JP2008236335A - Piezoelectric vibration chip and method of manufacturing the same - Google Patents

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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To secure stiffness of a vibration arm and to improve a stability of a vibration. <P>SOLUTION: A groove 36 extending in a direction of a straight side of a vibration arm 18 is formed in a first surface 12 and a second surface 14. The groove 36 includes a first inner surface 33 extending back on to a first side 32, a second inner surface 35 extending back on to a second side 34, a bottom surface 37 between the first inner surface 33 and the second inner surface 35, and a third inner surface 39 and a fourth inner surface 41 connected to both ends in the direction of the straight side of the bottom surface 37 and both ends in the direction of the straight side of the first and second inner surfaces 33 and 35. The first surface 33 and the second surface 35 of the groove 36 formed on the first surface 12 are nonparallel to each other, parallel to a straight side of a vibration arm 18, and is plane-symmetric with respect to a symmetric surface S<SB>1</SB>vertical to the first surface 12 and the second surface 14. The first inner surface 33 and the second inner surface 35 of the groove 36 formed on the second surface 14 are nonparallel to each other, and is plane-symmetric with respect to the symmetrical surface S<SB>1</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、圧電振動片及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a piezoelectric vibrating piece and a method for manufacturing the same.

音叉型圧電振動片は、一対の振動腕を有し、振動腕には励振電極が形成されている。また、振動腕に溝を形成して振動腕側面及び溝内に励振電極が形成される(特許文献1)。この構成によると、振動腕及び溝内の電極間に発生する電界を効率よく利用することができ、CI値が減少する。しかし、特許文献1の図4に示すように、ウェットエッチングによって振動腕全体を形成した場合、対向する内面の傾斜角度が左右非対象になる。すると、振動腕が斜め方向に振動し、そのために振動特性が安定しないことがあった。それを解消するために、振動腕の溝をドライエッチングによって形成し、溝を断面コの字状にする方法も知られている。しかし、振動腕を小型化した場合、振動全体の剛性が低下し、特に溝底面と溝側面の接合部周辺の剛性不足によって、振動に悪影響を及ぼす可能性がある。
特開2006−352771号公報
The tuning fork type piezoelectric vibrating piece has a pair of vibrating arms, and excitation electrodes are formed on the vibrating arms. Further, a groove is formed in the vibrating arm, and excitation electrodes are formed on the side surface of the vibrating arm and in the groove (Patent Document 1). According to this configuration, the electric field generated between the vibrating arm and the electrode in the groove can be used efficiently, and the CI value decreases. However, as shown in FIG. 4 of Patent Document 1, when the entire vibrating arm is formed by wet etching, the inclination angle of the opposing inner surface is not subject to right and left. Then, the vibrating arm vibrates in an oblique direction, and the vibration characteristics may not be stable. In order to solve this problem, there is also known a method in which the groove of the vibrating arm is formed by dry etching so that the groove has a U-shaped cross section. However, when the vibrating arm is downsized, the rigidity of the entire vibration is lowered, and there is a possibility that the vibration may be adversely affected due to insufficient rigidity around the joint between the groove bottom surface and the groove side surface.
JP 2006-352771 A

本発明の目的は、振動腕の剛性を確保して振動特性を向上させることにある。   An object of the present invention is to improve the vibration characteristics by securing the rigidity of the vibrating arm.

(1)本発明に係る圧電振動片は、
基部と、
前記基部から延びる一対の振動腕と、
それぞれの前記振動腕に形成されている励振電極膜と、
を含み、
それぞれの前記振動腕は、相互に反対を向く平行な第1及び第2の表面と、前記第1及び第2の表面の両側に略垂直に接続される第1及び第2の側面と、を有し、
前記第1及び第2の表面には、それぞれ、前記振動腕の長手方向に延びる溝が形成され、
前記溝は、前記第1の側面と背中合わせに延びる第1の内面と、前記第2の側面と背中合わせに延びる第2の内面と、前記第1及び第2の内面間の底面と、を含み、
前記第1の表面に形成された前記溝の前記第1及び第2の内面は、互いに非平行であり、前記第1及び第2の表面の幅方向の中心を通り、かつ前記第1及び第2の表面に垂直な対称面に対して面対称になっており、
前記第2の表面に形成された前記溝の前記第1及び第2の内面は、互いに非平行であり、前記対称面に対して面対称になっている。本発明によれば、第1及び第2の側面が第1及び第2の表面に対して垂直になっているので振動腕の振動効率が良い。一方、溝の第1及び第2の内面は、傾斜しているので剛性を確保することができ、第1及び第2の表面に対して垂直に形成した場合と比べて、底面とで形成される角に応力が集中しにくいため、振動効率を低下させる要因が少ない。しかも、第1及び第2の内面は、面対称になっているので振動特性が安定する。
(2)この圧電振動片において、
前記底面は、凸曲面になっていてもよい。
(3)この圧電振動片において、
前記溝は、さらに前記第1及び第2の内面の両端を接続する第3及び第4の内面を含み、
前記第1の表面に形成された前記溝の前記第3及び第4の内面は、互いに非平行であり、前記対称面に直交するとともに前記第1及び第2の表面に垂直な第2の対称面について面対称になっており、
前記第2の表面に形成された前記溝の前記第3及び第4の内面は、互いに非平行であり、前記第2の対称面について面対称になっていてもよい。
(4)この圧電振動片において、
前記第1の表面に形成された前記溝の前記第1の内面と、前記第2の表面に形成された前記溝の前記第2の内面とは、前記対称面に対する角度が同じであり、
前記第1の表面に形成された前記溝の前記第2の内面と、前記第2の表面に形成された前記溝の前記第1の内面とは、前記対称面に対する角度が同じであってもよい。
(5)本発明に係る圧電振動片の製造方法は、
(a)圧電体ウエハの相互に反対を向く平行な表面及び裏面を、それぞれ部分的にウェットエッチングレジストで覆ってウェットエッチングによるフルエッチングを行う工程と、
(b)前記(a)工程後に、前記表面及び裏面を、それぞれ部分的にドライエッチングレジストで覆ってドライエッチングによるハーフエッチングを行う工程と、
を含み、
前記ウェットエッチングレジストによる被覆領域は、前記表面及び裏面の一部から、振動腕の第1及び第2の表面を形成するための領域を含み、
前記ドライエッチングレジストからの露出領域は、溝を前記振動腕に形成するための領域を含み、
前記(a)工程で、前記振動腕の、前記第1及び第2の表面の幅方向の両側に接続される第1及び第2の側面が、前記第1及び第2の表面に対して略垂直になるように、前記ウェットエッチングを行い、
前記(b)工程で、前記溝の、前記第1及び第2の側面とそれぞれ背中合わせに延びる第1及び第2の内面が、互いに非平行であって、前記振動腕の幅方向の中心を通り、かつ前記第1及び第2の表面と垂直に交わる対称面について面対称になるように、前記ドライエッチングを行う。本発明によれば、ドライエッチングによって、面対称の第1及び第2の内面を含む溝を形成することができる。
(6)この圧電振動片の製造方法において、
前記ドライエッチングレジストをCrで形成し、
前記溝の底面が凸曲面になるように、前記ドライエッチングを行ってもよい。
(7)この圧電振動片の製造方法において、
前記(b)工程で、前記表面及び裏面にそれぞれ前記ドライエッチングレジストが付着した状態で前記表面に対してハーフエッチングし、その後に、前記表面及び裏面にそれぞれ前記ドライエッチングレジストが付着した状態で前記裏面に対してハーフエッチングしてもよい。
(8)この圧電振動片の製造方法において、
前記(b)工程は、
前記表面に前記ドライエッチングレジストが付着し、前記裏面を覆う第2の保護膜が付着した状態で、前記表面に対してハーフエッチングし、その後、
前記表面の前記ドライエッチングレジスト及び前記裏面の前記第2の保護膜を除去し、その後、
前記裏面に前記ドライエッチングレジストが付着し、前記表面及び前記表面の前記溝を覆う第1の保護膜が付着した状態で、前記裏面に対してハーフエッチングし、その後、
前記裏面の前記ドライエッチングレジスト及び前記表面の前記第1の保護膜を除去することを含んでもよい。
(1) The piezoelectric vibrating piece according to the present invention is
The base,
A pair of vibrating arms extending from the base;
An excitation electrode film formed on each of the vibrating arms;
Including
Each of the vibrating arms includes first and second parallel surfaces facing opposite to each other, and first and second sides connected substantially vertically to both sides of the first and second surfaces. Have
A groove extending in the longitudinal direction of the vibrating arm is formed on each of the first and second surfaces,
The groove includes a first inner surface extending back to back with the first side surface, a second inner surface extending back to back with the second side surface, and a bottom surface between the first and second inner surfaces,
The first and second inner surfaces of the groove formed on the first surface are non-parallel to each other, pass through the center in the width direction of the first and second surfaces, and the first and second surfaces. 2 is symmetric with respect to a plane of symmetry perpendicular to the surface of
The first and second inner surfaces of the groove formed on the second surface are non-parallel to each other and are plane-symmetric with respect to the symmetry plane. According to the present invention, since the first and second side surfaces are perpendicular to the first and second surfaces, the vibration efficiency of the vibrating arm is good. On the other hand, since the first and second inner surfaces of the groove are inclined, the rigidity can be ensured, and the first and second inner surfaces are formed with the bottom surface as compared with the case where the first and second inner surfaces are formed perpendicular to the first and second surfaces. There are few factors that reduce vibration efficiency because stress is difficult to concentrate on the corner. In addition, since the first and second inner surfaces are plane-symmetric, the vibration characteristics are stabilized.
(2) In this piezoelectric vibrating piece,
The bottom surface may be a convex curved surface.
(3) In this piezoelectric vibrating piece,
The groove further includes third and fourth inner surfaces connecting both ends of the first and second inner surfaces,
The third and fourth inner surfaces of the groove formed on the first surface are non-parallel to each other, and are second symmetrical with respect to the symmetry plane and perpendicular to the first and second surfaces. It is plane symmetric about the plane,
The third and fourth inner surfaces of the groove formed on the second surface may be non-parallel to each other and be symmetric with respect to the second symmetry plane.
(4) In this piezoelectric vibrating piece,
The first inner surface of the groove formed on the first surface and the second inner surface of the groove formed on the second surface have the same angle with respect to the symmetry plane,
The second inner surface of the groove formed on the first surface and the first inner surface of the groove formed on the second surface may have the same angle with respect to the symmetry plane. Good.
(5) A method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to the present invention includes:
(A) a step of performing full etching by wet etching by partially covering the parallel front and back surfaces of the piezoelectric wafer facing each other partially with a wet etching resist;
(B) after the step (a), partially covering the front surface and the back surface with a dry etching resist and performing half etching by dry etching;
Including
The region covered with the wet etching resist includes a region for forming the first and second surfaces of the vibrating arm from a part of the front surface and the back surface,
The exposed region from the dry etching resist includes a region for forming a groove in the vibrating arm,
In the step (a), the first and second side surfaces of the vibrating arm connected to both sides of the first and second surfaces in the width direction are substantially the same as the first and second surfaces. Perform the wet etching so that it is vertical,
In the step (b), the first and second inner surfaces of the groove extending back to back with the first and second side surfaces are not parallel to each other and pass through the center of the vibrating arm in the width direction. In addition, the dry etching is performed so that the plane of symmetry perpendicular to the first and second surfaces is symmetrical. According to the present invention, a groove including the first and second inner surfaces that are plane-symmetric can be formed by dry etching.
(6) In the method of manufacturing the piezoelectric vibrating piece,
Forming the dry etching resist with Cr;
The dry etching may be performed so that the bottom surface of the groove has a convex curved surface.
(7) In this method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece,
In the step (b), half etching is performed on the surface in a state where the dry etching resist is adhered to the front surface and the back surface, respectively, and then the dry etching resist is adhered to the front surface and the back surface, respectively. You may half-etch with respect to a back surface.
(8) In this method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece,
The step (b)
In the state where the dry etching resist is attached to the front surface and the second protective film covering the back surface is attached, half etching is performed on the front surface, and then
Removing the dry etching resist on the front surface and the second protective film on the back surface;
In the state where the dry etching resist is attached to the back surface and the first protective film covering the groove on the surface and the surface is attached, half etching is performed on the back surface,
The method may include removing the dry etching resist on the back surface and the first protective film on the front surface.

図1は、本発明の実施の形態に係る圧電振動片を示す平面図である。図2は、図1に示す圧電振動片のII−II線断面拡大図である。図3は、図1に示す圧電振動片のIII−III線断面拡大図である。なお、底面図は平面図と対称に表れる。   FIG. 1 is a plan view showing a piezoelectric vibrating piece according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along the line II-II of the piezoelectric vibrating piece shown in FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line III-III of the piezoelectric vibrating piece shown in FIG. The bottom view appears symmetrically with the plan view.

圧電振動片(例えば音叉型圧電振動片)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からなる。圧電振動片を水晶から構成する場合、水晶ウエハは、X軸、Y軸及びZ軸からなる直交座標系において、Z軸を中心に時計回りに0度ないし5度の範囲で回転して切り出した水晶Z板を所定の厚みに切断研磨して得られるものを用いる。圧電振動片は、基部16と、基部16から延びる一対の振動腕18と、を含む。   The piezoelectric vibrating piece (for example, a tuning fork type piezoelectric vibrating piece) is made of a piezoelectric material such as quartz, lithium tantalate, or lithium niobate. When the piezoelectric vibrating piece is made of quartz, the quartz wafer is cut out by rotating in the range of 0 to 5 degrees clockwise around the Z axis in an orthogonal coordinate system composed of the X, Y, and Z axes. A crystal Z plate obtained by cutting and polishing to a predetermined thickness is used. The piezoelectric vibrating piece includes a base portion 16 and a pair of vibrating arms 18 extending from the base portion 16.

基部16には、第1及び第2の表面12,14に括れた形状が表れるように対向方向に一対の切り込み22が形成されている。基部16は、一対の切り込み22を挟んで両側に位置する第1及び第2の部分24,26と、一対の切り込み22の間で第1及び第2の部分24,26を接続する接続部28と、を含む。切り込み22によって、振動腕18の振動の伝達が遮断されるので、振動が基部16や支持腕38を介して外部に伝わり、振動エネルギーを損失すること(振動漏れ)を抑制し、CI値の上昇を防止することができる。切り込み22の長さ(深さ)は、基部16の強度を確保できる範囲で長い(深い)ほど、振動漏れ抑制効果は大きい。一対の切り込み22の間の幅(接続部28の幅)は、一対の振動腕18の対向する側面の間隔よりも小さくしてもよいし大きくしてもよいし、一対の振動腕18の相互に反対を向く側面の距離よりも小さくしてもよいし大きくしてもよい。   The base portion 16 is formed with a pair of cuts 22 in the opposing direction so that the shape confined to the first and second surfaces 12 and 14 appears. The base portion 16 includes first and second portions 24 and 26 located on both sides of the pair of cuts 22, and a connection portion 28 that connects the first and second portions 24 and 26 between the pair of cuts 22. And including. Since the transmission of the vibration of the vibrating arm 18 is cut off by the notch 22, the vibration is transmitted to the outside via the base 16 and the support arm 38, and loss of vibration energy (vibration leakage) is suppressed, and the CI value increases. Can be prevented. As the length (depth) of the notch 22 is longer (deeper) within a range in which the strength of the base portion 16 can be secured, the vibration leakage suppressing effect is larger. The width between the pair of cuts 22 (the width of the connecting portion 28) may be smaller or larger than the interval between the opposing side surfaces of the pair of vibrating arms 18, or the mutual distance between the pair of vibrating arms 18. The distance may be smaller or larger than the distance of the side surface facing the opposite direction.

一対の振動腕18は、基部16の第1の部分24から第1及び第2の表面12,14に平行に延びる。振動腕18は、相互に反対を向く平行な第1及び第2の表面12,14と、第1及び第2の表面12,14の両側に垂直に接続する第1及び第2の側面32,34と、を有する。圧電振動片を水晶から構成する場合、結晶方位について、第1の側面32がX軸の+方向を向き、第2の側面34がX軸の−方向を向き、基部16から+Y軸に沿って延びるように構成する。   The pair of vibrating arms 18 extends from the first portion 24 of the base portion 16 in parallel to the first and second surfaces 12 and 14. The vibrating arm 18 includes parallel first and second surfaces 12 and 14 facing opposite to each other, and first and second side surfaces 32 connected vertically to both sides of the first and second surfaces 12 and 14. 34. When the piezoelectric vibrating piece is made of quartz, with respect to the crystal orientation, the first side surface 32 faces the + direction of the X axis, the second side surface 34 faces the − direction of the X axis, and extends from the base 16 along the + Y axis. Configure to extend.

振動腕18は、基部16に接続される根本部において、基部16側に向けて幅を拡げてあり、広い幅で基部16に接続するので剛性が高くなっている。振動腕18は、第1及び第2の側面32,34の間隔によって定義される幅が、基部16から先端に向けて細くなっている。このようなテーパを形成することにより、振動腕18は振動しやすくなっている。ただし、振動腕18は、先端に近い位置で、幅が先端に向けて太くなるように逆テーパが付けられている。逆テーパを付けることで、先端部分が錘の機能を果たすので、振動周波数を低くすることができる。テーパから逆テーパに反転する位置が溝36よりも先端近くに位置するように、振動腕18は形成されている。   The resonating arm 18 is wide at the base portion connected to the base portion 16 toward the base portion 16 and is connected to the base portion 16 with a wide width, so that the rigidity is high. The width of the vibrating arm 18 defined by the distance between the first and second side surfaces 32 and 34 is narrowed from the base 16 toward the tip. By forming such a taper, the vibrating arm 18 is easily vibrated. However, the vibrating arm 18 is reverse-tapered at a position close to the tip so that the width increases toward the tip. By applying the reverse taper, the tip portion functions as a weight, so that the vibration frequency can be lowered. The vibrating arm 18 is formed so that the position where the taper is reversed to the reverse taper is located closer to the tip than the groove 36.

振動腕18には、第1及び第2の表面12,14に、長手方向に延びる溝36がそれぞれ形成されている。溝36は、振動腕18の長さの50〜70%の長さを有する。また、溝36は、振動腕18の幅の60〜90%の幅を有する。   The vibrating arm 18 is formed with grooves 36 extending in the longitudinal direction on the first and second surfaces 12 and 14, respectively. The groove 36 has a length of 50 to 70% of the length of the vibrating arm 18. Further, the groove 36 has a width of 60 to 90% of the width of the vibrating arm 18.

溝36は、第1の側面32と背中合わせに延びる第1の内面33と、第2の側面34と背中合わせに延びる第2の内面35と、を含む。第1の表面12に形成された溝36の第1及び第2の内面33,35は、互いに非平行である。また、第1及び第2の内面33,35は、第1の表面12に対して垂直ではない。第1及び第2の内面33,35は、振動腕18の長手方向と平行であって第1及び第2の表面12,14の中心を通り、かつそれらに垂直な対称面Sについて面対称になっている。同様に、第2の表面14に形成された溝36の第1及び第2の内面33,35も、互いに非平行であり、対称面Sについて面対称になっている。溝36は、第1及び第2の内面33,35間の底面37を含む。底面37は、凸曲面になっていてもよいし、平面であってもよい。 The groove 36 includes a first inner surface 33 extending back to back with the first side surface 32, and a second inner surface 35 extending back to back with the second side surface 34. The first and second inner surfaces 33 and 35 of the groove 36 formed in the first surface 12 are non-parallel to each other. Further, the first and second inner surfaces 33 and 35 are not perpendicular to the first surface 12. The first and second inner surfaces 33 and 35 are plane-symmetric with respect to a plane of symmetry S 1 that is parallel to the longitudinal direction of the vibrating arm 18, passes through the centers of the first and second surfaces 12 and 14, and is perpendicular thereto. It has become. Similarly, the first and second inner surfaces 33 and 35 of the groove 36 formed in the second surface 14 is also a non-parallel to each other, which is the plane of symmetry for the symmetry plane S 1. The groove 36 includes a bottom surface 37 between the first and second inner surfaces 33, 35. The bottom surface 37 may be a convex curved surface or a flat surface.

溝36は、底面37の長手方向の両端及び第1及び第2の内面33,35の長手方向の両端に接続する第3及び第4の内面39,41を含む。第1の表面12に形成された溝36の第3及び第4の内面39,41は、互いに非平行である。また、第3及び第4の内面39,41は、対称面Sに直交するとともに第1及び第2の表面12,14に垂直な第2の対称面Sについて面対称になっている。第2の表面14に形成された溝36の第3及び第4の内面39,41も、互いに非平行であり、第2の対称面Sについて面対称になっている。 The groove 36 includes third and fourth inner surfaces 39, 41 connected to both longitudinal ends of the bottom surface 37 and both longitudinal ends of the first and second inner surfaces 33, 35. The third and fourth inner surfaces 39 and 41 of the groove 36 formed in the first surface 12 are non-parallel to each other. Further, the third and fourth inner surfaces 39 and 41 are plane-symmetric with respect to a second symmetry plane S 2 that is orthogonal to the symmetry plane S 1 and perpendicular to the first and second surfaces 12 and 14. The third and fourth inner surfaces 39 and 41 of the groove 36 formed in the second surface 14 are also non-parallel to each other and are plane-symmetric with respect to the second symmetry plane S2.

溝36の内側において第1の内面33と対称面Sとがなす狭角と、第2の内面35と対称面Sとがなす狭角は同じで、例えば、70〜90°である。同様に、第3の内面、第4の内面が、それぞれ第2の対称面Sとなす狭角は同一である。 A narrow angle to the first inner surface 33 and the plane of symmetry S 1 is formed inside the groove 36, the second inner surface 35 and the plane of symmetry S 1 and forms narrow angle the same, for example, 70 to 90 °. Similarly, the third inner surface, the fourth inner surface, a narrow angle formed between the second plane of symmetry S 2 each are the same.

本実施の形態によれば、溝36の第1及び第2の内面33,35は、傾斜しているので剛性を確保することができる。したがって、第1及び第2の内面33,35を第1及び第2の表面12,14に対して垂直に形成した場合と比べて、底面37とで形成される角に応力が集中しにくいため、振動に悪影響を及ぼす要因が少ない。しかも、第1及び第2の側面32,34は第1及び第2の表面12,14に対して略垂直になっており、かつ第1及び第2の内面33,35は面対称になっているので、振動腕全体が対称面Sに対して対称になっている。そのため、z方向変位を含む斜め方向の振動が発生する可能性を低減でき、振動が安定する。 According to the present embodiment, the first and second inner surfaces 33 and 35 of the groove 36 are inclined, so that rigidity can be ensured. Therefore, compared to the case where the first and second inner surfaces 33, 35 are formed perpendicular to the first and second surfaces 12, 14, stress is less likely to concentrate on the corner formed by the bottom surface 37. There are few factors that adversely affect vibration. Moreover, the first and second side surfaces 32 and 34 are substantially perpendicular to the first and second surfaces 12 and 14, and the first and second inner surfaces 33 and 35 are plane-symmetric. because there, the entire vibrating arms are symmetrical with respect to the symmetry plane S 1. Therefore, it is possible to reduce the possibility of occurrence of oblique vibration including displacement in the z direction, and the vibration is stabilized.

圧電振動片は、基部16の第2の部分26から延びる一対の支持腕38を有する。一対の支持腕38は、基部16から一対の振動腕18が延びる方向とは交差方向であってそれぞれ相互に反対方向に延び、一対の振動腕18の延びる方向に屈曲してさらに延びる。屈曲することで、支持腕38は小型化される。支持腕38は、図示しないパッケージなどに取り付けられる部分であり、支持腕38での取り付けによって、振動腕18及び基部16は浮いた状態になる。   The piezoelectric vibrating piece has a pair of support arms 38 extending from the second portion 26 of the base 16. The pair of support arms 38 extend in directions opposite to the direction in which the pair of vibrating arms 18 extend from the base portion 16 and extend in directions opposite to each other, and further bend and extend in the direction in which the pair of vibrating arms 18 extends. By bending, the support arm 38 is miniaturized. The support arm 38 is a part that is attached to a package or the like (not shown), and the vibration arm 18 and the base 16 are brought into a floating state by the attachment with the support arm 38.

振動腕18には、励振電極膜40が形成されている。図2に示す励振電極膜40は1層で構成されているが、100Å以上300Å以下の厚みを有する下地のCr膜と、Cr膜上に形成された200Å以上500Å以下の厚みを有するAu膜と、を含む多層構造であってもよい。Cr膜は水晶との密着性が高く、Au膜は電気抵抗が低く酸化し難いことで知られている。励振電極膜40は、第1及び第2の表面12,14にそれぞれ形成された表裏電極膜(複数の表電極膜と複数の裏電極膜)と、第1及び第2の側面32,34にそれぞれ形成された第1及び第2の側面電極膜と、溝36の内面に形成された内面電極膜と、を含む。   An excitation electrode film 40 is formed on the vibrating arm 18. The excitation electrode film 40 shown in FIG. 2 is composed of one layer, and is a base Cr film having a thickness of 100 to 300 mm, and an Au film having a thickness of 200 to 500 mm formed on the Cr film. A multilayer structure including It is known that the Cr film has high adhesion to quartz, and the Au film has low electrical resistance and is difficult to oxidize. The excitation electrode film 40 includes front and back electrode films (a plurality of front electrode films and a plurality of back electrode films) formed on the first and second surfaces 12 and 14, and the first and second side surfaces 32 and 34, respectively. First and second side electrode films formed respectively, and an inner surface electrode film formed on the inner surface of the groove 36 are included.

励振電極膜40によって、第1及び第2の励振電極42,44が構成される。1つの振動腕18において、第1及び第2の励振電極42,44間に電圧を印加して、振動腕18の第1及び第2の側面32,34を伸縮させることで振動腕18を振動させる。溝36を形成することによって、励振電極42及び44間に発生する電界のz方向成分が減少し、x方向成分が増加する。したがって、溝を設けない場合に比べ、電界を効率的に利用することが可能になり、CI値を下げることができる。なお、第1及び第2の励振電極42,44は、振動腕18の70%までは、長いほどCI値が下がることが分かっている。   The excitation electrode film 40 constitutes first and second excitation electrodes 42 and 44. In one vibrating arm 18, the voltage is applied between the first and second excitation electrodes 42 and 44, and the first and second side surfaces 32 and 34 of the vibrating arm 18 are expanded and contracted to vibrate the vibrating arm 18. Let By forming the groove 36, the z-direction component of the electric field generated between the excitation electrodes 42 and 44 is reduced, and the x-direction component is increased. Therefore, the electric field can be used more efficiently than when no groove is provided, and the CI value can be lowered. It is known that the CI value of the first and second excitation electrodes 42 and 44 decreases as the length increases to 70% of the vibrating arm 18.

第1の励振電極42は、溝36の内面に形成された内面電極膜を含む。第1の表面12の溝36に形成された内面電極膜と、第2の表面14の溝36に形成された内面電極膜と、は電気的に接続されている。すなわち、第1及び第2の表面12,14それぞれに形成された一対の第1の励振電極42は電気的に接続されている。一方の振動腕18に形成された一対の第1の励振電極42は、基部16上の第1及び第2の表面12,14それぞれに形成された引き出し電極46に接続され、これらの引き出し電極46が、他方の振動腕18の第1又は第2の側面電極膜に接続されることで電気的に接続される。   The first excitation electrode 42 includes an inner surface electrode film formed on the inner surface of the groove 36. The inner surface electrode film formed in the groove 36 of the first surface 12 and the inner surface electrode film formed in the groove 36 of the second surface 14 are electrically connected. In other words, the pair of first excitation electrodes 42 formed on the first and second surfaces 12 and 14 are electrically connected. A pair of first excitation electrodes 42 formed on one vibrating arm 18 is connected to extraction electrodes 46 formed on the first and second surfaces 12 and 14 on the base 16, respectively. Are electrically connected by being connected to the first or second side electrode film of the other vibrating arm 18.

第2の励振電極44は、第1及び第2の側面32,34に形成された第1及び第2の側面電極膜を含む。また、第1及び第2の側面電極膜は電気的に接続されている。その電気的接続は、振動腕18の溝36が形成されていない部分(例えば先端部)において、第1及び第2の表面12,14の少なくとも一方(あるいは両方)上に形成された接続電極48によってなされている。   The second excitation electrode 44 includes first and second side surface electrode films formed on the first and second side surfaces 32 and 34. The first and second side electrode films are electrically connected. The electrical connection is achieved by connecting electrodes 48 formed on at least one (or both) of the first and second surfaces 12 and 14 at a portion (for example, the tip) of the vibrating arm 18 where the groove 36 is not formed. Is made by.

一方の振動腕18に形成された第1の励振電極42と、他方の振動腕18に形成された第2の励振電極44と、は基部16上の引き出し電極46で電気的に接続されている。引き出し電極46は、第2の励振電極44が形成される振動腕18の隣に並ぶ支持腕38上に至るまで形成されている。引き出し電極46は、支持腕38の第1及び第2の表面12,14(あるいはさらに側面)に形成してもよい。支持腕38上で、引き出し電極46を外部との電気的接続部にすることができる。   The first excitation electrode 42 formed on one vibrating arm 18 and the second excitation electrode 44 formed on the other vibrating arm 18 are electrically connected by a lead electrode 46 on the base 16. . The extraction electrode 46 is formed up to the support arm 38 arranged next to the vibrating arm 18 where the second excitation electrode 44 is formed. The extraction electrode 46 may be formed on the first and second surfaces 12 and 14 (or further side surfaces) of the support arm 38. On the support arm 38, the extraction electrode 46 can be an electrical connection portion with the outside.

図4は、本実施の形態に係る圧電振動片の動作を説明する図である。図4に示すように、一方の振動腕18の第1及び第2の励振電極42,44に電圧が印加され、他方の振動腕18の第1及び第2の励振電極42,44に電圧が印加される。ここで、一方の振動腕18の第1の励振電極42と他方の振動腕18の第2の励振電極44が同じ電位(図4の例では+電位)となり、一方の振動腕18の第2の励振電極44と他方の振動腕18の第1の励振電極42が同じ電位(図4の例では−電位)となるように、第1の励振電極42及び第2の励振電極44は、クロス配線によって交流電源に接続され、駆動電圧としての交番電圧が印加されるようになっている。印加電圧によって、図4に矢印で示すように電界が発生し、これにより、振動腕18は、互いに逆相振動となるように(振動腕18の先端側が互いに接近・離間するように)励振されて屈曲振動する。また、基本モードで振動するように交番電圧が調整されている。   FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the piezoelectric vibrating piece according to the present embodiment. As shown in FIG. 4, a voltage is applied to the first and second excitation electrodes 42 and 44 of one vibration arm 18, and a voltage is applied to the first and second excitation electrodes 42 and 44 of the other vibration arm 18. Applied. Here, the first excitation electrode 42 of one vibrating arm 18 and the second excitation electrode 44 of the other vibrating arm 18 have the same potential (+ potential in the example of FIG. 4), and the second excitation electrode 18 of one vibrating arm 18 has the second potential. The first excitation electrode 42 and the second excitation electrode 44 are crossed so that the first excitation electrode 42 and the first excitation electrode 42 of the other vibrating arm 18 have the same potential (-potential in the example of FIG. 4). It is connected to an AC power supply by wiring, and an alternating voltage as a drive voltage is applied. An electric field is generated by the applied voltage as shown by an arrow in FIG. 4, whereby the vibrating arms 18 are excited so as to be in antiphase vibration with each other (the leading ends of the vibrating arms 18 approach and separate from each other). Bends and vibrates. The alternating voltage is adjusted so as to vibrate in the basic mode.

(第1の実施の形態に係る圧電振動片の製造方法)
図5(A)〜図6(C)は、本発明の第1の実施の形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する図である。本実施の形態では、水晶等からなる圧電体ウエハ10を使用する。圧電体ウエハ10は、相互に反対を向く平行な表面11及び裏面13を有する板材である。
(Manufacturing method of the piezoelectric vibrating piece according to the first embodiment)
FIG. 5A to FIG. 6C are diagrams illustrating a method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, a piezoelectric wafer 10 made of quartz or the like is used. The piezoelectric wafer 10 is a plate material having a parallel front surface 11 and a back surface 13 facing opposite to each other.

図5(A)に示すように、表面11及び裏面13を、それぞれ部分的にウェットエッチングレジスト50で覆う。ウェットエッチングレジスト50は、パターニングされた金属層(例えばCr膜とその上のAu膜)及び金属層上のパターニングされた樹脂層からなる。金属層を形成し、その上に感光性の樹脂によって樹脂層を形成し、フォトリソグラフィによって樹脂層をパターニングし、パターニングされた樹脂層をマスクとしたエッチング(ドライ・ウェットのどちらでもよいがウェットを適用可能)によって金属層をパターニングする。ウェットエッチングレジスト50による被覆領域は、表面11及び裏面13の一部から振動腕18の第1及び第2の表面12,14を形成するための領域を含む。   As shown in FIG. 5A, the front surface 11 and the back surface 13 are partially covered with a wet etching resist 50, respectively. The wet etching resist 50 includes a patterned metal layer (for example, a Cr film and an Au film thereon) and a patterned resin layer on the metal layer. A metal layer is formed, a resin layer is formed with a photosensitive resin on the metal layer, the resin layer is patterned by photolithography, and etching using the patterned resin layer as a mask (whether dry or wet is acceptable) The metal layer is patterned. The region covered with the wet etching resist 50 includes a region for forming the first and second surfaces 12 and 14 of the vibrating arm 18 from a part of the front surface 11 and the back surface 13.

図5(B)に示すように、圧電体ウエハ10の表面11及び裏面13を、ウェットエッチングレジスト50をマスクとしてウェットエッチングによるフルエッチングを行う。ウェットエッチングは、振動腕18の、第1及び第2の表面12,14の幅方向の両側に接続される第1及び第2の側面32,34が、第1及び第2の表面12,14に対して略垂直になるように行う。ウェットエッチングによって、低コストで効率的にエッチングを行うことができる。これによって、基部16及び基部16から延びる一対の振動腕18を抜き出す。結晶方位に依存性があるウェットエッチングであっても、エッチング時間やエッチング条件によって、表面11及び裏面13に対して垂直の第1及び第2の側面32,34を形成することができる。   As shown in FIG. 5B, the front surface 11 and the back surface 13 of the piezoelectric wafer 10 are fully etched by wet etching using the wet etching resist 50 as a mask. In the wet etching, the first and second side surfaces 32 and 34 connected to both sides of the vibrating arm 18 in the width direction of the first and second surfaces 12 and 14 are the first and second surfaces 12 and 14. To be substantially perpendicular to. Etching can be efficiently performed at low cost by wet etching. As a result, the base 16 and the pair of vibrating arms 18 extending from the base 16 are extracted. Even in the case of wet etching that depends on the crystal orientation, the first and second side surfaces 32 and 34 perpendicular to the front surface 11 and the back surface 13 can be formed depending on the etching time and etching conditions.

図5(C)に示すように、圧電体ウエハ10の表面11及び裏面13を、それぞれ部分的にドライエッチングレジスト54で覆う。ドライエッチングレジスト54として、Cr膜を使用してもよい。Cr膜は無電解メッキで形成することができる。ドライエッチングレジスト54からの露出領域は、溝36を振動腕18に形成するための領域を含む。   As shown in FIG. 5C, the front surface 11 and the back surface 13 of the piezoelectric wafer 10 are partially covered with a dry etching resist 54, respectively. A Cr film may be used as the dry etching resist 54. The Cr film can be formed by electroless plating. The exposed area from the dry etching resist 54 includes an area for forming the groove 36 in the vibrating arm 18.

図6(A)に示すように、表面11に対してドライエッチングによるハーフエッチングを行う。ハーフエッチングは、ウェットエッチングよりもドライエッチングによって簡単に行うことができる。ドライエッチングは、溝36が上述した形状になるように行う。ドライエッチングレジスト54をCrで形成し、マスク選択比(マスクエッチング速度/圧電体ウエハ10のエッチング速度)を小さくしてドライエッチングを行う。これにより、溝36の底面37を凸曲面にすることができる。こうして、振動腕18の表面11に溝36を形成する。ドライエッチングは結晶方位に依存しないが、ドライエッチングレジスト54の開口の間隔が狭いため、溝36の内面が傾斜する。ただし、ドライエッチングでは、ウェットエッチングと異なり、溝36の対向する内面の傾斜が面対称の形状になる。なお、表面11及び裏面13にそれぞれドライエッチングレジスト54が付着した状態で表面11に対してハーフエッチングを行う。   As shown in FIG. 6A, half etching by dry etching is performed on the surface 11. Half etching can be performed more easily by dry etching than by wet etching. Dry etching is performed so that the groove 36 has the shape described above. The dry etching resist 54 is formed of Cr, and dry etching is performed with a reduced mask selection ratio (mask etching speed / etching speed of the piezoelectric wafer 10). As a result, the bottom surface 37 of the groove 36 can be a convex curved surface. In this way, the groove 36 is formed on the surface 11 of the vibrating arm 18. Although the dry etching does not depend on the crystal orientation, the inner surface of the groove 36 is inclined because the interval between the openings of the dry etching resist 54 is narrow. However, in the dry etching, unlike the wet etching, the inclined inner surfaces of the grooves 36 have a symmetrical shape. Note that half etching is performed on the front surface 11 with the dry etching resist 54 attached to the front surface 11 and the back surface 13 respectively.

図6(B)に示すように、裏面13に対してもドライエッチングによるハーフエッチングを行う。こうして、振動腕18の表面11及び裏面13に溝36を形成する。なお、表面11及び裏面13にそれぞれドライエッチングレジスト54が付着した状態で裏面13に対してハーフエッチングする。   As shown in FIG. 6B, half etching by dry etching is also performed on the back surface 13. Thus, the grooves 36 are formed on the front surface 11 and the back surface 13 of the vibrating arm 18. The back surface 13 is half-etched with the dry etching resist 54 attached to the front surface 11 and the back surface 13 respectively.

図6(C)に示すように、ドライエッチングレジスト54を除去する。そして、図1〜図3に示すように、励振電極膜40を形成する。   As shown in FIG. 6C, the dry etching resist 54 is removed. And as shown in FIGS. 1-3, the excitation electrode film | membrane 40 is formed.

本実施の形態によれば、溝36の形成をドライエッチングによって行うので精密な加工が可能である。ウェットエッチングを行った後にドライエッチングを行うので、全てをウェットエッチングで行うよりも精密に加工することができ、全てをドライエッチングで行うよりも効率的に行うことができる。なお、本実施の形態では、ウェットエッチング及びドライエッチングを組み合わせているので、ドライエッチングだけで行うよりも、エッチングガス(例えばCF)の排出を20%削減することができる。その他、本実施の形態に係る製造方法は、上述した構成から自明の製造プロセス及び周知のプロセスを含む。さらに、必要に応じて、ドライエッチングの工程を追加してもよい。例えば、ドライエッチングによって、接続部28に貫通穴(図示せず)を形成するプロセスを追加してもよい。 According to the present embodiment, since the groove 36 is formed by dry etching, precise processing is possible. Since dry etching is performed after wet etching, all can be processed more precisely than by wet etching, and all can be performed more efficiently than by dry etching. Note that in this embodiment, since wet etching and dry etching are combined, the discharge of etching gas (for example, CF 4 ) can be reduced by 20% compared to dry etching alone. In addition, the manufacturing method according to the present embodiment includes an obvious manufacturing process and a known process from the above-described configuration. Furthermore, a dry etching step may be added as necessary. For example, a process of forming a through hole (not shown) in the connection portion 28 by dry etching may be added.

(第2の実施の形態に係る圧電振動片の製造方法)
図7(A)〜図7(D)は、本発明の第2の実施の形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する図である。本実施の形態では、第1の実施の形態の図5(C)を参照して説明した工程の代わりに、図7(A)に示す工程を行う。すなわち、表面11にドライエッチングレジスト54を形成し、裏面13にはこれを覆うように第2の保護膜56を形成する。第2の保護膜56は裏面13の全面を覆ってもよい。ただし、すでに、図5(A)〜図5(B)に示す工程の後であるため、振動腕18及び基部16が抜き出されている。
(Method for Manufacturing Piezoelectric Vibrating Piece According to Second Embodiment)
FIG. 7A to FIG. 7D are diagrams illustrating a method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment, instead of the process described with reference to FIG. 5C of the first embodiment, the process shown in FIG. 7A is performed. That is, a dry etching resist 54 is formed on the front surface 11, and a second protective film 56 is formed on the back surface 13 so as to cover it. The second protective film 56 may cover the entire back surface 13. However, since it is already after the steps shown in FIGS. 5A to 5B, the vibrating arm 18 and the base portion 16 are extracted.

図7(B)に示すように、表面11にドライエッチングレジスト54が付着し、裏面13(例えばその全面)を覆う第2の保護膜56が付着した状態で、表面11に対してハーフエッチングする。これにより、表面11に溝36を形成する。また、裏面13が第2の保護膜56で覆われているので、裏面13がエッチングされるのを防止し、次に行う裏面13のエッチングによって、表面11及び裏面13の均一なエッチングを可能にしている。また、裏面13を覆う第2の保護膜56が、図6(A)に示す裏面13のドライエッチングレジスト54よりも大きいので、冷却効果が大きく、ドライエッチングを効率的に行うことができる。その後、表面11のドライエッチングレジスト54及び裏面13の第2の保護膜56を除去する。   As shown in FIG. 7B, half etching is performed on the front surface 11 with the dry etching resist 54 attached to the front surface 11 and the second protective film 56 covering the back surface 13 (for example, the entire surface). . Thereby, the groove 36 is formed in the surface 11. Further, since the back surface 13 is covered with the second protective film 56, the back surface 13 is prevented from being etched, and the etching of the back surface 13 performed next enables the front surface 11 and the back surface 13 to be uniformly etched. ing. In addition, since the second protective film 56 covering the back surface 13 is larger than the dry etching resist 54 on the back surface 13 shown in FIG. 6A, the cooling effect is large and dry etching can be performed efficiently. Thereafter, the dry etching resist 54 on the front surface 11 and the second protective film 56 on the back surface 13 are removed.

図7(C)に示すように、裏面13にドライエッチングレジスト54を形成し、表面11にはこれを覆うように第1の保護膜58を形成する。第1の保護膜58は表面11の全面を覆ってもよい。   As shown in FIG. 7C, a dry etching resist 54 is formed on the back surface 13, and a first protective film 58 is formed on the front surface 11 so as to cover it. The first protective film 58 may cover the entire surface 11.

図7(D)に示すように、裏面13にドライエッチングレジスト54が付着し、表面11及び表面11の溝36を覆う第1の保護膜58が付着した状態で、裏面13に対してハーフエッチングする。これにより、裏面13に溝36を形成する。また、表面11が第1の保護膜58で覆われているので、表面11が再度エッチングされるのを防止し、表面11及び裏面13の均一なエッチングを可能にしている。また、表面11及び溝36を覆う第1の保護膜58が、図6(B)に示す表面11のドライエッチングレジスト54よりも大きいので、冷却効果が大きく、ドライエッチングを効率的に行うことができる。その後、裏面13のドライエッチングレジスト54及び表面11の第1の保護膜58を除去する。その他の点について、本実施の形態に係る製造方法には、上述した第1の実施の形態で説明した製造方法を適用することができる。本実施の形態でも、第1の実施の形態と同じ効果を達成することができる。   As shown in FIG. 7D, half etching is performed on the back surface 13 with the dry etching resist 54 attached to the back surface 13 and the first protective film 58 covering the surface 11 and the groove 36 on the front surface 11 attached. To do. Thereby, a groove 36 is formed in the back surface 13. Further, since the front surface 11 is covered with the first protective film 58, the front surface 11 is prevented from being etched again, and the front surface 11 and the back surface 13 can be uniformly etched. Further, since the first protective film 58 covering the surface 11 and the groove 36 is larger than the dry etching resist 54 on the surface 11 shown in FIG. 6B, the cooling effect is large and the dry etching can be performed efficiently. it can. Thereafter, the dry etching resist 54 on the back surface 13 and the first protective film 58 on the front surface 11 are removed. About the other point, the manufacturing method demonstrated in 1st Embodiment mentioned above is applicable to the manufacturing method which concerns on this Embodiment. Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be achieved.

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same purposes and results). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

図1は、本発明に係る圧電振動片の実施の形態を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a piezoelectric vibrating piece according to the present invention. 図2は、図1に示す圧電振動片のII−II線断面拡大図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along the line II-II of the piezoelectric vibrating piece shown in FIG. 図3は、図1に示す圧電振動片のIII−III線断面拡大図である。3 is an enlarged sectional view taken along line III-III of the piezoelectric vibrating piece shown in FIG. 図4は、本実施の形態に係る圧電振動片の動作を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the piezoelectric vibrating piece according to the present embodiment. 図5(A)〜図5(C)は、本発明の第1の実施の形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する図である。FIG. 5A to FIG. 5C are diagrams illustrating a method for manufacturing the piezoelectric vibrating piece according to the first embodiment of the present invention. 図6(A)〜図6(C)は、本発明の第1の実施の形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する図である。6A to 6C are views for explaining a method of manufacturing the piezoelectric vibrating piece according to the first embodiment of the invention. 図7(A)〜図7(D)は、本発明の第2の実施の形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する図である。FIG. 7A to FIG. 7D are diagrams illustrating a method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to the second embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

S1…対称面、 S2…対称面、 10…圧電体ウエハ、 11…表面、 12…第1の表面、 13…裏面、 14…第2の表面、 16…基部、 18…振動腕、 22…切り込み、 24…第1の部分、 26…第2の部分、 28…接続部、 32…第1の側面、 33…第1の内面、 34…第2の側面、 35…第2の内面、 36…溝、 37…底面、 38…支持腕、 39…第3の内面、 41…第4の内面、 40…励振電極膜、 42…第1の励振電極、 44…第2の励振電極、 46…電極、 48…接続電極、 50…ウェットエッチングレジスト、 54…ドライエッチングレジスト、 56…第2の保護膜、 58…第1の保護膜   DESCRIPTION OF SYMBOLS S1 ... Symmetrical surface, S2 ... Symmetrical surface, 10 ... Piezoelectric wafer, 11 ... Front surface, 12 ... First surface, 13 ... Back surface, 14 ... Second surface, 16 ... Base, 18 ... Vibrating arm, 22 ... Notch 24 ... 1st part, 26 ... 2nd part, 28 ... Connection part, 32 ... 1st side surface, 33 ... 1st inner surface, 34 ... 2nd side surface, 35 ... 2nd inner surface, 36 ... Groove, 37 ... bottom surface, 38 ... support arm, 39 ... third inner surface, 41 ... fourth inner surface, 40 ... excitation electrode film, 42 ... first excitation electrode, 44 ... second excitation electrode, 46 ... electrode 48 ... Connection electrode, 50 ... Wet etching resist, 54 ... Dry etching resist, 56 ... Second protective film, 58 ... First protective film

Claims (8)

基部と、
前記基部から延びる一対の振動腕と、
それぞれの前記振動腕に形成されている励振電極膜と、
を含み、
それぞれの前記振動腕は、相互に反対を向く平行な第1及び第2の表面と、前記第1及び第2の表面の両側に略垂直に接続される第1及び第2の側面と、を有し、
前記第1及び第2の表面には、それぞれ、前記振動腕の長手方向に延びる溝が形成され、
前記溝は、前記第1の側面と背中合わせに延びる第1の内面と、前記第2の側面と背中合わせに延びる第2の内面と、前記第1及び第2の内面間の底面と、を含み、
前記第1の表面に形成された前記溝の前記第1及び第2の内面は、互いに非平行であり、前記第1及び第2の表面の幅方向の中心を通り、かつ前記第1及び第2の表面に垂直な対称面に対して面対称になっており、
前記第2の表面に形成された前記溝の前記第1及び第2の内面は、互いに非平行であり、前記対称面に対して面対称になっている圧電振動片。
The base,
A pair of vibrating arms extending from the base;
An excitation electrode film formed on each of the vibrating arms;
Including
Each of the vibrating arms includes first and second parallel surfaces facing opposite to each other, and first and second sides connected substantially vertically to both sides of the first and second surfaces. Have
A groove extending in the longitudinal direction of the vibrating arm is formed on each of the first and second surfaces,
The groove includes a first inner surface extending back to back with the first side surface, a second inner surface extending back to back with the second side surface, and a bottom surface between the first and second inner surfaces,
The first and second inner surfaces of the groove formed on the first surface are non-parallel to each other, pass through the center in the width direction of the first and second surfaces, and the first and second surfaces. 2 is symmetric with respect to a plane of symmetry perpendicular to the surface of
The piezoelectric vibrating piece, wherein the first and second inner surfaces of the groove formed on the second surface are non-parallel to each other and are symmetric with respect to the symmetry plane.
請求項1に記載された圧電振動片において、
前記底面は、凸曲面になっている圧電振動片。
The piezoelectric vibrating piece according to claim 1,
The bottom surface of the piezoelectric vibrating piece has a convex curved surface.
請求項1又は2に記載された圧電振動片において、
前記溝は、さらに前記第1及び第2の内面の両端を接続する第3及び第4の内面を含み、
前記第1の表面に形成された前記溝の前記第3及び第4の内面は、互いに非平行であり、前記対称面に直交するとともに前記第1及び第2の表面に垂直な第2の対称面について面対称になっており、
前記第2の表面に形成された前記溝の前記第3及び第4の内面は、互いに非平行であり、前記第2の対称面について面対称になっている圧電振動片。
In the piezoelectric vibrating piece according to claim 1 or 2,
The groove further includes third and fourth inner surfaces connecting both ends of the first and second inner surfaces,
The third and fourth inner surfaces of the groove formed on the first surface are non-parallel to each other, and are second symmetrical with respect to the symmetry plane and perpendicular to the first and second surfaces. It is plane symmetric about the plane,
The piezoelectric vibrating piece, wherein the third and fourth inner surfaces of the groove formed on the second surface are non-parallel to each other and are symmetric with respect to the second symmetry plane.
請求項3に記載された圧電振動片において、
前記第1の表面に形成された前記溝の前記第1の内面と、前記第2の表面に形成された前記溝の前記第2の内面とは、前記対称面に対する角度が同じであり、
前記第1の表面に形成された前記溝の前記第2の内面と、前記第2の表面に形成された前記溝の前記第1の内面とは、前記対称面に対する角度が同じである圧電振動片。
In the piezoelectric vibrating piece according to claim 3,
The first inner surface of the groove formed on the first surface and the second inner surface of the groove formed on the second surface have the same angle with respect to the symmetry plane,
Piezoelectric vibration in which the second inner surface of the groove formed on the first surface and the first inner surface of the groove formed on the second surface have the same angle with respect to the symmetry plane Piece.
(a)圧電体ウエハの相互に反対を向く平行な表面及び裏面を、それぞれ部分的にウェットエッチングレジストで覆ってウェットエッチングによるフルエッチングを行う工程と、
(b)前記(a)工程後に、前記表面及び裏面を、それぞれ部分的にドライエッチングレジストで覆ってドライエッチングによるハーフエッチングを行う工程と、
を含み、
前記ウェットエッチングレジストによる被覆領域は、前記表面及び裏面の一部から、振動腕の第1及び第2の表面を形成するための領域を含み、
前記ドライエッチングレジストからの露出領域は、溝を前記振動腕に形成するための領域を含み、
前記(a)工程で、前記振動腕の、前記第1及び第2の表面の幅方向の両側に接続される第1及び第2の側面が、前記第1及び第2の表面に対して略垂直になるように、前記ウェットエッチングを行い、
前記(b)工程で、前記溝の、前記第1及び第2の側面とそれぞれ背中合わせに延びる第1及び第2の内面が、互いに非平行であって、前記振動腕の幅方向の中心を通り、かつ前記第1及び第2の表面と垂直に交わる対称面について面対称になるように、前記ドライエッチングを行う圧電振動片の製造方法。
(A) a step of performing full etching by wet etching by partially covering the parallel front and back surfaces of the piezoelectric wafer facing each other partially with a wet etching resist;
(B) after the step (a), partially covering the front surface and the back surface with a dry etching resist and performing half etching by dry etching;
Including
The region covered with the wet etching resist includes a region for forming the first and second surfaces of the vibrating arm from a part of the front surface and the back surface,
The exposed region from the dry etching resist includes a region for forming a groove in the vibrating arm,
In the step (a), the first and second side surfaces of the vibrating arm connected to both sides of the first and second surfaces in the width direction are substantially the same as the first and second surfaces. Perform the wet etching so that it is vertical,
In the step (b), the first and second inner surfaces of the groove extending back to back with the first and second side surfaces are not parallel to each other and pass through the center of the vibrating arm in the width direction. And the manufacturing method of the piezoelectric vibrating piece which performs the said dry etching so that it may become plane-symmetrical about the symmetry plane which cross | intersects the said 1st and 2nd surface perpendicularly | vertically.
請求項5に記載された圧電振動片の製造方法において、
前記ドライエッチングレジストをCrで形成し、
前記溝の底面が凸曲面になるように、前記ドライエッチングを行う圧電振動片の製造方法。
In the manufacturing method of the piezoelectric vibrating piece according to claim 5,
Forming the dry etching resist with Cr;
A method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece, wherein the dry etching is performed so that a bottom surface of the groove has a convex curved surface.
請求項5又は6に記載された圧電振動片の製造方法において、
前記(b)工程で、前記表面及び裏面にそれぞれ前記ドライエッチングレジストが付着した状態で前記表面に対してハーフエッチングし、その後に、前記表面及び裏面にそれぞれ前記ドライエッチングレジストが付着した状態で前記裏面に対してハーフエッチングする圧電振動片の製造方法。
In the manufacturing method of the piezoelectric vibrating piece according to claim 5 or 6,
In the step (b), half etching is performed on the surface in a state where the dry etching resist is adhered to the front surface and the back surface, respectively, and then the dry etching resist is adhered to the front surface and the back surface, respectively. A method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece by half-etching the back surface.
請求項5又は6に記載された圧電振動片の製造方法において、
前記(b)工程は、
前記表面に前記ドライエッチングレジストが付着し、前記裏面を覆う第2の保護膜が付着した状態で、前記表面に対してハーフエッチングし、その後、
前記表面の前記ドライエッチングレジスト及び前記裏面の前記第2の保護膜を除去し、その後、
前記裏面に前記ドライエッチングレジストが付着し、前記表面及び前記表面の前記溝を覆う第1の保護膜が付着した状態で、前記裏面に対してハーフエッチングし、その後、
前記裏面の前記ドライエッチングレジスト及び前記表面の前記第1の保護膜を除去することを含む圧電振動片の製造方法。
In the manufacturing method of the piezoelectric vibrating piece according to claim 5 or 6,
The step (b)
In the state where the dry etching resist is attached to the front surface and the second protective film covering the back surface is attached, half etching is performed on the front surface, and then
Removing the dry etching resist on the front surface and the second protective film on the back surface;
In the state where the dry etching resist is attached to the back surface and the first protective film covering the groove on the surface and the surface is attached, half etching is performed on the back surface,
A method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece, comprising removing the dry etching resist on the back surface and the first protective film on the front surface.
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