JP2004364019A - 圧電振動片、圧電振動子、圧電発振器、ジャイロスコープセンサ、電子機器、及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エッチング中にクロム層（下地金属層）までエッチング除去され、クロム層からなる導通電極の欠落が発生することがあった。
【解決手段】本発明の圧電振動片は、平板状の圧電基材と、圧電基材の表面に形成された第一の金属層と、前記第一の金属層の表面に形成された第二の金属層と、前記第二の金属層の表面に形成された前記第一の金属層と同一金属からなる第三の金属層と、から形成される電極パターンによって構成される駆動電極と、駆動電極から電気的に接続する前記電極パターンによって形成される導通電極と、導通電極によって駆動電極と電気的に接続する、第一の金属層と、第二の金属層とから形成される支持電極と、少なくとも支持電極を除く電極パターンを覆うように形成される絶縁性の表面保護層と、から構成される。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水晶などの圧電振動片、圧電振動子、圧電発振器、ジャイロスコープセンサ、電子機器、及びそれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の振動モードを有した圧電振動子の一例としての音叉型振動子における電極パターンは、クロム層単独の層として形成されることもあるが、電極パターンの電気的抵抗を低減することを目的に、金または銀などの貴金属層を用いることもある。但し、圧電基材の表面に直接、金または銀などの貴金属層を形成すると、圧電基材と貴金属層との密着性が悪い。そこで、従来の圧電振動子に用いられている圧電振動片における電極パターンに金電極層を用いる場合では、その下層にはクロムからなる下地金属層を形成する。
一方、駆動電極部分における各電極パターン間のギャップがμｍオーダーと極めて狭いため、電極パターン間で電気的短絡が発生しやすい。そこで従来は、電極パターン表面にシリコン酸化膜などの表面保護膜を設けている。但し、シリコン酸化膜は、金電極層との密着性が悪いため、表面保護層を設ける部分は、部分的に金電極層を除去して、クロム層からなる下地金属層を露出させるためのマスクを形成している。（特許文献１）
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１４４５８１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マスクを形成する際に位置ずれ（アライメントずれともいう）が発生すると、金電極層に対するエッチング中にクロム層（下地金属層）までエッチング除去され（オーバーエッチングともいう）、クロム層からなる導通電極の欠落が発生することがある。このような導通電極の欠落によって断線や細りが発生すると、圧電振動子の機能低下や発振不能という不具合の原因となるという問題がある。
【０００５】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、下地金属の表面に形成する貴金属電極層の表面に、下地金属と同じ金属層を設けるため、貴金属電極層を除去せずに表面保護層を設けても密着強度を確保することが可能となり、貴金属電極のエッチングによる導通電極の欠落を防止することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明の第一の圧電振動片は、平板状の圧電基材と、
前記圧電基材の表面に形成された第一の金属層と、前記第一の金属層の表面に形成された第二の金属層と、前記第二の金属層の表面に形成された前記第一の金属層と同一金属からなる第三の金属層と、が形成された電極パターンによって構成される駆動電極と、
前記駆動電極から電気的に接続する前記電極パターンによって形成される導通電極と、
前記導通電極によって前記駆動電極と電気的に接続する、前記第一の金属層と、前記第二の金属層とが形成された支持電極と、
少なくとも前記支持電極を除く前記電極パターンを覆うように形成される絶縁性の表面保護層と、を有することを特徴としている。
本発明の圧電振動片によれば、下地金属の表面に形成する貴金属電極層の表面に、下地金属と同じ金属層を設けるため、貴金属電極層を除去せずに表面保護層を設けても密着強度を確保することが可能となり、貴金属電極のエッチングによる導通電極の欠落を防止することができる。
【０００７】
また、本発明の第二の圧電振動片は、さらに前記電極パターンによって構成される検出電極を有し、
前記駆動電極及び検出電極から電気的に接続する前記電極パターンによって形成される導通電極と、前記導通電極によって前記駆動電極及び検出電極と電気的に接続する、前記第一の金属層と、前記第二の金属層とが形成された支持電極と、
少なくとも前記支持電極を除く前記電極パターンを覆うように形成される絶縁性の表面保護層と、を有することとしてもよい。
本発明の圧電振動片によれば、下地金属の表面に形成する貴金属電極層の表面に、下地金属と同じ金属層を設けるため、貴金属電極層を除去せずに表面保護層を設けても密着強度を確保することが可能となり、貴金属電極のエッチングによる導通電極の欠落を防止することができる。
【０００８】
また、前記支持電極と、前記導通電極との接合部周辺には、前記表面保護層を設けることとしてもよい。
このようにすれば、支持電極を形成する際に発生する、導通電極の細りによる断線を防止することが可能となる。
【０００９】
また、前記第二の金属層は、金あるいは銀などからなる貴金属としてもよい。
このようにすれば、電極の導通抵抗を小さくすることが可能となる。
【００１０】
また、本発明にかかる圧電振動片の製造方法は、圧電基材の表面に、第一の金属層と、前記第一の金属層の表面を覆う第二の金属層と、前記第二の金属層の表面を覆い前記第一の金属層と同一金属からなる第三の金属層とから構成される電極膜を形成し、前記電極膜の表面を覆う第一のマスクを形成し、前記第一のマスクに覆われていない部分の前記電極膜を除去して前記電極パターンを形成する工程と、
前記電極パターンを覆う前記絶縁性の表面保護層を形成する工程と、を有する。
このような製造方法とすれば、第三の金属層と表面保護層の密着強度を確保することが可能となるため、従来のように貴金属電極層を除去することなく、簡便な方法で表面保護膜を形成することが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る圧電振動片の製造方法は、平板状の圧電基材と、前記圧電基材の表面に形成された第一の金属層と、前記第一の金属層の表面に形成された第二の金属層と、前記第二の金属層の表面に形成された前記第一の金属層と同一金属からなる第三の金属層とから構成される電極膜を形成し、前記電極膜の表面に第一のマスクを形成する工程と、
前記第一のマスクに覆われていない部分の前記電極膜を除去して駆動電極及び導通電極を含む電極パターンを形成する工程と、
前記電極パターンを覆う絶縁性の表面保護層を形成し、前記表面保護層の表面に第二のマスクを形成する工程と、
前記第二のマスクの窓開け部分で露出している前記表面保護層及び前記第三の金属層を除去し前記第二の金属層を露出する工程と、を有する。
このような製造方法によれば、該表面保護層及び第三の金属層を除去しても、第二の金属層及び第一の金属層が存在するため、該表面保護層及び第三の金属層を除去する際のオーバーエッチングが、第二の金属層に生じても、第一の金属層が残るため導通電極の欠落、即ち、導通不良を防止することが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係る圧電振動片の製造方法は、平板状の圧電基材と、
前記圧電基材の表面に形成された第一の金属層と、前記第一の金属層の表面に形成された第二の金属層と、前記第二の金属層の表面に形成された前記第一の金属層と同一金属からなる第三の金属層とから構成される電極膜を形成し、前記電極膜の表面に第一のマスクを形成する工程と、
前記第一のマスクに覆われていない部分の前記電極膜を除去して電極パターンを形成する工程と、
前記電極パターンの表面に第三のマスクを形成する工程と、
前記第三のマスク、及び前記第三のマスクの窓開け部分を覆う絶縁性の表面保護層を形成する工程と、
前記第三のマスク、及び前記第三のマスク上に形成された前記表面保護層を除去する工程と、
前記表面保護層が除去されて窓開け部分で露出している前記第三の金属層を除去し前記第二の金属膜を露出する工程と、を有する。
このような製造方法によれば、該表面保護層及び第三の金属層を除去しても、第二の金属層及び第一の金属層が存在するため、該表面保護層及び第三の金属層を除去する際に、第二の金属層にオーバーエッチングが生じても第一の金属層が残るため導通電極の欠落、即ち、導通不良を防止することが可能となる。
【００１３】
また、前記第一のマスク、及び、前記第二のマスクは、レジストマスクであることとしてもよい。
このようにすれば、電極膜への損傷が起こりにくく、また精度よくマスキングを行なうことができる。
【００１４】
また、本発明の圧電振動子においては、上記第一の振動片または第二の振動片をパッケージに収納して構成されることを特徴としている。
本発明によれば、導通電極の欠落、即ち、導通不良を防止した圧電振動子を提供することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の圧電発振器においては、上記第一の振動片または第二の振動片と、少なくとも前記圧電振動片を発振させるための機能を有する駆動回路と、をパッケージに収納して構成されることを特徴としている。
本発明によれば、導通電極の欠落、即ち、導通不良を防止した圧電発振器を提供することが可能となる。
【００１６】
また、本発明のジャイロスコープセンサにおいては、上記第一の振動片または第二の振動片をパッケージに収納して構成されることを特徴としている。
本発明によれば、導通電極の欠落、即ち、導通不良を防止したジャイロスコープセンサを提供することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の電子機器においては、上記の圧電振動子、圧電発振器及びジャイロスコープセンサを搭載して構成されることを特徴とする。
本発明によれば、導通不良を起こしにくく、信頼性の高い電子機器を提供することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を用いて説明する。
図１は、屈曲振動モードあるいは縦振動モードの圧電振動子のうち、音叉型水晶振動子の全体構成を示す斜視図である。図２（Ａ），（Ｂ）は、この圧電振動子に用いた圧電基材からなる圧電振動片の斜視図であり、図２（Ａ）は、斜め上方から見たときの斜視図、図２（Ｂ）は、斜め下方から見たときの斜視図である。
【００１９】
＝＝＝圧電振動子の全体構成＝＝＝
図１に示すように、本実施形態に係る圧電振動子は、基部２１から２つの腕部２２，２３が延びた薄板上の圧電基材（本説明においては水晶片）からなる圧電振動片２と、この圧電振動片２の基部２１に対して内部端子３１が接続されたプラグ３０と、圧電振動片２を収納したケース３５とから構成され、このケース３５とプラグ３０によって内部が気密状態に保もたれている。
【００２０】
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、圧電振動片２の各腕部２２，２３の上面部２５および下面部２６の中央部分には、所定のギャップ２７を隔てて形成された２つの電極パターン４０によって駆動電極４５がそれぞれ形成されている。図２（Ａ）、（Ｂ）では、２つの電極パターン４０（図２参照）を区別するために、一方の電極パターン４０には右下がりの斜線を付し、他方の電極パターン４０には、右上がりの斜線を付して、それぞれ図示してある。
【００２１】
ここで、駆動電極４５は、圧電振動片２の腕部２２、２３の上面部２５および下面部２６における中央部分にそれぞれ形成されているので、圧電振動片２の上面部２５の側の駆動電極４５と下面部２６の側の駆動電極４５とは、上面部２５の縁部分２５１、２５２、２５３、２５４と、下面部２６の縁部分２６１、２６、２６３、２６４と、各側面部２７１、２７２とに形成された電極パターン４０からなる導通用電極４６によって電気的に接続されている。
【００２２】
従って、図１に示すように、電極パターン４０のうち、基部２１に形成されている部分を支持電極（マウント部ともいう）として、そこに内部端子３１を半田や導電性接着剤などで電気的に接続した状態で、この外部端子３３および内部端子３１を介して駆動電極４５に交流電圧を印加すれば、腕部２２、２３が所定の周波数で振動する。この場合、導通用電極４６も圧電振動片２を励振する機能を有している。なお、腕部２２，２３の先端側にはレーザートリミング等により周波数調整を行なうための錘部分４９が形成されている。
【００２３】
＝＝＝電極パターン４０の構成＝＝＝
電極パターンの構成について、図２を参照しながら、図３（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。図３（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、本発明を適用した圧電振動子に用いた圧電振動片の腕部の（図２（Ａ）のａ−ａ´線）断面、および基部の（図２（Ａ）のｂ−ｂ´線）断面を模式的に表わした断面図である。
【００２４】
圧電振動片の腕部の構成を、図３（Ａ）により説明する。水晶からなる振動片のうちの腕部２２、２３の表面に第一の金属層としてクロムからなる金属層４１（以下、下地クロム層４１という）を設ける。前記の下地クロム層４１の表面に、第二の金属層として金層４２を設け、前記金層４２の表面に、第三の金属層としてクロム層４３を設ける。３層のそれぞれの金属層は、電極が分割されて電極パターン４０が形成されている（本図では電極パターン４０の一例として駆動電極４５を示してある）。前記第三の金属層としてのクロム層４３の表面、及び前記電極パターン４０のうちの、電極が分割されて水晶の上面部２５及び下面部２６が露出している部分には、シリコン酸化膜などの表面保護層４７（以下、表面保護膜４７という）が設けられている。
【００２５】
次に、基部の構成、即ち、基部に設けられる支持電極４８について、図３（Ｂ）により説明する。水晶からなる振動片の基部２１の表面に、第一の金属層として下地クロム層４１を設ける。前記の下地クロム層４１の表面に、第二の金属層として金層４２を設ける。支持電極４８は前述の２層からなる金属層で構成される。２層のそれぞれの金属層は、腕部と同様に電極が分割されて電極パターン４０が形成されている。また、前記支持電極４８の金層４２を除く部分の金層４２の表面には、第三の金属層としてのクロム層４３が設けられ、前記クロム層４３の表面、及び前記電極パターン４０のうちの、電極が分割されて水晶の上面部２５及び下面部２６が露出している部分には、表面保護膜４７が設けられている。
【００２６】
前述の本実施形態によれば、電極パターン４０の電気的抵抗を低減することを目的に、金、あるいは銀といった貴金属電極層（第二の金属層）を用いている。但し、圧電振動片２の表面に直接、金電極層などの貴金属電極層を形成すると、圧電振動片２と金電極層との密着性が悪い。また、圧電振動片２の腕部２２、２３では、各電極パターン４０間のギャップ２７がμｍオーダーと極めて狭く、きわめて微細な導電物の付着などによる電極パターン４０間の電気的短絡が発生しやすいため、電極パターン４０の表面に、シリコン酸化膜などの表面保護膜４７をスパッタ法あるいは蒸着法により形成している。但し、シリコン酸化膜は、金電極層との密着性が悪い。
【００２７】
また、図３（Ｂ）に示す、基部２１の側に設けられる支持電極４８においては、プラグ３０の内部端子３１と支持電極４８との半田付けや導電性接着剤（図示せず）などによる電気的な接続を行なうという観点からすれば金層４２があった方がよく、電極パターン４０を下地クロム層４１と金層４２との２層構造で形成し、シリコン酸化膜等の表面保護膜４７を形成しない。
【００２８】
前述のように、圧電振動片２の腕部２２、２３では、各電極パターン４０間で電気的短絡が発生しやすい。そこで、本形態では、図３（Ａ）に示すように、圧電振動片２の各腕部２２、２３では、少なくとも駆動電極４５を構成する電極パターン４０の表面をシリコン酸化膜などの表面保護膜４７で覆う。その結果、シリコン酸化膜は非導体であるため、電気的短絡の発生を防止することができる。このとき電極パターン４０の表面を構成する金属層は、下地金属と同じクロム層４３であることから、表面保護膜４７との密着性は高く、即ち、圧電振動片２との密着性も高い。
【００２９】
＝＝＝圧電振動片の製造方法＝＝＝
＜第一の実施の形態＞
本発明に係る第一の実施の形態としての圧電振動片の製造方法を、図４及び図５を用いて説明する。図４は、圧電振動片の製造工程のうち、音叉型の圧電振動片の外形形状を形成する工程を示す腕部の断面図である。図５は、第一の実施の形態としての圧電振動片の製造方法を示す腕部の断面図である。
【００３０】
先ず、図４を用いて音叉型の圧電振動片の外形形状を形成する方法について説明し、続いて図５を用いて音叉型の圧電振動片の電極パターンを形成する工程を説明する。圧電振動片の製造プロセスは、圧電基材である水晶片の上下両面に同時に電極パターンを形成する、また、側面にも同様に電極パターンを形成する。図４（Ａ）に示すように、切り出した水晶ウェハ２０に研磨加工、洗浄を行なった後、図４（Ｂ）に示すように、クロム層Ｃｒ及び金層Ａｕをそれぞれ数十ｎｍから約２００ｎｍの膜厚で真空蒸着する。ここで、クロム層Ｃｒを形成するのは、金層Ａｕだけでは水晶ウェハ２０に対する密着性が悪いからである。次に、音叉形状形成用のフォトレジスト２７を形成した後、音叉形状のパターンで焼き付け、現像し、図４（Ｃ）に示すように、音叉形状にフォトレジスト２７Ａを残す。
【００３１】
次に、図４（Ｄ）に示すようにフォトレジスト２７Ａをマスクとして金層Ａｕ及びクロム層Ｃｒにエッチングを行い、金層Ａｕ及びクロム層Ｃｒを音叉形状に残す。次に、金層Ａｕ及びクロム層Ｃｒをマスクとして、フッ酸及びフッ化アンモニウムを用いたエッチング液で水晶ウェハ２０のエッチングを行い、図４（Ｅ）に示すように、水晶を音叉形状に成形。これが圧電振動片２である。
【００３２】
次に、圧電振動片２上の金層Ａｕ及びクロム層Ｃｒをすべて除去し、図５（Ａ）に示すように、改めて電極パターン４０を形成するために、水晶片２２、２３の表面に下地クロム層４１、下地クロム層４１の表面に金層４２、及び金層４２の表面にクロム層４３を形成する。
【００３３】
次に、各電極パターン４０形成用のフォトレジストを形成した後、それを各電極パターン４０のパターン形状に焼き付け、現像し、図５（Ｂ）に示すように、フォトレジスト５１（第一のマスク）を各電極パターン４０のパターン形状に残す。
【００３４】
次に、フォトレジスト５１をマスクとしてクロム層４３、金層４２、及び下地クロム層４１にエッチングを行い、図５（Ｃ）に示すように下地クロム層４１、金層４２、及びクロム層４３を電極パターン４０の形状に残す。その後、フォトレジスト５１を除去し、下地クロム層４１、金層４２、及びクロム層４３から構成された電極パターン４０が形成され、電極パターン４０の表面に表面保護層４７を形成する。
【００３５】
このような製造方法とすれば、第三の金属層と表面保護層膜との密着強度を確保することが可能となるため、従来のように貴金属電極層を除去することなく、簡便な方法で表面保護膜を形成することが可能となる。
【００３６】
＜第二の実施の形態＞
本発明に係る第二の実施の形態としての圧電振動片の製造方法を、図４、図５を参照しながら、図６を用いて説明する。図６は、第二の実施の形態における圧電振動片の製造工程のうち、電極パターンを形成してから表面保護膜及び支持電極を形成するまでの工程を示し、ａ−ａ´断面図は腕部、ｂ−ｂ´断面図は支持電極部の断面図である。
【００３７】
先ず、図４及び図５により、音叉型圧電振動片の外形形状の形成、及び音叉型圧電振動片の電極パターンの形成を行なうが、該工程は前述した第一の実施の形態と同様であるので省略し、以降の電極パターンを形成してから表面保護膜及び支持電極を形成するまでの工程について、図６により説明する。
【００３８】
図６（Ｃ）は、水晶片２２、２３、２４の表面に形成された、下地クロム層４１、金層４２、及びクロム層４３から構成された電極パターン４０を示している。
先ず、図６（Ｄ）に示すように、水晶片２２、２３、２４の表面に形成された、下地クロム層４１、金層４２、及びクロム層４３から構成された電極パターン４０の表面全体を覆う表面保護膜４７が形成される。
次に、図６（Ｅ）に示すように、表面保護膜４７の表面全体を覆うように支持電極形成用のフォトレジスト５２を塗布した後、焼き付け、現像を行い、図６（Ｆ）に示すように、少なくとも支持電極４８に相当する部分が窓開け部分５４になっているレジストマスク５６（第二のマスク）を形成する。
【００３９】
次に、レジストマスク５６の窓開け部分５４からエッチングを行い、図６（Ｇ）に示すように、支持電極４８に相当する表面保護膜４７を除去し、図６（Ｈ）に示すように、電極パターン４０を構成するクロム層４３を除去する。その結果、支持電極４８は電極パターン４０を構成する金層４２が露出した構成となる。
【００４０】
次に、図６（Ｉ）に示すように、レジストマスク５６を除去して、圧電振動片２が形成される。
なお、図６においては、ａ−ａ´断面に示す腕部２２、２３にはレジストマスク５６の窓開け部が存在しないため図６（Ｆ）から図６（Ｈ）までの工程における腕部２２、２３の状態は変わらない。
【００４１】
このような製造方法によれば、該表面保護膜及び第三の金属層を除去しても、第二の金属層及び第一の金属層が存在するため、該表面保護膜及び第三の金属層を除去する際のオーバーエッチングが、第二の金属層に生じても、第一の金属層が残るため導通電極の欠落、即ち、導通不良を防止することが可能となる
【００４２】
＜第三の実施の形態＞
本発明に係る第三の実施の形態としての圧電振動片の製造方法を、図４及び図５参照しながら、図９を用いて説明する。図９は、第三の実施の形態における圧電振動片の製造工程のうち、電極パターンを形成してから表面保護膜及び支持電極を形成するまでの工程を示し、ａ−ａ´断面図は腕部、ｂ−ｂ´断面図は支持電極部の断面図である。
【００４３】
先ず、図４及び図５による、音叉型圧電振動片の外形形状の形成、及び音叉型圧電振動片の電極パターンの形成を行なうが、該工程は前述した第一の実施の形態と同様であるので省略し、以降の電極パターンを形成してから表面保護膜及び支持電極を形成するまでの工程について、図９により説明する。
【００４４】
図９（Ｃ）は、水晶片２２、２３、２４の表面に形成された、下地クロム層４１、金層４２、及びクロム層４３から構成された電極パターン４０を示している。
先ず、図９（Ｄ）に示すように、水晶片２２、２３、２４の表面に形成された該電極パターン４０の表面全体を覆うように、フォトレジスト５２を塗布する。その後、フォトレジスト５２の焼き付け、現像を行い、図９（Ｅ）に示すように、少なくとも支持電極４８に相当する部分を残して窓開け形状となったレジストマスク５８（第三のマスク）を形成する。
【００４５】
次に、図９（Ｆ）に示すように、窓開け部分を含むレジストマスク５８の表面全体に表面保護膜４７を形成した後、レジストマスク５８を除去する。このとき、半導体プロセスで行なわれているリフトオフ法と同様、レジストマスク５８の表面に形成されている表面保護膜４７も除去されるので、少なくとも支持電極４８に相当する部分には、クロム層４３が露出する。即ち、図９（Ｇ）に示すように、少なくとも支持電極４８に相当する部分以外には表面保護膜４７が形成される。
また、表面保護膜４７の下層にはクロム層４３が存在することとなる。
【００４６】
次に、表面保護膜４７をマスクとして、表面保護膜４７の窓開け部分（本例では支持電極４８）にエッチングを行い、図９（Ｈ）に示すように、クロム層４３を除去して金層４２を露出させて、圧電振動片２が形成される。
なお、図９における、ａ−ａ´断面に示す腕部２２、２３はクロム層４３を除去する必要性がないため、図９（Ｄ）において塗布されたフォトレジスト５２は図９（Ｅ）に示すようにすべて除去され、図９（Ｆ）に示すとおり腕部２２、２３におけるクロム層４３の表面には表面保護膜４７が形成される。従って、図９（Ｇ）及び図９（Ｈ）の工程における腕部２２、２３の状態は変わらない。
【００４７】
このような製造方法によれば、該表面保護膜及び第三の金属層を除去しても、第二の金属層及び第一の金属層が存在するため、該表面保護膜及び第三の金属層を除去する際に、第二の金属層にオーバーエッチングが生じても第一の金属層が残るため導通電極の欠落、即ち、導通不良を防止することが可能となる。
また、フォトレジストと表面保護膜が同時に除去できるという、簡便さも併せて持っている。
【００４８】
次に、支持電極と導通電極との接合部周辺の表面膜保護膜について図７を用いて説明する。図７は、支持電極と導通電極との接合部を示す概略図であり、図７（Ａ）は平面図、図７（Ｂ）は断面図である。
支持電極４８と導通電極６０が接合する接合部６２においては、該接合部分を含む周辺部を、表面保護膜４７及びクロム層４３が、本例では半円形状６４に覆う形状で形成されている。
本構成によれば、支持電極４８をエッチングにより金層４２とする際に、レジストの位置ずれ、あるいはクロム層４３のエッチングにより金層４２あるいは下地クロム層４１がエッチングされるなどから発生する、接合部６２付近の導通電極６０に細りや欠落を生じるという問題が解決できる。即ち、接合部６２が半円状形成の表面保護膜４７及びクロム層４３により覆われるため、接合部６２の導通電極６０の幅が狭い部分にはエッチングがされなくなり、電極の欠落等による断線や信頼性の低下を防止できる。
【００４９】
また、前述の実施の形態では、圧電振動子の動作を行なうための電極として駆動電極を挙げて説明したが、例えば、ジャイロセンサのように、駆動電極と検出電極とが、圧電振動子の動作を行なうための電極として設けられる構成にも適用可能である。このような構成においても、前述した実施の形態の説明における、駆動電極と同様な構成及び方法で、また駆動電極と同時に検出電極も含めた構成の圧電振動片の製造を行なう事が可能である。
【００５０】
また、本発明の圧電振動片を用いた圧電発振器を、図８により説明する。図８は、本発明の圧電振動片を用いた圧電発振器の断面斜視図である。
図８によれば、本発明の圧電発振器１００は、例えば、セラミック製のパッケージ１０２内の基台１０４に、圧電振動片２が導電性接着剤１０６などにより電気的接続を取りながら固定されている。また、該パッケージ１０２の底部１１０には、圧電振動片２と電気的に接続された、少なくとも圧電発振片２を動作させる機能を有する発振回路１０８が固定されている。ここで圧電振動片２と発振回路１０８は干渉しない位置にある。さらに、蓋体１１２が、該パッケージ１０２の上部接合部１１４に接合されて気密性を保持した構成となっている。
本発明によれば、導通電極の欠落、即ち、導通不良を防止した圧電振動片を用いているため、前記圧電振動片と同様な効果を有する圧電発振器を提供することが可能となる。
【００５１】
また、本発明の圧電振動片を用いたジャイロスコープセンサ（以降ジャイロセンサという）について図１０により説明する。図１０は、本発明の圧電振動片を用いたジャイロセンサの概略図であり、図１０（Ａ）は、平面の断面図であり、図１０（Ｂ）は、正面の断面図である。
図１０によれば、ジャイロセンサ２００は、従来知られた振動モード、検出モード、及びスプリアスモードで動作すべく、駆動アーム２１１Ａ及び２１１Ｂと、検出アーム２１２と、支持アーム２１３を含む、圧電振動片であるジャイロ振動片２１０の駆動電極（図示せず）が、ジャイロ振動片２１０を支持するための支持機構であるリード線２１５Ａ、２１５Ｂ、２１６Ａ及び２１６Ｂと導電性接着材などにより支持基板２１７に接続されている。さらに、支持基板２１７は、ベースとなるパッケージ体２２０に接続されている。
前記パッケージ体２２０の上面には蓋体２２２が接合されて気密性を保持した構成となる。
なお、ジャイロセンサ２００は、電子機器及び乗り物のような物体の姿勢、速度及び位置を検出すべく前記物体に用いられている。
本発明によれば、導通電極の欠落、即ち、導通不良を防止した圧電振動片たるジャイロ振動片を用いているため、導通不良を起こしにくく、即ち、製品故障の少ない信頼性の高いジャイロセンサを提供することができる。
【００５２】
また、本発明の圧電振動子、または圧電発振器を用いた電子機器について説明する。
本発明の圧電振動子、または圧電発振器は、例えば、携帯電話、ビデオカメラ、パソコンなどの電子機器において、制御基準信号、計時機能の基準信号、またはセンサなどに使用される。
本発明によれば、導通電極の欠落、即ち、導通不良を防止した圧電振動片を用いた圧電振動子または圧電発振器を用いているため、導通不良を起こしにくく、即ち、製品故障の少ない信頼性の高い電子機器を提供することができる。
【００５３】
また、前述の実施の形態では、音叉型圧電振動子を例に説明したが、これに限られるものではなく、例えば、縦振動型振動子、厚みすべり振動子、弾性表面波振動子、ジャイロセンサ等の他の振動子及び振動素子においても適用が可能である。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の圧電振動片、圧電振動片の製造方法、圧電振動子、圧電発振器、及び圧電振動子を搭載した電子機器によれば、
下地金属の表面に形成する貴金属電極層の表面に、下地金属と同じ金属層を設けるため、貴金属電極層を除去せずに表面保護層を設ける構成としても密着強度を確保することが可能となり、貴金属電極のエッチングによる導通電極の欠落を防止することができる。
【００５５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の屈曲振動モードあるいは縦振動モードの圧電振動子のうち、音叉型水晶振動子の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の圧電振動子に用いた圧電基材からなる圧電振動片の斜視図であり、図２（Ａ）は、斜め上方から見たときの斜視図、図２（Ｂ）は、斜め下方から見たときの斜視図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、本発明を適用した圧電振動子に用いた圧電振動片の腕部の（図２（Ａ）のａ−ａ´線）断面、および基部の（図２（Ａ）のｂ−ｂ´線）断面を模式的に表わした断面図である。
【図４】圧電振動片の製造工程のうち、音叉型の圧電振動片の外形形状を形成する工程を示す腕部の断面図である。
【図５】第一の実施の形態としての圧電振動片の製造方法を示す腕部の断面図である。
【図６】第二の実施の形態における圧電振動片の製造工程のうち、電極パターンを形成してから表面保護膜及び支持電極を形成するまでの工程を示し、ａ−ａ´断面図は腕部、ｂ−ｂ´断面図は支持電極部の断面図である。
【図７】支持電極と導通電極との接合部を示す概略図であり、図７（Ａ）は平面図、図７（Ｂ）は断面図である。
【図８】本発明の圧電振動片を用いた圧電発振器の断面斜視図である。
【図９】第三の実施の形態における圧電振動片の製造工程のうち、電極パターンを形成してから表面保護膜及び支持電極を形成するまでの工程を示し、ａ−ａ´断面図は腕部、ｂ−ｂ´断面図は支持電極部の断面図である。
【図１０】本発明の圧電振動片を用いたジャイロセンサの概略図であり、図１０（Ａ）は、平面図であり、図１０（Ｂ）は、正面の断面図である。
【符号の説明】
１ 圧電振動子（音叉型水晶振動子）
２ 圧電振動片
２１ 圧電振動片の基部
２２、２３ 圧電振動片の腕部
２５ 圧電振動片の上面部
２６ 圧電振動片の下面部
３０ プラグ
３１ プラグの内部端子
３３ プラグの外部端子
３５ ケース
４０ 電極パターン
４１ 下地金属層（下地クロム層）
４２ 金電極層（金層）
４３ クロム電極層（クロム層）
４５ 駆動電極
４６ 導通電極
４７ 表面保護膜
４８ 支持電極
５１ フォトレジスト（第一のマスク）
５４ レジストマスクの窓開け部
５６ レジストマスク（第二のマスク）
５８ レジストマスク（第三のマスク）
２５１、２５２、２５３、２５４ 圧電振動片の上面部の縁部分
２６１、２６２、２６３、２６４ 圧電振動片の下面部の縁部分
２７１、２７２ 圧電振動片の側面部

Claims (12)

1. 平板状の圧電基材と、
   前記圧電基材の表面に形成された第一の金属層と、前記第一の金属層の表面に形成された第二の金属層と、前記第二の金属層の表面に形成された前記第一の金属層と同一金属からなる第三の金属層と、が形成された電極パターンによって構成される駆動電極と、
   前記駆動電極から電気的に接続する前記電極パターンによって形成される導通電極と、
   前記導通電極によって前記駆動電極と電気的に接続する、前記第一の金属層と、前記第二の金属層とが形成された支持電極と、
   少なくとも前記支持電極を除く前記電極パターンを覆うように形成される絶縁性の表面保護層と、を有することを特徴とする圧電振動片。
2. 請求項１に記載の圧電振動片において、
   さらに、前記電極パターンによって構成される検出電極を有し、
   前記駆動電極及び検出電極から電気的に接続する前記電極パターンによって形成される導通電極と、
   前記導通電極によって前記駆動電極及び検出電極と電気的に接続する、前記第一の金属層と、前記第二の金属層とが形成された支持電極と、
   少なくとも前記支持電極を除く前記電極パターンを覆うように形成される絶縁性の表面保護層と、を有することを特徴とする圧電振動片。
3. 請求項１または請求項２に記載の圧電振動片において、
   前記支持電極と、前記導通電極との接合部周辺には、前記表面保護層を設けることを特徴とする圧電振動片。
4. 請求項１または請求項２に記載の圧電振動片において、
   前記第二の金属層は、金あるいは銀などからなる貴金属であることを特徴とする圧電振動片。
5. 圧電基材の表面に、第一の金属層と、前記第一の金属層の表面を覆う第二の金属層と、前記第二の金属層の表面を覆い前記第一の金属層と同一金属からなる第三の金属層とから構成される電極膜を形成し、前記電極膜の表面を覆う第一のマスクを形成し、前記第一のマスクに覆われていない部分の前記電極膜を除去して前記電極パターンを形成する工程と、
   前記電極パターンを覆う前記絶縁性の表面保護層を形成する工程と、を有することを特徴とする圧電振動片の製造方法。
6. 平板状の圧電基材と、
   前記圧電基材の表面に形成された第一の金属層と、前記第一の金属層の表面に形成された第二の金属層と、前記第二の金属層の表面に形成された前記第一の金属層と同一金属からなる第三の金属層とから構成される電極膜を形成し、前記電極膜の表面に第一のマスクを形成する工程と、
   前記第一のマスクに覆われていない部分の前記電極膜を除去して電極パターンを形成する工程と、
   前記電極パターンを覆う絶縁性の表面保護層を形成し、前記表面保護層の表面に第二のマスクを形成する工程と、
   前記第二のマスクの窓開け部分で露出している前記表面保護層及び前記第三の金属層を除去し前記第二の金属層を露出する工程と、
   を有することを特徴とする圧電振動片の製造方法。
7. 平板状の圧電基材と、
   前記圧電基材の表面に形成された第一の金属層と、前記第一の金属層の表面に形成された第二の金属層と、前記第二の金属層の表面に形成された前記第一の金属層と同一金属からなる第三の金属層とから構成される電極膜を形成し、前記電極膜の表面に第一のマスクを形成する工程と、
   前記第一のマスクに覆われていない部分の前記電極膜を除去して電極パターンを形成する工程と、
   前記電極パターンの表面に第三のマスクを形成する工程と、
   前記第三のマスク、及び前記第三のマスクの窓開け部分を覆う絶縁性の表面保護層を形成する工程と、
   前記第三のマスク、及び前記第三のマスク上に形成された前記表面保護層を除去する工程と、
   前記表面保護層が除去されて窓開け部分で露出している前記第三の金属層を除去し前記第二の金属膜を露出する工程と、
   を有することを特徴とする圧電振動片の製造方法。
8. 請求項５乃至請求項７のいずれか一項記載の圧電振動片の製造方法において、
   前記第一のマスク、及び、前記第二のマスクは、レジストマスクであることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
9. 請求項１または請求項２に記載の圧電振動片をパッケージに収納して構成されることを特徴とする圧電振動子。
10. 請求項１または請求項２に記載の圧電振動片と
    少なくとも前記圧電振動片を発振させるための機能を有する駆動回路と、
    をパッケージに収納して構成されることを特徴とする圧電発振器。
11. 請求項１または請求項２に記載の圧電振動片をパッケージに収納して構成されることを特徴とするジャイロスコープセンサ。
12. 請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載の圧電振動子、圧電発振器及びジャイロスコープセンサを搭載して構成されることを特徴とする電子機器。

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