JP2008022184A - 圧電振動片及び圧電振動片の製造方法、圧電振動子、並びに、圧電振動子を備える発振器、電子機器、及び電波時計 - Google Patents

Abstract

【課題】 効果的な周波数調整を行うことができるとともに、調整後に酸化などの影響を受けて共振周波数が変動してしまうこと、及び、調整した部分が剥離してしまうことを防いで、周波数精度及び信頼性を向上させた圧電振動片及びその製造方法、その圧電振動子、並びに、発振器、電子機器、及び電波時計を提供する。
【解決手段】 圧電振動片１は、所定の形状に形成された圧電材片１ａ上に、外部電極接続部７と、励振電極５と、微調部９とが設けられたものであり、圧電材片１ａの外形を形成する外形形成工程と、導電性膜２０を成膜する導電性膜形成工程と、導電性膜２０をパターニングして圧電材片１ａの表面の一部分を露出させる導電性膜パターン形成工程と、微調部９にイオンビームを照射して削り取ることで、微調部９の重量を調整して、圧電材片１ａを所定の共振周波数に設定する周波数微調整工程とを備えた製造方法で製造される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、圧電振動片及び圧電振動片の製造方法、圧電振動子、並びに、圧電振動子を備えた発振器、電子機器、及び電波時計に関するものである。

圧電振動子は、情報通信装置、家電、携帯機器などにおいて、時計機能や周波数制御機能として広く用いられている。このような圧電振動子は、水晶振動片の表面に、外部電極と接続する外部電極接続部と、外部電極接続部を介して外部電極から電圧を印加可能な励振電極とを備えていて、特に温度特性が良い水晶振動子が好適に用いられている（例えば、特許文献１参照）。励振電極としては、例えば、安価で導通性が良好なＣｒ（クロム）膜などが用いられている。そして、外部電極接続部を介して外部電極から励振電極に電圧を印加することで、圧電効果によって水晶振動片を振動させて、発振することが可能である。

ところで、このような圧電振動子においては、励振電極によって圧電振動片を正確に振動させる必要があるため、圧電振動片の共振周波数を所定の値に調整しておく必要がある。このため、圧電振動片の励振電極にレーザー光を照射することによって励振電極の一部を除去し、圧電振動片の重量を変化させて周波数調整する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、他の方法として、圧電振動片の表面に微調整用の金属膜を設け、これをイオンエッチングすることで周波数調整する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

また、圧電振動片の表面に、圧電体薄膜と、圧電体薄膜を挟み込む一対の励振電極とが設けられているとともに、最上層部には窒化アルミニウムや酸化シリコンなどで形成された調整層を備えたものが提案されている（例えば、特許文献４参照）。この圧電振動片では、調整層にレーザー光を照射して除去することで、周波数調整することが可能であるとともに、調整層が窒化アルミニウムや酸化シリコンなどで形成されていて保護層として機能することで、励振電極が酸化の影響を受けず、共振特性が変化してしまうことがないとされている。
特開２０００−２２３９９４号公報 特開２００３−３３２８７３号公報 特開２００３−３１８６８５号公報 特開２００３−３７４６９号公報

しかしながら、特許文献１の圧電振動片において周波数調整を行う場合、特許文献２に示すように、励振電極であるＣｒ膜にレーザー光を照射して除去することとなるが、この場合、調整後に大気中に取り出すと、レーザー光を照射した部分のＣｒ膜が酸化などの作用を受けてしまい、共振周波数が変化してしまう問題があった。また、特許文献３に示すようなイオンエッチングによって周波数調整をする方法としても、同様にエッチングされた金属膜は、大気中において酸化などの影響を受けてしまい、共振周波数が変化してしまう。

また、特許文献４の圧電振動片においては、調整層に照射されたレーザー光は、調整層を透過して、その下層の励振電極にも作用してしまう。このため、励振電極がレーザー光によって蒸発してしまい、これにより外側に位置する調整層が剥離してしまうおそれがあり、信頼性の面で問題があった。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、効果的な周波数調整を行うことができるとともに、調整後に、酸化などの影響を受けて共振周波数が変動してしまうこと、及び、調整した部分が剥離してしまうことを防いで、周波数精度及び信頼性を向上させた圧電振動片及びその製造方法、圧電振動片を備えた圧電振動子、並びに、圧電振動子を備えた発振器、電子機器、及び電波時計を提供するものである。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、所定の形状に形成された圧電材片上に、外部電極と接続される外部電極接続部と、前記圧電材片を所定の周波数で振動させる励振電極と、前記圧電材片を所定の共振周波数に設定するための微調部とが設けられた圧電振動片の製造方法であって、前記圧電材片の外形を形成する外形形成工程と、外形形成された該圧電材片の表面に導電性膜を成膜する導電性膜形成工程と、前記励振電極となる位置で前記導電性膜をパターニングするとともに、前記微調部となる位置で前記導電性膜を除去して、前記圧電材片の表面の一部分を露出させる導電性膜パターン形成工程と、該圧電材片の表面が露出して構成された前記微調部にイオンビームを照射して削り取ることで、該微調部の重量を調整して、前記圧電材片を所定の共振周波数に設定する周波数微調整工程とを備えることを特徴としている。

また、本発明の圧電振動片は、所定の形状に形成された圧電材片と、該圧電材片の表面に所定のパターンで形成された導電性膜の少なくとも一部分によって形成され、前記圧電材片を所定の周波数で振動させる励振電極と、外部電極と接続される外部電極接続部と、イオンビームを照射可能に表面を露出させた前記圧電材片の一部分であり、前記イオンビームを照射して削り取ることで重量の調整が行われる微調部とを備えることを特徴としている。

この発明に係る圧電振動片の製造方法及び圧電振動片によれば、微調部は、導電性膜パターン形成工程として導電性膜を除去することで表面が露出した圧電材片の一部分である。そして、周波数微調整工程として、微調部、すなわち圧電材片にイオンビームを照射して圧電材片の一部が削り取られることで、重量の調整を行って所定の共振周波数に設定することができる。この際、イオンビームによって削り取られる対象が圧電材であることで、安定性を有し、イオンビームの照射によって表面が活性化してしまうことが無い。このため、周波数微調整工程を行った後にイオンビームを照射した部分が酸化等の影響を受けて共振周波数が変化してしまうことを防ぐことができる。また、イオンビームは照射した圧電材片の表面のみに作用し、圧電材片を透過することが無い。このため、イオンビームを照射した部分以外に作用して、酸化等の影響を発生させてしまう、また、剥離を生じさせてしまうことなどが無い。

また、本発明は、所定の形状に形成された圧電材片上に、外部電極と接続される外部電極接続部と、前記圧電材片を所定の周波数で振動させる励振電極と、前記圧電材片を所定の共振周波数に設定するための微調部とが設けられた圧電振動片の製造方法であって、前記圧電材片の外形を形成する外形形成工程と、外形形成された該圧電材片の表面に導電性膜を成膜する導電性膜形成工程と、前記励振電極となる位置で、前記導電性膜をパターニングする導電性膜パターン形成工程と、前記微調部となる位置に、酸化物または窒化物からなる調整膜を成膜する調整膜形成工程と、前記微調部の前記調整膜にイオンビームを照射して削り取ることで、該微調部の重量を調整して、前記圧電材片を所定の共振周波数に設定する周波数微調整工程とを備えることを特徴としている。

また、本発明の圧電振動片は、所定の形状に形成された圧電材片と、該圧電材片の表面に所定のパターンで形成された導電性膜の少なくとも一部分によって形成され、前記圧電材片を所定の周波数で振動させる励振電極と、外部電極と接続される外部電極接続部と、酸化物または窒化物からなる調整膜で形成され、該調整膜にイオンビームを照射して削り取ることで重量の調整が行われる微調部とを備えることを特徴としている。

この発明に係る圧電振動片の製造方法及び圧電振動片によれば、微調部は、調整膜形成工程として成膜された酸化物または窒化物からなる調整膜で形成されている。そして、周波数微調整工程として、微調部の調整膜にイオンビームを照射して調整膜が削り取られることで、重量の調整を行って所定の共振周波数に設定することができる。この際、イオンビームによって削り取られる対象が調整膜、すなわち酸化物または窒化物であることで、安定性を有し、イオンビームの照射によって表面が活性化してしまうことが無い。このため、周波数微調整工程を行った後に、イオンビームを照射した部分を酸化等の影響を受けて共振周波数が変化してしまうことを防ぐことができる。また、イオンビームは照射した調整膜のみに作用し、調整膜を透過することが無い。このため、イオンビームを照射した部分以外に作用して、酸化等の影響を発生させてしまう、また、剥離を生じさせてしまうことなどが無い。

また、上記の圧電振動片の製造方法において、前記導電性膜パターン形成工程は、さらに前記微調部となる位置に前記導電性膜をパターニングするとともに、前記調整膜形成工程は、前記微調部となる位置に形成された前記導電性膜上に前記調整膜を成膜することがより好ましいとされている。

また、上記の圧電振動片において、前記微調部は、前記導電性膜の内の前記励振電極と異なる他の部分と、該導電性膜上に形成された前記調整膜とで構成されていることがより好ましいとされている。

この発明に係る圧電振動片の製造方法及び圧電振動片によれば、微調部の調整膜は、導電性膜上に形成されることで、付着性を良好なものとすることができる。なお、周波数微調整工程において、イオンビームを調整膜に照射したとしても、イオンビームが透過して導電性膜に作用してしまうことが無い。このため、導電性膜が酸化などの影響を受けてしまう、あるいは、導電性膜がイオンビームの作用を受けることで調整膜が剥離してしまうおそれが無い。

さらに、上記の圧電振動片の製造方法において、前記励振電極となる位置に形成された前記導電性膜上に、前記調整膜と同一膜材の電極保護膜を成膜する電極保護膜形成工程を備え、前記調整膜形成工程は、前記電極保護膜形成工程と同時に、前記微調部となる位置で前記電極保護膜を前記調整膜として成膜することがより好ましいとされている。
さらに、上記の圧電振動片において、前記励振電極に形成された前記導電性膜上には、前記調整膜と同一膜材の電極保護膜が形成されていることがより好ましいとされている。

この発明に係る圧電振動片の製造方法及び圧電振動片によれば、電極保護膜形成工程として、励振電極に調整膜と同一膜材、すなわち酸化物または窒化物からなる電極保護膜が形成されることで、励振電極同士の短絡を防ぐことができる。また、電極保護膜形成工程と調整膜形成工程を同時に行うことができるので、工程数を削減して、生産効率を向上させることができる。

さらに、上記の圧電振動片の製造方法において、前記微調部は前記圧電材片の両面に設けられ、前記周波数微調整工程は、少なくとも一方の前記微調部に前記イオンビームを照射して行い、所定の共振周波数に設定されなかった場合には、さらに他方の前記微調部に前記イオンビームを照射して行うことがより好ましいとされている。
また、上記の圧電振動片の製造方法において、前記微調部は前記圧電材片の両面に設けられ、 前記周波数微調整工程は、前記圧電材片の両面の前記微調部に同時に前記イオンビームを照射して行うものとしても良い。
さらに、上記の圧電振動片において、前記微調部は、前記圧電材片の両面に設けられていることがより好ましいとされている。

この発明に係る圧電振動片の製造方法及び圧電振動片によれば、微調部を圧電材片の両面に設けることで、周波数微調整工程として、圧電振動片の両面で周波数の微調を行うことができる。このため、調整可能な周波数の幅が増大し、より好適に共振周波数の設定を行うことが可能となる。また、両面の微調部で同時に調整することで、サイクルタイムの向上を図ることができる。

また、本発明の圧電振動子は、上記の圧電振動片の製造方法により製造された圧電振動片を備えることを特徴としている。
また、本発明の圧電振動子は、上記の圧電振動片を備えることを特徴としている。

この発明に係る圧電振動子によれば、圧電振動片の共振周波数の酸化等による変化、微調部の剥離を防ぐことができ、周波数精度及び信頼性の向上を図ることができる。

また、本発明の発振器は、上記の圧電振動子が発振子として集積回路に接続されていることを特徴としている。
また、本発明の電子機器は、上記の圧電振動子を備えることを特徴としている。
また、本発明の電波時計は、上記の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴としている。

この発明に係る発振器、電子機器、電波時計によれば、周波数精度及び信頼性をより向上した圧電振動子を備えているので、精度及び信頼性を向上させたそれぞれ発振器、電子機器、電波時計を提供することができる。

本発明の圧電振動片の製造方法によれば、周波数微調整工程を備えることで、効果的な周波数調整を行うことができるとともに、調整後に、酸化などの影響を受けて共振周波数が変動してしまうこと、及び、調整した部分が剥離してしまうことを防ぐことができ、周波数精度及び信頼性を向上させた圧電振動片を提供することができる。
また、本発明の圧電振動片によれば、イオンビームを照射可能な微調部を備えることで、効果的な周波数調整を行うことができるとともに、調整後の状態でも、酸化などの影響を受けて共振周波数が変動してしまうこと、及び、調整した部分が剥離してしまうことを防ぐことができ、周波数精度及び信頼性を向上させることができる。

また、本発明の圧電振動子によれば、上記の圧電振動片を備えることで、周波数精度及び信頼性の向上を図ることができる。
また、本発明の発振器、電子機器、及び、電波時計によれば、上記の圧電振動子を備えることで、精度及び信頼性の向上を図ることができる。

（第１の実施形態）
図１及び図８は、この発明に係る第１の実施形態を示している。図１は、本実施形態の圧電振動片の斜視図を示している。また、図２は、図１に示す切断線Ａ−Ａにおける断面図を、図３は、切断線Ｂ−Ｂにおける断面図を示している。

図１及び図２に示すように、本実施形態の圧電振動片１は、音叉型の振動片であり、隣接した状態で互いに平行に配設された一対の振動腕部２、３と、振動腕部２、３の基端側を一体的に固定する基部４とを備えた圧電材片である水晶片１ａで形成されている。水晶片１ａの表面には、所定のパターンに形成された導電性膜２０が形成されている。導電性膜２０の膜材としては、導電性を有するとともに、水晶片１ａとの付着性が良好な材質が好適に選択され、例えば本実施形態においてはＣｒ（クロム）が選択される。そして、振動腕部２、３の表面には、この導電性膜２０の内の第１の部分２０ａによって形成された励振電極５が設けられている。励振電極５は、振動腕部２、３の上側主面２ａ、３ａ及び下側主面２ｂ、３ｂに形成された平面電極５ａと、振動腕部２、３の各側面２ｃ、３ｃに形成された側面電極５ｂとで構成されている。これら平面電極５ａと側面電極５ｂとは電気的に切り離されてパターニングされている。そして、これらの励振電極５に電圧を印加させることによって、振動腕部２、３を互いに接近または離間する方向に所定の共振周波数で振動させることが可能である。

また、図２及び図３に示すように、振動腕部２、３において、励振電極５上にはさらに絶縁性の電極保護膜６が覆われていて、平面電極５ａと側面電極５ｂとの短絡を防止している。電極保護膜６は、本実施形態においてはＳｉＯ₂で形成されているが、これに限らず絶縁性を有し、導電性膜２０に密着を図れる組成であれば良く、酸化物及び窒化物が好適に選択される。

また、基部４において、下側主面４ｂには、後述する外部電極１０４ａ（以下、インナーリードと称す）と接続可能な外部電極接続部７（以下、マウントパッドと称す）が設けられている。図２に示すように、マウントパッド７は、所定のパターンで形成された導電性膜２０の内の第２の部分２０ｂと、第２の部分２０ｂの表面に成膜された金属膜８とで構成されている。金属膜８は、本実施形態においては２層で形成されていて、導電性膜２０の第２の部分２０ｂの表面に成膜されたＮｉＣｒ（ニッケルクロム合金）膜８ａと、ＮｉＣｒ膜８ａ上に成膜されたＡｕ（金）膜８ｂとで構成される。ここで、ＮｉＣｒ膜８ａ中のＮｉ（ニッケル）は、後述するインナーリード１０４ａとのハンダ接合に際し、ハンダとの合金層を形成してインナーリード１０４ａとの接続強度を向上させることができる。また、Ａｕ膜８ｂは、同様にハンダとの合金層を形成するほか、ＮｉＣｒ膜８ａの表面の酸化を防いで、ハンダの濡れ性を向上させることができる。また、最下層の導電性膜２０の第２の部分２０ｂは、上側主面４ａまでパターニングされていて、それぞれ、振動腕部２、３の上側主面２ａ、３ａ及び下側主面２ｂ、３ｂにおいて、励振電極５の平面電極５ａ及び側面電極５ｂを形成する第１の部分２０ａと連続して形成されている。

また、振動腕部２、３の励振電極５が設けられた位置よりも先端側には、水晶片１ａの共振周波数を微調整するための微調部９が設けられているとともに、さらに先端側には、粗調整するための粗調部１０が設けられている。本実施形態において微調部９は、振動腕部２、３の各上側主面２ａ、３ａにのみ設けられている。微調部９は、対応する位置で各上側主面２ａ、３ａを露出させた水晶片１ａの一部分である。

粗調部１０は、上側主面２ａ、３ａにのみ設けられていて、所定のパターンで形成された導電性膜２０の内の第３の部分２０ｃと、第３の部分２０ｃの表面に成膜されたＣｒ膜１０ａと、このＣｒ膜１０ａ上に成膜されたＡｇ（銀）膜１０ｂと、Ａｇ膜１０ｂ上に成膜されたＣｒ膜１０ｃとで構成されている。なお、微調部９及び粗調部１０によって水晶片１ａの共振周波数を調整する詳細については後述する。

図４は、この圧電振動片を備えた圧電振動子の斜視図を示している。本実施形態においては、圧電振動片１を備えた圧電振動子として、シリンダーパッケージタイプの圧電振動子を例にして説明する。図４に示すように、本実施形態の圧電振動子１００は、圧電振動片１と、圧電振動片１を内部に収納する有底円筒状のケース１０１と、圧電振動片１をケース１０１内に密閉させる気密端子１０２とを備える。

気密端子１０２は、金属性材料で形成された環状のステム１０３と、ステム１０３を貫くように配設され、圧電振動片１のマウントパッド７に電気的及び物理的にそれぞれ接続された２本の外部電極であるリード１０４と、リード１０４とステム１０３とを絶縁状態で一体的に固定すると共にケース１０１内を密封させる充填剤１０５とで構成されている。充填剤１０５の材料は、例えばホウケイ酸ガラスなどである。なお、２本のリード１０４は、ケース１０１内に突出している部分がインナーリード１０４ａとなり、ケース１０１外に突出している部分がアウターリード１０４ｂとなっている。そして、このアウターリード１０４ｂが、外部接続端子として機能するようになっている。ケース１０１は、気密端子１０２のステム１０３の外周に対して圧入されて、嵌合固定されている。このケース１０１の圧入は、真空雰囲気下で行われているため、ケース１０１内の圧電振動片１を囲む空間は、真空に保たれた状態で密閉されている。

次に、圧電振動片１及び圧電振動片１を備えた圧電振動子１００の製造方法について説明する。図５に圧電振動片の製造工程のフロー図を、また、図６に工程図を示す。また、図７に製作した圧電振動片から圧電振動子を組立てる工程のフロー図を示す。

図５に示すように、まず、水晶のランバード原石をワークテーブルに配置し、Ｘ線回折法を援用して、ランバード原石の向きを所定の切断角度になるように設定する。次に、例えば、ワイヤソーなどの切断装置によってランバード原石をスライスして、略２００μｍの厚みのウエハに切断する（ステップＳ１０）。通常、切断には遊離砥粒が慣用される。また、切断用のワイヤーには、線径が例えば１６０μｍ程度の高炭素鋼線が用いられる。

次に、ウエハが一定の厚みになるまで研磨を行う（ステップＳ２０）。通常、研磨は、粒径の粗い遊離砥粒で粗ラッピングを行い、さらに、粒径の細かい遊離砥粒による仕上げのラッピングを行う。この後、表面をエッチングして加工変質層を除去した後に、ポリッシュ加工を行って所定の厚さ及び平面度を有する鏡面に仕上げる。ウエハの厚さは、振動片の小型化とともに薄くなり、略５０μｍから１３０μｍに仕上げられる。

次に、外形形成工程Ｓ３０を行う。まず、ウエハを純粋または超純粋で洗浄し乾燥した後、スパッタリングなどの成膜手段によって、ウエハの両面にマスク用の金属薄膜を所定の膜厚で成膜する。続いて、フォトリソグラフィー技術によって水晶片１ａの外形を形成する。図６（ａ）、（ｂ）は、本工程において形成される水晶片１ａを示していて、（ａ）が平面図を、（ｂ）が側面図を示している。具体的には、レジストを両面に塗布した後に、外形用マスクで両面を露光し、現像を行うことで、レジストによる外形のマスクパターンを得ることができる。この後、エッチング液で不要な金属パターンを除去することで、金属膜のマスクパターンを得ることができる。そして、レジストを除去した後、フッ酸系の水溶液でウエハをエッチングすることで、ウエハ上に水晶片１ａとなる複数の外形を形成することができる。そして、外形形成完了後に、エッチング用マスクとして用いた金属膜をすべて剥離することで、図６（ａ）、（ｂ）に示す水晶片１ａが形成される。なお、図６（ａ）、（ｂ）において、水晶片１ａは個片化されているが、実際には図示しない連結部によって多数の水晶片１ａが連結された状態で以下の工程を行っている。

次に、導電性膜形成工程Ｓ４０を行う。具体的には、水晶片１ａにおいて、振動腕部２、３及び基部４の各上側主面２ａ、３ａ、４ａ、各下側主面２ｂ、３ｂ、４ｂ、及び、側面２ｃ、３ｃ、４ｃに、スパッタリングなどの成膜手段によって、Ｃｒを膜材とする導電性膜２０を成膜する。図６（ｃ）は、成膜完了後の水晶片１ａの側面図を示している。なお、導電性膜２０の厚みは、誇張して描いている。また、導電性膜２０として選択したＣｒは、水晶との密着性が良好であるため、水晶片１ａの表面に、導電性及び密着性が良好な膜を成膜することができる。

次に、導電性膜パターン形成工程Ｓ５０として、フォトリソグラフィー技術を用いて、マウントパッド７、励振電極５、及び粗調部１０と対応する各位置で導電性膜２０のパターニングを行う。具体的には、導電性膜２０が成膜された水晶片１ａに、静電塗布技術や回転スプレーなどを用いてレジスト膜を形成し、加熱処理後、露光機を用いて、マウントパッド７、励振電極５、及び粗調部１０と対応する導電性膜２０のパターンに露光する。続いて現像を行い、レジスト膜にマスクとなるパターンを形成する。その後、水晶片１ａをＣｒのエッチング液に浸漬することで導電性膜２０はパターニングされる。Ｃｒのエッチング液としては、過塩素酸と硫酸セリウムアンモンの混合水溶液が慣用される。これによって、図６（ｄ）に示すように、励振電極５、マウントパッド７、及び粗調部１０と対応する導電性膜２０の第１の部分２０ａ、第２の部分２０ｂ、及び第３の部分２０ｃがそれぞれ形成されるとともに、微調部９となる位置の導電性膜２０は除去されて水晶片１ａの上側主面２ａ、３ａが露出することとなる。最後に、マスクであるレジストを剥離し、洗浄と乾燥を行う。

次に、粗調部追加成膜工程Ｓ６０として、粗調部１０を形成する導電性膜２０の第３の部分２０ｃ上にさらに追加成膜することで、粗調部１０を形成する。図６（ｆ）に示すように、まず、導電性膜２０の第３の部分２０ｃの表面に、さらにＣｒ膜１０ａを成膜する。次に、Ｃｒ膜１０ａ上に、重りとなるＡｇ膜１０ｂを成膜する。なお、重りとして作用するこの層は、Ａｇ膜に限らず他の組成によるものとしても良い。そして、図６（ｆ）に示すように、Ａｇ膜１０ｂ上にさらにＣｒ膜１０ｃを成膜することで、粗調部１０が形成される。ここで、粗調部１０は、まず、Ｃｒを膜材とする導電性膜２０を水晶片１ａの表面に成膜することによって水晶片１ａとの密着性を図ることができる。さらに、重りとなるＡｇ膜１０ｂを成膜するにあたってＣｒ膜１０ａを成膜することで、下地となる導電性膜２０との密着性を向上させることができる。また、Ａｇ膜１０ｂ上にＣｒ膜１０ｃを成膜することで、Ａｇ膜１０ｂ表面の安定化を図り、酸化などによって変化してしまうことを抑制することができる。また、このようなＣｒ膜１０ａ、Ａｇ膜１０ｂ、及びＣｒ膜１０ｃの３層構造の成膜手法としては、蒸着法が好適であり、容易に実施することができる。

次に、電極保護膜形成工程Ｓ７０として、振動腕部２、３において、励振電極５として導電性膜２０の第１の部分２０ａを形成した領域に、ＳｉＯ₂膜からなる電極保護膜６を成膜する。具体的には、第１の部分２０ａが形成された領域と対向した位置に貫通穴を配置した金属製マスクを２枚準備し、水晶片１ａをこの金属マスクで挟み込む。この状態で、スパッタ装置などで水晶片１ａの対象となる範囲にＳｉＯ₂膜を成膜して行うことで、図６（ｇ）に示すように、電極保護膜６が形成されることとなる。なお、電極保護膜形成工程Ｓ７０は、粗調部追加成膜工程Ｓ６０より先に行うものとしても良い。特に、粗調部１０の最表層がＡｇ膜など非常に酸化しやすい膜である場合で、電極保護膜６を形成する際に脱落するおそれがある場合には有効である。なお、上述のように電極保護膜６はＳｉＯ₂膜であるとしたが、他の酸化物からなる膜としても良いし、窒化物からなる膜としても良い。窒化物からなる膜の場合には、スパッタリング法やＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）プラズマ法において成膜を低温で行うことが可能となる点で有利な効果を有する。

次に、外部電極接続部追加成膜工程Ｓ８０として、導電性膜２０の第２の部分２０ｂにさらに金属膜８を追加成膜することで、マウントパッド７を形成する。具体的には、金属製マスクを準備し、スパッタリングなどの成膜手段によって導電性膜２０上に順次ＮｉＣｒ膜８ａと、Ａｕ膜８ｂを成膜する。

次に、周波数粗調整工程Ｓ９０として、水晶片１ａの共振周波数の調整を行う。水晶片１ａの共振周波数の調整は、目標とする共振周波数を基準とする広いレンジの中に追い込むことを目的とする粗調と、最終的に要求される周波数精度まで追い込む微調とがあるが、Ｓ９０では粗調を行う。

まず、図６（ｈ）に示すように、粗調部１０にレーザー光Ｌを瞬間的に照射して、粗調部１０を構成する各層を部分的に蒸発させる。この際、下側主面２ｂ、３ｂ側から水晶片１ａを透過させてレーザー光Ｌを粗調部１０に照射するとともに、蒸発した粗調部１０の金属蒸気を、上側主面２ａ、３ａ側から吸引することで、この金属蒸気が他の部分に再付着することを防ぐことができる。そして、粗調部１０の重量を低減させることで、これに相当する分だけ周波数が高くなっていく。そして、周波数を確認しながら、目標とする共振周波数を基準とするレンジの中に周波数が入るまでレーザー光Ｌのスポットを粗調部１０内で走査する。ここで、レーザー光Ｌを照射した際に、各層の温度が急上昇して、振動腕部２、３の稜線部分の膜（図示せず）が部分的に剥がれてしまう現象が発生する場合がある。これは、下地の導電性膜２０の第３の部分２０ｃと新たに成膜した膜との密着性が劣る場合に発生する現象であり、圧電振動子の共振周波数の変動の要因になる。しかしながら、下地層である導電性膜２０の第３の部分２０ｃとＡｇ膜１０ｂとの間には、下地層との密着性を考慮してＣｒ膜１０ａを設けていることで、このような現象の発生を防ぐことができる。そして、周波数調整後に、水晶片１ａを超音波洗浄して工程中で表面に付着した微粒子等を除去し乾燥させることで、圧電振動片１が完成する。

なお、この段階での周波数調整は粗調のみで、さらに微調を行うことではじめて要求される周波数精度を有する圧電振動片１となるが、本実施形態においては、微調については圧電振動片１を気密端子１０２に搭載して圧電振動子１００を組立てる工程内において実施し、その詳細は後述する。また、本工程においてレーザー光Ｌが照射された導電性膜２０の第３の部分２０ｃ及びＣｒ膜１０ａ、１０ｃは、活性化され、大気中に曝されることで酸化等して重量がごく微小量変化してしまうこととなるが、本工程は粗調整のみを目的とするので、この段階でわずかな重量変化が問題となることは無い。

次に、この圧電振動子１００を組立てる工程について、図７及び図４を参照して説明する。図７に、圧電振動子１００を組立てる工程のフロー図を示す。図７に示すように、まず、上述のように製造された圧電振動片１を簡易な冶具やレーザーを用いて図示しない連結部から切断して個々の圧電振動片にした後に、所定の冶具に整列させる（ステップＳ１００）。

次に、図４に示すように、気密端子１０２のインナーリード１０４ａと圧電振動片１の位置合わせを行い、インナーリード１０４ａの表面に形成されたＳｎＣｕ（錫銅合金）やＳｎＰｂ（錫鉛合金）のメッキ膜を熱風、光、放電熱等のエネルギーにより溶融させ、圧電振動片１の基部４に設けられたマウントパッド７に接続（マウント）する（ステップＳ１１０）。これにより、圧電振動片１は、インナーリード１０４ａと機械的かつ電気的に接続される。本工程では、メッキの濡れ性及び接続強度の管理が重要である。次に、圧電振動片１を接続した気密端子１０２を、真空中において所定の温度をかけてアニールを行い、接合で発生した歪を緩和させる（ステップ１２０）。

次に、周波数微調整工程Ｓ１３０として、圧電振動片１の共振周波数の微調を行う。微調は、圧電振動片１を最終的に封止する環境と同一のもので行う最後の微小量の調整であり、デバイスの公称周波数の所定の範囲内に調整する。図８及び図９にその概要図を示す。図８及び図９に示すように、真空雰囲気下に圧電振動片１を配置し、微調部９と対応する位置に窓１１ａが形成されたマスク１１を配置する。この状態で、イオンガン１２によって例えばアルゴンイオンのプラズマを発生させて、イオンビームＩを照射させる。イオンビームＩはマスク１１の窓１１ａから露出する微調部９である水晶片１ａの表面に照射され、照射部９ａで示す部分が削り取られる。このイオンビームＩの照射を、発振周波数を計測しながら行って、共振振動数の微調を行う。図１０は、周波数微調整工程Ｓ１３０におけるイオンビームＩの照射時間と圧電振動片１の周波数との関係を示している。図１０に示すように、イオンビームＩを微調部９に照射することによって、その経過時間に従って照射部９ａが削り取られて、圧電振動片１の重量が振動腕部２、３の先端側で軽くなる。このため、計測される発振周波数は経過時間に伴って高い値を示すこととなる。そして、この発振周波数が、目標とする共振周波目標値Ｆ１に対して設定される下限値Ｆ２と上限値Ｆ３との間に位置するところ（符号Ｆ４）でイオンビームＩの照射を停止させることで、所定の共振周波数に調整することができる。

ここで、周波数微調整工程Ｓ１３０においては、微調部９として削り取る対象が圧電材である水晶であるため、安定性を有し、表面が活性化されてしまうことが無い。このため、周波数微調整工程Ｓ１３０を行った後にイオンビームＩを照射した部分が酸化等の影響を受けてしまうことが無く、微調後の重量変動、すなわち周波数の変動を防ぐことができる。また、イオンビームＩは照射した水晶片１ａの表面のみに作用し、水晶片１ａを透過することが無い。このため、微調部９の表面の剥離を生じさせてしまうことなどが無い。また、図８に示すように微調部９が設けられた上側主面２ａ、３ａと反対側の下側主面２ｂ、３ｂに対応する位置に、例えば導電性膜２０ｄが形成されていたとしても、イオンビームＩが。このような照射した部分以外に作用して、酸化等の影響を発生させてしまうことも無い。

次に、図４及び図７に示すように、各気密端子１０２に対向する位置にケース１０１を配置し、真空中でケース１０１を、圧電振動片１を覆うように圧入して気密封止する（ステップＳ１４０）。気密端子１０２のステム１０３の外環には、図示しないメッキ層が形成されており、しまりばめに設計されたケース１０１の内面とメッキ層が密着し気密封止を実現している。なお、ステム１０３の外環に形成されるメッキ層は、気密端子１０２のインナーリード１０４ａの表面に形成されるメッキ層と同一の材料であり、１０から１５μｍの厚みを有する。メッキの形成は、バレルメッキ法が慣用されている。そして、気密封止の後に、周波数の安定化のために、真空中または大気中で所定の温度でスクリーニングを行う（ステップＳ１５０）。その後、共振周波数及び共振抵抗値等の電気特性を検査する（ステップＳ１６０）。上述の工程を実施して圧電振動子１００が完成する。

以上のように、本実施形態の圧電振動片１においては、微調部９によって効果的に周波数調整することができるとともに、微調後に酸化等の影響を受けて共振周波数が変化してしまうことを防ぐことができる。このため、微調を行った後の工程を、その環境下のまま行う必要が無く、必要に応じて大気中に取り出すことが可能となり、所望の周波数精度を実現可能なだけでなく、微調後の工程を容易なものとすることができる。また、微調部９として水晶片１ａそのものを削り取る構成とすることで、成膜する工程を必要せず、工程数の削減を図って生産効率を向上させることができる。

また、本実施形態の圧電振動子１００においては、上述のように共振周波数が酸化等によって変化してしまうことを防ぐことが可能な圧電振動片１を備えることで、周波数精度及び信頼性の向上を図ることができる。また、圧電振動片１の生産効率の向上によって、製造コストの低減を図ることができる。

（第２の実施形態）
図１１から図１５は、この発明に係る第２の実施形態を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図１１は、この実施形態の圧電振動片の断面図を示している。図１１に示すように、圧電振動片３０は、水晶片１ａにおいて、振動腕部２、３の両面、すなわち上側主面２ａ、３ａ及び下側主面２ｂ、３ｂにそれぞれ微調部３１が設けられている。本実施形態においては、微調部３１が設けられる位置にも導電性膜２０の内の一部分である第４の部分２０ｅが水晶片１ａに形成されている。さらに、微調部３１が設けられる位置で、この導電性膜２０の第４の部分２０ｅ上には調整膜３２が形成されている。調整膜３２は、電極保護膜６の膜材と同一材質、すなわち酸化物あるいは窒化物で形成されていて、両者は連続して形成されている。本実施形態においては、電極保護膜６及び調整膜３２は、ともにＳｉＯ₂膜から形成されている。このため、調整膜３２及び電極保護膜６を形成する一連のＳｉＯ₂膜は、導電性膜２０の第１の部分２０ａ上と、第４の部分２０ｅ上とに成膜されているとともに、その間の隙間２ｄ、３ｄにおいては、調整膜３２と電極保護膜６との接続部３２ａとして水晶片１ａに直接成膜されている。そして、調整膜３２と導電性膜２０の第４の部分２０ｅによって微調部３１が構成されている。

次に、圧電振動片３０及び圧電振動片３０を備えた圧電振動子の製造方法について説明する。図１２に圧電振動片の製造工程のフロー図を、また、図１３に説明図を示す。図１２に示すように、まず、第１の実施形態同様に、ウエハの切断Ｓ１０、研磨Ｓ２０、外形形成工程Ｓ３０、及び導電性膜形成工程Ｓ４０を行う。

次に、図１３（ａ）に示すように、第１の実施形態同様に導電性膜パターン形成工程Ｓ２００を行うが、本実施形態では、さらに微調部３１となる位置に、第４の部分２０ｅをパターニングする。そして、粗調部追加成膜工程Ｓ６０を行った後に、図１３（ｂ）に示すように、電極保護膜形成工程Ｓ７０及び調整膜形成工程Ｓ２１０として、電極保護膜６を成膜するとともに、微調部３１となる位置において導電性膜２０の第４の部分２０ｅ上に調整膜３２を成膜する。ここで、電極保護膜６と調整膜３２とは同一の膜材で形成されていることから、これらの工程を同時に行うことができる。また、本実施形態において、調整膜３２は導電性膜２０を介して水晶片１ａ上に成膜されているので、水晶片１ａとの密着性をより良好なものとすることができる。なお、隙間２ｄ、３ｄにも同時に、接続部３２ａを成膜するものとする。そして、第１の実施形態同様に、外部電極部追加成膜工程Ｓ８０及び周波数粗調工程Ｓ９０を行うことで、図１３（ｃ）に示すように、周波数調整として粗調までを完了した圧電振動片３０が完成する。微調については、第１の実施形態同様に、圧電振動子を組立てる工程内において気密端子１０２にマウントされた状態で行われるものとして、その詳細について以下に示す。なお、圧電振動子を組立てるための他の工程については、第１の実施形態同様であるので、その説明を省略する。

図１４は、周波数微調整工程Ｓ２２０の模式図を示している。図１４に示すように、インナーリード１０４ａにマウントされた状態の圧電振動片３０は、図示しない搬送手段によって第１のイオンガン３５の直下まで搬送される。第１のイオンガン３５と圧電振動片３０との間には、圧電振動片３０の微調部３１の位置と対応する位置に窓３６ａが形成されたマスク３６が設けられている。この状態で第１のイオンガン３５からイオンビームＩを照射すれば、イオンビームＩによって窓３６ａから露出する微調部３１の調整膜３２は削り取られる。この際、イオンビームＩの照射を発振周波数を計測しながら行い、所定の共振周波数に調整されたらイオンビームＩの照射を終了する。また、所定の共振周波数に調整されなかった場合でも、調整膜３２の厚さが１００Å程度となった場合には、導電性膜２０の第４の部分２０ｅにイオンビームＩが作用しないようにするためにイオンビームＩの照射を終了させる。この場合には、圧電振動片３０は、図示しない搬送手段によってさらに第２のイオンガン３７の直上まで搬送される。第２のイオンガン３７と圧電振動片３０との間には、圧電振動片３０の微調部３１の位置と対応する位置に窓３８ａが形成されたマスク３８が設けられている。この状態で第２のイオンガン３７からイオンビームＩを照射すれば、第１のイオンガン３５によって削り取られた微調部３１と反対側の微調部３１の調整膜３２が削り取られる。そして、所定の共振周波数に調整されたらイオンビームＩの照射を終了する。なお、ここでも所定の厚さまで削り取って所定の共振周波数に調整できなかった場合には、さらに接続部３２ａにイオンビームＩを照射して微調を行っても良い。図１５は、圧電振動片３０の両面の調整膜３２及び接続部３２ａを削り取って、周波数微調整工程Ｓ２２０が完了した状態を示している。

ここで、本実施形態の周波数微調整工程Ｓ２２０においては、微調部９として削り取る対象である調整膜３２が酸化物あるいは窒化物であるため、安定性を有し、表面が活性化されてしまうことが無い。さらに、上記のように調整膜３２は、所定厚さ残った状態で、導電性膜２０が露出しない程度までの削り込みとする。このため、周波数微調整工程Ｓ２２０を行った後にイオンビームＩを照射した部分が酸化等の影響を受けてしまうことが無く、微調後の重量変動、すなわち周波数の変動を防ぐことができる。

また、イオンビームＩは照射した調整膜３２の表面のみに作用し、調整膜３２を透過することが無く、このため、下層に位置する導電性膜２０の第４の部分２０ｅにイオンビームＩが作用して蒸発することで、調整膜３２の剥離を生じさせてしまうことなどが無い。また、イオンビームＩが、透過することで調整膜３２以外に作用して、酸化等の影響を発生させてしまうことも無い。また、調整膜３２を形成する調整膜形成工程Ｓ２１０は、電極保護膜形成工程Ｓ７０と同時に行うことができることで、工程数を削減して、生産効率を向上させることができる。さらに、微調部３１を圧電振動片３０の両面に設けることで、周波数微調整工程Ｓ２２０として、圧電振動片３０の両面で周波数の微調を行うことができる。このため、調整可能な周波数の幅が増大し、より好適に共振周波数の設定を行うことが可能となる。

図１６は、この実施形態の変形例における周波数微調整工程Ｓ２３０を示している。この変形例の周波数微調整工程Ｓ２３０では、第１のイオンガン３５と第２のイオンガン３７、及び、マスク３６及びマスク３８とがそれぞれ対向して設けられていて、圧電振動片３０は図示しない搬送手段によってマスク３６、３８の間に搬送される。そして、第１のイオンガン３５と第２のイオンガン３７によって同時に、圧電振動片３０の両面に設けられた微調部３１の両方にイオンビームＩを照射して周波数調整を行う。なお、第１のイオンガン３５と第２のイオンガン３７とは、各マスク３６、３８、若しくは圧電振動片３０に照射されるため互いに干渉すること無く使用することが可能である。

この変形例の圧電振動片の製造方法によれば、微調部３１が圧電振動片３０の両面に設けられて、かつ、同時にイオンビームＩを照射することで、周波数微調整工程Ｓ２３０におけるサイクルタイムを向上させることができる。また、図示しない搬送手段によって搬送する延長を短くすることができ、搬送手段の簡略化や装置スペースの削減が可能となる。

なお、第１及び第２の実施形態においては、微調部９、３１を削り取る手段としてアルゴンイオンビームを使用するものとしたが、他のイオン源によるものを選択しても良い。また、第１の実施形態において、微調部９は、上側主面２ａ、３ａのみに形成されるものとしたが、第２の実施形態同様に、下側主面２ｂ、３ｂにも形成して両面で行うものとしても良い。また、圧電振動子について、圧電振動片１、３０を備えたシリンダーパッケージタイプの圧電振動子について説明したが、これに限るものでは無く、セラミックパッケージタイプの圧電振動子としても良い。セラミックパッケージタイプの場合は、圧電振動片を、固定手段を用いてベースに接続するために、一方の主面はベースに対向してしまう。そのために、イオンビームによる加工は圧電振動片の片面に制限される場合が一般的であるが、本発明の第１及び第２の実施形態を適宜変更して適用することは、極めて容易である。

（第３の実施形態）
図１７は、この発明に係る第３の実施形態を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図１７は、本発明に係る音叉型水晶発振器の構成を示す概略図であり、上述した圧電振動子を利用した表面実装型圧電発振器の平面図を示している。 図１７に示すように、この実施形態の発振器１２０は、シリンダーパッケージタイプの圧電振動子１００を、集積回路１２１に電気的に接続された発振子として構成したものである。なお、圧電振動子１００については、第１の実施形態のものと同様であるので、その説明を省略する。この発振器１２０は、コンデンサ等の電子部品１２２が実装された基板１２３を備えている。基板１２３には、発振器用の集積回路１２１が実装されていて、この集積回路１２１の近傍に、圧電振動片１が実装されている。これら電子部品１２２、集積回路１２１及び圧電振動子１００は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。

このように構成された発振器１２０において、圧電振動子１００に電圧を印加すると、圧電振動子１００内の圧電振動片１が振動し、この振動が水晶の圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路１２１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路１２１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。これにより、圧電振動子１００が発振子として機能する。また、集積回路１２１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。

上述したように、本実施形態の発振器１２０によれば、上述の圧電振動子１００を備えることで、圧電振動子１００から出力される周波数信号をより高精度なものとすることができ、発振器１２０としての精度及び信頼性を向上させることができる。なお、上記の発振器１２０は、シリンダーパッケージタイプの圧電振動子１００を備えるものとして説明したが、少なくとも本発明の圧電振動片を備える圧電振動子であれば良い。例えば、表面実装型パッケージタイプの圧電振動子としても良いし、セラミックパッケージタイプの圧電振動子としても良い。

（第４の実施形態）
図１８は、この発明に係る第４の実施形態を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

この実施形態においては、電子機器として、上述した圧電振動子１００を有する携帯情報機器を例にして説明する。図１８は、この電子機器の構成を示すブロック図である。図１８に示すように、この実施形態の携帯情報機器１３０は、圧電振動子１００と、電力を供給するための電源部１３１とを備えている。電源部１３１は、例えば、リチウム二次電池で構成されている。この電源部１３１には、各種制御を行う制御部１３２と、時刻等のカウントを行う計時部１３３と、外部との通信を行う通信部１３４と、各種情報を表示する表示部１３５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１３６とが並列に接続されている。そして、電源部１３１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。

制御部１３２は、各機能部を制御して音声データの送信及び受信、現在時刻の計測や表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１３２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、ＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、ＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等とを備えている。

計時部１３３は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路及びインターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子１００とを備えている。圧電振動子１００に電圧を印加すると圧電振動片１が振動し、この振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部１３２と信号の送受信が行われ、表示部１３５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。

通信部１３４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１３７、音声処理部１３８、切替部１３９、増幅部１４０、音声入出力部１４１、電話番号入力部１４２、着信音発生部１４３及び呼制御メモリ部１４４を備えている。無線部１３７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１４５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１３８は、無線部１３７又は増幅部１４０から入力された音声信号を符号化及び複号化する。増幅部１４０は、音声処理部１３８又は音声入出力部１４１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１４１は、スピーカやマイクロフォン等から構成され、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。

また、着信音発生部１４３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１３９は、着信時に限って、音声処理部１３８に接続されている増幅部１４０を着信音発生部１４３に切り替えることによって、着信音発生部１４３において生成された着信音が増幅部１４０を介して音声入出力部１４１に出力される。なお、呼制御メモリ部１４４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部１４２は、例えば、０から９の番号キー及びその他のキーを備えていて、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。

電圧検出部１３６は、電源部１３１によって制御部１３２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部１３２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１３４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部１３６から電圧降下の通知を受けた制御部１３２は、無線部１３７、音声処理部１３８、切替部１３９及び着信音発生部１４３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１３７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１３５に、通信部１３４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。

すなわち、電圧検出部１３６と制御部１３２とによって、通信部１３４の動作を禁止し、その旨を表示部１３５に表示することができる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部１３５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしても良い。なお、携帯情報機器１３０は、通信部１３４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部１４６を備えており、この電源遮断部１４６によって、通信部１３４の機能が確実に停止される。

この実施形態の携帯情報機器１３０によれば、上述の圧電振動子１００を備えることで、圧電振動子１００から出力される周波数信号をより高精度なものとすることができ、携帯情報機器１３０としての精度及び信頼性を向上させることができる。なお、上記の携帯情報機器１３０は、シリンダーパッケージタイプの圧電振動子１００を備えるものとして説明したが、少なくとも本発明の圧電振動片を備える圧電振動子であれば良い。例えば、表面実装型パッケージタイプの圧電振動子としても良いし、セラミックパッケージタイプの圧電振動子としても良い。また、上述の圧電振動子１００を実装する場合において、予め円筒状のケース１０１の周囲を覆うように樹脂モールドしてある表面実装型タイプとすれば、他の電子部品と同時にプリント基板上にリフロー半田にて接続できるためより好適である。

（第５の実施形態）
図１９は、この発明に係る第５の実施形態を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

この実施形態においては、電波時計の一実施形態として、上述した圧電振動子１００を有する電波時計について説明する。図１９は、この電波時計の構成を示すブロック図である。図１９に示すように、この実施形態の電波時計１５０は、フィルタ部１５１に電気的に接続された圧電振動子１００を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。日本国内には、福島県（４０ｋＨｚ）と佐賀県（６０ｋＨｚ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、上述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。

アンテナ１５２は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ１５３によって増幅され、複数の圧電振動子１００を有するフィルタ部１５１によって濾波、同調される。なお、圧電振動子１００として、上記搬送周波数と同一の４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの共振周波数を有する圧電振動子部１５４、１５５をそれぞれ備えている。

さらに、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１５６により検波復調される。そして、波形整形回路１５７を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１５８でカウントされる。ＣＰＵ１５８では、現在の年、積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１５９に反映され、正確な時刻情報が表示される。搬送波は４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚであるから、圧電振動子部１５４、１５５は、上述した音叉型の構造を持つ圧電振動子が好適である。６０ｋＨｚを例にとれば、音叉型振動子片の寸法例として、全長が約２．８ｍｍ、基部の幅寸法が約０．５ｍｍの寸法で構成することが可能である。

この実施形態の電波時計１５０によれば、上述の圧電振動子１００を備えることで、圧電振動子１００によってより高精度に時刻をカウントすることができる。このため、電波時計１５０としての精度及び信頼性を向上させることができる。なお、上記の電波時計１５０は、シリンダーパッケージタイプの圧電振動子１００を備えるものとして説明したが、少なくとも本発明の圧電振動片を備える圧電振動子であれば良い。例えば、セラミックパッケージタイプの圧電振動子としても良い。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

この発明の第１の実施形態の圧電振動片の斜視図である。 この発明の第１の実施形態の圧電振動片の図１に示す切断線Ａ−Ａにおける断面図である。 この発明の第１の実施形態の圧電振動片の図１に示す切断線Ｂ−Ｂにおける断面図である。 この発明の第１の実施形態の圧電振動子の斜視図である。 この発明の第１の実施形態の圧電振動片の製造工程を示すフロー図である。 この発明の第１の実施形態の圧電振動片の製造工程を示す工程図である。 この発明の第１の実施形態の圧電振動子の製造工程を示すフロー図である。 この発明の第１の実施形態の圧電振動片の周波数微調整工程における説明図 である。 この発明の第１の実施形態の圧電振動片の周波数微調整工程における説明図 である。 この発明の第１の実施形態の圧電振動片の周波数微調整工程におけるイオンビーム照射時間と周波数との関係を示すグラフである。 この発明の第２の実施形態の圧電振動片の断面図である。 この発明の第２の実施形態の圧電振動片の製造工程を示すフロー図である。 この発明の第２の実施形態の圧電振動片の製造工程を示す工程図である。 この発明の第２の実施形態の圧電振動片の周波数微調整工程における説明図である。 この発明の第２の実施形態の圧電振動片の周波数微調整工程完了後の断面図である。 この発明の第２の実施形態の変形例の圧電振動片の周波数微調整工程における説明図である。 この発明の第３の実施形態の発振器の概要図である。 この発明の第４の実施形態の電子機器のブロック図である。 この発明の第５の実施形態の電波時計のブロック図である。

符号の説明

１、３０ 圧電振動片
１ａ 水晶片（圧電材片）
２ａ、３ａ、４ａ 上側主面
２ｂ、３ｂ、４ｂ 下側主面
５ 励振電極
６ 電極保護膜
７ マウントパッド（外部電極接続部）
８、３４ 金属膜
９、３１ 微調部
２０ 導電性膜
３２ 調整膜
１００ 圧電振動子
１２０ 発振器
１３０ 携帯情報機器（電子機器）
１５０ 電波時計
Ｓ３０ 外形形成工程
Ｓ４０ 導電性膜形成工程
Ｓ５０ 導電性膜パターン形成工程
Ｓ７０ 電極保護膜形成工程
Ｓ１３０ 周波数微調整工程
Ｓ２１０ 調整膜形成工程
Ｉ イオンビーム

Claims (16)

1. 所定の形状に形成された圧電材片上に、外部電極と接続される外部電極接続部と、前記圧電材片を所定の周波数で振動させる励振電極と、前記圧電材片を所定の共振周波数に設定するための微調部とが設けられた圧電振動片の製造方法であって、
   前記圧電材片の外形を形成する外形形成工程と、
   外形形成された該圧電材片の表面に導電性膜を成膜する導電性膜形成工程と、
   前記励振電極となる位置で前記導電性膜をパターニングするとともに、前記微調部となる位置で前記導電性膜を除去して、前記圧電材片の表面の一部分を露出させる導電性膜パターン形成工程と、
   該圧電材片の表面が露出して構成された前記微調部にイオンビームを照射して削り取ることで、該微調部の重量を調整して、前記圧電材片を所定の共振周波数に設定する周波数微調整工程とを備えることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
2. 所定の形状に形成された圧電材片上に、外部電極と接続される外部電極接続部と、前記圧電材片を所定の周波数で振動させる励振電極と、前記圧電材片を所定の共振周波数に設定するための微調部とが設けられた圧電振動片の製造方法であって、
   前記圧電材片の外形を形成する外形形成工程と、
   外形形成された該圧電材片の表面に導電性膜を成膜する導電性膜形成工程と、
   前記励振電極となる位置で、前記導電性膜をパターニングする導電性膜パターン形成工程と、
   前記微調部となる位置に、酸化物または窒化物からなる調整膜を成膜する調整膜形成工程と、
   前記微調部の前記調整膜にイオンビームを照射して削り取ることで、該微調部の重量を調整して、前記圧電材片を所定の共振周波数に設定する周波数微調整工程とを備えることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
3. 請求項２に記載の圧電振動片の製造方法において、
   前記導電性膜パターン形成工程は、さらに前記微調部となる位置に前記導電性膜をパターニングするとともに、
   前記調整膜形成工程は、前記微調部となる位置に形成された前記導電性膜上に前記調整膜を成膜することを特徴とする圧電振動片の製造方法。
4. 請求項２または請求項３に記載の圧電振動片の製造方法において、
   前記励振電極となる位置に形成された前記導電性膜上に、前記調整膜と同一膜材の電極保護膜を成膜する電極保護膜形成工程を備え、
   前記調整膜形成工程は、前記電極保護膜形成工程と同時に、前記微調部となる位置で前記電極保護膜を前記調整膜として成膜することを特徴とする圧電振動片の製造方法。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の圧電振動片の製造方法において、
   前記微調部は前記圧電材片の両面に設けられ、
   前記周波数微調整工程は、少なくとも一方の前記微調部に前記イオンビームを照射して行い、所定の共振周波数に設定されなかった場合には、さらに他方の前記微調部に前記イオンビームを照射して行うことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
6. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の圧電振動片の製造方法において、
   前記微調部は前記圧電材片の両面に設けられ、
   前記周波数微調整工程は、前記圧電材片の両面の前記微調部に同時に前記イオンビームを照射して行うことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
7. 所定の形状に形成された圧電材片と、
   該圧電材片の表面に所定のパターンで形成された導電性膜の少なくとも一部分によって形成され、前記圧電材片を所定の周波数で振動させる励振電極と、
   外部電極と接続される外部電極接続部と、
   イオンビームを照射可能に表面を露出させた前記圧電材片の一部分であり、前記イオンビームを照射して削り取ることで重量の調整が行われる微調部とを備えることを特徴とする圧電振動片。
8. 所定の形状に形成された圧電材片と、
   該圧電材片の表面に所定のパターンで形成された導電性膜の少なくとも一部分によって形成され、前記圧電材片を所定の周波数で振動させる励振電極と、
   外部電極と接続される外部電極接続部と、
   酸化物または窒化物からなる調整膜で形成され、該調整膜にイオンビームを照射して削り取ることで重量の調整が行われる微調部とを備えることを特徴とする圧電振動片。
9. 請求項８に記載の圧電振動片において、
   前記微調部は、前記導電性膜の内の前記励振電極と異なる他の部分と、該導電性膜上に形成された前記調整膜とで構成されていることを特徴とする圧電振動片。
10. 請求項８または請求項９に記載の圧電振動片において、
    前記励振電極に形成された前記導電性膜上には、前記調整膜と同一膜材の電極保護膜が形成されていることを特徴とする圧電振動片。
11. 請求項７から請求項１０のいずれかに記載の圧電振動片において、
    前記微調部は、前記圧電材片の両面に設けられていることを特徴とする圧電振動片。
12. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の圧電振動片の製造方法により製造された圧電振動片を備えることを特徴とする圧電振動子。
13. 請求項７から請求項１１のいずれかに記載の圧電振動片を備えることを特徴とする圧電振動子。
14. 請求項１２または請求項１３に記載の圧電振動子が、発振子として集積回路に接続されていることを特徴とする発振器。
15. 請求項１２または請求項１３に記載の圧電振動子を備えることを特徴とする電子機器。
16. 請求項１２または請求項１３に記載の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする電波時計。

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