JP2014032137A - 振動片、電子デバイスおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】断線、特に製造時における断線を防止または抑制することのできる振動片、この振動片を備える電子デバイスおよび電子機器を提供すること。
【解決手段】振動片５は、離間して配置された一対の基部３１１、３１２と、一対の基部３１１、３１２の間に配置された一対の振動腕３１３、３１４とを含む。また、振動腕３１３、３１４は、それぞれ、延在方向の両端部に位置する一対の端部領域Ａ１、Ａ２と、端部領域Ａ１、Ａ２の間に位置する中央部領域Ａ３との３つの振動領域を有している。各領域Ａ１〜Ａ３には、それぞれ、振動腕３１３、３１４の側面から主面に乗り上げる電極片６１１、６２１が配置されており、端部領域Ａ１、Ａ２に配置された電極片の主面上に位置する部分の平均幅Ｗ１は、中央部領域Ａ３に配置された電極片の主面上に位置する部分の平均幅Ｗ２よりも大きい。
【選択図】図５

Description

本発明は、振動片、電子デバイスおよび電子機器に関する。

従来から、圧力センサーとして、ダイヤフラムに双音叉型の振動片を接合した構成が知られている。このような構成の圧力センサーでは、加わった圧力によりダイヤフラムとともに振動片が変形し、この変形の度合いに対応して変化する振動片の共振周波数を測定することにより、圧力センサーに加わった圧力の大きさを検出する（例えば、特許文献１参照）。

振動片は、一対の基部と、これら一対の基部を連結する一対の振動腕とを有し、各振動腕には、第１電極片と第２電極片とが配置されている。第１、第２電極片は、各振動腕の延在方向および周方向のそれぞれの方向について交互に位置するように形成されており、かつ、一方の振動腕と他方の振動腕とで配置が逆となるように配置されている。このような配置とすることにより、振動腕の振動効率が高まることが知られている。

しかしながら、特許文献１の振動片では、各振動腕の両端部に位置する振動領域（端部領域）の側面に配置された電極片（一方の振動腕では第１電極片であり、他方の振動腕では第２電極片）の主面に乗り上げた部分の幅と、振動腕の中央部に位置する振動領域（中央部領域）の側面に配置された電極片（一方の振動腕では第２電極片であり、他方の振動腕では第１電極片）の主面に乗り上げた部分の幅とがそれぞれ比較的狭幅にかつほぼ等しく構成されている。このような構成によると、製造時（第１、第２電極片のパターニング工程）にて、端部領域の側面に配置された電極片が振動腕の延在方向に分割され、これが原因となって断線が生じる。

具体的に説明すると、電極片の製造は、振動腕の表面に形成された金属膜上にフォトリソグラフィー技法を用いてレジストパターンを形成する工程と、エッチング技法を用いてレジストパターンから露出している金属膜を除去する工程とが含まれている。レジストパターンは、金属膜上に塗布したポジ型のフォトレジスト膜に露光光を照射し、現像によって露光光を照射した部分のフォトレジスト膜を除去することにより形成する。露光光の照射は、振動腕の側面（特に、各振動腕の内側面同士を連結する基部の側面）にも行う必要があるが、この際、基部の側面で反射した露光光が各振動腕の端部領域の側面や主面の側面との境界部付近であって、本来なら露光光を照射しない場所に照射され、その結果、一部が不本意に欠損しているレジストパターンが形成される。このようなレジストパターンを用いてエッチングを行うと、端部領域の側面に形成された電極片が振動腕の延在方向に分割されてしまい、これが断線に繋がる。

特開２００７−１７１１２３号公報

本発明の目的は、断線、特に製造時における断線を防止または抑制することのできる振動片、この振動片を備える電子デバイスおよび電子機器を提供することにある。

本発明は、上述の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り、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本発明の振動片は、離間して配置されている二つの基部と、
前記二つの基部の間にあって、一方の前記基部から他方の前記基部に延在して配置されて前記二つの基部を連結し、延在方向の両端部側に位置する一対の端部領域と、前記一対の端部領域の間に位置する中央部領域を備えている振動領域を有する一対の振動腕と、を含み、
前記一対の端部領域および前記中央部領域には、それぞれ、前記振動腕の側面から前記側面とつながっている主面に乗り上げる電極片が配置されており、前記端部領域における前記主面上での前記電極片の平均幅が、前記中央部領域における前記主面上での前記電極片の平均幅よりも大きいことを特徴とする。
このような構成とすることにより、例えば、振動片の製造時にて、端部領域の電極片の振動腕の側面に形成された部分が不本意に除去されたとしても、主面に乗り上げた端部乗り上げ部によって導通が維持されるため、不本意な断線を防止することができる。

［適用例２］
本発明の振動片では、前記端部領域および前記中央部領域での主面の前記電極片の幅は、前記振動腕の延在方向に沿って一定であることが好ましい。
このような構成とすることにより、製造工程での不本意な断線を防止し、振動腕の振動が安定する。

［適用例３］
本発明の振動片では、前記端部領域での主面の前記電極片の幅の平均幅をＷとし、前記振動腕の前記端部領域での平均幅をＷ’としたとき、０＜Ｗ≦Ｗ’／６の関係を満足していることが好ましい。
このような構成とすることにより、振動腕の振動効率を十分に高く維持しつつ、製造時における不本意な断線を防止することができる。

［適用例４］
本発明の振動片では、前記主面上での前記電極片の平均幅は、７．５μｍ以上であることが好ましい。
このような構成とすることにより、製造時における不本意な断線をより確実に防止することができる。
［適用例５］
本発明の振動片では、前記振動領域は、前記一対の端部領域と、前記中央部領域との３つ領域で構成されていることが好ましい。
これにより、より効率的に振動腕を振動させることができる。

［適用例６］
本発明の電子デバイスは、本発明の振動片を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子デバイスが得られる。
［適用例７］
本発明の電子デバイスでは、ダイヤフラムを有するダイヤフラム層と、
前記ダイヤフラムに固定されている前記振動片と、を含む圧力検出素子であることが好ましい。
これにより、電子デバイスが信頼性の高い圧力検出素子となる。
［適用例８］
本発明の電子機器は、本発明の振動片を備えることを特徴とする。
これにより、シラン性の高い電子機器が得られる。

本発明の第１実施形態に係る圧力センサーを示す斜視図である。 図１に示す圧力センサーの分解斜視図である。 図１に示す圧力センサーが備える振動片の平面図であって、（ａ）が上面図、（ｂ）が下面の透過図である。 （ａ）が図３中のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）が図３中のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）が図３中のＣ−Ｃ線断面図である。 図３に示す振動片の部分拡大平面図である。 図１に示す圧力センサーの作動を説明する断面図である。 圧力センサーの製造方法を説明するための斜視図である。 圧力センサーの製造方法を説明するための斜視図である。 圧力センサーの製造方法を説明するための斜視図である。 本発明の電子デバイスを備える電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。 本発明の電子デバイスを備える電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。 本発明の電子デバイスを備える電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。 本発明の電子デバイスを備える電子機器を適用した移動体（自動車）の構成を示す斜視図である。

以下、本発明の振動片、電子デバイスおよび電子機器を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサーを示す斜視図、図２は、図１に示す圧力センサーの分解斜視図、図３は、図１に示す圧力センサーが備える振動片の平面図であって、（ａ）が上面図、（ｂ）が下面の透過図、図４は、（ａ）が図３中のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）が図３中のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）が図３中のＣ−Ｃ線断面図、図５は、図３に示す振動片の部分拡大平面図、図６は、図１に示す圧力センサーの作動を説明する断面図、図７、図８および図９は、圧力センサーの製造方法を説明するための斜視図である。なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。他の図についてもこれに対応して説明する。また、以下では、図１に示すように、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とし、Ｚ軸を圧力センサーの厚さ方向と一致する軸とする。

図１および図２に示すように、圧力センサー１は、ダイヤフラム層２と、振動片（本発明の振動片）５が作り込まれた振動体層３と、基台層４とを有しており、これら３つの層２、３、４が積層して構成されている。
ダイヤフラム層２、振動体層３および基台層４は、それぞれ、水晶で構成されているのが好ましい。このように、ダイヤフラム層２、振動体層３および基台層４を同一の材料で構成することにより、線膨張率の違いから生じる振動片５の不本意な反りや撓みを抑制することができ、圧力センサー１の圧力検知精度を向上させることができる。特に、振動体層３を水晶で構成することにより、優れた温度特性、振動特性を有する圧力センサー１となる。

ダイヤフラム層２、振動体層３および基台層４の外形形状は、それぞれ、例えば、フォトリソグラフィー技法とドライエッチングやウェットエッチング等の各種エッチング技法とを用いて一枚の水晶平板から形成することができる。
ダイヤフラム層２、振動体層３および基台層４は、低融点ガラスを用いて接合されている。ここで、低融点ガラスとしては、特に限定されないが、水晶と線膨張率が近いバナジウム系の低融点ガラスを用いるのが好ましい。これにより、各層２、３、４と低融点ガラスとの線膨張率の違いから生じる振動片５の不本意な反りや撓みを抑制することができる。

また、低融点ガラスには、粒子状のスペーサーが含まれているのが好ましい。スペーサーを含むことにより、各層２、３、４と低融点ガラスとの線膨張率の違いから生じる振動片５の不本意な反りや撓みをより効果的に抑制することができる。なお、ダイヤフラム層２、振動体層３、基台層４の接合は、低融点ガラスに換えて、各種接着剤やＡｕ−Ａｕ等の金属−金属接合を用いてもよい。

−ダイヤフラム層−
ダイヤフラム層２は、外部からの圧力を受けることにより変形する薄肉部２１と、この薄肉部２１の周囲に形成された枠部２２とを有している。また、ダイヤフラム層２は、薄肉部２１の下面から突出し、Ｙ軸方向に離間して形成された一対の支持部２３、２４を有している。これら一対の支持部２３、２４には低融点ガラスを介して振動片５が固定されている。

−基台層−
基台層４は、振動体層３を介してダイヤフラム層２と対向して設けられている。基台層４には、上面に開放する凹部４１が設けられている。この凹部４１がダイヤフラム層２に形成された凹部（薄肉部２１）と対向することにより空間Ｓが形成され、この空間Ｓ内に振動片５が位置している。

空間Ｓは、真空状態であるのが好ましい。空間Ｓを真空状態とすることにより、振動片５のＣＩ（Ｃｒｙｓｔａｌ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）値を低下させ、周波数安定性を向上させることができる。なお、空間Ｓを真空状態とするには、例えば、真空状態（真空環境下）でダイヤフラム層２、振動体層３および基台層４を接合する方法や、基台層４に貫通孔を形成しておき、常圧下でダイヤフラム層２、振動体層３および基台層４を接合した後、前記貫通孔を介して空間Ｓを真空状態とし、貫通孔に充填物（ＡｕＳ、ＡｕＧｅ等）を充填し封止する方法などが挙げられる。

−振動体層−
振動体層３は、ダイヤフラム層２と基台層４との間に配置されている。この振動体層３は、振動体３１と、振動体３１の周囲を囲むように設けられた枠状の枠部３２と、振動体３１と枠部３２とを連結する４本の連結部３３１、３３２、３３３、３３４とを有している。
枠部３２は、ダイヤフラム層２側から見た平面視にて、ダイヤフラム層２から露出する露出部３２１を有し、この露出部３２１に後述する導電パッド６３、６４がＸ軸方向に離間して並設されている。

振動体３１は、Ｙ軸方向に互いに離間して配置されている２つの基部３１１、３１２と、これらを連結する一対の振動腕３１３、３１４とを有している。
振動腕３１３、３１４は、それぞれ、２つの基部３１１、３１２の間にあって、基部３１１、３１２の一方から他方に延在して配置されている。また、振動腕３１３、３１４は、間隔を隔てて互いに平行にかつＹ軸方向に延在する長手形状をなしている。なお、振動腕の数としては、２本に限定されず、１本であっても、３本以上であってもよい。
このような振動体３１は、基部３１１、３１２にて、低融点ガラスを介して支持部２３、２４に固定されている。

４本の連結部３３１〜３３４は、それぞれ、Ｘ軸方向に延在する長手形状をなし、連結部３３１、３３２が基部３１１と枠部３２とを連結し、連結部３３３、３３４が基部３１２と枠部３２とを連結している。なお、連結部の数や延在方向は、振動体３１を枠部３２に連結することができれば特に限定されず、例えば、各基部３１１、３１２に対して１本または３本以上の連結部が形成されていてもよい。

以上のような形状の振動体層３には、導体パターンが形成されている。導体パターンは、振動体３１に形成された一対の励振電極６１、６２と、枠部３２の露出部３２１に形成された一対の導電パッド６３、６４と、励振電極６１、６２と導電パッド６３、６４とを電気的に接続する配線６５、６６とを有している。
このような圧力センサー１では、振動体３１と励振電極６１、６２とによって振動片５が構成され、励振電極６１、６２間に交番電圧を印加すると、振動腕３１３、３１４が互いに接近、離間を繰り返して振動する。特に、本実施形態の振動片５のような双音叉型の振動片は、伸張・圧縮応力に対する感度が良好であり、感圧素子としての分解能が優れている。そのため、このような振動片５を用いた圧力センサー１は、優れた圧力検知能力を発揮することができる。

一対の励振電極６１、６２は、振動片５の振動モードが振動片５の中心軸Ｙ’に対して対称なモードで振動するように配置されている。図３（ａ）は、振動片５をダイヤフラム層２側から見た上面図であり、（ｂ）は、振動片５をダイヤフラム層２側から見た下面の透過図である。また、図４には、図３中のＡ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図、Ｃ−Ｃ線断面図を示している。

図３および図４に示すように、励振電極６１は、振動腕３１３、３１４上に形成された複数の電極片６１１と、基部３１１上に形成され、振動腕３１３に形成された電極片６１１と振動腕３１４に形成された電極片６１１とを接続する配線６１２、６１３と、基部３１２上に形成され、振動腕３１３に形成された電極片６１１と振動腕３１４に形成された電極片６１１とを接続する配線６１４、６１５とを有している。
これと同様に、励振電極６２は、振動腕３１３、３１４上に形成された複数の電極片６２１と、基部３１１上に形成され、振動腕３１３に形成された電極片６２１と振動腕３１４に形成された電極片６２１とを接続する配線６２２、６２３と、基部３１２上に形成され、振動腕３１３に形成された電極片６２１と振動腕３１４に形成された電極片６２１とを接続する配線６２４、６２５とを有している。

電極片６１１、６２１は、振動腕３１３、３１４の長手方向および周方向のそれぞれの方向について交互に位置するように形成されており、かつ、振動腕３１３と振動腕３１４とで配置が逆となるように形成されている。
また、電極片６１１、６２１は、振動腕３１３、３１４の長手方向に沿って交互に計３つ形成されている。そのため、振動腕３１３、３１４を電極片６１１、６２１の配置に対応させて、その長手方向（延在方向）に沿って３つの振動領域に分けることができる。具体的には、振動腕３１３、３１４を、図４（ａ）の断面を含む第１端部領域（端部領域）Ａ１と、図４（ｂ）の断面を含む第２端部領域（端部領域）Ａ２と、図４（ｃ）の断面を含み、第１、第２端部領域Ａ１、Ａ２の間に位置する中央部領域Ａ３とに分けることができる。
このように、振動腕３１３、３１４がそれぞれ、３つの領域Ａ１〜Ａ３からなる振動領域を有することにより、より効率的に振動腕３１３、３１４を振動させることができる。そのため、圧力センサーとしての感度に優れたものとなる。

以下、第１端部領域Ａ１、第２端部領域Ａ２、中央部領域Ａ３の各領域での電極配置について順次詳細に説明する。
−第１端部領域Ａ１−
振動腕３１３では、その上面、下面に電極片６２１ａ、６２１ｂが形成され、両側面に電極片６１１ａ、６１１ｂが形成されている。また、電極片６１１ａ、６１１ｂは、それぞれ、振動腕３１３の上面および下面に跨って形成されている。したがって、振動腕３１３の上面、下面では、幅方向の中央部に電極片６２１ａ、６２１ｂが形成されており、これを挟んだ両端部に電極片６１１ａ、６１１ｂが形成されている。また、電極片６２１ａ、６２１ｂは、それぞれ、Ｙ軸方向に沿ってほぼ一定の幅を有しており、かつ、互いにその幅が等しい。また、主面（上面および下面）上の電極片６１１ａ、６１１ｂ（乗り上げ部６１１ａ’、６１１ｂ’）は、それぞれ、Ｙ軸方向に沿ってほぼ一定の幅を有しており、かつ、互いにその幅が等しい。

一方、振動腕３１４では、その上面、下面に電極片６１１ｃ、６１１ｄが形成され、両側面に電極片６２１ｃ、６２１ｄが形成されている。また、電極片６２１ｃ、６２１ｄは、それぞれ、振動腕３１４の上面および下面に跨って形成されている。したがって、振動腕３１４の上面、下面では、幅方向の中央部に電極片６１１ｃ、６１１ｄが形成されており、これを挟んだ両端部に電極片６２１ｃ、６２１ｄが形成されている。また、電極片６１１ｃ、６１１ｄは、それぞれ、Ｙ軸方向に沿ってほぼ一定の幅を有しており、かつ、互いにその幅が等しい。また、主面（上面および下面）上の電極片６２１ｃ、６２１ｄ（乗り上げ部６２１ｃ’、６２１ｄ’）は、それぞれ、Ｙ軸方向に沿ってほぼ一定の幅を有してり、かつ、互いにその幅が等しい。

また、電極片６１１ａ、６１１ｄは、基部３１１の下面に形成された配線６１２を介して電気的に接続されており、電極片６１１ｂ、６１１ｃは、基部３１１の上面に形成された配線６１３を介して電気的に接続されている。また、電極片６２１ａ、６２１ｃは、基部３１１の上面に形成された配線６２２を介して電気的に接続されており、電極片６２１ｂ、６２１ｄは、基部３１１の下面に形成された配線６２３を介して電気的に接続されている。

−第２端部領域Ａ２−
振動腕３１３では、その上面、下面に電極片６２１ｅ、６２１ｆが形成され、両側面に電極片６１１ｅ、６１１ｆが形成されている。また、電極片６１１ｅ、６１１ｆは、それぞれ、振動腕３１３の上面および下面に跨って形成されている。したがって、振動腕３１３の上面、下面では、幅方向の中央部に電極片６２１ｅ、６２１ｆが形成されており、これを挟んだ両端部に電極片６１１ｅ、６１１ｆが形成されている。また、電極片６２１ｅ、６２１ｆは、それぞれ、Ｙ軸方向に沿ってほぼ一定の幅を有しており、かつ、互いにその幅が等しい。また、主面（上面および下面）上の電極片６１１ｅ、６１１ｆ（乗り上げ部６１１ｅ’、６１１ｆ’）は、それぞれ、Ｙ軸方向に沿ってほぼ一定の幅を有しており、かつ、互いにその幅が等しい。

一方、振動腕３１４では、その上面、下面に電極片６１１ｇ、６１１ｈが形成され、両側面に電極片６２１ｇ、６２１ｈが形成されている。また、電極片６２１ｇ、６２１ｈは、それぞれ、振動腕３１４の上面および下面に跨って形成されている。したがって、振動腕３１４の上面、下面では、幅方向の中央部に電極片６１１ｇ、６１１ｈが形成されており、これを挟んだ両端部に電極片６２１ｇ、６２１ｈが形成されている。また、電極片６１１ｇ、６１１ｈは、それぞれ、Ｙ軸方向に沿ってほぼ一定の幅を有しており、かつ、互いにその幅が等しい。また、主面（上面および下面）上の電極片６２１ｇ、６２１ｈ（乗り上げ部６２１ｇ’、６２１ｈ’）は、それぞれ、Ｙ軸方向に沿ってほぼ一定の幅を有してり、かつ、互いにその幅が等しい。

また、電極片６１１ｅ、６２１ｇは、基部３１２の上面に形成された配線６１４を介して電気的に接続されており、電極片６１１ｆ、６１１ｈは、基部３１１の下面に形成された配線６１５を介して電気的に接続されている。また、電極片６２１ｅ、６２１ｈは、基部３１１の上面に形成された配線６２４を介して電気的に接続されており、電極片６２１ｆ、６２１ｇは、基部３１１の下面に形成された配線６２５を介して電気的に接続されている。

−中央部領域Ａ３−
振動腕３１３では、その上面、下面に電極片６１１ｉ、６１１ｊが形成され、両側面に電極片６２１ｉ、６２１ｊが形成されている。また、電極片６２１ｉ、６２１ｊは、それぞれ、振動腕３１３の上面および下面に跨って形成されている。したがって、振動腕３１３の上面、下面では、幅方向の中央部に電極片６１１ｉ、６１１ｊが形成されており、これを挟んだ両端部に電極片６２１ｉ、６２１ｊが形成されている。また、電極片６１１ｉ、６１１ｊは、それぞれ、Ｙ軸方向に沿ってほぼ一定の幅を有しており、かつ、互いにその幅が等しい。また、主面（上面および下面）上の電極片６２１ｉ、６２１ｊ（乗り上げ部６２１ｉ’、６２１ｊ’）は、それぞれ、Ｙ軸方向に沿ってほぼ一定の幅を有しており、かつ、互いにその幅が等しい。

電極片６１１ｉは、振動腕３１３の上面の第１端部領域Ａ１と中央部領域Ａ３の間で、電極片６１１ａ、６１１ｂと電気的に接続されている。また、電極片６１１ｊは、振動腕３１３の下面の第２端部領域Ａ２と中央部領域Ａ３の間で、電極片６１１ｅ、６１１ｆと電気的に接続されている。また、電極片６２１ｉ、６２１ｊは、振動腕３１３の上面の第２端部領域Ａ２と中央部領域Ａ３の間で、電極片６２１ｅと電気的に接続されている。

一方、振動腕３１４では、その上面、下面に電極片６２１ｋ、６２１ｌが形成され、両側面に電極片６１１ｋ、６１１ｌが形成されている。また、電極片６１１ｋ、６１１ｌは、それぞれ、振動腕３１４の上面および下面に跨って形成されている。したがって、振動腕３１４の上面、下面では、幅方向の中央部に電極片６２１ｋ、６２１ｌが形成されており、これを挟んだ両端部に電極片６１１ｋ、６１１ｌが形成されている。また、電極片６２１ｋ、６２１ｌは、それぞれ、Ｙ軸方向に沿ってほぼ一定の幅を有しており、かつ、互いにその幅が等しい。また、主面（上面および下面）上の電極片６１１ｋ、６１１ｌ（乗り上げ部６１１ｋ’、６１１ｌ’）は、それぞれ、Ｙ軸方向に沿ってほぼ一定の幅を有しており、かつ、互いにその幅が等しい。

また、電極片６２１ｋは、振動腕３１３の上面の第１端部領域Ａ１と中央部領域Ａ３の間で、電極片６２１ｃ、６１１ｄと電気的に接続されている。また、電極片６２１ｌは、振動腕３１３の下面の第２端部領域Ａ２と中央部領域Ａ３の間で、電極片６１１ｇ、６１１ｈと電気的に接続されている。また、電極片６１１ｋ、６１１ｌは、振動腕３１３の上面の第２端部領域Ａ２と中央部領域Ａ３の間で、電極片６１１ｇと電気的に接続されている。

以上、励振電極６１、６２の構成について詳細に説明した。図５に示すように、振動片５では、第１端部領域Ａ１（第２端部領域Ａ２）に形成された乗り上げ部の幅（平均幅）が、中央部領域Ａ３に形成された乗り上げ部の幅（平均幅）よりも大きくなるように構成されている。以下、振動腕３１３の上面に形成された乗り上げ部６１１ｂ’、６２１ｊ’の幅の異なりについて代表して説明し、他の乗り上げ部（例えば、乗り上げ部６１１ｆ’、６２１ｊ’や、乗り上げ部６２１ｄ’、６１１ｌ’や、乗り上げ部６２１ｈ’、６１１ｌ’等）については、その説明を省略する。
乗り上げ部６１１ｂ’の幅（平均幅）をＷ１とし、乗り上げ部６２１ｊ’の幅（平均幅）をＷ２としたとき、Ｗ１、Ｗ２は、Ｗ１＞Ｗ２なる関係を満足している。Ｗ１、Ｗ２がこのような関係を満足することにより、製造時における励振電極６１、６２の断線を防止することができる。

後述するように、振動片５の製造工程には、振動体３１の表面に励振電極６１、６２を形成する工程が含まれており、この工程には、振動体３１の表面に形成された金属膜上にフォトリソグラフィー技法を用いてレジストパターン（マスク）を形成する工程と、エッチング技法を用いてレジストパターンから露出している金属膜を除去する工程とが含まれている。

レジストパターンは、金属膜上に塗布したポジ型のフォトレジスト膜に露光光を照射し、現像によって露光光を照射した部分のフォトレジスト膜を除去することにより形成する。露光光の照射は、振動体３１の側面（特に、各振動腕３１３、３１４の内側面、振動腕３１３、３１４の内側面同士を連結する基部３１１、３１２の側面）にも行う必要があるが、この際、基部３１１、３１２の側面で反射した露光光が各振動腕３１３、３１４の端部領域Ａ１、Ａ２の側面や主面の側面との境界部付近であって、本来なら露光光を照射しない場所に照射され、その結果、一部が不本意に欠損しているレジストパターンが形成される。このようなレジストパターンを用いてエッチングを行うと、端部領域Ａ１、Ａ２の側面に形成された電極片６１１、６２１が振動腕３１３、３１４の延在方向に分割されてしまい、これが断線に繋がるおそれがある。
しかしながら、Ｗ１＞Ｗ２なる関係を満足することにより、例え振動腕３１３、３１４の端部領域Ａ１、Ａ２の側面にある金属膜（電極片６１１、６２１）の一部が不本意に除去されても、その上面および下面に形成された乗り上げ部６１１’、６２１’を介して電気的な接続が確保されるため、励振電極６１、６２の断線が防止される。

なお、Ｗ１の値としては、特に限定されないが、７．５μｍ以上であるのが好ましい。このような大きさとすることにより、上述の効果をより顕著に発揮することができる。ここで、上述の効果を高めるためには、Ｗ１をより大きくするのが好ましいが、Ｗ１を大きくすれば、その分、乗り上げ部６１１’と並んで形成されている電極片６２１ａの幅を小さくしなければならない。しかしながら、電極片６２１ａの幅を小さくすると、振動腕３１３の振動特性が低下する。そのため、振動特性の低下を抑制する観点から、Ｗ１は、振動腕３１３の幅の１／６以下程度とするのが好ましい。すなわち、振動腕３１３の幅（第１端部領域の平均幅）をＷ３としたとき、０＜Ｗ１≦Ｗ３／６なる関係を満足するのが好ましい。同様の観点から、振動腕の上面および下面に配置される電極については、端領域＜中央領域となるのが好ましく、端領域の電極片６１１(ｃ、ｄ、ｇ、ｈ)、６２１(ａ、ｂ、ｅ、ｆ)の幅は振動腕の半分以上とするのが好ましい。

また、Ｗ１、Ｗ２が、Ｗ１＞Ｗ２なる関係を満足することにより、振動効率に優れた振動片５となる。第１端部領域Ａ１、第２端部領域Ａ２および中央部領域Ａ３のうち、振動腕３１３の振動に最も寄与する領域は、中央部領域Ａ３である。そのため、振動腕３１３の中央部領域Ａ３では特に、電界効率を高めるために上面および下面に形成された電極片６１１ｉ、６１１ｊの幅をなるべく広く形成するのが望ましい。Ｗ１＞Ｗ２なる関係を満足すれば、中央部領域Ａ３では、乗り上げ部６２１ｊ’の幅が小さくなり、その分、電極片６１１ｉ、６１１ｊの幅を広くすることができる。したがって、振動効率に優れた振動片５となる。

なお、上述の効果をより高めるためには、Ｗ２＝０とするのが好ましいが、製造時の電極片６２１のパターニング精度（フォトリソグラフィー技法によるマスクの形成精度）を考慮すると、２μｍ程度とするのが好ましい。このような値であれば、製造時のマスクずれに伴う励振電極６１、６２の断線を効果的に防止することができるとともに、上述の効果を十分に発揮することができる。

また、振動片５では、各領域Ａ１、Ａ２、Ａ３において振動腕３１３、３１４の上面および下面に形成された各電極片６１１、６２１の幅がＹ軸方向に沿って等しく、かつ、乗り上げ部６１１’、６２１’の幅がＹ軸方向に沿って等しく、さらには、振動腕３１３、３１４の上面および下面において幅方向に隣り合う電極片の離間距離（図５中のＤで示す距離）がＹ軸方向に沿って等しい。このような電極配置とすることにより、振動腕３１３、３１４の長手方向の全域に均一な電界を作用させることができるため、振動腕３１３、３１４の振動が安定する。また、所定箇所への電解の集中を防止することができるため、強励振にも強度的に十分に耐えることのできる励振電極６１、６２となる。

以上、圧力センサー１の構成について説明した。このような圧力センサー１は、次のようにして作動する。図６（ａ）に示すような圧力がダイヤフラム層２に加わると、図６（ｂ）に示すように、２つの支持部２３、２４の下面が拡開するように薄肉部２１が撓む。この薄肉部２１の撓みによって、振動腕３１３、３１４に引っ張りの力が加えられる。振動片５は、振動腕３１３、３１４に引っ張りの応力が付与されると発振周波数が高くなる特性を有しているため、振動片５の発振周波数の変化量を検知し、検知された発振周波数の変化量に基づいて、圧力センサー１に付与された圧力の大きさを導き出すことができる。

２．振動片の製造方法
振動片５の製造方法は、振動体３１を用意する工程と、振動体３１の表面に励振電極６１、６２を形成する工程とを有している。
まず、図７に示すように、水晶平板を用意し、この水晶平板をフォトリソグラフィー技法とエッチング技法（ウェットエッチング）とを用いて所定形状にパターニングすることにより、振動体層３が得られる。得られた振動体３１の側面には、水晶の結晶面が現れる。

次に、図８に示すように、振動体３１の表面に蒸着やスパッタリングによって金属膜６００を成膜する。金属膜６００の構成としては、励振電極６１、６２となり得るものであれば特に限定されないが、例えば、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）等からなる下地層と、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）等からなる電極層とが積層した積層構造とするのが好ましい。このような構成によれば、振動体３１との密着性に優れ、かつ、導電性に優れた励振電極６１、６２を形成することができる。次に、金属膜６００上にフォトレジスト膜（ポジ型のフォトレジスト膜）７００を成膜する。

次に、金属膜６００の除去したい部分（励振電極６１、６２となる部分以外の部分）に対応するようにマスクを介してフォトレジスト膜７００に露光光を照射して露光し、露光した部分を現像液で除去する。これにより、励振電極６１、６２に対応する部分にのみフォトレジスト膜が形成されたレジストパターンが形成される。そして、このレジストパターンを介してウェットエッチングすることにより、金属膜６００のレジストパターンから露出している部分を除去する。以上により、振動体３１に励振電極６１、６２が形成される。

ここで、露光の際には、振動体３１の側面部分に対しても露光光を照射する必要がある。特に、基部３１１の振動腕３１３の内周面同士を接続する側面３１１’は、水晶の結晶面が露出することにより、異なる方向を向く面が複数並んで構成されている。側面３１１’には配線６１３、６２３を形成するために露光光を照射する必要があるため、図８に示すように露光光ＬＬを照射すると、露光光ＬＬが側面３１１’で反射し、反射した露光光ＬＬ’が振動腕３１３の内側面に照射されてしまうおそれがある。反射した露光光ＬＬ’が照射された箇所は、電極片６１１（６１１ｂ）となる部分であるため、本来ならば露光光ＬＬが照射されない領域である。このように、振動腕３１３、３１４の内側面の不本意な領域に露光光ＬＬが照射されてしまうと、例えば、図９のように、電極片６１１ｂの振動腕３１３の内側面上に位置する部位が不本意に除去されてしまい、これが断線の原因となる。

しかしながら、振動片５では、前述したように、第１端部領域Ａ１に形成された乗り上げ部６１１ｂ’の幅Ｗ１が、中央部領域Ａ３に形成された乗り上げ部６２１ｊ’の幅Ｗ２よりも大きくなるように構成されているため、すなわち、第１端部領域Ａ１に形成された乗り上げ部６１１ｂ’の幅Ｗ１が十分に広く確保されているため、前述したような不本意な除去部が発生しても、乗り上げ部６１１ｂ’によって導通を十分に確保することができる（断線を防止することができる）。なお、上述の説明では、側面３１１’に照射して反射した露光光ＬＬ’が振動腕３１３の内側面に照射される場合について説明したが、側面３１１’に照射して反射した露光光ＬＬ’が振動腕３１４の内側面に照射される場合や、基部３１２の振動腕３１３の内周面同士を接続する側面に照射して反射した露光光ＬＬ’が振動腕３１３、３１４の内側面に照射される場合についても同様である。

また、ウェットエッチング時に、エッチング液が電極片６１１、６２１の角部（例えば、図９中の８１〜８４等）に溜まり易いため、従来では、これらの角部８１〜８４から電極片６１１、６２１が剥がれるおそれがあったが、振動片５では、第１端部領域Ａ１に形成された乗り上げ部６１１ｂ’の幅Ｗ１が十分に広く確保されているため、このような電極片６１１、６２１の剥がれを効果的に防止することができる。そのため、この観点からも断線を防止することができる。

以上、振動片５の製造方法について説明した。
なお、前述したように、Ｗ１の値としては、特に限定されないが、７．５μｍ以上であるのが好ましい。上述した製造方法によって、Ｗ１＝７．５μｍの振動片５と、Ｗ１＝４μｍの振動片５とを、それぞれ、１００個ずつ製造し、断線の有無を確認した。その結果、Ｗ１＝７．５μｍでは、断線した振動片５が１％程度であったのに対して、Ｗ１＝４μｍでは、断線した振動片５が１０％程度であった。このように、Ｗ１を７．５μｍ以上とすることにより、上述した効果（断線防止の効果）を効果的に発揮することができることが分かった。

また、前述したように、Ｗ１は、振動腕３１３、３１４の幅の１／６以下程度とするのが好ましく、１／１０以下であるとより好ましい。第１、第２端部領域Ａ１、Ａ２の電極片６１１（ｃ、ｄ、ｇ、ｈ）、６２１（ａ、ｂ、ｅ、ｆ）についても電極幅を振動腕の半分以上とするのが好ましい。上述した製造方法によって、Ｗ１が振動腕３１３、３１４の幅の１／６の振動片５と、Ｗ１が振動腕３１３、３１４の幅の１／５の振動片５とを、それぞれ、１００個ずつ製造し、振動効率をＣＩ値から測定した。その結果、Ｗ１が振動腕３１３、３１４の幅の１／５の振動片５のＣＩ値は、１／６の振動片５のＣＩ値に対して平均２０％程度悪化した。このように、Ｗ１を振動腕３１３、３１４の幅の１／６以下程度とすることにより、優れた振動効率が発揮されることが分かった。

（電子機器）
次いで、本発明の電子デバイスを適用した電子機器（本発明の電子機器）について、図１０〜図１３に基づき、詳細に説明する。
図１０は、本発明の電子デバイスを備える電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部２０００を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、外圧や操作時の指での押圧を検出するための圧力センサー１が内蔵されている。

図１１は、本発明の電子デバイスを備える電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部２０００が配置されている。このような携帯電話機１２００には、外圧や操作時の指での押圧を検出するための圧力センサー１が内蔵されている。

図１２は、本発明の電子デバイスを備える電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。

ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。

このようなディジタルスチルカメラ１３００では、撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号がメモリー１３０８に転送・格納される。また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなディジタルスチルカメラ１３００には、外圧や操作時の指での押圧を検出するための圧力センサー１が内蔵されている。

図１３は、本発明の電子デバイスを備える電子機器を適用した移動体（自動車）の構成を示す斜視図である。自動車１５００は、車体１５０１と、４つの車輪１５０２とを有しており、車体１５０１に設けられた図示しないエンジンによって車輪１５０２を回転させるように構成されている。このような自動車１５００には、圧力センサー１が内蔵されている。圧力センサー１は、車体１５０１の傾斜を検出する傾斜計や、車体１５０１の加速度を検出する角速度センサーとしても応用することができ、例えば、圧力センサー１からの信号に基づいて車体１５０１の姿勢を検出し、検出結果に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪１５０２のブレーキを制御したりすることができる。その他、このような電子部品は、二足歩行ロボットやラジコンヘリコプターで利用することができる。

なお、本発明の電子デバイスを備える電子機器は、図１０のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１１の携帯電話機、図１２のディジタルスチルカメラ、図１３の移動体の他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレーター等に適用することができる。

以上、本発明の振動片、電子デバイスおよび電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
また、前述した実施形態では、振動体層（振動体）を水晶で構成した構成について説明したが、振動体層の構成材料としては、水晶に限定されず、例えば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム、チタン酸バリウム等の水晶以外の圧電体材料で構成することもできる。

また、前述した実施形態では、振動片の振動腕が長手方向に３つの振動領域（第１端部領域、第２端部領域および中央部領域）に分かれていたが、これに限定されず、例えば、５つの領域に分かれていてもよい。言い換えれば、振動腕延在方向に沿って、中央部領域が、第１中央部領域、第２中央部領域および第３中央部領域に分かれている構成であってもよい。この場合にも、一方の電極片と他方の電極片が振動腕の長手方向に交互に配置される。

１……圧力センサー ２……ダイヤフラム層 ２１……薄肉部 ２２……枠部 ２３、２４……支持部 ３……振動体層 ３１……振動体 ３１１、３１２……基部 ３１１’……側面 ３１３、３１４……振動腕 ３２……枠部 ３２１……露出部 ３３１、３３２、３３３、３３４……連結部 ４……基台層 ４１……凹部 ５……振動片 ６００……金属膜 ６１、６２……励振電極 ６１１、６１１ａ〜６１１ｌ、６２１、６２１ａ〜６２１ｌ……電極片 ６１１’、６１１ａ’、６１１ｂ’、６１１ｅ’、６１１ｆ’、６１１ｋ’、６１１ｌ’、６２１’、６２１ｃ’、６２１ｄ’、６２１ｇ’、６２１ｈ’、６２１ｉ’、６２１ｊ’、６２１ｌ’……乗り上げ部 ６１２、６１３、６１４、６１５、６２２、６２３、６２４、６２５……配線 ６３、６４……導電パッド ６５、６６……配線 ７００……フォトレジスト膜 ８１〜８４……角部 １１００……パーソナルコンピューター １１０２……キーボード １１０４……本体部 １１０６……表示ユニット １２００……携帯電話機 １２０２……操作ボタン １２０４……受話口 １２０６……送話口 １３００……ディジタルスチルカメラ １３０２……ケース １３０４……受光ユニット １３０６……シャッタボタン １３０８……メモリー １３１２……ビデオ信号出力端子 １３１４……入出力端子 １４３０……テレビモニター １４４０……パーソナルコンピューター １５００……自動車 １５０１……車体 １５０２……車輪 ２０００……表示部 Ａ１……第１端部領域 Ａ２……第２端部領域 Ａ３……中央部領域 Ｄ……離間距離 ＬＬ、ＬＬ’……露光光 Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３……幅

Claims (8)

1. 離間して配置されている二つの基部と、
   前記二つの基部の間にあって、一方の前記基部から他方の前記基部に延在して配置されて前記二つの基部を連結し、延在方向の両端部側に位置する一対の端部領域と、前記一対の端部領域の間に位置する中央部領域を備えている振動領域を有する一対の振動腕と、を含み、
   前記一対の端部領域および前記中央部領域には、それぞれ、前記振動腕の側面から前記側面とつながっている主面に乗り上げる電極片が配置されており、前記端部領域における前記主面上での前記電極片の平均幅が、前記中央部領域における前記主面上での前記電極片の平均幅よりも大きいことを特徴とする振動片。
2. 前記端部領域および前記中央部領域での主面の前記電極片の幅は、前記振動腕の延在方向に沿って一定である請求項１に記載の振動片。
3. 前記端部領域での主面の前記電極片の幅の平均幅をＷとし、前記振動腕の前記端部領域での平均幅をＷ’としたとき、０＜Ｗ≦Ｗ’／６の関係を満足している請求項１または２に記載の振動片。
4. 前記主面上での前記電極片の平均幅は、７．５μｍ以上である請求項１ないし３のいずれか一項に記載の振動片。
5. 前記振動領域は、前記一対の端部領域と、前記中央部領域との３つ領域で構成されている請求項１ないし４のいずれか一項に記載の振動片。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の振動片を備えることを特徴とする電子デバイス。
7. ダイヤフラムを有するダイヤフラム層と、
   前記ダイヤフラムに固定されている前記振動片と、を含む圧力検出素子である請求項６に記載の電子デバイス。
8. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の振動片を備えることを特徴とする電子機器。

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