JP2017102062A - 振動片の製造方法、振動片、振動素子、振動デバイス、電子機器および移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】振動片の性能の低下を低減することができる振動片の製造方法、振動片の性能の低下が低減された振動片、かかる振動片を備えた振動素子、かかる振動素子を備えた振動デバイス、かかる振動デバイスを備えた電子機器および移動体を提供すること。【解決手段】本発明の振動片の製造方法は、第１領域と第１領域の厚さよりも厚い第２領域とを含む基板を準備する基板準備工程と、第１領域に第１貫通孔を有する第１振動腕を備える第１振動片を形成するとともに、第２領域に第２貫通孔を有する第２振動腕を備える第２振動片を形成するエッチング工程とを有し、エッチング工程において、第１貫通孔の第２面側の開口の幅を第１貫通孔の第１面側の開口の幅よりも小さく形成し、第２貫通孔の第２面側の開口の幅を第２貫通孔の第１面側の開口の幅よりも小さく、かつ、第１貫通孔の第２面側の開口の幅よりも小さく形成する。【選択図】図９

Description

本発明は、振動片の製造方法、振動片、振動素子、振動デバイス、電子機器および移動体に関するものである。

振動腕を有する振動片は、例えば、水晶振動子、ジャイロ素子および慣性センサー素子等の振動素子に用いられる。このような振動素子の一例として、例えば、特許文献１に水晶で構成された慣性センサー素子が開示されている。かかる慣性センサー素子は、水晶のＺ軸方向を厚さとし、Ｘ軸およびＹ軸を含む平面（Ｘ−Ｙ平面）に広がった形状をなす基部と、基部からＹ軸方向に延びる２つの励振用振動腕（振動腕）および２つの検出用振動腕（振動腕）と、を有している。また、かかる慣性センサー素子の表面には、電極が設けられている。また、かかる慣性センサー素子では、励振用振動腕に貫通孔が形成されていて、貫通孔内部の側面にも電極が設けられており、これにより、水晶を介して向かい合う電極の面積が増大し、電界効率が上がることでインピーダンスを低下させている。

このような特許文献１に記載の慣性センサー素子は、２つの励振用振動腕を面内方向（Ｘ−Ｙ平面に沿った方向）で屈曲振動させた状態で、Ｙ軸方向まわりの角速度が慣性センサー素子に加わると、コリオリ力の作用により、検出用振動腕に面外方向（Ｚ軸方向）の屈曲振動が励振される。この検出用振動腕の屈曲振動により生じる電荷を検出することにより、慣性センサー素子は、Ｙ軸方向まわりの角速度を検出している。

また、このような慣性センサー素子等の振動素子に用いられる振動片は、一般的に、水晶やシリコン基板等で構成された基板をエッチングによってパターニングすることにより形成され、１つの基板から複数の振動片が形成される。

特開２００６−２０８２６１公報

ここで、基板は、一般的に、厚さのばらつきがある。そのため、従来の振動片の製造方法では、１つの基板から得られた複数の振動片の厚さにばらつきが生じ、よって、得られた振動片毎に、検出周波数（検出用振動腕の面外方向の屈曲振動における周波数）にばらつきが生じていた。その結果、従来の振動片の製造方法では、検出周波数と駆動周波数（駆動用振動腕の面内方向の屈曲振動における周波数）との差が所望の設計値からずれてしまい、その結果、振動片を備えた振動素子の性能、例えば角速度の検出感度が低下してしまう可能性があった。

本発明の目的は、振動片の性能の低下を低減することができる振動片の製造方法を提供すること、また、振動片の性能の低下が低減された振動片、かかる振動片を備えた振動素子を提供すること、また、かかる振動素子を備えた振動デバイスを提供すること、また、かかる振動デバイスを備えた電子機器および移動体を提供することにある。

上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の振動片の製造方法は、互いに表裏関係にある第１面および第２面を有し、かつ、第１領域と、前記第１領域の厚さよりも厚い第２領域とを含む基板を準備する基板準備工程と、
前記基板をエッチングして、前記第１領域に、前記第１面および前記第２面に開口する第１貫通孔を有する第１振動腕を備える第１振動片を形成するとともに、前記第２領域に、前記第１面および前記第２面に開口する第２貫通孔を有する第２振動腕を備える第２振動片を形成するエッチング工程と、を有し、
前記エッチング工程において、前記第１貫通孔の前記第２面側の開口の幅を、前記第１貫通孔の前記第１面側の開口の幅よりも小さく形成し、
前記第２貫通孔の前記第２面側の開口の幅を、前記第２貫通孔の前記第１面側の開口の幅よりも小さく、かつ、前記第１貫通孔の前記第２面側の開口の幅よりも小さく形成することを特徴とする。

このような振動片の製造方法によれば、第１振動腕の面内方向の屈曲振動における周波数と第１振動腕の面外方向の屈曲振動における周波数との差、および、第２振動腕の面内方向の屈曲振動における周波数と第２振動腕の面外方向の屈曲振動における周波数との差が、それぞれ所望の値、例えば設計値からずれてしまうことを低減することができる。これにより、第１振動片および第２振動片の性能の低下を低減することができる。例えば、面内方向に駆動振動し、面外方向に検出振動する振動片として第１振動片および第２振動片を用いた場合、その振動片を備えた振動素子の性能を優れたものとすることができる。

本発明の振動片の製造方法では、前記エッチング工程において、幅が前記第２面から前記第１面側に向かって連続的に増加する領域を有する前記第１貫通孔を形成するとともに、
幅が前記第２面から前記第１面側に向かって連続的に増加する領域を有する前記第２貫通孔を形成することが好ましい。

このような振動片の製造方法によれば、第１振動腕の面内方向の屈曲振動における周波数と第１振動腕の面外方向の屈曲振動における周波数との差、および、第２振動腕の面内方向の屈曲振動における周波数と第２振動腕の面外方向の屈曲振動における周波数との差が、それぞれ所望の値、例えば設計値からずれてしまうことをさらに低減することができる。

本発明の振動片の製造方法では、前記エッチング工程において、前記第２振動腕の前記第２面の幅を前記第１振動腕の前記第２面の幅よりも大きく形成することが好ましい。

このような構成の第１振動腕および第２振動腕によっても、第１振動腕の面内方向の屈曲振動における周波数と第１振動腕の面外方向の屈曲振動における周波数との差、および、第２振動腕の面内方向の屈曲振動における周波数と第２振動腕の面外方向の屈曲振動における周波数との差が、それぞれ所望の値、例えば設計値からずれてしまうことをさらに低減することができる。

本発明の振動片の製造方法では、前記エッチング工程において、前記第１振動腕の幅が前記第２面から前記第１面側に向かって連続的に減少する領域を有する前記第１振動腕を形成するとともに、
前記第２振動腕の幅が前記第２面から前記第１面側に向かって連続的に減少する領域を有する前記第２振動腕を形成することが好ましい。

このような振動片の製造方法によれば、第１振動腕の面内方向の屈曲振動における周波数と第１振動腕の面外方向の屈曲振動における周波数との差、および、第２振動腕の面内方向の屈曲振動における周波数と第２振動腕の面外方向の屈曲振動における周波数との差が、それぞれ所望の値、例えば設計値からずれてしまうことをさらに低減することができる。

本発明の振動片の製造方法では、前記エッチングは、ガスを用いたドライエッチングであることが好ましい。

これにより、第１貫通孔を有する第１振動片と、第２面側の開口の幅が第１貫通孔の第２面側の開口の幅よりも小さい第２貫通孔を有する第２振動片とを容易に形成することができる。

本発明の振動片の製造方法では、前記基板準備工程と前記エッチング工程との間に、前記第１振動片に対応する形状の第１パターンと、前記第２振動片に対応する形状の第２パターンとを有するマスクを前記基板の前記第１面側に形成するマスク形成工程を有し、
前記マスク形成工程において、前記第１パターンを前記第１領域に配置し、前記第２パターンを前記第２領域に配置することが好ましい。

これにより、マスク形成工程後のエッチング工程において、基板の第１面側からマスクを介して基板をエッチングすることで、第１振動片および第２振動片を形成することができる。

本発明の振動片の製造方法では、前記第１振動片は、第１基部と、前記第１基部から延出している第１駆動振動腕および第１検出振動腕と、を有し、
前記第１駆動振動腕および前記第１検出振動腕は、それぞれ前記第１振動腕であり、
前記第２振動片は、第２基部と、前記第２基部から延出している第２駆動振動腕および第２検出振動腕と、を有し、
前記第２駆動振動腕および前記第２検出振動腕は、それぞれ前記第２振動腕であることが好ましい。

これにより、例えば、第１駆動振動腕の面内方向の屈曲振動における周波数と第１検出振動腕の面外方向の屈曲振動における周波数との差、および、第２駆動振動腕の面内方向の屈曲振動における周波数と第２検出振動腕の面外方向の屈曲振動における周波数との差が、それぞれ所望の値、例えば設計値からずれてしまうことを低減することができる。そのため、例えば、第１振動片を備えた振動素子の検出振動と駆動振動との差、および、第２振動片を備えた振動素子の検出振動と駆動振動との差が、それぞれ所望の値、例えば設計値からずれてしまうことを低減することができる。よって、例えば、慣性センサー素子の製造時において、慣性センサー素子の性能の低下を低減することができる。

本発明の振動片は、本発明の振動片の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。
このような振動片によれば、振動片の性能の低下を低減することができる。

本発明の振動片は、基部と、
互いに表裏関係にある第１面および第２面を貫通している貫通孔を有し、前記基部から第１方向に延出している振動腕と、を備え、
前記振動腕は、前記貫通孔の前記第２面側に前記貫通孔の内側に向かって突出した突出部を有し、
前記貫通孔の前記第１面側の開口における前記第１方向と交差する方向の長さは、前記貫通孔の前記第２面側の開口における前記第１方向と交差する方向の長さよりも長いことを特徴とする。

このような振動片によれば、突出部の大きさを適宜設定することで、振動腕の面内方向と面外方向との屈曲振動の周波数の差を調整することができる。そのため、振動片の性能の低下を容易に低減することができる。

本発明の振動素子は、本発明の振動片を備えることを特徴とする。
このような振動素子によれば、性能の低下が低減された振動片を備えているため、性能の低下を低減することができる。

本発明の振動デバイスは、本発明の振動素子と、前記振動素子を収容する容器とを備えることを特徴とする。
このような振動デバイスによれば、優れた信頼性を発揮することができる。

本発明の電子機器は、本発明の振動デバイスを備えることを特徴とする。
このような電子機器によれば、優れた信頼性を発揮することができる。

本発明の移動体は、本発明の振動デバイスを備えることを特徴とする移動体。
このような移動体によれば、優れた信頼性を発揮することができる。

本発明の第１実施形態に係る振動素子を示す平面図である。 図１に示す振動素子の斜視図である。 図１中のＡ−Ａ線断面図である。 図１中のＢ−Ｂ線断面図である。 図１に示す振動素子が有する振動片の製造方法を説明する図である。 図５に示すマスク形成工程を説明する断面図である。 図５に示すマスク形成工程を説明する平面図である。 図５に示すエッチング工程を説明する断面図である。 図５に示す振動片の製造方法により得られた振動片が有する駆動振動腕を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る振動素子が備える振動腕の断面図である。 本発明の振動デバイスの一例を示す断面図である。 本発明の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。 本発明の電子機器を適用したディジタルカメラの構成を示す斜視図である。 本発明の移動体の一例を示す斜視図である。

以下、本発明の振動片の製造方法、振動片、振動素子、振動デバイス、電子機器および移動体を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

１．振動素子
まず、本発明の振動素子の一例について説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る振動素子を示す平面図である。図２は、図１に示す振動素子の斜視図である。図３は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。図４は、図１中のＢ−Ｂ線断面図である。

なお、以下では、説明の便宜上、各図において、互いに直交する３つの軸として、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を図示しており、各軸を示す矢印の先端側を「＋」、基端側を「−」とする。また、ｘ軸に平行な方向を「ｘ軸方向」、ｙ軸に平行な方向を「ｙ軸方向（第１方向）」、ｚ軸に平行な方向を「ｚ軸方向」という。また、＋ｚ軸方向側を「上」、−ｚ軸方向側を「下」とも言う。また、図１および図２では、説明の便宜上、各電極の図示を省略している。

図１に示す振動素子１は、角速度検出素子（ジャイロ素子）である。この振動素子１は、振動片２と、振動片２に形成された電極パターン５（図３および図４参照）と、を有している。

−振動片−
振動片２の構成材料としては、例えば、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電単結晶や圧電セラミックス等の圧電材料が挙げられる。これらの中でも、振動片２の構成材料としては、水晶を用いることが好ましい。水晶を用いることで、他の材料と比較して優れた周波数温度特性を有する振動素子１が得られる。なお、以下では、振動片２を水晶で構成した場合について説明する。

振動片２は、水晶基板の結晶軸であるＹ軸（機械軸）およびＸ軸（電気軸）で規定されるＸＹ平面に広がりを有し、Ｚ軸（光軸）方向に厚みを有する板状をなしている。すなわち、振動片２は、Ｚカット水晶板で構成されている。また、図１〜図４に図示しているｘ軸、ｙ軸およびｚ軸は、水晶基板の結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に対応している。なお、Ｚ軸は、振動片２の厚さ方向と必ずしも一致している必要はなく、常温近傍における周波数の温度による変化を小さくする観点から、厚さ方向に対して若干傾けてもよい。具体的には、Ｚカット水晶板とは、Ｚ軸に直交した面をＸ軸およびＹ軸の少なくとも一方を中心に０度〜１０度の範囲で回転させた面が、主面となるようなカット角の水晶板を含む。

この振動片２は、基部２１と、基部２１から延出している１対の駆動振動腕２２１、２２２、１対の検出振動腕２３１、２３２および１対の調整振動腕２４１、２４２と、支持部２５と、基部２１と支持部２５とを連結する２つの連結部２６１、２６２とを有し、これらが一体的に形成されている。

駆動振動腕２２１、２２２は、ｘ軸方向に沿って並んで配置され、それぞれ、基部２１から−ｙ軸方向（第１方向）に延出している。

駆動振動腕２２１には、ｚ軸方向に貫通する孔２２１１（貫通孔）が形成されている。孔２２１１は、平面視で（ｚ軸方向から見て）ｙ軸方向に沿って延びている長手形状をなしている。また、図３に示すように、孔２２１１は、互いに表裏関係にある第１面２０１および第２面２０２のそれぞれに開口していて、第１面２０１側に開口する開口２２１２と、第２面２０２側に開口する開口２２１３と、を有する。

同様に、駆動振動腕２２２には、孔２２２１（貫通孔）が形成されており、孔２２２１は、第１面２０１側に開口する開口２２２２と、第２面２０２側に開口する開口２２２３とを有する。

また、駆動振動腕２２１は、孔２２１１の第２面２０２側に、孔２２１１の内側に向かって突出した突出部２２１４を有している。同様に、駆動振動腕２２２は、突出部２２２４を有している。

なお、図１に示すように、本実施形態では、駆動振動腕２２１、２２２の先端部の幅（
ｘ軸方向の長さ）が広くなっているが、これに限定されず、例えば、駆動振動腕２２１、２２２の各幅は、一定であっても、基部側から先端部側に向かって徐々に幅が広がっていたり、基部側から先端部側に向かって徐々に幅が狭くなっていたりしてもよい。また、駆動振動腕２２１、２２２の各々は、幅が異なる３つ以上の領域を有していてもよい。また、孔２２１１、２２２１は、それぞれ、ｙ軸方向に並ぶように複数の孔に分割されていてもよい。

図１に示すように、検出振動腕２３１、２３２は、ｘ軸方向に沿って並んで配置され、それぞれ、基部２１から＋ｙ軸方向に延出している。

検出振動腕２３１には、ｚ軸方向に貫通する孔２３１１（貫通孔）が形成されている。孔２３１１は、平面視でｙ軸方向に沿って延びている長手形状をなしている。また、図４に示すように、孔２３１１は、第１面２０１および第２面２０２のそれぞれに開口していて、第１面２０１側に開口する開口２３１２と、第２面２０２側に開口する開口２３１３と、を有する。

同様に、検出振動腕２３２には、孔２３２１（貫通孔）が形成されていて、孔２３２１は、第１面２０１側に開口する開口２３２２と第２面２０２側に開口する開口２３２３とを有する。

また、検出振動腕２３１は、孔２３１１の第２面２０２側に、孔２３１１の内側に向かって突出した突出部２３１４を有している。同様に、検出振動腕２３２は、突出部２３２４を有している。このような突出部２３１４、２３２４、および、前述した突出部２２１４、２２２４の各大きさを適宜設定することで、検出振動腕２３１、２３２の屈曲振動の周波数と、駆動振動腕２２１、２２２の屈曲振動の周波数との差を調整することができる。そのため、振動片２の性能の低下を容易に低減することができる。

なお、図１に示すように、本実施形態では、検出振動腕２３１、２３２の先端部の幅（ｘ軸方向の長さ）が広くなっているが、これに限定されず、例えば、検出振動腕２３１、２３２の各幅が一定であっても、基部側から先端部側に向かって徐々に幅が広がっていたり、基部側から先端部側に向かって徐々に幅が狭くなっていたりしてもよい。また、検出振動腕２３１、２３２の各々は、幅が異なる３つ以上の領域を有していてもよい。また、孔２３１１、２３２１は、それぞれ、ｙ軸方向に並ぶように複数の孔に分割されていてもよい。

図１に示すように、調整振動腕２４１、２４２は、前述した１対の検出振動腕２３１、２３２を挟むようにしてｘ軸方向に沿って並んで配置され、それぞれ、基部２１から＋ｙ軸方向に延出している。なお、図示では、調整振動腕２４１、２４２の先端部の幅（ｘ軸方向の長さ）が広くなっているが、これに限定されず、例えば、調整振動腕２４１、２４２の各幅は、一定であっても、基部側から先端部側に向かって徐々に幅が広がっていたり、基部側から先端部側に向かって徐々に幅が狭くなっていたりしてもよい。また、調整振動腕２４１、２４２の各々は、幅が異なる３つ以上の領域を有していてもよい。さらに、調整振動腕２４１、２４２の各々は、ｚ軸方向に貫通する１つ以上の孔が形成されていてもよい。

支持部２５は、連結部２６１、２６２を介して基部２１を支持する機能を有している。この支持部２５は、基部２１に対して−ｙ軸方向側に配置されていてｘ軸方向に沿って延びている長尺状をなす第１部分、当該第１部分の両端部から＋ｙ軸方向に沿って延びている２つの第２部分と、を有している。

連結部２６１、２６２は、それぞれ、長手形状（長尺状）をなしている。そして、連結部２６１、２６２は、支持部２５の２つの第２部分と、基部２１のｘ軸方向側の両端部とを連結している。なお、図示では、連結部２６１、２６２は、それぞれ、幅が一定であるが、これに限定されず、例えば、途中で屈曲または湾曲した部分を有していてもよいし、幅が異なる部分を有していてもよい。

−電極パターン−
図３および図４に示すように、前述した振動片２の表面に設けられている電極パターン５は、駆動信号電極５１および駆動接地電極５２と、検出信号電極５３および検出接地電極５４と、調整電極５５と、を有している。

駆動信号電極５１は、駆動振動腕２２１、２２２の駆動振動を励起させるための駆動信号が入力される電極である。図３に示すように、この駆動信号電極５１は、駆動振動腕２２１の孔２２１１の内壁面と、駆動振動腕２２２の両側面とにそれぞれ形成されている。一方、駆動接地電極５２は、駆動信号電極５１に対してグランドとなる電位を有する。この駆動接地電極５２は、駆動振動腕２２１の両側面と、駆動振動腕２２２の孔２２２１の内壁面とにそれぞれ形成されている。

検出信号電極５３は、検出振動腕２３１、２３２の検出振動が励起されたときに、その検出振動によって発生する電荷を検出信号として出力するための電極である。図４に示すように、この検出信号電極５３は、検出振動腕２３１の孔２３１１の内壁面の＋ｘ軸方向側上部および−ｘ軸方向側下部と、検出振動腕２３１の＋ｘ軸方向側側面下部および−ｘ軸方向側側面上部と、検出振動腕２３２の孔２３２１の内壁面の−ｘ軸方向側上部および＋ｘ軸方向側下部と、検出振動腕２３２の−ｘ軸方向側側面下部および＋ｘ軸方向側側面上部とにそれぞれ形成されている。一方、検出接地電極５４は、検出信号電極５３に対してグランドとなる電位を有する。この検出接地電極５４は、検出振動腕２３１の孔２３１１の内壁面の−ｘ軸方向側上部および＋ｘ軸方向側下部と、検出振動腕２３１の−ｘ軸方向側側面下部および＋ｘ軸方向側側面上部と、検出振動腕２３２の孔２３２１の内壁面の＋ｘ軸方向側上部および−ｘ軸方向側下部と、検出振動腕２３２の＋ｘ軸方向側側面下部および−ｘ軸方向側側面上部とにそれぞれ形成されている。

調整電極５５は、検出信号電極５３の出力を調整するための電極である。図４に示すように、調整電極５５は、調整振動腕２４１の両側面と、調整振動腕２４２の両側面とにそれぞれ形成されている。また、本実施形態では、検出信号電極５３が調整振動腕２４１の上面および下面にそれぞれ形成されているとともに、検出接地電極５４が調整振動腕２４２の上面および下面にそれぞれ形成されている。

以上のような電極パターン５の構成としては、導電性を有していれば特に限定されないが、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）などのメタライズ層（下地層）に、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）などの各被膜を積層した金属被膜で構成することができる。

以上、振動素子１の構成について説明した。以上説明したように構成された振動素子１は、以下のようにして角速度を検出する。

振動素子１に角速度が加わらない状態において、駆動信号電極５１に駆動信号を入力することで駆動信号電極５１と駆動接地電極５２との間に電界が生じると、駆動振動腕２２１、２２２は、図１中矢印αで示すようにｘ軸方向に互いに反対方向となるように屈曲振動（駆動振動）を行う。

この駆動振動を行っている状態で、ｙ軸方向に沿った中心軸ａ１まわりの角速度ωが振動素子１に加わると、駆動振動腕２２１、２２２にコリオリ力が作用し、このコリオリ力により、駆動振動腕２２１、２２２がｚ軸方向に互いに反対方向となるように屈曲振動する。これに伴い、検出振動腕２３１、２３２は、図１中矢印βで示すようにｚ軸方向に互いに反対方向となるように屈曲振動（検出振動）する。この検出振動により、検出振動腕２３１、２３２に発生した電荷を、検出信号電極５３から検出信号として取り出し、この検出信号に基づいて角速度が求められる。

ここで、調整振動腕２４１、２４２は、駆動振動腕２２１、２２２の駆動振動に伴って、ｘ軸方向に互いに反対方向となるように屈曲振動する。そして、検出振動の有無に関係なく、検出信号電極５３および検出接地電極５４と調整電極５５との間に生じた電荷が検出信号に重畳される。これにより、例えば角速度が加わっていないときの検出信号がゼロとなるように、検出信号を調整することができる。

（振動片の製造方法）
次に、本発明の振動片の製造方法について、前述した振動素子１の振動片２を製造する場合を例に説明する。

図５は、図１に示す振動素子が有する振動片の製造方法を説明する図である。図６は、図５に示すマスク形成工程を説明する断面図であり、図７は、図５に示すマスク形成工程を説明する平面図である。図８は、図５に示すエッチング工程を説明する断面図である。図９は、図５に示す振動片の製造方法により得られた振動片が有する駆動振動腕を示す断面図である。なお、図６〜図９では、水晶の３つの結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。

図５に示すように、振動片２の製造方法は、［１］基板準備工程（ステップＳ１）と、
［２］マスク形成工程（ステップＳ２）と、［３］エッチング工程（ステップＳ３）とを有する。以下、各工程を順次説明する。

［１］基板準備工程（ステップＳ１）
まず、振動片２の母材である基板２０（ウエハー）を用意する。本実施形態では、基板２０として、平面視で水晶のＸ軸に沿った方向の１対の辺とＹ軸に沿った方向の１対の辺とを有する矩形をなすＺカット水晶板を用意する。

ここで、ウエハーは、一般的に、インゴットを所定の厚さに切断し、切断して得られた部材の表面を研磨等の加工によって平坦化することにより得られる。このようにして得られたウエハーは、一般的に、その面内における厚さにばらつきが生じるが、本実施形態において、用意する基板２０は、面内における厚さのばらつきの分布等がいかなるものであってもよい。なお、以下では、面内において中央部の厚さが最も厚く、中央部から縁部に向かうにつれて厚さが薄くなっている基板２０を用意した場合について説明する。

ここで、基板２０の平均厚さが異なる任意の２つの領域のうち、平均厚さが薄い方の領域が「第１領域」であり、平均厚さが厚い方の領域が「第２領域」である。

［２］マスク形成工程（ステップＳ２）
次に、図６に示すように、基板２０の第１面２０１上にマスク４１Ｍ、第２面２０２上にマスク４２Ｍを形成する。なお、図６では、図６中の右側に図示している基板２０が第１領域に相当し、第６中の左側に図示している基板２０が第２領域に相当する。

具体的には、例えば、まず、基板２０の第１面２０１上および第２面２０２上に、例えば蒸着法、スパッタ法等によりＣｒ層、Ａｕ層をこの順で成膜して下地金属を形成する。次に、水晶基板２０の上面に形成された下地金属上にフォトレジストを塗布して、複数の振動片２と、これらを囲む枠体と、枠体と振動片２とを連結する連結部とを除く部分に対応する形状に露光・現像することにより、レジストマスクを得る。次に、レジストマスクが形成された状態で基板２０の第１面２０１および第２面２０２のレジストマスクで覆われていない下地金属上に、例えばめっき法等によりＮｉ層を成膜する。その後、レジストマスクおよびレジストマスクで覆われていた下地金属を、例えばエッチング等により除去することによりマスク４１Ｍ、４２Ｍ（メタルマスク）を得る。なお、マスク４１Ｍ、４２Ｍは、それぞれ、基板２０側からＣｒ層、Ａｕ層、Ｎｉ層がこの順で積層した構成であったが、マスク４１Ｍ、４２Ｍの構成は、エッチングする際に用いられるマスクとして機能するものであれば、いかなるものであってもよい。また、レジストマスクで覆われていた下地金属は、後述するエッチング工程で除去してもよい。

図７に示すように、マスク４１Ｍは、振動片２に対応した形状の１５個の素子パターン部４５と、これらの素子パターン部４５を囲む枠体部４３０と、各素子パターン部４５と枠体部４３０とを連結する複数の連結部４４０と、を有している。

１５個の素子パターン部４５は、互いに離間して、Ｘ軸方向に並んで構成される行と、Ｙ軸方向に並んで構成される列とからなる行列状に配置されている。本実施形態では、１５個の素子パターン部４５は、３行５列で配置されている。また、これら１５個の素子パターン部４５の形状および大きさは互いに等しく構成されている。

ここで、複数の素子パターン部４５のうち、基板２０の第１領域に配置されている素子パターン部４５が「第１パターン」であり、基板２０の第２領域に配置されている素子パターン部４５が「第２パターン」である。

本実施形態では、前述したように、縁部から中央部に向かうにつれて厚さが厚くなっている基板２０を用いている。このため、例えば、図７の最も右側の列に属する素子パターン部４５のうちの中央に位置する素子パターン部４５ａを「第１パターン」と捉えた場合、素子パターン部４５ａの図７中の左隣に位置する素子パターン部４５ｃが「第２パターン」であると言えるし、また、マスク４１Ｍの平面視において（Ｚ軸方向から見て）中央部に位置する素子パターン部４５ｂも「第２パターン」であると言える。

なお、以下では、素子パターン部４５ａを「第１パターン」と捉え、素子パターン部４５ｂを「第２パターン」と捉えた場合について説明する。

［３］エッチング工程（ステップＳ３）
次に、マスク４１Ｍを介して基板２０の第１面２０１側から基板２０に対してエッチングを行う。これにより、基板２０から、複数の振動片２と、枠体部４３０に対応した枠体、および、連結部４４０に対応した連結部が形成される。

例えば、図８に示すように、素子パターン部４５ａに対応して振動片２ａが形成され、素子パターン部４５ｂに対応して振動片２ｂが形成される。ここで、基板２０の第１領域から形成された振動片２ａが「第１振動片」であり、基板２０の第２領域から形成された振動片２ｂが「第２振動片」である。

図８では、振動片２ａが有する駆動振動腕２２１ａ（第１駆動振動腕）と、振動片２ｂが有する駆動振動腕２２１ｂ（第２駆動振動腕）と、を代表して図示しているが、形成された振動片２ａおよび振動片２ｂは、それぞれ、前述した図１に示す振動片２と同様の構成である。すなわち、振動片２ａ（第１振動片）は、基部２１（第１基部）と駆動振動腕２２１、２２２（第１駆動振動腕：第１振動腕）および検出振動腕２３１、２３２（第１検出振動腕：第１振動腕）とを有し、また、振動片２ｂ（第２振動片）は、基部２１（第２基部）と駆動振動腕２２１、２２２（第２駆動振動腕：第２振動腕）および検出振動腕２３１、２３２（第２検出振動腕：第２振動腕）とを有する。

なお、以下では、振動片２ａが有する駆動振動腕２２１ａおよび振動片２ｂが有する駆動振動腕２２１ｂを代表して説明し、駆動振動腕２２２と検出振動腕２３１、２３２とについては、同様であるため、その説明を省略する。

本工程では、エッチングガスを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により、基板２０をエッチングする。また、エッチングガスとして、例えばＣ_４Ｆ_８を用いる。このような反応性イオンエッチングにより基板２０をエッチングすると、アスペクト比の高いエッチングが可能となる。

また、図８に示すように、基板２０をドライエッチングすることにより孔２２１１ａ、２２１１ｂを形成すると、マイクロローディング効果により、孔２２１１ａの加工終端部である基板２０の第２面２０２側には突出部２２１４ａが形成され、孔２２１１ｂの加工終端部である基板２０の第２面２０２側には突出部２２１４ｂが形成される。

なお、前述した説明では、反応性イオンエッチングにより基板２０をエッチングしているが、エッチングの方式としては、突出部２２１４ａ、２２１４ｂを形成することができれば、いかなる方式であってもよい。例えば、エッチングとしては、反応性イオンエッチング以外の、プラズマエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等のドライエッチングや、ウエットエッチングであってもよい。ただし、エッチングとしては、ドライエッチングであることが好ましく、エッチングガスを用いた反応性イオンエッチングであるのがより好ましい。ドライエッチングによれば、ウエットエッチングに比べて工数を大幅に削減できることで本工程の簡略化を図ることができ、また、ウエットエッチングに比べて突出部２２１４ａ、２２１４ｂを容易に形成することができる。また、特に、反応性イオンエッチングを用いることで、アスペクト比の高い孔２２１１ａ、２２１１ｂを高精度に形成することができる。

また、前述した説明では、エッチングガスとして、例えばＣ_４Ｆ_８を用いたが、エッチングガスとしては、基板２０をエッチングすることが可能であればいかなるものであってもよく、例えば、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_６、ＣＣｌＦ_３、ＳＦ_６等のフッ素原子含有化合物ガスやＣｌ_２、ＢＣｌ_３、ＣＣｌ_４等の塩素原子含有化合物ガスなどの各種ハロゲン系ガス等のうちの１種を単独でまたは２種以上を適宜組み合わせて用いてもよい。

以上のような［３］エッチング工程（ステップＳ３）の後、例えば硫酸、塩酸等のエッチング液（処理剤）を用いて基板２０からマスク４１Ｍ、４２Ｍを除去する。なお、例えば、エッチングガス等により基板２０からマスク４１Ｍ、４２Ｍを除去してもよい。

そして、連結部４４０に対応した連結部を切断することにより、枠体３３０に対応した枠体から個片化した複数の振動片２を得る。

以上のようにして、複数の振動片２として、例えば、図９に示すように、振動片２ａおよび振動片２ｂを得ることができる。なお、［３］エッチング工程の後、かつ連結部４４０に対応した連結部を切断する前に、振動片２に所望の電極を形成する工程があってもよい。

振動片２ａは、前述したように、基板２０の厚さが薄い側の第１領域から形成されており、振動片２ｂは、基板２０の厚さが厚い側の第２領域から形成されている。そのため、図９に示すように、振動片２ｂの厚さＴｂは、振動片２ａの厚さＴａよりも厚く形成される。

また、前述したように、駆動振動腕２２１ａの孔２２１１ａ（第１貫通孔）内の第２面２０２側には、突出部２２１４ａが形成される。突出部２２１４ａが形成されることで、孔２２１１ａの開口２２１３ａのＸ軸方向に沿った幅Ｗ２ａは、開口２２１２ａのＸ軸方向に沿った幅Ｗ１ａよりも小さくなっている。同様に、駆動振動腕２２１ｂの孔２２１１ｂ（第２貫通孔）内の第２面２０２側には、突出部２２１４ｂが形成され、開口２２１３ｂのＸ軸方向に沿った幅Ｗ２ｂは、開口２２１２ｂのＸ軸方向に沿った幅Ｗ１ｂよりも小さくなっている。

また、振動片２ａと振動片２ｂとを比較すると、突出部２２１４ｂの大きさは、突出部２２１４ａの大きさよりも大きい。具体的には、突出部２２１４ｂのＸ軸方向に沿った幅Ｗ１４ｂは、突出部２２１４ａのＸ軸方向に沿った幅Ｗ１４ａよりも大きく、突出部２２１４ｂの高さＴ１４ｂは、突出部２２１４ａの高さＴ１４ａよりも高い。ここで、駆動振動腕２２１ｂの開口２２１２ｂの幅Ｗ１ｂは、駆動振動腕２２１ａの開口２２１２ａの幅Ｗ１ａと等しい。

このような突出部２２１４ａ、２２１４ｂによって、駆動振動腕２２１ｂの開口２２１３ｂの幅Ｗ２ｂは、駆動振動腕２２１ａの開口２２１３ａの幅Ｗ２ａよりも小さくなっている。

ここで、振動片２ａ、２ｂの厚さＴａ、Ｔｂが、面外方向の屈曲振動の周波数に与える影響は大きいが、面内方向の屈曲振動の周波数に与える影響は小さい。そのため、前述したように、第２領域が第１領域よりも厚いことにより、振動片２ｂの検出振動の周波数は、振動片２ａの検出振動の周波数よりも高くなる。また、突出部２２１４ａ、２２１４ｂが、面外方向の屈曲振動の周波数に与える影響は小さいが、面内方向の屈曲振動の周波数に与える影響は大きい。そのため、前述したように、突出部２２１４ｂの大きさが突出部２２１４ａよりも大きいことにより、振動片２ｂの駆動振動の周波数は、振動片２ａの駆動振動の周波数よりも高くなる。すなわち、本実施形態の構造を有する振動片２ｂの駆動振動の周波数は振動片２ａの駆動振動の周波数に対して高くなり、振動片２ｂの検出振動の周波数は振動片２ａの検出振動の周波数に対して高くなるため、振動片２ｂの離調周波数（検出振動の周波数と駆動振動の周波数との差）の大きさと振動片２ａの離調周波数（検出振動の周波数と駆動振動の周波数との差）の大きさとの差が大きくなることを低減することができる。

これらのことにより、振動片２ａの離調周波数（検出振動の周波数と駆動振動の周波数との差）と振動片２ｂの離調周波数との差を小さくすることができる。その結果、振動片２ａの離調周波数および振動片２ｂの離調周波数が、それぞれ所望の値、例えば設計値からずれてしまうことを低減することができる。このため、振動片２ａおよび振動片２ｂのそれぞれの性能の低下を低減することができ、よって、振動片２ａを用いた振動素子１および振動片２ｂを用いた振動素子１の各性能を優れたものとすることができる。また、振動片２ａの離調周波数と振動片２ｂの離調周波数とが、大きく相違することも低減できるため、振動片２ａおよび振動片２ｂ同士の性能の差も低減することができる。

また、前述したように、振動片２ａおよび振動片２ｂは、ガスを用いたドライエッチングにより基板２０をエッチングすることによって形成される。ドライエッチングを用いることで、前述したように、マイクロローディング効果によって、幅が第２面２０２から第１面２０１に向かって連続的に減少した構成の突出部２２１４ａ、２２１４ｂを形成することができる。すなわち、ドライエッチングを用いることで、幅が第２面２０２から第１面２０１に向かって連続的に増加する領域を有する孔２２１１ａ、２２１１ｂを形成することができる。そして、ドライエッチングによれば、第２面２０２側に開口２２１３ａがある孔２２１１ａを有する振動片２ａと、第２面２０２側の開口２２１３ｂの幅が開口２２１３ａの幅よりも小さい孔２２１１ｂを有する振動片２ｂとを一括して、かつ、容易に形成することができる。

また、前述したように、［２］マスク形成工程にて、振動片２ａに対応する形状の素子パターン部４５ａを基板２０の第１領域に配置し、振動片２ｂに対応する形状の素子パターン部４５ｂを基板２０の第２領域に配置することにより、［３］エッチング工程において、マスク４１Ｍを介して基板２０をエッチングすることで、振動片２ａと振動片２ｂとを一括して形成することができる。

以上、振動片２ａ、２ｂについて中心に説明してきたが、前述したように、本実施形態では、１５個の素子パターン部４５を有するマスク４１Ｍを介して、１つの基板２０から１５個の振動片２を形成している。これら１５個の振動片２のうち、厚さの異なる任意の振動片２についても、振動片２ａおよび振動片２ｂの関係と同様のことが言える。すなわち、１つの基板２０から得られる１５個の振動片２についても、それぞれ、離調周波数が設計値からずれてしまうことを低減することができる。また、１５個の振動片２同士の離調周波数の差についても低減することができる。

なお、第１領域と第２領域とは、互いに異なる基板２０の領域であってもよく、この場合、異なる基板２０を用いて形成された複数の振動片２同士の離調周波数についても低減することができる。

＜第２実施形態＞
図１０は、本発明の第２実施形態に係る振動素子が備える振動腕の断面図である。
本実施形態は、振動片の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。

なお、以下の説明では、第２実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１０において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

本実施形態の振動片２ａＡは、駆動振動腕２２１ａＡの第２面２０２と両側面とにより形成された２つの角部にも、前述した第１実施形態の突出部２２１４ａと同様の突出部２２１５ａが形成されている。同様に、振動片２ｂＡは、駆動振動腕２２１ｂＡの第２面２０２と両側面とにより形成された２つの角部にも、突出部２２１５ｂが形成されている。なお、図示はしないが、駆動振動腕２２２、検出振動腕２３１、２３２についても同様である。

突出部２２１５ａを有するため、駆動振動腕２２１ａＡの第２面２０２側のＸ軸方向に沿った幅Ｗａは、第１面２０１側のＸ軸方向に沿った幅Ｗｘａよりも大きい。同様に、突出部２２１５ｂを有するため、駆動振動腕２２１ｂＡの第２面２０２側のＸ軸方向に沿った幅Ｗｂは、第１面２０１側のＸ軸方向に沿った幅Ｗｘｂよりも大きい。

ここで、前記「幅Ｗａ」とは、孔２２１１ａを含む駆動振動腕２２１ａＡのＸ軸方向に沿った長さである。前記「幅Ｗｂ」も同様である。

また、前述した第１実施形態の突出部２２１４ａと突出部２２１４ｂとの関係と同様に、突出部２２１５ｂのＸ軸方向に沿った幅Ｗ１５ｂは、突出部２２１５ａのＸ軸方向に沿った幅Ｗ１５ａよりも大きく、突出部２２１５ｂの高さＴ１５ｂは、突出部２２１５ａの高さＴ１５ａよりも大きい。ここで、駆動振動腕２２１ｂＡの幅Ｗｘｂは、駆動振動腕２２１ａＡの幅Ｗｘａと等しい。

このような突出部２２１５ａ、２２１５ｂによって、駆動振動腕２２１ｂＡの幅Ｗｂは、駆動振動腕２２１ａＡの幅Ｗａよりも大きくなっている。なお、本実施形態では、突出部２２１５ａの高さＴ１５ａは、突出部２２１４ａの高さＴ１４ａと等しく、突出部２２１５ｂの高さＴ１５ｂは、突出部２２１４ｂの高さＴ１４ｂと等しい。

このような振動片２ａＡ、２ｂＡによっても、前述した第１実施形態と同様に、振動片２ａＡ、２ｂＡの各離調周波数が所望の値、例えば設計値から大きくずれてしまうことを低減することができる。

また、前述した第１実施形態と同様に、ドライエッチングを用いることで、幅が第２面２０２から第１面２０１に向かって連続的に減少した構成の突出部２２１５ａ、２２１５ｂを形成することができる。その際には、駆動振動腕２２１ａＡ、２２１ｂＡの側面にてマイクロローディング効果を生じさせるようにマスクを設計すればよい。

２．振動デバイス
次に、本発明の振動素子を備える振動デバイスについて説明する。

図１１は、本発明の振動デバイスの一例を示す断面図である。なお、図１１では、振動素子１に設けられている電極の図示を省略している。また、前述した実施形態との共通部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。

図１１に示すように、振動デバイス１０は、振動片２（振動素子１）と、振動片２を収容するパッケージ８と、ＩＣチップ９とを有している。

パッケージ８は、凹部８１１を有する箱状のベース８１と、凹部８１１の開口を塞いでベース８１に接合された板状のリッド８２とを有している。そして、凹部８１１がリッド８２によって塞がれることにより形成された収容空間に振動片２が収納されている。収容空間は、減圧（真空）状態となっていてもよいし、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されていてもよい。

凹部８１１は、ベース８１の上面に開放する第１凹部８１１ａと、第１凹部８１１ａの底面の中央部に開放する第２凹部８１１ｂと、第２凹部８１１ｂの底面の中央部に開放する第３凹部８１１ｃと、を有している。

ベース８１の構成材料としては、特に限定されないが、酸化アルミニウム等の各種セラミックスや、各種ガラス材料を用いることができる。また、リッド８２の構成材料としては、特に限定されないが、ベース８１の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース８１の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金とするのが好ましい。なお、ベース８１とリッド８２の接合方法は、特に限定されず、例えば、接着材やろう材を介して接合することができる。

凹部８１１の底面には、図示しない複数の接続端子が形成されている。これら接続端子は、導電性を有していれば特に限定されないが、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）などのメタライズ層（下地層）に、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）などの各被膜を積層した金属被膜で構成することができる。

複数の接続端子は、前述した振動片２に設けられた駆動信号電極５１、駆動接地電極５２、検出信号電極５３および検出接地電極５４用の各端子に対応している。振動片２の駆動信号電極５１および駆動接地電極５２用の端子は、これらに対応する接続端子に導電性接着剤や金属バンプ等の導電性の接合部材を介してそれぞれ接続されている。これにより、振動片２が凹部８１１の底面に固定されている。導電性接着剤としては、導電性および接着性を有していれば特に限定されず、例えば、シリコーン系、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、ビスマレイミド系等の接着材に銀粒子等の導電性フィラーを分散させたものを用いることができる。

また、振動片２の検出信号電極５３および検出接地電極５４用の端子が、ボンディングワイヤーのような導電性ワイヤーを介して、これらに対応する接続端子にそれぞれ接続されている。

また、第１凹部８１１ａの底部と第２凹部８１１ｂの底部には、複数の接続端子にそれぞれ接続された複数の接続配線（図示せず）が形成されている。

ＩＣチップ９は、第３凹部８１１ｃの底面にろう材や接着剤や金属バンプ等の接合部材によって固定されている。ＩＣチップ９は、導電性ワイヤーによって各接続配線と電気的に接続されている。これにより、振動片２に設けられた駆動信号電極５１、駆動接地電極５２、検出信号電極５３および検出接地電極５４用の各端子がＩＣチップ９に電気的に接続されている。ＩＣチップ９は、振動片２を駆動振動させるための駆動回路と、角速度が加わったときに振動片２に生じる検出振動を検出する検出回路と、を有する。なお、ＩＣチップ９と各接続配線との間の電気的な接続は、導電性ワイヤーに限らず、はんだや導電性接着剤や金属バンプ等の導電性の接合部材を介していてもよい。

なお、本実施形態では、ＩＣチップ９がパッケージ８の内部に設けられているが、ＩＣチップ９は、パッケージ８の外部に設けられていてもよい。また、本実施形態では、凹部８１１が第１凹部８１１ａ、第２凹部８１１ｂ、第３凹部８１１ｃの３つを有しているが、これに限らず、凹部８１１は１つまたは２つの凹部で構成されていても、４つ以上の凹部で構成されていてもよい。

３．電子機器
次に、本発明の振動デバイスを備えた電子機器（本発明の電子機器）について説明する。

図１２は、本発明の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、振動デバイス１０が内蔵されている。

図１３は、本発明の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、振動デバイス１０が内蔵されている。

図１４は、本発明の電子機器を適用したディジタ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。

ディジタルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部２０００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２０００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。

撮影者が表示部２０００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、このディジタルカメラ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カメラ１３００には、振動デバイス１０が内蔵されている。

なお、本発明の振動素子を備える電子機器は、図１２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１３の携帯電話機、図１４のディジタルカメラの他にも、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計、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、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、リアルタイムクロック装置、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、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、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等に適用することができる。

３．移動体
次いで、本発明の振動デバイスを備えた移動体（本発明の移動体）について説明する。

図１５は、本発明の移動体の一例を示す斜視図である。この図において、自動車１５００は、車体１５０１と、４つの車輪１５０３とを有しており、車体１５０１に設けられた図示しない動力源（エンジン）によって車輪１５０３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、振動デバイス１０が内蔵されている。振動デバイス１０によれば、車体１５０１の姿勢や移動方向を検出することができる。振動デバイス１０の検出信号は、車体姿勢制御装置１５０２に供給され、車体姿勢制御装置１５０２は、そ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１５０３のブレーキを制御したりすることができる。

なお、本発明の振動素子を備える移動体は、自動車に限定されず、例えば、オートバイ、鉄道等の他の車両、航空機、船舶、宇宙船、二足歩行ロボットやラジコンヘリコプター等にも適用可能である。

以上、本発明の振動片の製造方法、振動片、振動素子、振動デバイス、電子機器および移動体を図示の各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、他の任意の構成物や、工程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。

また、振動片の構成は、振動腕を有するものであれば、前述した実施形態の構成に限定されず、例えば、基部と、基部から延出している２つの振動腕（第１振動腕および第２振動腕として機能する振動腕）とを有する音叉型の素子片等であってもよい。音叉型の素子片の場合には、例えば、２つの振動腕がそれぞれ検出振動および駆動振動を行う形態であると、本発明の効果を特に顕著に発揮することができる。

また、第１振動片は、第１貫通孔の第２面側の開口の幅が、第１貫通孔の第１面側の開口の幅よりも小さく形成されていればよく、第１貫通孔内の構成はいかなる構成であってもよい。また、第２振動片は、第２貫通孔の第２面側の開口の幅が、第２貫通孔の第１面側の開口の幅よりも小さく、かつ、第１貫通孔の第２面側の開口の幅よりも小さく形成されていればよく、第２貫通孔内の構成はいかなる構成であってもよい。なお、前記「開口の幅」とは、振動腕（第１振動腕または第２振動腕）の延出方向および振動片（第１振動片または第２振動片）の厚さ方向の双方に対して直交する方向の長さである。

また、前述した実施形態では、振動片の構成材料として圧電単結晶や圧電セラミックス等の圧電材料を用いた場合を例にして説明したが、これに限定されず、シリコン基板等の半導体基板やガラス等でもよい。

また、振動片の励振手段としては、圧電効果によるものの他に、クーロン力による静電駆動を用いてもよい。

また、振動片としては、ジャイロセンサー素子片以外にも、物理量を検出する素子片、例えば、慣性センサー（加速度センサー等）、力センサー（傾斜センサー等）用の素子片であってもよい。

１…振動素子、２…振動片、２ａ…振動片、２ａＡ…振動片、２ｂ…振動片、２ｂＡ…振動片、５…電極パターン、８…パッケージ、９…ＩＣチップ、１０…振動デバイス、２０…基板、２１…基部、２５…支持部、４１Ｍ…マスク、４２Ｍ…マスク、４５…素子パターン部、４５ａ…素子パターン部、４５ｂ…素子パターン部、４５ｃ…素子パターン部、５１…駆動信号電極、５２…駆動接地電極、５３…検出信号電極、５４…検出接地電極、５５…調整電極、８１…ベース、８２…リッド、２０１…第１面、２０２…第２面、２２１…駆動振動腕、２２１ａ…駆動振動腕、２２１ａＡ…駆動振動腕、２２１ｂ…駆動振動腕、２２１ｂＡ…駆動振動腕、２２２…駆動振動腕、２３１…検出振動腕、２３２…検出振動腕、２４１…調整振動腕、２４２…調整振動腕、２６１…連結部、２６２…連結部、３３０…枠体、４３０…枠体部、４４０…連結部、８１１…凹部、８１１ａ…第１凹部、８１１ｂ…第２凹部、８１１ｃ…第３凹部、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、１５０１…車体、１５０２…車体姿勢制御装置、１５０３…車輪、２０００…表示部、２２１１…孔、２２１１ａ…孔、２２１１ｂ…孔、２２１２…開口、２２１２ａ…開口、２２１２ｂ…開口、２２１３…開口、２２１３ａ…開口、２２１３ｂ…開口、２２１４…突出部、２２１４ａ…突出部、２２１４ｂ…突出部、２２１５ａ…突出部、２２１５ｂ…突出部、２２２１…孔、２２２２…開口、２２２３…開口、２２２４…突出部、２３１１…孔、２３１２…開口、２３１３…開口、２３１４…突出部、２３２１…孔、２３２２…開口、２３２３…開口、２３２４…突出部、Ｓ１…ステップ、Ｓ２…ステップ、Ｓ３…ステップ、Ｔ１４ａ…高さ、Ｔ１４ｂ…高さ、Ｔ１５ａ…高さ、Ｔ１５ｂ…高さ、Ｔａ…厚さ、Ｔｂ…厚さ、Ｗ１ａ…幅、Ｗ１ｂ…幅、Ｗ２ａ…幅、Ｗ２ｂ…幅、Ｗ１４ａ…幅、Ｗ１４ｂ…幅、Ｗ１５ａ…幅、Ｗ１５ｂ…幅、Ｗａ…幅、Ｗｂ…幅、Ｗｘａ…幅、Ｗｘｂ…幅、ａ１…中心軸、α…矢印、β…矢印、ω…角速度

Claims (13)

1. 互いに表裏関係にある第１面および第２面を有し、かつ、第１領域と、前記第１領域の厚さよりも厚い第２領域とを含む基板を準備する基板準備工程と、
   前記基板をエッチングして、前記第１領域に、前記第１面および前記第２面に開口する第１貫通孔を有する第１振動腕を備える第１振動片を形成するとともに、前記第２領域に、前記第１面および前記第２面に開口する第２貫通孔を有する第２振動腕を備える第２振動片を形成するエッチング工程と、を有し、
   前記エッチング工程において、前記第１貫通孔の前記第２面側の開口の幅を、前記第１貫通孔の前記第１面側の開口の幅よりも小さく形成し、
   前記第２貫通孔の前記第２面側の開口の幅を、前記第２貫通孔の前記第１面側の開口の幅よりも小さく、かつ、前記第１貫通孔の前記第２面側の開口の幅よりも小さく形成することを特徴とする振動片の製造方法。
2. 前記エッチング工程において、幅が前記第２面から前記第１面側に向かって連続的に増加する領域を有する前記第１貫通孔を形成するとともに、
   幅が前記第２面から前記第１面側に向かって連続的に増加する領域を有する前記第２貫通孔を形成する請求項１に記載の振動片の製造方法。
3. 前記エッチング工程において、前記第２振動腕の前記第２面の幅を前記第１振動腕の前記第２面の幅よりも大きく形成する請求項１または２に記載の振動片の製造方法。
4. 前記エッチング工程において、前記第１振動腕の幅が前記第２面から前記第１面側に向かって連続的に減少する領域を有する前記第１振動腕を形成するとともに、
   前記第２振動腕の幅が前記第２面から前記第１面側に向かって連続的に減少する領域を有する前記第２振動腕を形成する請求項１に記載の振動片の製造方法。
5. 前記エッチングは、ガスを用いたドライエッチングである請求項１ないし４のいずれか１項に記載の振動片の製造方法。
6. 前記基板準備工程と前記エッチング工程との間に、前記第１振動片に対応する形状の第１パターンと、前記第２振動片に対応する形状の第２パターンとを有するマスクを前記基板の前記第１面側に形成するマスク形成工程を有し、
   前記マスク形成工程において、前記第１パターンを前記第１領域に配置し、前記第２パターンを前記第２領域に配置する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の振動片の製造方法。
7. 前記第１振動片は、第１基部と、前記第１基部から延出している第１駆動振動腕および第１検出振動腕と、を有し、
   前記第１駆動振動腕および前記第１検出振動腕は、それぞれ前記第１振動腕であり、
   前記第２振動片は、第２基部と、前記第２基部から延出している第２駆動振動腕および第２検出振動腕と、を有し、
   前記第２駆動振動腕および前記第２検出振動腕は、それぞれ前記第２振動腕である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の振動片の製造方法。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の振動片の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする振動片。
9. 基部と、
   互いに表裏関係にある第１面および第２面を貫通している貫通孔を有し、前記基部から第１方向に延出している振動腕と、を備え、
   前記振動腕は、前記貫通孔の前記第２面側に前記貫通孔の内側に向かって突出した突出部を有し、
   前記貫通孔の前記第１面側の開口における前記第１方向と交差する方向の長さは、前記貫通孔の前記第２面側の開口における前記第１方向と交差する方向の長さよりも長いことを特徴とする振動片。
10. 請求項８または９に記載の振動片を備えることを特徴とする振動素子。
11. 請求項１０に記載の振動素子と、前記振動素子を収容する容器とを備えることを特徴とする振動デバイス。
12. 請求項１１に記載の振動デバイスを備えることを特徴とする電子機器。
13. 請求項１１に記載の振動デバイスを備えることを特徴とする移動体。

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