JP2003174352A - 圧電振動片、圧電振動子及び圧電発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な温度特性を実現しうる、圧電振動片の
提供を目的とする。 【解決手段】 振動部１２における圧電材料の厚さを周
縁部１４より薄く形成し、振動部１２の表裏両側を励振
面１３とした逆メサ型圧電振動片１０であって、振動部
１２の両側の励振電極２２をそれぞれ電極支持部材２０
上に形成し、各電極支持部材２０をそれぞれ前記周縁部
１４の両側に固定することにより、各励振面１３から一
定間隔をおいて各励振電極２２を配置した構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧電振動片、圧電振
動子及び圧電発振器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気回路において一定の周波数を得るた
め、圧電振動片を内部に封入した圧電振動子が広く利用
されている。近年、高い共振周波数を有する圧電振動子
が要求されている。例えば厚み滑り系振動では、一般
に、圧電振動片の厚さが薄いほど圧電振動子の共振周波
数は高くなるので、例えば１００ＭＨｚ以上の共振周波
数を得るためには、圧電振動片の厚さを１６μｍ以下と
する必要がある。しかし圧電振動片が極端に薄くなる
と、加工自体が難しくなることに加え、衝撃力に対する
剛性が弱くなる。

【０００３】そこで、逆メサ型圧電振動片が提案されて
いる。図１２に逆メサ型圧電振動片の説明図を示す。同
図（１）は平面図であり、同図（２）はＦ−Ｆ線におけ
る正面断面図である。逆メサ型圧電振動片５１０は、励
振電極５２２を形成する振動部５１２の厚さを薄くする
ことにより高周波での共振を可能とする一方で、その周
縁部５１４の厚さを厚くすることにより剛性を確保した
ものである。一例をあげれば、周縁部５１４の厚さは１
００μｍ程度に形成し、振動部５１２の厚さは１０μｍ
程度に形成する。そして、振動部５１２の圧電材料を励
振するため、励振面上に励振電極５２２を固着形成す
る。なお、励振電極５２２の厚さは数百ｎｍ程度であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に圧電振動子は、
使用環境の変化による共振周波数の変化が少ないものほ
どよい。従って、温度変化に対する共振周波数の変化が
少ない温度特性を有する圧電振動子が求められている。
一般には、主に圧電材料自体の温度特性により、圧電振
動片及び圧電振動子の温度特性が決定される。

【０００５】ところが、逆メサ型圧電振動片の場合に
は、振動部の厚さが薄く、これに対する励振電極の厚さ
の比率が逆メサ型でない場合の比率に比べて大きいの
で、励振電極の影響を強く受けることになる。図１３
に、従来技術に係る逆メサ型圧電振動片を使用した圧電
振動子の、温度特性のグラフを示す。なお図１３は、周
波数３２０ＭＨｚ、振動部の厚さ５μｍの圧電振動片を
使用した圧電振動子の温度特性である。図１３に示すよ
うに、従来技術に係る逆メサ型圧電振動片を使用した圧
電振動子は、３次関数的な温度特性を示し、常温（図１
３のＮ点）付近において温度が変化した場合、その温度
変化に対する共振周波数の変化が大きいという問題があ
る。これは、圧電材料自体の有する良好な温度特性に対
して、励振電極の影響により、傾きが負の１次の温度特
性が付加された結果であると考えられる。

【０００６】本発明は上記問題点に着目し、温度変化に
対する共振周波数の変化が少なく、良好な温度特性を実
現しうる圧電振動片、圧電振動子及び圧電発振器の提供
を目的とする。また上記に加えて、低コストで製造可能
な圧電振動片、圧電振動子及び圧電発振器の提供を目的
とするほか、十分な発振強度を確保しうる圧電振動片、
圧電振動子及び圧電発振器の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る圧電振動子は、振動部における圧電材
料の厚さを周縁部より薄く形成し、前記振動部の表裏両
側を励振面とした圧電振動片であって、前記励振面から
一定間隔をおいて励振電極を配置した構成とした。これ
により、逆メサ型圧電振動片の場合でも、励振電極の影
響を受けることなく、圧電材料自体の有する良好な温度
特性を実現することができる。

【０００８】また、振動部における圧電材料の厚さを周
縁部より薄く形成し、前記振動部の表裏両側を励振面と
した圧電振動片であって、前記振動部の両側の励振電極
をそれぞれ電極支持部材上に形成し、前記各電極支持部
材を前記周縁部に固定することにより、前記各励振面か
ら一定間隔をおいて、前記各励振電極を配置した構成と
した。これにより、温度特性の良好な圧電振動片を、低
コストで製造することができる。

【０００９】また、振動部における圧電材料の厚さを周
縁部より薄く形成し、前記振動部の表裏両側を励振面と
した圧電振動片であって、前記振動部の一方側の励振電
極を前記励振面上に形成するとともに、前記振動部の他
方側の励振電極を電極支持部材上に形成し、前記電極支
持部材を前記周縁部に固定することにより、前記他方側
の励振面から一定間隔をおいて、前記他方側の励振電極
を配置した構成とした。これにより、振動部の両側に配
置された各励振電極間の距離が小さくなり、振動部に強
い電界を発生させることができる。従って、良好な温度
特性とともに、十分な発振強度を確保することができ
る。

【００１０】なお、前記電極支持部材を固定した前記他
方側の前記周縁部の表面から前記励振面までの深さは、
前記一方側の前記周縁部の表面から前記励振面までの深
さより、浅く形成されている構成としてもよい。これに
より、各励振電極間の距離がさらに小さくなり、良好な
温度特性とともに、十分な発振強度を確保することがで
きる。

【００１１】また、振動部における圧電材料の厚さを周
縁部より薄く形成し、前記振動部の表裏両側を励振面と
した圧電振動片であって、前記周縁部の表面と前記励振
面との間に中段部を形成し、前記振動部の両側の励振電
極をそれぞれ電極支持部材上に形成し、前記各電極支持
部材を前記中段部に固定することにより、前記各励振面
から一定間隔をおいて、前記各励振電極を配置した構成
とした。これにより、圧電材料自体の良好な温度特性を
実現することができる。加えて、十分な発振強度を確保
することができる。

【００１２】なお、前記電極支持部材は、アルカリ金属
を含むガラス材料によって構成され、前記圧電振動片の
表面に形成した引き出し電極と陽極接合により固定され
ている構成としてもよい。これにより、温度特性の良好
な圧電振動片を、低コストで製造することができる。

【００１３】一方、本発明に係る圧電振動子は、請求項
１ないし６のいずれかに記載の圧電振動片をパッケージ
の内部に封入するとともに、前記励振電極に対して通電
可能な外部端子を前記パッケージの外部に形成した構成
とした。これにより、上記効果を伴った圧電振動子を提
供することができる。

【００１４】一方、本発明に係る圧電発振器は、請求項
１ないし６のいずれかに記載の圧電振動片と、集積回路
素子とにより、発振回路を形成した構成とした。これに
より、上記効果を伴った圧電発振器を提供することがで
きる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明に係る圧電振動片、圧電振
動子および圧電発振器の好ましい実施の形態を、添付図
面に従って詳細に説明する。なお以下に記載するのは本
発明の実施形態の一態様にすぎず、本発明はこれらに限
定されるものではない。最初に、第１実施形態について
説明する。図１に第１実施形態に係る圧電振動片の説明
図を示す。同図（１）は平面図であり、同図（２）はＡ
−Ａ線における正面断面図である。第１実施形態に係る
圧電振動片１０は、振動部１２における圧電材料の厚さ
を周縁部１４より薄く形成し、振動部１２の表裏両側を
励振面とした逆メサ型圧電振動片１０であって、振動部
１２の両側の励振電極２２をそれぞれ電極支持部材２０
上に形成し、各電極支持部材２０を前記周縁部１４に固
定することにより、各励振面から一定間隔をおいて各励
振電極２２を配置したものである。

【００１６】圧電振動片１０は、水晶等の圧電材料によ
り長方形の板状に形成する。その中央部には、周縁部１
４より圧電材料の厚さを薄くした振動部１２を形成し、
いわゆる逆メサ型圧電振動片とする。一例をあげれば、
周縁部１４の厚さは１００μｍ程度に形成し、振動部１
２の厚さは１０μｍ程度に形成する。

【００１７】圧電振動片１０の一方の短辺上における両
端角部には、接続電極１６を形成する。接続電極１６
は、ＡｌやＡｕ等の金属材料により、厚さ数百ｎｍ程度
に形成する。なお、接続電極１６は圧電振動片１０の表
裏両側に形成し、さらに圧電振動片１０の側面にも同じ
金属薄膜を形成して、表裏両側の接続電極１６の導通を
確保する。また、接続電極１６と同じ金属薄膜により、
第１引き出し電極１８を形成する。第１引き出し電極１
８は、接続電極１６から圧電振動片１０の長辺に沿って
振動部１２の中央付近まで、圧電振動片１０の周縁部１
４上に形成する。なお圧電振動片１０の一方側では、一
方の接続電極からのみ第１引き出し電極１８を延長形成
し、圧電振動片１０の他方側では、他方の接続電極から
のみ第１引き出し電極を延長形成する。

【００１８】一方、アルカリ金属を含むガラス板等によ
り、電極支持部材２０を形成する。電極支持部材２０
は、圧電振動片１０から接続電極１６を除いた大きさの
長方形状に形成する。そして、電極支持部材２０の表面
には、接続電極１８と同じＡｌやＡｕ等の金属材料によ
り、励振電極２２を成膜する。励振電極２２は、電極支
持部材２０を圧電振動片１０に固定した場合に、振動部
１２の中心付近に位置するように形成する。また、励振
電極２２と同じ金属薄膜により、第２引き出し電極２４
を形成する。第２引き出し電極２４は、電極支持部材２
０を圧電振動片１０に固定した場合に、励振電極２２と
第１引き出し電極１８の端部との間を接続できる長さに
形成する。上記のように、アルカリ金属を含むガラス材
料により電極支持部材を形成すれば、材料自体が安価で
あるほか、後述する陽極接合により簡単に圧電振動片に
接合することができる。なお、圧電振動片と同じ圧電材
料で電極支持部材を形成すれば、両者の熱膨張率が等し
くなり、良好な温度特性を実現することができる。

【００１９】上述した第１実施形態に係る圧電振動片
は、以下の方法によって製造する。図２に第１実施形態
に係る圧電振動片の製造方法のフローチャートを示す。
また、図３ないし図６に第１実施形態に係る圧電振動片
の製造方法の説明図を示す。なお、生産性向上のため、
圧電材料のウエハにおいて同時に複数個の圧電振動片を
形成する。以下には簡単のため、１個の圧電振動片につ
いて製造方法を記載するが、実際にはウエハ上の複数個
の圧電振動片に対して、同時に同じ処理を施すことにな
る。

【００２０】最初に、圧電材料のウエハにおいて圧電振
動片のブランクを形成する。まず、ウエハ３０のエッチ
ング時の耐蝕膜３２を形成する（Ｓ６０）。具体的に
は、ウエハ３０の表面にＡｕ／Ｃｒ膜をスパッタや蒸着
等により形成する。次に、耐蝕膜３２の表面に、フォト
リソグラフィ用のレジスト３４を塗布する。そして、フ
ォトマスクを介してレジスト３４を露光・現像し、図３
（１）に示すように、圧電振動片のブランク３５の形状
にレジスト３４をパターニングする（Ｓ６２）。次に、
レジスト３４をマスクとして耐蝕膜３２をエッチング
し、圧電振動片のブランク３５の形状に耐蝕膜３２をパ
ターニングする（Ｓ６４）。その後、レジスト３４を除
去して（Ｓ６６）、図３（２）に示す状態とする。

【００２１】次に、フォトリソグラフィ用のレジスト３
６を再度塗布する。そして、フォトマスクを介してレジ
スト３６を露光・現像し、図３（３）に示すように、圧
電振動片のブランク３５の形状及び振動部１２の形状
に、レジスト３６をパターニングする（Ｓ６８）。次
に、レジスト３６及び耐蝕膜３２をマスクとしてウエハ
３０をエッチングし、図４（１）に示すように、圧電振
動片のブランク３５を形成する（Ｓ７０）。その際、圧
電振動片の振動部１２は、耐蝕膜３２によってマスクさ
れているので、エッチングされることがない。なお、ウ
エハのエッチングによるブランクの形成は、ステップ６
４の直後に行ってもよい。なお、ブランク形成後の圧電
振動片は、折り取り部のみによってウエハに接続され、
製造行程終了後にウエハから折り取られて単品の状態と
なる。

【００２２】次に、圧電振動片の振動部１２を形成す
る。まず、レジスト３６をマスクとして耐蝕膜３２をエ
ッチングし、圧電振動片の振動部１２の形状に耐蝕膜３
２をパターニングする（Ｓ７２）。さらに、レジスト３
６をマスクとして圧電振動片１０をハーフエッチング
し、図４（２）に示すように、振動部１２を形成する
（Ｓ７４）。なお、ハーフエッチング時間を調整するこ
とにより、目標周波数を実現可能な所定の厚さに振動部
１２を形成する。その後、レジスト３６及び耐蝕膜３２
を除去して（Ｓ７６）、図４（３）に示す状態とする。

【００２３】次に、圧電振動片１０の接続電極１６等を
形成する。まず、電極膜３８としてＡｕ／Ｃｒ膜を、ス
パッタや蒸着等により、電極支持部材２０の表面に形成
する（Ｓ７８）。次に、電極膜３８の表面に、フォトリ
ソグラフィ用のレジスト４０を塗布する。そして、フォ
トマスクを介してレジスト４０を露光・現像し、図５
（１）に示すように、接続電極１６及び第１引き出し電
極１８の形状にレジスト４０をパターニングする（Ｓ８
０）。次に、レジスト４０をマスクとして電極膜３８を
エッチングし、接続電極１６及び第１引き出し電極１８
を形成する（Ｓ８２）。その後、レジスト４０を除去し
て（Ｓ８４）、図５（２）に示す状態とする。

【００２４】次に、電極支持部材２０及び励振電極２２
等を形成する。まず、ガラス板等により電極支持部材２
０を形成する（Ｓ８６）。次に、電極膜４２としてＡｕ
／Ｃｒ膜を、スパッタや蒸着等により、電極支持部材２
０の表面に形成する（Ｓ８８）。次に、電極膜４２の表
面に、フォトリソグラフィ用のレジスト４４を塗布す
る。そして、フォトマスクを介してレジスト４４を露光
・現像し、図６（１）に示すように、励振電極２２及び
第２引き出し電極２４の形状にレジスト４４をパターニ
ングする（Ｓ９０）。次に、レジスト４４をマスクとし
て電極膜４２をエッチングし、励振電極２２及び第２引
き出し電極２４を形成する（Ｓ９２）。その後、レジス
ト４４を除去して（Ｓ９４）、図６（２）に示す状態と
なる。なお、ガラス材料のウエハにおいて同時に複数個
の電極支持部材を形成してもよい。以上の工程を経て、
図６（３）に示すように、圧電振動片１０の表裏両側に
電極支持部材２０を配置する。

【００２５】次に、圧電振動片１０と電極支持部材２０
とを陽極接合する（Ｓ９６）。図７に陽極接合の説明図
を示す。同図（１）は平面図であり、同図（２）はＢ−
Ｂ線における正面断面図である。具体的には、まず電極
支持部材２０の外面にダミー電極４８を配置して、全体
を数百度の高温に保持する。次に、直流電源のプラス側
を圧電振動片１０上に形成した引き出し電極１８に接続
するとともに、直流電源のマイナス側をダミー電極４８
に接続して、両電極間に数百から千ボルトの電圧を印加
する。すると、ガラス材料からなる電極支持部材２０内
のアルカリ金属のカチオンが、ダミー電極４８側に引き
寄せられ、電極支持部材２０における引き出し電極１８
との接触面付近に電荷空乏層が形成される。そして、静
電引力により電極支持部材２０と引き出し電極１８とが
固着される。なお、図７（２）の×印部分が陽極接合さ
れる部分である。また、電極支持部材２０とダミー電極
４８とは接合されない。

【００２６】なお、電極支持部材と圧電振動片との接合
方法は、陽極接合以外の方法であってもよい。例えば、
導電性接着剤により両者を接合してもよい。なお、後述
するように圧電振動片をパッケージ内に封入して使用す
る場合には、電極支持部材により振動部を気密に保持す
る必要はない。従って、電極支持部材と圧電振動片との
相対位置を固定しうる接合方法であればよい。以上によ
り、第１実施形態に係る圧電振動片が完成する。

【００２７】上記のように形成した第１実施形態に係る
圧電振動片は、パッケージ内に封入することにより、圧
電振動子として使用することができる。図８に圧電振動
子１の説明図を示す。同図（１）は平面図であり、同図
（２）はＣ−Ｃ線における側面断面図である。パッケー
ジ２はセラミック材料等により形成する。また、キャビ
ティ３の底面には電極４及び配線パターン（不図示）を
形成して、パッケージ２の底面に形成した外部端子（不
図示）との導通を可能とする。そして、圧電振動片１０
を片持ち状態で実装する。具体的には、電極４の上に導
電性接着剤５を塗布し、その上に圧電振動片１０の接続
電極１６を配置して固定する。これにより、パッケージ
２の底面の外部端子から、圧電振動片１０の励振電極２
２に通電可能となる。なお、パッケージ２の上部には蓋
部材８を装着して、パッケージ２の内部を窒素雰囲気等
に保持する。

【００２８】また、第１実施形態に係る圧電振動片は、
集積回路素子と組み合わせて発振回路を形成することに
より、圧電発振器として使用することができる。例え
ば、図８に示す圧電振動子１と集積回路素子（不図示）
とを、配線パターンを形成したモジュール基板上に実装
することにより、圧電発振器モジュールを形成すること
ができる。また、図８に示すパッケージ２の内部に、圧
電振動片１０とともに集積回路素子を封入することによ
り、圧電発振器パッケージを形成することができる。

【００２９】上述した第１実施形態に係る圧電振動片
は、良好な温度特性を実現することができる。この点、
従来の圧電振動片は励振面上に励振電極を固着形成して
いた。これにより、振動部の厚さが薄く、これに対する
励振電極の厚さの比率が逆メサ型でない場合の比率に比
べて大きい逆メサ型圧電振動片の場合には、励振電極の
影響を強く受けることになる。そのため、逆メサ型圧電
振動片の温度特性は、図１３に示すように、常温付近に
おいて温度変化に対する共振周波数の変化が大きいとい
う問題があった。

【００３０】しかし、第１実施形態に係る圧電振動片で
は、逆メサ型圧電振動片の励振面から一定間隔をおい
て、励振電極を配置した構成とした。これにより、圧電
振動片の振動部は、励振電極による拘束を受けることな
く、自由に運動することが可能となる。従って、逆メサ
型圧電振動片の場合でも、励振電極の影響を受けること
なく、圧電材料自体の良好な温度特性を発揮することが
できる。なお、圧電振動片が交流電界中にあればその振
動部が励振され得るので、その励振面から励振電極が離
れていても圧電振動片を駆動することができる。

【００３１】図９に、第１実施形態に係る逆メサ型圧電
振動片を使用した、圧電振動子の温度特性のグラフを示
す。なお図９は、周波数３２０ＭＨｚ、振動部の厚さ５
μｍの圧電振動片を使用した圧電振動子の温度特性であ
る。図９に示すように、第１実施形態に係る逆メサ型圧
電振動片を使用した圧電振動子では、常温（図９のＮ
点）付近において、温度が変化した場合の共振周波数の
変化が、図１３に示す従来技術の共振周波数の変化の大
きさと比較すれば、小さいので、良好な温度特性を実現
することができる。

【００３２】また、第１実施形態に係る圧電振動片は、
逆メサ型圧電振動片における振動部の両側の励振電極を
それぞれ電極支持部材上に形成し、各電極支持部材を前
記周縁部に固定することにより、各励振面から一定間隔
をおいて各励振電極を配置した構成とした。これによ
り、温度特性の良好な圧電振動片を、簡単に低コストで
製造することができる。

【００３３】次に、第２実施形態について説明する。図
１０に第２実施形態に係る圧電振動片の説明図を示す。
同図（１）は平面図であり、同図（２）はＤ−Ｄ線にお
ける正面断面図である。第２実施形態に係る圧電振動片
１１０は、振動部１１２における圧電材料の厚さを周縁
部１１４より薄く形成し、振動部１１２の表裏両側を励
振面とした逆メサ型圧電振動片１１０であって、振動部
１１２の一方側１１２ａの励振電極１２２ａを励振面上
に形成するとともに、振動部１１２の他方側１１２ｂの
励振電極１２２ｂを電極支持部材１２０上に形成し、そ
の電極支持部材１２０を前記周縁部１１４に固定するこ
とにより、前記他方側１１２ａの励振面から一定間隔を
おいて、前記他方側１１２ｂの励振電極１２２ｂを配置
したものである。なお、第１実施形態と同様の構成とな
る部分については、その説明を省略する。

【００３４】第２実施形態では、電極支持部材１２０を
固定する前記他方側１１２ｂの周縁部１１４の表面から
励振面までの深さが、前記一方側１１２ａの周縁部の表
面から励振面までの深さより、浅くなるように形成す
る。なお、前記他方側１１２ｂの深さを、電極支持部材
１２０上に形成する励振電極１２２ｂの厚さより深く形
成することにより、電極支持部材１２０を圧電振動片１
１０に固定した場合でも、励振面から一定距離を置いて
励振電極１２２ｂを配置することができる。なお、振動
部１１２の一方側１１２ａの励振面には、従来の圧電振
動片と同様に、励振電極１１２ａ及び第２引き出し電極
１２４ａを固着形成する。これらは、接続電極１１６及
び第１引き出し電極１１８と連続して形成する。

【００３５】上述した第２実施形態に係る圧電振動片の
製造手順につき、図２及び図１０を使用して説明する。
なお、第１実施形態と同様の構成となる部分について
は、その説明を省略する。まず、圧電材料のウエハにお
いて圧電振動片のブランクを形成する。その具体的な手
順は第１実施形態と同様である。

【００３６】次に、圧電振動片の振動部１１２を形成す
る。第２実施形態では、一方側１１２ａと他方側１１２
ｂとで振動部の深さが異なるので、それぞれを別個のハ
ーフエッチングによって形成する。まず、深さの浅い他
方側１１２ｂの振動部につき、ステップ６０ないし７６
の工程を経て、ハーフエッチングを行う。その際、一方
側１１２ａには、レジスト及び耐蝕膜によるマスクを施
しておく。次に、深さの深い一方側１１２ａの振動部に
つき、ステップ６０，６８，７２，７４及び７６の工程
を経て、ハーフエッチングを行う。その際、他方側１１
２ｂには、レジスト及び耐蝕膜によるマスクを施してお
く。なお、深さの浅い他方側１１２ｂを形成する際に、
同じ深さまで一方側１１２ａを同時に形成し、その後に
一方側１１２ａを所定の深さまで形成してもよい。これ
により、製造時間を短縮して製造コストを削減すること
ができる。

【００３７】次に、圧電振動片１１０の接続電極及び第
１引き出し電極を形成する。その具体的な手順は第１実
施形態と同様である。もっとも第２実施形態では、振動
部の一方側１１２ａについてのみ、励振電極及び第２引
き出し電極をも同時に形成する。次に、電極支持部材１
２０及び励振電極１２２等を形成する。その具体的な手
順は第１実施形態と同様である。次に、圧電振動片１１
０と電極支持部材１２０とを陽極接合する。その具体的
な方法も第１実施形態と同様である。

【００３８】上述した第２実施形態に係る圧電振動片
は、良好な温度特性を実現するとともに、十分な発振強
度を確保することができる。この点、第１実施形態で
は、各励振電極をそれぞれ電極支持部材上に形成し、各
電極支持部材を周縁部に固定したので、各励振電極が各
励振面から大きく離れて配置される場合があり、圧電振
動片を強く励振できない場合がある。

【００３９】しかし、第２実施形態では、振動部の一方
側の励振電極を励振面上に形成するとともに、振動部の
他方側の励振電極を電極支持部材上に形成し、その電極
支持部材を周縁部に固定する構成とした。これにより、
振動部の両側に配置された各励振電極間の距離が小さく
なり、振動部に強い電界を発生させることができる。従
って、良好な温度特性とともに、十分な発振強度を確保
することができる。

【００４０】また、第２実施形態では、電極支持部材を
固定した前記他方側の周縁部の表面から励振面までの深
さが、前記一方側の周縁部の表面から励振面までの深さ
より、浅く形成されている構成とした。これにより、各
励振電極間の距離がさらに小さくなり、十分な発振強度
を確保することができる。

【００４１】次に、第３実施形態について説明する。図
１１に第３実施形態に係る圧電振動片の説明図を示す。
同図（１）は平面図であり、同図（２）はＥ−Ｅ線にお
ける正面断面図である。第３実施形態に係る圧電振動片
２１０は、振動部２１２における圧電材料の厚さを周縁
部２１４より薄く形成し、振動部２１２の表裏両側を励
振面とした逆メサ型圧電振動片２１０であって、周縁部
２１４の表面と励振面との間に中段部２１３を形成し、
振動部２１２の両側の励振電極２２２をそれぞれ電極支
持部材２２０上に形成し、各電極支持部材２２０を前記
各中段部２１３に固定することにより、各励振面から一
定間隔をおいて各励振電極２２２を配置したものであ
る。なお、第１実施形態と同様の構成となる部分につい
ては、その説明を省略する。

【００４２】第３実施形態では、前記周縁部２１４の両
側と前記各励振面との間に、それぞれ中段部２１３を形
成する。なお中段部２１３は、周縁部の内側に全周にわ
たって形成する。中段部２１３の表面から励振面までの
深さは、電極支持部材２２０上に形成する励振電極２２
２の厚さより深く形成する。これにより、電極支持部材
２２０を中段部２１３に固定した場合でも、励振面から
一定距離を置いて励振電極２２２を配置することができ
る。

【００４３】そして、第１引き出し電極は、圧電振動片
２１０の長辺に沿って振動部２１２の中央付近まで圧電
振動片の周縁部２１４上に形成し、さらにその先端から
振動部２１２の中心部に向かって中段部２１３上にも形
成する。なお、第１引き出し電極２１８は、接続電極２
１６から振動部２１２の中央付近まで、中段部２１３上
に形成してもよい。これにより、電極支持部材２２０と
圧電振動片２１０とを陽極接合する面積が増加し、両者
を強固に接合することができる。

【００４４】上述した第３実施形態に係る圧電振動片の
製造手順につき、図２及び図１１を使用して説明する。
なお、第１実施形態と同様の構成となる部分について
は、その説明を省略する。まず、圧電材料のウエハにお
いて圧電振動片２１０のブランクを形成する。その具体
的な手順は第１実施形態と同様である。

【００４５】次に、圧電振動片の中段部２１３及び振動
部２１２を形成する。両者は、それぞれ別個のハーフエ
ッチングによって形成する。まず、周縁部の表面から深
さの浅い中段部２１３につき、ステップ６０ないし７６
の工程を経て、ハーフエッチングを行う。次に、深さの
深い振動部２１２につき、ステップ６０，６８，７２，
７４及び７６の工程を経て、ハーフエッチングを行う。

【００４６】次に、圧電振動片２１０の接続電極２１６
及び第１引き出し電極２１８を形成する。次に、電極支
持部材２２０及び励振電極２２２等を形成する。次に、
圧電振動片２１０と電極支持部材２２０とを陽極接合す
る。これらの具体的な手順は第１実施形態と同様であ
る。

【００４７】上述した第３実施形態に係る圧電振動片
は、良好な温度特性を実現するとともに、十分な発振強
度を確保することができる。この点、第２実施形態で
は、振動部の一方側の励振面上に励振電極を固着形成す
る構成としたので、片側ではあるが励振電極の影響を受
けることになり、第１実施形態の場合に比べて温度特性
が悪化する。

【００４８】しかし、第３実施形態では、各励振面から
一定距離をおいて各励振電極を配置する構成とした。こ
れにより、第１実施形態と同様に、逆メサ型圧電振動片
の場合でも、励振電極の影響を受けることなく、圧電材
料自体の良好な温度特性を発揮することができる。

【００４９】また、第３実施形態では、周縁部の表面と
励振面との間に中段部を形成し、励振電極を形成した電
極支持部材をこの中段部に固定する構成とした。これに
より、第２実施形態と同様に、振動部の両側に配置され
た各励振電極間の距離が小さくなり、振動部に強い電界
を発生させることができる。従って、十分な発振強度を
確保することができる。以上により第３実施形態では、
第１及び第２実施形態の効果を併せ持つ圧電振動片を提
供することができる。

【００５０】なお、第３実施形態では、圧電振動片に設
けた中段部に電極支持部材の外縁を固定して、各励振電
極間の距離を小さくしたが、これとは逆に、電極支持部
材の外縁に設けた中段部を圧電振動片の周縁部に固定す
ることにより、各励振電極間の距離を小さくすることも
できる。また、圧電振動片の周縁部の厚さを第１実施形
態より薄くして、電極支持部材を固定することにより、
各励振電極間の距離を小さくすることもできる。なお、
圧電振動片の周縁部の厚さを薄くすることによる剛性の
低下は、電極支持部材を固定することによって補うこと
ができる。これらの方法によっても、第３実施形態と同
様の効果を得ることができる。

【００５１】

【発明の効果】振動部における圧電材料の厚さを周縁部
より薄く形成し、前記振動部の表裏両側を励振面とした
圧電振動片であって、前記励振面から一定間隔をおいて
励振電極を配置した構成としたので、良好な温度特性を
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態に係る圧電振動片の説明図であ
り、（１）は平面図であり、（２）はＡ−Ａ線における
正面断面図である。

【図２】 第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法の
フローチャートである。

【図３】 第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法の
第１説明図である。

【図４】 第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法の
第２説明図である。

【図５】 第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法の
第３説明図である。

【図６】 第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法の
第４説明図である。

【図７】 陽極接合の説明図であり、（１）は平面図で
あり、（２）はＢ−Ｂ線における正面断面図である。

【図８】 圧電振動子の説明図であり、（１）は平面図
であり、（２）はＣ−Ｃ線における側面断面図である。

【図９】 第１実施形態に係る圧電振動片の温度特性の
グラフである。

【図１０】 第２実施形態に係る圧電振動片の説明図で
あり、（１）は平面図であり、（２）はＤ−Ｄ線におけ
る正面断面図である。

【図１１】 第３実施形態に係る圧電振動片の説明図で
あり、（１）は平面図であり、（２）はＥ−Ｅ線におけ
る正面断面図である。

【図１２】 従来技術に係る圧電振動片の説明図であ
り、（１）は平面図であり、（２）はＦ−Ｆ線における
正面断面図である。

【図１３】 従来技術に係る圧電振動片の温度特性のグ
ラフである。

【符号の説明】

１………圧電振動子、２………パッケージ、３………キ
ャビティ、４………電極、５………導電性接着剤、８…
……蓋部材、１０………圧電振動片、１２………振動
部、１４………周縁部、１６………接続電極、１８……
…第１引き出し電極、２０………電極支持部材、２２…
……励振電極、２４………第２引き出し電極、３０……
…ウエハ、３２………耐蝕膜、３４………レジスト、３
５………ブランク、３６………レジスト、３８………電
極膜、４０………レジスト、４２………電極膜、４４…
……レジスト、４８………ダミー電極、１１０………圧
電振動片、１１２………振動部、１１２ａ………一方
側、１１２ｂ………他方側、１１４………周縁部、１１
６………接続電極、１１８………第１引き出し電極、１
２０………電極支持部材、１２２ａ，１２２ｂ………励
振電極、１２４ａ………第２引き出し電極、２１０……
…圧電振動片、２１２………振動部、２１３………中段
部、２１４………周縁部、２１６………接続電極、２１
８………第１引き出し電極、２２０………電極支持部
材、２２２………励振電極、５１０………圧電振動片、
５１２………振動部、５１４………周縁部、５２２……
…励振電極。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動部における圧電材料の厚さを周縁部
   より薄く形成し、前記振動部の表裏両側を励振面とした
   圧電振動片であって、前記励振面から一定間隔をおいて
   励振電極を配置したことを特徴とする圧電振動片。
2. 【請求項２】 振動部における圧電材料の厚さを周縁部
   より薄く形成し、前記振動部の表裏両側を励振面とした
   圧電振動片であって、 前記振動部の両側の励振電極をそれぞれ電極支持部材上
   に形成し、前記各電極支持部材をそれぞれ前記周縁部に
   固定することにより、前記各励振面から一定間隔をおい
   て、前記各励振電極を配置したことを特徴とする圧電振
   動片。
3. 【請求項３】 振動部における圧電材料の厚さを周縁部
   より薄く形成し、前記振動部の表裏両側を励振面とした
   圧電振動片であって、 前記振動部の一方側の励振電極を前記励振面上に形成す
   るとともに、前記振動部の他方側の励振電極を電極支持
   部材上に形成し、前記電極支持部材を前記他方側の前記
   周縁部に固定することにより、前記他方側の励振面から
   一定間隔をおいて、前記他方側の励振電極を配置したこ
   とを特徴とする圧電振動片。
4. 【請求項４】 前記電極支持部材を固定した前記他方側
   の前記周縁部の表面から前記他方側の前記励振面までの
   深さは、前記一方側の前記周縁部の表面から前記一方側
   の前記励振面までの深さより、浅く形成されていること
   を特徴とする請求項３に記載の圧電振動片。
5. 【請求項５】 振動部における圧電材料の厚さを周縁部
   より薄く形成し、前記振動部の表裏両側を励振面とした
   圧電振動片であって、 前記周縁部の表面と前記励振面との間に中段部を形成
   し、 前記振動部の両側の励振電極をそれぞれ電極支持部材上
   に形成し、前記各電極支持部材をそれぞれ前記中段部に
   固定することにより、前記各励振面から一定間隔をおい
   て、前記各励振電極を配置したことを特徴とする圧電振
   動片。
6. 【請求項６】 前記電極支持部材は、アルカリ金属を含
   むガラス材料によって構成され、前記圧電振動片の表面
   に形成した引き出し電極と陽極接合により固定されてい
   ることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載
   の圧電振動片。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載の圧
   電振動片をパッケージの内部に封入するとともに、前記
   励振電極に対して通電可能な外部端子を前記パッケージ
   の外部に形成したことを特徴とする圧電振動子。
8. 【請求項８】 請求項１ないし６のいずれかに記載の圧
   電振動片と、集積回路素子とにより、発振回路を形成し
   たことを特徴とする圧電発振器。