JP2003347885A - 圧電振動片、圧電振動片の製造方法および圧電デバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電デバイスの小型薄型化が可能であり、ま
た溝部における強度の確保が可能な、圧電振動片および
圧電デバイスの提供を目的とする。 【解決手段】 基部２２から２本の振動腕２６を延設
し、その振動腕２６に溝部２８を形成し、その溝部２８
の内部に励振電極を形成する一方で、前記基部２２の表
面を厚さ方向に突出させて支持部２４を形成し、支持部
２４の表面に接続電極を形成して、接続電極から前記励
振電極に通電可能とした音叉型圧電振動片２０である。
この音叉型圧電振動片２０につき、支持部２４ａをパッ
ケージ４０のキャビティ底面４４に固着し、支持部２４
ｂをリッド４８に固着して、圧電振動子１を形成した。

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
振動片の製造方法および圧電デバイスに関するものであ
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、圧電振動子が広く利用されている。図１０に圧電振
動子の説明図を示す。同図（１）は同図（２）のＧ−Ｇ
線における平面断面図であり、同図（２）は同図（１）
のＦ−Ｆ線における側面断面図である。圧電振動子１０
１は、パッケージ１４０の内部に圧電振動片１２０を実
装したものである。

【０００３】一般に、電気回路において比較的低周波の
周波数を得るには、音叉型の圧電振動片が使用される。
音叉型圧電振動片１２０は、基部１２２から２本の振動
腕１２６を延設し、その振動腕に励振電極（不図示）を
形成したものである。この音叉型圧電振動片１２０は、
その基部１２２がパッケージ１４０に固着されて支持さ
れるので、その支持部１２４には接続電極（不図示）が
形成され、その接続電極から上記励振電極に通電可能と
されている。

【０００４】一方、パッケージ１４０にはキャビティ１
４２が形成されている。キャビティ１４２の底面１４４
には、マウント電極１５４が形成されている。マウント
電極１５４は、タングステンメタライズの表面に、Ｎｉ
メッキおよびＡｕメッキ等を施したものである。なお、
タングステンメタライズをスクリーン印刷方式等によっ
て厚塗りすることにより、マウント電極１５４の高さを
確保している。これにより、マウント電極１５４の上に
実装された音叉型圧電振動片１２０が、圧電振動子１０
１に作用した衝撃力等により、キャビティ底面１４４に
当接して破損するのを防止している。

【０００５】そして、このマウント電極１５４の上面に
導電性接着剤１５６を塗布し、音叉型圧電振動片１２０
を固着して実装している。さらに、キャビティ１４２上
方の開口部にリッド１４８を装着し、キャビティ内部を
真空に保持している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
技術に係る圧電振動子には、以下のような問題点があっ
た。第１に、圧電振動子１０１の小型薄型化が困難であ
るという問題がある。上述したように、タングステンメ
タライズをスクリーン印刷方式等により厚塗りしてマウ
ント電極１５４を形成すると、マウント電極１５４の上
面は山状に形成される。そして、その上面に音叉型圧電
振動片１２０を実装すると、時間の経過とともにマウン
ト電極１５４の上面に沿って音叉型圧電振動片１２０が
倒れ、その先端部が下降する（先端部がお辞儀をする）
現象が発生する。そこで、図１１に示すように、あらか
じめ音叉型圧電振動片１２０を上向きに実装しておき、
先端部が下降した後に音叉型圧電振動片が水平となるよ
うにしている。しかし、圧電振動片の先端部の下降量に
はばらつきがあり、このばらつきを考慮して、圧電振動
片の上下方向におけるキャビティ１４２のクリアランス
を広く確保する必要がある。そのため、パッケージ１４
０を小型薄型化することができず、圧電振動子１０１の
小型薄型化が困難となるのである。

【０００７】第２に、振動腕の強度の確保が困難である
という問題がある。一般に、圧電振動片の小型化は、Ｃ
Ｉ（クリスタル・インピーダンス）値の悪化をともな
う。しかし、図１０に示すように、振動腕１２６に溝部
１２８を形成し、その溝部の内部に励振電極を形成する
ことにより、ＣＩ値を改善することができる。ところ
が、溝部１２８の形成部分において振動腕１２６の強度
は弱くなる。そして、上述したように圧電振動片の上下
方向におけるキャビティ１４２のクリアランスを広く確
保しているので、圧電振動片に衝撃力が作用した場合に
おける振動腕のたわみ量が大きくなり、溝部１２８の形
成部分において振動腕１２６が破損するおそれがある。
本発明は上記問題点に着目し、圧電デバイスの小型薄型
化が可能であり、また溝部における強度の確保が可能
な、圧電振動片および圧電デバイスの提供を目的とす
る。

【０００８】ところで、音叉型圧電振動片は圧電基板か
ら複数個が同時に形成され、音叉型圧電振動片の外形や
溝部等はエッチングにより形成されている。そのエッチ
ング用のマスクにはレジスト膜や耐蝕膜等が利用され、
そのレジスト膜や耐蝕膜等のパターニングにはフォトリ
ソグラフィが利用されている。そして、そのフォトリソ
グラフィは、圧電基板上に形成したアライメントマーク
に対して、フォトマスクを位置あわせすることにより行
われている。しかし、圧電基板がエッチングされると、
アライメントマークもエッチングされるので、その後の
フォトリソグラフィは精度よく行うことができずに、圧
電振動片を精度良く形成することができないという問題
がある。特に、音叉型圧電振動片の外形や溝部に加え
て、他の形状をエッチングにより形成する場合には、耐
蝕膜等を新たにパターニングする必要が生じるため問題
となる。本発明は上記問題点に着目し、圧電振動片を精
度良く形成することが可能な、圧電振動片の製造方法の
提供を目的とする。

【０００９】

【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片は、振動部の表面に励振電
極を形成し、基部の表面に接続電極を形成して、前記接
続電極から前記励振電極に通電可能とした圧電振動片で
あって、前記基部の表面を前記圧電振動片の厚さ方向に
突出させ、前記圧電振動片の支持部を形成した構成とし
た。

【００１０】この圧電振動片の支持部をパッケージに実
装するので、パッケージのマウント電極をタングステン
メタライズの厚塗りで形成する必要がなくなる。また、
マウント電極と支持部とが面接触するので、時間の経過
とともに圧電振動片の先端部が下降する現象は発生しな
い。したがって、圧電振動片の上下方向におけるキャビ
ティのクリアランスを広く確保する必要はなく、圧電デ
バイスを小型薄型化することができる。

【００１１】また、前記支持部は、前記基部の表裏両面
に形成した構成としてもよい。これにより、圧電振動片
を両側から挟み込む形で実装することができるので、圧
電振動片の姿勢がさらに安定する。したがって、圧電振
動片の上下方向におけるキャビティのクリアランスを広
く確保する必要はなく、圧電デバイスを小型薄型化する
ことができる。

【００１２】また、前記支持部は、前記基部の各面に複
数形成し、前記各支持部の表面にそれぞれ前記接続電極
を配置した構成としてもよい。この場合、支持部の表面
に塗布した導電性接着剤により、各接続電極が相互に短
絡するのを防止することができる。

【００１３】また、前記圧電振動片は、前記基部から複
数の振動腕を延設し、前記振動腕の表面に励振電極を形
成し、前記基部の表面に接続電極を形成して、前記接続
電極から前記励振電極に通電可能とした、音叉型圧電振
動片であってもよい。音叉型圧電振動片は振動腕を有す
るため、衝撃力に対するたわみ量が大きくなり、圧電振
動片の上下方向におけるキャビティのクリアランスが重
要な問題となる。この点、上述した本発明では、キャビ
ティのクリアランスを広く確保する必要がないので、圧
電デバイスを特に小型薄型化することができる。なお、
前記圧電振動片は、ＡＴカット圧電振動片などの厚みす
べり圧電振動片であってもよい。

【００１４】また、前記振動腕には溝部が形成され、前
記溝部の内面に前記励振電極が形成されている構成とし
てもよい。上述した本発明では、キャビティのクリアラ
ンスを広く確保する必要がないので、圧電振動片のたわ
み量を低く抑えることができる。したがって、溝部にお
ける強度の確保が可能となる。

【００１５】一方、本発明に係る圧電振動片の製造方法
は、基部から複数の振動腕を延設し、前記振動腕に溝部
を形成し、前記基部の表面を厚さ方向に突出させて支持
部を形成した音叉型圧電振動片の製造方法であって、圧
電基板の表面に、前記音叉型圧電振動片の外形形状にパ
ターニングされた第１耐蝕膜を形成し、前記第１耐蝕膜
の表面に、前記音叉型圧電振動片の外形形状にパターニ
ングされ、なおかつ前記溝部に相当する部分が除去され
た第２耐蝕膜を形成し、前記第２耐蝕膜の表面に、前記
支持部の形状にパターニングされたレジスト膜を形成す
る工程と、前記各耐蝕膜をマスクとして前記圧電基板を
エッチングし、前記音叉型圧電振動片の外形を形成する
工程と、前記レジスト膜をマスクとして前記第２耐蝕膜
をエッチングするとともに、前記第２耐蝕膜をマスクと
して前記第１耐蝕膜をエッチングする工程と、前記各耐
蝕膜をマスクとして前記圧電基板をエッチングし、前記
圧電基板の表面に前記溝部を形成する工程と、前記レジ
スト膜および前記第２耐蝕膜をマスクとして前記第１耐
蝕膜をエッチングする工程と、前記各耐蝕膜をマスクと
して前記圧電基板をエッチングし、前記支持部を形成す
る工程と、を有する構成とした。

【００１６】この場合、圧電基板をエッチングする前
に、レジスト膜および各耐蝕膜をパターニングするため
のフォトリソグラフィをすべて行った上で、圧電振動片
を形成することができる。したがって、圧電振動片を精
度良く形成することができる。

【００１７】また、前記各耐蝕膜は、下層のＣｒ膜およ
び上層のＡｕ膜で構成してもよい。Ｃｒ膜により圧電基
板との密着性が確保され、Ａｕ膜により耐蝕性が確保さ
れるので、圧電振動片を精度良く形成することができ
る。

【００１８】また、前記第１耐蝕膜は、下層のＣｒ膜お
よび上層のＡｕ膜で構成され、前記第２耐蝕膜は、Ｃｒ
膜のみで構成してもよい。この場合、高価なＡｕ膜の使
用量が低減されるので、製造コストを削減することがで
きる。

【００１９】一方、本発明に係る圧電振動片は、前記圧
電振動片の製造方法を使用して製造した構成とした。こ
れにより、上記効果をともなった圧電振動片を提供する
ことができる。

【００２０】一方、本発明に係る圧電デバイスは、前記
圧電振動片における前記支持部を、パッケージのキャビ
ティ底面に固着して製造した構成とした。これにより、
小型薄型化された圧電デバイスを提供することができ
る。

【００２１】また、前記圧電振動片における前記基部の
一方面側に形成した前記支持部を、パッケージのキャビ
ティ底面に固着し、前記基部の他方面側に形成した前記
支持部を、パッケージのリッド裏面に固着して製造した
構成としてもよい。これにより、小型薄型化された圧電
デバイスを提供することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明に係る圧電振動片、その製
造方法および圧電デバイス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。

【００２３】図１に実施形態に係る圧電振動片の説明図
を示す。同図（１）は同図（２）のＡ−Ａ線における側
面断面図であり、同図（２）は平面図であり、同図
（３）は同図（１）のＣ−Ｃ線における正面断面図であ
り、同図（４）は同図（２）のＢ−Ｂ線における正面断
面図である。なお図１では、（２）のみに電極を記載
し、（１）、（３）および（４）では電極の記載を省略
している。本実施形態に係る圧電振動片は、基部２２か
ら２本の振動腕２６を延設し、その振動腕２６に溝部２
８を形成し、その溝部２８の内部に励振電極３６を形成
する一方で、前記基部２２の表面を厚さ方向に突出させ
て支持部２４を形成し、支持部２４の表面に接続電極３
４を形成して、接続電極３４から前記励振電極３６に通
電可能とした、音叉型圧電振動片２０である。

【００２４】音叉型圧電振動片２０は、水晶等の圧電材
料で構成する。基部２２からは、２本の振動腕２６を延
設する。また、その振動腕２６の表裏両面には、溝部を
形成する。さらに、基部２２の一部には、音叉型圧電振
動片２０の支持部２４を形成する。支持部２４は、基部
２２の厚さ方向に突出させて形成する。なお、支持部２
４は基部２２の裏表両面に形成し、各面につき２個の支
持部２４を音叉型圧電振動片２０の幅方向両端部に分け
て形成する。一例を挙げれば、支持部の厚さは１００μ
ｍ程度とし、振動腕の厚さは６０〜８０μｍとする。な
お、振動腕の長さをＬとし、振動腕の幅をＷとした場合
に、音叉型圧電振動片の屈曲振動による共振周波数Ｆ
は、次式で表される。

【数１】 なお、ｋは定数である。したがって、振動腕の厚さを薄
くした場合でも、共振周波数に影響することはない。

【００２５】そして、上述した振動腕２６の表面に励振
電極３６を形成し、また支持部２４の表面に接続電極３
４を形成する。具体的には、まず一方の振動腕２６ａに
おける溝部２８ａの内面に励振電極３６ａを形成する。
その励振電極３６ａを他方の振動腕２６ｂの側面に引き
回し、励振電極３６ｄを形成する。その励振電極３６ｄ
は、一方の接続電極３４ｄまで引き回す。また、他方の
振動腕２６ｂにおける溝部２８ｂの内面にも励振電極３
６ｂを形成する。さらに、一方の振動腕２６ａの側面に
も励振電極３６ｃを形成する。そして、励振電極３６ｂ
および励振電極３６ｃを、他方の接続電極３４ｃまで引
き回す。

【００２６】図２に、励振電極による電界形成作用の説
明図を示す。同図（１）は本実施形態に係る圧電振動片
であり、同図（２）は従来技術に係る圧電振動片であ
り、いずれも図１のＣ−Ｃ線に相当する部分における正
面断面図である。同図（２）では、励振電極２３６ａお
よび２３６ｃに通電すると、振動腕２２６の上下方向に
形成された正極２３６ａから、水平方向に形成された負
極２３６ｃにかけて、カーブした電界２３８が形成され
る。このため励振に寄与する電界成分が弱く、電界効率
が悪くなってＣＩ値が高くなる。しかし、同図（１）で
は、励振電極３６ａおよび３６ｃに通電すると、溝部２
８の内面に形成された正極３６ａから、振動腕２６の水
平方向に形成された負極３６ｃにかけて、直線的に強い
電界３８が形成される。したがって、電界効率が向上
し、ＣＩ値を低減することができる。

【００２７】次に、本実施形態に係る圧電振動片の製造
方法について説明する。図３に、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４か
ら図７に、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、図４から図７において、（ａ）は図１
のＡ−Ａ線に相当する部分の側面断面図であり、（ｂ）
は図１のＣ−Ｃ線に相当する部分の正面断面図である。
なお、音叉型圧電振動片は圧電基板から複数個を同時に
形成する。

【００２８】最初に、図４（１）に示すように、第１耐
蝕膜６０および第２耐蝕膜７０を形成する（Ｓ３６
０）。まず、圧電基板５の表面全体に第１耐蝕膜６０を
形成する。第１耐蝕膜６０として、圧電基板との密着性
に優れたＣｒ膜を下層に形成し、フッ酸などの水晶のエ
ッチング液に対する耐蝕性に優れたＡｕ膜を上層に形成
する（いずれも不図示）。なお、Ｃｒ膜の代わりにＮｉ
膜等を使用することも可能である。このＣｒ膜およびＡ
ｕ膜は、蒸着法またはスパッタ法等により形成する。次
に、第１耐蝕膜６０の表面全体に第２耐蝕膜７０を形成
する。第２耐蝕膜も、下層のＣｒ膜および上層のＡｕ膜
で構成する。なお、第２耐蝕膜は圧電基板のエッチング
用マスクとして機能せず、第１耐蝕膜のエッチング用マ
スクとして機能するのみであるから、第２耐蝕膜のＡｕ
膜は薄くでき、またＣｒ膜のみで構成してもよい。この
場合、高価なＡｕ膜の使用量が低減され、またＡｕ膜の
エッチング工程が省略されるので、製造コストを削減す
ることができる。

【００２９】次に、第２耐蝕膜７０の表面全体にレジス
ト膜８２を形成する（Ｓ３６２）。さらに、レジスト膜
８２を露光・現像し、図４（２）に示すように、レジス
ト膜８２を音叉型圧電振動片の外形形状にパターニング
する（Ｓ３６４）。その際、圧電基板５の表面に形成し
たアライメントマーク（不図示）に対し、フォトマスク
を位置合わせしてレジスト膜８２の露光を行う。そし
て、図４（３）に示すように、レジスト膜８２をマスク
として、第２耐蝕膜７０および第１耐蝕膜６０を順次エ
ッチングし、第２耐蝕膜および第１耐蝕膜を音叉型圧電
振動片２０（図１参照）の外形形状３２０にパターニン
グする（Ｓ３６６）。なお、第２耐蝕膜７０および第１
耐蝕膜６０は、それぞれ下層のＣｒ膜および上層のＡｕ
膜で構成され、Ａｕ膜およびＣｒ膜の一方のエッチング
により他方はエッチングされない。したがって、耐蝕膜
のエッチングでは、Ａｕ膜のエッチングおよびＣｒ膜の
エッチングを順次別個に行う。すなわち、第２耐蝕膜の
Ａｕ膜、第２耐蝕膜のＣｒ膜、第１耐蝕膜のＡｕ膜、お
よび第１耐蝕膜のＣｒ膜を、順次エッチングする。その
後、図４（４）に示すように、レジスト膜８２を剥離す
る（Ｓ３６８）。

【００３０】次に、図５（１）に示すように、圧電基板
５の表面全体にレジスト膜８４を形成する（Ｓ３７
０）。さらに、レジスト膜８４を露光・現像し、図５
（２）に示すように、溝部２８（図１参照）に相当する
部分３２８のレジスト膜を除去する（Ｓ３７２）。その
際、圧電基板５の表面に形成したアライメントマーク
（不図示）に対し、フォトマスクを位置合わせしてレジ
スト膜８４の露光を行う。そして、図５（３）に示すよ
うに、レジスト膜８４をマスクとして、第２耐蝕膜７０
をエッチングし、前記溝部に相当する部分３２８の第２
耐蝕膜を除去する（Ｓ３７４）。その後、図５（４）に
示すように、レジスト膜８４を剥離する（Ｓ３７６）。

【００３１】次に、図６（１）に示すように、圧電基板
５の表面全体にレジスト膜８６を形成する（Ｓ３８
０）。さらに、レジスト膜８６を露光・現像し、図６
（２）に示すように、レジスト膜８６を支持部２４（図
１参照）の形状３２４にパターニングする（Ｓ３８
２）。その際、圧電基板５の表面に形成したアライメン
トマーク（不図示）に対し、フォトマスクを位置合わせ
してレジスト膜８６の露光・現像を行う。以上により、
圧電基板５の表面には、音叉型圧電振動片の外形形状に
パターニングされた第１耐蝕膜６０と、音叉型圧電振動
片の外形形状にパターニングされ、なおかつ溝部に相当
する部分が除去された第２耐蝕膜７０と、支持部の形状
にパターニングされたレジスト膜８６とが形成される。

【００３２】次に、図６（３）に示すように、第１耐蝕
膜６０および第２耐蝕膜７０をマスクとして圧電基板５
をエッチングし、音叉型圧電振動片の外形形状３２０を
形成する（Ｓ３８４）。圧電基板５のエッチングは、エ
ッチング液にフッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液を
使用して、ウエットエッチングにより行う。

【００３３】次に、図６（４）に示すように、第２耐蝕
膜７０をマスクとして第１耐蝕膜６０をエッチングし、
溝部２８（図１参照）に相当する部分３２８の第１耐蝕
膜を除去する（Ｓ３８６）。これと同時に、レジスト膜
８６をマスクとして第２耐蝕膜７０をエッチングし、第
２耐蝕膜を支持部の形状３２４にパターニングする。上
述したように、耐蝕膜のエッチングでは、Ａｕ膜および
Ｃｒ膜の一方のエッチングにより他方はエッチングされ
ない。そこで、第１耐蝕膜６０のＡｕ膜のエッチングで
は、第２耐蝕膜７０のＣｒ膜をマスクとして機能させ、
第１耐蝕膜６０のＣｒ膜のエッチングでは、同じ第１耐
蝕膜のＡｕ膜をマスクとして機能させることができる。
したがって、第１耐蝕膜のエッチングと同時に、第２耐
蝕膜のエッチングを行うことができるのである。これに
より、製造工程が簡略化され製造コストを削減すること
ができる。

【００３４】次に、図７（１）に示すように、第１耐蝕
膜６０をマスクとして圧電基板５をエッチングし、音叉
型圧電振動片の振動腕２６に溝部２８を形成する（Ｓ３
８８）。圧電基板５のエッチングは、時間管理をともな
ったハーフエッチングにより行う。なお、後述するステ
ップ３９２でも振動腕２６をエッチングするが、ここで
は最終形状と同じ深さの溝部２８を圧電基板５の表面に
形成しておく。

【００３５】次に、図７（２）に示すように、レジスト
膜８６および第２耐蝕膜７０をマスクとして第１耐蝕膜
６０をエッチングし、第１耐蝕膜を支持部の形状３２４
にパターニングする（Ｓ３９０）。次に、図７（３）に
示すように、レジスト膜８６、第２耐蝕膜７０および第
１耐蝕膜６０をマスクとして圧電基板５をエッチング
し、音叉型圧電振動片の支持部以外の部分を薄肉化し
て、支持部を張り出し形成する（Ｓ３９２）。最後に、
図７（４）に示すように、レジスト膜、第２耐蝕膜およ
び第１耐蝕膜を剥離すれば（Ｓ３９４）、本実施形態に
係る音叉型圧電振動片２０のブランクが完成する。

【００３６】その後、音叉型圧電振動片のブランクの表
面に、図１（２）に示す各電極を形成する。具体的に
は、まず音叉型圧電振動片の表面全体にスパッタや蒸着
により電極膜を形成する。なお、電極膜も耐蝕膜と同様
に、下層のＣｒ膜および上層のＡｕ膜で構成する。次
に、電極膜の表面全体にレジスト膜を形成し、露光・現
像して、レジスト膜を電極形状にパターニングする。そ
して、残したレジストをマスクとして電極膜をエッチン
グし、図１（２）に示す各電極を形成する。その後、残
したレジスト膜を剥離すれば、本実施形態に係る音叉型
圧電振動片が完成する。

【００３７】上記のように形成した音叉型圧電振動片
は、圧電振動子等の圧電デバイスに使用することができ
る。図８に、本実施形態に係る圧電振動片を実装した圧
電振動子の説明図を示す。同図（１）は同図（２）のＥ
−Ｅ線における平面断面図であり、同図（２）は同図
（１）のＤ−Ｄ線における側面断面図である。図８の圧
電振動子１は、音叉型圧電振動片２０を、パッケージ４
０に実装したものである。パッケージ４０は、セラミッ
クシート等を積層して形成し、内部にキャビティ４２を
設ける。そのキャビティ４２の底面４４には、マウント
電極５４を形成する。このマウント電極５４は、タング
ステンメタライズの厚塗り等により高さを確保する必要
はなく、薄膜状に形成すればよい。そして、このマウン
ト電極５４と、パッケージ４０の裏面に形成した外部端
子５８との導通を確保する。

【００３８】このパッケージ４０に対して、音叉型圧電
振動片２０を以下のように実装する。まず、音叉型圧電
振動片２０の支持部２４ａの表面に導電性接着剤５６を
塗布し、当該支持部２４ａをマウント電極５４上に接着
する。支持部２４ａの表面には接続電極が形成されてい
るので、これにより外部端子５８から励振電極に対して
通電可能となる。なお、支持部２４ａは音叉型圧電振動
片の幅方向両端部に分けて形成されているので（図１参
照）、導電性接着剤５６による接続電極相互の短絡を防
止することができる。さらに、当該支持部２４ａの裏側
における支持部２４ｂの表面にも接着剤４６を塗布し、
キャビティ４２上方の開口部にリッド４８を配置する。
これにより、音叉型圧電振動片２０は、パッケージの底
面４４とリッド４８とに挟まれて強固に保持される。ま
た、キャビティ４２の上方でリッド４８に柱を設けた形
になるので、リッド４８およびパッケージ４０の強度を
向上させることもできる。なお、パッケージ４０の上端
面には低融点ガラス等を配置してリッド４８を固定し、
キャビティ４２の内部を真空に保持する。

【００３９】また、第１実施形態に係る圧電振動片は、
圧電発振器等の圧電デバイスにも使用することができ
る。圧電発振器は、発振回路を構成する集積回路素子と
圧電振動子とを組み合わせたものである。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４０の内部に、音叉型
圧電振動片２０とともに集積回路素子を実装することに
より、圧電発振器パッケージを形成することができる。

【００４０】上述した本実施形態に係る圧電振動片によ
り、圧電デバイスを小型薄型化することができる。この
点、従来の圧電デバイスでは、パッケージのキャビティ
底面に、タングステンメタライズをスクリーン印刷方式
等により厚塗りしてマウント電極を形成し、その上面に
音叉型圧電振動片を実装していたので、時間の経過とと
もに音叉型圧電振動片の先端部が下降するという問題が
あった。しかし、本実施形態に係る圧電振動片は、基部
の表面を音叉型圧電振動片の厚さ方向に突出させ、音叉
型圧電振動片の支持部を形成した。この音叉型圧電振動
片の支持部をパッケージのキャビティ底面に実装すれ
ば、キャビティ底面と支持部とが面接触するので、時間
の経過とともに音叉型圧電振動片の先端部は下降しな
い。したがって、音叉型圧電振動片の上下方向における
キャビティのクリアランスを広く確保する必要はなく、
圧電デバイスを小型薄型化することができる。

【００４１】なお、従来の圧電デバイスでは、音叉型圧
電振動片の厚さが約１００μｍであり、パッケージにお
けるキャビティの高さは約２５０μｍであった。これに
対し、本実施形態に係る圧電振動片は、支持部の厚さを
約１００μｍとし、振動腕の厚さを約８０μｍとしたも
のである。なお、音叉型圧電振動片の振動腕と、パッケ
ージのキャビティ底面とのクリアランスは、１０μｍ程
度あれば十分である。そしてこの場合、圧電デバイスの
パッケージにおけるキャビティの高さも、約１００μｍ
とすることができる。したがって、圧電デバイスを小型
化、特に薄型化することができる。

【００４２】また、音叉型圧電振動片の周波数調整は、
音叉型圧電振動片をパッケージに実装した状態で、振動
腕の先端部に形成した錘にレーザを照射して、錘の質量
を調整することにより行っている。ところが、従来の音
叉型圧電振動片は、上述したように時間の経過とともに
先端部が下降するので、レーザの焦点を合わせるのが困
難となり、周波数調整を精度良く行うことができないと
いう問題があった。しかし、本実施形態に係る圧電振動
片では、上述したように時間の経過とともに音叉型圧電
振動片の先端部は下降しない。したがって、レーザの焦
点が合わせやすくなり、周波数調整を精度良く行うこと
ができる。

【００４３】また、音叉型圧電振動片のＣＩ値を低減す
るため、振動腕に溝部を形成することがある。ところ
が、従来の圧電デバイスでは、音叉型圧電振動片の上下
方向におけるキャビティのクリアランスを広く確保して
いるので、音叉型圧電振動片に衝撃力が作用した場合に
振動腕のたわみ量が大きくなり、溝部の形成部分におい
て振動腕が破損するおそれがあるという問題があった。
しかし、上述した本実施形態に係る圧電振動片では、音
叉型圧電振動片の上下方向におけるキャビティのクリア
ランスを広く確保する必要はないので、音叉型圧電振動
片のたわみ量を低く抑えることができる。したがって、
溝部における強度の確保が可能となる。

【００４４】また、音叉型圧電振動片のエッチングには
レジスト膜や耐蝕膜等がマスクとして利用され、そのレ
ジスト膜や耐蝕膜等のパターニングにはフォトリソグラ
フィが利用されている。そして、そのフォトリソグラフ
ィは、圧電基板上に形成したアライメントマークに対し
て、フォトマスクを位置あわせすることにより行われて
いる。しかし、圧電基板がエッチングされると、アライ
メントマークもエッチングされるので、その後のフォト
リソグラフィを精度よく行うことができないという問題
がある。しかし、本実施形態に係る圧電振動片の製造方
法では、圧電基板をエッチングする前に、レジスト膜に
加えて複数の耐蝕膜を圧電基板上に形成し、これらに必
要なパターニングをあらかじめ行っておく構成とした。
これにより、必要なフォトリソグラフィはすべて、圧電
基板上に形成したアライメントマークに溝部や支持部パ
ターンのフォトマスクを位置あわせして行うことができ
る。したがって、音叉型圧電振動片を精度良く形成する
ことができる。

【００４５】なお、本実施形態では音叉型圧電振動片の
表裏両面に支持部を形成する場合について述べたが、図
９に示すように、音叉型圧電振動片４２０の一方面側の
みに支持部４２４を形成して、当該支持部の表面に接続
電極を形成してもよい。この場合、支持部４２４をパッ
ケージ４４０のキャビティ底面に実装し、音叉型圧電振
動片４２０の他方面側はリッド４４８に固着しない。こ
の場合にも、上記と同様の効果を得ることができる。

【００４６】

【発明の効果】振動部の表面に励振電極を形成し、基部
の表面に接続電極を形成して、前記接続電極から前記励
振電極に通電可能とした圧電振動片であって、前記基部
の表面を前記圧電振動片の厚さ方向に突出させ、前記圧
電振動片の支持部を形成した構成としたので、圧電デバ
イスを小型薄型化することができる。

【００４７】また、基部から複数の振動腕を延設し、前
記振動腕に溝部を形成し、前記基部の表面を厚さ方向に
突出させて支持部を形成した音叉型圧電振動片の製造方
法であって、圧電基板の表面に、前記音叉型圧電振動片
の外形形状にパターニングされた第１耐蝕膜を形成し、
前記第１耐蝕膜の表面に、前記音叉型圧電振動片の外形
形状にパターニングされ、なおかつ前記溝部に相当する
部分が除去された第２耐蝕膜を形成し、前記第２耐蝕膜
の表面に、前記支持部の形状にパターニングされたレジ
スト膜を形成する工程と、前記各耐蝕膜をマスクとして
前記圧電基板をエッチングし、前記音叉型圧電振動片の
外形を形成する工程と、前記レジスト膜をマスクとして
前記第２耐蝕膜をエッチングするとともに、前記第２耐
蝕膜をマスクとして前記第１耐蝕膜をエッチングする工
程と、前記各耐蝕膜をマスクとして前記圧電基板をエッ
チングし、前記圧電基板の表面に前記溝部を形成する工
程と、前記レジスト膜および前記第２耐蝕膜をマスクと
して前記第１耐蝕膜をエッチングする工程と、前記各耐
蝕膜をマスクとして前記圧電基板をエッチングし、前記
支持部を形成する工程と、を有する構成としたので、圧
電振動片を精度良く形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態に係る圧電振動片の説明図であり、
（１）は（２）のＡ−Ａ線における側面断面図であり、
（２）は平面図であり、（３）は（１）のＣ−Ｃ線にお
ける正面断面図であり、（４）は（２）のＢ−Ｂ線にお
ける正面断面図である。

【図２】 励振電極による電界形成作用の説明図であ
り、（１）は実施形態に係る圧電振動片であり、（２）
は従来技術に係る圧電振動片であって、いずれも図１の
Ｃ−Ｃ線に相当する部分における断面図である。

【図３】 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４】 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５】 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６】 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７】 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８】 実施形態に係る圧電振動片を実装した圧電振
動子の説明図であり、（１）は（２）のＥ−Ｅ線におけ
る平面断面図であり、（２）は（１）のＤ−Ｄ線におけ
る側面断面図である。

【図９】 実施形態に係る圧電振動片の変形例を実装し
た圧電振動子の説明図であり、図８（２）のＤ−Ｄ線に
相当する部分における側面断面図である。

【図１０】 従来技術に係る圧電振動片を実装した圧電
振動子の説明図であり、（１）は（２）のＧ−Ｇ線にお
ける平面断面図であり、（２）は（１）のＦ−Ｆ線にお
ける側面断面図である。

【図１１】 従来技術に係る圧電振動片の実装方法の説
明図であり、図１０（２）のＦ−Ｆ線に相当する部分に
おける側面断面図である。

【符号の説明】

１………圧電振動子、５………圧電基板、２０………音
叉型圧電振動片、２２………基部、２４………支持部、
２６………振動腕、２８………溝部、３４………接続電
極、３６………励振電極、３８………電界、４０………
パッケージ、４２………キャビティ、４４………キャビ
ティ底面、４６………接着剤、４８………リッド、５４
………マウント電極、５６………導電性接着剤、５８…
……外部端子、６０………第１耐蝕膜、７０………第２
耐蝕膜、８２，８４，８６………レジスト膜、１０１…
……圧電振動子、１２０………音叉型圧電振動片、１２
２………基部、１２４………支持部、１２６………振動
腕、１２８………溝部、１４０………パッケージ、１４
２………キャビティ、１４４………キャビティ底面、１
４８………リッド、１５４………マウント電極、１５６
………導電性接着剤、２２６………振動腕、２３６……
…励振電極、２３８………電界、３２０………音叉型圧
電振動片の外形形状、３２４………支持部の形状、３２
８………溝部に相当する部分、４２０………音叉型圧電
振動片、４２４………支持部、４４０………パッケー
ジ、４４８………リッド。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動部の表面に励振電極を形成し、基部
   の表面に接続電極を形成して、前記接続電極から前記励
   振電極に通電可能とした圧電振動片であって、 前記基部の表面を前記圧電振動片の厚さ方向に突出さ
   せ、前記圧電振動片の支持部を形成したことを特徴とす
   る圧電振動片。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の圧電振動片において、 前記支持部は、前記基部の表裏両面に形成したことを特
   徴とする圧電振動片。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の圧電振動片に
   おいて、 前記支持部は、前記基部の各面に複数形成し、前記各支
   持部の表面にそれぞれ前記接続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】 請求項１ないし３のいずれかに記載の圧
   電振動片は、 前記基部から複数の振動腕を延設し、前記振動腕の表面
   に励振電極を形成し、前記基部の表面に接続電極を形成
   して、前記接続電極から前記励振電極に通電可能とし
   た、音叉型圧電振動片であることを特徴とする圧電振動
   片。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の圧電振動片において、 前記振動腕には溝部が形成され、前記溝部の内面に前記
   励振電極が形成されていることを特徴とする圧電振動
   片。
6. 【請求項６】 基部から複数の振動腕を延設し、前記振
   動腕に溝部を形成し、前記基部の表面を厚さ方向に突出
   させて支持部を形成した音叉型圧電振動片の製造方法で
   あって、 圧電基板の表面に、前記音叉型圧電振動片の外形形状に
   パターニングされた第１耐蝕膜を形成し、前記第１耐蝕
   膜の表面に、前記音叉型圧電振動片の外形形状にパター
   ニングされ、なおかつ前記溝部に相当する部分が除去さ
   れた第２耐蝕膜を形成し、前記第２耐蝕膜の表面に、前
   記支持部の形状にパターニングされたレジスト膜を形成
   する工程と、 前記各耐蝕膜をマスクとして前記圧電基板をエッチング
   し、前記音叉型圧電振動片の外形を形成する工程と、 前記レジスト膜をマスクとして前記第２耐蝕膜をエッチ
   ングするとともに、前記第２耐蝕膜をマスクとして前記
   第１耐蝕膜をエッチングする工程と、 前記各耐蝕膜をマスクとして前記圧電基板をエッチング
   し、前記圧電基板の表面に前記溝部を形成する工程と、 前記レジスト膜および前記第２耐蝕膜をマスクとして前
   記第１耐蝕膜をエッチングする工程と、 前記各耐蝕膜をマスクとして前記圧電基板をエッチング
   し、前記支持部を形成する工程と、 を有することを特徴とする圧電振動片の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の圧電振動片の製造方法
   において、 前記各耐蝕膜は、下層のＣｒ膜および上層のＡｕ膜で構
   成されていることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項６に記載の圧電振動片の製造方法
   において、 前記第１耐蝕膜は、下層のＣｒ膜および上層のＡｕ膜で
   構成され、前記第２耐蝕膜は、Ｃｒ膜のみで構成されて
   いることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項６ないし８のいずれかに記載の圧
   電振動片の製造方法を使用して製造したことを特徴とす
   る圧電振動片。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし５のいずれかまたは請
    求項９に記載の圧電振動片における前記支持部を、パッ
    ケージのキャビティ底面に固着して製造したことを特徴
    とする圧電デバイス。
11. 【請求項１１】 請求項２に記載の圧電振動片における
    前記基部の一方面側に形成した前記支持部を、パッケー
    ジのキャビティ底面に固着し、前記基部の他方面側に形
    成した前記支持部を、パッケージのリッド裏面に固着し
    て製造したことを特徴とする圧電デバイス。