JP2004289650A - 圧電デバイスおよび圧電振動片の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】圧電振動片の固定力を確保すると共に、導電性接着剤の収縮膨張に伴う振動特性の変化を抑制する圧電デバイスおよび圧電振動片の製造方法を提供すること。
【解決手段】パッケージ３０と、このパッケージに導電性接着剤４２，４２を用いて接合される基部５０を有し、この基部５０から平行に延びる一対の振動腕２４，２６を有する圧電振動片２０とを備える圧電デバイスであって、基部５０の導電性接着剤４２，４２が付着される接合領域に、複数の有底の孔５２が設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図２
【解決手段】パッケージ３０と、このパッケージに導電性接着剤４２，４２を用いて接合される基部５０を有し、この基部５０から平行に延びる一対の振動腕２４，２６を有する圧電振動片２０とを備える圧電デバイスであって、基部５０の導電性接着剤４２，４２が付着される接合領域に、複数の有底の孔５２が設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性接着剤により接合固定される圧電振動片を備える圧電デバイスおよび圧電振動片の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３および図１４は、従来の圧電デバイスにかかる例えば圧電振動子１を示す図であり、図１３は圧電振動子１の概略平面図、図１４は図１３のＡ−Ａ線概略断面図である。
これらの図に示されるように、圧電振動子１は、パッケージ２内に圧電振動片３を収容している。
圧電振動片３は、図１３に示されるように、小型に形成するために、全体が音叉のような形状とされた、所謂音叉型圧電振動片となっている。すなわち、パッケージ２に接合される基部４と、この基部４から平行に延びる一対の振動腕５，５とを備えており、基部４の長さＬ１は１．１００ｍｍ、基部４の幅Ｗ１は０．６４０ｍｍ、振動腕の長さＬ２は２．３６０ｍｍに形成されている。
また、基部４の幅方向の両端には、電極膜６，６が設けられ、一対の振動腕５，５には、電圧を引加するために、電極膜６，６と電気的に接続された励振電極８，８が設けられている。
【０００３】
パッケージ２は、図１４に示されるように、その内側に所定の内部空間Ｓを有しており、この内部空間Ｓ内の図において右端部付近に、外部と接続されて駆動電圧を供給する電極部が形成されている（図示せず）。この電極部の上には、エポキシ系またはシリコーン系等の導電性接着剤７，７が塗布されており、この導電性接着剤７，７の上に圧電振動片３の基部４が載置されている。このようにして、導電性接着剤７，７が乾燥硬化することにより、圧電振動片３の基部４が電気的機械的にパッケージ２に接続されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−８２９３６
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように、圧電振動片３をパッケージ２に接続するための導電性接着剤７，７には、エポキシ系あるいはシリコーン系の導電接着剤が用いられている。この点、エポキシ系導電性接着剤は、シリコーン系導電性接着剤よりも接着力が大きく、また、硬いため、圧電振動片３をパッケージ２に接続する際の乾燥によって収縮し、圧電振動片３に反りを生じさせる。しかも、この圧電振動片３の反りは、エポキシ系導電性接着剤の環境温度の変化等に伴う収縮・膨張により、製品化後においても変化し、所定の周波数特性を変化させる原因になってしまうという問題がある。
【０００６】
また、シリコーン系導電性接着剤は柔らかいため、エポキシ系導電性接着剤の上述した問題は生じ難いが、エポキシ系導電性接着剤に比べて接着力が弱いという特性がある。このため、圧電振動片３を固定する力が弱く、例えば圧電振動子１が落下した場合、基部４とシリコーン系導電性接着剤との接触部分がずれてしまい、周波数特性の変化を引き起こしてしまうという問題が生じていた。特に、近年の圧電振動子１は小型薄型化がめざましく、基部４とシリコーン系導電性接着剤との接触面積を大きくとることができないため、圧電振動片３を固定する力が十分ではない。このため、基部４とシリコーン系導電性接着剤との接触部分のずれは大きな問題となっていた。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためのものであり、圧電振動片の固定力を確保すると共に、導電性接着剤の収縮膨張に伴う振動特性の変化を抑制する圧電デバイスおよび圧電振動片の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、第１の発明によれば、パッケージと、このパッケージに導電性接着剤を用いて接合される基部を有し、この基部から平行に延びる一対の振動腕を有する圧電振動片とを備える圧電デバイスであって、前記基部の前記導電性接着剤が付着される接合領域に、複数の有底の孔が設けられている圧電デバイスにより達成される。
【０００９】
第１の発明の構成によれば、圧電振動片の基部の導電性接着剤が付着される接合領域に、複数の有底の孔が設けられている。このため、導電性接着剤は、複数の有底の孔の内面に接触して、基部と導電性接着剤との接触面積を、従来に比べて大きくすることができる。これにより、例えば、収縮膨張率が小さい一方、固定力が弱い導電性接着剤を用いたとしても、圧電振動片の固定力を高めることができる。
したがって、本発明によれば、圧電振動片の固定力を確保すると共に、導電性接着剤の収縮膨張に伴う振動特性の変化を抑制する圧電デバイスを提供できるという作用効果を発揮する。
【００１０】
第２の発明によれば、第１の発明の構成において、前記一対の振動腕のそれぞれには、長手方向に沿った長溝が設けられていることを特徴とする。
第２の発明の構成によれば、一対の振動腕のそれぞれには、長手方向に沿った長溝が設けられているため、例えばクリスタルインピーダンス値（ＣＩ値）を低く抑えることができる。このため、ＣＩ値を従来の圧電振動片と同様のＣＩ値に設定して、圧電振動片の長さを短くすることができる。ところが、このように、圧電振動片の長さが短くなると、基部の導電性接着剤が付着する領域も狭くならざるを得ない。しかし、基部の導電性接着剤が付着される接合領域には、複数の有底の孔が設けられているため、第１の発明と同様の原理により、圧電振動片の固定力を確保することができる。
【００１１】
第３の発明によれば、第１および第２の発明のいずれかの構成において、前記基部の長さは、前記圧電振動片の長さの３０％以下であることを特徴とする。
第３の発明の構成によれば、基部の長さは、圧電振動片の長さの３０％以下であるため、振動腕の長さを従来より長くして、ＣＩ値を低く抑えることができる。一方、基部の長さは従来より短くなって、基部の導電性接着剤が付着する領域も狭くならざるを得ない。しかし、基部の導電性接着剤が付着される接合領域には、複数の有底の孔が設けられているため、第１の発明と同様の原理により、圧電振動片の固定力を高めることができる。
【００１２】
第４の発明によれば、第１ないし第３の発明のいずれかの構成において、前記基部の幅が５００μｍ以下であることを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、基部の幅が５００μｍ以下であり、従来より幅方向に小型化されているため、基部の導電性接着剤が付着する領域も狭くならざるを得ない。しかし、基部の導電性接着剤が付着される接合領域には、複数の有底の孔が設けられているため、第１の発明と同様の原理により、圧電振動片の固定力を高めることができる。
【００１３】
第５の発明によれば、第１ないし第４の発明のいずれかの構成において、前記有底の孔は、その断面形状において、前記有底の孔を形成する壁部が、前記有底の孔のほぼ中心に向かって除々に深さを増すような傾斜を備えていることを特徴とする。
ところで、導電性接着剤が有底の孔の内面に多量に付着すると、内面に付着した導電性接着剤の収縮膨張により、振動特性に影響を与える恐れがある。例えば、振動腕の振動が基部に漏れ込んだ際、形状が変化した有底の孔に応力が集中する恐れがあるが、この際、有底の孔と導電性接着剤との間に隙間が生じると、よりそこに応力が集中して、振動漏れが導電性接着剤を介して、パッケージ全体に伝わってしまう恐れがある。ところが、第５の発明の構成によれば、有底の孔は、その断面形状において、有底の孔を形成する壁部が、有底の孔のほぼ中心に向かって除々に深さを増すような傾斜を備えている。そうすると、有底の孔の底部と壁部との角度が大きくなるため、有底の孔と導電性接着剤との間に隙間ができ難くなる。したがって、有底の孔と導電性接着剤との間に隙間ができことによる振動特性への影響を有効に防止することができる。
【００１４】
第６の発明によれば、第１ないし第５の発明のいずれかの構成において、前記基部は、前記導電性接着剤が付着される接合領域を幅方向の両端に有しており、この両端の接合領域の間に、前記接合領域に隣接するようにして複数の有底の孔若しくは溝が形成されていることを特徴とする。
第６の発明の構成によれば、基部の両端の接合領域の間に、接合領域に隣接するようにして複数の有底の孔若しくは溝が形成されている。このため、導電性接着剤が接合領域から流れ出したとしても、この流れ出した導電性接着剤を、接合領域に隣接する有底の孔若しくは溝内に収容することができる。したがって、基部の両端に付着した導電性接着剤どうしが短絡してしまうことを防止できる。
【００１５】
また、上記目的は、第７の発明によれば、第１ないし第５の発明のいずれかの構成において、導電性接着剤を用いて固定される基部と、この基部から平行に延びる一対の振動腕とを備える圧電振動片の製造方法であって、前記圧電振動片の外形形状をエッチングにより形成する際に、前記基部の前記導電性接着剤が付着する接合領域に、エッチングにより複数の有底の孔を形成する、圧電振動片の製造方法により達成される。
第７の発明の構成によれば、基部の導電性接着剤が付着する接合領域に、エッチングにより複数の有底の孔を形成する。このため、第１の発明と同様の原理により、例えば、収縮膨張率が小さい一方、固定力が弱い導電性接着剤を用いたとしても、圧電振動片の固定力を高めることができる。
また、このような有底の孔は、圧電振動片の外形形状をエッチングにより形成する際に形成するため、有底の孔を形成する工程を別途設けなくても済み、容易に有底の孔を形成して、製造コストを安価にすることができる。
【００１６】
第８の発明によれば、第７の発明の構成において、前記複数の有底の孔をエッチングにより形成する際に、前記一対の振動腕のそれぞれに長手方向に延びる長溝をエッチングにより形成することを特徴とする。
第８の発明の構成によれば、一対の振動腕のそれぞれに長手方向に延びる長溝をエッチングにより形成するため、第２の発明と同様の原理により、圧電振動片の長さを短くすることができる。また、このような長溝は、有底の孔をエッチングにより形成する際に形成できるので、製造コストを安価にすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１ないし図３は、本発明の実施形態を示す圧電デバイス１０であって、図１は圧電デバイス１０の概略平面図であり、図２は、図１のＢ−Ｂ線概略断面図、図３は圧電デバイス１０の圧電振動片のみを拡大した拡大斜視図である。
これらの図において、圧電デバイス１０は、圧電振動子を構成した例を示しており、圧電デバイス１０は、パッケージ３０内に圧電振動片２０を収容している。
【００１８】
パッケージ３０は、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成型して形成される複数の基板３１，３２，３３，３４を積層した後に、焼結して形成されている。すなわち、図２に示されるように、この実施形態では、パッケージ３０は、下から第１の基板３１、第２の基板３２、第３の基板３３、第４の基板３４を積層して形成されている。
【００１９】
第３の基板３３および第４の基板３３は、図２に示されるように、その内側に所定の孔３３ａ，３４ａを形成することで、第２の基板３２に積層した場合に、パッケージ３０の内側に圧電振動片２０を収容する内部空間Ｓ１を形成するようにされている。この第３の基板３３および第４の基板３３のうち、第４の基板３４の上端にある開放端面３４ｂには、例えば、低融点ガラス等のロウ材４３を介して、蓋体３９が接合されることにより、封止されている。
【００２０】
また、第３の基板３３は、上述の孔３３ａを形成することで、内部空間Ｓ１内の図において左端部付近に、圧電振動片２０を載置するための台座部３３ｂが設けられている。そして、この台座部３３ｂの上に、例えば、金または金合金で形成した電極部４０，４０が設けられている。この電極部４０，４０は、外部と接続されて、駆動電圧を供給するものであり、図１に示すように、内部空間Ｓ１内の長手方向の側面に接して、所定の間隔を隔てて形成されている。
【００２１】
この所定の間隔を隔てた電極部４０，４０の上には、接合力を発揮する接着成分としての合成樹脂剤に、銀製の細粒等の導電性の粒子を含有させた導電性接着剤４２，４２が塗布されている。本実施形態において、導電性接着剤４２，４２には、エポキシ系導電性接着剤に比べて、柔らかく、圧電振動片３を固定する力が弱いシリコーン系導電性接着剤が用いられているが、後述するように、シリコーン系のみならずエポキシ系導電性接着剤等を利用することもできる。
そして、この導電性接着剤４２，４２の上に圧電振動片２０が載置され、圧電振動片２０を、図２に示されるように上から力Ｆ１を加えて導電性接着剤４２，４２に密着させ、導電性接着剤４２，４２が乾燥硬化することにより、圧電振動片２０が電極部４０，４０に固着されるようになっている。また、この導電性接着剤４２，４２に対して圧電振動片２０は、基部５０の振動腕２４，２６と反対側の端部（図２において左端部）であって、基部５０の幅方向両端付近が対向するようにして固着されている。
【００２２】
また、パッケージ３０の底面のほぼ中央付近には、第１の基板３１及びその上の第２の基板３２に連続する貫通孔３１ａ，３２ａを形成することにより、貫通孔３５が設けられている。この貫通孔３５は、圧電振動片２０に有害なガスが付着しないようにするための孔である。すなわち、例えばパッケージ３０内を加熱（アニール処理）して導電性接着剤４２，４２やロウ材４３などから発生したガスを真空排気するための孔であり、これら有害なガスを排気した後に、図２に示されるように、封止材３８により封止されるようになっている。
【００２３】
圧電振動片２０は、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができるが、本実施形態の場合、圧電振動片２０は、水晶の単結晶から所定の角度をもって切り出された基板を加工することにより形成されている。また、圧電振動子２０は、小型に形成して必要な性能を得るために、特に図示する形状とされている。すなわち、圧電振動片２０は、パッケージ３０と固定される基部５０と、この基部５０を基端として、図において右方に向けて、二股に別れて平行に延びる１対の振動腕２４，２６を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂音叉型圧電振動片が利用されている。
【００２４】
圧電振動片２０の基部５０は、その端部（図１では左端部）の幅方向両端付近に、例えばクロム（Ｃｒ）および金（Ａｕ）をスパッタして形成された電極膜４４，４５が形成されている。電極膜４４，４５は、上述したように、パッケージ３０側の電極部４０，４０と導電性接着剤４２，４２により接続される部分であり、互いに異極となるように形成されている。また、本実施形態において、電極部４４，４５は、図２に示されるように、基部５０の表裏面（図２において上下面）に形成され、この表裏面の電極部４４，４５は基部５０の端面を引き回されて電気的に接続されている。
【００２５】
また、基部５０は、図１に示されるように、各振動腕２４，２６の基端部近傍に、基部５０の幅を縮幅するようにして設けた切欠き部２８，２８を備えている。これにより、各振動腕２４，２６からの振動の基部５０側への漏れ込みを抑制し、ＣＩ値を低く抑えることができる。したがって、このような圧電振動片２０のＣＩ値を、従来の圧電振動片のＣＩ値となるように形成して、振動腕２４，２６の長さＬ３を短くできる。
【００２６】
圧電振動片２０の各振動腕２４，２６は、それぞれ長さ方向に延びる長溝２１，２２を有している。各長溝２１，２２は、図１のＣ−Ｃ線切断端面図である図４に示すように、各振動腕２４，２６の表裏面（図４において上下面）に設けられ、各々の深さが４０〜４５μｍとなるように形成されている。振動腕２４側の長溝２１，２１には励振電極４６，４６が設けられており、振動腕２６側の長溝２２，２２には励振電極４７，４７が設けられている。また、振動腕２４の両側面には励振電極４７，４７が設けられており、振動腕２６の両側面には励振電極４６，４６が設けられている。この励振電極４６，４６，４６，４６は、図３に示されるように圧電振動片２０を引き回されて電極膜４５と電気的に接続されている。また、励振電極４７，４７，４７，４７は、圧電振動片２０を引き回されて電極膜４４と電気的に接続されている。このようにして、励振電極４６，４６，４６，４６と、励振電極４７，４７，４７，４７は互いに異極となっている。
これにより、振動腕２４，２６内の電界をＥ方向に沿って効率よく発生させ、圧電振動片２０のＣＩ値を低く抑えることができる。したがって、このような圧電振動片２０のＣＩ値を、従来の圧電振動片のＣＩ値となるように形成して、振動腕２４，２６の長さＬ３を短くできる。
なお、本実施形態においては、上述の切り欠き部２８，２８および長溝２１２，２２を形成することにより、振動腕２４，２６の長さＬ３を１．６４ｍｍ、基部の長さＬ４を０．４ｍｍ、基部の幅Ｗ２を０．５ｍｍ以下で、例えば０．４ｍｍに形成できている。
【００２７】
ここで、基部５０の導電性接着剤４２，４２が付着されている接合領域５０ａ，５０ａ、本実施形態においては、基部５０の裏面の電極膜４４，４５が設けられている部分には、図３に示されるように、それぞれ複数の有底の孔５２，５２，５２・・・が形成されている。これら複数の有底の孔５２，５２，５２・・・は、圧電振動片２０の長さ方向および幅方向に、所定の間隔をもって複数形成されている。
尚、これら複数の有底の孔５２，５２，５２・・・は、それぞれ同様の構成であるため、以下、一つの有底の孔５２について説明する。
【００２８】
この有底の孔５２は、図３の正円で囲った有底の孔５２の部分拡大図に示されるように、幅Ｗ２が１０μｍから３０μｍであり、長さＬ４も幅Ｗ２と同様に１０μｍから３０μｍとなるように形成されている。
また、図３のＦ−Ｆ線端面図である図５に示されるように、有底の孔５２の深さＤ１は、後述するように、圧電振動片２０の製造工程において、有底の孔５２と長溝２１，２２とを同時にハーフエッチングにより形成できるように、長溝２１，２２と同様の深さである４０〜４５μｍとなるように形成されている。
【００２９】
また、本実施形態においては、有底の孔５２は、水晶の単結晶から所定の角度をもって切り出された基板を、後述するようにハーフエッチングすることにより形成されている。このため、水晶材料の異方性により、有底の孔５２は、その断面形状において、有底の孔５２を形成する壁部５２ａ，５２ｂが、有底の孔５２のほぼ中心に向かって除々に深さを増すような傾斜を備えるようになっている。
なお、本実施形態において、有底の孔５２は基部５０の裏面に設けられているが、基部５０の表面あるいは側面に設けられていてもよい。
【００３０】
次に、圧電振動片２０の好ましい製造方法を説明する。
図６は、圧電振動片２０の製造方法を説明するための前提となる図である。図７および図８は、圧電振動片２０を形成するための準備工程を説明するための図であって、図６のＧ−Ｇ線における工程を示す端面図である。図９は、圧電振動片２０の外形を形成するための図であって、図６のＨ−Ｈ線における工程を示す端面図である。図１０は、振動腕２４の長溝２１を形成するための図であって、図６のＩ−Ｉ線における工程を示す端面図である。図１１は、有底の孔５２を形成するための図であって、図６のＪ−Ｊ線における工程を示した端面図である。
なお、図６は、水晶材料の基板６０から圧電振動片２０の外形を形成し終える直前の図であり、この図における６１の部分を切断して、上述した圧電振動片２０を形成するようになっている。以下、水晶材料の基板６０から図６の状態に至るまでの工程を説明する。
【００３１】
（準備工程）
本実施形態の圧電振動片２０の製造方法については、先ず、図７（ａ）に示すように、水晶の単結晶から切り出された水晶材料でなる基板６０を用意する。
次いで、図７（ｂ）に示すように、この基板６０の表面（表裏面）に、スパッタリングもしくは蒸着等の手法により、耐蝕膜６２を形成する。耐蝕膜６２は、例えば、下地層としてのクロム層と、その上に被覆される金被覆層で構成される。
次いで、図７（ｃ）に示すように、全面にレジスト６３を塗布し、図７（ｄ）に示すように、外形パターニングのためにレジスト６３の上にマスク６４を配置して、図８（ｅ）に示すように、露光後感光したレジスト６３を除去する。
そして、図８（ｆ）に示すように、エッチング液に浸して、除去したレジスト６３の部分に対応した耐蝕膜６２の部分を除去して、図８（ｇ）に示すように、レジスト６３を剥離する。
【００３２】
（圧電振動片の外形、振動腕の長溝、有底の孔を同時に形成する工程）
以上のように準備工程を経た圧電振動片２０は、各部位において、圧電振動片２０の外形を形成するための図９（ｇ−１）、長溝２１を形成するための図１０（ｇ−２）、有底の孔５２を形成するための図１１（ｇ−３）に示される状態となっている。なお、図９（ｇ−１）は、図８（ｇ）におけるＫの部分に対応した部分であり、図１０（ｇ−２）は、図８（ｇ）におけるＬの部分に対応した部分である。
そして、以降は、図９と図１０と図１１における工程が同時に進行される。
【００３３】
すなわち、図９（ｈ−１）、図１０（ｈ−２）、図１１（ｈ−３）に示すように、全面にレジスト６５を塗布し、図９（ｉ−１）、図１０（ｉ−２）、図１１（ｉ−３）に示すように、パターニングのためにレジスト６５の上にマスク６６を配置する。
次いで、図９（ｊ−１）、図１０（ｊ−２）、図１１（ｊ−３）に示すように、露光後感光したレジスト６５を除去し、図９（ｋ−１）、図１０（ｋ−２）、図１１（ｋ−３）に示すように、基板５０をエッチング液に浸して水晶材料を除去する。この際、圧電振動片２０の外形を形成するための図９については、図９（ｋ−１）に示されるように、基板６０の表面に耐蝕膜６２が配置されていない部分があるため、圧電振動片２０の外形が形成されることになる。一方、長溝２１を形成するための図１０、及び有底の孔５２を形成するための図１１については、表面に耐蝕膜６２が配置されているため、未だ水晶は除去されない。
【００３４】
次いで、図９（ｌ−１）、図１０（ｌ−２）、図１１（ｌ−３）に示すように、エッチング液に浸して、図９（ｊ−１）、図１０（ｊ−２）、図１１（ｊ−３）において除去したレジスト６５の部分に対応した耐蝕膜６２の部分を除去する。そして、図９（ｍ−１）、図１０（ｍ−２）、図１１（ｍ−３）に示すように、基板５０をフッソ化水素溶液およびフッ化アンモニウム溶液からなるエッチング液に３０分程度浸して、水晶材料を除去し、長溝２１，２１および有底の孔５２，５２，・・・を形成する。
【００３５】
そして、図９（ｎ−１）、図１０（ｎ−２）、図１１（ｎ−３）に示すように、耐蝕膜６２、レジスト６５を剥離して、圧電振動片２０を完成させる。
【００３６】
本発明の実施形態は以上のように構成され、このため、図２の一点鎖線で囲った図に示されるように、導電性接着剤４２，４２は、複数の有底の孔５２，５２，・・・の内面に接触して、基部５０と導電性接着剤４２，４２との接触面積を、従来に比べて大きくすることができる。これにより、収縮膨張率が小さい一方、固定力が弱い導電性接着剤４２，４２を用いたとしても、圧電振動片２０のパッケージ３０に対する固定力を高めることができる。
【００３７】
さらに、有底の孔５２は、基部５０と導電性接着剤４２，４２との接触面積を大きくするだけでなく、所謂アンカー効果をもたらすため、圧電振動片２０のパッケージ３０に対する固定力を高めつつも、導電性接着剤４２，４２の塗布量を減らすことができる。これにより、基部５０の導電性接着剤４２，４２が付着する接合領域５０ａを小さくでき、上述のように、長溝２１，２２や切り欠き部２８を形成することにより、極めて小型に形成された圧電振動片２０において、導電性接着剤４２，４２間の幅が狭くなったとしても、導電性接着剤４２，４２どうしの短絡を防止することができる。なお、上述のように圧電振動片２０の上から力を加えて導電性接着剤４２，４２に密着させる際、有底の孔５２が導電性接着剤４２，４２の広がりを抑えることによっても、導電性接着剤４２，４２どうしの短絡を防止することができる。
【００３８】
また、基部５０の導電性接着剤４２，４２が付着する接合領域５０ａを小さくすると、振動腕２４，２６の振動に伴う応力は振動腕２４，２６の股部に最も集中するため、この股部と接合領域５０ａとの距離が長くなって、振動腕２４，２６の振動を接合領域５０ａに伝わり難くすることができる。そして、振動腕２４，２６の振動が接合領域５０ａに伝わり難いと、所謂振動漏れも軽減されるので、収縮膨張が比較的大きいエポキシ系等の導電性接着剤４２，４２を用いたとしても、圧電振動片２０の振動特性に与える影響が軽減される。したがって、シリコーン系のみならず、エポキシ系などの導電性接着剤４２，４２も用いることができる。
【００３９】
また、導電性接着剤４２，４２の塗布量を減らすことができると、導電性接着剤４２，４２から発生する有害なガスの量を抑制することもでき、優れた振動特性を備える圧電振動片２０を提供することができる。
【００４０】
しかも、有底の孔５２は、その断面形状において、有底の孔５２を形成する壁部５２ａ，５２ｂが、有底の孔５２のほぼ中心に向かって除々に深さを増すような傾斜を備えるようになっている。そうすると、有底の孔５２の角部５２ｃの角度が大きくなるため、有底の孔５２と導電性接着剤４２，４２との間に隙間ができ難くなる。したがって、振動腕２４，２６の振動が基部５０に漏れ込んだ際、有底の孔５２と導電性接着剤４２，４２との隙間に応力が集中する恐れを防止して、振動特性への影響を有効に防止することができる。
【００４１】
図１２は、本発明の実施形態の変形例を示す圧電デバイス１２であり、基部５０の部分を拡大した拡大斜視図である。
この図において、図１ないし図１１の圧電デバイス１０と同一の符号を付した箇所は共通の構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
図１２において、圧電デバイス２０は、図１ないし図８の圧電デバイス１０と比べると、有底の孔５２の配置のみが異なっている。
【００４２】
すなわち、圧電デバイス２０は、基部５０の導電性接着剤４２，４２が付着する接合領域５０ａ，５０ａのみならず、この接合領域５０ａ，５０ａに隣接するようにして、有底の孔５４が形成されている。
具体的には、上述のように、基部５０は、接合領域５０ａ，５０ａを幅方向の両端に有しているが、この両端の接合領域５０ａ，５０ａの間であって、接合領域５０ａ，５０ａに隣接するようにして複数の有底の孔５４，５４，・・・が形成されている。なお、この接合領域５０ａ，５０ａに隣接するようにした複数の有底の孔５４，５４，・・・は、接合領域５０ａ，５０ａ内の有底の孔５２，５２，・・・と同じ形状を有していなくてもよく、例えば溝状に形成されていても構わない。
【００４３】
本発明の実施例に係る変形例は以上のように構成されており、このため、圧電振動片をマウントする際、すなわち、導電性接着剤４２，４２上に基部５０を載置して導電性接着剤４２，４２を密着させる際、この導電性接着剤４２，４２が接合領域から流れ出してしまっても、この流れ出した導電性接着剤４２，４２を、接合領域５０ａ、５０ａに隣接する有底の孔若しくは溝５４，５４，・・・内に収容することができる。したがって、基部５０の両端に接着した導電性接着剤４２，４２どうしが短絡してしまうことを防止できる。
【００４４】
本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜相互に組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。例えば、パッケージ内に圧電振動片を含むものであれば、圧電発信器、フィルタ等その名称を問わずに適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す圧電デバイスの概略平面図。
【図２】図１のＢ−Ｂ線概略断面図。
【図３】本発明の実施形態を示す圧電デバイスの圧電振動片のみを拡大した拡大斜視図。
【図４】図１のＣ−Ｃ線切断端面図。
【図５】図３のＦ−Ｆ線端面図。
【図６】本発明の実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明するための前提となる図。
【図７】圧電振動片を形成するための準備工程を説明するための図であって、図６のＧ−Ｇ線における工程を示す端面図。
【図８】圧電振動片を形成するための準備工程を説明するための図であって、図６のＧ−Ｇ線における工程を示す端面図。
【図９】圧電振動片の外形を形成するための図であって、図６のＨ−Ｈ線における工程を示す端面図。
【図１０】振動腕の長溝を形成するための図であって、図６のＩ−Ｉ線における工程を示す端面図。
【図１１】有底の孔を形成するための図であって、図６のＪ−Ｊ線における工程を示した端面図。
【図１２】本発明の実施形態の変形例を示す圧電デバイスであり、基部の部分を拡大した拡大斜視図。
【図１３】従来の圧電デバイスにかかる圧電振動子の概略平面図。
【図１４】図１３のＡ−Ａ線概略断面図。
【符号の説明】
１０，１２・・・圧電デバイス、２０・・・圧電振動片、２１，２２・・・長溝、２４，２６・・・振動腕、２８・・・切り欠き部、３０・・・パッケージ、４２・・・導電性接着剤、５０・・・基部、５２，５４・・・有底の孔
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性接着剤により接合固定される圧電振動片を備える圧電デバイスおよび圧電振動片の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３および図１４は、従来の圧電デバイスにかかる例えば圧電振動子１を示す図であり、図１３は圧電振動子１の概略平面図、図１４は図１３のＡ−Ａ線概略断面図である。
これらの図に示されるように、圧電振動子１は、パッケージ２内に圧電振動片３を収容している。
圧電振動片３は、図１３に示されるように、小型に形成するために、全体が音叉のような形状とされた、所謂音叉型圧電振動片となっている。すなわち、パッケージ２に接合される基部４と、この基部４から平行に延びる一対の振動腕５，５とを備えており、基部４の長さＬ１は１．１００ｍｍ、基部４の幅Ｗ１は０．６４０ｍｍ、振動腕の長さＬ２は２．３６０ｍｍに形成されている。
また、基部４の幅方向の両端には、電極膜６，６が設けられ、一対の振動腕５，５には、電圧を引加するために、電極膜６，６と電気的に接続された励振電極８，８が設けられている。
【０００３】
パッケージ２は、図１４に示されるように、その内側に所定の内部空間Ｓを有しており、この内部空間Ｓ内の図において右端部付近に、外部と接続されて駆動電圧を供給する電極部が形成されている（図示せず）。この電極部の上には、エポキシ系またはシリコーン系等の導電性接着剤７，７が塗布されており、この導電性接着剤７，７の上に圧電振動片３の基部４が載置されている。このようにして、導電性接着剤７，７が乾燥硬化することにより、圧電振動片３の基部４が電気的機械的にパッケージ２に接続されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−８２９３６
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように、圧電振動片３をパッケージ２に接続するための導電性接着剤７，７には、エポキシ系あるいはシリコーン系の導電接着剤が用いられている。この点、エポキシ系導電性接着剤は、シリコーン系導電性接着剤よりも接着力が大きく、また、硬いため、圧電振動片３をパッケージ２に接続する際の乾燥によって収縮し、圧電振動片３に反りを生じさせる。しかも、この圧電振動片３の反りは、エポキシ系導電性接着剤の環境温度の変化等に伴う収縮・膨張により、製品化後においても変化し、所定の周波数特性を変化させる原因になってしまうという問題がある。
【０００６】
また、シリコーン系導電性接着剤は柔らかいため、エポキシ系導電性接着剤の上述した問題は生じ難いが、エポキシ系導電性接着剤に比べて接着力が弱いという特性がある。このため、圧電振動片３を固定する力が弱く、例えば圧電振動子１が落下した場合、基部４とシリコーン系導電性接着剤との接触部分がずれてしまい、周波数特性の変化を引き起こしてしまうという問題が生じていた。特に、近年の圧電振動子１は小型薄型化がめざましく、基部４とシリコーン系導電性接着剤との接触面積を大きくとることができないため、圧電振動片３を固定する力が十分ではない。このため、基部４とシリコーン系導電性接着剤との接触部分のずれは大きな問題となっていた。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためのものであり、圧電振動片の固定力を確保すると共に、導電性接着剤の収縮膨張に伴う振動特性の変化を抑制する圧電デバイスおよび圧電振動片の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、第１の発明によれば、パッケージと、このパッケージに導電性接着剤を用いて接合される基部を有し、この基部から平行に延びる一対の振動腕を有する圧電振動片とを備える圧電デバイスであって、前記基部の前記導電性接着剤が付着される接合領域に、複数の有底の孔が設けられている圧電デバイスにより達成される。
【０００９】
第１の発明の構成によれば、圧電振動片の基部の導電性接着剤が付着される接合領域に、複数の有底の孔が設けられている。このため、導電性接着剤は、複数の有底の孔の内面に接触して、基部と導電性接着剤との接触面積を、従来に比べて大きくすることができる。これにより、例えば、収縮膨張率が小さい一方、固定力が弱い導電性接着剤を用いたとしても、圧電振動片の固定力を高めることができる。
したがって、本発明によれば、圧電振動片の固定力を確保すると共に、導電性接着剤の収縮膨張に伴う振動特性の変化を抑制する圧電デバイスを提供できるという作用効果を発揮する。
【００１０】
第２の発明によれば、第１の発明の構成において、前記一対の振動腕のそれぞれには、長手方向に沿った長溝が設けられていることを特徴とする。
第２の発明の構成によれば、一対の振動腕のそれぞれには、長手方向に沿った長溝が設けられているため、例えばクリスタルインピーダンス値（ＣＩ値）を低く抑えることができる。このため、ＣＩ値を従来の圧電振動片と同様のＣＩ値に設定して、圧電振動片の長さを短くすることができる。ところが、このように、圧電振動片の長さが短くなると、基部の導電性接着剤が付着する領域も狭くならざるを得ない。しかし、基部の導電性接着剤が付着される接合領域には、複数の有底の孔が設けられているため、第１の発明と同様の原理により、圧電振動片の固定力を確保することができる。
【００１１】
第３の発明によれば、第１および第２の発明のいずれかの構成において、前記基部の長さは、前記圧電振動片の長さの３０％以下であることを特徴とする。
第３の発明の構成によれば、基部の長さは、圧電振動片の長さの３０％以下であるため、振動腕の長さを従来より長くして、ＣＩ値を低く抑えることができる。一方、基部の長さは従来より短くなって、基部の導電性接着剤が付着する領域も狭くならざるを得ない。しかし、基部の導電性接着剤が付着される接合領域には、複数の有底の孔が設けられているため、第１の発明と同様の原理により、圧電振動片の固定力を高めることができる。
【００１２】
第４の発明によれば、第１ないし第３の発明のいずれかの構成において、前記基部の幅が５００μｍ以下であることを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、基部の幅が５００μｍ以下であり、従来より幅方向に小型化されているため、基部の導電性接着剤が付着する領域も狭くならざるを得ない。しかし、基部の導電性接着剤が付着される接合領域には、複数の有底の孔が設けられているため、第１の発明と同様の原理により、圧電振動片の固定力を高めることができる。
【００１３】
第５の発明によれば、第１ないし第４の発明のいずれかの構成において、前記有底の孔は、その断面形状において、前記有底の孔を形成する壁部が、前記有底の孔のほぼ中心に向かって除々に深さを増すような傾斜を備えていることを特徴とする。
ところで、導電性接着剤が有底の孔の内面に多量に付着すると、内面に付着した導電性接着剤の収縮膨張により、振動特性に影響を与える恐れがある。例えば、振動腕の振動が基部に漏れ込んだ際、形状が変化した有底の孔に応力が集中する恐れがあるが、この際、有底の孔と導電性接着剤との間に隙間が生じると、よりそこに応力が集中して、振動漏れが導電性接着剤を介して、パッケージ全体に伝わってしまう恐れがある。ところが、第５の発明の構成によれば、有底の孔は、その断面形状において、有底の孔を形成する壁部が、有底の孔のほぼ中心に向かって除々に深さを増すような傾斜を備えている。そうすると、有底の孔の底部と壁部との角度が大きくなるため、有底の孔と導電性接着剤との間に隙間ができ難くなる。したがって、有底の孔と導電性接着剤との間に隙間ができことによる振動特性への影響を有効に防止することができる。
【００１４】
第６の発明によれば、第１ないし第５の発明のいずれかの構成において、前記基部は、前記導電性接着剤が付着される接合領域を幅方向の両端に有しており、この両端の接合領域の間に、前記接合領域に隣接するようにして複数の有底の孔若しくは溝が形成されていることを特徴とする。
第６の発明の構成によれば、基部の両端の接合領域の間に、接合領域に隣接するようにして複数の有底の孔若しくは溝が形成されている。このため、導電性接着剤が接合領域から流れ出したとしても、この流れ出した導電性接着剤を、接合領域に隣接する有底の孔若しくは溝内に収容することができる。したがって、基部の両端に付着した導電性接着剤どうしが短絡してしまうことを防止できる。
【００１５】
また、上記目的は、第７の発明によれば、第１ないし第５の発明のいずれかの構成において、導電性接着剤を用いて固定される基部と、この基部から平行に延びる一対の振動腕とを備える圧電振動片の製造方法であって、前記圧電振動片の外形形状をエッチングにより形成する際に、前記基部の前記導電性接着剤が付着する接合領域に、エッチングにより複数の有底の孔を形成する、圧電振動片の製造方法により達成される。
第７の発明の構成によれば、基部の導電性接着剤が付着する接合領域に、エッチングにより複数の有底の孔を形成する。このため、第１の発明と同様の原理により、例えば、収縮膨張率が小さい一方、固定力が弱い導電性接着剤を用いたとしても、圧電振動片の固定力を高めることができる。
また、このような有底の孔は、圧電振動片の外形形状をエッチングにより形成する際に形成するため、有底の孔を形成する工程を別途設けなくても済み、容易に有底の孔を形成して、製造コストを安価にすることができる。
【００１６】
第８の発明によれば、第７の発明の構成において、前記複数の有底の孔をエッチングにより形成する際に、前記一対の振動腕のそれぞれに長手方向に延びる長溝をエッチングにより形成することを特徴とする。
第８の発明の構成によれば、一対の振動腕のそれぞれに長手方向に延びる長溝をエッチングにより形成するため、第２の発明と同様の原理により、圧電振動片の長さを短くすることができる。また、このような長溝は、有底の孔をエッチングにより形成する際に形成できるので、製造コストを安価にすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１ないし図３は、本発明の実施形態を示す圧電デバイス１０であって、図１は圧電デバイス１０の概略平面図であり、図２は、図１のＢ−Ｂ線概略断面図、図３は圧電デバイス１０の圧電振動片のみを拡大した拡大斜視図である。
これらの図において、圧電デバイス１０は、圧電振動子を構成した例を示しており、圧電デバイス１０は、パッケージ３０内に圧電振動片２０を収容している。
【００１８】
パッケージ３０は、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成型して形成される複数の基板３１，３２，３３，３４を積層した後に、焼結して形成されている。すなわち、図２に示されるように、この実施形態では、パッケージ３０は、下から第１の基板３１、第２の基板３２、第３の基板３３、第４の基板３４を積層して形成されている。
【００１９】
第３の基板３３および第４の基板３３は、図２に示されるように、その内側に所定の孔３３ａ，３４ａを形成することで、第２の基板３２に積層した場合に、パッケージ３０の内側に圧電振動片２０を収容する内部空間Ｓ１を形成するようにされている。この第３の基板３３および第４の基板３３のうち、第４の基板３４の上端にある開放端面３４ｂには、例えば、低融点ガラス等のロウ材４３を介して、蓋体３９が接合されることにより、封止されている。
【００２０】
また、第３の基板３３は、上述の孔３３ａを形成することで、内部空間Ｓ１内の図において左端部付近に、圧電振動片２０を載置するための台座部３３ｂが設けられている。そして、この台座部３３ｂの上に、例えば、金または金合金で形成した電極部４０，４０が設けられている。この電極部４０，４０は、外部と接続されて、駆動電圧を供給するものであり、図１に示すように、内部空間Ｓ１内の長手方向の側面に接して、所定の間隔を隔てて形成されている。
【００２１】
この所定の間隔を隔てた電極部４０，４０の上には、接合力を発揮する接着成分としての合成樹脂剤に、銀製の細粒等の導電性の粒子を含有させた導電性接着剤４２，４２が塗布されている。本実施形態において、導電性接着剤４２，４２には、エポキシ系導電性接着剤に比べて、柔らかく、圧電振動片３を固定する力が弱いシリコーン系導電性接着剤が用いられているが、後述するように、シリコーン系のみならずエポキシ系導電性接着剤等を利用することもできる。
そして、この導電性接着剤４２，４２の上に圧電振動片２０が載置され、圧電振動片２０を、図２に示されるように上から力Ｆ１を加えて導電性接着剤４２，４２に密着させ、導電性接着剤４２，４２が乾燥硬化することにより、圧電振動片２０が電極部４０，４０に固着されるようになっている。また、この導電性接着剤４２，４２に対して圧電振動片２０は、基部５０の振動腕２４，２６と反対側の端部（図２において左端部）であって、基部５０の幅方向両端付近が対向するようにして固着されている。
【００２２】
また、パッケージ３０の底面のほぼ中央付近には、第１の基板３１及びその上の第２の基板３２に連続する貫通孔３１ａ，３２ａを形成することにより、貫通孔３５が設けられている。この貫通孔３５は、圧電振動片２０に有害なガスが付着しないようにするための孔である。すなわち、例えばパッケージ３０内を加熱（アニール処理）して導電性接着剤４２，４２やロウ材４３などから発生したガスを真空排気するための孔であり、これら有害なガスを排気した後に、図２に示されるように、封止材３８により封止されるようになっている。
【００２３】
圧電振動片２０は、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができるが、本実施形態の場合、圧電振動片２０は、水晶の単結晶から所定の角度をもって切り出された基板を加工することにより形成されている。また、圧電振動子２０は、小型に形成して必要な性能を得るために、特に図示する形状とされている。すなわち、圧電振動片２０は、パッケージ３０と固定される基部５０と、この基部５０を基端として、図において右方に向けて、二股に別れて平行に延びる１対の振動腕２４，２６を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂音叉型圧電振動片が利用されている。
【００２４】
圧電振動片２０の基部５０は、その端部（図１では左端部）の幅方向両端付近に、例えばクロム（Ｃｒ）および金（Ａｕ）をスパッタして形成された電極膜４４，４５が形成されている。電極膜４４，４５は、上述したように、パッケージ３０側の電極部４０，４０と導電性接着剤４２，４２により接続される部分であり、互いに異極となるように形成されている。また、本実施形態において、電極部４４，４５は、図２に示されるように、基部５０の表裏面（図２において上下面）に形成され、この表裏面の電極部４４，４５は基部５０の端面を引き回されて電気的に接続されている。
【００２５】
また、基部５０は、図１に示されるように、各振動腕２４，２６の基端部近傍に、基部５０の幅を縮幅するようにして設けた切欠き部２８，２８を備えている。これにより、各振動腕２４，２６からの振動の基部５０側への漏れ込みを抑制し、ＣＩ値を低く抑えることができる。したがって、このような圧電振動片２０のＣＩ値を、従来の圧電振動片のＣＩ値となるように形成して、振動腕２４，２６の長さＬ３を短くできる。
【００２６】
圧電振動片２０の各振動腕２４，２６は、それぞれ長さ方向に延びる長溝２１，２２を有している。各長溝２１，２２は、図１のＣ−Ｃ線切断端面図である図４に示すように、各振動腕２４，２６の表裏面（図４において上下面）に設けられ、各々の深さが４０〜４５μｍとなるように形成されている。振動腕２４側の長溝２１，２１には励振電極４６，４６が設けられており、振動腕２６側の長溝２２，２２には励振電極４７，４７が設けられている。また、振動腕２４の両側面には励振電極４７，４７が設けられており、振動腕２６の両側面には励振電極４６，４６が設けられている。この励振電極４６，４６，４６，４６は、図３に示されるように圧電振動片２０を引き回されて電極膜４５と電気的に接続されている。また、励振電極４７，４７，４７，４７は、圧電振動片２０を引き回されて電極膜４４と電気的に接続されている。このようにして、励振電極４６，４６，４６，４６と、励振電極４７，４７，４７，４７は互いに異極となっている。
これにより、振動腕２４，２６内の電界をＥ方向に沿って効率よく発生させ、圧電振動片２０のＣＩ値を低く抑えることができる。したがって、このような圧電振動片２０のＣＩ値を、従来の圧電振動片のＣＩ値となるように形成して、振動腕２４，２６の長さＬ３を短くできる。
なお、本実施形態においては、上述の切り欠き部２８，２８および長溝２１２，２２を形成することにより、振動腕２４，２６の長さＬ３を１．６４ｍｍ、基部の長さＬ４を０．４ｍｍ、基部の幅Ｗ２を０．５ｍｍ以下で、例えば０．４ｍｍに形成できている。
【００２７】
ここで、基部５０の導電性接着剤４２，４２が付着されている接合領域５０ａ，５０ａ、本実施形態においては、基部５０の裏面の電極膜４４，４５が設けられている部分には、図３に示されるように、それぞれ複数の有底の孔５２，５２，５２・・・が形成されている。これら複数の有底の孔５２，５２，５２・・・は、圧電振動片２０の長さ方向および幅方向に、所定の間隔をもって複数形成されている。
尚、これら複数の有底の孔５２，５２，５２・・・は、それぞれ同様の構成であるため、以下、一つの有底の孔５２について説明する。
【００２８】
この有底の孔５２は、図３の正円で囲った有底の孔５２の部分拡大図に示されるように、幅Ｗ２が１０μｍから３０μｍであり、長さＬ４も幅Ｗ２と同様に１０μｍから３０μｍとなるように形成されている。
また、図３のＦ−Ｆ線端面図である図５に示されるように、有底の孔５２の深さＤ１は、後述するように、圧電振動片２０の製造工程において、有底の孔５２と長溝２１，２２とを同時にハーフエッチングにより形成できるように、長溝２１，２２と同様の深さである４０〜４５μｍとなるように形成されている。
【００２９】
また、本実施形態においては、有底の孔５２は、水晶の単結晶から所定の角度をもって切り出された基板を、後述するようにハーフエッチングすることにより形成されている。このため、水晶材料の異方性により、有底の孔５２は、その断面形状において、有底の孔５２を形成する壁部５２ａ，５２ｂが、有底の孔５２のほぼ中心に向かって除々に深さを増すような傾斜を備えるようになっている。
なお、本実施形態において、有底の孔５２は基部５０の裏面に設けられているが、基部５０の表面あるいは側面に設けられていてもよい。
【００３０】
次に、圧電振動片２０の好ましい製造方法を説明する。
図６は、圧電振動片２０の製造方法を説明するための前提となる図である。図７および図８は、圧電振動片２０を形成するための準備工程を説明するための図であって、図６のＧ−Ｇ線における工程を示す端面図である。図９は、圧電振動片２０の外形を形成するための図であって、図６のＨ−Ｈ線における工程を示す端面図である。図１０は、振動腕２４の長溝２１を形成するための図であって、図６のＩ−Ｉ線における工程を示す端面図である。図１１は、有底の孔５２を形成するための図であって、図６のＪ−Ｊ線における工程を示した端面図である。
なお、図６は、水晶材料の基板６０から圧電振動片２０の外形を形成し終える直前の図であり、この図における６１の部分を切断して、上述した圧電振動片２０を形成するようになっている。以下、水晶材料の基板６０から図６の状態に至るまでの工程を説明する。
【００３１】
（準備工程）
本実施形態の圧電振動片２０の製造方法については、先ず、図７（ａ）に示すように、水晶の単結晶から切り出された水晶材料でなる基板６０を用意する。
次いで、図７（ｂ）に示すように、この基板６０の表面（表裏面）に、スパッタリングもしくは蒸着等の手法により、耐蝕膜６２を形成する。耐蝕膜６２は、例えば、下地層としてのクロム層と、その上に被覆される金被覆層で構成される。
次いで、図７（ｃ）に示すように、全面にレジスト６３を塗布し、図７（ｄ）に示すように、外形パターニングのためにレジスト６３の上にマスク６４を配置して、図８（ｅ）に示すように、露光後感光したレジスト６３を除去する。
そして、図８（ｆ）に示すように、エッチング液に浸して、除去したレジスト６３の部分に対応した耐蝕膜６２の部分を除去して、図８（ｇ）に示すように、レジスト６３を剥離する。
【００３２】
（圧電振動片の外形、振動腕の長溝、有底の孔を同時に形成する工程）
以上のように準備工程を経た圧電振動片２０は、各部位において、圧電振動片２０の外形を形成するための図９（ｇ−１）、長溝２１を形成するための図１０（ｇ−２）、有底の孔５２を形成するための図１１（ｇ−３）に示される状態となっている。なお、図９（ｇ−１）は、図８（ｇ）におけるＫの部分に対応した部分であり、図１０（ｇ−２）は、図８（ｇ）におけるＬの部分に対応した部分である。
そして、以降は、図９と図１０と図１１における工程が同時に進行される。
【００３３】
すなわち、図９（ｈ−１）、図１０（ｈ−２）、図１１（ｈ−３）に示すように、全面にレジスト６５を塗布し、図９（ｉ−１）、図１０（ｉ−２）、図１１（ｉ−３）に示すように、パターニングのためにレジスト６５の上にマスク６６を配置する。
次いで、図９（ｊ−１）、図１０（ｊ−２）、図１１（ｊ−３）に示すように、露光後感光したレジスト６５を除去し、図９（ｋ−１）、図１０（ｋ−２）、図１１（ｋ−３）に示すように、基板５０をエッチング液に浸して水晶材料を除去する。この際、圧電振動片２０の外形を形成するための図９については、図９（ｋ−１）に示されるように、基板６０の表面に耐蝕膜６２が配置されていない部分があるため、圧電振動片２０の外形が形成されることになる。一方、長溝２１を形成するための図１０、及び有底の孔５２を形成するための図１１については、表面に耐蝕膜６２が配置されているため、未だ水晶は除去されない。
【００３４】
次いで、図９（ｌ−１）、図１０（ｌ−２）、図１１（ｌ−３）に示すように、エッチング液に浸して、図９（ｊ−１）、図１０（ｊ−２）、図１１（ｊ−３）において除去したレジスト６５の部分に対応した耐蝕膜６２の部分を除去する。そして、図９（ｍ−１）、図１０（ｍ−２）、図１１（ｍ−３）に示すように、基板５０をフッソ化水素溶液およびフッ化アンモニウム溶液からなるエッチング液に３０分程度浸して、水晶材料を除去し、長溝２１，２１および有底の孔５２，５２，・・・を形成する。
【００３５】
そして、図９（ｎ−１）、図１０（ｎ−２）、図１１（ｎ−３）に示すように、耐蝕膜６２、レジスト６５を剥離して、圧電振動片２０を完成させる。
【００３６】
本発明の実施形態は以上のように構成され、このため、図２の一点鎖線で囲った図に示されるように、導電性接着剤４２，４２は、複数の有底の孔５２，５２，・・・の内面に接触して、基部５０と導電性接着剤４２，４２との接触面積を、従来に比べて大きくすることができる。これにより、収縮膨張率が小さい一方、固定力が弱い導電性接着剤４２，４２を用いたとしても、圧電振動片２０のパッケージ３０に対する固定力を高めることができる。
【００３７】
さらに、有底の孔５２は、基部５０と導電性接着剤４２，４２との接触面積を大きくするだけでなく、所謂アンカー効果をもたらすため、圧電振動片２０のパッケージ３０に対する固定力を高めつつも、導電性接着剤４２，４２の塗布量を減らすことができる。これにより、基部５０の導電性接着剤４２，４２が付着する接合領域５０ａを小さくでき、上述のように、長溝２１，２２や切り欠き部２８を形成することにより、極めて小型に形成された圧電振動片２０において、導電性接着剤４２，４２間の幅が狭くなったとしても、導電性接着剤４２，４２どうしの短絡を防止することができる。なお、上述のように圧電振動片２０の上から力を加えて導電性接着剤４２，４２に密着させる際、有底の孔５２が導電性接着剤４２，４２の広がりを抑えることによっても、導電性接着剤４２，４２どうしの短絡を防止することができる。
【００３８】
また、基部５０の導電性接着剤４２，４２が付着する接合領域５０ａを小さくすると、振動腕２４，２６の振動に伴う応力は振動腕２４，２６の股部に最も集中するため、この股部と接合領域５０ａとの距離が長くなって、振動腕２４，２６の振動を接合領域５０ａに伝わり難くすることができる。そして、振動腕２４，２６の振動が接合領域５０ａに伝わり難いと、所謂振動漏れも軽減されるので、収縮膨張が比較的大きいエポキシ系等の導電性接着剤４２，４２を用いたとしても、圧電振動片２０の振動特性に与える影響が軽減される。したがって、シリコーン系のみならず、エポキシ系などの導電性接着剤４２，４２も用いることができる。
【００３９】
また、導電性接着剤４２，４２の塗布量を減らすことができると、導電性接着剤４２，４２から発生する有害なガスの量を抑制することもでき、優れた振動特性を備える圧電振動片２０を提供することができる。
【００４０】
しかも、有底の孔５２は、その断面形状において、有底の孔５２を形成する壁部５２ａ，５２ｂが、有底の孔５２のほぼ中心に向かって除々に深さを増すような傾斜を備えるようになっている。そうすると、有底の孔５２の角部５２ｃの角度が大きくなるため、有底の孔５２と導電性接着剤４２，４２との間に隙間ができ難くなる。したがって、振動腕２４，２６の振動が基部５０に漏れ込んだ際、有底の孔５２と導電性接着剤４２，４２との隙間に応力が集中する恐れを防止して、振動特性への影響を有効に防止することができる。
【００４１】
図１２は、本発明の実施形態の変形例を示す圧電デバイス１２であり、基部５０の部分を拡大した拡大斜視図である。
この図において、図１ないし図１１の圧電デバイス１０と同一の符号を付した箇所は共通の構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
図１２において、圧電デバイス２０は、図１ないし図８の圧電デバイス１０と比べると、有底の孔５２の配置のみが異なっている。
【００４２】
すなわち、圧電デバイス２０は、基部５０の導電性接着剤４２，４２が付着する接合領域５０ａ，５０ａのみならず、この接合領域５０ａ，５０ａに隣接するようにして、有底の孔５４が形成されている。
具体的には、上述のように、基部５０は、接合領域５０ａ，５０ａを幅方向の両端に有しているが、この両端の接合領域５０ａ，５０ａの間であって、接合領域５０ａ，５０ａに隣接するようにして複数の有底の孔５４，５４，・・・が形成されている。なお、この接合領域５０ａ，５０ａに隣接するようにした複数の有底の孔５４，５４，・・・は、接合領域５０ａ，５０ａ内の有底の孔５２，５２，・・・と同じ形状を有していなくてもよく、例えば溝状に形成されていても構わない。
【００４３】
本発明の実施例に係る変形例は以上のように構成されており、このため、圧電振動片をマウントする際、すなわち、導電性接着剤４２，４２上に基部５０を載置して導電性接着剤４２，４２を密着させる際、この導電性接着剤４２，４２が接合領域から流れ出してしまっても、この流れ出した導電性接着剤４２，４２を、接合領域５０ａ、５０ａに隣接する有底の孔若しくは溝５４，５４，・・・内に収容することができる。したがって、基部５０の両端に接着した導電性接着剤４２，４２どうしが短絡してしまうことを防止できる。
【００４４】
本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜相互に組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。例えば、パッケージ内に圧電振動片を含むものであれば、圧電発信器、フィルタ等その名称を問わずに適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す圧電デバイスの概略平面図。
【図２】図１のＢ−Ｂ線概略断面図。
【図３】本発明の実施形態を示す圧電デバイスの圧電振動片のみを拡大した拡大斜視図。
【図４】図１のＣ−Ｃ線切断端面図。
【図５】図３のＦ−Ｆ線端面図。
【図６】本発明の実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明するための前提となる図。
【図７】圧電振動片を形成するための準備工程を説明するための図であって、図６のＧ−Ｇ線における工程を示す端面図。
【図８】圧電振動片を形成するための準備工程を説明するための図であって、図６のＧ−Ｇ線における工程を示す端面図。
【図９】圧電振動片の外形を形成するための図であって、図６のＨ−Ｈ線における工程を示す端面図。
【図１０】振動腕の長溝を形成するための図であって、図６のＩ−Ｉ線における工程を示す端面図。
【図１１】有底の孔を形成するための図であって、図６のＪ−Ｊ線における工程を示した端面図。
【図１２】本発明の実施形態の変形例を示す圧電デバイスであり、基部の部分を拡大した拡大斜視図。
【図１３】従来の圧電デバイスにかかる圧電振動子の概略平面図。
【図１４】図１３のＡ−Ａ線概略断面図。
【符号の説明】
１０，１２・・・圧電デバイス、２０・・・圧電振動片、２１，２２・・・長溝、２４，２６・・・振動腕、２８・・・切り欠き部、３０・・・パッケージ、４２・・・導電性接着剤、５０・・・基部、５２，５４・・・有底の孔
Claims (8)
- パッケージと、このパッケージに導電性接着剤を用いて接合される基部を有し、この基部から平行に延びる一対の振動腕を有する圧電振動片とを備える圧電デバイスであって、
前記基部の前記導電性接着剤が付着される接合領域に、複数の有底の孔が設けられている
ことを特徴とする圧電デバイス。 - 前記一対の振動腕のそれぞれには、長手方向に沿った長溝が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の圧電デバイス。
- 前記基部の長さは、前記圧電振動片の長さの３０％以下であることを特徴とする、請求項１および請求項２のいずれかに記載の圧電デバイス。
- 前記基部の幅が５００μｍ以下であることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の圧電デバイス。
- 前記有底の孔は、その断面形状において、前記有底の孔を形成する壁部が、前記有底の孔のほぼ中心に向かって除々に深さを増すような傾斜を備えていることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の圧電デバイス。
- 前記基部は、前記導電性接着剤が付着される接合領域を幅方向の両端に有しており、この両端の接合領域の間に、前記接合領域に隣接するようにして複数の有底の孔若しくは溝が形成されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の圧電デバイス。
- 導電性接着剤を用いて固定される基部と、この基部から平行に延びる一対の振動腕とを備える圧電振動片の製造方法であって、
前記圧電振動片の外形形状をエッチングにより形成する際に、前記基部の前記導電性接着剤が付着する接合領域に、エッチングにより複数の有底の孔を形成する
ことを特徴とする圧電振動片の製造方法。 - 前記複数の有底の孔をエッチングにより形成する際に、前記一対の振動腕のそれぞれに長手方向に延びる長溝をエッチングにより形成することを特徴とする、請求項７に記載の圧電振動片の製造方法。
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