JP2016167734A - 振動片の周波数調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】振動片の主振動と副振動との結合による周波数ディップの発生を低減する振動片の周波数調整方法を提供する。【解決手段】本発明の振動片（１０）の周波数調整方法は、振動片（１０）の両主面１２ａ，１２ｂに励振電極１４ａ，１４ｂが形成され、励振電極１４ａ，１４ｂの外周部１８に錘部２０が形成され、主振動と副振動とを有する振動片において、錘部２０の少なくとも一部を除去する又は付着させることで、振動片（１０）の副振動の周波数を調整する。【選択図】図１

Description

本発明は、振動片の周波数調整方法に関する。

従来から、温度特性に優れた水晶振動子が発振器、電子機器等の多方面で使用されている。特に、近年では携帯電話やコンピューター等の様々な電子機器の小型化、薄型化に伴い、それに用いられる水晶振動子に対してもより一層の小型化、薄型化の要求が強まっている。
特許文献１には、屈曲モード振動と捩りモード振動との二つの振動モードを結合させ、優れた温度特性を有する小型の結合振動子が開示されている。この結合振動子の温度特性は、屈曲モード振動と捩りモード振動の共振周波数の差により決まる。そのため、振動部の四隅に錘を付着することで、屈曲モード振動の共振周波数を変化させ温度特性を良くし、且つ基準周波数へ合わせ込む周波数調整方法を行い、小型で優れた温度特性を有する結合振動子を得ている。

特開昭５８−６６１６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の結合振動子では、周囲温度の変化に対する周波数変化量の小さい温度特性を得ることができるが、主振動と基準周波数近傍に発生する輪郭系の不要な副振動とが結合して、周波数あるいは等価直列抵抗値が変動するアクティビティディップ（activity dip）を発生し周波数ディップが生じてしまうという課題があった。

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の周波数調整方法は、振動片の互いに表裏の関係にある表裏の主面の各々に励振電極が設けられ、前記励振電極の外周部より外側で前記振動片の外縁部との間に錘部が設けられ、主振動と副振動とで振動する振動片において、前記錘部の少なくとも一部を除去する又は付着させることにより、前記振動片の前記副振動の周波数を調整することを特徴とする。

本適用例によれば、振動片の主振動を基準周波数に調整した後に、基準周波数近傍の副振動の周波数を、主振動に影響を及ぼさない励振電極の外周部に設けられた錘部の少なくとも一部を除去するか、又は主振動に影響を及ぼさない励振電極の外周部より外側で振動片の外縁部との間に錘部を付着させることにより、副振動の周波数を変化させることができる。そのため、主振動の基準周波数から離すことができるため、副振動との結合による周波数あるいは等価直列抵抗値が変動するアクティビティディップ（activity dip）の発生による周波数ディップを低減することができるという効果がある。

［適用例２］上記適用例に記載の振動片の周波数調整方法において、前記錘部をレーザーで除去することが好ましい。

本適用例によれば、錘部の除去をレーザーで行うことにより、容易に副振動の周波数を調整することができるため、周波数ディップの発生を低減した振動片を低コストで供給することができる。

［適用例３］上記適用例に記載の振動片の周波数調整方法において、前記錘部を蒸着又はスパッタで付着させることが好ましい。

本適用例によれば、錘部の付着を蒸着又はスパッタで行うことにより、レーザーによる除去する方法と同様に、容易に副振動の周波数を調整することができるため、周波数ディップの発生を低減した振動片を低コストで供給することができる。

［適用例４］上記適用例に記載の振動片の周波数調整方法において、前記主振動は、厚み滑り振動であることが好ましい。

本適用例によれば、厚み滑り振動は、振動片の両主面に励振電極を形成することで、振動エネルギーを励振電極下に閉じ込めることができるので、容易に高いＱ値を有する振動片を得ることができる。また、厚み滑り振動は、振動片の励振電極の外周部より外側に錘部を付着させても、周波数が変動せず、Ｑ値も劣化しないため、副振動の周波数を調整することができるため、周波数ディップの発生を低減した振動片を得ることができる。

［適用例５］上記適用例に記載の振動片の周波数調整方法において、前記振動片は、ＳＣカット水晶振動片であることが好ましい。

本適用例によれば、ＳＣカット水晶振動片を用いることで、高いＱ値を有し、応力感度特性や耐熱衝撃特性に優れた振動片を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る振動片の周波数調整方法により製造した振動片を実装した振動子の構成を示す概略平面図。 図１におけるＡ−Ａ線の概略断面図。 本発明の実施形態に係る振動片の切断角度を説明する図であり、（ａ）は１回目の回転における切断角度を説明する図、（ｂ）は２回目の回転における切断角度を説明する図。 本発明の実施形態に係る振動片の主振動の振動変位を示す概略平面図。 本発明の実施形態に係る振動片の第１の副振動の振動変位を示す概略平面図。 本発明の実施形態に係る振動片の第２の副振動の振動変位を示す概略平面図。 本発明の実施形態に係る振動片の錘部重量（△Ｍ／Ｍ０）に対する主振動の周波数変化量（△ｆ／ｆ０）を示す図。 本発明の実施形態に係る振動片の錘部重量（△Ｍ／Ｍ０）に対する主振動および副振動の周波数変化量（△ｆ／ｆ０）を示す図。 本発明の第１実施形態に係る振動片の周波数調整方法を含む振動片の製造方法を示す工程図。 本発明の第２実施形態に係る振動片の周波数調整方法により製造した振動片を実装した振動子の構成を示す概略平面図。 本発明の第２実施形態に係る振動片の周波数調整方法を含む振動片の製造方法を示す工程図。 本発明の第３実施形態に係る振動片の周波数調整方法により製造した振動片を実装した振動子の構成を示す概略平面図。 本発明の第４実施形態に係る振動片の周波数調整方法により製造した振動片を実装した振動子の構成を示す概略平面図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせている。また、図７、図８、図９、および図１１を除いては、説明の便宜上、互いに直交する３軸として、Ｘ’軸、Ｙ”軸、およびＺ’軸を図示しており、その図示した矢印の先端側を「＋側」、基端側を「−側」としている。また、以下の説明では、Ｘ’軸に平行な方向を「Ｘ’軸方向」と言い、Ｙ”軸に平行な方向を「Ｙ”軸方向」と言い、Ｚ’軸に平行な方向を「Ｚ’軸方向」と言う。更に、説明の便宜上、Ｙ”軸方向から見たときの平面視において、Ｙ”軸方向の面を主面として説明する。

＜第１実施形態＞
（振動子）
本発明の第１実施形態に係る振動片の周波数調整方法により製造した振動片を実装した振動子の一例として、ＳＣカット水晶振動片を有するＳＣカット水晶振動子を挙げ、図１〜図３を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る振動片の周波数調整方法により製造した振動片を実装した振動子の構成を示す概略平面図である。なお、図１において、ＳＣカット水晶振動子１００の内部の構成を説明する便宜上、リッド６０を取り外した状態を図示している。図２は、図１におけるＡ−Ａ線の概略断面図である。図３は、本発明の実施形態に係る振動片の周波数調整方法により製造した振動片としてのＳＣカット振動片の切断角度を説明する図であり、図３（ａ）は１回目の回転における切断角度を説明する図、図３（ｂ）は２回目の回転における切断角度を説明する図である。

本発明の第１実施形態に係る振動片の周波数調整方法により製造した振動片を実装した振動子としてのＳＣカット水晶振動子１００は、図１および図２に示すように、キャビティー４４内に支持部３６が設けられているベース３０と、支持部３６に１点支持されている円板状の振動片としてのＳＣカット水晶振動片１０と、リッド６０と、を含み構成されている。

（ベース）
ベース３０は、図２に示すように、平板状の第１基板３２と、第１基板３２上に枠状の第２基板３４と、を積層し固着して形成され、ＳＣカット水晶振動片１０を収容するキャビティー４４が形成されている。ベース３０のキャビティー４４が形成されている側とは反対側の主面には、複数の外部端子４２ａ，４２ｂが設けられている。また、ベース３０のキャビティー４４が形成されている側の主面には、ＳＣカット水晶振動片１０を支持するための支持部３６と、電極パッド３８ｂと、支持部３６上に形成されている電極パッド３８ａと外部端子４２ａとを電気的に接続する配線４０ａと、電極パッド３８ｂと外部端子４２ｂとを電気的に接続する配線４０ｂとが設けられている。なお、配線４０ａ，４０ｂは、図示しない貫通電極や層間配線を介して、外部端子４２ａ，４２ｂと電気的に接続されている。

支持部３６の電極パッド３８ａ上には、導電性バンプや導電性接着剤等の接合部材５２を介してＳＣカット水晶振動片１０が１点支持の状態で固定され、且つＳＣカット水晶振動片１０の主面１２ｂに設けられているリード電極１６ｂ（図２参照）と電気的に接続されている。ここで、ＳＣカット水晶振動片１０を接合部材５２で１点支持の状態で固定することにより、ＳＣカット水晶振動片１０に加わる接合部材５２の硬化時の歪やベース３０との線膨張係数差による歪等によって生じる応力の影響を低減できる。

ＳＣカット水晶振動片１０を収容したベース３０のキャビティー４４は、封止部材６２を介してリッド６０によりほぼ真空の減圧雰囲気で気密封止されている。ほぼ真空の減圧雰囲気で気密封止することにより、ベース３０やリッド６０の外周からの熱を断熱することができるので、高安定な周波数特性を有するＳＣカット水晶振動子１００を得ることができる。

なお、本実施形態におけるベース３０の第１基板３２と第２基板３４とは、絶縁性を有するセラミックス材料で構成されている。このような形成材料としては、特に限定されず、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア等の酸化物系セラミックス、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化チタン等の窒化物系セラミックス、炭化ケイ素等の炭化物系セラミックス等を用いることができる。また、第１基板３２に設けられた電極パッド３８ａ，３８ｂ、配線４０ａ，４０ｂ、および外部端子４２ａ，４２ｂ等は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等の金属配線材料を基板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形成されている。

（振動片）
第１実施形態に係る振動片としてのＳＣカット水晶振動片１０は、円形の板状であり、ＳＣカット水晶振動片１０の互いに表裏の関係にある表裏の主面１２ａ，１２ｂには、それぞれ対向するように励振電極１４ａ，１４ｂと、ベース３０に設けられている電極パッド３８ａ，３８ｂと励振電極１４ａ，１４ｂとをそれぞれ電気的に接続するためのリード電極１６ａ，１６ｂと、励振電極１４ａ，１４ｂの外周部１８上に各電極と同様の金属材料で構成された錘部２０が形成されている。なお、錘部２０は、励振電極１４ａ，１４ｂの外周部１８より外側でＳＣカット水晶振動片１０の外縁部１９との間に設けられている。また、錘部２０には後述する第１実施形態に係る振動片の周波数調整方法により形成された複数の除去部２２が設けられている。除去部２２はレーザー等により錘部２０の一部を除去することにより形成されているため、ＳＣカット水晶振動片１０の主面１２ａ側の錘部２０を除去した後、レーザー光がＳＣカット水晶振動片１０を透過し、主面１２ｂ側の錘部２０を除去するため、除去部２２においてＳＣカット水晶振動片１０の両主面１２ａ，１２ｂが露出している。なお、ＳＣカット水晶振動片１０に形成されている錘部２０に設けられている除去部２２の位置については、詳細を後述する。

また、ＳＣカット水晶振動片１０はベース３０上に搭載され、主面１２ａに設けられた励振電極１４ａはリード電極１６ａと、金（Ａｕ）線やアルミニウム（Ａｌ）線等の金属からなるボンディングワイヤー５０と、を介して電極パッド３８ｂに電気的に接続される。また、主面１２ｂに設けられた励振電極１４ｂはリード電極１６ｂと、接合部材５２と、を介して電極パッド３８ａに電気的に接続される。

ＳＣカット水晶振動片１０に形成された励振電極１４ａ，１４ｂ、リード電極１６ａ，１６ｂ、および錘部２０は、ＳＣカット水晶振動片１０の両主面１２ａ，１２ｂに、先ず、クロム（Ｃｒ）等を成膜し、次に、クロム（Ｃｒ）の上に金（Ａｕ）等を積層して形成されている。このクロム（Ｃｒ）や金（Ａｕ）の電極膜は、真空蒸着法やスパッタリング法等によりメタルマスクを用いる方法、又は、ＳＣカット水晶振動片１０の両主面１２ａ，１２ｂに成膜された後、フォトリソグラフィ法によってメタルエッチングする方法等で、所望の形状に形成されている。なお、ＳＣカット水晶振動片１０と金（Ａｕ）の電極膜との密着性を高めるための電極膜の形成材料は、クロム（Ｃｒ）に限定されず、ニッケルクロム（ＮｉＣｒ）合金やニッケル（Ｎｉ）であっても構わない。また、安定な振動特性や長期安定性を得るために必要な電極膜の形成材料は、金（Ａｕ）に限定されず、白金（Ｐｔ）や銀（Ａｇ）であっても構わない。

なお、本実施形態に係るＳＣカット水晶振動片１０は、円形の板状を例に説明したが、これに限定されず、矩形状の平板形状であっても構わない。矩形状とすることで、１点支持における支持方向を正確にすることができる。

（切断角度）
次に、ＳＣカット水晶振動片１０の切断角度について、図３を参照して詳細に説明する。
ＳＣカット水晶振動片１０は、水晶の結晶軸（ＸＹＺ）のＸ軸を中心にＹ軸およびＺ軸をα度回転してＹ’軸およびＺ’軸とし、その後、Ｚ’軸を中心にＸ軸およびＹ’軸をβ度回転してＸ’軸およびＹ”軸としてなる結晶軸（Ｘ’Ｙ”Ｚ’）のＹ”軸に主面１２ａ，１２ｂが直交した板状の振動片である。

ＳＣカット水晶振動片１０は、先ず、図３（ａ）に示すように、互いに直交する結晶軸Ｘ、Ｙ、Ｚを有し、Ｘ軸は電気軸、Ｙ軸は機械軸、Ｚ軸は光学軸と、それぞれ呼称され、ＸＺ面をＸ軸の回りに角度αを所定の角度約３３°だけ左回転させて得られる平面に沿って切り出される。その後、図３（ｂ）に示すように、新たなＸ’Ｚ’面をＺ’軸の回りに角度βを所定の角度約２２°だけ左回転させて得られる平面に沿って切り出され、Ｙ”軸に直交する面を有する平板である。所謂、２回回転Ｙカット水晶基板である。

ＳＣカット水晶振動片１０は、直交する結晶軸Ｘ’、Ｙ”、Ｚ’を有し、厚み方向がＹ”軸であり、Ｙ”軸に直交するＸ’軸とＺ’軸を含む面が主面であり、主面に厚み滑り振動が主振動として励振され、応力感度特性や耐熱衝撃特性等に優れている。

（主振動および副振動）
次に、ＳＣカット水晶振動片１０に形成されている錘部２０に設けられている除去部２２の位置について、図４〜図６を参照して詳細に説明する。
図４は、本発明の実施形態に係る振動片の主振動の振動変位を示す概略平面図である。図５は、本発明の実施形態に係る振動片の第１の副振動の振動変位を示す概略平面図である。図６は、本発明の実施形態に係る振動片の第２の副振動の振動変位を示す概略平面図である。なお、図４〜図６は、ＳＣカット水晶振動片１０を有限要素法（ＦＥＭ）により、振動解析を行いＸ’，Ｙ”，Ｚ’軸方向の各変位量を加算した総量を色分けして示したものである。また、図５および図６は、解析した副振動の中で周波数が主振動の周波数に近かった第１の副振動および第２の副振動の振動変位である。

ＳＣカット水晶振動片１０の主振動である厚み滑り振動は、図４に示すように、ＳＣカット水晶振動片１０の中央部で変位量が最大で、励振電極領域の外縁に向かって変位量が小さくなり、励振電極領域の外縁からＳＣカット水晶振動片１０の外縁において変位量が最小となっている。そのため、励振電極領域の外縁からＳＣカット水晶振動片１０の外縁との間に支持領域を設けて固定しても主振動の振動を減衰させることなく、高いＱ値を有するＳＣカット水晶振動子１００を得ることができる。

次に、ＳＣカット水晶振動片１０の輪郭系の振動に起因した第１の副振動は、図５に示すように、励振電極領域の外側でＳＣカット水晶振動片１０の外縁付近の領域Ａ１，Ａ２および励振電極領域外縁とＳＣカット水晶振動片１０の外縁との間の領域Ａ３，Ａ４において変位量が最大となっている。そのため、第１の副振動の振動変位の大きい領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の位置に質量を付着又は領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の位置に予め設けた質量を除去することにより振動を拘束したり、解放することで第１の副振動のインピーダンスを変化させ、周波数を変化させることができる。そのため、主振動の周波数に近接した第１の副振動の周波数を主振動の周波数から離す又は遠ざけることができるので、主振動に第１の副振動が結合することにより生じる周波数ディップの発生を低減することができる。

また、図６に示すＳＣカット水晶振動片１０の輪郭系の振動に起因した第２の副振動も第１の副振動と同様に、ＳＣカット水晶振動片１０の外縁付近の領域Ｂ１において変位量が最大となっている。そのため、第２の副振動の振動変位の大きい領域Ｂ１の位置に質量を付着又は領域Ｂ１の位置に予め設けた質量を除去することにより、第２の副振動の周波数を変化させることができ、主振動に第２の副振動が結合することにより生じる周波数ディップの発生を低減することができる。

次に、ＳＣカット水晶振動片１０における副振動の振動変位の大きい位置に設けた質量の変化量に対する主振動および副振動の周波数変化量について、図７および図８を用いて説明する。
図７は、本発明の実施形態に係る振動片の錘部重量（△Ｍ／Ｍ０）に対する主振動の周波数変化量（△ｆ／ｆ０）を示す図である。図８は、本発明の実施形態に係る振動片の錘部重量（△Ｍ／Ｍ０）に対する主振動および副振動の周波数変化量（△ｆ／ｆ０）を示す図である。

ＳＣカット水晶振動片１０において、前述した第１の副振動および第２の副振動の振動変位が大きい領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ｂ１の質量を増減し、主振動の周波数変化を振動解析した結果を図７に示す。図７より、領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ｂ１の錘部重量（△Ｍ／Ｍ０）を±２０％変化させても、主振動の周波数変化量（△ｆ／ｆ０）は、±１ｐｐｍとほとんど変化しないことが解る。これは、主振動の振動変位が励振電極領域内に収まっているため、励振電極領域の外側である領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ｂ１の質量が変化したとしても、主振動の振動には影響が及ぼされないためである。

次に、各副振動において励振電極領域の外側にある振動変位が大きい領域の質量を増減し、主振動および各副振動の周波数変化を振動解析した結果を図８に示す。図８より、主振動は図７と同様に錘部重量（△Ｍ／Ｍ０）を±２０％変化させても、周波数変化量（△ｆ／ｆ０）は±１ｐｐｍであるのに対し、各副振動は錘部重量（△Ｍ／Ｍ０）を±２０％変化させると周波数変化量（△ｆ／ｆ０）は約±７００ｐｐｍ〜約±１９００ｐｐｍと非常に大きいことが解る。この結果から、励振電極領域の外側にある副振動の振動変位が大きい領域の質量を増減することで、主振動の周波数を変化させずに、副振動の周波数を変動させることができ、主振動と副振動との結合により生じる周波数ディップの発生を低減することができる。

（振動片の製造方法）
次に、本発明の第１実施形態に係る振動片の周波数調整方法を含む振動片の製造方法について、振動片としてＳＣカット水晶振動片１０を一例として挙げ、図９を参照して説明する。
図９は、本発明の第１実施形態に係る振動片の周波数調整方法を含む振動片の製造方法を示す工程図である。

ＳＣカット水晶振動片１０の製造方法は、図９に示すように、振動片外形形成工程（Ｓｔｅｐ１）と、電極および錘部形成工程（Ｓｔｅｐ２）と、主振動周波数調整工程（Ｓｔｅｐ３）と、温度特性測定工程（Ｓｔｅｐ４）と、周波数ディップの有無チェック工程（Ｓｔｅｐ５）と、錘部加工工程（Ｓｔｅｐ６）と、を含んでいる。

＜振動片外形形成工程（Ｓｔｅｐ１）＞
先ず、振動片外形形成工程（Ｓｔｅｐ１）では、Ｙ”軸方向に直交する主面を有するＳＣカット水晶ブロックを準備し、Ｙ”軸方向を軸とする回転をかけて外形を研磨し、円筒状に加工する。その後、ワイヤーソー装置等により主面に沿って切断し個片化する。個片化された円板状のＳＣカット水晶基板の主面を研磨装置等でラッピングし、その後、ポリシングして、ＳＣカット水晶基板を作成する。

＜電極および錘部形成工程（Ｓｔｅｐ２）＞
電極および錘部形成工程（Ｓｔｅｐ２）では、ＳＣカット水晶基板の表裏の両主面１２ａ，１２ｂに、励振電極１４ａ，１４ｂ、リード電極１６ａ，１６ｂ、および錘部２０を形成する。形成方法としてはＳＣカット水晶基板を励振電極１４ａ，１４ｂ、リード電極１６ａ，１６ｂ、および錘部２０のパターンが形成された金属マスクで上下から挟み込み、蒸着又はスパッタ装置（図示せず）等を用いて金（Ａｕ）等の金属材料を蒸着又はスパッタすることで形成する。なお、ＳＣカット水晶基板と励振電極１４ａ，１４ｂ、リード電極１６ａ，１６ｂ、および錘部２０との密着性を高めるために下地層としてクロム（Ｃｒ）等の金属材料を用いて形成しても構わない。また、励振電極１４ａ，１４ｂ、リード電極１６ａ，１６ｂ、および錘部２０の形成方法として、ＳＣカット水晶基板の表裏の両主面１２ａ，１２ｂに金（Ａｕ）等の金属材料を蒸着又はスパッタした後に、フォトリソグラフィー技術により、金属材料をエッチングして励振電極１４ａ，１４ｂ、リード電極１６ａ，１６ｂ、および錘部２０を形成する方法でも構わない。また、錘部２０はＳＣカット水晶基板の表裏の両主面１２ａ，１２ｂに形成されているがどちらか一方の主面１２ａ，１２ｂに形成しても構わない。この場合、副振動の周波数調整量は小さくなるが高精度に周波数を調整することができる。

＜主振動周波数調整工程（Ｓｔｅｐ３）＞
次に、主振動周波数調整工程（Ｓｔｅｐ３）では、図１および図２に示すように、電極および錘部が形成されたＳＣカット水晶振動片１０をベース３０に実装後、周波数調整装置（図示せず）内にセットする。その後、ベース３０の外部端子４２ａ，４２ｂをプロービングして、主振動の周波数をモニタリングしながら、励振電極１４ａ，１４ｂにレーザー光を照射して励振電極１４ａ，１４ｂの一部を除去することで、励振電極１４ａ，１４ｂの質量を低減し、主振動の周波数を基準周波数になるように調整する。又は、蒸着やスパッタ等により新たに金属材料を励振電極１４ａ上に付着させることで、励振電極１４ａの質量を増大し、主振動の周波数を基準周波数になるように調整する。なお、電極および錘部が形成されたＳＣカット水晶振動片１０を周波数調整装置（図示せず）内にセットして、リード電極１６ａ，１６ｂをプロービングして、主振動の周波数をモニタリングしながら、周波数調整を行う方法でも構わない。

＜温度特性測定工程（Ｓｔｅｐ４）＞
温度特性測定工程（Ｓｔｅｐ４）では、主振動の周波数調整を行ったＳＣカット水晶振動片１０（ＳＣカット水晶振動子１００）を恒温槽等にセットし、所定の温度範囲におけるＳＣカット水晶振動片１０の周波数温度特性を測定する。

＜周波数ディップの有無チェック工程（Ｓｔｅｐ５）＞
周波数ディップの有無チェック工程（Ｓｔｅｐ５）では、温度特性測定工程（Ｓｔｅｐ４）における周波数温度特性測定結果から、所定の温度範囲内に周波数ディップが有るか無いかをチェックし、周波数ディップが無い場合は製造を終了する。なお、周波数ディップが有る場合には次工程の錘部加工工程（Ｓｔｅｐ６）を行う。

＜錘部加工工程（Ｓｔｅｐ６）＞
錘部加工工程（Ｓｔｅｐ６）は、本発明の第１実施形態に係る振動片の周波数調整方法に相当する工程である。周波数ディップを有するＳＣカット水晶振動片１０（ＳＣカット水晶振動子１００）を例えば前述した周波数調整装置（図示せず）にセットし、主振動の周波数近傍に発生し易い、例えば図５に示すような、第１の副振動の振動変位の大きい領域に位置する錘部２０を周波数調整装置（図示せず）に備えられたレーザー等により除去する。このように、除去部２２を設けることで、第１の副振動の周波数を主振動の周波数より高周波数側又は低周波数側に変動させ、主振動との結合による周波数ディップを低減する。

なお、錘部加工工程（Ｓｔｅｐ６）終了後は、再度、温度特性測定工程（Ｓｔｅｐ４）に戻り、所定の温度範囲におけるＳＣカット水晶振動片１０の周波数温度特性を測定する。その後、周波数ディップの有無チェック工程（Ｓｔｅｐ５）で、周波数温度特性測定結果から、所定の温度範囲内に周波数ディップが有るか無いかをチェックし、周波数ディップが無い場合は製造を終了する。ここで、再度、周波数ディップが有る場合には次工程の錘部加工工程（Ｓｔｅｐ６）を行い、周波数ディップが無くなるまで、温度特性測定工程（Ｓｔｅｐ４）から錘部加工工程（Ｓｔｅｐ６）を繰り返す。

以上の工程を経て、副振動の周波数を主振動の周波数から遠ざけて、副振動との結合による周波数ディップが低減されたＳＣカット水晶振動片１０（ＳＣカット水晶振動子１００）が完成する。

＜第２実施形態＞
（振動片）
次に、本発明の第２実施形態に係る振動片の周波数調整方法により製造した振動片を実装した振動子について、一例としてＳＣカット水晶振動子１００ａを挙げ、図１０を参照して説明する。
図１０は、本発明の第２実施形態に係る振動片の周波数調整方法により製造した振動片を実装した振動子の構成を示す概略平面図である。なお、図１０において、ＳＣカット水晶振動子１００ａの内部の構成を説明する便宜上、リッド６０（図２参照）を取り外した状態を図示している。

本発明の第２実施形態に係る振動片としてのＳＣカット水晶振動片１０ａは、図１に示す第１実施形態に係るＳＣカット水晶振動片１０と同様の構成であり、違いはＳＣカット水晶振動片１０ａ上に形成されている錘部２０ａの形状が異なっている点である。
以下、第２実施形態に係るＳＣカット水晶振動片１０ａについて、前述した第１実施形態のＳＣカット水晶振動片１０との相違点を中心に説明する。また、同様の構成には、同一符号を付してあり、同様の事項については、その説明を省略する。

第２実施形態に係るＳＣカット水晶振動片１０ａは、複数の錘部２０ａがＳＣカット水晶振動片１０ａの主面１２ａに設けられている励振電極１４ａより外側の外周部１８上に蒸着又はスパッタ等により形成されている。錘部２０ａは、例えば、図５において説明した第１の副振動の振動変位の大きい領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４と一致する位置に配置されている。そのため、第１の副振動の振動変位の大きい領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の位置に錘部２０ａが付着されたことにより、第１の副振動の周波数を変動させることができる。よって、主振動の周波数近傍に生じる副振動の振動変位の大きい領域を有限要素法（ＦＥＭ）等による振動解析によって求め、その位置に、金属材料等で構成された錘部２０ａを蒸着又はスパッタ等により形成することで、副振動の周波数を変動させ、主振動と副振動との結合による周波数ディップを低減することができる。

（振動片の製造方法）
次に、本発明の第２実施形態に係る振動片の周波数調整方法を含む振動片の製造方法について、振動片としてＳＣカット水晶振動片１０ａを一例として挙げ、図１１を参照して説明する。
図１１は、本発明の第２実施形態に係る振動片の周波数調整方法を含む振動片の製造方法を示す工程図である。

本発明の第２実施形態に係る振動片の周波数調整方法を含む振動片の製造方法は、図９に示す第１実施形態に係る振動片の周波数調整方法を含む振動片の製造方法に比べ、Ｓｔｅｐ２の電極および錘部形成工程が電極形成工程となり、Ｓｔｅｐ６の錘部加工工程が錘部形成工程となっている。
本製造方法の電極形成工程（Ｓｔｅｐ２）では、振動片外形形成工程（Ｓｔｅｐ１）で作成したＳＣカット水晶基板の表裏の両主面１２ａ，１２ｂに、励振電極１４ａ，１４ｂおよびリード電極１６ａ，１６ｂのパターンが形成された金属マスクを用いて金（Ａｕ）等の金属材料を蒸着又はスパッタし、励振電極１４ａ，１４ｂおよびリード電極１６ａ，１６ｂを形成する。

その後、主振動周波数調整工程（Ｓｔｅｐ３）と、温度特性測定工程（Ｓｔｅｐ４）と、周波数ディップの有無チェック工程（Ｓｔｅｐ５）と、を経て、所定の温度範囲内に周波数ディップが有る場合には、錘部形成工程（Ｓｔｅｐ６）を行う。なお、錘部形成工程（Ｓｔｅｐ６）は、本発明の第２実施形態に係る振動片の周波数調整方法に相当する工程である。錘部形成工程（Ｓｔｅｐ６）において、周波数ディップを有するＳＣカット水晶振動片１０（ＳＣカット水晶振動子１００）を例えば周波数調整装置（図示せず）にセットし、例えば図５に示すような振動変位の大きい領域に、その領域と同じ位置に錘部２０ａのパターンが形成された金属マスクでＳＣカット水晶振動片１０を覆い、周波数調整装置（図示せず）に備えられた蒸着又はスパッタ装置等により金属材料等を付着させて錘部２０ａを形成する。このように、ＳＣカット水晶振動片１０に形成された励振電極１４ａの外周部１８上に錘部２０ａを形成することで、第１の副振動の周波数を主振動の周波数より高周波数側又は低周波数側に変動させ、主振動との結合による周波数ディップを低減する。

また、錘部形成工程（Ｓｔｅｐ６）終了後は、再度、温度特性測定工程（Ｓｔｅｐ４）に戻り、所定の温度範囲におけるＳＣカット水晶振動片１０ａの周波数温度特性を測定する。その後、周波数ディップの有無チェック工程（Ｓｔｅｐ５）で、周波数温度特性測定結果から、所定の温度範囲内に周波数ディップが有るか無いかをチェックし、周波数ディップが無い場合は製造を終了する。ここで、再度、周波数ディップが有る場合には次工程の錘部形成工程（Ｓｔｅｐ６）を行い、周波数ディップが無くなるまで、温度特性測定工程（Ｓｔｅｐ４）から錘部形成工程（Ｓｔｅｐ６）を繰り返す。

以上の工程を経て、副振動の周波数を主振動の周波数から遠ざけて、副振動との結合による周波数ディップが低減されたＳＣカット水晶振動片１０ａ（ＳＣカット水晶振動子１００ａ）が完成する。

＜第３実施形態＞
（振動片）
次に、本発明の第３実施形態に係る振動片の周波数調整方法により製造した振動片を実装した振動子について、一例としてＳＣカット水晶振動子１００ｂを挙げ、図１２を参照して説明する。
図１２は、本発明の第３実施形態に係る振動片の周波数調整方法により製造した振動片を実装した振動子の構成を示す概略平面図である。なお、図１２において、ＳＣカット水晶振動子１００ｂの内部の構成を説明する便宜上、リッド６０（図２参照）を取り外した状態を図示している。

本発明の第３実施形態に係る振動片としてのＳＣカット水晶振動片１０ｂは、図１に示す第１実施形態に係るＳＣカット水晶振動片１０と同様の構成であり、違いはＳＣカット水晶振動片１０ｂ上に形成されている錘部２０ｂがＳＣカット水晶振動片１０ｂの外周部１８上から外縁部１９に亘って形成されている点である。
以下、第３実施形態に係るＳＣカット水晶振動片１０ｂについて、前述した第１実施形態のＳＣカット水晶振動片１０との相違点を中心に説明する。また、同様の構成には、同一符号を付してあり、同様の事項については、その説明を省略する。

第３実施形態に係るＳＣカット水晶振動片１０ｂは、錘部２０ｂが励振電極１４ａ，１４ｂより外側の外周部１８上と外縁部１９に亘って形成されている。錘部２０ｂには、前述した第１実施形態のＳＣカット水晶振動片１０と同様の除去部２２と外縁部１９に亘って形成された錘部２０ｂをレーザー等で除去した除去部２２ｂが形成されている。輪郭系の振動に起因した副振動の振動変位は、ＳＣカット水晶振動片１０ｂの主面１２ａ，１２ｂ上だけでなく、ＳＣカット水晶振動片１０ｂの外形寸法に起因する外縁部１９で大きい。そのため、ＳＣカット水晶振動片１０ｂの外縁部１９に形成された錘部２０ｂを除去することにより、副振動の周波数を大きく変化させることができるため、周波数ディップの発生をより低減することができる。

（振動片の製造方法）
次に、本発明の第３実施形態に係る振動片の周波数調整方法を含む振動片の製造方法について、振動片としてＳＣカット水晶振動片１０ｂを一例として挙げて説明する。
本発明の第３実施形態に係る振動片の周波数調整方法を含む振動片の製造方法は、図９に示す第１実施形態に係る振動片の周波数調整方法を含む振動片の製造方法に比べ、Ｓｔｅｐ２の電極および錘部形成工程が異なっている。

本製造方法の電極および錘部形成工程（Ｓｔｅｐ２）では、振動片外形形成工程（Ｓｔｅｐ１）で作成したＳＣカット水晶基板の表裏の両主面１２ａ，１２ｂに、励振電極１４ａ，１４ｂ、リード電極１６ａ，１６ｂ、および錘部２０のパターンが形成された金属マスクを用いて金（Ａｕ）等の金属材料を蒸着又はスパッタする。その際、ＳＣカット水晶基板の両主面１２ａ，１２ｂと直交する方向から金属材料を蒸着又はスパッタするのではなく、ＳＣカット水晶基板の両主面１２ａ，１２ｂに対して約４５度の角度を有する方向、所謂斜め方向から金属材料を蒸着又はスパッタする。この方法により、ＳＣカット水晶振動片１０ｂの外縁部１９に錘部２０ｂを形成することができる。

従って、第３実施形態に係る振動片の周波数調整方法として、ＳＣカット水晶振動片１０ｂの外縁部１９に形成された錘部２０ｂをレーザー等により除去することで、副振動の周波数を大きく変化させ、周波数ディップの発生をより低減している。

＜第４実施形態＞
（振動片）
次に、本発明の第４実施形態に係る振動片の周波数調整方法により製造した振動片を実装した振動子について、一例としてＳＣカット水晶振動子１００ｃを挙げ、図１３を参照して説明する。
図１３は、本発明の第４実施形態に係る振動片の周波数調整方法により製造した振動片を実装した振動子の構成を示す概略平面図である。なお、図１３において、ＳＣカット水晶振動子１００ｃの内部の構成を説明する便宜上、リッド６０（図２参照）を取り外した状態を図示している。

本発明の第４実施形態に係る振動片としてのＳＣカット水晶振動片１０ｃは、図１０に示す第２実施形態に係るＳＣカット水晶振動片１０ａと同様の構成であり、違いはＳＣカット水晶振動片１０ｃ上に形成されている錘部２０ｃがＳＣカット水晶振動片１０ｃの外周部１８上から外縁部１９に亘って形成されている点である。
以下、第４実施形態に係るＳＣカット水晶振動片１０ｃについて、前述した第２実施形態のＳＣカット水晶振動片１０ａとの相違点を中心に説明する。また、同様の構成には、同一符号を付してあり、同様の事項については、その説明を省略する。

第４実施形態に係るＳＣカット水晶振動片１０ｃは、複数の錘部２０ａ，２０ｃがＳＣカット水晶振動片１０ｃの主面１２ａに設けられている励振電極１４ａより外側の外周部１８上と、外周部１８上から外縁部１９に亘る位置と、に蒸着又はスパッタ等により形成されている。錘部２０ａは、図５において説明した第１の副振動の振動変位の大きい領域Ａ３，Ａ４と一致する位置に、錘部２０ｃは領域Ａ１，Ａ２と一致する位置に、それぞれ配置されている。そのため、第１の副振動の振動変位の大きい領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の位置に錘部２０ａ，２０ｃが付着されているため、第１の副振動の周波数を変動させることができる。よって、主振動と副振動との結合による周波数ディップを低減することができる。

（振動片の製造方法）
次に、本発明の第４実施形態に係る振動片の周波数調整方法を含む振動片の製造方法について、振動片としてＳＣカット水晶振動片１０ｃを一例として挙げて説明する。
本発明の第４実施形態に係る振動片の周波数調整方法を含む振動片の製造方法は、図１１に示す第２実施形態に係る振動片の周波数調整方法を含む振動片の製造方法に比べ、Ｓｔｅｐ６の錘部形成工程が異なっている。

本製造方法の錘部形成工程（Ｓｔｅｐ６）では、ＳＣカット水晶振動片１０ｃ（ＳＣカット水晶振動子１００ｃ）を例えば周波数調整装置（図示せず）にセットし、錘部２０ａ，２０ｃのパターンが形成された金属マスクでＳＣカット水晶振動片１０ｃを覆い、周波数調整装置（図示せず）に備えられた蒸着又はスパッタ装置等により金（Ａｕ）等の金属材料を振動変位の大きい領域に付着させて錘部２０ａ，２０ｃを形成する。なお、金属材料を蒸着又はスパッタする際に、ＳＣカット水晶振動片１０ｃの主面１２ａと直交する方向から金属材料を蒸着又はスパッタするのではなく、ＳＣカット水晶振動片１０ｃの主面１２ａに対して約４５度の角度を有する方向、所謂斜め方向から金属材料を蒸着又はスパッタする。この方法により、ＳＣカット水晶振動片１０ｃの外縁部１９に錘部２０ｃを形成することができる。

従って、輪郭系の振動に起因した副振動の振動変位がＳＣカット水晶振動片１０ｃの外形寸法に起因する外縁部１９で大きいため、ＳＣカット水晶振動片１０ｃの外縁部１９の領域に蒸着又はスパッタ等により錘部２０ａ，２０ｃを付着することで、副振動の周波数を大きく変化させることができ、周波数ディップの発生をより低減することができる。よって、錘部形成工程（Ｓｔｅｐ６）が本発明の第４実施形態に係る振動片の周波数調整方法に相当する工程である。

以上、本発明の実施形態に係る振動片（ＳＣカット水晶振動片１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）、ＳＣカット水晶振動子１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ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。例えば、ＳＣカット水晶振動片１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃに代わり、厚み滑り振動を主振動とする２回回転Ｙカット系のＩＴカット水晶振動片や１回回転Ｙカット系のＡＴカット水晶振動片又はＢＴカット水晶振動片であっても構わない。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。

１０，１０ａ…振動片としてのＳＣカット水晶振動片、１２ａ，１２ｂ…主面、１４ａ，１４ｂ…励振電極、１６ａ，１６ｂ…リード電極、１８…外周部、１９…外縁部、２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…錘部、２２，２２ｂ…除去部、３０…ベース、３２…第１基板、３４…第２基板、３６…支持部、３８ａ，３８ｂ…電極パッド、４０ａ，４０ｂ…配線、４２ａ，４２ｂ…外部端子、４４…キャビティー、５０…ボンディングワイヤー、５２…接合部材、６０…リッド、６２…封止部材、１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ…ＳＣカット水晶振動子、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ｂ１…領域。

Claims (5)

1. 振動片の互いに表裏の関係にある表裏の主面の各々に励振電極が設けられ、
   前記励振電極の外周部より外側で前記振動片の外縁部との間に錘部が設けられ、
   主振動と副振動とで振動する振動片において、
   前記錘部の少なくとも一部を除去する又は付着させることにより、
   前記振動片の前記副振動の周波数を調整することを特徴とする振動片の周波数調整方法。
2. 請求項１に記載の振動片の周波数調整方法において、
   前記錘部をレーザーで除去することを特徴とする振動片の周波数調整方法。
3. 請求項１に記載の振動片の周波数調整方法において、
   前記錘部を蒸着又はスパッタで付着させることを特徴とする振動片の周波数調整方法。
4. 請求項１に記載の振動片の周波数調整方法において、
   前記主振動は、厚み滑り振動モードであることを特徴とする振動片の周波数調整方法。
5. 請求項１に記載の振動片の周波数調整方法において、
   前記振動片は、ＳＣカット水晶振動片であることを特徴とする振動片の周波数調整方法。