JP2011244118A - 圧電振動片の製造方法、圧電振動片、および圧電デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】Ｚ板からなる水晶基板にＺ軸方向へウェットエッチングを施す場合、その異方性により、水晶基板の結晶面で、ウェットエッチングの進行具合が極端に遅くなるが、さらにウェットエッチングをしても溝部に貫通しせずに、所望の形状である溝部を得ること。
【解決手段】Ｚ板からなる水晶基板にウェットエッチングを施して、溝部を形成する際に、Ｚ板からなる水晶基板の結晶面でエッチングの進行具合が極端に遅くなった後、引き続きウェットエッチングを施しても、基板において、ウェットエッチングの進行具合が遅くなる、または止まるので、溝部を貫通させることなく振動腕部に形成させることができる圧電振動片の製造方法を提供することが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、圧電振動片の製造方法、圧電振動片、および圧電デバイスに関する。

従来から、振動腕部を備える圧電振動片は、その振動腕部に、ウェットエッチングにより溝部を形成している。そして、振動腕部の側面および溝部に励振電極をそれぞれ形成し、励振電極間に電界を発生させて圧電効果により振動（屈曲振動）する圧電振動片が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００６−３２５２４０号公報（９頁〜１０頁、図１〜２）

しかしながら、異方性を有する水晶、特にＺ板からなる水晶基板にＺ軸方向へウェットエッチングを施す場合、その異方性により、図９に実線矢印で示した水晶基板（振動腕部３Ａ，３Ｂ）の結晶面９で、ウェットエッチングの進行具合が極端に遅くなり、結晶面９を備えた溝部６が形成される。結晶面９は、ウェットエッチングを施すＺ軸方向と直交するＸ軸およびＹ軸からなるＸ−Ｙ平面に対して、平行ではなく交差する配置となるため、エッチングの進行具合がＺ軸方向において異なる。このため、さらにウェットエッチングをすると、溝部６はエッチングの進行具合が速い部分９Ｓから、対向する溝部６に貫通してしまう。つまり、図９に破線および実線で示した所望の形状である溝部６を得ることができない。
そして、振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）の側面（Ｙ−Ｚ面）、および結晶面９を備えた溝部６に、励振電極８ａ，８ｂをそれぞれ形成し、励振電極８ａ，８ｂ間に電界を発生させて圧電効果により、一方の側面（Ｙ−Ｚ面）が図示Ｙ軸方向に圧縮され、他方の側面が図示Ｙ軸方向に伸張される。このようにして、振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）は振動（屈曲振動）する。屈曲振動する振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）の側面（Ｙ−Ｚ面）では、一方の側面（Ｙ−Ｚ面）が図示Ｙ軸方向に圧縮され温度が上昇し、他方の側面が図示Ｙ軸方向に伸張され温度が下降するため、一方の側面と他方の側面との間で温度勾配が発生する。その後、温度勾配が均一化されるように振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）で熱流が発生する。図９に実線および破線で示した溝部６が形成された振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）に比べて、図９に実線で示した結晶面９を備えた溝部６が形成された振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）では熱流の経路が太く、この温度勾配が均一化され易く、屈曲振動による機械エネルギーの損失（熱弾性損失）が大きく、Ｑ値の低下を引き起こしているという問題がある。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものである。以下の形態または適用例により実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかる圧電振動片の製造方法は、基板にＺ板からなる水晶基板を接合する基板接合工程と、前記水晶基板に水晶の光軸であるＺ軸方向へウェットエッチングを施して、前記水晶基板から前記基板を部分的に露出させて溝部を形成し、前記溝部を備える振動腕部を形成する溝部形成工程とを備えることを要旨とする。

これによれば、Ｚ板からなる水晶基板にウェットエッチングを施して、溝部を形成する際に、Ｚ板からなる水晶基板の結晶面でエッチングの進行具合が極端に遅くなった後、引き続きウェットエッチングを施しても、基板において、ウェットエッチングの進行具合が遅くなる、または止まるので、溝部を貫通させることなく振動腕部に形成させることができる圧電振動片の製造方法を提供することが可能となる。
そして、基板の厚みを適宜決定して、熱流の経路としての役割を制御する。たとえば、基板の厚みを小さくすることで熱流の経路を細くして熱流を制御するので、振動（屈曲振動）する振動腕部の一方の側面（Ｙ−Ｚ面）と他方の側面（Ｙ−Ｚ面）との間で発生する温度勾配が、均一化され難く、振動（屈曲振動）による機械エネルギーの損失（熱弾性損失）が小さく、Ｑ値の低下を抑制する圧電振動片を得ることができる圧電振動片の製造方法を提供することが可能となる。

［適用例２］上記適用例にかかる圧電振動片の製造方法において、前記基板にドライエッチングを施して、前記圧電振動片の外形を形成する外形形成工程とを備えることが好ましい。

これによれば、溝部が形成された振動腕部を複数備えた圧電振動片を得ることができる。また、基板と水晶基板とが接合された状態から、溝部が形成された振動腕部を複数備えた圧電振動片を複数得ることができ、生産効率を向上させる圧電振動片の製造方法を提供することが可能となる。

［適用例３］本適用例にかかる圧電振動片は、振動腕部を備える圧電振動片であって、前記振動腕部は、前記基板と、前記基板に接合されたＺ板からなる水晶基板と、前記水晶基板から前記基板が露出されて形成された溝部とを備えることを要旨とする。

これによれば、基板の厚みを小さくすることで熱流の経路を細くして熱流を制御するので、振動（屈曲振動）する振動腕部の一方の側面（Ｙ−Ｚ面）と他方の側面（Ｙ−Ｚ面）との間で発生する温度勾配が、均一化され難く、振動（屈曲振動）による機械エネルギーの損失（熱弾性損失）が小さく、Ｑ値の低下を抑制する圧電振動片を得ることができる。

［適用例４］本適用例にかかる圧電デバイスは、基板と、前記基板に接合されたＺ板からなる水晶基板と、前記水晶基板から前記基板が露出されて形成された溝部とを備える振動腕部と、前記振動腕部を備える圧電振動片と、前記圧電振動片を収納するパッケージとを備えることを要旨とする。

これによれば、基板の厚みを小さくすることで熱流の経路を細くして熱流を制御するので、振動（屈曲振動）する振動腕部の一方の側面（Ｙ−Ｚ面）と他方の側面（Ｙ−Ｚ面）との間で発生する温度勾配が、均一化され難く、振動（屈曲振動）による機械エネルギーの損失（熱弾性損失）が小さく、Ｑ値の低下を抑制する圧電振動片を備える圧電デバイスを得ることができる。

第１実施形態の水晶振動片を示す概略平面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 第１実施形態の水晶振動片の製造方法を示すフローチャート。 第１実施形態の水晶振動片の製造方法を示す概略工程図。 変形例１の水晶振動片の振動腕部を示す概略断面図。 変形例１の水晶振動片の製造方法を示す概略工程図。 変形例２の水晶振動片の振動腕部を示す概略断面図。 第２実施形態の水晶振動子を示す概略構成図。 従来例を示す概略図。

以下の実施形態では、圧電振動片として圧電材料である水晶を用いた水晶振動片、および圧電デバイスとして水晶振動片を用いた水晶振動子または水晶発振器を一例に挙げて説明する。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について、図１および図２を参照して説明する。

図１に示すように、水晶振動片１は、基部２と、振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）と、溝部６とを備えている。
図１において、水晶振動片１は、水晶の光軸であるＺ軸と、Ｚ軸に垂直な電気軸であるＸ軸と、Ｘ軸に垂直な機械軸であるＹ軸とを有している。そして、水晶振動片１は、Ｘ軸とＹ軸とからなるＸ−Ｙ面を、Ｘ軸とＹ軸との交点（座標原点）からみてＸ軸回りに角度０度から５度傾けた面に沿うＺ板からなる水晶である。ここで、図１に示すＹ軸およびＺ軸は、Ｘ軸回りに角度０度から５度傾けられたものを含むものとする。このため、基部２の幅方向がＸ軸方向、振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）の長手方向がＹ軸方向、水晶振動片１の厚さ方向がＺ軸方向である。

振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）は、基部２から延長して形成されている。振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）は、Ｂ−Ｂで示す一点鎖線に関して対称に形成されている。

図２に示すように、振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）は、基板４と水晶基板５とを備えている。振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）は、水晶基板５、基板４、水晶基板５の順に接合された３層構成である。接合された領域を破線で図示する。水晶基板５は、上述したようにＺ板からなる水晶である。基板４は、図２に示すＸ軸およびＹ軸を、Ｚ軸を転換させ（回転させ）、Ｘ軸またはＹ軸に置き換えたＸ板またはＹ板からなる水晶である。
破線で示す接合された領域において、接合される前の基板４の領域、および接合される前の水晶基板５の領域は、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）結合を含みランダムな原子構造を有するＳｉ骨格と、このＳｉ骨格に結合する脱離基とを含むものである。これらの領域は、Ｚ軸方向から見た平面視におけるこれらの領域の全面または一部の領域に対して、エネルギーを付与することにより、これらの領域の少なくとも表面付近に存在する脱離基がＳｉ骨格から脱離するものである。そして、これらの領域は、脱離基の脱離によって、その表面のエネルギーを付与した領域に、相互の接着性が発現するという特徴を有する。このような特徴を有するこれらの領域は、基板４と水晶基板５との間を、高い寸法精度で強固に、かつ低温下で効率よく接合可能となる。そして、これらの領域を用いることにより、基板４と水晶基板５とが強固で信頼性の高い接合が得られる。

図１に示すように、振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）は、水晶基板５から部分的に露出された基板４を有した溝部６を備えている。溝部６は、図２（ａ）または（ｂ）に示すように、振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）のＸ−Ｙ面にそれぞれ形成されている。そして、溝部６は、振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）の長手方向に沿って形成され、図１にＢ−Ｂで示す一点鎖線に関して対称に形成されている。
ここで、図２（ａ）および（ｂ）の相違する点は、以下の通りである。図２（ａ）は、基板４がウェットエッチングされずに溝部６を形成している。これに対して、図２（ｂ）は、基板４がウェットエッチングされて溝部６を形成している。

図２（ａ）および（ｂ）に示すように、励振電極８ａ，８ｂが、振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）および溝部６に形成されている。そして、励振電極８ａ，８ｂの配置は、図示左側の振動腕部３Ａおよび右側の振動腕部３Ｂおよび溝部６において、逆の配置となっている。つまり、図示左側の溝部６において、励振電極８ａが配置されているが、図示右側の溝部６において、励振電極８ｂが配置されている。そして、図示左側の振動腕部３Ａの側面（Ｙ−Ｚ面）において、励振電極８ｂが配置されているが、図示右側の振動腕部３Ｂの側面（Ｙ−Ｚ面）において、励振電極８ａが配置されている。
励振電極８ａと励振電極８ｂとの間に電流を流すことにより電界が発生して、振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）は、図１に一点鎖線矢印および破線矢印で示すように、圧電効果により振動（屈曲振動）し、水晶振動片１は駆動する。

ここで、図２（ａ）および（ｂ）において、励振電極８ａ，８ｂは溝部６に２つに分離して形成されていると図示したが、これに限るものではなく、励振電極８ａは基板４にも形成されていてもよい。また、励振電極８ａ，８ｂは、溝部６において、分離されずに一体に形成されていてもよい。
そして、励振電極８ａ，８ｂは振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）の側面（Ｙ−Ｚ面）に２つに分離して形成されていると図示したが、これに限るものではなく、分離されずに一体に形成されていてもよい。

次に、第１実施形態の水晶振動片、特に振動腕部の製造方法について、図３、図４、および図２を参照して説明する。

ここで、以下の説明に当たり、図４に示すＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸と、図２に示すＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸とが相違する点を説明する。
基板４は、上述したようにＸ板またはＹ板からなる水晶である。つまり、図２において図示したＸ軸およびＹ軸を、Ｚ軸を転換させ（回転させ）、Ｘ軸またはＹ軸に置き換えたＸ板またはＹ板からなる水晶である。このため、基板４に関しては、図４に示すＸ軸は、図２において示す電気軸であるＸ軸とは異なり、Ｙ軸は、図２において示す機械軸であるＹ軸とは異なる。
一方、水晶基板５は、Ｚ板からなる水晶である。つまり、水晶基板５に関しては、図４に示すＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸は、図２において示す電気軸であるＸ軸、機械軸であるＹ軸、および光軸であるＺ軸と等しい。

まず、外形形成工程（Ｓ１０１）を、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように実施する。
図４（ａ）に示す基板４に、図４（ｂ）に示すようにドライエッチングを施すことにより、振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）のＸ軸とＹ軸とからなるＸ−Ｙ面における外形を形成する。そして、外形形成工程（Ｓ１０１）、または外形形成工程（Ｓ１０１）の後に、基部２のＸ−Ｙ面における外形を形成する。
基板４の厚さ（図４に示すＺ軸方向の寸法）は、適宜選択され、水晶原石から切り出される。また、研磨またはエッチングなどが施されていてもよい。

次に、エネルギー付与工程（Ｓ１０２）を、図４（ｃ）に示すように実施する。
図４（ｃ）に矢印で示すように、基板４の領域４１、および水晶基板５の領域５１に対してエネルギーを付与する。
エネルギーが付与されると、領域４１，５１では、脱離基がＳｉ骨格から脱離する。そして、脱離基が脱離した後には、領域４１，５１の表面および内部に活性手が生じる。これにより、領域４１，５１の表面に、基板４と水晶基板５との接着性が発現する。これにより、基板４と水晶基板５とは、活性手による化学的結合に基づいて強固に接合可能なものとなる。水晶基板５の厚さ（図４および図２に示すＺ軸方向の寸法）は、適宜選択され、水晶原石から切り出される。また、研磨またはエッチングなどが施されていてもよい。

ここで説明する領域４１，５１に付与するエネルギーは、例えば、エネルギー線を照射する方法、領域４１，５１を加熱する方法、領域４１，５１に圧縮力（物理的エネルギー）を付与する方法、プラズマに曝す（プラズマエネルギーを付与する）方法、オゾンガスに曝す（化学的エネルギーを付与する）方法等が挙げられる。

このうち、エネルギー線としては、例えば、紫外線、レーザー光のような光、Ｘ線、γ線、電子線、イオンビームのような粒子線等、またはこれらのエネルギー線を組み合わせたものが挙げられる。また、レーザー光としては、例えば、エキシマレーザー（フェムト秒レーザー）、Ｎｄ−ＹＡＧレーザー、Ａｒレーザー、ＣＯ２レーザー、Ｈｅ−Ｎｅレーザー等が挙げられる。

領域４１，５１に対するエネルギー線の照射は、いかなる雰囲気中で行うようにしてもよく、具体的には、大気、酸素のような酸化性ガス雰囲気、水素のような還元性ガス雰囲気、窒素、アルゴンのような不活性ガス雰囲気、またはこれらの雰囲気を減圧した減圧（真空）雰囲気等が挙げられるが、特に大気雰囲気中で行うのが好ましい。

このように、エネルギー線を照射する方法によれば、領域４１，５１に対して選択的にエネルギーを付与することが容易に行えるため、例えば、エネルギーの付与による基板４および水晶基板５の変質・劣化を防止することができる。
また、エネルギー線を照射する方法によれば、付与するエネルギーの大きさを、精度よく簡単に調整することができる。このため、領域４１，５１から脱離する脱離基の脱離量を調整することが可能となる。このように脱離基の脱離量を調整することにより、基板４と水晶基板５との間の接合強度を容易に制御することができる。

エネルギーが付与される前の領域４１，５１は、Ｓｉ骨格と脱離基とを有している。領域４１，５１にエネルギーが付与されると、脱離基がＳｉ骨格から脱離する。これにより、領域４１，５１の表面に活性手が生じ、活性化される。その結果、領域４１，５１の表面に接着性が発現する。

ここで、領域４１，５１を「活性化させる」とは、領域４１，５１の表面および内部の脱離基が脱離して、Ｓｉ骨格において終端化されていない結合手（以下、「未結合手」または「ダングリングボンド」とも言う。）が生じた状態や、この未結合手が水酸基（ＯＨ基）によって終端化された状態、または、これらの状態が混在した状態のことを言う。
そして、活性手は、未結合手（ダングリングボンド）、または未結合手が水酸基によって終端化されたもののことを言う。このような活性手によれば、基板４と水晶基板５との間において、特に強固な接合が可能となる。未結合手が水酸基によって終端化された状態は、例えば、領域４１，５１に対して大気雰囲気中でエネルギー線を照射することにより、大気中の水分が未結合手を終端化することによって、容易に生成することができる。

ここで説明したエネルギーの付与は、基板４と水晶基板５とを貼り合わせる前に実施するとしたが、これに限るものではなく、基板４と水晶基板５とを貼り合わせる（重ね合わせる）際、または貼り合わせた（重ね合わせた）後に行われるようにしてもよい。

そして、基板接合工程（Ｓ１０３）を、図４（ｄ）に示すように実施する。
図４（ｄ）に示すように、活性化された領域４１，５１を合わせて、基板４と水晶基板５とを、水晶基板５、基板４、および水晶基板５の順に接合する。これにより、基板４と水晶基板５との接合強度を高めることができる。

このようにして得られた接合では、従来の接合方法で用いられていた接着剤のように、主にアンカー効果のような物理的結合に基づく接着ではなく、共有結合のような短時間で生じる強固な化学的結合に基づいて、基板４と水晶基板５とが接合されている。このため、短時間で接合させることができ、かつ、極めて剥離し難く、接合ムラ等も生じ難いものとなる。また、このように接合させる方法によれば、従来の固体接合のように、高温（例えば、７００℃以上）での熱処理を必要としないことから、耐熱性の低い材料を、接合することができる。

次に、溝部形成工程（Ｓ１０４）を、図４（ｅ）に示すように実施する。
図４（ｅ）に示すように、水晶基板５にウェットエッチングを施すことにより、水晶基板５から基板４を部分的に露出させる。これにより、水晶基板５から部分的に露出された基板４を有した溝部６を形成するとともに、水晶基板５から振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）のＸ−Ｙ面における外形を形成する。さらには、溝部形成工程（Ｓ１０４）、または溝部形成工程（Ｓ１０４）の後に、基部２のＸ−Ｙ面における外形を形成する。つまり、図２（ａ）に示すように形成する。
また、水晶基板５から部分的に露出された基板４は、この溝部形成工程（Ｓ１０４）のウェットエッチングにより、図２（ｂ）に示すように形成されていてもよい。

そして、電極形成工程（Ｓ１０５）を実施する。
これにより、図２（ａ）または（ｂ）に示すように、励振電極８ａ，８ｂが蒸着またはスパッタリングにより形成される。

以下、第１実施形態における水晶振動片１の振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）の構成、および励振電極８ａ，８ｂの配置に関する変形例を記載する。

（変形例１）
変形例１の振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）は、図５に示すように、基板４に水晶基板５が接合された２層構成である。

この場合、水晶振動片１の製造方法を示すフローチャートは、図３と同様である。そして、水晶振動片の製造方法を示す概略工程図は、図６に示す通りで、図６（ａ）および（ｂ）は、図４（ａ）および（ｂ）とそれぞれ同様であるが、図６（ｃ）および（ｄ）は、基板４に水晶基板５が接合された２層構成である点で、図４（ｃ）および（ｄ）と相違する。ここでは、変形例１の水晶振動片１の製造方法は、上述した第１実施形態の水晶振動片の製造方法と同様のため説明を省略する。

（変形例２）
変形例２の振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）の励振電極８ａ，８ｂの配置は、図７に示すように配置されて、図７に一点鎖線矢印および破線矢印で示すように振動（捻り振動）する。

ここで、変形例１の振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）を示す図５、および変形例２の振動腕部３（３Ａ，３Ｂ）を示す図７において、基板４がウェットエッチングされずに溝部６を形成していると図示したが、これに限るものではなく、基板４がウェットエッチングされて溝部６を形成しているとしてもよい。

本実施形態によれば、Ｚ板からなる水晶基板５にウェットエッチングを施して、溝部６を形成する際に、Ｚ板からなる水晶基板５の結晶面でエッチングの進行具合が極端に遅くなった後、引き続きウェットエッチングを施しても、基板４において、ウェットエッチングの進行具合が遅くなる、または止まる。このため、溝部６を貫通させることなく振動腕部３に形成させることができる水晶振動片１の製造方法を提供することが可能となる。
そして、基板４の厚みを適宜決定して、熱流の経路としての役割を制御する。たとえば、基板４の厚みを小さくすることで熱流の経路を細くして熱流を制御するので、振動（屈曲振動）する振動腕部３の一方の側面（Ｙ−Ｚ面）と他方の側面（Ｙ−Ｚ面）との間で発生する温度勾配が、均一化され難く、振動（屈曲振動）による機械エネルギーの損失（熱弾性損失）が小さく、Ｑ値の低下を抑制する水晶振動片１を得ることができる。そして、このような効果を奏する水晶振動片１の製造方法を提供することが可能となる。

これによれば、溝部６が形成された振動腕部３を複数備えた水晶振動片１を得ることができる。また、基板４と水晶基板５とが接合された状態から、溝部６が形成された振動腕部３を複数備えた水晶振動片１を複数得ることができ、生産効率を向上させる水晶振動片１の製造方法を提供することが可能となる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、図８を参照して説明する。
第２実施形態の水晶デバイスは、図１に示した第１実施形態の水晶振動片を用いた水晶振動子であり、同様の構成については、同一の符号を付与し、構成の説明を省略する。

図８（ａ）は、第２実施形態の水晶振動子を示す概略平面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
第２実施形態の水晶振動子が、第１実施形態の水晶振動片と相違する点は、水晶振動子が収納されるパッケージを備えることである。

図８に示すように、水晶振動子２０は、水晶振動片１と、パッケージ１０とを備えている。水晶振動片１は、パッケージ１０内に気密に収納されている。パッケージ１０は、ベース１１と、蓋体１２とを備えている。
ベース１１は、ベース基板１６と、積層基板１７と、接合部１８と、導通固定部１４と、外部接続端子１９と、収納室１３とを備えている。

ベース１１は、ベース基板１６に積層基板１７を順に積層して形成され、積層基板１７上には、金属、ロウ剤、またはガラスなどからなる接合部１８が形成されている。ベース基板１６および積層基板１７は、たとえば絶縁材料である酸化アルミニウム質からなるセラミックシートから形成されている。収納室１３は、積層基板１７が収納室１３の形状に合わせて刳り貫かれ、ベース基板１６に積層し、その後、焼結されることにより形成される。

収納室１３内のベース基板１６上に、導通固定部１４が２個形成されている。導通固定部１４は、収納室１３内のベース基板１６上に、たとえばタングステンメタライズ、ニッケルメッキ、および金メッキの順に形成される。

外部接続端子１９は、２個備えられ、ベース１１の外側であるベース基板１６の下面、つまり収納室１３と対向する面に、形成されている。外部接続端子１９は、ベース基板１６の下面に、たとえばタングステンメタライズ、ニッケルメッキ、および金メッキの順に形成することにより得られる。
そして、外部接続端子１９は、たとえばベース基板１６に配線（図示省略）が施され、導通固定部１４と電気的に接続されている。

水晶振動片１の基部２に、それぞれマウント電極（図示省略）が形成され、それぞれ励振電極８ａ，８ｂに接続されている。導電性接着剤１５により水晶振動片１が導通固定部１４に固定され、ベース１１に形成された収納室１３内に設置されている。このようにして、励振電極８ａ，８ｂは、導通固定部１４にそれぞれ電気的に接続され、外部接続端子１９にそれぞれ電気的に接続されている。
導電性接着剤１５は、シリコン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはポリイミド系樹脂などからなり、銀（Ａｇ）またはプラチナ（Ｐｔ）などの導電性粉末が配合されている。

ベース１１は、接合部１８によって、蓋体１２に接合されている。このようにして、ベース１１と蓋体１２とによって、収納室１３内に水晶振動片１が気密に封止されている。
蓋体１２は、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属、またはこれら金属を配合した合金、または酸化アルミニウム質などからなるセラミック、あるいはガラスで形成されている。

本実施形態によれば、Ｚ板からなる水晶基板５にウェットエッチングを施して、溝部６を形成する際に、Ｚ板からなる水晶基板５の結晶面でエッチングの進行具合が極端に遅くなった後、引き続きウェットエッチングを施しても、基板４において、ウェットエッチングの進行具合が遅くなる、または止まる。このため、溝部６を貫通させることなく振動腕部３に形成させることができる水晶振動子２０の製造方法を提供することが可能となる。
そして、基板４の厚みを適宜決定して、熱流の経路としての役割を制御する。たとえば、基板４の厚みを小さくすることで熱流の経路を細くして熱流を制御するので、振動（屈曲振動）する振動腕部３の一方の側面（Ｙ−Ｚ面）と他方の側面（Ｙ−Ｚ面）との間で発生する温度勾配が、均一化され難く、振動（屈曲振動）による機械エネルギーの損失（熱弾性損失）が小さく、Ｑ値の低下を抑制する水晶振動子２０を得ることができる。そして、このような効果を奏する水晶振動子２０の製造方法を提供することが可能となる。

これによれば、溝部６が形成された振動腕部３を複数備えた水晶振動子２０を得ることができる。また、基板４と水晶基板５とが接合された状態から、溝部６が形成された振動腕部３を複数備えた水晶振動子２０を複数得ることができ、生産効率を向上させる水晶振動子２０の製造方法を提供することが可能となる。

なお、上記課題の少なくとも一部を解決できる範囲での変形、改良などは前述の実施形態に含まれるものである。

たとえば、基板の材料としては、Ｚ板からなる水晶基板のＺ軸方向に対してウェットエッチングの進行具合が遅いのであれば、Ｘ板またはＹ板からなる水晶だけに限らず、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ₂Ｂ₄Ｏ₇）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）などの圧電体、または、シリコンなどの半導体であってもよい。または、基板の材料は、水晶基板に比べて熱伝導が低い材質であってもよい。

また、水晶振動子を収納するパッケージは、上述の実施形態に限定されることなく、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属、またはこれら金属を配合した合金からなるいわゆるシリンダータイプであってもよい。導電性接着剤は、はんだであってもよい。

そして、圧電デバイスとして水晶振動子を一例に挙げて説明したが、これに限るものではなく、水晶振動子を駆動させる駆動回路を備えた水晶発振器、および水晶振動子の駆動からの周波数または信号などを検出する検出回路を備えた圧電振動ジャイロなどのセンサーなどであってもよい。

１…水晶振動片、２…基部、３，３Ａ，３Ｂ…振動腕部、４…基板、５…水晶基板、６…溝部、８ａ，８ｂ…励振電極、１０…パッケージ、１１…ベース、１２…蓋体、１３…収納室、１４…導通固定部、１５…導電性接着剤、１６…ベース基板、１７…積層基板、１８…接合部、１９…外部接続端子、２０…水晶振動子、４１，５１…領域。

Claims (4)

1. 基板にＺ板からなる水晶基板を接合する基板接合工程と、
   前記水晶基板に水晶の光軸であるＺ軸方向へウェットエッチングを施して、前記水晶基板から前記基板を部分的に露出させて溝部を形成し、前記溝部を備える振動腕部を形成する溝部形成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. 請求項１に記載の圧電振動片の製造方法において、
   前記基板にドライエッチングを施して、前記圧電振動片の外形を形成する外形形成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. 振動腕部を備える圧電振動片であって、
   前記振動腕部は、
   基板と、
   前記基板に接合されたＺ板からなる水晶基板と、
   前記水晶基板から前記基板が露出されて形成された溝部とを備えることを特徴とする圧電振動片。
4. 基板と、
   前記基板に接合されたＺ板からなる水晶基板と、
   前記水晶基板から前記基板が露出されて形成された溝部とを備える振動腕部と、
   前記振動腕部を備える圧電振動片と、
   前記圧電振動片を収納するパッケージとを備えることを特徴とする圧電デバイス。

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