JP2015076745A - 圧電振動片、圧電振動子及び圧電振動片の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電振動片の周波数を目的の周波数に調整することが可能な圧電振動片を提供する。
【解決手段】振動腕部と、振動腕部の先端部に設けられた重り金属膜と、を含み、重り金属膜は、第一金属層と、第一金属層の側部を含む第一金属層の外表面全体を覆う第二金属層と、を含む。
【選択図】図８

Description

本発明は、圧電振動片、圧電振動子及び圧電振動片の製造方法に関する。

従来、圧電振動片の周波数の調整方法として、予め振動腕部の先端部の表面上に周波数調整用の重り金属膜を設け、レーザー光を照射して重り金属膜を除去することにより周波数を調整する方法が知られている。

一般に、重り金属膜の材料としては、優れた耐食性を有する金が用いられる。しかし、高価な金を重り金属膜の材料として多量に用いると、圧電振動片の価格が非常に高くなる。例えば、特許文献１に係る圧電振動片の製造方法では、第一層として金よりも比較的安価な銀の膜を形成し、第一層の上に第二層として金の薄膜を形成することで重り金属膜を形成している。

特開平１０−５１２５６号公報

しかし、上記従来技術に係る圧電振動片の製造方法では、銀の膜が金の薄膜で覆われていても、レーザートリミングによる周波数調整を行うと、銀の膜が露出してしまう。重り金属膜の成膜工程等においてはクロムが析出するため、重り金属膜の成膜後に、ウエハ表面に対してクロムを除去するためのエッチング処理が行われる。このとき、銀の膜が露出していると、銀の膜がエッチング処理により浸食されることがある。そのため、圧電振動片の周波数を目的の周波数に調整することができないという課題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、圧電振動片の周波数を目的の周波数に調整することが可能な圧電振動片、圧電振動子及び圧電振動片の製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。

（１）すなわち、本発明に係る一態様の圧電振動片は、振動腕部と、前記振動腕部の先端部に設けられた重り金属膜と、を含み、前記重り金属膜は、第一金属層と、前記第一金属層の側部を含む前記第一金属層の外表面全体を覆う第二金属層と、を含む。

この構成によれば、第一金属層が外部に露出しないため、第一金属層の浸食を抑制することができる。よって、圧電振動片の周波数を目的の周波数に調整することができる。

（２）上記（１）に記載の圧電振動片において、前記重り金属膜は、下地金属層と、前記下地金属層の外表面上に形成された前記第一金属層と、前記第一金属層の外表面全体を覆って前記下地金属層と接する前記第二金属層と、を含んでいてもよい。

この構成によれば、第一金属層の上面、下面及び側面が、下地金属層や第二金属層によって包みこまれるため、第一金属層の浸食をより抑制することができる。

（３）上記（２）に記載の圧電振動片において、前記下地金属層の前記第一金属層及び前記第二金属層と接する部分と、前記第二金属層の前記第一金属層及び前記下地金属層と接する部分は、いずれも金で構成されていてもよい。

この構成によれば、金が優れた耐食性を有するため、第一金属層の浸食をより抑制することができる。

（４）本発明に係る一態様の圧電振動子は、上記（１）から（３）のいずれか一項に記載の圧電振動片を備える。

この構成によれば、圧電振動片の周波数を目的の周波数に調整することが可能な圧電振動子が得られる。

（５）本発明に係る一態様の圧電振動片の製造方法は、振動腕部と、前記振動腕部の先端部に設けられた重り金属膜と、を含む圧電振動片の製造方法であって、前記振動腕部の先端部に、互いに間隔を空けて隣り合うように配置された複数の孤立金属膜と、前記複数の孤立金属膜の側部を含む前記複数の孤立金属膜の外表面全体を覆う被覆金属膜と、を含む重量調整層を形成する重量調整層形成工程と、前記重量調整層にレーザー光を照射し、前記重量調整層の一部を除去することにより、一又は複数の前記孤立金属膜からなる第一金属層と、前記第一金属層の側部を含む前記第一金属層の外表面全体を覆う第二金属層と、を含む前記重り金属膜を形成するレーザートリミング工程と、を含む。

この方法によれば、第一金属層が外部に露出しないため、第一金属層の浸食を抑制することができる。よって、圧電振動片の周波数を目的の周波数に調整することができる。

（６）上記（５）に記載の圧電振動片の製造方法において、前記複数の孤立金属膜は、前記振動腕部の長手方向に沿って配置されていてもよい。

この方法によれば、振動腕部の先端側に配置される孤立金属膜を除去することで粗調を行い、振動腕部の基端部に配置される孤立金属膜を除去することで微調を行うことができる。

（７）上記（６）に記載の圧電振動片の製造方法において、前記複数の孤立金属膜には、互いに面積の異なる複数の前記孤立金属膜が含まれてもよい。

この方法によれば、面積の大きい孤立金属膜を除去することで粗調を行い、面積の小さい孤立金属膜を除去することで微調を行うことができる。

（８）上記（７）に記載の圧電振動片の製造方法において、前記振動腕部の最も先端側に配置された前記孤立金属膜の面積は、前記振動腕部の最も基端側に配置された前記孤立金属膜の面積よりも大きくてもよい。

この方法によれば、振動腕部の先端側に配置された孤立金属膜の面積を大きくすることにより、より粗い周波数調整を行うことができる。また、振動腕部の基端部に配置された孤立金属膜の面積を小さくすることにより、より細かな周波数調整を行うことができる。

本発明によれば、圧電振動片の周波数を目的の周波数に調整することが可能な圧電振動片、圧電振動子及び圧電振動片の製造方法を提供することができる。

第一実施形態の圧電振動片を示す外観斜視図である。 第一実施形態の圧電振動片を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。 圧電振動子の一実施形態を示す外観斜視図である。 圧電振動子の一実施形態の内部構造を示す平面図である。 圧電振動子の一実施形態を示す図であって、図４におけるＡ−Ａ断面図である。 本実施形態の圧電振動子を示す図であって、各部を分解した分解斜視図である。 重り金属膜の一実施形態を示す平面図である。 重り金属膜の一実施形態を示す図であって、図７におけるＢ−Ｂ断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）圧電振動片の実装方法を示す図である。 圧電振動片の製造方法を示すフローチャートである。 （Ａ）〜（Ｄ）第一実施形態の圧電振動片の製造方法の各工程を説明する図である。 レーザートリミング前の重量調整層の各部の大きさを説明する平面図である。 レーザートリミング後の重量調整層の各部の大きさを説明する平面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）比較例に係る圧電振動片の製造方法の各工程を説明する図である。 重量調整層の第一変形例を示す平面図である。 重量調整層の第二変形例を示す平面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る圧電振動片及び圧電振動子について説明する。
尚、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
尚、図１から図９までの説明においてはＸＹＺ座標系を設定し、このＸＹＺ座標系を参照しつつ各部材の位置関係を説明する。この際、圧電振動片の面と垂直な方向をＺ軸方向、振動腕部の長手方向をＹ軸方向、Ｙ軸方向とＺ軸方向の両方と直交する方向をＸ軸方向とする。また、基部から振動腕部の先端に向かう方向を＋Ｙ方向とする。

［第一実施形態］
（圧電振動片）
まず、本実施形態の圧電振動片１について説明する。
図１，２は、本実施形態の圧電振動片を示す図である。図１は、外観斜視図、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の側面図である。
尚、図１，２においては、後述する圧電振動子に実装する際にパッケージの実装面と対向する対向面（一面）１８ａが上側（＋Ｚ方向側）となるようにして表している。
また、図１，２においては、後述する重り金属膜３０の図示を省略している。

本実施形態の圧電振動片１は、図１，２に示すように、平板状である。圧電振動片１は、基部１０と、振動腕部１１，１２と、ハンマー部１３，１４と、支持腕部１５，１６と、を備えている。
圧電振動片１は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成されたサイドアーム型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
圧電振動片１の面に垂直な方向の厚さ（Ｚ軸方向長さ）としては、例えば、３０μｍとすることができる。

一対の振動腕部１１，１２は、基部１０からそれぞれ同一の方向（＋Ｙ方向）に向かって延出している。振動腕部１１，１２は、長手方向（Ｙ軸方向）と垂直で圧電振動片１の面と平行な方向（一の方向）、すなわちＸ軸方向に並んで設けられている。一対の振動腕部１１，１２の外表面上には、これら一対の振動腕部１１，１２を振動させる不図示の励振電極が形成されている。

ハンマー部１３，１４は、それぞれ振動腕部１１，１２の先端から、振動腕部１１，１２の長手方向（Ｙ軸方向）に沿うように延出形成されている。ハンマー部１３，１４の幅（Ｘ軸方向長さ）は、振動腕部１１，１２の幅（Ｘ軸方向長さ）よりも大きく形成されている。ハンマー部１３，１４は、基部１０を固定端として、幅方向（Ｘ軸方向）に振動する自由端に設定されている。

一対の支持腕部１５，１６は、基部１０から、振動腕部１１，１２の幅方向（Ｘ軸方向）両側に延出した後、振動腕部１１，１２の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って、振動腕部１１，１２の先端側（＋Ｙ方向側）に向かって屈曲延出して形成されている。

支持腕部１５，１６は、それぞれマウント部１５ａ，１６ａを備えている。マウント部１５ａ，１６ａは、圧電振動片１の対向面１８ａ上における、支持腕部１５，１６の延出方向側（＋Ｙ方向側）の先端部近傍に設けられている。マウント部１５ａ，１６ａが設けられている位置は、支持腕部１５，１６が振動する際に、振動の節となる位置である。

支持腕部１５，１６のマウント部１５ａ，１６ａには、不図示のマウント電極が形成され、不図示の引き出し電極により、振動腕部１１，１２の外表面上に形成された励振電極と接続されている。そして、これらの各電極に所定の電圧が印加されると、一対の振動腕部１１，１２の双方の励振電極どうしの相互作用により、一対の振動腕部１１，１２が互いに接近または離間する方向（Ｘ軸方向）に所定の共振周波数で振動する。

（圧電振動子）
次に、圧電振動片１を用いた圧電振動子の一実施形態として、セラミックパッケージタイプの表面実装型振動子について説明する。
図３から６は、本実施形態の圧電振動子５００を示す図であり、図３は外観斜視図、図４は圧電振動子の内部構成を示す、封口板を取り外した状態の平面図、図５は図４におけるＡ−Ａ断面図、図６は圧電振動子５００の分解斜視図である。
尚、図４から６においては、後述する重り金属膜３０の図示を省略している。

本実施形態の圧電振動子５００は、図３から図６に示すように、内部に気密封止されたキャビティＣを有するパッケージ５１０と、キャビティＣ内に収容された前述した圧電振動片１と、を備える。

この圧電振動子５００は、略直方体状に形成されており、本実施形態では平面視において圧電振動子５００の長手方向を長さ方向（Ｙ軸方向）といい、短手方向を幅方向（Ｘ軸方向）といい、これら長さ方向及び幅方向に対して直交する方向を厚さ方向（Ｚ軸方向）という。

パッケージ５１０は、パッケージ本体（ベース部材）５３０と、このパッケージ本体５３０に対して接合されるとともに、パッケージ本体５３０との間にキャビティＣを形成する封口板（リッド部材）５４０と、を備えている。

パッケージ本体５３０は、互いに重ね合わされた状態で接合された第一ベース基板５５０及び第二ベース基板５６０と、第二ベース基板５６０上に接合されたシールリング５７０と、を備えている。
第一ベース基板５５０は、平面視略長方形状に形成されたセラミックス製の基板とされている。第二ベース基板５６０は、第一ベース基板５５０と同じ外形形状である平面視略長方形状に形成されたセラミックス製の基板とされており、第一ベース基板５５０上に重ねられた状態で焼結等によって一体的に接合されている。

第一ベース基板５５０及び第二ベース基板５６０の四隅には、平面視１／４円弧状の切欠部５８０が、両基板５５０，５６０の厚さ方向の全体に亘って形成されている。これら第一ベース基板５５０及び第二ベース基板５６０は、例えば、ウエハ状のセラミック基板を２枚重ねて接合した後、両セラミック基板を貫通する複数のスルーホールを行列状に形成し、その後、各スルーホールを基準としながら両セラミック基板を格子状に切断することで作製される。その際、スルーホールが４分割されることで、前述した切欠部５８０となる。
また、第二ベース基板５６０の上面は、圧電振動片１がマウントされる実装面５６０ａとされている。

尚、第一ベース基板５５０及び第二ベース基板５６０はセラミックス製としたが、その具体的なセラミックス材料としては、例えばアルミナ製のＨＴＣＣ（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−Ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）や、ガラスセラミックス製のＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−Ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）等が挙げられる。

シールリング５７０は、第一ベース基板５５０及び第二ベース基板５６０の外形よりも一回り小さい導電性の枠状部材であり、第二ベース基板５６０の実装面５６０ａに接合されている。
具体的には、シールリング５７０は、銀ロウ等のロウ材や半田材等による焼付けによって実装面５６０ａ上に接合、あるいは、実装面５６０ａ上に形成（例えば、電解メッキや無電解メッキの他、蒸着やスパッタリング法等により）された金属接合層に対する溶着等によって接合されている。

尚、シールリング５７０の材料としては、例えばニッケル基合金等が挙げられ、具体的にはコバール、エリンバー、インバー、４２−アロイ等から選択すればよい。特に、シールリング５７０の材料としては、セラミック製とされている第一ベース基板５５０及び第二ベース基板５６０に対して熱膨張係数が近いものを選択することが好ましい。例えば、第一ベース基板５５０及び第二ベース基板５６０として、熱膨張係数６．８×１０^-6／℃のアルミナを用いる場合には、シールリング５７０としては、熱膨張係数５．２×１０^-6／℃のコバールや、熱膨張係数４．５×１０^-6／℃以上、６．５×１０^-6／℃以下の４２−アロイを用いることが好ましい。

封口板５４０は、シールリング５７０上に重ねられた導電性基板であり、銀ロウ等のロウ材や半田材等による焼付け等によって、シールリング５７０と気密に接合されている。
シールリング５７０に対する接合は、そして、この封口板５４０とシールリング５７０と第二ベース基板５６０の実装面５６０ａとで画成された空間が、気密に封止された前述したキャビティＣとして機能する。

尚、封口板５４０の溶接方法としては、例えばローラ電極を接触させることによるシーム溶接や、レーザ溶接、超音波溶接等が挙げられる。また、封口板５４０とシールリング５７０との溶接をより確実なものとするため、互いになじみの良いニッケルや金等の接合層を、少なくとも封口板５４０の下面と、シールリング５７０の上面とにそれぞれ形成することが好ましい。

第二ベース基板５６０の実装面５６０ａ上には、凸部（隙間形成部）８１が設けられている。凸部８１は、圧電振動片１が実装されている側に突出して形成されており、平面視形状は特に限定されず、矩形状であっても、他の形状であってもよい（図では矩形状）。
凸部８１の上面は、実装面５６０ａと平行である。凸部８１は、実装面５６０ａにおける、後述する凹部６６０の−Ｙ方向側に、実装面５６０ａの幅方向（Ｘ軸方向）の中心を挟んで２つ、対称の位置に設けられている。凸部８１の上面には、圧電振動片１との接続電極である一対の電極パッド６１０Ａ，６１０Ｂがそれぞれ形成されている。

第一ベース基板５５０の下面には、一対の外部電極６２０Ａ，６２０Ｂが長さ方向（Ｙ軸方向）に間隔をあけて形成されている。
これら電極パッド６１０Ａ，６１０Ｂ及び外部電極６２０Ａ，６２０Ｂは、例えば、蒸着やスパッタリング法等で形成された単一金属による単層膜、または異なる金属が積層された積層膜であり、互いにそれぞれ導通している。

この点詳細に説明する。
図５に示すように、第一ベース基板５５０には一方の外部電極６２０Ａに導通し、第一ベース基板５５０を厚さ方向に貫通する一方の第一貫通電極６３０Ａが形成されているとともに、第二ベース基板５６０には一方の電極パッド６１０Ａに導通し、第二ベース基板５６０を厚さ方向に貫通する一方の第二貫通電極６４０Ａが形成されている。そして、第一ベース基板５５０と第二ベース基板５６０との間には、一方の第一貫通電極６３０Ａと一方の第二貫通電極６４０Ａとを接続する一方の接続電極６５０Ａが形成されている。これにより、一方の電極パッド６１０Ａと一方の外部電極６２０Ａとは、互いに導通している。

また、第一ベース基板５５０には他方の外部電極６２０Ｂに導通し、第一ベース基板５５０を厚さ方向に貫通する他方の第一貫通電極６３０Ｂが形成されているとともに、第二ベース基板５６０には他方の電極パッド６１０Ｂに導通し、第二ベース基板５６０を厚さ方向に貫通する他方の第二貫通電極６４０Ｂが形成されている。そして、第一ベース基板５５０と第二ベース基板５６０との間には、他方の第一貫通電極６３０Ｂと他方の第二貫通電極６４０Ｂとを接続する他方の接続電極６５０Ｂが形成されている。これにより、他方の電極パッド６１０Ｂと他方の外部電極６２０Ｂとは、互いに導通している。
尚、他方の接続電極６５０Ｂは、後述する凹部６６０を回避するように、例えばシールリング５７０の下方をシールリング５７０に沿って延在するようにパターニングされている。

第二ベース基板５６０の実装面５６０ａには、図４及び図５に示すように、振動腕部１１，１２の先端部に対向する部分に、落下等による衝撃の影響によって振動腕部１１，１２が厚さ方向（Ｚ軸方向）に変位（撓み変形）した際に、振動腕部１１，１２との接触を回避する凹部６６０が形成されている。この凹部６６０は、第二ベース基板５６０を貫通する貫通孔とされているとともに、シールリング５７０の内側において四隅が丸みを帯びた平面視正方形状に形成されている。

そして、圧電振動片１は、図５に示すように、導電性接着剤８０を介して、マウント部１５ａ，１６ａに形成されている図示しないマウント電極が、電極パッド６１０Ａ，６１０Ｂに接触するようにマウントされている。

これにより、圧電振動片１は、第二ベース基板５６０の実装面５６０ａに対して、対向面１８ａが平行な状態で支持されると共に、一対の電極パッド６１０Ａ，６１０Ｂにそれぞれ電気的に接続された状態とされている。

このように構成された圧電振動子５００を作動させる場合には、外部電極６２０Ａ，６２０Ｂに対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片１の励振電極に電流を流すことができ、一方の振動腕部１１と他方の振動腕部１２とを圧電振動片１の面に沿って所定の周波数で振動させることができる。そして、この振動を利用して、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として圧電振動子５００を利用することができる。

次に、本実施形態の重り金属膜について、図７，８を参照して説明する。
図７は本実施形態の重り金属膜３０を示す平面図、図８は図７におけるＢ−Ｂ断面図である。
尚、図７，８においては、一対の振動腕部１１，１２のうち一方の振動腕部１１の先端のハンマー部１３に設けられた重り金属膜３０について説明する。他方の振動腕部１２の先端のハンマー部１４に設けられた重り金属膜３０については、一方のハンマー部１３に設けられた重り金属膜３０と同様の構成を有するため、その詳細な説明は省略する。

図７，８に示すように、振動腕部１１のハンマー本体部１３Ａの外表面上には、自身の振動状態を所定の周波数の範囲内で振動するように調整するための周波数調整用に重り金属膜３０が形成されている。重り金属膜３０は、後述するレーザートリミング処理により、ハンマー部１３の先端から所定距離離間した位置に配置されている。

重り金属膜３０は、下地金属層３３と、下地金属層３３の外表面上に形成された第一金属層３１と、第一金属層３１の側部を含む第一金属層３１の外表面全体を覆って下地金属層３３と接する第二金属層３２と、を備えている。

下地金属層３３は、ハンマー本体部１３Ａの外表面に形成された第一下地金属層３４と、第一下地金属層３４の上面に積層して形成された第二下地金属層３５と、を備えている。第一下地金属層３４は、例えばクロム（Ｃｒ）等の金属からなる。第二下地金属層３５は、例えば金（Ａｕ）等の金属からなる。尚、第一下地金属層３４は、第二下地金属層３５とハンマー本体部１３Ａとの密着性を増大させるために設けられている。

本実施形態において、第二下地金属層３５は金からなり、下地金属層３３の第一金属層３１及び第二金属層３２と接する部分（第二下地金属層３５）は、金で構成されている。

第一金属層３１は、振動腕部１１の幅方向（Ｘ方向）に長手を有する平面視略長方形状を有する。尚、第一金属層３１の平面視形状は、長方形状に限らず、円形、楕円形等、種々の形状を採用することができる。
第一金属層３１の幅（Ｘ方向の長さ）は、ハンマー本体部１３Ａの幅（Ｘ方向の長さ）よりも小さい。第一金属層３１は、例えば銀（Ａｇ）や金（Ａｕ）等の比重の高い金属からなる。

第二金属層３２は、後述するレーザートリミング処理により、ハンマー部１３の先端側（＋Ｙ方向側）の端縁が起立している。第二金属層３２の幅（Ｘ方向の長さ）は、ハンマー本体部１３Ａの幅（Ｘ方向の長さ）と平面視で重なる大きさであり、第一金属層３１の幅（Ｘ方向の長さ）よりも大きい。第二金属層３２の長さ（Ｙ方向の長さ）は、第一金属層３１の長さ（Ｙ方向の長さ）よりも大きい。第二金属層３２は、例えば金（Ａｕ）等の金属からなる。

本実施形態において、第二金属層３２は金からなり、第二金属層３２の第一金属層３１及び下地金属層３３（第二下地金属層３５）と接する部分は、金で構成されている。

このように、下地金属層３３の第一金属層３１及び第二金属層３２と接する部分（第二下地金属層３５）と、第二金属層３２の第一金属層３１及び下地金属層３３（第二下地金属層３５）と接する部分は、いずれも金で構成されている。これにより、第一金属層３１の上面、下面及び側面が、優れた耐食性を有する金からなる第二下地金属層３５及び第二金属層３２によって包みこまれる。

次に、本実施形態の圧電振動片の実装方法について、図９を参照して説明する。
図９は、本実施形態の圧電振動片１を圧電振動子５００に実装する手順を示す断面図であり、図４におけるＡ−Ａ断面と同様の断面を示している。尚、図９においては、圧電振動子５００の構成要素を適宜省略して図示している。
また、図９においては、上述した重り金属膜３０の図示を省略している。

まず、図９（Ａ）に示すように、第二ベース基板５６０の実装面５６０ａ上に設けられた電極パッド６１０Ａ（６１０Ｂ）の上面６１０Ａａ（６１０Ｂａ）に未硬化の導電性接着剤６４を塗布する。
未硬化の導電性接着剤６４は、圧電振動片１を第二ベース基板５６０上に接着できる範囲内において、特に限定されない。本実施形態においては、熱硬化性を有する接着剤である。

次に、図９（Ｂ）に示すように、圧電振動片１を、対向面１８ａが第二ベース基板５６０の実装面５６０ａと対向するようにして、第二ベース基板５６０上に設置する。
このとき、圧電振動片１における支持腕部１５，１６のマウント部１５ａ，１６ａを、第二ベース基板５６０の凸部８１上に設けられた電極パッド６１０Ａ，６１０Ｂの上面６１０Ａａ，６１０Ｂａに対向するようにして、未硬化の導電性接着剤６４に当接させる。これにより、圧電振動片１が、圧電振動片１の対向面１８ａと、実装面５６０ａと、が平行な姿勢で、第二ベース基板５６０上に設置される。

次に、未硬化の導電性接着剤６４を、加熱することにより、硬化させる。
この工程により、硬化した導電性接着剤８０によって、圧電振動片１のマウント部１５ａ，１６ａと、第二ベース基板５６０の凸部８１上に設けられた電極パッド６１０Ａ，６１０Ｂと、がそれぞれ固着される。

以上の工程により、圧電振動片１は、図９（Ｃ）に示すように、第二ベース基板５６０の実装面５６０ａに対して、対向面１８ａが平行な状態で支持されると共に、一対の電極パッド６１０Ａ，６１０Ｂにそれぞれ電気的に接続された状態で実装される。

（圧電振動片の製造方法）
以下に、図１０から図１３を用いて、本実施形態に係る圧電振動片１の製造方法について説明する。
尚、図１１から図１３においては、一対の振動腕部１１，１２のうち一方の振動腕部の先端のハンマー本体部を図示し、このハンマー本体部に重量調整層４０、重り金属膜３０をそれぞれ形成する様子を図示している。
また、図１２，図１３においては、孤立金属膜４１ａの図示を省略している。
先ず、水晶のランバート原石を所定の角度でスライスして一定の厚みのウエハ（図示略）とする。
次に、ウエハをラッピングして粗加工した後、加工変質層をエッチングで取り除き、この後、ポリッシュなどの鏡面研磨加工を行なって所定の厚みとする（図１０に示すステップＳ１）。
例えば、ウエハの厚みを３０μｍとする。

次に、ウエハから複数の圧電板（圧電材料からなる圧電体）の外形形状をパターニングするための外形パターン（図示略）を形成する外形パターン形成工程（図１０に示すステップＳ２）を実行する。
尚、外形パターンは、ポリッシングが終了したウエハの両面に、図１に示す基部１０、振動腕部１１，１２、ハンマー部１３，１４及び支持腕部１５，１６の外形形状に倣って金属膜をパターニングすることによって形成される。
この際、ウエハに形成する複数の圧電振動片１の数と同一数だけ一括してパターニングを行なう。

次に、パターニングされた外形パターンをマスクとして、ウエハの両面からそれぞれエッチング加工を行う（図１０に示すステップＳ３）。
これにより、外形パターンでマスクされていない領域が選択的に除去され、外形パターンによってパターニングされたウエハは圧電板の外形形状に形成される。

次に、複数の圧電板の外表面上に電極膜をパターニングして、図示しない励振電極、マウント電極及び引き出し電極をそれぞれ形成する電極形成工程（図１０に示すステップＳ４）を実行する。

次に、一対の振動腕部の先端部に周波数調整用の重量調整層４０を形成する重量調整層形成工程（図１０に示すステップＳ５）を実行する。
このステップＳ５においては、先ず、図１１（Ａ）に示すように、振動腕部の先端部に、例えばスパッタリング法や蒸着法などにより、クロムからなる第一下地金属層３４を形成した後、さらに、金からなる第二下地金属層３５を第一下地金属層３４の上面に積層して形成することにより、下地金属層３３を形成する。

第一下地金属層３４の厚みは１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、本実施形態では５０ｎｍとする。第二下地金属層３５の厚みは１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、本実施形態では５０ｎｍとする。

次に、下地金属層３３（第二下地金属層３５）の上面に、例えばスパッタリング法や蒸着法などにより、互いに間隔を空けて隣り合う位置に複数（例えば本実施形態では二つ）の銀からなる孤立金属膜４１ａ，４１ｂを形成する。複数の孤立金属膜４１ａ，４１ｂは、振動腕部の長手方向に沿って配置されている。

例えば、孤立金属膜４１ａ，４１ｂの厚みは５００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であり、本実施形態では２０００ｎｍとする。

複数の孤立金属膜４１ａ，４１ｂは、互いに面積が異なる。具体的に、振動腕部の最も先端側（＋Ｙ方向側）に配置された孤立金属膜４１ａの面積は、振動腕部の最も基端側（−Ｙ方向側）に配置された孤立金属膜４１ｂの面積よりも大きい。

孤立金属膜４１ａは、振動腕部の長手方向（Ｙ方向）に長手を有する平面視略長方形状を有する。孤立金属膜４１ｂは、振動腕部の幅方向（Ｘ方向）に長手を有する平面視略長方形状を有する。孤立金属膜４１ａの幅（Ｘ方向の長さ）は孤立金属膜４１ｂの幅（Ｘ方向の長さ）と同じ大きさであり、孤立金属膜４１ａの長さ（Ｙ方向の長さ）は孤立金属膜４１ｂの長さ（Ｙ方向の長さ）よりも大きい。

図１２に示すように、例えば、孤立金属膜４１ｂの長さＬ１（Ｙ方向の長さ）の寸法は、５０μｍ以上２００μｍ以下であり、製品によって種々の値を用いることができる。本実施形態では、孤立金属膜４１ｂの長さＬ１を５０μｍとする。

次に、図１１（Ｂ）に示すように、下地金属層３３（第二下地金属層３５）の上面に、例えばスパッタリング法や蒸着法などにより、複数の孤立金属膜４１ａ，４１ｂの側部を含む複数の孤立金属膜４１ａ，４１ｂの外表面全体を覆うように金からなる被覆金属膜４２を形成する。

例えば、被覆金属膜４２の厚みは１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、本実施形態では５００ｎｍとする。

被覆金属膜４２は、振動腕部の長手方向（Ｙ方向）に長手を有する平面視略長方形状を有する。被覆金属膜４２は、振動腕部の先端（＋Ｙ方向側の端）から、孤立金属膜４１ｂにおける振動腕部の基端側（−Ｙ方向側）の端縁を所定量超える部分までの範囲に形成される。

図１２に示すように、例えば、被覆金属膜４２の長さＬ２（Ｙ方向の長さ）の寸法は、６００μｍ程度であり、製品によって種々の値を用いることができる。

次に、ウエハに形成された全ての振動腕部に対して、周波数を粗く調整する粗調工程（レーザートリミング工程、図１０に示すステップＳ６）を実行する。
詳細には、先ず、ウエハに形成された全ての振動腕部の周波数をまとめて測定し、測定された周波数と予め定められた目標周波数との差に応じて、トリミング量を算出する。

このステップＳ６においては、図１１（Ｃ），（Ｄ）に示すように、重量調整層４０にレーザー光を照射し、重量調整層４０の一部を除去することにより、重り金属膜３０を形成する。
具体的には、重量調整層４０のうち振動腕部の先端（＋Ｙ方向側の端）から孤立金属膜４１ａにおける振動腕部の基端側（−Ｙ方向側）の端縁を所定量超える部分までの部分にレーザー光を照射して、重量調整層４０の一部を蒸発させ、トリミング量に応じて重量調整層４０の一部を除去（トリミング）する。重量調整層４０が除去された部分には、ハンマー本体部１３Ａが露出する。

尚、トリミング領域における振動腕部の基端側（−Ｙ方向側）の端縁は、孤立金属膜４１ａと孤立金属膜４１ｂとの間の部分、すなわち孤立金属膜４１ａ、４１ｂが形成されていない部分（被覆金属膜４２のみが形成されている部分）と平面視重なるようにする。

図１３に示すように、例えば、重量調整層４０のトリミング量の長さＬ３（Ｙ方向の長さ）の寸法は、３００μｍ程度であり、予め定められた目標周波数に応じて種々の値を用いることができる。

これにより、図１１（Ｃ），（Ｄ）に示すように、孤立金属膜４１ｂからなる第一金属層３１と、第一金属層３１の側部を含む第一金属層３１の外表面全体を覆う第二金属層３２と、を含む重り金属膜３０を形成する。

ここで、重り金属膜３０の形成工程（図１０に示すステップＳ５）においては熱が付与されるためクロムが析出する。そのため、重り金属膜３０の成膜後に、ウエハ表面に対してクロムを除去するためのエッチング処理を行う。このエッチング処理は、エッチャントとして強酸性溶液を用い、株式会社ギガテック製の自動エッチング装置を用いて行う。

尚、共振周波数をより高精度に調整する微調工程（圧電振動片１の周波数を微調整して目標周波数の範囲内に収める工程）は、例えば実装後に行う。
例えば、微調工程は、図９（Ｃ）に示したように、圧電振動片１が、第二ベース基板５６０の実装面５６０ａに実装された状態で、且つ、リッド部材５４０（図５参照）で封止される前に行う。
詳細には、外部電極６２０Ａ，６２０Ｂ（図５参照）に電圧を印加して圧電振動片１を振動させる。そして、周波数を計測しながらレーザー光を照射し、重量調整層４０の一部を蒸発させる。これにより、一対の振動腕部の先端側の重量を変化させ、圧電振動片１の周波数を、公称周波数の所定範囲内に収まるように微調整する。
尚、微調工程においては、重量調整層４０のうち孤立金属膜４１ａ、４１ｂが形成されていない部分（被覆金属膜４２のみが形成されている部分）と平面視重なる領域にレーザー光を照射して、重量調整層４０の一部を除去してもよい。

次に、ウエハと圧電板とを連結している連結部を切断して、複数の圧電板をウエハから切り離して個片化する切断工程（図１０に示すステップＳ７）を実行する。
これにより、１枚のウエハから、圧電振動片１を一度に複数製造する。
以上により、圧電振動片の製造は終了する。

以下、本実施形態に係る発明の作用、効果について説明する。
その前に、図１４を用いて、比較例に係る圧電振動片の製造方法について説明する。
尚、ウエハを準備する工程（図１０に示すステップＳ１）から電極形成工程（図１０に示すステップＳ４）までは本実施形態に係る圧電振動片の製造方法と同一の工程であるため、その詳細な説明を省略する。

次に、図１４（Ａ）に示すように、振動腕部の先端部に、例えばスパッタリング法や蒸着法などにより、クロムからなる第一下地金属層１０３４を形成した後、さらに、金からなる第二下地金属層１０３５を第一下地金属層３４に積層して形成することにより、下地金属層１０３３を形成する。

次に、下地金属層１０３３（第二下地金属層１０３５）の上面に、例えばスパッタリング法や蒸着法などにより、銀からなる金属膜１０４１を形成する。

次に、図１４（Ｂ）に示すように、金属膜１０４１の上面に、例えばスパッタリング法や蒸着法などにより、金からなる金属膜１０４２を形成する。
このようにして、一対の振動腕部の先端部に、重量調整層１０４０を形成する。

次に、図１４（Ｃ），（Ｄ）に示すように、重量調整層１０４０にレーザー光を照射し、重量調整層１０４０の一部を除去することにより、第一金属層１０３１と、第一金属層１０３１の上面に積層して形成された第二金属層１０３２と、を含む重り金属膜１０３０を形成する。

ここで、重り金属膜１０３０の形成工程においては熱が付与されるためクロムが析出する。そのため、重り金属膜１０３０の成膜後に、ウエハ表面に対してクロムを除去するためのエッチング処理を行う。

比較例に係る圧電振動片の製造方法では、金属膜１０４１が金属膜１０４２で覆われていても（図１４（Ｂ）参照）、レーザートリミングによる周波数調整を行うと、図１４（Ｄ）に示すように第一金属層１０３１が露出してしまう。このとき、第一金属層１０３１が露出していると、第一金属層１０３１がエッチング処理により浸食されることがある。そのため、圧電振動片の周波数を目的の周波数に調整することができないという課題があった。

これに対し、本実施形態に係る圧電振動片１によれば、図１１（Ｄ）に示したように、重り金属膜３０が第一金属層３１と、第一金属層３１の側部を含む第一金属層３１の外表面全体を覆う第二金属層３２と、を含むことで、第一金属層３１が外部に露出しないため、第一金属層３１の浸食を抑制することができる。よって、圧電振動片１の周波数を目的の周波数に調整することができる。

また、この構成によれば、重り金属膜３０が、下地金属層３３と、下地金属層３３の外表面上に形成された第一金属層３１と、第一金属層３１の外表面全体を覆って下地金属層３３と接する第二金属層３２と、を含むことで、第一金属層３１の上面、下面及び側面が、下地金属層３３や第二金属層３２によって包みこまれるため、第一金属層３１の浸食をより抑制することができる。

また、この構成によれば、圧電振動片１において、下地金属層３３の第一金属層３１及び第二金属層３２と接する部分（第二下地金属層３５）と、第二金属層３２の第一金属層３１及び下地金属層３３と接する部分がいずれも金で構成されることで、金が優れた耐食性を有するため、第一金属層３１の浸食をより抑制することができる。

また、この構成によれば、圧電振動子５００が上述した圧電振動片１を備えるため、圧電振動片１の周波数を目的の周波数に調整することが可能な圧電振動子５００が得られる。

また、この方法によれば、重量調整層４０にレーザー光を照射し、重量調整層４０の一部を除去することにより、孤立金属膜４１ｂからなる第一金属層３１と、第一金属層３１の側部を含む第一金属層３１の外表面全体を覆う第二金属層３２と、を含む重り金属膜３０を形成するレーザートリミング工程を含むことで、第一金属層３１が外部に露出しないため、第一金属層３１の浸食を抑制することができる。よって、圧電振動片１の周波数を目的の周波数に調整することができる。

また、この方法によれば、複数の孤立金属膜４１ａ，４１ｂが振動腕部の長手方向に沿って配置されているため、振動腕部の先端側に配置される孤立金属膜４１ａを除去することで粗調を行い、振動腕部の基端部に配置される孤立金属膜４１ｂを除去することで微調を行うことができる。

また、この方法によれば、複数の孤立金属膜４１ａ，４１ｂには、互いに面積の異なる複数の孤立金属膜が含まれるため、面積の大きい孤立金属膜４１ａを除去することで粗調を行い、面積の小さい孤立金属膜４１ｂを除去することで微調を行うことができる。

また、この方法によれば、振動腕部の最も先端側に配置された孤立金属膜４１ａの面積が振動腕部の最も基端側に配置された孤立金属膜４１ｂの面積よりも大きいため、振動腕部の先端側に配置された孤立金属膜４１ａの面積を大きくすることにより、より粗い周波数調整を行うことができる。また、振動腕部の基端部に配置された孤立金属膜４１ｂの面積を小さくすることにより、より細かな周波数調整を行うことができる。

尚、本実施形態においては、サイドアーム型の圧電振動片を挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、音叉型やセンターアーム型の圧電振動片においても、本発明を適用可能である。

また、本実施形態においては、未硬化の導電性接着剤６４として、熱硬化性を有するものを挙げて説明したが、これに限定されない。未硬化の導電性接着剤６４は、例えば、光硬化性を有するようなものであってもよい。この場合においては、加熱工程の代わりに、紫外線を当てる等することにより未硬化の導電性接着剤６４を硬化させる工程を行う。

また、本実施形態においては、圧電振動片１を用いた圧電振動子として、セラミックパッケージタイプの表面実装型振動子について説明したが、圧電振動片１を、ガラス材によって形成されるベース基板及びリッド基板が陽極接合によって接合されるガラスパッケージタイプの圧電振動子に適用することも可能である。
この場合、ガラスパッケージを透過させて外部からレーザー光を照射することができるため、圧電振動片がパッケージ内に封止された状態で、圧電振動片の周波数を微調整することができる。

また、本実施形態においては、圧電振動子５００に実装する圧電振動片として、第一実施形態の圧電振動片１を用いたが、後述する変形例に係る圧電振動片を用いてもよい。

（第一変形例）
尚、上記実施形態に係る重量調整層４０は、下地金属層３３（第二下地金属層３５）の上面に、互いに間隔を空けて隣り合う位置に配置された二つの孤立金属膜４１ａ，４１ｂを含んでいたが、これに限定されない。例えば、重量調整層は、下地金属層３３（第二下地金属層３５）の上面に、互いに間隔を空けて隣り合う位置に配置された三つ以上の複数の孤立金属膜を含んでいてもよい。

以下に、図１５を用いて、本変形例に係る重量調整層１４０について説明する。
図１５に示すように、本変形例に係る重量調整層１４０は、下地金属層３３（第二下地金属層３５）の上面に、互いに間隔を空けて隣り合う位置に配置された四つの孤立金属膜１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄと、被覆金属膜１４２と、を備えている。被覆金属膜１４２は、四つの孤立金属膜１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄの側部を含む四つの孤立金属膜１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄの外表面全体を覆う。

本変形例によれば、第一実施形態に比べて多くの孤立金属膜１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄを備えるため、より段階的にトリミング量を調整することができ、圧電振動片１の周波数を目的の周波数に容易に調整することができる。

また、四つの孤立金属膜１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄが振動腕部の長手方向に沿って配置されている。そのため、振動腕部の先端側に配置される孤立金属膜１４１ａ，１４１ｂを除去することで粗調を行い、振動腕部の基端部に配置される孤立金属膜１４１ｃ，１４１ｄを除去することで、より段階的に微調を行うことができる。

また、四つの孤立金属膜１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄには、互いに面積の異なる複数の孤立金属膜が含まれる。そのため、面積の大きい孤立金属膜１４１ａ，１４１ｂを除去することで粗調を行い、面積の小さい孤立金属膜１４１ｃ，１４１ｄを除去することで、より段階的に微調を行うことができる。

また、振動腕部の最も先端側に配置された孤立金属膜１４１ａ，１４１ｂの面積が振動腕部の最も基端側に配置された孤立金属膜１４１ｃ，１４１ｄの面積よりも大きい。そのため、振動腕部の先端側に配置された孤立金属膜１４１ａ，１４１ｂの面積を大きくすることにより、より粗い周波数調整を段階的に行うことができる。また、振動腕部の基端部に配置された孤立金属膜１４１ｃ，１４１ｄの面積を小さくすることにより、より細かな周波数調整を段階的に行うことができる。

（第二変形例）
尚、上記実施形態に係る重量調整層４０は、平面視略長方形状を有する孤立金属膜４１ａ，４１ｂを含んでいたが、これに限定されない。例えば、重量調整層は、平面視略正方形状を有する孤立金属膜を含んでいてもよい。

以下に、図１６を用いて、本変形例に係る重量調整層２４０について説明する。
図１６に示すように、本変形例に係る重量調整層２４０は、下地金属層３３（第二下地金属層３５）の上面に、互いに間隔を空けて隣り合う位置に配置された二つの孤立金属膜２４１ａ，２４１ｂと、１０の孤立金属膜を有する孤立金属膜群２４１ｃと、被覆金属膜２４２と、を備えている。二つの孤立金属膜２４１ａ，２４１ｂと、１０の孤立金属膜とは、それぞれ平面視略正方形状を有する。被覆金属膜２４２は、二つの孤立金属膜２４１ａ，２４１ｂ及び１０の孤立金属膜のそれぞれの側部を含む二つ孤立金属膜２４１ａ，２４１ｂ及び孤立金属膜群２４１ｃの外表面全体を覆う。

本変形例によれば、第一実施形態に比べて多くの孤立金属膜（二つの孤立金属膜２４１ａ，２４１ｂ及び１０の孤立金属膜）を備えるため、より段階的にトリミング量を調整することができ、圧電振動片１の周波数を目的の周波数に容易に調整することができる。

また、二つ孤立金属膜２４１ａ，２４１ｂと孤立金属膜群２４１ｃとが振動腕部の長手方向に沿って配置されている。そのため、振動腕部の先端側に配置される孤立金属膜２４１ａ，２４１ｂの少なくとも一つを除去することで粗調を行い、振動腕部の基端部に配置される１０の孤立金属膜の少なくとも一つを除去することで、より段階的に微調を行うことができる。

また、孤立金属膜（二つの孤立金属膜２４１ａ，２４１ｂ及び１０の孤立金属膜）には、互いに面積の異なる複数の孤立金属膜が含まれる。そのため、面積の大きい孤立金属膜２４１ａ，２４１ｂを除去することで粗調を行い、面積の小さい孤立金属膜（孤立金属膜群２４１ｃを構成する１０の孤立金属膜）を除去することで、より段階的に微調を行うことができる。

また、振動腕部の最も先端側に配置された孤立金属膜２４１ａ，２４１ｂの面積が振動腕部の最も基端側に配置された孤立金属膜（孤立金属膜群２４１ｃを構成する孤立金属膜）の面積よりも大きい。そのため、振動腕部の先端側に配置された孤立金属膜２４１ａ，２４１ｂの面積を大きくすることにより、より粗い周波数調整を段階的に行うことができる。また、振動腕部の基端部に配置された孤立金属膜（孤立金属膜群２４１ｃを構成する孤立金属膜）の面積を小さくすることにより、より細かな周波数調整を段階的に行うことができる。

尚、本変形例に係る重量調整層２４０は、平面視略正方形状を有する二つの孤立金属膜２４１ａ，２４１ｂと、平面視略正方形状を有する１０の孤立金属膜を有する孤立金属膜群２４１ｃと、を含んでいたが、これに限定されない。例えば、平面視略正方形状を有する一つ又は三つ以上の孤立金属膜と、平面視略正方形状を有する九つ以下又は１２以上の孤立金属膜を有する孤立金属膜群と、を含んでいてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

１…圧電振動片、１１，１２…振動腕部、３０…重り金属膜、３１…第一金属層、３２…第二金属層、３３…下地金属層、３５…第二下地金属層（下地金属層の第一金属層及び第二金属層と接する部分）、４０，１４０，２４０…重量調整層、４１ａ，４１ｂ，１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，２４１ａ，２４１ｂ…孤立金属膜、４２，１４２，２４２…被覆金属膜、５００…圧電振動子

Claims (8)

1. 振動腕部と、
   前記振動腕部の先端部に設けられた重り金属膜と、を含み、
   前記重り金属膜は、第一金属層と、前記第一金属層の側部を含む前記第一金属層の外表面全体を覆う第二金属層と、を含む圧電振動片。
2. 前記重り金属膜は、下地金属層と、前記下地金属層の外表面上に形成された前記第一金属層と、前記第一金属層の外表面全体を覆って前記下地金属層と接する前記第二金属層と、を含む請求項１に記載の圧電振動片。
3. 前記下地金属層の前記第一金属層及び前記第二金属層と接する部分と、前記第二金属層の前記第一金属層及び前記下地金属層と接する部分は、いずれも金で構成されている請求項２に記載の圧電振動片。
4. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の圧電振動片を備える圧電振動子。
5. 振動腕部と、前記振動腕部の先端部に設けられた重り金属膜と、を含む圧電振動片の製造方法であって、
   前記振動腕部の先端部に、互いに間隔を空けて隣り合うように配置された複数の孤立金属膜と、前記複数の孤立金属膜の側部を含む前記複数の孤立金属膜の外表面全体を覆う被覆金属膜と、を含む重量調整層を形成する重量調整層形成工程と、
   前記重量調整層にレーザー光を照射し、前記重量調整層の一部を除去することにより、一又は複数の前記孤立金属膜からなる第一金属層と、前記第一金属層の側部を含む前記第一金属層の外表面全体を覆う第二金属層と、を含む前記重り金属膜を形成するレーザートリミング工程と、
   を含む圧電振動片の製造方法。
6. 前記複数の孤立金属膜は、前記振動腕部の長手方向に沿って配置されている請求項５に記載の圧電振動片の製造方法。
7. 前記複数の孤立金属膜には、互いに面積の異なる複数の前記孤立金属膜が含まれる請求項６に記載の圧電振動片の製造方法。
8. 前記振動腕部の最も先端側に配置された前記孤立金属膜の面積は、前記振動腕部の最も基端側に配置された前記孤立金属膜の面積よりも大きい請求項７に記載の圧電振動片の製造方法。

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