JP2015008351A - 振動片、振動子、電子デバイス、電子機器及び移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの電極パッド間の短絡を防止した振動片、この振動片を備えた振動子、電子デバイス、電子機器及び移動体を提供する。
【解決手段】支持腕２３の下面に、第１、第２の電極パッド３７，３８が設けられ、第１、第２の電極パッド３７，３８との間で、支持腕２３の両主面（上下面）に平面視で重なるように切込み部１８ａ，１８ｂが設けられている水晶振動片１において、切込み部１８ａ，１８ｂは、支持腕２３の＋Ｘ軸方向の側面２０ａから−Ｘ軸方向に切込まれて延在し、Ｘ軸と略直交する第１の面１９ｃ，１９ｄと、＋Ｘ軸方向に延びる第１、第２の傾斜面１９ａ，１９ｂとを有する傾斜部と、を備えていることを特徴とする振動片。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動片、振動子、電子デバイス、電子機器及び移動体に関する。

ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、モバイルコンピューター、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、スマートフォン、又はタブレット端末等の移動体通信機器等において、タイミング信号や同期信号を提供するデバイスとして、振動子や発振器等の電子デバイスが広く使用されている。
従来から、振動子や発振器として、パッケージに振動片を収容したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された振動片は、振動片の全長を短くし小型化を図るために、基部と、基部から互いに平行となるように並んで延出する２つの振動腕と、基部から延出し、２つの振動腕の間に位置する支持腕とを有している。また、各振動腕には、外周を構成する４つの面のそれぞれに電極が配置されており、各電極は、支持腕の一方の主面に並んで設けられた互いに異極の２つの電極パッドのいずれか一方と、支持腕の側面に設けられている配線パターンを介して接続されている。このような振動片は、前記２つの電極パッドの部分にて、導電性接着剤を介してパッケージに固定され、且つパッケージ側の電極と電気的に接続されている。
前記各電極、前記配線パターン、及び前記２つの電極パッドは、フォトリソグラフィ技法とウェットエッチング技法とを用いて形成されている。
ところが、支持腕の側面に成膜した金属のうち不要な領域の金属をフォトリソグラフィ技法とウェットエッチング技法を使っても除去しきれない場合がある。特許文献１に開示された振動片においては、除去すべき金属、特に配線パターンのうち異極として分離すべき領域の金属が除去できない不具合が生じる。つまり、支持腕の側面がほぼ水晶の結晶Ｚ軸に沿って、主面に対してほぼ垂直に形成されているため、当該側面のパターン形成において、成膜した金属の表面に設けたレジスト膜を露光工程で上手く感光することができず、除去すべき領域の金属を狙い通りに削除できないという不具合が生じ、結果的に前記支持腕の側面に除去すべき金属が除去できずに残ってしまうことにより、配線パターンを異極として電気的に分離できず、結果的に２つの電極パッド間が短絡してしまうという問題があった。
そこで、特許文献２においては、傾斜面を有する切り欠きを形成することによって、振動片の所定の側面に形成されている配線パターンのうち電気的に分離すべき領域の金属を除去する技術が記載されている。
特許文献２に記載されている技術思想を支持腕の側面に形成する配線パターンの電気的な分離に適用すると、図１４に示すような形状が予測される。第２実施形態の支持腕２３ａは、支持腕２３ａの下面に設けられた第１、第２の電極パッド３７，３８間の上面に切込み部１１８ａを有している。切込み部１１８ａは、支持腕２３ａの＋Ｘ軸方向の側面１２０ａから−Ｘ軸方向に延在し、図１４（ｂ）に示すように、Ｘ軸と略直交する側面１１９ｃと、＋Ｘ軸方向に延びる傾斜面１１９ａを備えている。

特開２００６−３４５５１９号公報 特開２００４−０７２６０９号公報

しかしながら、図１４に示すように、切り欠きの斜面の奥行が深くなってしまうため、強度を確保するために結果的に支持腕の幅方向を大きくしなければならず、小型化できないという問題があった。

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］本適用例に係る振動片は、基部と、前記基部から第１の方向に沿って延出され、前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って並んで設けられている２つの振動腕と、前記基部から前記第１の方向に沿って延出され、前記２つの振動腕の間に配置されている支持腕と、を含む水晶振動片であって、前記支持腕は、水晶の結晶Ｚ軸と交差する表面に設けられ、互いに異極の第１の電極パッド及び前記第１の電極パッドよりも前記基部側に配置されている第２の電極パッドと、水晶の結晶Ｘ軸と交差する側面のうち＋Ｘ軸側の側面に設けられ、前記第１の電極パッドと接続されている第１の引き出し電極及び前記第２の電極パッドと接続されている第２の引き出し電極と、前記支持腕の前記＋Ｘ軸側の側面に−Ｘ軸方向に向かって切り込まれている切込み部と、を含み、前記切込み部は、前記切込み部の−Ｘ軸側から＋Ｘ軸側に向かって延出され、＋Ｘ軸方向に向かうにしたがって前記Ｚ軸の−Ｚ軸側から＋Ｚ軸側に傾斜している第１の傾斜面、及び＋Ｚ軸側から−Ｚ軸側に傾斜している第２の傾斜面を含む凸状の傾斜部を含み、前記第１の引き出し電極と前記第２の引き出し電極は、前記切り込み部で非導通であることを特徴とする。

本適用例によれば、第１の傾斜面及び第２の傾斜面を備えた奥行の浅い切欠きが得られるので小型化ができる。

［適用例２］上記適用例に記載の振動片において、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面は、連続的にまたは断続的に傾斜していることを特徴とする。

本適用例によれば、２つの電極パッド間を確実に断線させながら小型化が図れるという効果がある。

［適用例３］上記適用例に記載の振動片において、前記切込み部は、平面視で、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドとの間、及び前記支持腕の先端と前記第１の電極パッドとの間の少なくとも何れかに配置されていることを特徴とする。

本適用例によれば、２つの電極パッド間をより確実に断線させることができるという効果がある。

［適用例４］上記適用例に記載の振動片において、平面視で、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面は重なっていることを特徴とする。

本適用例によれば、２つの電極パッド間をより確実に断線させることができ、小型化が図れるという効果がある。

［適用例５］上記適用例に記載の振動片において、前記切込み部の結晶Ｙ軸方向に沿った長さＬ１は、５μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする。

本適用例によれば、切込み部の結晶Ｙ軸方向に沿った長さＬ１を５μｍ以上５００μｍ以下の範囲とすることで、２つの電極パッド間を断線させながら小型化が図れるという効果がある。

［適用例６］上記適用例に記載の振動片において、前記Ｌ１は、２０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする。

本適用例によれば、切込み部の結晶Ｙ軸方向に沿った長さＬ１を２０μｍ以上１００μｍ以下の範囲とすることで、更なる小型化が図れるという効果がある。

［適用例７］上記適用例に記載の振動片において、前記切込み部の前記結晶Ｘ軸方向に沿った長さＷ１は、５μｍ以上３００μｍ以下であることを特徴とする。

本適用例によれば、切込み部の結晶Ｘ軸方向に沿った長さＷ１を５μｍ以上３００μｍ以下の範囲とすることで、２つの電極パッド間を確実に断線させながら小型化が図れるという効果がある。

［適用例８］上記適用例に記載の振動片において、前記Ｗ１は、１０μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする。

本適用例によれば、切込み部の結晶Ｘ軸方向に沿った長さＷ１を１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲とすることで、更なる小型化が図れるという効果がある。

［適用例９］上記適用例に記載の振動片において、前記切込み部は、前記支持腕に複数設けられていることを特徴とする。

本適用例によれば、支持腕に傾斜部を備えた複数の切込み部を設けることで、支持腕の側面の電極をより確実に除去することができるため、２つの電極パッド間の短絡を防止することができるという効果がある。

［適用例１０］本適用例に係る振動子は、上記適用例に記載の振動片と、前記振動片が収納されている容器と、を備えていることを特徴とする。

本適用例によれば、振動片を容器に収納することで、温度変化や湿度変化等の外乱の影響や汚染による影響を防ぐことができるため、周波数再現性、周波数温度特性、ＣＩ温度特性及び周波数エージング特性に優れた振動子が得られるという効果がある。

［適用例１１］本適用例に係る電子デバイスは、上記適用例に記載の振動片と、回路と、を備えていることを特徴とする。

本適用例によれば、小型化が図れた振動片と振動片を励振する発振回路等により構成することができるため、安定した発振特性を有する小型の電子デバイスが得られるという効果がある。

［適用例１２］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の振動片を備えていることを特徴とする。

本適用例によれば、小型の振動片を用いているため、安定した発振特性を有する小型の電子デバイスを備えた電子機器が構成できるという効果がある。

［適用例１３］本適用例に係る移動体は、上記適用例に記載の振動片を備えていることを特徴とする。

本適用例によれば、小型の振動片を有し、周波数再現性や周波数エージング特性に優れた小型の振動子を用いることができるため、安定で正確な電子制御ユニット等を備えた移動体が構成できるという効果がある。

本発明の第１実施形態に係る振動片の構造を示した概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図。 本発明の第１実施形態に係る振動片の電極構成を示した平面図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は下面図（透視図）。 図２（ａ）中のＢ−Ｂ線断面図。 本発明の第１実施形態に係る振動片の製造方法を示した振動腕及び支持腕の断面図。 本発明の第１実施形態に係る振動片の支持腕の構造を示した概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は＋Ｘ軸方向から視た側面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。 本発明の第２実施形態に係る振動片の支持腕の構造を示した概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図。 本発明の第３実施形態に係る振動片の支持腕の構造を示した概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ線断面図。 本発明の振動子の構造を示した概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ断面図。 本発明の電子デバイスの断面構造を示した概略図。 本発明の振動片を備える電子機器としてのモバイル型（又はノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図。 本発明の振動片を備える電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図。 本発明の振動片を備える電子機器としてのデジタルカメラの構成を示す斜視図。 本発明の振動片を備える移動体としての自動車の構成を示す斜視図。 従来の振動片の支持腕の構造を示した概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（振動片）
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る振動片の構造を示した概略図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る振動片の平面図であり、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は下面図（透視図）である。図３は、図２（ａ）中のＢ−Ｂ線断面図である。図４は、図１に示す振動片の製造方法を説明するための断面図である。なお、各図では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を図示している。また、以下の説明では、説明の便宜上、Ｚ軸方向から見たときの平面視を単に「平面視」とも言う。更に、説明の便宜上、Ｚ軸方向から見たときの平面視において、−Ｚ軸方向の面を上面、＋Ｚ軸方向の面を下面として説明する。

図１に示す振動片１は、基部１２、振動腕２１，２２、錘部２４，２５及び支持腕２３を備えた振動基板１０と、この振動基板１０上に設けられた駆動用の電極３０とで構成されている。

振動基板１０は、例えば、圧電基板として、水晶基板、特に、Ｚカット水晶板で構成されている。これにより、振動片１は、優れた振動特性を発揮することができる。Ｚカット水晶板とは、水晶のＺ軸（光学軸）を厚さ方向とする水晶基板である。Ｚ軸は、振動基板１０の厚さ方向と一致しているのが好ましいが、常温近傍における周波数温度変化を小さくする観点からは、厚さ方向に対して若干（例えば、１５°未満程度）傾けることになる。
振動基板１０は、基部１２と、基部１２から−Ｙ軸方向へ突出し、且つＸ軸方向に並んで設けられた２つの振動腕２１，２２と、基部１２から−Ｙ軸方向へ突出するとともに、２つの振動腕２１，２２の間に位置する支持腕２３と、を有している。

基部１２は、ＸＹ平面に広がりを有し、Ｚ軸方向に厚さを有する略板状をなしている。本実施形態の基部１２は、振動腕２１，２２や支持腕２３と反対側に、＋Ｙ軸方向に向かって幅が漸減する縮幅部１６を有している。このような縮幅部１６を有することにより、振動漏れを抑制することができる。また、縮幅部１６の輪郭には、突出部や窪み（切り欠き）が設けられていてもよい。なお、縮幅部１６は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。

振動腕２１，２２は、Ｘ軸方向に並んで設けられており、それぞれ、基部１２から−Ｙ軸方向に延出（突出）している。また、振動腕２１，２２の先端には、錘部２４，２５が設けられている。このような錘部２４，２５を設けることによって、振動片１の小型化を図ることができたり、振動腕２１，２２の屈曲振動の周波数を低めたりすることができる。なお、錘部２４，２５は、必要に応じて複数の幅を有していてもよく、省略してもよい。

また、振動腕２１，２２には、主面の表裏に、それぞれの主面に開放する有底の溝２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂが設けられている。これら溝２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂは、Ｙ軸方向に延在して設けられており、互いに同じ形状をなしている。そのため、振動腕２１，２２は、図１（ｂ）に示すように、略「Ｈ」状の横断面形状をなしている。

このような溝２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂを形成することによって、屈曲振動により発生する熱が拡散（熱伝導）し難くなり、屈曲振動周波数（機械的屈曲振動周波数）ｆが熱緩和周波数ｆ０より大きな領域（ｆ＞ｆ０）である断熱的領域では、熱弾性損失を抑制することができる。なお、溝２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂは、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。

支持腕２３は、基部１２から−Ｙ軸方向に延出しており、且つ振動腕２１，２２の間に位置している。また、支持腕２３は、長手形状であり、長手方向の全域に亘って幅（Ｘ軸方向の長さ）がほぼ一定となっている。更に、支持腕２３は、支持腕２３の下面に、第１、第２の電極パッド３７，３８が設けられ、第１、第２の電極パッド３７，３８との間で、支持腕２３の両主面（上下面）に平面視で重なるように切込み部１８ａ，１８ｂが設けられている。

切込みは、切込み部１８ａ，１８ｂを含み、支持腕２３の＋Ｘ軸方向の側面２０ａから−Ｘ軸方向に切込まれて延在し、Ｘ軸と略直交する第１の面１９ｃ，１９ｄと、＋Ｘ軸方向に延びる第１、第２の傾斜面１９ａ，１９ｂと、を備えている。
前記切込み部１８ａは、＋Ｘ軸方向に向かうにしたがって、前記Ｚ軸の−Ｚ軸側から＋Ｚ軸側に傾斜している第１の傾斜面１９ａを有している。
前記切込み部１８ｂは、＋Ｘ軸方向に向かうにしたがって、＋Ｚ軸側から−Ｚ軸側に傾斜している第２の傾斜面１９ｂを有している。

本発明に係る振動片１は、小型化を実現するために、支持腕２３のＸ軸方向の幅を極力短くし、支持腕２３の両側に配置されている２つの振動腕２１，２２をなるべく近づけるように配置されている。すなわち、支持腕２３に設けられている切込みのＸ軸方向の奥行が浅ければ（切り込みの幅が短ければ）、支持腕２３のＸ軸方向の幅に関し、強度を維持しつつ短くすることが可能となるので、小型化に非常に有効である。
また、切込みのＸ軸方向の奥行が浅ければ、支持腕２３のＸ軸方向の両側のバランスを崩さないで済むので、振動腕２１，２２の屈曲振動が安定する。

以上、振動片１の構成について簡単に説明した。次に、この振動基板１０上に設けられた電極３０について説明する。
図２は、本発明の第１実施形態に係る振動片の電極構成を示した平面図であり、図２（ａ）は上面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の下面図（透視図）である。また、図３は、図２（ａ）中のＢ−Ｂ線断面図である。
図２及び図３に示すように、電極３０は、複数の第１の駆動用電極３１と、第１の電極パッド３７と、これら複数の第１の駆動用電極３１と第１の電極パッド３７とを接続する第１の引き出し電極である配線パターン３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５ｆと、複数の第２の駆動用電極３２と、第２の電極パッド３８と、これら複数の第２の駆動用電極３２と第２の電極パッド３８とを接続する第２の引き出し電極である配線パターン３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３６ｅ，３６ｆと、を有している。

第１の駆動用電極３１は、振動腕２１の各溝２８ａ，２８ｂの内面と、振動腕２２の各側面３４ａ，３４ｂとに設けられている。溝２８ａの第１の駆動用電極３１は、基部１２の上面と側面とに跨って設けられた配線パターン３５ｃを介して側面３４ｂの第１の駆動用電極３１に接続され、溝２８ｂの第１の駆動用電極３１は、基部１２の下面と側面とに跨って設けられた配線パターン３５ｅを介して側面３４ｂの第１の駆動用電極３１に接続されている。なお、配線パターン３５ｃ，３５ｅは、基部１２の側面にて接続されている。

次に、側面３４ｂの第１の駆動用電極３１は、錘部２５に設けられた配線パターン３５ｆを介して側面３４ａの第１の駆動用電極３１に接続されている。また、側面３４ａの第１の駆動用電極３１は、基部１２の上面と下面に設けられた配線パターン３５ｂと配線パターン３５ｄを介して支持腕２３の上下面や側面２０ｂに設けられた配線パターン３５ａに接続されている。更に、配線パターン３５ａは支持腕２３の下面に設けられた第１の電極パッド３７と電気的に接続されている。

一方、第２の駆動用電極３２は、振動腕２２の各溝２９ａ，２９ｂの内面と，振動腕２１の各側面３３ａ，３３ｂとに設けられている。溝２９ａの第２の駆動用電極３２は、基部１２の上面に設けられた配線パターン３６ｂを介して側面３３ｂの第２の駆動用電極３２に接続され、溝２９ｂの第２の駆動用電極３２は、基部１２の下面に設けられた配線パターン３６ｃを介して側面３３ｂの第２の駆動用電極３２に接続されている。

次に、側面３３ｂに設けられた第２の駆動用電極３２は、錘部２４に設けられた配線パターン３６ｄを介して側面３３ａに設けられた第２の駆動用電極３２に接続されている。また、基部１２の上面の配線パターン３６ｂは、基部１２の上面に設けられた配線パターン３６ｅを介して、基部１２の下面の配線パターン３６ｃは、基部１２の下面に設けられた配線パターン３６ｆを介して、それぞれ支持腕２３の上下面や側面２０ａに設けられた配線パターン３６ａに接続されている。更に、配線パターン３６ａは支持腕２３の下面に設けられた第２の電極パッド３８と電気的に接続されている。

これにより、第１、第２の電極パッド３７，３８から、各配線パターンを通じて、第１、第２の駆動用電極３１，３２に駆動電圧が印加されることで、振動片１の振動腕内で電界が適切に発生し、２つの振動腕２１，２２が互いに接近、離間を繰り返すように所定の周波数で略面内方向（ＸＹ平面方向）に振動する。

電極３０の構成材料としては、特に限定されず、例えば、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属材料、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の導電材料を用いることができる。

以上、振動片１の構造について説明した。このような振動片１は、次のようにして製造することができる。なお、以下に説明する製造方法は、１つの例であって、他の製造方法によって振動片１を製造してもよい。
図４は、本発明の第１実施形態に係る振動片１の製造方法を説明するための溝２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂが設けられた振動腕２１，２２と支持腕２３の断面図である。

先ず、図４（ａ）に示すように、振動基板１０を用意する。振動基板１０は、Ｚカット水晶基板に振動片外形形状のパターニングを施し、ウェットエッチングすることにより製造することができる。
次に、図４（ｂ）に示すように、例えば、蒸着やスパッタリング等によって、振動基板１０の全面に電極膜３０ａを成膜する。

その後、図４（ｃ）に示すように、電極膜３０ａ上にレジスト膜４０（ポジ型のフォトレジスト膜）を塗布し、露光・現像によってパターニングすることにより、電極３０の形状に対応するレジストパターンを形成する。
次に、レジストパターンから露出している部分の電極膜３０ａをウェットエッチングし除去した後、レジストパターンを除去することで、電極３０が形成される。以上によって、図４（ｄ）に示すように、電極３０が形成された振動片１が得られる。

次に、本発明に係る振動片１の支持腕２３の構造を詳細に説明する。
図５は、本発明の第１実施形態に係る振動片の支持腕の構造を示した概略図であり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）を＋Ｘ軸方向から視た側面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。

支持腕２３の下面に設けられた第１、第２の電極パッド３７，３８の間に平面視で重なるように設けられている切込み部１８ａ，１８ｂは、電極３０形成時に支持腕２３のＸ軸方向に略直交する側面２０ａ，２０ｂやＹ軸方向に略直交する側面２０ｃに残った側面電極３９による第１、第２の電極パッド３７，３８間の短絡を防止している。

つまり、支持腕２３の主面と略直交する側面２０ａ，２０ｂ，２０ｃに成膜された側面電極３９は、図４で説明した電極３０（図５においては第１、第２の電極パッド３７，３８や各電極同士を接続する配線パターン３５ａ，３６ａ）を形成するフォトリソ工程において、斜め露光装置等を用いることなく通常の露光装置で完全に除去することは非常に難しい。それは、レジスト膜４０で覆われた支持腕２３の側面２０ａ，２０ｂ，２０ｃが完全に露光されないためであり、支持腕２３の主面から板厚方向に約２０μｍまでであれば、通常の露光装置でも露光でき、側面電極３９を除去できるが、板厚方向の中心に至る部位までは光が到達し難く露光できないため側面電極３９が残り、第１、第２の電極パッド３７，３８間を短絡してしまう。

そのため、図５（ｂ）に示すように、第１の傾斜面１９ａを有する傾斜部と第１の面１９ｃを備えた切込み部１８ａや第２の傾斜面１９ｂを有する傾斜部と第１の面１９ｄを備えた切込み部１８ｂを設け、支持腕２３の主面と略直交する側面２０ａ、第１の面１９ｃ，１９ｄのＺ軸方向の寸法Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３を２０μｍ以下とすることで、通常の露光装置でも露光することができるので、側面電極３９を除去し、第１、第２の電極パッド３７，３８間の短絡を防止することが可能となる。

第１の傾斜面１９ａを有する傾斜部と第１の面１９ｃを含む切込み部１８ａ、第２の傾斜面１９ｂを有する傾斜部と第１の面１９ｄを含む切込み部１８ｂの形成は、Ｚカット水晶板で構成された振動基板１０をウェットエッチングすることで行うことができる。基板の表裏を同時にエッチングすることによりエッチング時間を短縮することができる。
一般的に、水晶はエッチング異方性があるため、結晶軸の方向ごとにエッチングレートが異なる。そのため、Ｚカット水晶板を用いると、水晶の結晶Ｘ軸を図２のＸ軸、水晶の結晶Ｙ軸を図２のＹ軸、水晶の結晶Ｚ軸を図２のＺ軸とすれば、図２に示す振動腕２１，２２のＸ軸方向に略直交する側面３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂの形状がそれぞれで異なる。つまり、＋Ｘ軸方向の側面３３ａ，３４ａと−Ｘ軸方向の側面３３ｂ，３４ｂとでは、形状が異なり、−Ｘ軸方向の側面３３ｂ，３４ｂ形状が略フラット状であるのに対し、＋Ｘ軸方向の側面３３ａ，３４ａ形状は板厚方向（Ｚ軸方向）の中央部にウェットエッチング時間が長くなるにつれて小さくなる三角錐状の突起部のような凸状の傾斜部が形成される。

特に、振動腕２１，２２のＸＺ断面において、＋Ｘ軸方向の側面３３ａ，３４ａは振動腕２１，２２の主面に略直交する傾斜面と三角錐状の突起部を形成する傾斜面の２つの傾斜面を有している。なお、振動片１の外形を形成する場合には、振動腕２１，２２の断面形状の非対称性により生じる振動漏れを防止するために、長時間のウェットエッチングを施し、振動腕２１，２２の断面形状の対称性を確保している。

従って、切込み部１８ａ，１８ｂの形成は、図５（ｂ）に示すように、水晶のエッチング異方性によって生じる＋Ｘ軸方向に延びる第１、第２の傾斜面１９ａ、１９ｃを有する傾斜部と支持腕２３の主面に略直交する傾斜面を有する第１、第２の面１９ｃ，１９ｄとをウェットエッチング時間を短くすることで、意図的に形成することができる。特に、溝２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂ形成時に一緒に形成すると効率がよい。

なお、切込み部１８ａ，１８ｂが設けられた領域において、側面２０ａや傾斜部１９ｃ，１９ｄのＺ軸方向の寸法Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３は２０μｍ以下がよく、好ましくは１０μｍ以下がよい。また、切込み部１８ａ，１８ｂのＹ軸方向の寸法Ｌ１，Ｌ２はエッチングが進行するのに最低限必要な開口部の長さを有しつつ小型化が図れるので５〜５００μｍがよく、好ましくはエッチングの進行がし易く、更なる小型化が図れる２０〜１００μｍがよい。更に、切込み部１８ａ，１８ｂのＸ軸方向の寸法Ｗ１，Ｗ２はエッチングが進行するのに最低限必要な開口部の長さを有しつつ小型化が図れるので５〜３００μｍがよく、好ましくはエッチングの進行がし易く、更なる小型化が図れる１０〜５０μｍがよい。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図６は、本発明の第３実施形態に係る振動片の支持腕の構造を示した概略図であり、図６（ａ）は平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。
以下、第３実施形態について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態は、支持腕２３ｂの構成（形状）が異なる以外は、第１実施形態とほぼ同様である。なお、図６では、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。

図６に示す第２実施形態の支持腕２３ｂは、支持腕２３ｂの下面に設けられた第１、第２の電極パッド３７，３８間の両面（上下面）に平面視で重なるように切込み部２１８ａ，２１８ｂを有している。切込み部２１８ａ，２１８ｂは、支持腕２３ｂの＋Ｘ軸方向の側面２２０ａから−Ｘ軸方向に延在し、図７（ｂ）に示すように、切込み部２１８ａは、Ｘ軸と略直交する傾斜面を有する第１、第２の面２１９ｃ，２１９ｇと、＋Ｘ軸方向に延びる第１、第３の傾斜面２１９ａ，２１９ｅを有する傾斜部とを備えている。また、切込み部２１８ｂは、Ｘ軸と略直交する傾斜面を有する第１、第２の面２１９ｄ，２１９ｈと、＋Ｘ軸方向に延びる第２、第４の傾斜面２１９ｂ，２１９ｆを有する傾斜部とを備えている。

図５に示す第１実施形態の支持腕２３との違いは、２つの切込み部２１８ａ，２１８ｂがそれぞれ４つの傾斜面を有する傾斜部で構成（２段構成）されていることである。

このような構成により、Ｘ軸と略直交する傾斜面を有する第１、第２の面２１９ｃ，２１９ｄ，２１９ｇ，２１９ｈのＺ軸方向の寸法を小さくすることができるため、露光がし易くなる。そのため、第１実施形態と同様に、支持腕２３ｂのＸ軸方向に略直交する側面２０ａ，２０ｂやＹ軸方向に略直交する側面２０ｃに残った側面電極３９による、第１、第２の電極パッド３７，３８間の短絡を、側面２２０ａにおいて側面電極３９の一部を除去することで防止することができる。

なお、切込み部２１８ａ，２１８ｂはＸ軸と略直交する傾斜面と＋Ｘ軸方向に延びる傾斜面とがそれぞれ２段構成であるが、３段構成や４段構成であっても構わない。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図７は、本発明の第３実施形態に係る振動片の支持腕の構造を示した概略図であり、図７（ａ）は平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。
以下、第３実施形態について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第３実施形態は、支持腕２３ｃの構成（形状）が異なる以外は、第１実施形態とほぼ同様である。なお、図７では、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。

図７に示す第３実施形態の支持腕２３ｃは、支持腕２３ｃの下面に設けられた第１、第２の電極パッド３７，３８間の両面（上下面）に平面視で重なるように切込み部３１８ａ，３１８ｂを有している。更に、支持腕２３ｃの下面に設けられた第１の電極パッド３７と支持腕２３ｃのＹ軸方向に略直交する側面２０ｃとの間の両面（上下面）に平面視で重なるように切込み部３１８ｃ，３１８ｄを有している。切込み部３１８ａ，３１８ｂは、支持腕２３ｃの＋Ｘ軸方向の側面３２０ａから−Ｘ軸方向に延在している。

また、切込み部３１８ｃ，３１８ｄは、支持腕２３ｃの＋Ｘ軸方向の側面３２０ｂから−Ｘ軸方向に延在し、図７（ｂ）に示すように、Ｘ軸と略直交する傾斜面を有する第１、第２の面３１９ｃ，３１９ｄと、＋Ｘ軸方向に延びる第１、第２の傾斜面３１９ａ，３１９ｂを有する傾斜部とをそれぞれ備えている。

図５に示す第１実施形態の支持腕２３との違いは、支持腕２３ｃの下面に設けられた第１の電極パッド３７と支持腕２３ｃのＹ軸方向に略直交する側面２０ｃとの間の両面（上下面）に平面視で重なるように切込み部３１８ｃ，３１８ｄが設けられ、支持腕２３ｃに４つの切込み部３１８ａ，３１８ｂ，３１８ｃ，３１８ｄが設けられていることである。

このような構成により、支持腕２３ｃの＋Ｘ軸方向に略直交する側面２０ａに残った側面電極３９を側面３２０ａ，３２０ｂの２箇所で除去することができるため、第１実施形態と同様に、支持腕２３ｃのＸ軸方向に略直交する側面２０ａ，２０ｂやＹ軸方向に略直交する側面２０ｃに残った側面電極３９による、第１、第２の電極パッド３７，３８間の短絡をより確実に防止することができる。

なお、切込み部３１８ａ，３１８ｂと切込み部３１８ｃ，３１８ｄはそれぞれ支持腕２３ｃの両面（上下面）に平面視で重なるように設けられているが、両面（上下面）でなく上下面のどちらか一方のみであっても構わない。また、切込み部３１８ａ，３１８ｂ，３１８ｃ，３１８ｄのＹ軸方向の寸法を短くし、更に４つ以上の切込み部を設けても構わない。

（振動子）
次に、本発明の振動片１を適用した振動子２について説明する。
図８は、本発明の振動子の構造を示した概略図であり、図８（ａ）は振動子の平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＧ−Ｇ断面図。なお、図８（ａ）において、振動子２の内部の構成を説明する便宜上、蓋部材５６を取り外した状態を図示している。

振動子２は、振動片１と、振動片１を収容するための矩形の箱状のパッケージ本体５０と、ガラス、セラミック、金属等から成る蓋部材５６と、で構成されている。なお、振動片１を収容するキャビティー７０内はほぼ真空の減圧空間となっている。

パッケージ本体５０は、図８（ｂ）に示すように、第１の基板５１と、第２の基板５２と、実装端子４５と、を積層して形成されている。実装端子４５は、第１の基板５１の外部低面に複数備えられている。また、第１の基板５１の上面の所定の位置には、図示しない貫通電極や層間配線パターンを介して、実装端子４５と電気的に導通する複数の接続電極４７が設けられている。第２の基板５２は中央部が除去された環状体であり、振動片１を収容するキャビティー７０が設けられている。

以上、説明したパッケージ本体５０の、第１の基板５１と第２の基板５２は、絶縁性を有する材料で構成されている。このような材料としては、特に限定されず、例えば、酸化物系セラミックス、窒化物系セラミックス、炭化物系セラミックス等の各種セラミックスを用いることができる。また、パッケージ本体５０に設けられた各電極、端子、あるいはそれらを電気的に接続する配線パターンや層内配線パターン等は、一般的に、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等の金属配線パターン材料を絶縁材料上にスクリーン印刷して焼成し、その上にニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）等のめっきを施すことにより設けられる。

蓋部材５６は、好ましくは、光を透過する材料、例えば、ホウケイ酸ガラス等により設けられており、封止材５８により接合されることで、パッケージ本体５０を気密封止している。これにより、パッケージ本体５０の蓋封止後において、外部からレーザー光を蓋部材５６を介して振動片１の先端付近に照射し、ここに設けた電極を一部蒸散させることにより、質量削減方式による周波数調整をすることができるようになっている。なお、このような周波数調整をしない場合には、蓋部材５６はコバール合金等の金属材料で形成することができる。

パッケージ本体５０のキャビティー７０内に収納された振動片１は、支持腕２３に設けられた第１、第２の電極パッド３７，３８とパッケージ本体５０の第１の基板５１の上面に設けられた２つの接続電極４７とがそれぞれ対応するように位置合わせされ、接合部材４２を介して接合されている。接合部材４２は、例えば、金属あるいは半田等からなるバンプや導電性接着剤等の導電性の接合部材を用いることにより、電気的な接続を図るとともに機械的な接合を行うことができる。

（電子デバイス）
次に、本発明の振動片１を適用した電子デバイス３について説明する。
図９は、本発明の電子デバイスの断面構造を示した概略図である。
電子デバイス３は、振動片１と、振動片１を収納するパッケージ本体６０と、振動片１を駆動するための発振回路を有するＩＣチップ（チップ部品）６２と、ガラス、セラミック、金属等から成る蓋部材５６と、で構成されている。なお、振動片１を収容するキャビティー７０内はほぼ真空の減圧空間となっている。

パッケージ本体６０は、図１０に示すように、第１の基板５１と、第２の基板５２と、第３の基板５３と、第４の基板５４と、実装端子４６と、を積層して形成されている。また、パッケージ本体６０は、上面に開放するキャビティー７０と、下面に開放するキャビティー７２とを有している。

実装端子４６は、第４の基板５４の外部低面に複数設けられている。また、実装端子４６は、第１の基板５１の上面に設けられた接続電極４７や第３の基板５３の下面に設けられた接続電極４８と、図示しない貫通電極や層間配線パターンを介して、電気的に導通されている。

パッケージ本体６０のキャビティー７０は、本実施形態の振動子２と同様に、支持腕２３に設けられた第１、第２の電極パッド３７，３８とパッケージ本体６０の第１の基板５１の上面に設けられた２つの接続電極４７とがそれぞれ対応するように位置合わせされ、接合部材４２を介して接合され、その後、ホウケイ酸ガラス等の封止材５８により接合されることで、気密封止されている。

一方、パッケージ本体６０のキャビティー７２内には、ＩＣチップ６２が収容されており、このＩＣチップ６２は、ろう材あるいは接着剤等の接合部材４３を介して第１の基板５１の下面に固定されている。また、キャビティー７２内には、少なくとも２つの接続電極４８が設けられている。接続電極４８は、ボンディングワイヤー４４によってＩＣチップ６２と電気的に接続されている。また、キャビティー７２内には樹脂材料６４が充填されており、この樹脂材料６４によって、ＩＣチップ６２が封止されている。

ＩＣチップ６２は、振動片１の駆動を制御するための駆動回路（発振回路）を有しており、このＩＣチップ６２によって振動片１を駆動すると、所定の周波数の信号を取り出すことができる。

（電子機器）
次いで、本発明の振動片１を適用した電子機器について、図１０〜図１２に基づき、詳細に説明する。
図１０は、本発明の振動片を備える電子機器としてのモバイル型（又はノート型）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１００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、振動片１が内蔵されている。

図１１は、本発明の振動片を備える電子機器としての携帯電話機（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及び送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１００が配置されている。このような携帯電話機１２００には、振動片１が内蔵されている。

図１２は、本発明の振動片を備える電子機器としてのデジタルカメラの構成を示す斜視図である。尚、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、デジタルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）等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。

デジタルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１００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１００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等を含む受光ユニット１３０４が設けられている。

撮影者が表示部１００に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン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、このデジタルカメラ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（ＰＣ）１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。更に、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。このようなデジタルカメラ１３００には、振動片１が内蔵されている。

なお、本発明の振動片１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のデジタルカメラの他にも、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、ページャー、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）、フライトシミュレーター等に適用することができる。

（移動体）
次に、本発明の振動片１を適用した移動体について説明する。
図１３は、本発明の移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車１５００には、振動片１が搭載されている。振動片１は、キーレスエントリー、イモビライザー、ナビゲーションシステム、エアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ：Antilock Brake System）、エアバック、タイヤプレッシャーモニタリングシステム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）１５１０に広く適用できる。

以上、本発明の振動片１、振動子２、電子デバイス３、電子機器及び移動体について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これ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、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

１…振動片、２…振動子、３…電子デバイス、１０…振動基板、１２…基部、１６…縮幅部、１８ａ，１８ｂ…切込み部、１９ａ…第１の傾斜部、１９ｂ…第２の傾斜部、１９ｃ，１９ｄ…第１の面、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…側面、２１，２２…振動腕、２３…支持腕、２４，２５…錘部、２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂ…溝、３０…電極、３０ａ…電極膜、３１…第１の駆動用電極、３２…第２の駆動用電極、３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ…側面、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５ｆ，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３６ｅ，３６ｆ…配線パターン、３７…第１の電極パッド、３８…第２の電極パッド、３９…側面電極、４０…レジスト膜、４２，４３…接合部材、４４…ボンディングワイヤー、４５，４６…実装端子、４７，４８…接続電極、５０…パッケージ本体、５１…第１の基板、５２…第２の基板、５３…第３の基板、５４…第４の基板、５６…蓋部材、５８…封止材、６０…パッケージ本体、６２…ＩＣチップ、６４…樹脂材料、７０，７２…キャビティー、１００…表示部、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…デジタルカメラ、１３０２…ケース、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャッターボタン、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、１５１０…電子制御ユニット。

Claims (13)

1. 基部と、
   前記基部から第１の方向に沿って延出され、前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って並んで設けられている２つの振動腕と、
   前記基部から前記第１の方向に沿って延出され、前記２つの振動腕の間に配置されている支持腕と、
   を含む水晶振動片であって、
   前記支持腕は、
   水晶の結晶Ｚ軸と交差する表面に設けられ、互いに異極の第１の電極パッド及び前記第１の電極パッドよりも前記基部側に配置されている第２の電極パッドと、
   水晶の結晶Ｘ軸と交差する側面のうち＋Ｘ軸側の側面に設けられ、前記第１の電極パッドと接続されている第１の引き出し電極及び前記第２の電極パッドと接続されている第２の引き出し電極と、
   前記支持腕の前記＋Ｘ軸側の側面に−Ｘ軸方向に向かって切り込まれている切込み部と、
   を含み、
   前記切込み部は、
   前記切込み部の−Ｘ軸側から＋Ｘ軸側に向かって延出され、＋Ｘ軸方向に向かうにしたがって前記Ｚ軸の−Ｚ軸側から＋Ｚ軸側に傾斜している第１の傾斜面、及び＋Ｚ軸側から−Ｚ軸側に傾斜している第２の傾斜面を含む凸状の傾斜部を含み、
   前記第１の引き出し電極と前記第２の引き出し電極は、前記切り込み部で非導通であることを特徴とする振動片。
2. 請求項１において、
   前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面は、連続的にまたは断続的に傾斜していることを特徴とする振動片。
3. 請求項１又は２において、
   前記切込み部は、
   平面視で、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドとの間、及び前記支持腕の先端と前記第１の電極パッドとの間の少なくとも何れかに配置されていることを特徴とする振動片。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項において、
   平面視で、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面は重なっていることを特徴とする振動片。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項において、
   前記切込み部の結晶Ｙ軸方向に沿った長さＬ１は、５μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする振動片。
6. 請求項５において、
   前記Ｌ１は、２０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする振動片。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項において、
   前記切込み部の前記結晶Ｘ軸方向に沿った長さＷ１は、５μｍ以上３００μｍ以下であることを特徴とする振動片。
8. 請求項７において、
   前記Ｗ１は、１０μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする振動片。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項において、
   前記切込み部は、前記支持腕に複数設けられていることを特徴とする振動片。
10. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の振動片と、
    前記振動片が収納されている容器と、
    を備えていることを特徴とする振動子。
11. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の振動片と、
    回路と、
    を備えていることを特徴とする電子デバイス。
12. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の振動片を備えていることを特徴とする電子機器。
13. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の振動片を備えていることを特徴とする移動体。

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