JP2011229125A - 音叉型圧電振動片及び圧電デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】振動腕に溝部が形成された音叉型圧電振動片、その圧電振動片を用いる圧電デバイスを提供する。
【解決手段】パッケージ内に導電性接着剤で固定される音叉型圧電振動片１００であって、導電性接着剤と電気的に接続する接続電極と、圧電材からなる基部１１から所定方向に伸び、接続電極と電気的に接続する励振電極５３が形成された一対の振動腕１２と、を備え、振動腕は、表裏面と表裏面の両側で交差する両側面とを有し、表裏面には所定方向に伸びる溝部２３Ｌ、２３Ｒがそれぞれ形成され、励振電極は、表裏面の溝部内にそれぞれ形成された表裏電極５３１Ｒ、５３１Ｌと、両側面にそれぞれ形成された側面電極５３２Ｒ、５３２Ｌと、を有し、表裏電極の膜厚は、接続電極の膜厚よりも薄い。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動腕に溝部が形成された音叉型圧電振動片、その圧電振動片を用いる圧電デバイスに関する。

例えば特許文献１は、ＣＩ（クリスタルインピーダンス）値を下げる音叉型圧電振動片を開示している。この音叉型圧電振動片の一対の振動腕は、表裏面に形成された溝部に励振電極を有している。また一対の振動腕は側面に形成された励振電極を有している。そして、特許文献１の音叉型圧電振動片は、これらの励振電極を断面で４つの領域に区別し、その４つの領域の厚みを調整することにより、振動の妨げになる要因を減らし、応力も減らして周波数に与える影響を低減している。さらに、音叉型圧電振動片はＣＩ値を抑え周波数への影響を低減している。

特開２００３−１７８０２２号公報

特許文献１では、励振電極の厚みをどのように調整するか開示されていないが、微小な振動腕の励振電極の厚みを４つの領域でそれぞれ調整することは困難である。

本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、一対の振動腕の励振電極を簡易に厚さ調整することで、振動の妨げになる要因を減らしＣＩ値を抑えた圧電振動片および圧電デバイスを提供することを目的とする。

第１の観点の音叉型圧電振動片は、パッケージ内に導電性部材で固定される音叉型圧電振動片であって、導電性部材と電気的に接続する接続電極と、圧電材からなる基部から所定方向に伸び、接続電極と電気的に接続する励振電極が形成された一対の振動腕と、を備え、振動腕は、表裏面と表裏面の両側で交差する両側面とを有し、表裏面には所定方向に伸びる溝部がそれぞれ形成され、励振電極は、表裏面の溝部内にそれぞれ形成された表裏電極と、両側面にそれぞれ形成された側面電極と、を有し、表裏電極の膜厚は、接続電極の膜厚よりも薄い。

第２の観点の音叉型圧電振動片は、第１の観点において、接続電極および励振電極は、圧電材上に形成される第１層と第１層上に形成される第２層とからなり、表裏電極の第２層は、接続電極の第２層よりも薄い。

第３の観点の音叉型圧電振動片は、第１の観点または第２の観点において、表裏電極の膜厚は、接続電極の膜厚の２０〜９０％である。

第４の観点の音叉型圧電振動片は、第１の観点から第３の観点において、接続電極は基部に形成されている。

第５の観点の音叉型圧電振動片は、第１の観点から第３の観点において、一対の振動腕の両外側で基部から所定方向に伸びる一対の支持腕を備え、接続電極は支持腕の先端に形成されている。

第６の観点の音叉型圧電振動片は、第１の観点から第５の観点において、表裏電極の膜厚は、不活性ガスによるエッチング、レーザ照射又はメタルエッチングによって薄く形成される。

第７の観点の音叉型圧電振動片は、パッケージ内に固定される音叉型圧電振動片であって、圧電材からなる基部から所定方向に伸び、表裏面と表裏面を両側で交差する両側面とを有する一対の振動腕と、表裏面に形成された表裏電極と、両側面にそれぞれ形成された側面電極とを有する励振電極と、を備え、側面電極の膜厚又は表裏電極の膜厚と周波数温度特性の頂点温度との対応関係のデータに基づいて、側面電極の膜厚は、周波数温度特性の頂点温度が所望の温度となるように調整され、側面電極又は表裏電極に段差もしくは粗面が形成されている音叉型圧電振動片。

第８の観点の音叉型圧電振動片は、第７の観点において、頂点温度が所望の温度よりも高い際には、側面電極又は表裏電極の膜厚が厚くされる請求項７に記載の音叉型圧電振動片。

第９の観点の音叉型圧電振動片は、第８の観点において、側面電極又は表裏電極の膜厚は、スパッタリングまたは真空蒸着によって厚く形成される。

第１０の観点の音叉型圧電振動片は、第７の観点において、頂点温度が所望の温度よりも低い際には、側面電極又は表裏電極の膜厚が薄くされる。

第１１の観点の音叉型圧電振動片は、第１０の観点において、側面電極又は表裏電極の膜厚は、不活性ガスによるエッチング、レーザ照射又はメタルエッチングによって薄く形成される。

第１２の観点の音叉型圧電振動片は、第７の観点から第１１の観点において、励振電極は、圧電材上に形成される第１層と第１層上に形成される第２層とからなり、側面電極又は表裏電極の第２層の膜厚が調整される。

第１３の観点の圧電デバイスは、第１の観点から第１２の観点の音叉型圧電振動片と、音叉型圧電振動片を収納するパッケージを有する。

本発明は、振動の妨げになる要因を減らしＣＩ値を抑えた音叉型圧電振動片および圧電デバイスを提供できる。

（ａ）は、第１音叉型圧電振動片１００の平面図である。 （ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ断面における第１音叉型圧電振動片１００の断面図である。 （ｃ）は、図１（ａ）のＣ−Ｃ断面における第１音叉型圧電振動片１００の断面図である。 （ａ）は、第１音叉型圧電振動片１００のＣＩ値と溝部第２層の膜厚／基部第２層の膜厚（Ｆ１／Ｆ２）との関係を示したグラフである。 （ｂ）は、第１音叉型圧電振動片１００のＣＩ値と側面第２層５３２の膜厚／基部第２層５１の膜厚（Ｆ４／Ｆ２）との関係を示したグラフである。 （ｃ）は、レーザ光の照射により溝部第２層５３１Ｒの一部が除去された右溝領域１３Ｒの写真である。 （ｄ）は、スパッタリングにより側面第２層５３２Ｒの膜厚が厚くされた右溝領域１３Ｒの断面図である。 （ａ）は、圧電デバイス１０００の斜視図である。 （ｂ）は、図３（ａ）及び図３（ｃ）のＥ−Ｅ断面における圧電デバイス１０００の断面図である。 （ｃ）は、図３（ｂ）のＦ−Ｆ断面における圧電デバイス１０００の断面図である。 第１音叉型圧電振動片１００の電極形成の第１フローチャートである。 第１音叉型圧電振動片１００の電極形成の第２フローチャートである。 （ａ）は、第１音叉型圧電振動片１００が形成された圧電材ウエハ１５０の平面図である。 （ｂ）は、圧電材ウエハ１５０の拡大部１６０を示した図である。 （ａ）は、第１マスクカバー１７１の一部を拡大した図である。 （ｂ）は、第２マスクカバー１７３の一部を拡大した図である。 第１音叉型圧電振動片１００の電極形成の第３フローチャートである。 （ａ）は、第３マスクカバー１７５の一部を拡大した図である。 （ｂ）は、第４マスクカバー１７７の一部を拡大した図である。 （ａ）は、周波数温度特性を示したグラフである。 （ｂ）は、第１音叉型圧電振動片１００における頂点温度ＺＴＣと側面第２層の膜厚Ｆ４との関係を示したグラフである。 （ｃ）は、第１音叉型圧電振動片１００における頂点温度ＺＴＣと溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１との関係を示したグラフである。 （ｄ）は、側面第２層５３２の膜厚Ｆ４を薄くした場合の右溝領域１３Ｒの概略断面図である。 （ｅ）は、側面第２層５３２の膜厚Ｆ４を厚くした場合の右溝領域１３Ｒの概略断面図である。 音叉型圧電振動片１００の頂点温度ＺＴＣの調整方法を説明するためのフローチャートである。 第５マスクカバー１７９の一部を拡大した図である。 （ａ）は、第２音叉型圧電振動片２００の平面図である。 （ｂ）は、第２音叉型圧電振動片２００のＧ−Ｇ断面における断面図である。 （ｃ）は、圧電デバイス２０００を−Ｚ軸方向に見た断面図である。 （ａ）は、第３音叉型圧電振動片３００の平面図である。 （ｂ）は、図１４（ａ）のＫ−Ｋ断面における、圧電デバイス３０００を組み立てる前の状態を示した概略断面図である。 （ｃ）は、図１４（ａ）のＨ−Ｈ断面における第３音叉型圧電振動片３００の断面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

＜第１音叉型圧電振動片１００の構成＞
第１音叉型圧電振動片１００について、図１を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、第１音叉型圧電振動片１００の平面図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ断面における第１音叉型圧電振動片１００の断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＣ−Ｃ断面における第１音叉型圧電振動片１００の断面図である。以下、振動腕１２が伸びている方向をＹ軸方向、一対の振動腕１２が並んでいる方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに直交する方向をＺ軸方向として説明する。

第１音叉型圧電振動片１００は、基部１１と基部１１からＹ軸方向に平行に伸びる一対の振動腕１２とを備えている。振動腕１２は表裏面と表裏面の両側で交差する両側面とを有している。また、第１音叉型圧電振動片１００は圧電材ＣＲを基材とする。圧電材ＣＲには、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等が用いられる。

一対の振動腕１２は、−Ｙ軸側にＹ軸に伸びる溝部２３および溝部２３の両側の側面部２４を有する溝領域１３と＋Ｙ軸側に錘の役目を有する錘領域１９とからなる。一対の振動腕１２の＋Ｘ軸側を右振動腕１２Ｒと−Ｘ軸側を左振動腕１２Ｌと呼ぶ。同様に、溝領域１３の＋Ｘ軸側を右溝領域１３Ｒと−Ｘ軸側を左溝領域１３Ｌと呼び、溝部２３の＋Ｘ軸側を右溝部２３Ｒと−Ｘ軸側を左溝部２３Ｌと呼び、錘領域１９の＋Ｘ軸側を右錘部１９Ｒと−Ｘ軸側を左錘部１９Ｌと呼ぶ。

第１音叉型圧電振動片１００は小型化されると振動周波数が高くなる傾向がある。右錘部１９Ｒおよび左錘部１９Ｌは、第１音叉型圧電振動片１００の振動周波数を低くし、振動腕１２の振動を安定化させる役割がある。右溝部２３Ｒおよび左溝部２３Ｌは、後述する励振電極が形成され、ＣＩ値（クリスタルインピーダンス値）の上昇を抑える。

基部１１のＹ軸方向の長さＬ１は、例えば０．５８ｍｍないし０．６４ｍｍに形成されている。また、振動腕１２のＹ軸方向の長さＬ２は約１．４５ｍｍないし１．６５ｍｍに形成されている。従って、振動腕１２の長さＬ２に対する基部１１の長さＬ１は、約４０パーセントとなっている。また、溝領域１３のＹ軸方向の長さＬ３は振動腕１２の長さＬ２の約６０パーセントから７０パーセントであり、０．８７ｍｍから１．１２ｍｍに形成されている。

基部１１のＸ軸方向の長さＷ１は０．４２ｍｍないし０．５０ｍｍ程度である。錘領域１９のＸ軸方向の幅Ｗ２は、０．０８ｍｍないし０．１２ｍｍ程度である。右溝領域１３Ｒと左溝領域１３Ｌとの間の距離Ｗ３は０．１ｍｍないし０．１５ｍｍ程度である。また、右溝部２３Ｒ及び左溝部２３Ｌの幅Ｗ４は、振動腕１２の幅の約８０パーセントで０．０７ｍｍから０．１ｍｍ程度である。

第１音叉型圧電振動片１００の厚さＤ１は、０．０８ｍｍないし０．１２ｍｍ程度である。また、＋Ｚ軸側及び−Ｚ軸側の溝領域１３の深さＤ２は、振動腕１２の厚さの３０パーセントから４５パーセントであり、０．０３ｍｍから０．０４５ｍｍとなる。

第１音叉型圧電振動片１００には、基部１１、錘領域１９、溝領域１３のそれぞれに電極が形成される。電極として用いられる金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）は圧電材ＣＲに直接形成することが困難であるため、圧電材ＣＲの表面に電極と同じ形状にＣｒ、Ｎｉ等からなる第１層１５を形成し、第１層１５の表面に金、銀等からなる第２層（５１、５３１、５３２、５９）を形成している。つまり、電極は第１層１５と第２層（５１、５３１、５３２、５９）とにより構成される。

第１層１５の膜厚Ｆ３（図１（ｃ）参照）は、５０Å〜２００Åで形成される。第１層１５の膜厚Ｆ３は、基部１１、溝領域１３、錘領域１９で略同じ厚さである。圧電材ＣＲの形状、真空蒸着装置またはスパッタ装置内での圧電材ＣＲの配置によって、第１層１５の膜厚Ｆ３に違いが発生することはある。第１層１５の膜厚Ｆ３はできるだけ薄い方が好ましい。第２層（５１、５３１、５３２）の膜厚については後述する。

溝領域１３には、励振電極５３が形成される。各振動腕１２の溝領域１３に形成される励振電極５３は、図１（ｂ）に示されるように、溝部２３に形成される溝部第２層５３１と、＋Ｘ軸及び−Ｘ軸側面に形成される側面第２層５３２とに分けることができる。右溝部２３Ｒには溝部第２層５３１Ｒが形成され、左溝部２３Ｌには溝部第２層５３１Ｌが形成される。また、右溝領域１３Ｒの＋Ｘ軸側面及び−Ｘ軸側面には側面第２層５３２Ｒが形成され、左溝領域１３Ｌの＋Ｘ軸側面及び−Ｘ軸側面には側面第２層５３２Ｌが形成される。

基部１１には基部第２層５１が形成されており、基部１１の＋Ｘ軸側に形成された基部第２層を５１Ｒ、−Ｘ軸側に形成された基部第２層を５１Ｌとする。図１（ｃ）に示されるように、基部第２層５１Ｒ及び基部第２層５１Ｌはそれぞれ基部１１の＋Ｚ軸側の面から側面を介して−Ｚ軸側の面まで形成されている。

図１（ａ）〜（ｃ）に示されているように、第１音叉型圧電振動片１００に形成されている第２層は、基部第２層５１Ｒと、側面第２層５３２Ｒと、錘領域第２層５９Ｒと、溝部第２層５３１Ｌとが電気的に接続されている。また、基部第２層５１Ｌと、側面第２層５３２Ｌと、錘領域第２層５９Ｌと、溝部第２層５３１Ｒとが電気的に接続されている。図１（ａ）〜（ｃ）では、同じ電位の第２層に対して同じ模様のハッチングが描かれている。
また、錘領域１９には、錘領域第２層５９が形成されており、右錘部１９Ｒに錘領域第２層５９Ｒが形成され、左錘部１９Ｌに錘領域第２層５９Ｌが形成される。

第１音叉型圧電振動片１００を振動させる際には、基部第２層５１Ｒ及び基部第２層５１Ｌに電圧が印加される。電圧が印加されると、第１音叉型圧電振動片１００は、例えば共振周波数３２．７６８ｋＨｚで振動する。

（クリスタルインピーダンス（ＣＩ値）に関して）
＜電極の膜厚に関して＞
図１（ｂ）又は図１（ｃ）に示すように、振動腕１２の溝部２３に形成された溝部第２層５３１は膜厚Ｆ１で形成され、基部第２層５１は膜厚Ｆ２で形成され、側面第２層５３２は膜厚Ｆ４で形成されている。なお、スパッタリングまたは真空蒸着の状況に応じて、膜厚Ｆ１、膜厚Ｆ２および膜厚Ｆ４の厚さが領域によって変動する。たとえば図１（ｂ）に示されるように、溝部２３にはＺ軸方向に伸びる面とＸ軸方向に面とがある。スパッタリングなどでは溝部２３のＺ軸方向に伸びる面は膜厚Ｆ１が薄く形成されやすく、溝部２３のＸ軸方向に伸びる面は膜厚Ｆ１が厚く形成されやすい。本明細書では、溝部第２層５３１の全体の厚さの平均の厚さを膜厚Ｆ１とする。

基部第２層５１の膜厚Ｆ２は、５００Å〜２０００Åに形成される。基部第２層５１の膜厚Ｆ２は５００Å以上であることが好ましい。基部第２層５１において、第１音叉型圧電振動片１００はパッケージ７０内の接続端子７４（図３（ｂ）及び図３（ｃ）を参照）に固定される。基部第２層５１と接続端子７４との電気的接続を確実にするために、基部第２層５１の膜厚Ｆ２は厚い方が好ましい。基部第２層５１の膜厚Ｆ２が５００Åより薄くなると、電気的接続抵抗が大きくなり第１音叉型圧電振動片１００のＣＩ値が上がってしまう。一方、製造コストの観点から基部第２層５１の膜厚Ｆ２は２０００Å以下が好ましい。

図２（ａ）は、第１音叉型圧電振動片１００のＣＩ値と溝部第２層５３１の膜厚／基部第２層５１の膜厚（Ｆ１／Ｆ２）との関係を示したグラフである。図２（ａ）では、基部第２層５１の膜厚Ｆ２を一定とし、溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１を変えることによってＦ１／Ｆ２の値を変化させ、ＣＩ値が測定されている。また、このとき側面第２層５３２の膜厚Ｆ４は一定としている。

図２（ａ）のグラフに示されるように、Ｆ１／Ｆ２が約５０％の時にＣＩ値が最も低くなっている。溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１は所定厚さ以上に厚くなれば圧電材ＣＲの振動を妨げることになり、ＣＩ値が上昇する。また、溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１は薄すぎると電気抵抗が増してしまうため、ＣＩ値が上昇する。Ｆ１／Ｆ２が約３０〜８０％の時にＣＩ値は６０ｋΩ以下となり、良好なＣＩ値が得られる。そのため、基部第２層５１の膜厚Ｆ２が１０００Åであるとき、溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１は約３００Å〜８００Åであることが好ましい。

また、基部第２層５１の膜厚Ｆ２を変えて同様の測定を行ったところ、次のような結果が得られている。基部第２層５１の膜厚Ｆ２が５００Åであるとき、溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１は１５０Å〜４５０Å程度であることが好ましい。この膜厚は基部第２層５１の膜厚Ｆ２の３０％から９０％になる。また、基部第２層５１の膜厚Ｆ２が２０００Åであるとき、溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１は４００Å〜８００Å程度であることが好ましい。この膜厚は基部第２層５１の膜厚Ｆ２の２０％から４０％になる。そのため、基部第２層５１の膜厚Ｆ２が５００〜２０００Åであるときは、溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１は基部第２層５１の膜厚Ｆ２の２０％から９０％が好ましい。

溝部第２層５３１に電圧が印加されると、振動腕１２の錘領域１９はＸ軸方向に振動する。このときに溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１が厚いと、錘領域１９の振動の妨げとなりやすい。つまり励振電極５３の膜厚が厚いと振動腕１２の振動に与える影響が大きくなる。このため溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１の厚さは、基部第２層５１の膜厚Ｆ２よりも薄い方が好ましい。しかし、溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１が、基部第２層５１の膜厚Ｆ２の２０％以下になると、ＣＩ値が著しく増大してしまう。

図２（ｂ）は、第１音叉型圧電振動片１００のＣＩ値と側面第２層５３２の膜厚／基部第２層５１の膜厚（Ｆ４／Ｆ２）との関係を示したグラフである。図２（ｂ）では、基部第２層５１の膜厚Ｆ２を一定とし、側面第２層５３２の膜厚Ｆ４を変えることによってＦ４／Ｆ２の値を変化させ、ＣＩ値が測定されている。また、このとき溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１は一定としている。図２（ｂ）のグラフからは、側面第２層５３２の膜厚Ｆ４の厚さを変化させてもＣＩ値は変化しないことが分かる。

図２（ａ）より、溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１を調整することによりＣＩ値を下げるための調整を行うことができることが分かる。ＣＩ値を下げるための調整では溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１のみを調整しても良いし、側面第２層５３２の膜厚Ｆ４がＣＩ値に関係していないため（図２（ｂ）参照）、溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１及び側面第２層５３２の膜厚Ｆ４を含んだ溝領域１２全体の第２層の膜厚を調整しても良い。

第２層の膜厚の調整において膜厚を薄くする方法としては、アルゴン等の不活性ガスを用いたドライエッチング、レーザ光の照射による金属膜の昇華、又はレジストをマスクとしたメタルエッチング等により行うことができる。例えば、図２（ｃ）には、レーザ光の照射により溝部第２層５３１Ｒの一部が除去された右溝領域１３Ｒの写真が示されている。図２（ｃ）では、レーザ光により溝部第２層５３１Ｒの金属膜が昇華された複数の領域６０が観察される。ドライエッチング、レーザ光又はメタルエッチング等の方法により膜厚が薄くされた場合は、薄くされた膜の表面が粗面状に形成される。また、同様の方法により側面第２層５３２Ｒの膜厚Ｆ４を調整することもできる。

第２層の膜厚の調整において膜厚を厚くする方法としては、金属膜をスパッタリング又は真空蒸着等の方法によって追加成膜することにより行うことができる。例えば、図２（ｄ）には、スパッタリングにより側面第２層５３２Ｒの膜厚Ｆ４が厚くされた右溝領域１３Ｒの断面図が示されている。図２（ｄ）では、初めに右溝領域１３Ｒに側面第２層５３２Ｒａが形成されており、さらに側面第２層５３２Ｒａの表面に側面第２層５３２Ｒｂがスパッタリングにより追加成膜されることにより、最終的に側面第２層５３２Ｒが形成されている。図２（ｄ）では、側面第２層５３２Ｒａと側面第２層５３２Ｒｂとの境界に段差６１が形成されている。同様の方法により、溝部第２層５３１Ｒの膜厚Ｆ１を調整することもできる。

上記のような膜厚の調整は、ＣＩ値の調整及び後述される頂点温度ＺＴＣの調整時に行うことができる。またＣＩ値及び頂点温度ＺＴＣの調整は、図２（ａ）及び後述される図１０（ｂ）、図１０（ｃ）等に示されるような膜厚とＣＩ値及び頂点温度ＺＴＣとの対応関係のデータに基づいて好ましい膜厚が計算された後に行われることが望ましい。

＜圧電デバイス１０００の構成＞
圧電デバイス１０００は第１音叉型圧電振動片１００を収納している。図３を参照して圧電デバイス１０００について説明する。図３（ａ）は、圧電デバイス１０００の斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）及び図３（ｃ）のＥ−Ｅ断面における圧電デバイス１０００の断面図であり、図３（ｃ）は、図３（ｂ）のＦ−Ｆ断面における圧電デバイス１０００の断面図である。

圧電デバイス１０００は、パッケージ７０と、リッド７１と、第１音叉型圧電振動片１００とにより構成されている。パッケージ７０は、セラミックスを基材とした凹型の箱である。パッケージ７０に形成された接続端子７４はパッケージ７０の壁の中に形成されている導通部７６を通して、パッケージ７０の外面に形成されている外部端子７５と電気的に接続されている。外部端子７５は不図示のプリント基板などにハンダ等で電気的に接続される端子である。リッド７１は、パッケージ７０を密封する金属板である。リッド７１とパッケージ７０とは封止材７２により封止される。

第１音叉型圧電振動片１００は、リッド７１とパッケージ７０とにより形成されたキャビティ内に固定される。第１音叉型圧電振動片１００の基部第２層５１の一部の領域は接続電極の役割を担う。接続電極は、パッケージ７０の内面に形成されている接続端子７４と導電性接着剤７３またはハンダなどの導電部材を介して電気的に接続される電極である。第１音叉型圧電振動片１００は、基部第２層５１の一部の領域に導電性接着剤７３が塗布され、接続端子７４上に固定される。

＜音叉型圧電振動片の電極形成フローチャート＞
第１音叉型圧電振動片１００の電極形成では、複数の方法が考えられる。以下、第１フローチャート、第２フローチャート及び第３フローチャートを参考にして３つの第１音叉型圧電振動片１００の電極形成の方法について説明する。

図４は、第１音叉型圧電振動片１００の電極形成の第１フローチャートである。また、図６（ａ）は第１音叉型圧電振動片１００が形成された圧電材ウエハ１５０の平面図であり、図６（ｂ）は圧電材ウエハ１５０の拡大部１６０を示した図である。また、図７（ａ）は第１マスクカバー１７１の一部を拡大した図であり、図７（ｂ）は第２マスクカバー１７３の一部を拡大した図である。図７では、図６（ｂ）の拡大部１６０の第１音叉型圧電振動片１００の外形を点線で示している。

図４、図６及び図７を参照して第１音叉型圧電振動片１００への電極形成過程について説明する。
図４のフローチャートの開始時における第１音叉型圧電振動片１００は、圧電材ウエハ１５０に第１音叉型圧電振動片１００が形成された図６（ａ）の状態である。図６（ｂ）で示されるように、圧電材ウエハ１５０には振動腕１２の溝部２３を有する第１音叉型圧電振動片１００の外形が形成されている。圧電材ウエハ１５０は、例えば厚さ０．１２ｍｍの人工水晶からなり、直径は３インチまたは４インチである。さらに、圧電材ウエハ１５０の周縁部の一部には結晶方向を特定するためのオリエンテーションフラット１５１が形成されている。

ステップＳ１０１において、圧電材ウエハ１５０全体に金属膜を蒸着またはスパッタリング等の手法により形成する。金属膜は、圧電材ウエハ１５０上に第１層１５（図１（ｂ）及び図１（ｃ）を参照）となる金属膜が形成され、第１層１５上に第２層となる金属膜が形成される。第２層となる金属膜はたとえば４００Å程度の厚さで形成される。

ステップＳ１０２では、第１層及び第２層が形成された圧電材ウエハ１５０に第１マスクカバー１７１または第２マスクカバー１７３を載置する。第１マスクカバー１７１または第２マスクカバー１７３は、図６（ｂ）に示した圧電材ウエハ１５０の拡大部１６０に重ね合わされるように載置される。一度に圧電材ウエハ１５０の両面に金属膜を形成する場合には、両面にマスクカバーが載置される。

図７（ａ）に示されるように、第１マスクカバー１７１の領域２３１は開口領域であり、領域２３２はマスクされる部分である。第１マスクカバー１７１の領域２３２は第１音叉型圧電振動片１００の溝領域１３をカバーし溝領域１３への金属膜の形成を防ぎ、領域２３１は基部１１および錘領域１９に金属膜の積層を許す。図７（ｂ）に示されるように、第２マスクカバー１７３の領域２３６は開口領域であり、領域２３７はマスクされる領域である。第２マスクカバー１７３の領域２３７は第１音叉型圧電振動片１００の溝領域１３をカバーし溝領域１３への金属膜の形成を防ぎ、領域２３６は基部１１に金属膜の積層を許す。

ステップＳ１０３において、スパッタリング等の手法により圧電材ウエハ１５０に金属膜を形成する。第１マスクカバー１７１が載置されれば、第１マスクカバー１７１の領域２３１を介して基部１１および錘領域１９にたとえば６００Åの金属膜が積層される。溝領域１３には金属膜が積層されない。第２マスクカバー１７３が載置されれば、第２マスクカバー１７３の領域２３６を介して基部１１にたとえば６００Åの金属膜が積層され、溝領域１３には金属膜が積層されない。第１マスクカバー１７１または第２マスクカバー１７３を使用して金属膜を積層した結果、溝領域１３の溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１は４００Å程度に形成され、基部１１の基部第２層５１の膜厚Ｆ２は１０００Å程度に形成される。

ステップＳ１０４では、第２層の全面にフォトレジストをスプレーまたはスピンコートにより塗布する。その後フォトレジストを硬化させる。

ステップＳ１０５では、電極パターンと対応した不図示のフォトマスクを用意して、電極パターンをフォトレジスト膜が形成された圧電材ウエハ１５０に露光する。電極パターンは、第１音叉型圧電振動片１００の両面に形成する必要があるため、圧電材ウエハ１５０の両面を露光する。

ステップＳ１０６では、フォトレジスト膜を現像後、感光したフォトレジスト膜を除去する。残るフォトレジスト膜は電極パターンと対応したフォトレジスト膜になる。さらに、不要な金属膜をエッチングにより除去する。例えば、第２層に用いられる金属は金であり、第１層１５に用いられる金属はクロムである。金はヨウ素とヨウ化カリウムの水溶液でエッチングされ、クロムは硝酸第２セリウムアンモニウムと酢酸との水溶液でエッチングされる。

ステップＳ１０７において、圧電材ウエハ１５０のフォトレジストの除去を行う。これらの工程を経て第１音叉型圧電振動片１００に第１層及び第２層が形成される。

ステップＳ１０８において、圧電材ウエハ１５０上の第１音叉型圧電振動片１００の共振周波数及びＣＩ値を測定する。共振周波数が目的の周波数でない場合には錘領域１９にレーザ光を照射して金属膜を昇華させて周波数を調整する。
ステップＳ１０９において、圧電材ウエハ１５０から第１音叉型圧電振動片１００を切り取る。

図５は、第１音叉型圧電振動片１００の電極形成の第２フローチャートである。図５及び図７（ｂ）を参照して第１音叉型圧電振動片１００への電極形成過程について説明する。

ステップＳ２０１において、圧電材ウエハ１５０全体に金属膜を第１層及び第２層が蒸着またはスパッタリング等の手法により形成する。第２層となる金属膜はたとえば４００Å程度の厚さで形成される。

ステップＳ２０２では、第２層の全面にフォトレジストを塗布する。
ステップＳ２０３では、電極パターンをフォトレジスト膜が形成された圧電材ウエハ１５０に露光する。
ステップＳ２０４では、フォトレジスト膜を現像後、感光したフォトレジスト膜を除去する。さらに、不要な金属膜をエッチングにより除去する。
ステップＳ２０５において、圧電材ウエハ１５０のフォトレジストの除去を行う。これらの工程を経て第１音叉型圧電振動片１００に第１層及び第２層が形成される。

ステップＳ２０６では、第１層及び第２層が形成された圧電材ウエハ１５０に第２マスクカバー１７３を載置する。第２マスクカバー１７３は、図６（ｂ）に示した圧電材ウエハ１５０の拡大部１６０に重ね合わされるように載置される。

図７（ｂ）に示されるように、第２マスクカバー１７３の１つの開口領域２３６は、１つの第１音叉型圧電振動片１００の基部第２層５１Ｒと、隣接する第１音叉型圧電振動片１００の基部第２層５１Ｌ（図１を参照）とに金属膜の積層を許す。

ステップＳ２０７において、スパッタリング等の手法により圧電材ウエハ１５０に金属膜を形成する。第２マスクカバー１７３の領域２３６を介して、基部第２層５１Ｒと第２層５１Ｌとにたとえば６００Åの金属膜が積層される。１つの第１音叉型圧電振動片１００の基部第２層５１Ｒと第２層５１Ｌとの間には金属膜は形成されず、ショートすることはない。第２マスクカバー１７３を使用して金属膜を積層した結果、溝領域１３の溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１は４００Å程度に形成され、基部１１の基部第２層５１の膜厚Ｆ２は１０００Å程度に形成される。

ステップＳ２０８において、圧電材ウエハ１５０上の第１音叉型圧電振動片１００の共振周波数及びＣＩ値を測定し、調整する。
ステップＳ２０９において、圧電材ウエハ１５０から第１音叉型圧電振動片１００を切り取る。

図８は、第１音叉型圧電振動片１００の電極形成の第３フローチャートである。図８及び図９を参照して第１音叉型圧電振動片１００への電極形成過程について説明する。また、図９（ａ）はエッチング用の第３マスクカバー１７５の一部を拡大した図であり、図９（ｂ）はエッチング用の第４マスクカバー１７７の一部を拡大した図である。図９では、図６（ｂ）の拡大部１６０の第１音叉型圧電振動片１００の外形を点線で示している。

ステップＳ３０１において、圧電材ウエハ１５０全体に金属膜を蒸着またはスパッタリング等の手法により形成する。第２層となる金属膜はたとえば１０００Å程度の厚さで形成される。

ステップＳ３０２では、第２層の全面にフォトレジストを塗布する。
ステップＳ３０３では、電極パターンをフォトレジスト膜が形成された圧電材ウエハ１５０に露光する。
ステップＳ３０４では、フォトレジスト膜を現像後、感光したフォトレジスト膜を除去する。さらに、不要な金属膜をエッチングにより除去する。
ステップＳ３０５において、圧電材ウエハ１５０のフォトレジストの除去を行う。これらの工程を経て第１音叉型圧電振動片１００に第１層及び第２層が形成される。

ステップＳ３０６では、第１層及び第２層が形成された圧電材ウエハ１５０に第３マスクカバー１７５または第４マスクカバー１７７を載置する。第３マスクカバー１７５または第４マスクカバー１７７は、図６（ｂ）に示した圧電材ウエハ１５０の拡大部１６０に重ね合わされるように載置される。

図９（ａ）に示されるように、第３マスクカバー１７５の領域２３３は開口領域であり、領域２３４はマスクされる領域である。第３マスクカバー１７５の領域２３４は第１音叉型圧電振動片１００の錘領域１９および基部１１をカバーし錘領域１９および基部１１の金属膜が薄くなることを防ぎ、領域２３３は、溝部第２層５３１および側面第２層５３２（図１を参照）の金属膜が薄くなることを許す。図９（ｂ）に示されるように、第４マスクカバー１７７の領域２３８は開口領域であり、領域２３９はマスクされる領域である。第４マスクカバー１７７の領域２３９は第１音叉型圧電振動片１００の錘領域１９、基部１１、側面部２４（図１を参照）をカバーし錘領域１９、基部１１、側面部２４の金属膜が薄くなることを防ぎ、領域２３８は、溝部第２層５３１のみの金属膜が薄くなることを許す。

ステップＳ３０７では、アルゴン等の不活性ガスを使用したドライエッチング等により溝領域１３または溝部２３の金属膜を薄くする。第３マスクカバー１７５または第４マスクカバー１７７を使用して金属膜を薄くした結果、溝領域１３の溝部第２層５３１（図１を参照）の膜厚Ｆ１はたとえば４００Å程度に形成される。第３マスクカバー１７５を使用した場合は側面第２層５３２（図１を参照）の膜厚Ｆ４も薄くされ、たとえば４００Å程度に形成される。

ステップＳ３０８において、圧電材ウエハ１５０上の第１音叉型圧電振動片１００の共振周波数及びＣＩ値を測定し、調整する。
ステップＳ３０９において、圧電材ウエハ１５０から第１音叉型圧電振動片１００を切り取る。
なお、第３フローチャートにおいて、溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１または側面第２層５３２の膜厚Ｆ４をドライエッチングではなく、レーザ照射により薄くしてもよい。

（頂点温度ＺＴＣに関して）
＜側面第２層の膜厚Ｆ４の調整＞
次に、第１音叉型圧電振動片１００の頂点温度ＺＴＣの調整について説明する。実験を繰り返すことで、頂点温度ＺＴＣと溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１及び側面第２層５３２の膜厚Ｆ４とに関連があることを見出した。

図１０（ａ）は、第１音叉型圧電振動片１００の周波数温度特性を示したグラフである。図１０（ｂ）は第１音叉型圧電振動片１００における頂点温度ＺＴＣと側面第２層５３２の膜厚Ｆ４との関係を示したグラフである。図１０（ｃ）は、第１音叉型圧電振動片１００における頂点温度ＺＴＣと溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１との関係を示したグラフである。図１０（ｄ）は側面第２層５３２の膜厚Ｆ４を薄くした場合の右溝領域１３Ｒの概略断面図であり、図１０（ｅ）は側面第２層５３２の膜厚Ｆ４を厚くした場合の右溝領域１３Ｒの概略断面図である。

図１０（ａ）に示すように、第１音叉型圧電振動片１００の周波数は、温度変化のよって放物線状の二次曲線となる。頂点温度ＺＴＣは第１音叉型圧電振動片１００の周波数が最も高くなる温度である。図１０（ａ）では、第１音叉型圧電振動片１００の頂点温度ＺＴＣは約２０℃を示している。

この第１音叉型圧電振動片１００の頂点温度ＺＴＣは、図１０（ｂ）に示されるように、側面第２層５３２の膜厚Ｆ４が変化することで、頂点温度ＺＴＣも変化する。第１音叉型圧電振動片１００の側面第２層５３２の膜厚Ｆ４が７５０Åの際に、第１音叉型圧電振動片１００の頂点温度ＺＴＣは約２０℃であった。図１０（ｄ）に示すように第１音叉型圧電振動片１００の側面第２層５３２の膜厚Ｆ４を５００Åに薄くすると、第１音叉型圧電振動片１００の頂点温度ＺＴＣが約２５℃であった。一方、図１０（ｅ）に示すように第１音叉型圧電振動片１００の側面第２層５３２の膜厚Ｆ４を１０００Åに厚くすると、第１音叉型圧電振動片１００の頂点温度ＺＴＣが約１８℃であった。すなわち側面第２層５３２の膜厚Ｆ４が薄くすると頂点温度ＺＴＣを上げることができ、側面第２層５３２の膜厚Ｆ４を厚くすると頂点温度ＺＴＣを下げることができる。なお、図１０（ｂ）のグラフの頂点温度ＺＴＣの測定は、基部第２層の膜厚Ｆ２を８００Åとして固定し、側面第２層５３２の膜厚Ｆ４を変えることによって行った。また図１０（ｂ）では、溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１を一定として測定している。

また図１０（ｃ）に示されるように、第１音叉型圧電振動片１００の頂点温度ＺＴＣは、溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１の変化に対して放物線状の二次曲線として表わされる。溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１がＭＦ１の時に頂点温度ＺＴＣは最大値ＭＺＴＣをとり、溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１がＭＦ１との差が大きくなるに従って頂点温度ＺＴＣは小さくなる。

圧電材ウエハ１５０のカットアングルずれ、第１音叉型圧電振動片１００の形状のばらつき等の原因により、第１音叉型圧電振動片１００の頂点温度ＺＴＣはずれてしまうことがある。このような場合でも、溝部第２層５３１の膜厚Ｆ１又は側面第２層５３２の膜厚Ｆ４を調整することにより頂点温度ＺＴＣの値を調整することができる。また、図２（ｂ）に示されるように側面第２層５３２の膜厚Ｆ４はＣＩ値に影響を及ぼさないため、頂点温度ＺＴＣのみを調整したい場合は側面第２層５３２の膜厚Ｆ４を調整することがより好ましい。

＜頂点温度ＺＴＣの調整フローチャート＞
圧電材ウエハ１５０上の各第１音叉型圧電振動片１００の頂点温度ＺＴＣが測定され、頂点温度ＺＴＣが調整される。以下に、図１１は、第１音叉型圧電振動片１００の頂点温度ＺＴＣの調整方法を説明するためのフローチャートである。

頂点温度ＺＴＣの調整は、たとえば図４で示された電極形成の第１フローチャートのステップＳ１０８とステップＳ１０９との間に行われる。同様に、図５の第２フローチャートのステップＳ２０８とステップＳ２０９との間、または図８の第３フローチャートのステップＳ３０８とステップＳ３０９との間に行われてもよい。

ステップＳ５０１では、圧電材ウエハ１５０上に形成されている第１音叉型圧電振動片１００の頂点温度ＺＴＣを測定する。
次に、ステップＳ５０２において、頂点温度ＺＴＣと目標温度とが異なるかどうかを判断する。目標温度は、第１音叉型圧電振動片１００が使用される環境によって適宜決められる。頂点温度ＺＴＣ付近では使用環境温度の変化に対して最も周波数の変化が小さくなるためである。目標温度はたとえば２５℃で設定される。頂点温度ＺＴＣと目標温度とが同じ場合はステップＳ１０９（図４を参照）、ステップＳ２０９（図５参照）またはステップＳ３０９（図８参照）に進む。頂点温度ＺＴＣと目標温度とが異なる場合にはステップＳ５０３に進む。

ステップＳ５０３では、頂点温度ＺＴＣが目標温度に対して高いかどうかが判断される。頂点温度ＺＴＣが目標温度に対して高い場合にはステップＳ５０４に進み、低い場合にはステップＳ５０５に進む。

ステップＳ５０４では、図１２に示す第５マスクカバー１７９を使用して、真空蒸着又はスパッタリングにより側面第２層５３２に金属膜を形成する。第５マスクカバー１７９は第１音叉型圧電振動片１００のＺ軸側の面が形取られた形状をしている。第５マスクカバー１７９は図６（ｂ）に示した圧電材ウエハ１５０の拡大部１６０に重ね合わされるように載置される。そのため、第５マスクカバー１７９を使用した場合は、第１音叉型圧電振動片１００の主面をカバーし、側面第２層５３２のみに金属膜の積層を行うことができる。

金属膜の積層厚を決めるためには図１０（ｂ）に示したようなグラフを用意し、これらのグラフの中から、頂点温度ＺＴＣと側面第２層５３２の膜厚Ｆ４との関係がもっとも近いグラフを参考にして金属膜の形成量を決定する。たとえば頂点温度ＺＴＣが２６℃であった場合に、目標温度２５℃で設定する際には、図１０（ｂ）から側面第２層の膜厚Ｆ４を約５０Å積層する。

ステップＳ５０５では、図１２に示す第５マスクカバー１７９を使用して、アルゴン等の不活性ガスにより側面第２層５３２のドライエッチングを行う。第５マスクカバー１７９を使用することにより、第１音叉型圧電振動片１００の主面へ影響を及ぼすことなく、側面第２層５３２のみを薄くすることができる。

ステップＳ５０６において、第１音叉型圧電振動片１００の頂点温度ＺＴＣを確認する。ステップＳ５０７において、頂点温度ＺＴＣと目標温度とが異なるかどうかを判断する。頂点温度ＺＴＣと目標温度とが異なる場合にはステップＳ５０３に戻って頂点温度ＺＴＣの再調整を行う。頂点温度ＺＴＣと目標温度と同じ場合にはステップＳ１０９（図４参照）、ステップＳ２０９（図５参照）またはステップＳ３０９（図８参照）に進む。

＜第２音叉型圧電振動片２００に関して＞
第１音叉型圧電振動片１００と形状が異なる音叉型圧電振動片であっても、ＣＩ値を下げるために溝部第２層を厚くしてもよい。また頂点温度ＺＴＣを調整するため側面第２層の厚さを調整することができる。

＜第２音叉型圧電振動片２００＞
図１３（ａ）は、第２音叉型圧電振動片２００の平面図である。第２音叉型圧電振動片２００は、基部１１と基部１１からＹ軸方向に平行に伸びる一対の振動腕１２とを備え、さらに一対の振動腕１２の両外側でＹ軸方向に伸びた一対の支持腕８６（８６Ｒ，８６Ｌ）を有している。

＋Ｘ軸側に位置している支持腕８６Ｒには支持腕電極第２層８５Ｒが、−Ｘ軸側に位置している支持腕８６Ｌには支持腕電極第２層８５Ｌが形成されている。支持腕電極第２層８５Ｒ及び支持腕電極第２層８５Ｌは、基部１１から支持腕８６の＋Ｙ軸方向の先端付近にまで形成されている。支持腕電極第２層８５Ｒ及び支持腕電極第２層８５Ｌは、励振電極から伸びた基部第２層５１と接続されている。第２音叉型圧電振動片２００の支持腕電極第２層８５の先端領域は接続電極の役割を担う。接続電極は、パッケージ８０の内面に形成されている導電性接着剤７３またはハンダなどの導電部材を介して電気的に接続される電極である（図１３（ｃ）を参照）。

図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の圧電振動片２００のＧ−Ｇ断面における断面図である。第１音叉型圧電振動片１００と同様に支持腕電極第２層８５の先端領域の膜厚Ｆ５を溝部第２層の膜厚Ｆ６及び側面第２層の膜厚Ｆ７よりも厚く形成することにより、ＣＩ値を低く保つことができる。支持腕電極第２層８５の先端領域の膜厚Ｆ５は５００Å〜２０００Å、溝部第２層の膜厚Ｆ６及び側面第２層の膜厚Ｆ７は約３００Å〜８００Åであることが好ましい。

支持腕電極第２層８５の先端領域を除く領域の膜厚は、溝部第２層の膜厚Ｆ６または側面第２層の膜厚Ｆ７と同じように薄くしてもよいし、先端領域の膜厚Ｆ５と同じ厚さであってもよい。第２音叉型圧電振動片２００の基部第２層５１も溝部第２層の膜厚Ｆ６または側面第２層の膜厚Ｆ７と同じように薄くしてもよいし、先端領域の膜厚Ｆ５と同じ厚さであってもよい。

また、第２音叉型圧電振動片２００の場合も、第１音叉型圧電振動片１００と同様に、第２音叉型圧電振動片２００の側面第２層の膜厚Ｆ７を調整することにより頂点温度ＺＴＣを調節することができる。

図１３（ｃ）は、圧電デバイス２０００を−Ｚ軸方向に見た断面図である。圧電デバイス２０００には第２音叉型圧電振動片２００が備えられている。第２音叉型圧電発振片２００は、支持腕８６Ｒ及び支持腕８６Ｌの＋Ｙ軸側の先端付近に形成されている接続電極８７に塗布された導電性接着剤７３によって圧電デバイス２０００のパッケージ８０に固定され、電気的に接続されている。第２音叉型圧電振動片２００は、支持腕８６でパッケージ８０と接続することにより、パッケージ８０の固定箇所と振動腕１２との間に距離を置くことができる。そのため、周囲の温度変化や落下の衝撃、接合箇所に生じた応力変化等が振動腕１２に影響を及ぼしにくくなっている。このため第２音叉型圧電振動片２００は第１音叉型圧電振動片１００に比べて、温度特性などが良好となる。

＜第３音叉型圧電振動片３００に関して＞
セラミックパッケージに収納されない音叉型圧電振動片であっても、頂点温度ＺＴＣを調整するため側面第２層の厚さを調整することができる。

図１４（ａ）は、第３音叉型圧電振動片３００の平面図である。第３音叉型圧電振動片３００は、基部１１より互いに平行に伸びている一対の振動腕１２と、Ｙ軸方向に伸びた一対の支持腕３０６と、圧電振動片外枠部３１０とにより構成されている。Ｙ軸方向に伸びた一対の支持腕３０６は圧電振動片外枠部３１０と基部１１とを接続している。圧電振動片外枠部３１０は、基部１１と、振動腕１２と、支持腕３０６とを内側に囲む枠である。圧電振動片外枠部３１０は図１４（ｂ）に示されるリッド９０とベース１２０とに接合される。

振動腕１２に形成されている励振電極３０７から圧電振動片外枠部３１０にかけて電極が形成されている。この電極は第１音叉型圧電振動片１００と同様に圧電材上に形成された電極第１層１５と、電極第１層１５上に形成された電極第２層３１１とから構成される。電極第２層３１１は、＋Ｘ軸側に電極第２層３１１Ｒが配置され、−Ｘ軸側に電極第２層３１１Ｌが配置されている。圧電振動片外枠部３１０の角に位置する電極第２層３１１Ｒ及び電極第２層３１１Ｌの終端部分は接続電極となっている。

図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＫ−Ｋ断面における、圧電デバイス３０００を組み立てる前の状態を示した概略断面図である。圧電デバイス３０００はリッド９０とベース１２０と第３音叉型圧電振動片３００とにより構成されている。圧電デバイス３０００の＋Ｚ軸側にはリッド９０が配置されており、リッド９０の−Ｚ軸側の面にはリッド側凹部９１が形成されている。圧電デバイス３０００の−Ｚ軸側にはベース１２０が配置されており、ベース１２０の＋Ｚ軸側の面にはベース側凹部１２１が形成されている。ベース１２０の＋Ｚ軸側の面の対角上に位置する２カ所の角には凹型段差部１２９が設けてあり、凹型段差部１２９の中には接続端子１２２が配置されている。また、ベース１２０の−Ｚ軸側の面には外部端子１２５が２カ所に設けてある。接続端子１２２と外部端子１２５とは、スルーホール１２３を通して電気的に接続されている。第３音叉型圧電振動片３００は、リッド９０とベース１２０との間に配置されている。

第３音叉型圧電振動片３００に形成されている接続電極３１７は、ベース１２０上に形成されている接続端子１２２と電気的に接続され、スルーホール１２３内に形成されている導通部１２６を通して外部端子１２５と電気的に接続される。また、圧電デバイス３０００はリッド側凹部９１とベース側凹部１２１とによって内部に空間が形成されており、第３音叉型圧電振動片３００の振動腕１２がＺ軸方向に振動してもリッド９０またはベース１２０に接触しないような構成になっている。

例えば、リッド９０とベース１２０と第３音叉型圧電振動片３００とは水晶を基材として形成される。その場合、リッド９０とベース１２０と第３音叉型圧電振動片３００との接合はシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）技術によって行われる。シロキサン結合技術は水晶同士を直接接合する技術であり、封止材を用いる必要はない。また、電極第２層３１１と接続端子１２２との接続にも導電性接着剤を使用せずに直接接続させる。

図１４（ｃ）は、図１４（ａ）のＨ−Ｈ断面における第３音叉型圧電振動片３００の断面図である。振動腕１２は第１音叉型圧電振動片１００の振動腕１２と同様の形状を有している。振動腕１２の外側には支持腕３０６が位置しており、支持腕３０６の外側には圧電振動片外部枠３１０が位置している。第３音叉型圧電振動片３００も第１音叉型圧電振動片１００と同様に、振動腕１２の側面第２層３１６の膜厚Ｆ８の厚さを調整することにより第３音叉型圧電振動片３００の頂点温度ＺＴＣの調整を行うことができる。

以上、本発明の最適な実施例について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。

１１ 基部
１２ 振動腕
１３ 溝領域
１５ 第１層
１９ 錘領域
２３ 溝部
２４ 側面部
５１ 基部第２層
５３、３０７ 励振電極
５９ 錘領域第２層
７０、８０ パッケージ
７１ リッド
７２ 封止材
７３ 導電性接着剤
７４、１２２ 接続端子
７５、１２５ 外部端子
７６ 導通部
８６、３０６ 支持腕
９０ リッド ９１ リッド側凹部
１００、２００、３００ 音叉型圧電振動片
１２０ ベース
１２１ ベース側凹部
１２３ スルーホール
１２６ 導通部
１２９ 凹型段差部
１５０ 圧電材ウエハ
１５１ オリエンテーションフラット
１６０ 圧電材ウエハ１５０の拡大部
１７１ 第１マスクカバー、 １７３ 第２マスクカバー、 １７５ 第３マスクカバー、 １７７ 第４マスクカバー、 １７９ 第５マスクカバー
２３１ 第１マスクカバー１７１の領域
３１０ 圧電振動片外枠部
５３１ 溝部第２層、 ５３１Ｌ 左溝部２３Ｌに形成された溝部第２層、 ５３１Ｒ 右溝部２３Ｒに形成された溝部第２層
５３２ 側面第２層、 ５３２Ｌ 溝領域１３Ｌに於ける側面第２層、 ５３２Ｒ 溝領域１３Ｒに於ける側面第２層
１０００、２０００、３０００ 圧電デバイス
ＣＲ 圧電材
Ｄ１ 第１音叉型圧電振動片１００の厚さ
Ｄ２ 溝領域１３の深さ
Ｆ１ 溝部第２層５３１の膜厚
Ｆ２ 基部第２層５１の膜厚
Ｆ３ 第１層１５の膜厚
Ｆ４ 側面第２層５３２の膜厚
Ｌ１ 基部１１のＹ軸方向の長さ
Ｌ２ 振動腕１２のＹ軸方向の長さ
Ｌ３ 溝領域１３のＹ軸方向の長さ
Ｗ１ 基部１１のＸ軸方向の長さ
Ｗ２ 錘領域１９のＸ軸方向の幅
Ｗ３ 右振動腕１２Ｒの右溝領域１３Ｒと左振動腕１２Ｌの左溝領域１３Ｌとの間の距離
Ｗ４ 右溝部２３Ｒ及び左溝部２３Ｌの幅

Claims (13)

1. パッケージ内に導電性部材で固定される音叉型圧電振動片であって、
   前記導電性部材と電気的に接続する接続電極と、
   圧電材からなる基部から所定方向に伸び、前記接続電極と電気的に接続する励振電極が形成された一対の振動腕と、を備え、
   前記振動腕は、表裏面と前記表裏面の両側で交差する両側面とを有し、
   前記表裏面には所定方向に伸びる溝部がそれぞれ形成され、
   前記励振電極は、前記表裏面の溝部内にそれぞれ形成された表裏電極と、前記両側面にそれぞれ形成された側面電極と、を有し、
   前記表裏電極の膜厚は、前記接続電極の膜厚よりも薄い音叉型圧電振動片。
2. 前記接続電極および前記励振電極は、前記圧電材上に形成される第１層と前記第１層上に形成される第２層とからなり、前記表裏電極の第２層は、前記接続電極の第２層よりも薄い請求項１に記載の音叉型圧電振動片。
3. 前記表裏電極の膜厚は、前記接続電極の膜厚の２０〜９０％である請求項１または請求項２に記載された音叉型圧電振動片。
4. 前記接続電極は前記基部に形成されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された音叉型圧電振動片。
5. 前記一対の振動腕の両外側で前記基部から前記所定方向に伸びる一対の支持腕を備え、
   前記接続電極は前記支持腕の先端に形成されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された音叉型圧電振動片。
6. 前記表裏電極の膜厚は、不活性ガスによるエッチング、レーザ照射又はメタルエッチングによって薄く形成される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載された音叉型圧電振動片。
7. パッケージ内に固定される音叉型圧電振動片であって、
   圧電材からなる基部から所定方向に伸び、表裏面と前記表裏面を両側で交差する両側面とを有する一対の振動腕と、
   前記表裏面に形成された表裏電極と、前記両側面にそれぞれ形成された側面電極とを有する励振電極と、を備え、
   前記側面電極の膜厚又は表裏電極の膜厚と周波数温度特性の頂点温度との対応関係のデータに基づいて、前記側面電極の膜厚は、前記周波数温度特性の頂点温度が所望の温度となるように調整され、前記側面電極又は表裏電極に段差もしくは粗面が形成されている音叉型圧電振動片。
8. 前記頂点温度が前記所望の温度よりも高い際には、前記側面電極又は表裏電極の膜厚が厚くされる請求項７に記載の音叉型圧電振動片。
9. 前記側面電極又は表裏電極の膜厚は、スパッタリングまたは真空蒸着によって厚く形成される請求項８に記載された音叉型圧電振動片。
10. 前記頂点温度が前記所望の温度よりも低い際には、前記側面電極又は表裏電極の膜厚が薄くされる請求項７に記載の音叉型圧電振動片。
11. 前記側面電極又は表裏電極の膜厚は、不活性ガスによるエッチング、レーザ照射又はメタルエッチングによって薄く形成される請求項１０に記載された音叉型圧電振動片。
12. 前記励振電極は、前記圧電材上に形成される第１層と前記第１層上に形成される第２層とからなり、前記側面電極又は表裏電極の第２層の膜厚が調整される請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の音叉型圧電振動片。
13. 請求項１ないし請求項１２のいずれかの音叉型圧電振動片と、
    前記音叉型圧電振動片を収納するパッケージと、
    を有することを特徴とする圧電デバイス。