DE69736731T2 - Herstellungsverfahren eines Quartzvibrators - Google Patents

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Nobuyoshi Toyota-shi Aichi-ken Sugitani
Motohiro Aichi-gun Fujiyoshi
Motoyasu Itabashi-ku Hanji
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Toyota Central R&D Labs Inc
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren eines Quarzvibrators, der beim Aufbringen einer Spannung vibriert. Der vorliege Quarzvibrator kann bei einer Winkelgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung oder bei diese Vibration verwendenden Messverfahren verwendet werden.
  • STAND DER TECHNIK
  • Ein üblicher Quarzvibrator ist in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 5-308238 beschrieben.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Entsprechend der obigen Offenlegungsschrift wird ein Gabelstangenabschnitt zwischen einem Paar sich parallel erstreckenden Quarzvibratorschenkeln durch Ätzen mit einer darauf ausgebildeten U-förmigen Maske hergestellt.
  • Da jedoch die Kristallorientierungen des Quarzes von der U-Form unterschiedlich sind, führt das oben be schriebene Ätzen mit der U-förmigen Maske dazu, dass ein Ätzrückstand mit einer wesentlich asymmetrischen Form in bezug auf die Quarzvibratorschenkel zurückbleibt, sodass der Ätzrückstand an dem Gabelabschnitt zwischen den Quarzvibratorschenkeln verbleibt. Wenn derartig hergestellte asymmetrische Quarzvibratorschenkel längs der X-Achse des Quarzes vibrieren, schwingen die Quarzvibratorschenkel ebenfalls aufgrund der Asymmetrie in Richtung der Z-Achse. Aus diesem Grund ist die Vibrationsstabilität des Quarzvibrators mit derartigen asymmetrischen Quarzvibratorschenkeln nicht zufriedenstellend. Derartige Resonatoren sind beispielsweise in der JP 57199314 oder JP 57060719 beschrieben.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem gelöst und es wird ein Herstellungsverfahren für einen Quarzvibrator geschaffen, der stabiler als der obige Stand der Technik vibriert.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahrein eines Quarzvibrators. Dieses Verfahren wird unter Berücksichtigung der Kristallorientierungen des Quarzes durchgeführt, wobei die Maske so ausgebildet wird, dass sie den Kristallorientierungen des Quarzes entspricht. Der Quarz weist drei X-Achsen auf, wobei sich benachbarte X-Achsen untereinander mit einem Winkel von 120° schneiden.
  • Das vorliegende Verfahren betrifft ein Herstellungsverfahren eines Quarzvibrators mit einer Basis aus Quarz und ersten und zweiten sich in der gleichen Richtung von der Basis erstreckenden Quarzvibrator schenkeln, die beim Aufbringen einer Spannung vibrieren. Dieses Verfahren umfasst einen Schritt des Vorbereitens eines Quarzwafers mit einer sich senkrecht zu einer sich längs der Z-Achse des Quarzes erstreckenden Hauptfläche, einen Schritt des Ausbildens einer Maske auf der Hauptfläche, die einen Basis entsprechenden Bereich und erste und zweite Vibratorschenkel entsprechende Bereiche aufweist, die sich in gleicher Richtung längs einer senkrecht zu einer bestimmten X-Achse des Quarzwafers von dem Basis entsprechenden Bereich verlaufenden Achse erstrecken, und einen Schritt des Ätzens des Quarzwafers mit der darauf ausgebildeten Maske, wodurch die Basis und die ersten und zweiten Quarzvibratorschenkel unmittelbar unter dem Basis entsprechenden Bereich bzw. unter den ersten und zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichen der Maske ausgebildet werden.
  • Dabei weist eine Grenzlinie des Basis entsprechenden Bereichs einen bestimmten, zwischen den ersten und zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichen angeordneten und sich längs der X-Achse erstreckenden Abschnitt auf, weiter weist eine Grenzlinie des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs ein von seinem einen Ende zu einem Ende des bestimmten Abschnitts des Basisbereichs verlaufendes erstes Segment auf, das sich in einer dem Spitzenende des ersten Vibratorschenkelbereichs annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 30° zur X-Achse erstreckt, und weiter weist eine Grenzlinie des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs ein zweites sich von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des bestimmten Bereichs des Basis entsprechenden Bereichs erstreckendes Segment auf, das sich in einer einem Spitzenende des zweiten Vibrationsschenkel entsprechenden Bereichs annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 30° zur X-Achse erstreckt. Das erste Segment des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs der Maske weist einen Winkel von etwa 30° in bezug auf die bestimmte Richtung der X-Achse auf und erstreckt sich in einer dem Spitzenende des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs von einem Ende der Verbindungslinie. Dabei bedeutet „etwa 30°" einen Winkel in einem Bereich von 24° bis 36°. Wie oben beschrieben, weist der Quarz eine weitere X-Achse auf, die in einem Winkel von 120° in bezug auf die bestimmte Richtung der X-Achse verläuft. Das erste Segment verläuft daher in einem Winkel von etwa 90° zu der anderen X-Achse.
  • Das zweite Segment des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs der Maske verläuft in einem Winkel von etwa 30° zu dieser X-Achse und erstreckt sich in einer dem Spitzenende des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs annähernden Richtung. Das zweite Segment verläuft nämlich in einem Winkel von etwa 150° in bezug auf die obige bestimmte Richtung der X-Achse. Wie oben beschrieben, weist der Quarz eine weitere X-Achse auf, die die bestimmte Richtung der X-Achse in einem Winkel von –120° schneidet. Das zweite Segment weist somit einen Winkel von etwa 90° zu der anderen X-Achse auf.
  • Da sich das erste und zweite Segment in einem Winkel von etwa 90° mit der obigen anderen X-Achse bzw. der anderen X-Achse schneidet, verläuft das Ätzen des Quarzwafers von der Hauptfläche des Quarzwafers nach innen längs einer senkrecht zu diesen X-Achsen verlaufenden Richtung mit dem ersten Segment und dem zweiten Segment als Grenzen.
  • Durch Ätzen des Quarzwafers mit der Maske mit dem ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereich mit dem ersten Segment kann der erste Quarzvibratorschenkel unmittelbar unterhalb dieses Bereichs ausgebildet werden. Weiter kann durch Ätzen des Quarzwafers mit der Maske mit dem zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereich mit dem zweiten Segment der zweite Quarzvibratorschenkel unmittelbar unter diesem Bereich ausgebildet werden.
  • Bei dem Vibrieren der Quarzvibratorschenkel konzentriert sich die Spannung an dem Gabelabschnitt des Quarzvibrators, umfassend den bestimmten Bereich des Basis entsprechenden Bereichs und das erste und zweite Segment. Da das vorliegende Ätzverfahren des Gabelabschnitts des Quarzvibrators entsprechend der Kristallorientierungen des Quarzes durch diese Segmente fortschreitet, kann die Form des Ätzrückstandes an den Seitenflächen der zwei einander gegenüberliegenden Quarzvibratorschenkeln mit diesem Gabelabschnitt dazwischen symmetrisch ausgebildet werden, verglichen mit dem durch das übliche Verfahren hergestellten, wodurch die auf die zwei Quarzvibratorschenkel aufgebrachte Spannung ausgeglichen werden kann.
  • Weiter wurde der obige Gabelabschnitt durch Ätzen des Quarzwafers der oben beschriebenen U-förmigen Maske hergestellt, wobei dieser Gabelabschnitt durch ein Segment gebildet wurde, das die X-Achse in einem Win kel von 27,360° (etwa 30°) schneidet und sich in Richtung des Spitzenendes des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs erstreckt, und ein die X-Achse in einem Winkel von 37,439° (etwa 40°) schneidendes Segment, das sich in Richtung des Spitzenendes des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs erstreckt, und ein Segment, das die X-Achse in einem Winkel von 84,395° (etwa 85°) schneidet und sich in Richtung des Spitzenendes des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs erstreckt. Daher kann die Symmetrie des Gabelabschnitts weiter verbessert werden, wenn der Gabelabschnitt zwischen den gegenüberliegenden Quarzvibratorschenkeln mit einer Maske mit den Segmenten entsprechend diesen Segmenten auf der Grundlage von Versuchsergebnissen hergestellt wird.
  • Insbesondere sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung vor, dass die Grenzlinie des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs ein drittes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des ersten Segments verlaufendes Segment, das sich in einer dem Spitzenende des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 40° zur X-Achse erstreckt, und ein viertes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des dritten Segments verlaufendes Segment, das sich in einer dem Spitzenende des ersten Vibratorschenkelbereichs annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 85° zur X-Achse erstreckt, aufweist, und wobei die Grenzlinie des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs ein fünftes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Segments verlaufendes Segment, das sich in einer dem Spitzenende des zweiten Vibratorschenkel entsprechen den Bereichs annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 40° zur X-Achse erstreckt, und ein sechstes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des fünften Segments verlaufendes Segment, das sich in einer dem Spitzenende des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 85° zur X-Achse erstreckt, aufweist. Hier bedeutet „etwa 40°" vorzugsweise einen Winkel in einem Bereich von 34,5° bis 40,5° und „etwa 85°" vorzugsweise einen Winkel in dem Bereich von 78,5° bis 90,5°.
  • Da das vorliegende Ätzverfahren des Gabelbereichs des Quarzvibrators ebenfalls entsprechend den durch diese Segmente gebildeten Kristallorientierungen des Quarzes fortschreitet, kann die Form des Ätzrückstandes an den Seitenflächen der zwei zueinander gegenüberliegenden Quarzvibratorschenkeln mit diesem Gabelabschnitt dazwischen symmetrisch ausgebildet werden, verglichen mit dem des mittels des üblichen Verfahrens hergestellten.
  • Anstelle der Segmente mit den oben entsprechenden Winkeln von 37,439° und 84,395° kann der obige Gabelabschnitt des Quarzwafers mit einer Maske mit angenäherten Segmenten mit einem Winkel mit einem mittleren Wert von 60,917° (etwa 60°) zwischen diesen Winkeln hergestellt werden.
  • Entsprechend diesem Verfahren weist vorzugsweise die Grenzlinie des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs ein erstes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des ersten Segments verlaufendes Segment, das sich in einer dem Spitzenende des ersten Vibrator schenkel entsprechenden Bereichs annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 60° zur X-Achse erstreckt auf, und die Grenzlinie des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs weist ein von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Segments verlaufendes Segment auf, das sich in einer dem Spitzenende des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 60° zur X-Achse erstreckt. Hier bedeutet „etwa 60°" vorzugsweise einen Winkel in dem Bereich von 54° bis 66°.
  • Das obige Herstellungsverfahren eines Quarzvibrators wurde unter Berücksichtigung der Symmetrie der paarweisen Quarzvibratorschenkeln durchgeführt, wobei es jedoch ebenfalls unter Berücksichtigung der Symmetrie eines einzigen Quarzvibratorschenkels durchgeführt werden kann.
  • Insbesondere ist das vorliegende Verfahren auf ein Herstellungsverfahren eines Quarzvibrators mit einer Basis aus Quarz und einem sich von der Basis erstreckenden Quarzvibratorschenkel gerichtet, der beim Aufbringen einer Spannung vibriert. Der vorliegende Quarzvibrator kann zusätzlich zu dem obigen Quarzvibratorschenkel einen weiteren Quarzvibratorschenkel aufweisen.
  • Dieses Verfahren umfasst einen Schritt des Vorbereitens eines Quarzwafers mit einer sich senkrecht zu einer sich längs der Z-Achse des Quarzes verlaufenden Achse erstreckenden Hauptfläche, einen Schritt des Ausbildens einer Maske auf der Hauptfläche, die einen Basis entsprechenden Bereich und einen Vibrations schenkel entsprechenden Bereich aufweist, der sich längs einer sich senkrecht zu einer bestimmten X-Achse des Quarzwafers von dem Basis entsprechenden Bereich erstreckt, und einen Schritt des Ätzens des Quarzwafers mit der darauf ausgebildeten Maske, wodurch die Basis und die Quarzvibratorschenkel unmittelbar unter dem Basis entsprechenden Bereich bzw. unter dem Vibratorschenkel entsprechenden Bereich der Maske ausgebildet werden, wobei eine Grenzlinie des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs ein von seinem einen Ende zu dem Basisbereich verlaufendes erstes Segment aufweist, das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 30° zur X-Achse erstreckt, und ein von seinem einen Ende zu dem Basis entsprechenden Bereich verlaufendes zweites Segment, das von dem ersten Segment einen bestimmten Abschnitt aufweist und sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 30° zur X-Achse erstreckt, aufweist.
  • Durch Ätzen des Quarzwafers mit der Maske mit diesem Vibratorschenkel entsprechenden Bereich kann der Winkel unmittelbar unter diesem Bereich ausgebildet werden. Während der Vibration des Quarzvibratorschenkels konzentriert sich hier die Spannung an dem Wurzelabschnitt des Quarzvibratorschenkels, umfassend das erste und zweite Segment. Da das vorliegende Ätzverfahren des Wurzelabschnitts des Quarzvibratorschenkels durch diese Segmente entsprechend den Kristallorientierungen des Quarzes fortschreitet, kann die Form des Ätzrückstandes an den Seitenflächen des durch diesen Wurzelabschnitt gebildeten Quarzvibratorschenkels symmet risch ausgebildet werden, verglichen mit dem des üblichen Verfahrens, wodurch die auf den Quarzvibratorschenkel aufgebrachte Spannung ausgeglichen werden kann.
  • Aus dem oben beschriebenen Versuchsergebnis ergibt sich eine bevorzugte Anordnung derart, dass die Grenzlinie des obigen Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs ein drittes von seinem einen Ende zu seinem anderen Ende des ersten Segments verlaufendes Segment aufweist, das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 40° zur X-Achse erstreckt, ein viertes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des dritten Segments verlaufendes Segment, das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 85° zur X-Achse erstreckt, aufweist, ein fünftes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Segments verlaufendes Segment, das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 40° zur X-Achse erstreckt, aufweist, und ein sechstes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des fünften Segments verlaufendes Segment, das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 85° zur X-Achse erstreckt, aufweist.
  • Weiter ergibt sich aus dem obigen Versuchsergebnis ein Verfahren, wobei die Grenzlinie des obigen Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs ein von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des ersten Segments verlau fendes Segment, das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 60° zur X-Achse erstreckt, aufweist und ein von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Segments verlaufendes Segment, das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 60° zur X-Achse erstreckt, aufweist.
  • Der Quarzvibratorschenkel weist einen Vorsprungsabschnitt an einer zwischen der Hauptfläche und Rückseitenfläche gegenüber der Hauptfläche angeordneten Seitenfläche auf, der sich längs der Grenzlinie des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs erstreckt. Hier erfolgt das Ätzen, bevor eine Höhe des Vorsprungsabschnitts 8% oder weniger eines Abstandes zwischen der Hauptfläche und der Rückseitenfläche wird.
  • Wenn der Quarzvibratorschenkel in den Richtungen längs der X-Achse vibriert, vibriert der Quarzvibratorschenkel ebenfalls in Richtungen längs der Z-Achse aufgrund dieses Vorsprungabschnitts. Durch weiteres Ätzen des oben beschriebenen Gabelabschnitts oder des Wurzelabschnitts des Quarzwafers, bis die Höhe des Vorsprungabschnitts an der Seitenfläche des Quarzvibratorschenkels, der durch den oben beschriebenen Vibratorschenkel entsprechenden Bereich gebildet wird, 8% oder weniger des Abstandes zwischen der Hauptfläche und der Rückseitenfläche wird, d.h., der Dicke des Quarzvibratorschenkels, kann eine Vibrationskopplung in den Z-Achsenrichtungen des Quarzvibratorschenkels wirksam verhindert werden. Da die Vibration ausreichend durch das Ätzen des Quarzwafers solange, bis der Wert 8% oder weniger wird, ausreichend stabilisiert werden kann, kann ein Quarzvibrator mit einer stabilen Vibration auf diese Weise bei der notwendigen minimalen Ätzzeit hergestellt werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden durch die Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei diese die Erfindung nicht begrenzen sollen.
  • Der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung deutlich. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die genaue Beschreibung und die besonderen Beispiele, die als bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung bezeichnet sind, lediglich zur Darstellung dienen, da verschiedene Änderungen und Abänderungen innerhalb des Erfindungsgedankens für den Fachmann aus dieser genauen Beschreibung ersichtlich sind.
  • BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht des Quarzwafers.
  • 2 eine perspektivische Ansicht des Quarzwafers mit der darauf ausgebildeten Maske.
  • 3 eine Schnittansicht des Quarzwafers von 2 längs der Linie A-A, gesehen in Richtung der Pfeile.
  • 4 eine perspektivische Ansicht des Quarzvibratorrohlings.
  • 5 eine Schnittansicht des Rohlings von 4 längs der Linie A-A und gesehen in Richtung der Pfeile.
  • 6 eine Winkelbeschleunigungserfassungsvorrichtung mit dem Quarzvibrator.
  • 7 eine Schnittansicht des Quarzvibrators von 6 längs der Linie A-A, gesehen in Richtung der Pfeile.
  • 8 eine Schnittansicht des Quarzvibratorschenkels.
  • 9 ein Diagramm zur Darstellung der Frequenzverteilungen von tx/D gegen tz/D.
  • 10 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen der Ätzzeit und der Höhe des Vorsprungabschnitts.
  • 11 eine Aufsicht auf einen weiteren Rohling.
  • 12 eine Aufsicht auf einen weiteren Rohling.
  • 13 eine Aufsicht auf einen weiteren Rohling.
  • 14 eine Aufsicht auf einen weiteren Rohling.
  • 15 eine Aufsicht auf einen weiteren Rohling.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine Ausführungsform des Herstellungsverfahrens des Quarzvibrators gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und eine wiederholte Beschreibung entfällt.
  • Bei dem Herstellungsverfahren des Quarzvibrators gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird zuerst ein Quarzwafer 1 vorbereitet.
  • 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Quarzwafers 1. Der Quarzwafer 1 weist eine Hauptfläche 1a und eine senkrecht zur Hauptachse Z' angeordnete Rückseitenfläche 1b auf, wobei die Achse Z' innerhalb des Winkelbereichs θ in bezug auf die Z-Achse (optische Achse) des Quarzes verläuft. Dieser Quarzwafer 1 weist weiter eine Orientierungsebene 1c senkrecht zu der X-Achse (elektrische Achse) des Quarzes an seiner Seitenfläche auf.
  • Der Abstand der Hauptfläche 1a und der Rückseitenfläche 1b des Quarzwafers 1, die die Dicke D des Quarzwafers 1 darstellt, liegt zwischen 200 und 500 μm, und der Winkel θ beträgt ± 20°. D.h., die Hauptachse Z' befindet sich an einer Position, die sich aus der Drehung der Z-Achse des Quarzes innerhalb des Bereichs von ± 20° um die X-Achse des Quarzes ergibt. Die zu der X-Achse und zu der Z-Achse des Quarzes senkrechte Achse wird als Y-Achse (mechanische Achse) bezeichnet. Die Hauptfläche 1a des Quarzwafers 1 wird durch die Y'-Achse, die um den Winkel θ in bezug auf die Y-Achse geneigt ist, und die X-Achse gebildet. Jeder Satz der XYZ-Achsen und der XY'Z'-Achsen bildet ein orthogonales Koordinatensystem.
  • Im Folgenden wird eine Metallmaske auf der Hauptfläche 1a und der Rückseitenfläche 1b des Quarzwafers 1 ausgebildet.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht des Quarzvibratorrohlings 1', wobei die Metallmasken 3 und 4 auf der Hauptfläche 1a bzw. auf der Rückseitenfläche 1b des Quarzwafers 1 ausgebildet sind, und 3 zeigt eine Schnittansicht des Rohlings 1', die man durch Schneiden des Rohlings 1' von 2 längs der Linie A-A und durch Sicht längs der Pfeile erhält.
  • Die Metallmaske 3 weist einen Lagerbereich 3a mit einer rechtwinkligen Öffnung OP1, einen in der Öffnung OP1 ausgebildeten Vibrator entsprechenden Bereich 3b und einem den Lagerbereich 3a mit dem Vibrator entsprechenden Bereich 3b verbindenden Bereich 3c auf, und die Metallmaske 4 weist die gleiche Struktur wie die Metallmaske 3 auf. Zur Ausbildung dieser Metallmasken 3 und 4 werden zuerst eine Metallschicht und ein Photoresist aufeinanderfolgend auf die Hauptfläche 1a und auf die Rückseitenfläche 1b des Quarzwafers 1 aufgebracht, und darauf wird ein Belichtungsmuster gleicher Form wie die der Metallmasken 3 und 4 auf das Photoresist projiziert, um das Photoresist zu belichten. Das belichtete Photoresist wird teilweise mit einem anorganischen Lösungsmittel entfernt, wodurch die Metallschicht unterhalb des so entfernten Photoresist belichtet wird. Der belichtete Teil der Metallschicht wird mit einem Ätzmittel entfernt, und dann wird das gesamte verbleibende Photoresist mit einem anderen organischen Lösungsmittel entfernt, wodurch die Metallmasken 3 und 4 gemäß 2 ausgebildet werden. Jede der Metallmasken 3 und 4 weist eine doppellagige Struktur einer Cr-Schicht und einer Au-Schicht auf (oder kann eine mehrschichtige Struktur von drei oder mehr Schichten aufweisen).
  • Im Folgenden wird, wie in den 2 und 3 gezeigt, der Rohling 1' mit den darin ausgebildeten Metallmasken 3 und 4 mit einem Ätzmittel von NH4HF2 oder ähnlichem von der Oberseite und der Unterseite geätzt.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht zur Darstellung des Vibrator entsprechenden Bereichs 3b, der von dem Rohling 1' gemäß 2 sich nach dem obigen Ätzen ergibt, und 5 ist eine Schnittansicht des Rohlings 1', die man durch Schneiden des Rohlings 1' von 4 längs der Linie A-A und durch Sicht längs der Pfeile erhält. Der Bereich, in dem die Metallmasken 3 und 4 des Quarzwafers 1 nicht ausgebildet sind, wird durch das Ätzmittel entfernt, und dieser Bereich streckt sich durch den Quarzwafer 1 von der Hauptfläche 1a zur Rückseitenfläche 1b. Andererseits verbleibt der Bereich des Quarzwafers 1 unmittelbar unterhalb der Masken 3 und 4 und der Quarzvibrator wird aus dem Quarzwafer 1 herausgeschnitten. Im Folgenden werden die Formen des dem Vibrator entsprechenden Bereichs 3b und der gemäß dieser Ausführungsform verwendeten Metallmaske 3 und die Form des aus dem Quarzwafer 1 mit tels dieses Maskenmuster 3 herausgeschnittene Quarzvibrators beschrieben.
  • Der Vibrator entsprechende Bereich 3b der Metallmaske 3 besteht aus einem Basis entsprechenden Bereich 5 und Vibratorschenkel entsprechenden Bereichen 6 und 7 und die Längsrichtung der Vibratorschenkel entsprechenden Bereiche 6 und 7 verläuft parallel zur Orientierungsebene 1c des in 2 gezeigten Quarzwafers 1.
  • Die Metallmaske 4 weist ebenfalls Vibratorschenkel entsprechende Bereiche 8 und 9 auf, und die Seitenränder der Bereiche 8 und 9 sind mit den entsprechenden Seitenrändern der Bereiche 6 und 7 längs der Z'-Achse ausgerichtet. Die Metallmaske 4 ist nämlich ein Ergebnis der Translationsbewegung der Metallmaske 3 längs der Z'-Achse. Die Struktur der Metallmaske 4 ist daher die gleiche wie die der Metallmaske 3 und die Beschreibung der Struktur der Metallmaske 4 entfällt somit.
  • Die Vibratorschenkel entsprechenden Bereiche 6 und 7 der Metallmaske 3 erstrecken sich parallel zueinander längs der positiven Richtung der Y'-Achse von einem Ende des Basis entsprechenden Bereichs 5.
  • Der Vibratorschenkel entsprechende Bereich 6 wird von dem Segment 10 und dem Segment 11 parallel zu der Y'-Achse, dem Segment 12 parallel zu der X-Achse, das ein Ende des Segments 10 mit einem Ende des Segments 11 verbindet, dem von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des Segments 10 verlaufenden Segment 13, das die X-Achse in dem Bereich des Winkels θ1a und einer virtu ellen Linie BL, die von dem anderen Ende des Segments 13 parallel zu X-Achse verläuft, schneidet, umgeben. Die virtuelle Linie BL ist eine Grenzlinie zwischen dem Vibratorschenkel entsprechenden Bereich 6 und dem Basis entsprechenden Bereich 5 und ebenfalls eine Grenzlinie zwischen dem Vibratorschenkel entsprechenden Bereich 7 und dem Basis entsprechenden Bereich 5.
  • Der Vibratorschenkel entsprechende Bereich 7 der Metallmaske 3 wird von der virtuellen Linie BL parallel zur X-Achse, dem nahezu parallel zu der Y'-Achse verlaufenden Segment 14 und dem Segment 15, dem parallel zu X-Achse verlaufenden Segment 16, das ein Ende des Segments 14 mit einem Ende des Segments 15 verbindet, und dem von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des Segments 14 verlaufenden Segments 17, das die X-Achse innerhalb des Bereichs des Winkels θ1b schneidet, umgeben. Hier betragen die Winkel θ1a und θ1b jeweils 30 ± 6°.
  • Der Basis entsprechende Bereich 5 der Metallmaske 3 weist an einem Ende ein Segment 18 auf (bestimmter Bereich), das die anderen Enden der Segmente 13 und 17 der Vibratorschenkel entsprechenden Bereiche 6 und 7 verbindet, und weist die Winkel θ1a und θ1b mit der X-Achse miteinander auf. Das Segment 18 ist ein Teil der oben erwähnten virtuellen Linie BL, die parallel zu der X-Achse und dem Basis entsprechenden Bereich 5 verläuft und sich von den Vibratorschenkeln entsprechenden Bereichen 6 und 7 mit der virtuellen Linie BL als Grenze erstreckt. Der Basis entsprechende Bereich 5 wird nämlich von den parallel zur X-Achse verlaufenden Segmenten 18, 19 und den parallel zu der Y'-Achse verlaufenden Segmenten 11 und 16 umgeben und bildet so ein Rechteck.
  • Der Abstand zwischen den zwei parallelen Segmenten 10 und 11 erstreckt sich in Längsrichtung des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 6, d.h., die Breite des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 6 ist gleich der Breite des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 7, die den Abstand zwischen den zwei parallelen Segmenten 14 und 15 darstellt, die sich in Längsrichtung des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 7 erstrecken, und diese Breiten sind beide W. Da die Quarzvibratorschenkel 6a und 7a aus dem Quarzwafer 1 als die durch die Vibratorschenkel entsprechenden Bereiche 6 und 7 gegen das obige Ätzen geschützten herausgeschnitten werden, fällt die Breite der Oberfläche der Quarzvibratorschenkel 6a und 7a mit der Breite W der Vibratorschenkel entsprechenden Bereiche 6 und 7 zusammen.
  • Die Breite W der Vibratorschenkel entsprechenden Bereiche 6, 7 und die Quarzvibratorschenkel 6a, 7a ist vorzugsweise gleich oder größer als ihre Dicke D. Die Dicke D der Quarzvibratorschenkel 6a und 7a ist gleich der Dicke des Quarzwafers 1, die zwischen 200 und 500 μm liegt.
  • Beim Ätzen des Quarzes ist die Ätzrate in positiver Richtung der X-Achse von der in negativer Richtung unterschiedlich. Der Quarz ist ein triadischer symmetrischer Kristall und hat zwei X-Achsen, die senkrecht zur Z-Achse verlaufen und einen Winkel von ± 120° mit der X-Achse einschließen. Diese Achsen werden als X1- Achse und X2-Achse bezeichnet. Aufgrund des Unterschiedes zwischen diesen Ätzraten weisen die Quarzvibratorschenkel 6a und 7a, die unter dem Vibratorschenkel entsprechenden Bereichen 6 und 7 ausgebildet werden, jeweils entsprechende Vorsprungsabschnitte 20 und 21 auf, die sich in positiver Richtung der X-Achse von unmittelbar unterhalb der Segmente 11 und 14 der Vibratorschenkel entsprechenden Bereiche 6 und 7 erstrecken. Andererseits verlaufen die Ebenen 20a und 21a gegenüber den Vorsprungsabschnitten 20 und 21 der Quarzvibratorschenkel 6a und 7a parallel zu der Y'Z'-Ebene. Aufgrund der obigen Differenz zwischen den Ätzraten weist der Quarzvibratorschenkel 6a einen sich in positiver Richtung der X1-Achse von unmittelbar unterhalb des Segments 13 an der Wurzel des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 6 erstreckenden Vorsprungsabschnitt 22 auf, und der Quarzvibratorschenkel 7a weist eine sich senkrecht zur X2-Achse von unterhalb des Segments 17 an der Wurzel des Vibratorschenkels entsprechenden Bereichs 7 erstreckende Ebene 22a auf. Die Höhen tx dieser Vorsprungsabschnitte (Ätzrückstände) 20 bis 22 sind im Wesentlichen gleich und die Höhe tx liegt innerhalb 8% der Dicke D. D.h., das obige Ätzen erfolgt bevor der maximale Trennabstand tx von einer zur Hauptfläche 1a senkrechten Ebene einschließlich jedes der Segmente 11 und 14 zu jeder Seitenfläche 8% oder weniger des Abstandes D zwischen der Hauptfläche 1a und der Rückseitenfläche 1b wird.
  • Der maximale Trennabstand von einer das Segment 11 einschließenden Ebene senkrecht zur Hauptebene 1a zu dem Vorsprungsabschnitt 22 in dem Gabelabschnitt ist als W1 definiert. Die Größen von W1 werden gemessen, wo der Quarzwafer mit der obigen U-förmigen Maske zur Ausbildung des Gabelabschnitts des Quarzvibrators geätzt wurde, und die Ergebnisse der Messung sind wie folgt. Wenn der Quarzwafer 1 mit der Dicke D von 200μm 100 Minuten lang geätzt wurde, betrug der Abstand W1 172μm. Wenn der Quarzwafer 1 mit der Dicke D von 300μm 150 Minuten lang geätzt wurde, betrug der Abstand W1 264μm. Wenn der Quarzwafer 1 mit der Dicke D von 400μm 200 Minuten lang geätzt wurde, betrug der Abstand W1 372μm. Wenn der Quarzwafer 1 mit der Dicke D von 500μm 250 Minuten lang geätzt wurde, betrug der Abstand W1 465μm. Entsprechend ist der Abstand der Metallmaske 3 von der Ebene mit dem Segment 10 senkrecht zur Hauptfläche 1a zu dem Schnittpunkt zwischen dem Segment 13 und dem Segment 18 vorzugsweise größer als die Dicke D des Quarzvibratorschenkels 6a oder 7a. Dies liegt daran, dass die Höhe tx des Vorsprungs 22 klein gemacht werden kann (innerhalb 8% der Dicke D), in dem man die Ätzzeit von der Dicke D abhängig macht, wie oben beschrieben.
  • Das erste Segment 13 des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 6 schließt einen Winkel von etwa 30° in bezug auf die positive Richtung dieser X-Achse ein. Die X1-Achse des Quarzes schneidet die positive Richtung der X-Achse in einem Winkel von 120°. Entsprechend schließen die X1-Achse und das Segment 13 des Gabelabschnitts einen Winkel von etwa 90° ein.
  • Das zweite Segment 17 des Vibratorschenkel entsprechendes Bereichs 7 schließt mit der positiven Richtung der X-Achse einen Winkel von etwa 150° ein. Die X2-Achse schneidet die positive Richtung der X-Achse mit einem Winkel von –120°. Entsprechend schließt die X2-Achse und das zweite Segment 17 einen Winkel von etwa 90° ein.
  • Da das erste Segment 13 und das zweite Segment 17 die X1-Achse bzw. die X2-Achse mit einem Winkel von 90° schneiden, erfolgt das Ätzen des Quarzwafers 1 von der Hauptfläche 1a des Quarzwafers 1 nach innen längs der zu der X1-Achse und der X2-Achse senkrechten Richtung, wobei das erste Segment 13 und das zweite Segment 12 der Maske 3 die Grenzen sind.
  • Der erste Vibratorschenkel entsprechende Bereich 6 wird durch den von dem ersten Segment 13 und den Segmenten 10 bis 12 umgebenen Bereich gebildet. Durch Ätzen des Quarzwafers 1 mit der Maske mit diesem ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereich 6 wird der erste Quarzvibratorschenkel 6a unmittelbar unterhalb dieses Bereichs 6 ausgebildet. Der zweite Vibratorschenkel entsprechende Bereich 7 wird durch den von dem zweiten Segment 17 und den Segmenten 14 bis 16 umgebenen Bereich gebildet, und durch Ätzen des Quarzwafers 1 mit der Maske 3 mit diesem Bereich 7 wird der zweite Quarzvibratorschenkel 7a unmittelbar unterhalb dieses Bereichs 7 ausgebildet. Durch Ätzen des Quarzwafers 1 mit der Maske 3 mit dem Basis entsprechenden Bereich 5 wird die Basis 5a unmittelbar unterhalb dieses Bereichs 5 ausgebildet. Während der Vibration des Quarzvibratorschenkels konzentriert sich die Spannung an dem Gabelabschnitt des Quarzvibrators, bestehend aus dem Segment 18, dem ersten Segment 13 und dem zweiten Segment 17, und das Ätzen dieses Gabelabschnitts erfolgt zum Inneren des Quarzwafers 1 mit dem ersten Segment 18 bzw. dem zweiten Segment 17 senkrecht zu der X1-Achse und der X2-Achse als Grenze. Entsprechend können die Formen der Seitenflächen 22 und 22a der zwei gegenüberliegenden Quarzvibratorschenkel 6a und 7a mit dem Gabelabschnitt dazwischen symmetrisch ausgebildet werden, verglichen mit jenen, die durch das übliche Verfahren hergestellt werden, wodurch die auf die zwei Quarzvibratorschenkel 6a und 7a ausgeübten Spannungen ausgeglichen werden können.
  • Nach der Beendigung des Ätzens werden die Metallmasken 3 und 4 gemäß 2 entfernt, und die Elektroden 23 bis 34 mittels der Photolithographietechnologie an die Quarzvibratorschenkel 6a und 7a angebracht, wodurch der Quarzvibrator 100 ausgebildet wird. Nach der Ausbildung der Elektroden 23 bis 34 wird der Quarzvibrator 100 von dem Quarzabschnitt unmittelbar unterhalb des Verbindungsbereichs 3c von 2 getrennt.
  • 6 zeigt eine perspektivische Ansicht zur Darstellung einer Winkelgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung, bei der der Quarzvibrator 100 mit den Elektroden 23 bis 34 an einem Befestigungsgestell 101 befestigt ist, und 7 ist ein Querschnitt des Quarzvibrators 100, in dem man den Quarzvibrator 100 von 6 längs der Linie A-A schneidet und ihn in Richtung der Pfeile betrachtet. Diese Winkelgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung weist einen elektrischen Schaltkreis 102 zum Aufbringen einer Treiberspannung zum Antrieb der Quarzvibratorschenkel 6a und 7a in Richtungen längs der X-Achse auf einige der Elektroden 23 bis 34 und zum Erfassen von Signalen auf, die der Z-Richtungsvibration der Quarzvibratorschenkel 6a und 7a entsprechen, von einigen der Elektroden 23 bis 34. Da die Z-Richtungsvibration der Quarzvibratorschenkel 6a und 7a entsprechend der Corioliskraft auftritt, dem Produkt der Vibrationsgeschwindigkeit in Richtung der X-Achsen der Quarzvibratorsschenkel 6a und 7a und der darauf um die Längsrichtung der Quarzvibratorschenkel 6a und 7a wirkenden Rotationskraft, kann der elektrische Schaltkreis 102 die auf die Winkelgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung wirkende Winkelgeschwindigkeit erfassen.
  • Da der Quarzvibrator 100 unter Verwendung der Metallmasken 3 und 4 gemäß 4 hergestellt wird, ist die Form der Hauptfläche (Ebene) 1a die gleiche wie die der Zone 3b der Metallmaske 3. Entsprechend wird die Form des Vibrators 100 durch Verwendung der gleichen Bezugszeichen wie jene für den Bereich 3b bestimmt und die Beschreibung davon entfällt. Die Form der Rückseitenfläche 1b des Quarzvibrators 1 ist die gleiche wie die der Hauptfläche 1a.
  • Im Folgenden wird der Grund erläutert, warum die obige Höhe tx bei 8% oder weniger der Dicke D eingestellt wird.
  • 8 zeigt einen Querschnitt des Quarzvibratorschenkels 6a von 5. Der Schnitt senkrecht zur Y'-Achse des Quarzvibratorschenkels 6a weist die Hauptfläche 1a und die Rückseitenfläche 1b parallel zu der XY'-Ebene, die linke Seitenfläche 20a parallel zu der Y'Z'-Ebene und die rechte Seitenfläche 20b gegenüberliegend zur linken Seitenfläche 20a auf. Die Hauptfläche 1a, die Rückseitenfläche 1b und die linke Seitenfläche 20a sind eben, und die rechte Seitenfläche 20b ist verformt, sodass sie sich in positive Richtung der X-Achse erstreckt. Der Vorsprungsabschnitt 20 wird durch den Verformungsabschnitt der rechten Seitenfläche 20b gebildet. Die Höhe tx des Vorsprungabschnitts 20 wird durch den Abstand von einer Ebene gebildet, die zwei sich schneidende Linien zwischen der oberen und unteren Fläche 1a, 1b und die rechte Seitenfläche 20b zur Spitze C des Vorsprungabschnitts 20 einschließen. In dem Querschnitt von 8 stellt „O" die Lage des Schwerpunktes des Quarzvibratorschenkels 6a ohne den Vorsprungsabschnitt 20 dar. Eine Abweichung tz des Vorsprungsabschnitts 20 wird durch einen Abstand zwischen der XY'-Ebene mit dem Schwerpunkt O und der Spitze C' gebildet. In dem Querschnitt von 8 ist O' als eine Lage des Schwerpunkts des Quarzvibratorschenkels 6a mit dem Vorsprungabschnitt 20 definiert.
  • Wenn der Quarzvibratorschenkel 6a in Richtung der X-Achse mit dem Schwerpunkt O in der Mitte vibriert, weicht die Hauptachse des Querschnitts um den Winkel α relativ zu der Z'-Achse (als Z'' -Achse) ab, da der Schwerpunkt O des Quarzvibratorschenkels 6a zu dem Schwerpunkt O' bewegt wird. In diesem Fall vibriert der Quarzvibratorschenkel 6a längs der um einen Winkel β von der X'-Achse abweichenden Richtungen, obwohl der Quarzvibratorschenkel 6a in Richtung der X-Achsen vibrieren soll. Diese Vibration verschlechtert die Vibrationsstabilität des Quarzvibrators 100. Wenn weiter beispielsweise dieser Quarzvibrator 100 bei der Winkelgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung verwendet wird, erfasst der obige elektrische Schaltkreis 102 eine Kopplungsvibrationskomponente in Richtung der Z- Achse, die nicht auf der Corioliskraft beruht, wodurch die Genauigkeit der von dem elektrischen Schaltkreis 102 erfassten Winkelgeschwindigkeit vermindert wird.
  • Die Amplitude tanβ der Kopplungsvibrationskomponenten in Richtung der Z-Achse hängt von dem Abweichungsbetrag tz ab. Die Amplitude tanβ der Kopplungsvibrationskomponenten nimmt nämlich proportional mit einem Verhältnis (tz/D) des Abweichungsbetrages tz zur Dicke D zu. Somit kann die Vibrationsstabilität des Quarzvibrators 100 durch Vermindern des Verhältnisses tz/D verbessert werden.
  • 9 ist ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen tx/D und tz/D, das man erhält, wenn mehrere Quarzvibratoren 100 hergestellt wurden. Mit einem großen tx/D wird die Wahrscheinlichkeit, dass der Quarzvibrator 100 mit großem tz/D hergestellt wird, hoch; mit kleinem tx/D kann der Quarzvibrator 100 mit großem tz/D nicht hergestellt werden. Wenn tz/D bei 8% oder weniger gehalten wird, fällt tz/D in einen vorbestimmten Wert, wodurch der Quarzvibrator 100 hergestellt werden kann, der eine stabile Vibration erreicht.
  • 10 ist ein Diagramm zur Herstellung der Beziehung zwischen der Ätzzeit (Einheit: Stunde) des Quarzwafers 1 und der Höhe tx des Vorsprungabschnitts 20. Die polygonalen Linien A1, A2, A3, A4 zeigen die Werte von Quarzwafern mit der Dicke D = 500μm, 400μm, 300μm bzw. 200μm und in jeden Quarzwafer wird an dem Punkt D1 bis D4 eingedrungen. Die gestrichelten Linien in der gleichen Zeichnung zeigen einen Bereich, bei dem die Metallmasken während des Gebrauchs anfangen zu brechen, wodurch die Dispersion des Ätzens vergrößert wird, wodurch der Quarzvibrator 100 mit einer stabilen Vibration nicht hergestellt werden kann. Entsprechend beträgt die Ätzzeit vorzugsweise 3 oder weniger Stunden. Wenn die Ätzzeit 3 Stunden beträgt, und wenn die Dicke D 500μm beträgt, beträgt das Verhältnis tx/D 7,8%. Wenn die Ätzzeit 3 Stunden beträgt, und wenn die Dicke D 400μm beträgt, beträgt das Verhältnis tx/D 5,0%. Wenn die Ätzzeit 3 Stunden beträgt, und wenn die Dicke D 300μm beträgt, beträgt das Verhältnis tx/D 2,6%.
  • Entsprechend wird in dem Fall, in dem die Dicke D 500μm oder weniger beträgt, das Ätzen vorzugsweise fortgeführt, bis das Verhältnis tx/D zwischen 8% und 7,8% einschließlich wird. In dem Fall, in dem die Dicke 400μm oder weniger beträgt, wird das Ätzen vorzugsweise fortgeführt, bis das Verhältnis tx/D zwischen 8% und 5% einschließlich wird. In dem Fall, in dem die Dicke D 300μm oder weniger beträgt, wird das Ätzen vorzugsweise fortgeführt, bis das Verhältnis tx/D zwischen 8% und 3 (2,6%) einschließlich wird.
  • Die Form der obigen Metallmasken 3 und 4 bildenden Segmente und die Form der Hauptfläche 1a und der Rückseitenfläche 1b des Quarzvibrators 100 können durch jene ersetzt werden, die in Verbindung mit den 11 bis 15 beschrieben werden. Die Form der Metallmaske der unteren Fläche und die Form der Hauptfläche (Ebene) und die Rückseitenfläche (Ebene) des unter Verwendung der Metallmasken hergestellten Quarzvibrators dieser Beispiele sind die gleichen wie die Form der Metallmaske der oberen Fläche. Entsprechend wird nur die Form der Metallmaske der oberen Fläche beschrieben und eine wiederholte Beschreibung entfällt in der folgenden Beschreibung. 11 bis 15 sind Aufsichten auf andere Quarzvibratorrohlinge, die in der gleichen Weise wie die Aufsicht des Quarzvibratorrohlings 1' gemäß 4 dargestellt sind. Gleiche Bezugszeichen werden für gleiche Elemente der gleichen Struktur wie die des Vibrator entsprechenden Bereichs 3b der Metallmaske 3 verwendet und eine wiederholte Beschreibung entfällt.
  • Der Gabelbereich des Quarzvibrators wird durch Ätzen des Quarzwafers mit der oben beschriebenen U-förmigen Maske hergestellt. Es hat sich herausgestellt, dass dieser Gabelabschnitt durch das unter dem Winkel von 27,360° (etwa 30°) die X-Achse schneidende Segment, das sich in Richtung des Spitzenendes des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs erstreckt, das die X-Achse unter einem Winkel von 37,439° (etwa 40°) schneidende Segment, dass sich in Richtung des Spitzenendes des zweiten Vibrator entsprechenden Bereichs erstreckt, und dass die X-Achse unter einem Winkel von 84,395° (etwa 85°) schneidende Segment, das sich in Richtung des Spitzenendes des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs erstreckt, gebildet wird. Daher kann die Symmetrie dieses Gabelabschnitts weiter verbessert werden, indem man den Gabelabschnitt zwischen den gegenüberliegenden Quarzvibratorschenkeln unter Verwendung einer Maske mit Segmenten, die sich längs dieser Segmente erstrecken, aufgrund der Versuchsdaten verbessert werden.
  • Zuerst wird die Metallmaske 203 des Quarzvibratorrohlings 200 gemäß 11 beschrieben.
  • Die Vibratorschenkel entsprechenden Bereiche 206 und 207 der Metallmaske 203 erstrecken sich zueinander parallel längs der positiven Richtung der Y'-Achse von einem Ende des Basis entsprechenden Bereichs 5, und die Quarzvibratorschenkel 206a und 207a werden unmittelbar unterhalb der Vibratorschenkel entsprechenden Bereiche 206 bzw. 207 ausgebildet.
  • Der Vibratorschenkel entsprechende Bereich 206 weist ein drittes Segment 213a auf, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des ersten Segments 13 verläuft und sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 206 annähernden Richtung mit einem Winkel von θ2a zur X-Achse erstreckt, und ein viertes Segment 213b, das von seinem einen Ende zum anderen Ende des dritten Segments 213a verläuft und sich in einer dem Spitzenende des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs annähernden Richtung unter einem Winkel θ3a zur X-Achse erstreckt. Der Vibratorschenkel entsprechende Bereich 207 weist weiter ein fünftes Segment 217a auf, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Segments 17 verläuft und sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 207 annähernden Richtung unter einem Winkel von θ2b zur X-Achse erstreckt, und ein sechstes Segment 217b auf, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des fünften Segments 217a verläuft, und sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 207 annähernden Richtung unter einem Winkel von θ3b zur X-Achse erstreckt. Die Winkel θ2a und θ2b betragen jeweils 37,5 ± 3° (etwa 40°). Die Winkel θ3a und θ3b betragen jeweils 84,5 ± 6° (etwa 85°). Die Winkel θ2a und θ2b sind jeweils nicht kleiner als die Winkel θ1a und θ1b.
  • Der obige Gabelabschnitt des Quarzwafers kann unter Verwendung einer Maske mit einem Mittelwert von 60,917° (etwa 60°) angenäherten Segmenten zwischen den obigen Winkeln statt der Segmente mit den obigen Winkeln von 37,439° und 84,395° geätzt werden.
  • 12 zeigt die Metallmaske 303 eines Quarzvibratorrohlings 300 zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
  • Die Vibratorschenkel entsprechenden Bereiche 306 und 307 der Metallmaske 303 erstrecken sich parallel zueinander längs der positiven Richtung der Y'-Achse von einem Ende des Basis entsprechenden Bereichs 5 und die Quarzvibratorschenkel 306a und 307a werden unmittelbar unterhalb der Vibratorschenkel entsprechenden Bereiche 306 bzw. 307 ausgebildet. Der Vibratorschenkel entsprechende Bereich 306 weist ein Segment 313a auf, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des ersten Segments 13 verläuft, und das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkels entsprechenden Bereichs 306 annähernden Richtung unter einem Winkel von θ7a zu der X-Achse erstreckt. Der Vibratorschenkel entsprechende Bereich 307 weist ein Segment 317a auf, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Segments 17 verläuft, und sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 307 annähernden Richtung unter einem Winkel von θ7b° zur X-Achse erstreckt. Die Winkel θ7a und θ7b betragen jeweils 60 ± 6° (etwa 60°).
  • Der maximale Trennabstand zwischen einer Ebene mit dem Segment 14 parallel zur Z'-Achse und dem Vorsprungsabschnitt 21 wird als W2 definiert. Der Abstand von dieser Ebene zu dem Schnittpunkt zwischen dem Segment 17 und dem Segment 18 wird als W3 definiert. Die Größen von W2 werden gemessen, wo der Quarzwafer mit der Maske der in 4 dargestellten Ausführungsform geätzt wurde, und die Ergebnisse der Messung sind wie folgt.
  • Die Maske mit dem Abstand W3 von 0,2mm wurde auf dem Quarzwafer 1 mit der Dicke D von 0,2mm (200μm) ausgebildet und dann 100 Minuten lang geätzt. Der Abstand W2 betrug 0,012mm. Die dritte Potenz der Dicke D beträgt 0,008mm3.
  • Die Maske mit dem Abstand W3 von 0,3mm wurde auf dem Quarzwafer 1 mit der Dicke D von 0,3mm (300μm) ausgebildet und dann 150 Minuten lang geätzt. Der Abstand W2 betrug 0,038mm. Die dritte Potenz der Dicke D beträgt 0,027mm3. Die Maske mit dem Abstand W3 von 0,4mm wurde auf dem Quarzwafer 1 mit der Dicke D von 0,4mm (400μm) ausgebildet und wurde dann 200 Minuten lang geätzt. Dann betrug der Abstand W2 0,084mm. Die dritte Potenz der Dicke D beträgt 0,064mm3. Die Maske mit dem Abstand W3 von 0,5mm wurde auf dem Quarzwafer 1 mit der Dicke D von 0,5mm (500μm) ausgebildet und wurde dann 250 Minuten lang geätzt. Der Abstand W2 betrug dann 0,136mm. Hier ist die dritte Potenz der Dicke D 0,125mm3. Entsprechend wird in dem Bereich der Dicke D zwischen 0,2 und 0,5 (mm) der Abstand der Metallmasken 303 von der Ebene mit dem Segment 14 parallel zur Z'-Achse zum Schnittpunkt zwischen dem Segment 17 und dem Segment 317a vorzugsweise größer eingestellt als die dritte Potenz der Dicke D (mm). Der Grund liegt darin, dass die Höhe tx des Vorsprungs 21 klein gemacht werden kann (innerhalb 8% der Dicke D) durch die Abhängigkeit der Ätzzeit von der Dicke D, wie oben beschrieben.
  • Weiter ist der Abstand zwischen dem Segment 10 und dem Segment 14 S. Weiter ist der Abstand h vom Schnittpunkt zwischen dem Segment 10 und dem Segment 313a die virtuelle Linie BL. Wenn der Abstand S lang ist, ist die mechanische Vibrationsverbindung gering, wenn ein Paar Vibratorschenkel in Richtung der X-Achse vibrieren. Um die mechanische Verbindung zu erhöhen, wird bevorzugt, die Länge eines Segments als einen Vorsprung der Segmente 313a und 13 auf der virtuellen Linie BL zu verlängern. Weiter liegt das Verhältnis h/S vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,4 einschließlich unter Berücksichtigung der einfachen Strömung des Ätzmittels und der Anordnung der Elektroden in Abhängigkeit dieses Abstands S.
  • Das obige Herstellungsverfahren des Quarzvibrators wurde unter Berücksichtigung der Symmetrie eines Paares der Quarzvibratorschenkel durchgeführt, wobei dies ebenfalls unter Berücksichtigung der Symmetrie eines einzigen Quarzvibratorschenkels durchgeführt werden kann.
  • 13 zeigt die Metallmaske 403 eines Quarzvibratorrohlings 400 zur Durchführung eines derartigen Verfahrens. Die Vibratorschenkel entsprechenden Bereiche 406 und 407 der Metallmaske 403 erstrecken sich parallel längs der positiven Richtung der Y'-Achse von einem Ende des Basis entsprechenden Bereichs 405 und der Basis 405a, und der erste und zweite Vibratorschenkel 406a, 407a werden unmittelbar unterhalb dieser Zonen entsprechend ausgebildet. Der Basis entsprechende Bereich 405 wird von den Segmenten 18, 419 parallel zu der X-Achse und den Segmenten 422, 423 parallel zu der Y'-Achse umgeben.
  • Der Vibratorschenkel entsprechende Bereich 406 wird durch ein Segment 450 gebildet, das von seinem einen Ende zu dem Basis entsprechende Bereich 405 in einem entsprechenden Abstand von dem Segment 13 verläuft, und das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 406 annähernden Richtung unter einem Winkel von θ4a zu der X-Achse erstreckt und Linien 10, 12, 411, die von dem anderen Ende des Segments 13 zurück längs der Längsrichtung des Vibratorschenkels entsprechenden Bereichs 406 verlaufen und das andere Ende des Segments 450 erreichen. Das Segment 411 verläuft parallel zu der Y'-Achse.
  • Der Vibratorschenkel entsprechende Bereich 406 wird durch den Bereich gebildet, der von den Segmenten 13 und 450 und den Linien 10, 12, 411 umgeben ist. Durch Ätzen des Quarzwafers 1 mit der Maske mit diesem Bereich 406 kann der Quarzvibratorschenkel unmittelbar unter diesem Bereich ausgebildet werden. Während der Vibration des Quarzvibratorschenkels konzentriert sich die Spannung an der Wurzel des Quarzvibratorschenkels, umfassend die Segmente 13 und 450. Da das vorliegende Verfahren des Ätzens der Wurzel des Quarzvibratorschenkels entsprechend der Kristallorientierungen des Quarzes, die durch diese Segmente 13 und 450 gebildet werden, fortschreitet, kann die Form der Seitenflächen des mittels diese Wurzelabschnitt gebildeten Quarzvibratorschenkels symmetrisch ausgebildet werden, verglichen mit der des durch das übliche Verfahren hergestellten, wodurch die auf den durch den Bereich 406 hergestellten Quarzvibratorschenkel aufgebrachte Spannung ausgeglichen werden kann.
  • Der Vibratorschenkel entsprechende Bereich 407 wird durch ein Segment 451 gebildet, das von seinem einen Ende zu dem Basis entsprechenden Bereich in einem bestimmten Abstand von dem Segment 17 verläuft, und sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 407 annähernden Richtung unter einem Winkel θ4b zur X-Achse erstreckt, und Linien 14, 16, 415, die von dem anderen Ende des Segments 17 verlaufen und längs der Längsrichtung des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 407 zurück verlaufen und das andere Ende des Segments 451 erreichen. Das Segment 415 verläuft parallel zur Y'-Achse.
  • Die Winkel θ4a und θ4b betragen jeweils 30 ± 6°.
  • Berücksichtigt man die Symmetrie des linken und rechten Vibratorschenkels weiter, wird bevorzugt, θ1a an θ1b und θ4a an θ4b anzugleichen. Es ist ebenfalls möglich, θ1a an θ4a und θ1b an θ4b anzugleichen.
  • Die Maskenform unter Berücksichtigung der Symmetrie des linken und rechten Vibratorschenkels gemäß 11 kann ebenfalls bei der Maskenform angewendet werden, die die Symmetrie des einzigen Vibratorschenkels gemäß 13 berücksichtigt.
  • 14 zeigt eine derartige Metallmaske 503 und den und den mit dieser Maske 503 hergestellten Vibratorrohling 500. Die Vibratorschenkel entsprechenden Bereiche 506 und 507 der Metallmaske 503 erstrecken sich zueinander parallel längs der positiven Richtung der Y'-Achse von einem Ende des Basis entsprechenden Bereichs 405, und der erste und zweite Quarzvibratorschenkel 506a, 507a werden unmittelbar unter den Vibratorschenkel entsprechenden Bereichen 506 bzw. 507 ausgebildet.
  • Der Vibratorschenkel entsprechende Bereich 506 weist ein Segment 450a auf, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des Segments 450 verläuft, und sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 506 annähernden Richtung unter einem Winkel von θ5a zur X-Achse annähernden Richtung erstreckt und ein Segment 450b, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des Segments 450a verläuft, und sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 506 annähernden Richtung unter einem Winkel von θ6a zur X-Achse erstreckt.
  • Weiter weist der Vibratorschenkel entsprechende Bereich 507 ein Segment 451a auf, das von seinem einen Ende zum anderen Ende des Segments 451 verläuft, und sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 507 annähernden Richtung unter einem Winkel von θ5b zur X-Achse erstreckt, und ein Segment 451b auf, das von seinem einen Ende zu dem an deren Ende des Segments 451a verläuft, und sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 507 annähernden Richtung unter einem Winkel von θ6b zur X-Achse erstreckt.
  • Aus dem obigen Versuchsergebnis ergeben sich die Winkel θ4a und θ4b von 30 ± 6° (etwa 30°), die Winkel θ5a zur θ5b von 37, 5 ± 3 ° (etwa 40°), und die Winkel θ6a zur θ6b von jeweils 84,5 ± 6° (etwa 85°).
  • Diese Winkel können annähernd eingestellt werden, wodurch die in 15 gezeigte Metallmaske 603 auf dem Quarzvibratorrohling 600 ausgebildet wird. Diese Maske 603 weist Vibratorschenkel entsprechende Bereiche 606 und 607 auf, die sich in der gleichen Richtung von dem Basis entsprechenden Bereich erstrecken, und der erste und der zweite Quarzvibratorschenkel 606a, 607a werden unmittelbar unterhalb der Vibratorschenkel entsprechenden Bereiche 606 bzw. 607 ausgebildet.
  • Der Vibratorschenkel entsprechende Bereich 606 weist ein Segment 450c auf, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des Segments 450 verläuft, und sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 606 annähernden Richtung unter einem Winkel von θ8a zur X-Achse erstreckt.
  • Weiter weist der Vibratorschenkel entsprechende Bereich 607 ein Segment 451c auf, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des Segments 451 verläuft, und sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 607 annähernden Richtung unter einem Winkel von θ8b zur X-Achse erstreckt. θ8a und θ8b betragen 60 ± 6° (etwa 60°).
  • Wie oben beschrieben, sind die Verfahren des Quarzvibrators gemäß der obigen Ausführungsformen auf das Herstellungsverfahren des Quarzvibrators 100 mit der Basis 5a und dem ersten und zweiten Quarzvibratorschenkel 6a und 7a gerichtet, die sich in der gleichen Richtung von der Basis 5a erstrecken und beim Anbringen einer Spannung vibrieren.
  • Das unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 beschriebene Verfahren umfasst den Schritt des Vorbereitens des Quarzwafers 1, der eine Hauptfläche 1a senkrecht zur Achse (Z'-Achse), die sich längs der Z-Achse des Quarzes erstreckt (1) aufweist, den Schritt des Ausbildens der Maske 3 auf der Hauptfläche 1a, die den Basis entsprechenden Bereich 5 aufweist, und die ersten und zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereiche 6, 7 aufweist, die sich in der gleichen Weise längs der Achse (Y'-Achse) senkrecht zu der bestimmten X-Achse des Quarzwafers 1 von dem Basis entsprechenden Bereich 5 erstrecken, und den Schritt des Ausbildens der Basis 5a und des ersten und zweiten Quarzvibratorschenkels 6a, 7a unmittelbar unterhalb des Basis entsprechenden Bereichs 5 und unterhalb des ersten und zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 6 bzw. 7 der Maske 3.
  • Die Grenzlinie des Basis entsprechenden Bereichs 5 weist den bestimmten Abschnitt 18 auf, der sich längs der X-Achse erstreckt und zwischen dem ersten und zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereich 6, 7 angeordnet ist, die Grenzlinie des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 6 weist das erste Segment 13 auf, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des bestimmten Abschnitts 18 verläuft und sich in der dem Spitzenende des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 6 annähernden Richtung unter einem Winkel von etwa 30° zur X-Achse erstreckt, und die Grenzlinie des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 7 weist das zweite Segment 17 auf, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende der Verbindungslinie 18 verläuft, und sich in der dem Spitzenende des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 7 annähernden Richtung unter einem Winkel von etwa 30° zur X-Achse erstreckt.
  • Da in dem vorliegenden Verfahren des Ätzens des Gabelabschnitts des Quarzvibrators durch den bestimmten Abschnitt 18, das erste Segment 13 und des zweiten Segments 17 entsprechend der Kristallorientierung des Quarzes fortschreitet, können die Form der Seitenflächen der zwei gegenüberliegenden Quarzvibratorschenkel mit dem Gabelabschnitt dazwischen symmetrisch ausgebildet werden, wodurch die auf die beiden Quarzvibratorschenkel aufgebrachte Spannung ausgeglichen werden kann. Entsprechend kann die Form der Ätzrückstände 22 und 22a symmetrisch ausgebildet werden, verglichen mit denen des Standes der Technik, wodurch die Vibration des hergestellten Quarzvibrators stabilisiert wird.
  • Weiter weist gemäß dem die Maske 203 von 11 verwendenden Verfahren die Grenzlinie des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 206 das dritte Segment 213a auf, das von seinem einen Ende zu dem an deren Ende des ersten Segments 13 verläuft, und dass sich in einer dem Spitzenende des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 206 annähernden Richtung unter einem Winkel von etwa 40° zur X-Achse erstreckt, und das vierte Segment 213b auf, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des dritten Segments 213a verläuft, und das sich in einer dem Spitzenende des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 206 annähernden Richtung unter einem Winkel von etwa 85° zur X-Achse erstreckt, und das die Grenzlinie des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 207 weist das fünfte Segment 217a auf, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Segments 17 verläuft und das sich in einer dem Spitzenende des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 207 annähernden Richtung unter einem Winkel von 40° zur X-Achse erstreckt, und das sechste Segment 217b aufweist, das sich in der dem Spitzenende des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 207 annähernden Richtung unter einem Winkel von 85° zur X-Achse erstreckt.
  • Entsprechend dem die Maske 303 gemäß 12 verwendenden Verfahren weist die Grenzlinie des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 306 das Segment 313a auf, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des ersten Segments 313 verläuft, und das sich in der dem Spitzenende des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 306 annähernden Richtung unter einem Winkel von etwa 60° zur X-Achse erstreckt, und die Grenzlinie des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 307 weist das Segment 317a auf, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Segments verläuft, und das sich in der dem Spitzenende des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 307 annähernde Richtung unter einem Winkel von etwa 60° zur X-Achse erstreckt.
  • Das Herstellungsverfahren des in 1 bis 12 gezeigten Quarzvibrators wurde unter Berücksichtigung der Symmetrie eines Paares von Quarzvibratorschenkeln entwickelt, wobei jedoch ebenfalls die Symmetrie eines einzigen Quarzvibratorschenkels berücksichtigt wurde.
  • Gemäß dem die Maske 403 gemäß 13 verwendenden Verfahren weist die Grenzlinie des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 406 das erste Segment 13 auf, das von seinem einen Ende zu dem Basis entsprechenden Bereich 405 verläuft, und das sich in der dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 406 annähernden Richtung unter dem Winkel von etwa 30° zur X-Achse erstreckt, und das zweite Segment 450 auf, das von seinem einen Ende zu dem Basis entsprechenden Bereich 405 in einem bestimmten Abstand beabstandet von dem ersten Segment 13 verläuft, und das sich in der dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs annähernden Richtung unter einem Winkel von etwa 30° zur X-Achse erstreckt.
  • In diesem Fall konzentriert sich während der Vibration des Quarzvibratorschenkels die Spannung an dem Wurzelabschnitt des Quarzvibratorschenkels, umfassend das erste Segment 13 und das zweite Segment 450. Da das vorliegende Verfahren zum Ätzen des Wurzelabschnitts des Quarzvibratorschenkels entsprechend den Kristallorientierungen dieser Segmente 13, 450 des Quarzes fortschreitet, kann die Form der Seitenflächen des Quarzvibratorschenkels, die durch diesen Wurzelabschnitt gebildet werden, symmetrisch ausgebildet werden, wodurch die auf den Quarzvibratorschenkel 406 aufgebrachte Spannung ausgeglichen werden kann.
  • Weiter weist gemäß dem die Maske 503 von 14 verwendenden Verfahren die Grenzlinie des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 506 das dritte Segment 213a auf, das von seinem einen Ende bis zum anderen Ende des ersten Segments 13 verläuft, und sich in der dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 506 annähernden Richtung unter einem Winkel von etwa 40° zur X-Achse erstreckt, das vierte Segment 213b auf, das von seinem einen Ende bis zum anderen Ende des dritten Segments 213a verläuft, und das sich in der dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 506 annähernden Richtung unter einem Winkel von etwa 85° zur X-Achse erstreckt, das fünfte Segment 450a auf, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Segments 450 verläuft, und sich in der dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 506 annähernden Richtung unter einem Winkel von etwa 40° zur X-Achse erstreckt, und das sechste Segment 450b auf, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des fünften Segments 450a verläuft, und das sich in der dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 506 annähernden Richtung unter einem Winkel von etwa 85° zur X-Achse erstreckt.
  • Weiter weist entsprechend dem die Maske 603 von 15 verwendenden Verfahren der Vibratorschenkel entsprechende Bereich 606 das Segment 313 auf, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des ersten Segments 13 verläuft, und das sich in der dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 606 annähernden Richtung unter einem Winkel von etwa 60° zur X-Achse erstreckt, und das Segment 450c auf, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Segments 450 verläuft, und sich in der dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 606 annähernden Richtung unter dem Winkel von etwa 60° zur X-Achse erstreckt.
  • Da das Ätzen entsprechend den Kristallorientierungen des Quarzes in jedem der obigen Verfahren fortschreitet, wird die Form des Ätzrückstandes symmetrisch, verglichen mit dem des üblichen Verfahrens, wodurch die Vibration des hergestellten Quarzvibrators stabilisiert werden kann.
  • Der Quarzvibratorschenkel 6a von 8 weist den Vorsprungsabschnitt 20 an der sich längs der Grenzlinie des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 6 erstreckenden Seitenfläche auf, die zwischen der Hauptfläche 1a und der der Hauptfläche 1a gegenüberliegenden Rückseitenfläche 1b angeordnet ist. Das obige Ätzen wird fortgeführt, vorzugsweise bevor die Höhe tx dieses Vorsprungsabschnitts 20 8% oder weniger des Abstandes D zwischen der Hauptfläche 1a und der Rückseitenfläche 1b wird. Da die Vibration ausreichend durch das Ätzen des obigen Gabelabschnitts oder des Wurzelabschnitts des Quarzwafers 1 bis zu 8% oder weniger der Dicke D des Quarzvibratorschenkels 6a ausreichend stabilisiert werden kann, kann der ausreichend stabil vibrierende Quarzvibrator in dieser notwendigen und minimalen Zeit hergestellt werden.
  • Die Größe der Metallmaske wird auf der Grundlage der Größe des Ätzrückstandes an dem Gabelabschnitt bestimmt, der ausgebildet wird, wenn das Ätzen fortgeführt wird, bis die Höhe hz des Vorsprungabschnitts 20 8% oder weniger der Dicke D des Quarzvibratorschenkels 6a wird.
  • Weiter umfasst die Grenzlinie des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs vorzugsweise das siebte Segment 10, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des ersten Segments 13 verläuft, und das sich längs der Richtung (die Y'-Achse) senkrecht zu der X-Achse des Quarzes erstreckt, das achte Segment 12 auf, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des vorherigen siebten Segments 10 verläuft, und das sich längs der X-Achse des Quarzes erstreckt, und das neunte Segment 11 auf, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des vorherigen achten Segments 12 verläuft, und das sich in Richtung des oben erwähnten Basis entsprechenden Bereichs 5 längs der X-Achse des Quarzes erstreckt.
  • Da sich in diesem Fall das dritte Segment 10 und das fünfte Segment 11 beide längs der X-Achse des Quarzes erstrecken, wird der Quarzvibratorschenkel 6a von der Hauptfläche 1a des Quarzwafers 1 nach innen längs der Richtung (Y') senkrecht zur X-Achse mit diesen Segmenten 11 und 10 als Grenzen geätzt. Entsprechend kann das vorliegende Verfahren die Form des aus dem Quarzwafers 1 mit diesen Segmenten 10 und 11 als Gren zen geschnittenen Quarzvibratorschenkel 6a symmetrischer ausgebildet werden.
  • Der mit dem unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 beschriebenen Verfahren hergestellte Quarzvibrator ist der Quarzvibrator 100 mit der Basis 5a mit dem bestimmten Bereich 5, einschließend die Ebene senkrecht zur Achse (die Z'-Achse) längs der Z-Achse des Quarzes und mit dem ersten und zweiten Quarzvibratorschenkel 6a bzw. 7a mit dem ersten und zweiten Bereich 6, 7 einschließend die obige Ebene, die sich in der gleichen Richtung längs der Achse (der Y'-Achse) längs der Y-Achse längs des Quarzes von der Basis 5a erstrecken, und die beim Aufbringen einer Spannung darauf vibrieren, wobei die Grenzlinie des bestimmten Bereichs 5 den bestimmten Abschnitt 18 aufweist, der sich längs der X-Achse des Quarzes erstreckt und zwischen dem ersten und zweiten Quarzvibratorschenkel 6a, 7a angeordnet ist, wobei die Grenzlinie des ersten Bereichs 6 das erste Segment 13 aufweist, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des bestimmten Abschnitts 18 des bestimmten Bereichs 5 verläuft und das sich in der dem Spitzenende des ersten Quarzvibratorschenkels 6a annähernden Richtung unter dem Winkel von etwa 30° zur obigen X-Achse erstreckt, und wobei die Grenzlinie des zweiten Bereichs 7 das zweite Segment 17 aufweist, das von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des bestimmten Abschnitts 18 des bestimmten Bereichs 5 verläuft, und das sich in der dem Spitzenende des zweiten Quarzvibratorschenkels annähernden Richtung unter dem Winkel von etwa 30° zur obigen X-Achse erstreckt.
  • Der vorliegende Quarzvibrator kann eine stabile Vibration durchführen, da die Form des Gabelabschnitts zwischen dem ersten und zweiten Quarzvibratorschenkel 6a, 7a, die durch den bestimmten Abschnitt 18 und das erste und das zweite Segment 13, 17 gebildet wird, bei der Herstellung symmetrisch ausgebildet werden, wie oben beschrieben.
  • Weiter stellt der durch das unter Bezugnahme auf 13 beschriebene Verfahren hergestellte Quarzvibrator den Quarzvibrator 400 dar mit der Basis 405a, die den bestimmten Bereich 405, einschließend die Ebene senkrecht zur Achse (der Z'-Achse) längs der Z-Achse des Quarzes aufweist und der mit dem Quarzvibratorschenkel 40ba mit dem ersten Bereich 406, einschließend die obige Ebene aufweist und sich längs der Achse (der Y'-Achse) längs der Y-Achse des Quarzes von der Basis 405a erstreckt, und beim Aufbringen einer Spannung vibriert, wobei die Grenzlinie des ersten Bereichs 406 das erste Segment 13 aufweist, das von seinem einen Ende zu dem bestimmten Bereich 405 verläuft, und sich in der dem Spitzenende des Quarzvibratorschenkels 406a annähernden Richtung unter dem Winkel von etwa 30° zur X-Achse des Quarzes erstreckt, und das zweite Segment 450 aufweist, das von seinem einen Ende zu dem bestimmten Bereich 405 um einen bestimmten Abstand beabstandet von dem ersten Segment 13 verläuft und sich in einer dem Spitzenende des Quarzvibratorschenkels annähernden Richtung unter dem Winkel von etwa 30° zur obigen X-Achse erstrckt.
  • Der vorliegende Quarzvibrator kann eine stabile Vibration ausführen, da die Form des Wurzelabschnitts des Quarzvibratorschenkels, der durch das erste und zweite Segment 13, 450 gebildet wird, beim Herstellen symmetrisch ausgebildet werden kann, wie oben beschrieben.
  • Die Quarzvibratoren mit zwei Quarzvibratorschenkeln wurden gemäß dem Herstellungsverfahren des Quarzvibrators entsprechend den obigen Ausführungsformen beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese begrenzt. Die vorliegende Erfindung kann ebenfalls bei Herstellungsverfahren von Quarzvibrationen mit einem Quarzvibratorschenkel oder mit drei oder mehr Quarzvibratorschenkeln angewendet werden.
  • Wie oben beschrieben, kann die vorliegende Erfindung Quarzvibratoren für eine stabile Vibration schaffen, da das Ätzen entsprechend den Kristallorientierungen des Quarzes fortschreitet.
  • Wie oben beschrieben, umfasst das Herstellungsverfahren eines Quarzvibrators mit einer Basis (5a) aus Quarz und ersten und zweiten sich in gleicher Richtung von der Basis (5a) erstreckenden Quarzvibratorschenkeln (6a, 7a), die beim Aufbringen einer Spannung vibrieren, folgende Schritte: (a) Vorbereiten eines Quarzwafers (1) mit einer sich senkrecht zu einer sich längs der Z-Achse des Quarzes erstreckenden Achse (Z') erstreckenden Hauptfläche (1a); (b) Ausbilden einer Maske (3, 203, 303, 403, 503, 603) auf der Hauptfläche (1a), die einen Basis entsprechenden Bereich (5, 405) und erste und zweite Vibratorschenkel entsprechende Bereiche (6, 7, 206, 207, 306, 307, 406, 407, 506, 507, 606, 607) aufweist, die sich in gleicher Richtung längs einer sich senkrecht zu einer bestimmten X-Achse des Quarzwafers (1) erstreckenden Achse (Y') von dem Basisbereich (5, 405) erstrecken; und (c) Ätzen des Quarzwafers (1) mit der darauf ausgebildeten Maske (3, 203, 303, 403, 503, 603), wodurch die Basis (5a) und die ersten und zweiten Quarzvibratorschenkel (6a, 7a) unmittelbar unter dem Basis entsprechenden Bereich (5, 405) bzw. unter den ersten und zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichen (6, 7, 206, 207, 306, 307, 406, 407, 506, 507, 606, 607) der Maske (3, 203, 303, 403, 503, 603) ausgebildet werden.
  • Die Grenzlinie des Basis entsprechenden Bereichs (5, 405) weist einen bestimmten, zwischen den ersten und zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichen (6, 7, 206, 207, 306, 307, 406, 407, 506, 507, 606, 607) angeordneten und sich längs der X-Achse erstreckenden Abschnitt (18) auf; eine Grenzlinie des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (6, 206, 306, 406, 506, 606) weist ein von seinem einen Ende zu einem Ende des bestimmten Abschnitts (18) des Basis entsprechenden Bereichs (5, 405) verlaufendes erstes Segment (13) auf, das sich in einer dem Spitzenende des ersten Vibratorschenkel erntsprechenden Bereichs (6, 206, 306, 406, 506, 606) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 30° zur X-Achse erstreckt; und eine Grenzlinie des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (7, 207, 307, 407, 507, 607) weist ein zweites von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des bestimmten Bereichs (18) des Basis entsprechenden Bereichs (5, 405) verlaufendes Segment (17) auf, das sich in einer einem Spitzenende des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Beeichs (7, 207, 307, 407, 507, 607) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 30° zur X-Achse erstreckt.
  • Weiter weist die Grenzlinie des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (206, 506) ein drittes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des ersten Segments (13) verlaufendes Segment (213a) auf, das sich in eine dem Spitzenende des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (206, 506) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 40° zur X-Achse erstreckt, und ein viertes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des dritten Segments (213a) verlaufendes Segment (213b) auf, das sich in einer dem Spitzenende des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (206, 506) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 85° zur X-Achse erstreckt, und die Grenzlinie des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (207, 507) weist ein fünftes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Segments (17) verlaufendes Segment (217a) auf, das sich in einer dem Spitzenende des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (207, 507) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 40° zur X-Achse erstreckt und ein sechstes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des fünften Segments (218a) verlaufendes Segment (217b) auf, das sich in einer dem Spitzenende des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 207, 507 annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 85° zur X-Achse erstreckt.
  • Weiter weist die Grenzlinie des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (306, 606) ein von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des ersten Segments (13) verlaufendes Segment (313a) auf, das sich in ei ner dem Spitzenende des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (306, 606) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 60° zur X-Achse erstreckt, und die Grenzlinie des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (307, 607) weist ein von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Segments (17) verlaufendes Segment (317a) auf, das sich in einer dem Spitzenende des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (307, 607) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 60° zur X-Achse erstreckt.
  • Das Herstellungsverfahren eines Quarzvibrators mit einer Basis (5a) aus Quarz und einem sich von der Basis (5a) erstreckenden Quarzvibratorschenkel (6a), der beim Aufbringen einer Spannung vibriert, umfasst folgende Schritte: Vorbereiten eines Quarzwafers (1) mit einer sich senkrecht zu einer sich längs der Z-Achse des Quarzes erstreckenden Achse Z' erstreckenden Hauptfläche (1a); Ausbilden einer Maske (403, 503, 603) auf der Hauptfläche (1a), die einen Basis entsprechenden Bereich (405) und einen Vibratorschenkel entsprechenden Bereich (406, 506, 606) aufweist, der sich längs einer sich senkrecht zu einer bestimmten X-Achse des Quarzwafers (1) erstreckenden Achse Y' von dem Basis entsprechenden Bereich (405) erstreckt; und Ätzen des Quarzwafers (1) mit der darauf ausgebildeten Maske (403, 503, 603), wodurch die Basis (5a) und der Quarzvibratorschenkel (6a) unmittelbar unter dem Basis entsprechenden Bereich (405) bzw. unter dem Vibratorschenkel entsprechenden Bereich (406, 506, 606) der Maske (403, 503, 603) ausgebildet werden.
  • Die Grenzlinie des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (406, 506, 606) weist ein von seinem einen Ende zu dem Basis entsprechenden Bereich (405) verlaufendes erstes Segment (13) auf, das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (406, 506, 606) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 30° zur X-Achse erstreckt, und ein von seinem Ende zu dem Basis entsprechenden Bereich verlaufendes zweites Segment (450) auf, das von dem ersten Segment (13) einen bestimmten Abstand aufweist, und sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (406, 506, 606) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 30° zur X-Achse erstreckt.
  • Die Grenzlinie des Vibratorschenkelbereichs (506) weist ein drittes von seinem einen Ende zu seinem anderen Ende des ersten Segments (13) verlaufendes Segment (213a) auf, das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (506) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 40° zur X-Achse erstreckt, ein viertes von seinem einen Ende zu seinem anderen Ende des dritten Segments (213a) verlaufendes (213b) auf, das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (506) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 85° zur X-Achse erstreckt, ein fünftes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Segments (450) verlaufendes Segment (450a) auf, das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (506) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 40° zur X-Achse erstreckt und ein sechstes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des fünften Segments (450a) verlaufenden Segments (450b) auf, das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (506) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 85° zur X-Achse erstreckt.
  • Weiter weist die Grenzlinie des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (606) ein von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des ersten Segments (13) verlaufendes Segment (313a) auf, das sich in eine dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (606) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 60° zur X-Achse erstreckt, und ein von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Segments (450) verlaufendes Segment (450c) auf, das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 60° zur X-Achse erstreckt.
  • Weiter weist der Quarzvibratorschenkel einen Vorsprungsabschnitt (20) an einer zwischen der Hauptfläche (1a) und der Rückseitenfläche (1b) gegenüber der Hauptfläche (1a) angeordneten Seitenfläche auf, der sich längs der Grenzlinie des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs erstreckt, und wobei das Ätzen erfolgt, bevor eine Höhe tx des Vorsprungsabschnitts (20) 8% oder weniger eines Abstandes D zwischen der Hauptfläche (1a) und der Rückseitenfläche (1b) wird.
  • Aus der oben beschriebenen Erfindung ist ersichtlich, dass die Erfindung auf verschiedene Weise verändert werden kann. Derartige Veränderungen entfernen sich nicht vom Geist und Umfang der Erfindung und derartige Abänderungen, die dem Fachmann geläufig sind, fallen mit in den Schutzumfang der folgenden Ansprüche.
  • Da das Ätzen eines Gabelabschnitts des Quarzvibrators, der durch das Segment 18, ein erstes Segment 13 und das zweite Segment 17 gebildet wird, entsprechend der Kristallorientierungen des Quarzes erfolgt, kann die Form der Seitenflächen der zwei einander gegenüberliegenden Quarzvibratorschenkeln mit dem dazwischen angeordneten Gabelabschnitt symmetrisch ausgebildet werden, wodurch die auf die zwei Quarzvibratorschenkel aufgebrachte Spannung ausgeglichen werden kann.

Claims (7)

  1. Herstellungsverfahren eines Quarzvibrators mit einer Basis (5a) aus Quarz und ersten und zweiten sich in der gleichen Richtung von der Basis (5a) erstreckenden Quarzvibratorschenkeln (6a, 7a), die beim Aufbringen einer Spannung vibrieren, umfassend folgende Schritte: Vorbereiten eines Quarzwafers (1) mit einer sich senkrecht zu einer sich längs der Z-Achse des Quarzes erstreckenden Achse (Z') erstreckenden Hauptfläche (1a); Ausbilden einer Maske (3, 203, 303, 403, 503, 603) auf der Hauptfläche (1a), die einen Basis entsprechenden Bereich (5, 405) und erste und zweite Vibratorschenkel entsprechende Bereiche (6, 7, 206, 207, 306, 307, 406, 407, 506, 507, 606, 607) aufweist, die sich in gleicher Richtung längs eines sich senkrecht zu einer bestimmten X-Achse des Quarzwafers (1) erstreckenden Achse (Y') von dem Basisbereich (5, 405) erstrecken; und Ätzen des Quarzwafers (1) mit der darauf ausgebildeten Maske (3, 203, 303, 403, 503, 603), wodurch die Basis (5a) und die ersten und zweiten Quarzvibratorschenkel (6a, 7a) unmittelbar unter dem Basisbereich (5, 405) bzw. unter den ersten und zweiten Vibratorschenkeln entsprechenden Bereichen (6, 7, 206, 207, 306, 307, 406, 407, 506, 507, 606, 607) der Maske (3, 203, 303, 403, 503, 603) ausgebildet werden, wobei eine Grenzlinie des Basis entsprechenden Bereichs (5, 405) einen bestimmten, zwischen den ersten und zweiten Vibratorschenkeln entsprechenden Bereichen (6, 7, 206, 207, 306, 307, 406, 407, 506, 507, 606, 607) angeordneten und sich längs der X-Achse erstreckenden Abschnitt (18) aufweist, wobei eine Grenzlinie des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (6, 206, 306, 406, 506, 606) ein von seinem einen Ende zu einem Ende des bestimmten Abschnitts (18) des Basis entsprechenden Bereichs (5, 405) verlaufendes erstes Segment (13) aufweist, das sich in einer dem Spitzenende des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 30° zur X-Achse erstreckt, und wobei eine Grenzlinie des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs ((7, 207, 307, 407, 507, 607) ein zweites von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des bestimmten Bereichs (18) des Basisbereichs (5, 405) verlaufendes Segment (17), das sich in einer einem Spitzenende des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (7, 207, 307, 407, 507, 607) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 30° zur X-Achse erstreckt, aufweist.
  2. Herstellungsverfahren eines Quarzvibrators nach Anspruch 1, wobei die Grenzlinie des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs 206, 506) ein drittes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des ersten Segments (13) verlaufendes Segment (213a), das sich in einer dem Spitzenende des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (206, 506) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 40° zur X-Achse erstreckt, und ein viertes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des dritten Segments (213a) verlaufendes Segment (213b), das sich in einer dem Spitzenende des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (206, 506) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 85° zur X-Achse erstreckt, aufweist, und wobei die Grenzlinie des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (207, 507) ein fünftes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Segments (17) verlaufendes Segment (217a), das sich in einer dem Spitzenende des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (207, 507) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 40° zur X-Achse erstreckt, und ein sechstes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des fünften Segments (218a) verlaufendes Segment (217b), das sich in einer dem Spitzenende des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (207, 507) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 85° zur X-Achse erstreckt, aufweist.
  3. Herstellungsverfahren des Quarzvibrators nach Anspruch 1, wobei die Grenzlinie des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (306, 606) ein von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des ersten Segments (13) verlaufendes Segment (313a), das sich in einer dem Spitzenende des ersten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (306, 606) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 60° zur X-Achse erstreckt, aufweist, und wobei die Grenzlinie des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (307, 607) ein von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Segments (17) verlaufendes Segment (317a), das sich in einen dem Spitzenende des zweiten Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (307, 607) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 60° zur X-Achse erstreckt, aufweist.
  4. Herstellungsverfahren eines Quarzvibrators mit einer Basis (5a) aus Quarz und einem sich von der Basis (5a) erstreckenden Quarzvibratorschenkel (6a), der beim Aufbringen einer Spannung vibriert, umfassend folgende Schritte: Vorbereiten eines Quarzwafers (1) mit einer sich senkrecht zu einer sich längs der Z-Achse des Quarzes erstreckenden Achse (Z') erstreckenden Hauptfläche; Ausbilden einer Maske (403, 503, 603) auf der Hauptfläche (1a), die einen Basis entsprechenden Bereich (405) und einen Vibratorschenkel entsprechenden Bereich (406, 506, 606) aufweist, der sich längs einer sich senkrecht zu einer bestimmten X-Achse des Quarzwafers (1) erstreckenden Achse (Y') von dem Basisbereich (405) erstreckt; und Ätzen des Quarzwafers (1) mit der darauf ausgebildeten Maske (403, 503, 603), wodurch die Basis (5a) und der Quarzvibratorschenkel (6a) unmittelbar unter dem Basis entsprechenden Bereich (405) bzw. unter dem Quarzvibratorschenkel entsprechen Bereich (406, 506, 606) der Maske (403, 503, 603) ausgebildet werden, wobei eine Grenzlinie des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (406, 506, 606) ein erstes von seinem einen Ende zu dem Basis entsprechenden Bereich (405) verlaufendes Segment (13) aufweist, das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (406, 506, 606) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 30° zur X-Achse erstreckt, und ein zweites von seinem einen Ende zu dem anderen Ende zu dem Basis entsprechenden Bereich (405) verlaufendes Segment (450), das von dem ersten Segment (13) einen bestimmten Abstand aufweist und sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (406, 506, 606) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 30° zur X-Achse erstreckt, aufweist.
  5. Herstellungsverfahren des Quarzvibrators nach Anspruch 4, wobei die Grenzlinie des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (506) ein drittes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des ersten Segments (13) verlaufendes Segment (213a), das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (506) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 40° zur X-Achse erstreckt, ein viertes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des dritten Segments (213) verlaufendes Segment (213b), das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (506) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 85° zur X-Achse erstreckt, ein fünftes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Segments (450) verlaufendes Segment (450a), das sich in einer dem Spitzenende des Vibra torschenkel entsprechenden Bereichs (506) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 40° zur X-Achse erstreckt, und ein sechstes von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des fünften Segments verlaufendes Segment (450b), das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (506) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 85° zur X-Achse erstreckt, aufweist.
  6. Herstellungsverfahren des Quarzvibrators nach Anspruch 4, wobei die Grenzlinie des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (606) ein von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des ersten Segments (13) verlaufendes Segment (313a), das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (606) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 60° zur X-Achse erstreckt, und ein von seinem einen Ende zu dem anderen Ende des zweiten Segments (450) verlaufendes Segments (450c), das sich in einer dem Spitzenende des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs (606) annähernden Richtung mit einem Winkel von etwa 60° zur X-Achse erstreckt, aufweist.
  7. Herstellungsverfahren des Quarzvibrators nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Quarzvibratorschenkel einen Vorsprungsabschnitt (20) an einer zwischen der Hauptfläche (1a) und der Rückseitenfläche (1b) gegenüber der Hauptfläche (1a) angeordneten Seitenfläche, der sich längs der Grenzfläche des Vibratorschenkel entsprechenden Bereichs erstreckt, aufweist, und wobei das Ätzen erfolgt, bevor eine Höhe (tx) des Vorsprungsabschnitts (20) 8% oder weniger eines Abstandes (D) zwischen der Hauptfläche (1a) und einer Rückseitenfläche (1b) wird.
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