JP2018082400A - Piezoelectric vibration piece and piezoelectric vibrator - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric vibration piece capable of restraining occurrence of vibration leakage and decrease in impact resistance.SOLUTION: A piezoelectric vibration piece 3 includes a pair of vibration arms 31, 32, and a proximal part 35 for connecting the proximal ends of the pair of vibration arms 31, 32. In the cross-sectional view in parallel with the longitudinal direction of the vibration arms 31, 32, and orthogonal to the width direction of the pair of vibration arms 31, 32, a projection 45 projecting to the distal end side of vibration arms 31, 32 is formed at the fork portion 40 of the pair of vibration arms 31, 32, a step 46 is formed at a part on the opposite side to the projection 45 in the cross-sectional view, and in the cross-sectional view, the step 46 includes a first ramp inclining for one face of the proximal part 35 so that the inner side of the proximal part 35 in the thickness direction is located closer to the projection 45 side, a second ramp inclining for the other face of the proximal part 35 so that the inner side of the proximal part 35 in the thickness direction is located on the opposite side to the projection 45, and a coupling part for coupling the first and second ramps.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、圧電振動片及び圧電振動子に関する。   The present invention relates to a piezoelectric vibrating piece and a piezoelectric vibrator.

従来、一対の振動腕部と、一対の腕部の振動腕部の基端同士を接続する基部と、基部に連結され且つ一対の振動腕部の幅方向の外方の外方に配置された一対の支持腕部と、を備えたいわゆるサイドアーム型の振動片が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
近年、電子機器の小型化に伴い、圧電振動子および圧電振動片の小型化への要求が益々高まりつつある。例えば、小型の圧電振動片を得る方法としては、水晶等の圧電材料からなるウエハの両面に圧電振動片の外形形状に対応する形状のマスクを形成し、ウエハをウェットエッチング加工する方法が知られている。
Conventionally, a pair of vibrating arm portions, a base portion that connects the base ends of the vibrating arm portions of the pair of arm portions, and a base portion that is coupled to the base portion and disposed outwardly in the width direction of the pair of vibrating arm portions. A so-called side arm type vibration piece including a pair of support arm portions is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
In recent years, with the miniaturization of electronic devices, demands for miniaturization of piezoelectric vibrators and piezoelectric vibrating pieces are increasing. For example, as a method for obtaining a small piezoelectric vibrating piece, a method is known in which a mask having a shape corresponding to the outer shape of the piezoelectric vibrating piece is formed on both surfaces of a wafer made of a piezoelectric material such as quartz, and the wafer is wet-etched. ing.

特開2004−357178号公報JP 2004-357178 A 特開2005−102138号公報JP 2005-102138 A

しかしながら、水晶等の圧電材料からなるウエハをウェットエッチング加工すると、一対の振動腕部の叉部、又は支持腕部と基部との叉部に、エッチング残りとして、圧電材料の自然結晶面からなる異形部が形成される場合がある。この場合、前記叉部の断面形状が圧電振動片の厚み方向でアンバランスな形状となってしまうため、振動漏れが発生したり耐衝撃性が低下したりする可能性がある。   However, when a wafer made of a piezoelectric material such as quartz is subjected to wet etching, a deformed shape made of a natural crystal surface of the piezoelectric material is left as an etching residue on the fork of the pair of vibrating arms or the fork of the support arm and the base. A part may be formed. In this case, since the cross-sectional shape of the fork portion becomes an unbalanced shape in the thickness direction of the piezoelectric vibrating piece, vibration leakage may occur or impact resistance may be reduced.

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、振動漏れの発生及び耐衝撃性の低下を抑制することができる圧電振動片及び圧電振動子を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a piezoelectric vibrating piece and a piezoelectric vibrator that can suppress the occurrence of vibration leakage and the reduction in impact resistance. .

本発明の一態様に係る圧電振動片は、一対の振動腕部と、前記一対の振動腕部の基端同士を接続する基部と、を備えた圧電振動片であって、前記振動腕部の長手方向と平行かつ前記一対の振動腕部の幅方向と直交する断面視で、前記一対の振動腕部の叉部には、前記振動腕部の先端側に突出する突出部が形成され、前記断面視で、前記突出部と反対側の部分には、段部が形成され、前記断面視で、前記段部は、前記基部の厚み方向の内側ほど前記突出部の側に位置するように前記基部の一面に対して傾斜する第1傾斜部と、前記基部の厚み方向の内側ほど前記突出部と反対側に位置するように前記基部の他面に対して傾斜する第2傾斜部と、前記第1傾斜部と前記第2傾斜部とを連結する連結部と、を備えることを特徴とする。   A piezoelectric vibrating piece according to an aspect of the present invention is a piezoelectric vibrating piece including a pair of vibrating arm portions and a base portion that connects base ends of the pair of vibrating arm portions. In a cross-sectional view that is parallel to the longitudinal direction and perpendicular to the width direction of the pair of vibrating arm portions, a fork portion that protrudes toward the distal end side of the vibrating arm portion is formed on the fork portion of the pair of vibrating arm portions, In a cross-sectional view, a step portion is formed on a portion opposite to the projecting portion, and in the cross-sectional view, the step portion is positioned closer to the projecting portion toward the inner side in the thickness direction of the base portion. A first inclined portion that is inclined with respect to one surface of the base portion, a second inclined portion that is inclined with respect to the other surface of the base portion so as to be located on the opposite side of the protruding portion toward the inner side in the thickness direction of the base portion, And a connecting portion that connects the first inclined portion and the second inclined portion.

この構成によれば、前記断面視で、突出部と反対側の部分には段部が形成されていることで、一対の振動腕部の叉部の断面形状を、圧電振動片の厚み方向でバランスの良い形状とすることができる。したがって、振動漏れの発生及び耐衝撃性の低下を抑制することができる。
ところで、水晶等の圧電材料からなるウエハをウェットエッチング加工すると、前記断面視で突出部と反対側の部分に、エッチング残りとして、圧電材料の自然結晶面からなる異形部が形成される場合がある。異形部の表面は、ウエハの主面に対して傾斜した面となる。したがって、この構成によれば、圧電材料の性質(エッチング異方性)を利用して第1傾斜部及び第2傾斜部(すなわち、段部の傾斜)を形成することができるため、製造効率を向上する上で好適である。
According to this configuration, the cross-sectional shape of the fork portion of the pair of vibrating arm portions is formed in the thickness direction of the piezoelectric vibrating piece by forming the step portion on the opposite side to the protruding portion in the cross-sectional view. A well-balanced shape can be obtained. Therefore, occurrence of vibration leakage and reduction in impact resistance can be suppressed.
By the way, when a wafer made of a piezoelectric material such as quartz is subjected to wet etching, a deformed portion made of a natural crystal plane of the piezoelectric material may be formed as a portion remaining on the side opposite to the protruding portion in the sectional view. . The surface of the deformed portion is a surface inclined with respect to the main surface of the wafer. Therefore, according to this configuration, since the first inclined portion and the second inclined portion (that is, the inclined portion of the step portion) can be formed by using the property (etching anisotropy) of the piezoelectric material, the manufacturing efficiency is improved. It is suitable for improvement.

上記の圧電振動片において、前記断面視で、前記第1傾斜部と前記連結部との交点を第1変曲点とし、前記第2傾斜部と前記連結部との交点を第2変曲点としたとき、前記第1変曲点及び前記第2変曲点は、前記基部の厚み方向で前記突出部と重なっていてもよい。   In the piezoelectric vibrating piece, in the cross-sectional view, an intersection point between the first inclined portion and the connecting portion is a first inflection point, and an intersection point between the second inclined portion and the connecting portion is a second inflection point. Then, the first inflection point and the second inflection point may overlap the protrusion in the thickness direction of the base portion.

この構成によれば、前記断面視で、第1変曲点及び第2変曲点が基部の厚み方向で突出部とずれている場合と比較して、一対の振動腕部の叉部の断面形状を、圧電振動片の厚み方向でより一層バランスの良い形状とすることができる。したがって、振動漏れの発生及び耐衝撃性の低下をより確実に抑制することができる。   According to this configuration, in the cross-sectional view, the cross section of the fork portion of the pair of vibrating arm portions as compared with the case where the first inflection point and the second inflection point are shifted from the protruding portion in the thickness direction of the base portion. The shape can be further balanced in the thickness direction of the piezoelectric vibrating piece. Therefore, the occurrence of vibration leakage and the reduction in impact resistance can be more reliably suppressed.

上記の圧電振動片において、前記基部に連結され且つ前記一対の振動腕部の幅方向の外方に配置された一対の支持腕部を更に備え、前記断面視で、前記支持腕部と前記基部との第2叉部には、前記振動腕部の先端側に突出する第2突出部が形成され、前記断面視で、前記第2突出部と反対側の部分には、第2段部が形成されていてもよい。   In the above-described piezoelectric vibrating piece, the piezoelectric vibrating piece further includes a pair of support arm portions that are coupled to the base portion and disposed outward in the width direction of the pair of vibration arm portions, and the support arm portion and the base portion in the cross-sectional view. Is formed with a second projecting portion projecting toward the distal end side of the vibrating arm portion, and a second step portion is formed on the opposite side of the second projecting portion in the cross-sectional view. It may be formed.

この構成によれば、前記断面視で、第2突出部と反対側の部分には第2段部が形成されていることで、第2叉部の断面形状を、圧電振動片の厚み方向でバランスの良い形状とすることができる。したがって、サイドアーム型の圧電振動片において、振動漏れの発生及び耐衝撃性の低下を抑制することができる。特に、サイドアーム型の圧電振動片は、支持腕部を備えていない振動片よりも叉部の箇所が多いため、振動漏れの発生及び耐衝撃性の低下を抑制する上で好適である。   According to this configuration, in the cross-sectional view, the second step portion is formed on the portion opposite to the second projecting portion, so that the cross-sectional shape of the second fork portion can be changed in the thickness direction of the piezoelectric vibrating piece. A well-balanced shape can be obtained. Therefore, in the side arm type piezoelectric vibrating piece, it is possible to suppress the occurrence of vibration leakage and the reduction in impact resistance. In particular, since the side arm type piezoelectric vibrating piece has more fork portions than the vibrating piece not provided with the supporting arm portion, it is suitable for suppressing the occurrence of vibration leakage and the reduction in impact resistance.

本発明の一態様に係る圧電振動片は、一対の振動腕部と、前記一対の振動腕部の基端同士を接続する基部と、前記基部に連結され且つ前記一対の振動腕部の幅方向の外方に配置された一対の支持腕部と、を備えた圧電振動片であって、前記振動腕部の長手方向と平行かつ前記一対の振動腕部の幅方向と直交する断面視で、前記一対の振動腕部の第1叉部と、前記支持腕部と前記基部との第2叉部との少なくとも一方には、前記振動腕部の先端側に突出する突出部が形成され、前記断面視で、前記突出部と反対側の部分には、段部が形成され、前記断面視で、前記段部は、前記基部の厚み方向の内側ほど前記突出部の側に位置するように前記基部の一面に対して傾斜する第1傾斜部と、前記基部の厚み方向の内側ほど前記突出部と反対側に位置するように前記基部の他面に対して傾斜する第2傾斜部と、前記第1傾斜部と前記第2傾斜部とを連結する連結部と、を備えることを特徴とする。   A piezoelectric vibrating piece according to an aspect of the present invention includes a pair of vibrating arm portions, a base portion that connects base ends of the pair of vibrating arm portions, and a width direction of the pair of vibrating arm portions that are coupled to the base portion. A pair of support arm portions arranged on the outer side of the piezoelectric vibration piece, in a cross-sectional view parallel to the longitudinal direction of the vibration arm portion and perpendicular to the width direction of the pair of vibration arm portions, At least one of the first fork part of the pair of vibrating arm parts and the second fork part of the support arm part and the base part is formed with a protruding part that protrudes toward the distal end side of the vibrating arm part, In a cross-sectional view, a step portion is formed on a portion opposite to the projecting portion, and in the cross-sectional view, the step portion is positioned closer to the projecting portion toward the inner side in the thickness direction of the base portion. The first inclined portion that is inclined with respect to one surface of the base portion, and the inner side in the thickness direction of the base portion is located on the opposite side to the protruding portion. A second inclined portion inclined with respect to the other surface of said base to so that, characterized in that it comprises a connecting portion connecting the second inclined portion and the first inclined portion.

この構成によれば、前記断面視で、突出部と反対側の部分には段部が形成されていることで、第1叉部及び第2叉部の少なくとも一方の断面形状を、圧電振動片の厚み方向でバランスの良い形状とすることができる。したがって、サイドアーム型の圧電振動片において、振動漏れの発生及び耐衝撃性の低下を抑制することができる。
ところで、水晶等の圧電材料からなるウエハをウェットエッチング加工すると、前記断面視で突出部と反対側の部分に、エッチング残りとして、圧電材料の自然結晶面からなる異形部が形成される場合がある。異形部の表面は、ウエハの主面に対して傾斜した面となる。したがって、この構成によれば、圧電材料の性質(エッチング異方性)を利用して第1傾斜部及び第2傾斜部(すなわち、段部の傾斜)を形成することができるため、製造効率を向上する上で好適である。
According to this configuration, in the cross-sectional view, the step portion is formed on the portion opposite to the protruding portion, so that the cross-sectional shape of at least one of the first fork portion and the second fork portion is changed to the piezoelectric vibrating piece. It can be set as a well-balanced shape in the thickness direction. Therefore, in the side arm type piezoelectric vibrating piece, it is possible to suppress the occurrence of vibration leakage and the reduction in impact resistance.
By the way, when a wafer made of a piezoelectric material such as quartz is subjected to wet etching, a deformed portion made of a natural crystal plane of the piezoelectric material may be formed as a portion remaining on the side opposite to the protruding portion in the sectional view. . The surface of the deformed portion is a surface inclined with respect to the main surface of the wafer. Therefore, according to this configuration, since the first inclined portion and the second inclined portion (that is, the inclined portion of the step portion) can be formed by using the property (etching anisotropy) of the piezoelectric material, the manufacturing efficiency is improved. It is suitable for improvement.

本発明の一態様に係る圧電振動子は、上記の圧電振動片と、前記圧電振動片を収容するパッケージと、を備えることを特徴とする。   A piezoelectric vibrator according to an aspect of the present invention includes the above-described piezoelectric vibrating piece and a package that accommodates the piezoelectric vibrating piece.

この構成によれば、上記の圧電振動片を備えた圧電振動子において、振動漏れの発生及び耐衝撃性の低下を抑制することができる。   According to this configuration, in the piezoelectric vibrator including the above-described piezoelectric vibrating piece, it is possible to suppress the occurrence of vibration leakage and the reduction in impact resistance.

本発明によれば、振動漏れの発生及び耐衝撃性の低下を抑制することが可能な圧電振動片及び圧電振動子を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a piezoelectric vibrating piece and a piezoelectric vibrator capable of suppressing the occurrence of vibration leakage and the reduction in impact resistance.

実施形態に係る圧電振動子の外観斜視図である。1 is an external perspective view of a piezoelectric vibrator according to an embodiment. 実施形態に係る圧電振動子の内部構成図である。It is an internal block diagram of the piezoelectric vibrator which concerns on embodiment. 図2のIII−III断面図である。It is III-III sectional drawing of FIG. 実施形態に係る圧電振動子の分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a piezoelectric vibrator according to an embodiment. 実施形態に係る圧電振動片の平面図である。It is a top view of the piezoelectric vibrating piece according to the embodiment. 図5のVI−VI断面図である。It is VI-VI sectional drawing of FIG. 実施形態に係る圧電振動片の製造方法の一工程の説明図である。It is explanatory drawing of 1 process of the manufacturing method of the piezoelectric vibrating piece which concerns on embodiment. 実施形態の第1変形例に係る圧電振動片の平面図である。It is a top view of the piezoelectric vibrating piece which concerns on the 1st modification of embodiment. 実施形態の第2変形例に係る圧電振動片の平面図である。It is a top view of the piezoelectric vibrating piece which concerns on the 2nd modification of embodiment. 実施形態の第3変形例に係る圧電振動片の平面図である。It is a top view of the piezoelectric vibrating piece which concerns on the 3rd modification of embodiment. 実施形態の第4変形例に係る圧電振動片の平面図である。It is a top view of the piezoelectric vibrating piece which concerns on the 4th modification of embodiment. 実施形態の第5変形例に係る圧電振動片の平面図である。It is a top view of the piezoelectric vibrating piece which concerns on the 5th modification of embodiment.

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。以下の実施形態では、圧電振動子の一例として、セラミックパッケージタイプの表面実装型振動子を挙げて説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a ceramic package type surface-mount type vibrator will be described as an example of a piezoelectric vibrator. In the drawings used for the following description, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.

以下の説明においては、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、圧電振動片の主面と垂直な方向(すなわち、圧電振動片の厚み方向)を「Z軸方向」、振動腕部の長手方向(すなわち、圧電振動片の長手方向)を「Y軸方向」、Y軸方向及びZ軸方向と直交する方向(すなわち、圧電振動片の幅方向)を「X軸方向」とする。   In the following description, an XYZ coordinate system is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ coordinate system. At this time, the direction perpendicular to the main surface of the piezoelectric vibrating piece (that is, the thickness direction of the piezoelectric vibrating piece) is “Z-axis direction”, and the longitudinal direction of the vibrating arm portion (ie, the longitudinal direction of the piezoelectric vibrating piece) is “Y-axis”. The direction ”, the direction perpendicular to the Y-axis direction and the Z-axis direction (that is, the width direction of the piezoelectric vibrating piece) is defined as“ X-axis direction ”.

[圧電振動子]
図1に示すように、圧電振動子1は、内部に気密封止されたキャビティC(図2参照)を有するパッケージ2と、キャビティC内に収容された圧電振動片3(図2参照)と、を備えている。
[Piezoelectric vibrator]
As shown in FIG. 1, a piezoelectric vibrator 1 includes a package 2 having a cavity C (see FIG. 2) hermetically sealed inside, and a piezoelectric vibrating piece 3 (see FIG. 2) housed in the cavity C. It is equipped with.

図2に示すように、圧電振動子1は、平面視で直方形状をなしている。本実施形態では、圧電振動子1の長手方向、幅方向及び厚み方向は、圧電振動片3の長手方向(Y軸方向)、幅方向(X軸方向)及び厚み方向(Z軸方向)と一致している。   As shown in FIG. 2, the piezoelectric vibrator 1 has a rectangular shape in plan view. In the present embodiment, the longitudinal direction, the width direction, and the thickness direction of the piezoelectric vibrator 1 are the same as the longitudinal direction (Y-axis direction), the width direction (X-axis direction), and the thickness direction (Z-axis direction) of the piezoelectric vibrating piece 3. I'm doing it.

[パッケージ]
図3に示すように、パッケージ2は、パッケージ本体5と、パッケージ本体5に接合されるとともに、パッケージ本体5との間にキャビティCを形成する封口板6と、を備えている。
パッケージ本体5は、プレート状の第1ベース基板10と、第1ベース基板10に接合された枠状の第2ベース基板11と、第2ベース基板11に接合された枠状の第3ベース基板12と、第3ベース基板12に接合された枠状のシールリング13と、を備えている。
[package]
As shown in FIG. 3, the package 2 includes a package body 5 and a sealing plate 6 that is bonded to the package body 5 and forms a cavity C between the package body 5 and the package body 5.
The package body 5 includes a plate-shaped first base substrate 10, a frame-shaped second base substrate 11 bonded to the first base substrate 10, and a frame-shaped third base substrate bonded to the second base substrate 11. 12 and a frame-like seal ring 13 joined to the third base substrate 12.

図4に示すように、第1ベース基板10、第2ベース基板11及び第3ベース基板12の四隅には、平面視で1/4円弧状の切欠部15が形成されている。切欠部15は、第1ベース基板10、第2ベース基板11及び第3ベース基板12の厚み方向の全体に亘って形成されている。例えば、第1ベース基板10、第2ベース基板11及び第3ベース基板12は、ウエハ状のセラミック基板を3枚重ねて接合した後、各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各セラミック基板を格子状に切断することで作製される。切欠部15は、スルーホールが4分割されることで形成される。   As shown in FIG. 4, at the four corners of the first base substrate 10, the second base substrate 11, and the third base substrate 12, ¼ arc-shaped notches 15 are formed in plan view. The notch 15 is formed over the entire thickness direction of the first base substrate 10, the second base substrate 11, and the third base substrate 12. For example, the first base substrate 10, the second base substrate 11, and the third base substrate 12 are formed by joining a plurality of wafer-shaped ceramic substrates and bonding them, and then forming a plurality of through holes penetrating each ceramic substrate in a matrix. Thereafter, each ceramic substrate is cut into a lattice shape with each through hole as a reference. The notch 15 is formed by dividing the through hole into four.

例えば、セラミックス基板の形成材料としては、アルミナ製のHTCC(High Temperature Co−Fired Ceramic)、ガラスセラミックス製のLTCC(Low Temperature Co−Fired Ceramic)等が挙げられる。   Examples of the material for forming the ceramic substrate include HTCC (High Temperature Co-Fired Ceramic) made of alumina, and LTCC (Low Temperature Co-Fired Ceramic) made of glass ceramic.

図3に示すように、第1ベース基板10の外形は、パッケージ本体5の最外形と実質的に同じである。第1ベース基板10の上面10a(+Z軸方向側の面)は、キャビティCの底部を区画している。   As shown in FIG. 3, the outer shape of the first base substrate 10 is substantially the same as the outermost shape of the package body 5. The upper surface 10 a (the surface on the + Z axis direction side) of the first base substrate 10 defines the bottom of the cavity C.

図4に示すように、第2ベース基板11の外形は、第1ベース基板10の外形と実質的に同じである。第2ベース基板11は、厚み方向に開口する枠状をなしている。第2ベース基板11の内周面11aは、平面視で四隅が丸みを帯びた形状をなしている。第2ベース基板11の内周面11aは、キャビティC(図3参照)の側部の一部(下部)を区画している。   As shown in FIG. 4, the outer shape of the second base substrate 11 is substantially the same as the outer shape of the first base substrate 10. The second base substrate 11 has a frame shape that opens in the thickness direction. The inner peripheral surface 11a of the second base substrate 11 has a shape with rounded four corners in plan view. The inner peripheral surface 11a of the second base substrate 11 defines a part (lower part) of the side portion of the cavity C (see FIG. 3).

図3に示すように、第2ベース基板11は、第1ベース基板10の上面10aに配置されている。第2ベース基板11は、第1ベース基板10と一体化されている。例えば、第2ベース基板11は、第1ベース基板10に焼結などで結合されている。   As shown in FIG. 3, the second base substrate 11 is disposed on the upper surface 10 a of the first base substrate 10. The second base substrate 11 is integrated with the first base substrate 10. For example, the second base substrate 11 is coupled to the first base substrate 10 by sintering or the like.

図4に示すように、第2ベース基板11には、幅方向の内方に突出する実装部14A,14Bが設けられている。実装部14A,14Bは、第2ベース基板11の長手方向の中央に位置している。   As shown in FIG. 4, the second base substrate 11 is provided with mounting portions 14 </ b> A and 14 </ b> B that protrude inward in the width direction. The mounting portions 14 </ b> A and 14 </ b> B are located at the center in the longitudinal direction of the second base substrate 11.

第3ベース基板12の外形は、第2ベース基板11の外形と実質的に同じである。第3ベース基板12は、厚み方向に開口する枠状をなしている。第3ベース基板12の内周面12aは、キャビティC(図3参照)の側部の一部(上下中央部)を区画している。   The outer shape of the third base substrate 12 is substantially the same as the outer shape of the second base substrate 11. The third base substrate 12 has a frame shape that opens in the thickness direction. The inner peripheral surface 12a of the third base substrate 12 defines a part (vertical center) of the side portion of the cavity C (see FIG. 3).

図3に示すように、第3ベース基板12は、第2ベース基板11の上面に配置されている。第3ベース基板12は、第2ベース基板11と一体化されている。例えば、第3ベース基板12は、第2ベース基板11に焼結などで結合されている。   As shown in FIG. 3, the third base substrate 12 is disposed on the upper surface of the second base substrate 11. The third base substrate 12 is integrated with the second base substrate 11. For example, the third base substrate 12 is coupled to the second base substrate 11 by sintering or the like.

図4に示すように、シールリング13は、導電性を有する。シールリング13の外形は、第3ベース基板12の外形よりも小さい。シールリング13は、厚み方向に開口する枠状をなしている。シールリング13の内周面13aは、キャビティC(図3参照)の側部の一部(上部)を区画している。   As shown in FIG. 4, the seal ring 13 has conductivity. The outer shape of the seal ring 13 is smaller than the outer shape of the third base substrate 12. The seal ring 13 has a frame shape opening in the thickness direction. The inner peripheral surface 13a of the seal ring 13 defines a part (upper part) of the side portion of the cavity C (see FIG. 3).

図3に示すように、シールリング13は、第3ベース基板12の上面に接合されている。例えば、シールリング13は、銀ロウ等のロウ材又は半田材等による焼付けによって、第3ベース基板12に接合されている。なお、シールリング13は、第3ベース基板12の上面に形成された金属接合層に溶着等によって接合されていてもよい。例えば、金属接合層の形成方法は、電解メッキ、無電解メッキ、蒸着及びスパッタリング等が挙げられる。   As shown in FIG. 3, the seal ring 13 is bonded to the upper surface of the third base substrate 12. For example, the seal ring 13 is bonded to the third base substrate 12 by baking with a brazing material such as silver brazing or a solder material. The seal ring 13 may be bonded to a metal bonding layer formed on the upper surface of the third base substrate 12 by welding or the like. For example, examples of the method for forming the metal bonding layer include electrolytic plating, electroless plating, vapor deposition, and sputtering.

例えば、シールリング13の形成材料としては、ニッケル基合金等が挙げられる。具体的に、シールリング13の形成材料は、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良い。特に、シールリング13の形成材料は、第1ベース基板10及び第2ベース基板11の形成材料の熱膨張係数に近い材料を選択することが好ましい。例えば、第1ベース基板10及び第2ベース基板11の形成材料を熱膨張係数6.8×10−6/℃のアルミナとした場合には、シールリング13の形成材料は、熱膨張係数5.2×10−6/℃のコバール、又は熱膨張係数4.5〜6.5×10−6/℃の42−アロイとすることが好ましい。 For example, as a material for forming the seal ring 13, a nickel-based alloy or the like can be given. Specifically, the material for forming the seal ring 13 may be selected from Kovar, Elinvar, Invar, 42-alloy, and the like. In particular, it is preferable to select a material close to the thermal expansion coefficient of the material forming the first base substrate 10 and the second base substrate 11 as the material forming the seal ring 13. For example, when the forming material of the first base substrate 10 and the second base substrate 11 is alumina having a thermal expansion coefficient of 6.8 × 10 −6 / ° C., the forming material of the seal ring 13 has a thermal expansion coefficient of 5. It is preferable to use a Kovar of 2 × 10 −6 / ° C. or a 42-alloy having a thermal expansion coefficient of 4.5 to 6.5 × 10 −6 / ° C.

封口板6は、導電性を有する。封口板6の外形は、シールリング13の外形と実質的に同じである。封口板6の下面6a(−Z軸方向側の面)は、キャビティCの上部を区画している。   The sealing plate 6 has conductivity. The outer shape of the sealing plate 6 is substantially the same as the outer shape of the seal ring 13. The lower surface 6 a (the surface on the −Z axis direction side) of the sealing plate 6 defines the upper portion of the cavity C.

封口板6は、シールリング13の上端に接合されている。例えば、封口板6の接合方法としては、ローラ電極を接触させることによるシーム溶接、レーザー溶接、超音波溶接等が挙げられる。なお、封口板6とシールリング13とをより確実に接合する観点からは、互いになじみの良いニッケル及び金等の接合層を、封口板6の下面6aの外周部(すなわち、シールリング13との接合面)と、シールリング13の上端(すなわち、封口板6との接合面)とのそれぞれに形成することが好ましい。   The sealing plate 6 is joined to the upper end of the seal ring 13. For example, the sealing plate 6 may be joined by seam welding, laser welding, ultrasonic welding, or the like by contacting a roller electrode. In addition, from the viewpoint of more reliably joining the sealing plate 6 and the seal ring 13, a bonding layer such as nickel and gold that is familiar to each other is attached to the outer peripheral portion of the lower surface 6 a of the sealing plate 6 (that is, with the seal ring 13. It is preferable to form each on the joining surface) and the upper end of the seal ring 13 (that is, the joining surface with the sealing plate 6).

キャビティCは、第1ベース基板10の上面10a、第2ベース基板11の内周面11a、第3ベース基板12の内周面12a、シールリング13の内周面13a及び封口板6の下面6aによって区画されている。すなわち、圧電振動子1の内部は、第1ベース基板10の上面、第2ベース基板11の内周面11a、第3ベース基板12の内周面12a、シールリング13の内周面13a及び封口板6の下面6aによって気密に封止されている。   The cavity C includes an upper surface 10 a of the first base substrate 10, an inner peripheral surface 11 a of the second base substrate 11, an inner peripheral surface 12 a of the third base substrate 12, an inner peripheral surface 13 a of the seal ring 13, and a lower surface 6 a of the sealing plate 6. It is divided by. That is, the inside of the piezoelectric vibrator 1 includes the upper surface of the first base substrate 10, the inner peripheral surface 11a of the second base substrate 11, the inner peripheral surface 12a of the third base substrate 12, the inner peripheral surface 13a of the seal ring 13, and the sealing. The plate 6 is hermetically sealed by the lower surface 6a.

図4に示すように、第2ベース基板11の実装部14A,14Bの上面には、圧電振動片3との接続電極である一対の電極パッド20A,20Bがそれぞれ形成されている。一方、第1ベース基板10の下面には、長手方向に離反した一対の外部電極21A,21Bが形成されている。例えば、電極パッド20A,20B及び外部電極21A,21Bは、蒸着、スパッタリング等で形成された単一金属による単層膜、又は異なる金属が積層された積層膜である。電極パッド20A,20B及び外部電極21A,21Bは、不図示の配線を介して互いにそれぞれ導通している。   As shown in FIG. 4, a pair of electrode pads 20 </ b> A and 20 </ b> B, which are connection electrodes to the piezoelectric vibrating reed 3, are formed on the upper surfaces of the mounting portions 14 </ b> A and 14 </ b> B of the second base substrate 11. On the other hand, a pair of external electrodes 21A and 21B separated from each other in the longitudinal direction are formed on the lower surface of the first base substrate 10. For example, the electrode pads 20A and 20B and the external electrodes 21A and 21B are a single layer film made of a single metal formed by vapor deposition, sputtering, or the like, or a stacked film in which different metals are stacked. The electrode pads 20A and 20B and the external electrodes 21A and 21B are electrically connected to each other via a wiring (not shown).

[圧電振動片]
図5に示すように、圧電振動片3は、圧電板30と、圧電板30に形成された不図示の電極と、を備えている。
[Piezoelectric vibrating piece]
As shown in FIG. 5, the piezoelectric vibrating piece 3 includes a piezoelectric plate 30 and electrodes (not shown) formed on the piezoelectric plate 30.

圧電板30は、圧電材料で形成されている。本実施形態において、圧電板30は、水晶で形成されている。なお、圧電板30は、タンタル酸リチウム及びニオブ酸リチウム等の圧電材料で形成されていてもよい。   The piezoelectric plate 30 is made of a piezoelectric material. In the present embodiment, the piezoelectric plate 30 is made of quartz. The piezoelectric plate 30 may be formed of a piezoelectric material such as lithium tantalate and lithium niobate.

圧電板30は、一対の振動腕部31,32(第1振動腕部31及び第2振動腕部32)と、一対の振動腕部31,32の基端同士を接続する基部35と、基部35に連結され且つ一対の振動腕部31,32の幅方向の外方に配置された一対の支持腕部33,34(第1支持腕部33及び第2支持腕部34)と、を備えている。Z軸方向から見て、圧電板30は、Y軸方向に沿う中心軸Oを対称軸として、エッチング残りを除き、実質的に線対称形状をなしている。   The piezoelectric plate 30 includes a pair of vibrating arm portions 31 and 32 (a first vibrating arm portion 31 and a second vibrating arm portion 32), a base portion 35 that connects base ends of the pair of vibrating arm portions 31 and 32, and a base portion. 35 and a pair of support arm portions 33 and 34 (a first support arm portion 33 and a second support arm portion 34) disposed on the outer side in the width direction of the pair of vibrating arm portions 31 and 32. ing. When viewed from the Z-axis direction, the piezoelectric plate 30 has a substantially line-symmetric shape with the central axis O along the Y-axis direction as the symmetry axis, except for the etching residue.

[振動腕部]
振動腕部31,32は、Y軸方向に長手を有する。振動腕部31,32は、基部35から+Y軸方向に向けて延出している。振動腕部31,32は、X軸方向に並んで平行に配置されている。振動腕部31,32は、基部35を固定端とし、先端を自由端として振動する。振動腕部31,32は、基部35の側に位置する本体部31A,32Aと、振動腕部31,32の先端側に位置する錘部31B,32Bと、を備えている。
[Vibrating arm]
The vibrating arm portions 31 and 32 have a length in the Y-axis direction. The vibrating arm portions 31 and 32 extend from the base portion 35 toward the + Y axis direction. The vibrating arm portions 31 and 32 are arranged in parallel along the X-axis direction. The vibrating arms 31 and 32 vibrate with the base 35 as a fixed end and the tip as a free end. The vibrating arm portions 31 and 32 include main body portions 31 </ b> A and 32 </ b> A positioned on the base 35 side and weight portions 31 </ b> B and 32 </ b> B positioned on the distal end side of the vibrating arm portions 31 and 32.

本体部31A,32Aには、溝部37が形成されている。溝部37は、本体部31A,32Aの両主面(厚み方向の両面)において、厚み方向内側に凹んでいる。溝部37は、本体部31A,32Aの長手方向に亘って延在している。   Groove portions 37 are formed in the main body portions 31A and 32A. The groove portion 37 is recessed inward in the thickness direction on both main surfaces (both surfaces in the thickness direction) of the main body portions 31A and 32A. The groove portion 37 extends over the longitudinal direction of the main body portions 31A and 32A.

なお、本体部31A,32Aには、所定の駆動電圧が印加されたときに、振動腕部31,32を幅方向に振動させる不図示の励振電極が設けられている。   The main body portions 31A and 32A are provided with excitation electrodes (not shown) that vibrate the vibrating arm portions 31 and 32 in the width direction when a predetermined drive voltage is applied.

Z軸方向から見て、錘部31B,32Bは、Y軸方向に長手を有する長方形形状をなしている。振動腕部31,32の厚み方向から見て、錘部31B,32Bの幅は、振動腕部31,32の長手方向で一定である。   When viewed from the Z-axis direction, the weight portions 31B and 32B have a rectangular shape having a length in the Y-axis direction. As seen from the thickness direction of the vibrating arm portions 31 and 32, the widths of the weight portions 31 </ b> B and 32 </ b> B are constant in the longitudinal direction of the vibrating arm portions 31 and 32.

X軸方向において、錘部31B,32Bの幅は、本体部31A,32Aの幅よりも広い。これにより、振動腕部31,32の先端の質量を増加させるとともに、振動時の慣性モーメントを増大させることができる。そのため、錘部31B,32Bを有しない圧電振動片と比較して、振動腕部31,32を短縮することができる。   In the X-axis direction, the weight portions 31B and 32B are wider than the main body portions 31A and 32A. Thereby, while increasing the mass of the front-end | tip of the vibrating arm parts 31 and 32, the moment of inertia at the time of a vibration can be increased. Therefore, the vibrating arm portions 31 and 32 can be shortened compared to a piezoelectric vibrating piece that does not have the weight portions 31B and 32B.

図示はしないが、錘部31B,32Bには、励振電極と一体に形成された重り金属膜が形成されている。重り金属膜は、振動腕部31,32の先端の質量を増加させる。重り金属膜は、振動腕部31,32を短縮したときに、共振周波数の上昇を抑制する。   Although not shown, weight parts 31B and 32B are formed with a weight metal film formed integrally with the excitation electrode. The weight metal film increases the mass of the tips of the vibrating arm portions 31 and 32. The weight metal film suppresses an increase in resonance frequency when the vibrating arm portions 31 and 32 are shortened.

[支持腕部]
Z軸方向から見て、支持腕部33,34は、L字状をなしている。支持腕部33,34は、基部35及び振動腕部31,32(本体部31A,32A)の幅方向の外方に配置されている。具体的に、支持腕部33,34は、基部35における幅方向の両側面から幅方向の外方に向けて突出した後、+Y軸方向に向けて突出し、Y軸方向に沿って振動腕部31,32と平行に延在している。
[Supporting arm]
The support arm portions 33 and 34 are L-shaped when viewed from the Z-axis direction. The support arm portions 33 and 34 are disposed outward in the width direction of the base portion 35 and the vibrating arm portions 31 and 32 (main body portions 31A and 32A). Specifically, the support arm portions 33 and 34 protrude from the both side surfaces of the base portion 35 in the width direction toward the outside in the width direction, then protrude toward the + Y axis direction, and the vibrating arm portions along the Y axis direction. 31 and 32 extend in parallel.

支持腕部33,34には、圧電振動片3をパッケージ本体5(図2参照)に実装する際のマウント部33a,34aがそれぞれ設けられている。マウント部33a,34aは、支持腕部33,34の先端寄りに配置されている。   Mounted portions 33a and 34a for mounting the piezoelectric vibrating reed 3 on the package body 5 (see FIG. 2) are provided on the support arm portions 33 and 34, respectively. The mount portions 33a and 34a are disposed near the tips of the support arm portions 33 and 34.

図5(図2)では便宜上、マウント部33a,34aの領域を仮想線(二点鎖線)で区画している。図示はしないが、マウント部33a,34aには、2系統のマウント電極がそれぞれ設けられている。2系統のマウント電極は、2系統の引き回し電極によって2系統の励振電極にそれぞれ導通している。   In FIG. 5 (FIG. 2), for the sake of convenience, the regions of the mount portions 33a and 34a are partitioned by virtual lines (two-dot chain lines). Although not shown, the mount portions 33a and 34a are each provided with two systems of mount electrodes. The two mount electrodes are electrically connected to the two excitation electrodes by the two lead electrodes.

[エッチング残り]
圧電振動片3の外周面には、水晶のエッチング異方性により、エッチング残りが形成されている。図5(図2)では便宜上、一対の振動腕部31,32の叉部40(第1叉部)に形成されたエッチング残り40E、及び支持腕部33,34と基部35との叉部41,42(第2叉部)に形成されたエッチング残り41E,42Eを誇張して図示している。Z軸方向から見て、エッチング残り40E,41E,42Eの外形は、−X軸方向側ほど+Y軸方向側に位置するように傾斜している。
[Etching residue]
An etching residue is formed on the outer peripheral surface of the piezoelectric vibrating piece 3 due to etching anisotropy of crystal. In FIG. 5 (FIG. 2), for the sake of convenience, the etching residue 40E formed on the fork portion 40 (first fork portion) of the pair of vibrating arm portions 31 and 32, and the fork portion 41 of the support arm portions 33 and 34 and the base portion 35. , 42 (second fork), the etching residues 41E, 42E formed in an exaggerated manner. When viewed from the Z-axis direction, the outer shapes of the etching residues 40E, 41E, and 42E are inclined so as to be positioned on the + Y-axis direction side toward the −X-axis direction side.

振動腕部31,32の長手方向と平行かつ一対の振動腕部31,32の幅方向と直交する断面視(以下、単に「断面視」ということがある。)で、第1叉部40及び第2叉部41,42には、振動腕部31,32の先端側に突出する突出部45(図6参照)が形成されている。以下、第2叉部41(具体的には、第1支持腕部33と基部35との叉部)の断面視について説明する。なお、第1叉部40及び第2叉部42の断面視については、第2叉部41の断面視と同様の形状を有するため、その説明を省略する。   The first fork 40 and the first fork 40 are shown in a cross-sectional view parallel to the longitudinal direction of the vibrating arm portions 31 and 32 and perpendicular to the width direction of the pair of vibrating arm portions 31 and 32 (hereinafter sometimes simply referred to as “cross-sectional view”). The second fork portions 41 and 42 are formed with protruding portions 45 (see FIG. 6) that protrude toward the distal ends of the vibrating arm portions 31 and 32. Hereinafter, a sectional view of the second fork 41 (specifically, the fork of the first support arm 33 and the base 35) will be described. In addition, about the cross-sectional view of the 1st fork part 40 and the 2nd fork part 42, since it has the same shape as the cross-sectional view of the 2nd fork part 41, the description is abbreviate | omitted.

<突出部(第2突出部)>
図6は、第2叉部41の断面視を示す図である。
図6に示すように、第2叉部41の断面視で、突出部45(第2突出部)は、+Y軸方向側に頂角を有する三角形状をなしている。突出部45は、第2叉部41の厚み方向(基部35の厚み方向)の内側ほど+Y軸方向側に位置するように第2叉部41の厚み方向の一面に対して傾斜する傾斜面45aを有している。突出部45は、斜辺として実質的に同じ長さの傾斜面45aを有する二等辺三角形状をなしている。
<Projection (second projection)>
FIG. 6 is a cross-sectional view of the second fork 41.
As shown in FIG. 6, in a cross-sectional view of the second fork 41, the protrusion 45 (second protrusion) has a triangular shape having an apex angle on the + Y axis direction side. The protruding portion 45 is an inclined surface 45a that is inclined with respect to one surface in the thickness direction of the second fork 41 so that the inner side in the thickness direction of the second fork 41 (thickness direction of the base 35) is located on the + Y-axis direction side. have. The protrusion 45 has an isosceles triangle shape having an inclined surface 45a having substantially the same length as the hypotenuse.

突出部45は、第2叉部41の+Y軸方向側の面に配置されている。第2叉部41の厚み方向(Z軸方向)の中央に配置されている。第2叉部41の断面視で、突出部45は、第2叉部41の厚み方向の中心線J1を対称軸として線対称形状をなしている。   The protrusion 45 is disposed on the surface of the second fork 41 on the + Y axis direction side. The second fork 41 is disposed at the center in the thickness direction (Z-axis direction). In the cross-sectional view of the second fork 41, the protrusion 45 has a line-symmetric shape with the center line J <b> 1 in the thickness direction of the second fork 41 as the axis of symmetry.

<段部>
第2叉部41の断面視で、突出部45と反対側の部分(すなわち、第2叉部41の−Y軸方向側の部分)には、段部46(第2段部)が形成されている。第2叉部41の断面視において、段部46の側の傾斜に段差をつけることで、突出部45と反対側の部分のバランスを取ることができるため、断面全体のバランスを取ることができる。第2叉部41の断面視で、段部46は、第2叉部41の厚み方向の内側ほど突出部45の側に位置するように第2叉部41の一面41aに対して傾斜する第1傾斜部46aと、第2叉部41の厚み方向の内側ほど突出部45と反対側に位置するように第2叉部41の他面41bに対して傾斜する第2傾斜部46bと、第1傾斜部46aと第2傾斜部46bとを連結する連結部46cと、を備えている。
<Step part>
A step 46 (second step) is formed in a portion opposite to the protrusion 45 in the cross-sectional view of the second fork 41 (that is, a portion on the −Y axis direction side of the second fork 41). ing. In the cross-sectional view of the second fork 41, the step on the side of the step 46 can be stepped to balance the portion on the opposite side of the protrusion 45, so that the entire cross-section can be balanced. . In a cross-sectional view of the second fork 41, the stepped portion 46 is inclined with respect to the one surface 41 a of the second fork 41 so that the inner side in the thickness direction of the second fork 41 is located closer to the protrusion 45. A first inclined portion 46a, a second inclined portion 46b that is inclined with respect to the other surface 41b of the second forked portion 41 so that the inner side in the thickness direction of the second forked portion 41 is located on the opposite side of the protruding portion 45, A connecting portion 46c that connects the first inclined portion 46a and the second inclined portion 46b.

具体的に、第1傾斜部46aは、第2叉部41の一面41aの−Y軸方向端から−Z軸方向側ほど+Y軸方向側に位置するように傾斜する直線状をなしている。第1傾斜部46aの−Z軸方向端は、中心軸J1よりも+Z軸方向側に位置している。   Specifically, the first inclined portion 46a has a linear shape that is inclined so as to be positioned on the + Y-axis direction side from the −Y-axis direction end of the one surface 41a of the second fork portion 41 toward the −Z-axis direction side. The −Z-axis direction end of the first inclined portion 46a is located on the + Z-axis direction side with respect to the central axis J1.

第2傾斜部46bは、第2叉部41の他面41bの−Y軸方向端から+Z軸方向側ほど−Y軸方向側に位置するように傾斜する直線状をなしている。第2傾斜部46bの+Z軸方向端は、中心軸J1よりも−Z軸方向側に位置している。なお、Y軸方向において、第2叉部41の他面41bの−Y軸方向端は、第2叉部41の一面41aの−Y軸方向端と実質的に同じ位置に配置されている。   The second inclined portion 46b is linearly inclined so as to be positioned closer to the −Y-axis direction side from the −Y-axis direction end of the other surface 41b of the second fork portion 41 toward the + Z-axis direction side. The + Z-axis direction end of the second inclined portion 46b is located on the −Z-axis direction side with respect to the central axis J1. In the Y-axis direction, the −Y-axis direction end of the other surface 41 b of the second fork part 41 is disposed at substantially the same position as the −Y-axis direction end of the one surface 41 a of the second fork part 41.

連結部46cは、第1傾斜部46aの−Z軸方向端と第2傾斜部46bの+Z軸方向端とを連結している。連結部46cは、第1傾斜部46aの−Z軸方向端から−Z軸方向側ほど−Y軸方向側に位置するように傾斜する直線状をなして延びて第2傾斜部46aの+Z軸方向端に至っている。   The connecting portion 46c connects the −Z-axis direction end of the first inclined portion 46a and the + Z-axis direction end of the second inclined portion 46b. The connecting portion 46c extends in a straight line so as to be positioned closer to the -Y-axis direction side from the -Z-axis direction end of the first inclined portion 46a to the -Y-axis direction side, and the + Z-axis of the second inclined portion 46a It reaches the end of the direction.

第2叉部41の断面視で、第2叉部41の他面41bの−Y軸方向端と第2叉部41の一面41aの−Y軸方向端とを通る仮想線をJ2とする。第2叉部41の断面視で、段部46の外形は、中心軸J1と仮想線J2の交点Pcを中心として、回転対称(2回対称)の形状をなしている。   An imaginary line passing through the −Y-axis direction end of the other surface 41b of the second fork 41 and the −Y-axis direction end of the one surface 41a of the second fork 41 in a cross-sectional view of the second fork 41 is J2. In a cross-sectional view of the second fork portion 41, the outer shape of the stepped portion 46 has a rotationally symmetric (two-fold symmetry) shape around the intersection Pc between the central axis J1 and the virtual line J2.

第2叉部41の断面視で、第1傾斜部46aと連結部46cとの交点を第1変曲点P1とし、第2傾斜部46bと連結部46cとの交点を第2変曲点P2とする。第1変曲点P1及び第2変曲点P2は、第2叉部41の厚み方向で突出部45と重なっている。具体的に、第1変曲点P1は、Z軸方向において、突出部45の傾斜面45aの+Z軸方向端Q1と中心軸J1との間に位置している。一方、第2変曲点P2は、突出部の傾斜面45aの−Z軸方向端Q2と中心軸J1との間に位置している。   In a cross-sectional view of the second fork 41, the intersection of the first inclined portion 46a and the connecting portion 46c is the first inflection point P1, and the intersection of the second inclined portion 46b and the connecting portion 46c is the second inflection point P2. And The first inflection point P <b> 1 and the second inflection point P <b> 2 overlap the protrusion 45 in the thickness direction of the second fork 41. Specifically, the first inflection point P1 is located between the + Z-axis direction end Q1 of the inclined surface 45a of the protrusion 45 and the central axis J1 in the Z-axis direction. On the other hand, the second inflection point P2 is located between the −Z-axis direction end Q2 of the inclined surface 45a of the protrusion and the central axis J1.

[圧電振動片の接続状態]
図2に示すように、圧電振動片3は、気密封止されたパッケージ2のキャビティC内に収容されている。支持腕部33,34は、実装部14A,14Bに設けられた2つの電極パッド20A,20Bにそれぞれ導電性接着剤を介して電気的及び機械的に接合されている。振動腕部31,32は、基部35を介して支持されている。図示はしないが、2系統のマウント電極は、それぞれ電極パッド20A,20Bに電気的に接続されている。
[Connection state of piezoelectric vibrating piece]
As shown in FIG. 2, the piezoelectric vibrating reed 3 is accommodated in the cavity C of the hermetically sealed package 2. The support arm portions 33 and 34 are electrically and mechanically joined to the two electrode pads 20A and 20B provided on the mounting portions 14A and 14B, respectively, via a conductive adhesive. The vibrating arm portions 31 and 32 are supported via the base portion 35. Although not shown, the two mount electrodes are electrically connected to the electrode pads 20A and 20B, respectively.

なお、支持腕部33,34と電極パッド20A,20Bとを接合する導電性接合材としては、金属バンプを用いてもよい。金属バンプは、接合初期の段階では流動性を有し、かつ、接合後期の段階では固化して接合強度を発現する性質を有する。上記の導電性接着剤も、金属バンプと共通の性質を有する。   Metal bumps may be used as the conductive bonding material for bonding the support arm portions 33 and 34 and the electrode pads 20A and 20B. The metal bump has fluidity in the early stage of bonding and has a property of solidifying and expressing bonding strength in the later stage of bonding. The conductive adhesive also has the same properties as the metal bumps.

図示はしないが、外部電極21A,21B(図3参照)に所定の電圧が印加されると、本体部31A,32Aにそれぞれ形成された2系統の励振電極に電流が流れ、2系統の励振電極間に電界が発生する。例えば、振動腕部31,32は、2系統の励振電極間に発生する電界による逆圧電効果によって、互いに近接又は離反する方向(X軸方向)に所定の共振周波数で振動する。例えば、振動腕部31,32の振動は、時刻源、制御信号のタイミング源、又はリファレンス信号源等に用いることができる。   Although not shown, when a predetermined voltage is applied to the external electrodes 21A and 21B (see FIG. 3), current flows through the two excitation electrodes formed in the main body portions 31A and 32A, respectively, and the two excitation electrodes. An electric field is generated between them. For example, the vibrating arm portions 31 and 32 vibrate at a predetermined resonance frequency in a direction close to or away from each other (X-axis direction) by an inverse piezoelectric effect caused by an electric field generated between two systems of excitation electrodes. For example, the vibration of the vibrating arm portions 31 and 32 can be used as a time source, a timing source of control signals, a reference signal source, or the like.

[圧電振動片の製造方法]
次に、本実施形態の圧電振動片3の製造方法の一例について説明する。
先ず、ウエハを準備する。例えば、水晶のランバート原石をスライスして一定の厚みのウエハとする。
次に、フォトリソグラフィ技術によってウエハの厚み方向の両面に、圧電板30(図5参照)及びフレーム部(不図示)の外形形状に対応する形状のマスク(以下「外形マスク」という。)を形成する。次に、ウエハをウェットエッチング加工する。これにより、外形マスクにマスクされていない領域を選択的に除去して、圧電板30(図5参照)及びフレーム部(不図示)の外形形状を形成する(外形形成工程)。
[Method for manufacturing piezoelectric vibrating piece]
Next, an example of a method for manufacturing the piezoelectric vibrating piece 3 of this embodiment will be described.
First, a wafer is prepared. For example, a crystal Lambert rough is sliced into a wafer having a certain thickness.
Next, a mask (hereinafter referred to as “outer shape mask”) having a shape corresponding to the outer shape of the piezoelectric plate 30 (see FIG. 5) and the frame portion (not shown) is formed on both surfaces in the thickness direction of the wafer by photolithography. To do. Next, the wafer is wet etched. As a result, regions not masked by the outer shape mask are selectively removed to form outer shapes of the piezoelectric plate 30 (see FIG. 5) and the frame portion (not shown) (outer shape forming step).

図7は、外形形成工程において、ウエハ50の厚み方向の両面に形成する外形マスク51,52の配置の一例を示す、図6に相当する断面図である。すなわち、図7は、ウエハ50のうち、第2叉部41(図6参照)の形成前の部分を示す断面図である。なお、図7では便宜上、ウエハ50の断面ハッチを省略している。   FIG. 7 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 6 showing an example of the arrangement of the outer shape masks 51 and 52 formed on both surfaces in the thickness direction of the wafer 50 in the outer shape forming step. That is, FIG. 7 is a cross-sectional view showing a portion of the wafer 50 before the formation of the second fork 41 (see FIG. 6). In FIG. 7, the cross-sectional hatch of the wafer 50 is omitted for convenience.

図7に示すように、Y軸方向において、ウエハ50の一面50aに形成する外形マスク51(以下「第1マスク51」という。)の+Y軸方向端は、ウエハ50の他面50bに形成する外形マスク(以下「第2マスク52」という。)の+Y軸方向端と実質的に同じ位置とする。一方、Y軸方向において、第1マスク51の−Y軸方向端は、第2マスク52の−Y軸方向端よりも+Y軸方向側の位置とする。   As shown in FIG. 7, the + Y-axis direction end of the outer shape mask 51 (hereinafter referred to as “first mask 51”) formed on one surface 50 a of the wafer 50 in the Y-axis direction is formed on the other surface 50 b of the wafer 50. The outer shape mask (hereinafter referred to as “second mask 52”) has substantially the same position as the + Y-axis direction end. On the other hand, in the Y-axis direction, the −Y-axis direction end of the first mask 51 is a position on the + Y-axis direction side of the −Y-axis direction end of the second mask 52.

図7の断面視で、第1マスク51の−Y軸方向端と第2マスク52の−Y軸方向端とのY軸方向のずれをL、ウエハ50の厚みをt、カット角をKとする。ここで、カット角Kは、ウエハ50から圧電板30を切り出すときの結晶軸に対する角度を意味する。ずれL、ウエハ50の厚み、カット角Kは、
0<L<2×t×tanK
を満たしている。
In the cross-sectional view of FIG. 7, the deviation in the Y-axis direction between the −Y-axis direction end of the first mask 51 and the −Y-axis direction end of the second mask 52 is L, the thickness of the wafer 50 is t, and the cut angle is K. To do. Here, the cut angle K means an angle with respect to the crystal axis when the piezoelectric plate 30 is cut out from the wafer 50. The deviation L, the thickness of the wafer 50, and the cut angle K are
0 <L <2 × t × tanK
Meet.

仮に、L=0の場合、既存設計と同じとなる。一方、L≧2×t×tanKの場合、第2叉部の断面形状が第2叉部の厚み方向でアンバランスな形状となる可能性がある。これに対し、本実施形態によれば、0<L<2×t×tanKを満たすことで、第2叉部41(図6参照)の断面形状を、第2叉部41の厚み方向でバランスの良い形状とすることができる。   If L = 0, it is the same as the existing design. On the other hand, in the case of L ≧ 2 × t × tanK, there is a possibility that the cross-sectional shape of the second fork becomes an unbalanced shape in the thickness direction of the second fork. In contrast, according to the present embodiment, the cross-sectional shape of the second fork 41 (see FIG. 6) is balanced in the thickness direction of the second fork 41 by satisfying 0 <L <2 × t × tanK. It can be set as a good shape.

例えば、ウェットエッチング加工は、外形マスク51,52が形成されたウエハ50を薬液に浸漬して行う。これにより、ウェットエッチング加工を、ウエハ50の両面50a,50bから同時に進行させることができる。   For example, the wet etching process is performed by immersing the wafer 50 on which the outer masks 51 and 52 are formed in a chemical solution. Thereby, the wet etching process can proceed simultaneously from both surfaces 50a and 50b of the wafer 50.

図7の断面視で、Y軸方向において、第1マスク51の+Y軸方向端は、第2マスク52の+Y軸方向端と実質的に同じ位置である。そのため、図6に示すように、エッチング後の断面(第2叉部41の+Y軸方向側の部分、突出部45)は、中心線J1を対称軸として線対称形状となる。   7, the + Y-axis direction end of the first mask 51 is substantially the same position as the + Y-axis direction end of the second mask 52 in the Y-axis direction. Therefore, as shown in FIG. 6, the cross section after etching (the portion of the second fork 41 on the + Y-axis direction side, the protruding portion 45) has a line-symmetric shape with the center line J1 as the axis of symmetry.

一方、図7の断面視で、Y軸方向において、第1マスク51の−Y軸方向端は、第2マスク52の−Y軸方向端よりも+Y軸方向側の位置である。ここで、ウエハ50は、水晶のエッチング異方性により、−Y軸方向側においては、−Z軸方向側の方が+Z軸方向側よりもエッチングされやすい性質を有している。   On the other hand, in the Y-axis direction, the −Y-axis direction end of the first mask 51 is a position on the + Y-axis direction side of the −Y-axis direction end of the second mask 52 in the cross-sectional view of FIG. Here, due to the etching anisotropy of the quartz crystal, the wafer 50 has a property that, on the −Y axis direction side, the −Z axis direction side is more easily etched than the + Z axis direction side.

本実施形態では、エッチングがされやすい側の第2マスク52を、エッチングがされにくい側の第1マスク51よりも−Y軸方向側に延出させている。これにより、ウエハ50の−Y軸方向側において、+Z軸方向側の部分と−Z軸方向側の部分とのエッチング速度がバランスよくなるよう調整している。   In the present embodiment, the second mask 52 on the side that is easily etched is extended to the −Y axis direction side from the first mask 51 on the side that is difficult to etch. Thereby, on the −Y axis direction side of the wafer 50, the etching rate of the portion on the + Z axis direction side and the portion on the −Z axis direction side is adjusted to be balanced.

ウエハ50の−Y軸方向側において、+Z軸方向側の部分は、カット角Kをなす仮想線Vに沿うように傾斜する第1傾斜部46a(図6参照)となる。一方、ウエハ50の−Y軸方向側において、−Z軸方向側の部分は、カット角Kをなす仮想線Vに沿うように傾斜する第2傾斜部46b(図6参照)となる。図6に示すように、ウェットエッチング加工は、連結部46c(すなわち、段部46の変曲点P1,P2)を残した状態で終了する。   On the −Y-axis direction side of the wafer 50, a portion on the + Z-axis direction side is a first inclined portion 46 a (see FIG. 6) that is inclined along the imaginary line V forming the cut angle K. On the other hand, on the −Y-axis direction side of the wafer 50, a portion on the −Z-axis direction side becomes a second inclined portion 46 b (see FIG. 6) that is inclined along the imaginary line V forming the cut angle K. As shown in FIG. 6, the wet etching process is finished in a state where the connecting portion 46c (that is, the inflection points P1 and P2 of the step portion 46) remains.

これにより、エッチング後の断面(第2叉部41の−Y軸方向側の部分)は、交点Pcを中心とした2回対称の形状をなす段部46となる。なお、エッチング時間を調整することにより、第1変曲点P1を、Z軸方向において、突出部45の傾斜面45aの+Z軸方向端Q1と中心軸J1との間に位置させる。一方、第2変曲点P2を、突出部の傾斜面45aの−Z軸方向端Q2と中心軸J1との間に位置させる。   Thereby, the cross section after etching (the portion on the −Y axis direction side of the second fork portion 41) becomes a stepped portion 46 having a two-fold symmetrical shape with the intersection Pc as the center. By adjusting the etching time, the first inflection point P1 is positioned between the + Z-axis direction end Q1 of the inclined surface 45a of the protrusion 45 and the central axis J1 in the Z-axis direction. On the other hand, the second inflection point P2 is positioned between the −Z-axis direction end Q2 of the inclined surface 45a of the protrusion and the central axis J1.

そして、外形形成工程の後、電極形成工程、重り金属膜形成工程、周波数調整工程、個片化工程を順に行う。これにより、ウエハ50から圧電振動片3を製造することができる。   And after an external shape formation process, an electrode formation process, a weight metal film formation process, a frequency adjustment process, and an individualization process are performed in order. Thereby, the piezoelectric vibrating piece 3 can be manufactured from the wafer 50.

以上説明したように、本実施形態に係る圧電振動片3及び圧電振動子1は、一対の振動腕部31,32と、一対の振動腕部31,32の基端同士を接続する基部35と、を備え、振動腕部31,32の長手方向と平行かつ一対の振動腕部31,32の幅方向と直交する断面視で、一対の振動腕部31,32の叉部40には、振動腕部31,32の先端側に突出する突出部45が形成され、前記断面視で、突出部45と反対側の部分には、段部46が形成され、前記断面視で、段部46は、基部35の厚み方向の内側ほど突出部45の側に位置するように基部35の一面に対して傾斜する第1傾斜部46aと、基部35の厚み方向の内側ほど突出部45と反対側に位置するように基部35の他面に対して傾斜する第2傾斜部46bと、第1傾斜部46aと第2傾斜部46bとを連結する連結部46cと、を備えている。   As described above, the piezoelectric vibrating reed 3 and the piezoelectric vibrator 1 according to this embodiment include the pair of vibrating arm portions 31 and 32 and the base portion 35 that connects the base ends of the pair of vibrating arm portions 31 and 32. And the fork portion 40 of the pair of vibrating arm portions 31 and 32 has vibration in a cross-sectional view parallel to the longitudinal direction of the vibrating arm portions 31 and 32 and perpendicular to the width direction of the pair of vibrating arm portions 31 and 32. A projecting portion 45 projecting to the distal end side of the arm portions 31 and 32 is formed, and a step portion 46 is formed on a portion opposite to the projecting portion 45 in the cross-sectional view. The first inclined portion 46a is inclined with respect to one surface of the base portion 35 so that the inner side in the thickness direction of the base portion 35 is located on the side of the protruding portion 45, and on the opposite side of the protruding portion 45 toward the inner side in the thickness direction of the base portion 35. A second inclined portion 46b that is inclined with respect to the other surface of the base portion 35 so as to be positioned, and a first inclined portion 46a and a connecting portion 46c for connecting the second inclined portion 46b, and a.

本実施形態によれば、前記断面視で、突出部45と反対側の部分には段部46が形成されていることで、一対の振動腕部31,32の叉部40の断面形状を、圧電振動片3の厚み方向でバランスの良い形状とすることができる。したがって、振動漏れの発生及び耐衝撃性の低下を抑制することができる。
ところで、水晶等の圧電材料からなるウエハ50をウェットエッチング加工すると、前記断面視で突出部45と反対側の部分に、エッチング残りとして、圧電材料の自然結晶面からなる異形部が形成される場合がある。異形部の表面は、ウエハ50の主面50a,5bに対して傾斜した面となる。したがって、本実施形態によれば、圧電材料の性質(エッチング異方性)を利用して第1傾斜部46a及び第2傾斜部46b(すなわち、段部46の傾斜)を形成することができるため、製造効率を向上する上で好適である。
According to the present embodiment, the cross-sectional shape of the fork portion 40 of the pair of vibrating arm portions 31 and 32 is formed by forming the stepped portion 46 in the portion opposite to the protruding portion 45 in the cross-sectional view. The piezoelectric vibrating piece 3 can have a well-balanced shape in the thickness direction. Therefore, occurrence of vibration leakage and reduction in impact resistance can be suppressed.
By the way, when the wafer 50 made of a piezoelectric material such as quartz is subjected to wet etching, a deformed portion made of a natural crystal plane of the piezoelectric material is formed as an etching residue in a portion opposite to the protruding portion 45 in the sectional view. There is. The surface of the deformed portion is a surface inclined with respect to the main surfaces 50 a and 5 b of the wafer 50. Therefore, according to the present embodiment, the first inclined portion 46a and the second inclined portion 46b (that is, the inclination of the step portion 46) can be formed using the property (etching anisotropy) of the piezoelectric material. It is suitable for improving the production efficiency.

また、本実施形態では、前記断面視で、第1傾斜部46aと連結部46cとの交点を第1変曲点P1とし、第2傾斜部46bと連結部46cとの交点を第2変曲点P2としたとき、第1変曲点P1及び第2変曲点P2は、基部35の厚み方向で突出部45と重なっている。   In the present embodiment, in the cross-sectional view, the intersection between the first inclined portion 46a and the connecting portion 46c is the first inflection point P1, and the intersection between the second inclined portion 46b and the connecting portion 46c is the second inflection. When the point P <b> 2 is set, the first inflection point P <b> 1 and the second inflection point P <b> 2 overlap the protruding portion 45 in the thickness direction of the base portion 35.

本実施形態によれば、前記断面視で、第1変曲点P1及び第2変曲点P2が基部35の厚み方向で突出部45とずれている場合と比較して、一対の振動腕部31,32の叉部40の断面形状を、圧電振動片3の厚み方向でより一層バランスの良い形状とすることができる。したがって、振動漏れの発生及び耐衝撃性の低下をより確実に抑制することができる。   According to the present embodiment, the first inflection point P <b> 1 and the second inflection point P <b> 2 are displaced from the protrusion 45 in the thickness direction of the base 35 in the cross-sectional view, as compared with the pair of vibrating arm portions. The cross-sectional shapes of the fork portions 31 and 32 can be made to have a more balanced shape in the thickness direction of the piezoelectric vibrating piece 3. Therefore, the occurrence of vibration leakage and the reduction in impact resistance can be more reliably suppressed.

また、本実施形態では、基部35に連結され且つ一対の振動腕部31,32の幅方向の外方に配置された一対の支持腕部33,34を更に備え、前記断面視で、支持腕部33,34と基部35との第2叉部41,42には、振動腕部31,32の先端側に突出する第2突出部45が形成され、前記断面視で、第2突出部45と反対側の部分には、第2段部46が形成されている。   Moreover, in this embodiment, it is further provided with a pair of support arm parts 33 and 34 which are connected to the base part 35 and are arranged on the outer side in the width direction of the pair of vibrating arm parts 31 and 32. The second fork portions 41 and 42 of the portions 33 and 34 and the base portion 35 are formed with second projecting portions 45 projecting toward the distal ends of the vibrating arm portions 31 and 32, and the second projecting portions 45 in the cross-sectional view. A second step portion 46 is formed on the opposite side to the portion.

本実施形態によれば、前記断面視で、第2突出部45と反対側の部分には第2段部46が形成されていることで、第2叉部41,42の断面形状を、圧電振動片3の厚み方向でバランスの良い形状とすることができる。したがって、サイドアーム型の圧電振動片3において、振動漏れの発生及び耐衝撃性の低下を抑制することができる。特に、サイドアーム型の圧電振動片3は、支持腕部33,34を備えていない振動片よりも叉部40,41,42の箇所が多いため、振動漏れの発生及び耐衝撃性の低下を抑制する上で好適である。   According to the present embodiment, the second step portion 46 is formed on the opposite side of the second protrusion 45 in the cross-sectional view, so that the cross-sectional shape of the second fork portions 41 and 42 is changed to the piezoelectric shape. It can be set as a well-balanced shape in the thickness direction of the resonator element 3. Therefore, in the side arm type piezoelectric vibrating piece 3, it is possible to suppress the occurrence of vibration leakage and the reduction in impact resistance. In particular, the side arm type piezoelectric vibrating piece 3 has more fork portions 40, 41, and 42 than the vibrating piece that does not include the support arm portions 33 and 34. Therefore, the occurrence of vibration leakage and a reduction in shock resistance are caused. It is suitable for suppression.

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態において、圧電振動片3は、支持腕部33,34が振動腕部31,32の外側に配置された、いわゆるサイドアーム型の振動片であった。しかしながらこれに限定されず、圧電振動片は、例えば1つの支持腕部が一対の振動腕部の間に配置された、いわゆるセンターアーム型の振動片であってもよいし、支持腕部を備えていない振動片であってもよい。また、振動腕部には、溝部が形成されていなくてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment described with reference to the drawings, and various modifications can be considered within the technical scope thereof.
For example, in the above-described embodiment, the piezoelectric vibrating piece 3 is a so-called side arm type vibrating piece in which the support arm portions 33 and 34 are disposed outside the vibrating arm portions 31 and 32. However, the present invention is not limited to this, and the piezoelectric vibrating piece may be a so-called center arm type vibrating piece in which one supporting arm portion is disposed between a pair of vibrating arm portions, and includes a supporting arm portion. It may be a vibrating piece. Moreover, the groove part does not need to be formed in the vibrating arm part.

また、上記実施形態において、前記断面視で、第1叉部40及び第2叉部41,42のそれぞれに突出部45が形成されていた。しかしながらこれに限らず、前記断面視で、第1叉部40又は第2叉部41,42の何れかに突出部45が形成されていてもよい。すなわち、前記断面視で、第1叉部40及び第2叉部41,42の少なくとも一方に突出部45が形成されていればよい。   Moreover, in the said embodiment, the protrusion part 45 was formed in each of the 1st fork part 40 and the 2nd fork part 41,42 by the said cross sectional view. However, the present invention is not limited to this, and the protrusion 45 may be formed on either the first fork 40 or the second fork 41 or 42 in the cross-sectional view. That is, it is only necessary that the protrusion 45 be formed on at least one of the first fork 40 and the second fork 41 and 42 in the cross-sectional view.

また、上記実施形態において、前記断面視で、第1変曲点P1及び第2変曲点P2は、基部35の厚み方向で突出部45と重なっていた。しかしながらこれに限定されず、前記断面視で、第1変曲点P1及び第2変曲点P2が基部35の厚み方向で突出部45とずれていてもよい。   In the embodiment, the first inflection point P <b> 1 and the second inflection point P <b> 2 overlap the protrusion 45 in the thickness direction of the base 35 in the cross-sectional view. However, the present invention is not limited to this, and the first inflection point P <b> 1 and the second inflection point P <b> 2 may be displaced from the protrusion 45 in the thickness direction of the base 35 in the cross-sectional view.

また、上記実施形態において、第2叉部41の断面視で、Y軸方向において、第2叉部41の他面41bの−Y軸方向端は、第2叉部41の一面41aの−Y軸方向端と実質的に同じ位置に配置されていた(図6参照)。しかしながらこれに限定されず、Y軸方向において、第2叉部41の他面41bの−Y軸方向端は、第2叉部41の一面41aの−Y軸方向端に対しずれていてもよい。
また、上記実施形態において、第2叉部41の断面視で、連結部46cは、−Z軸方向側ほど−Y軸方向側に位置するように傾斜する直線状をなしていた(図6参照)。しかしながらこれに限定されず、第2叉部の断面視で、連結部は、中心軸J1に沿う直線状をなしていてもよい。
以下の変形例において、上記実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。なお、図8〜図12において、符号145,245,345,445,545は突出部、146c,246c,346c,446c,546cは連結部をそれぞれ示す。
Further, in the above-described embodiment, in the Y-axis direction in the cross-sectional view of the second fork 41, the −Y-axis direction end of the other surface 41 b of the second fork 41 is −Y of the one surface 41 a of the second fork 41. It was disposed at substantially the same position as the axial end (see FIG. 6). However, the present invention is not limited to this, and in the Y-axis direction, the −Y-axis direction end of the other surface 41 b of the second fork 41 may be displaced from the −Y-axis direction end of the one surface 41 a of the second fork 41. .
Moreover, in the said embodiment, the cross-sectional view of the 2nd fork part 41 WHEREIN: The connection part 46c had comprised the linear form which inclines so that it may be located in the -Y-axis direction side as the -Z-axis direction side (refer FIG. 6). ). However, the present invention is not limited to this, and the connecting portion may have a linear shape along the central axis J1 in a cross-sectional view of the second fork.
In the following modifications, the same reference numerals are given to the same components as those in the above embodiment, and the detailed description thereof is omitted. 8 to 12, reference numerals 145, 245, 345, 445, and 545 denote projecting portions, and 146c, 246c, 346c, 446c, and 546c denote connecting portions, respectively.

[第1変形例]
例えば、図8に示すように、第2叉部141の断面視で、Y軸方向において、第2叉部141の他面141bの−Y軸方向端は、第2叉部141の一面141aの−Y軸方向端よりも−Y軸方向側に位置していてもよい。本変形例では、仮想線J2は、−Z軸方向側ほど−Y軸方向側に位置するように傾斜している。例えば、本変形例では、外形形成工程において、第1マスク51の−Y軸方向端と第2マスク52の−Y軸方向端とのY軸方向のずれL(図7参照)を、上記実施形態の寸法よりも大きくすることにより、段部146の外形とすることができる。
[First Modification]
For example, as shown in FIG. 8, in the cross-sectional view of the second fork 141, the −Y axis direction end of the other surface 141 b of the second fork 141 in the Y-axis direction is the surface 141 a of the second fork 141. It may be located on the −Y axis direction side from the −Y axis direction end. In this modification, the imaginary line J2 is inclined so as to be positioned on the −Y axis direction side toward the −Z axis direction side. For example, in this modification, in the outer shape forming step, the deviation L (see FIG. 7) in the Y-axis direction between the −Y-axis direction end of the first mask 51 and the −Y-axis direction end of the second mask 52 is performed as described above. By making it larger than the size of the form, the outer shape of the stepped portion 146 can be obtained.

[第2変形例]
例えば、図9に示すように、第2叉部241の断面視で、Y軸方向において、第2叉部241の他面241bの−Y軸方向端は、第2叉部241の一面241aの−Y軸方向端よりも+Y軸方向側に位置していてもよい。本変形例では、仮想線J2は、−Z軸方向側ほど+Y軸方向側に位置するように傾斜している。例えば、本変形例では、外形形成工程において、第1マスク51の−Y軸方向端と第2マスク52の−Y軸方向端とのY軸方向のずれL(図7参照)を、上記実施形態の寸法よりも小さくすることにより、段部246の外形とすることができる。
[Second Modification]
For example, as shown in FIG. 9, in the Y-axis direction, the −Y-axis direction end of the other surface 241 b of the second fork portion 241 is the surface of the first fork 241 a of the second fork portion 241 in the Y-axis direction. It may be located on the + Y-axis direction side from the −Y-axis direction end. In this modification, the imaginary line J2 is inclined so as to be located on the + Y-axis direction side toward the −Z-axis direction side. For example, in this modification, in the outer shape forming step, the deviation L (see FIG. 7) in the Y-axis direction between the −Y-axis direction end of the first mask 51 and the −Y-axis direction end of the second mask 52 is performed as described above. By making it smaller than the size of the form, the outer shape of the step portion 246 can be obtained.

[第3変形例]
例えば、図10に示すように、第2叉部341の断面視で、連結部346cは、中心軸J1と重なる直線状をなしていてもよい。例えば、本変形例では、外形形成工程において、ウェットエッチング加工を、+Z軸方向側のエッチングと−Z軸方向側のエッチングとが貫通した時点で終了することにより、段部346の外形とすることができる。
[Third Modification]
For example, as shown in FIG. 10, in the cross-sectional view of the second fork part 341, the connecting part 346c may have a linear shape overlapping the central axis J1. For example, in this modification, in the outer shape forming step, the wet etching process is finished when the etching on the + Z-axis direction side and the etching on the −Z-axis direction side are finished, so that the outer shape of the step portion 346 is obtained. Can do.

[第4変形例]
例えば、図11に示すように、第2叉部441の断面視で、連結部446cの長さを、第3変形例に係る連結部346cの長さよりも長くしてもよい。例えば、本変形例では、外形形成工程において、第1マスク51の−Y軸方向端と第2マスク52の−Y軸方向端とのY軸方向のずれL(図7参照)を、上記実施形態の寸法よりも大きくするとともに、ウェットエッチング加工を、+Z軸方向側のエッチングと−Z軸方向側のエッチングとが貫通した時点で終了することにより、段部446の外形とすることができる。
[Fourth Modification]
For example, as illustrated in FIG. 11, the length of the connecting portion 446 c may be longer than the length of the connecting portion 346 c according to the third modification in a cross-sectional view of the second fork portion 441. For example, in this modification, in the outer shape forming step, the deviation L (see FIG. 7) in the Y-axis direction between the −Y-axis direction end of the first mask 51 and the −Y-axis direction end of the second mask 52 is performed as described above. The outer shape of the step portion 446 can be made by making the size larger than the size of the form and ending the wet etching process when the etching on the + Z-axis direction side and the etching on the −Z-axis direction side pass.

[第5変形例]
例えば、図12に示すように、第2叉部541の断面視で、連結部546cの長さを、第3変形例に係る連結部346cの長さよりも短くしてもよい。例えば、本変形例では、外形形成工程において、第1マスク51の−Y軸方向端と第2マスク52の−Y軸方向端とのY軸方向のずれL(図7参照)を、第2変形例の寸法と同じとする。例えば、本変形例では、外形形成工程において、第1マスク51の−Y軸方向端と第2マスク52の−Y軸方向端とのY軸方向のずれL(図7参照)を、上記実施形態の寸法よりも小さくするとともに、ウェットエッチング加工を、+Z軸方向側のエッチングと−Z軸方向側のエッチングとが貫通した時点で終了することにより、段部546の外形とすることができる。
[Fifth Modification]
For example, as shown in FIG. 12, the length of the connecting portion 546c may be shorter than the length of the connecting portion 346c according to the third modification in a cross-sectional view of the second fork portion 541. For example, in the present modification, in the outer shape forming step, a shift L (see FIG. 7) in the Y-axis direction between the −Y-axis direction end of the first mask 51 and the −Y-axis direction end of the second mask 52 is expressed as a second. The dimensions are the same as those of the modification. For example, in this modification, in the outer shape forming step, the deviation L (see FIG. 7) in the Y-axis direction between the −Y-axis direction end of the first mask 51 and the −Y-axis direction end of the second mask 52 is performed as described above. The outer shape of the stepped portion 546 can be obtained by making the size smaller than the size of the form and ending the wet etching process when the etching on the + Z-axis direction side and the etching on the −Z-axis direction side pass.

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。   In addition, the constituent elements in the above-described embodiments can be appropriately replaced with known constituent elements without departing from the gist of the present invention.

1…圧電振動子 2…パッケージ 3…圧電振動片 31…第1振動腕部(振動腕部) 32…第2振動腕部(振動腕部) 33…第1支持腕部(支持腕部) 34…第2支持腕部(支持腕部) 35…基部 40…第1叉部(叉部) 41,42…叉部(第2叉部) 45,145,245,345,445,545…突出部(第2突出部) 46,146,246,346,446,546…段部(第2段部) 46a,146a,246a,346a,446a,546a…第1傾斜部 46b,146b,246b,346b,446b,546b…第2傾斜部 46c,146c,246c,346c,446c,546c…連結部 P1…第1変曲点 P2…第2変曲点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piezoelectric vibrator 2 ... Package 3 ... Piezoelectric vibration piece 31 ... 1st vibration arm part (vibration arm part) 32 ... 2nd vibration arm part (vibration arm part) 33 ... 1st support arm part (support arm part) 34 ... 2nd support arm part (support arm part) 35 ... Base 40 ... 1st fork part (fork part) 41, 42 ... Fork part (2nd fork part) 45,145,245,345,445,545 ... Projection part (2nd protrusion part) 46,146,246,346,446,546 ... Step part (2nd step part) 46a, 146a, 246a, 346a, 446a, 546a ... 1st inclination part 46b, 146b, 246b, 346b, 446b, 546b ... 2nd inclination part 46c, 146c, 246c, 346c, 446c, 546c ... connection part P1 ... 1st inflection point P2 ... 2nd inflection point

Claims (5)

一対の振動腕部と、前記一対の振動腕部の基端同士を接続する基部と、を備えた圧電振動片であって、
前記振動腕部の長手方向と平行かつ前記一対の振動腕部の幅方向と直交する断面視で、前記一対の振動腕部の叉部には、前記振動腕部の先端側に突出する突出部が形成され、
前記断面視で、前記突出部と反対側の部分には、段部が形成され、
前記断面視で、前記段部は、
前記基部の厚み方向の内側ほど前記突出部の側に位置するように前記基部の一面に対して傾斜する第1傾斜部と、
前記基部の厚み方向の内側ほど前記突出部と反対側に位置するように前記基部の他面に対して傾斜する第2傾斜部と、
前記第1傾斜部と前記第2傾斜部とを連結する連結部と、
を備えることを特徴とする圧電振動片。
A piezoelectric vibrating piece including a pair of vibrating arm portions and a base portion that connects base ends of the pair of vibrating arm portions,
In a cross-sectional view that is parallel to the longitudinal direction of the vibrating arm portion and perpendicular to the width direction of the pair of vibrating arm portions, a fork portion that protrudes toward the distal end side of the vibrating arm portion at the fork of the pair of vibrating arm portions Formed,
In the cross-sectional view, a step portion is formed on a portion opposite to the protruding portion,
In the sectional view, the stepped portion is
A first inclined portion that is inclined with respect to one surface of the base portion so as to be located closer to the protruding portion toward the inner side in the thickness direction of the base portion;
A second inclined portion that is inclined with respect to the other surface of the base so that the inner side in the thickness direction of the base is located on the opposite side of the protruding portion;
A connecting portion connecting the first inclined portion and the second inclined portion;
A piezoelectric vibrating piece comprising:
前記断面視で、前記第1傾斜部と前記連結部との交点を第1変曲点とし、前記第2傾斜部と前記連結部との交点を第2変曲点としたとき、
前記第1変曲点及び前記第2変曲点は、前記基部の厚み方向で前記突出部と重なることを特徴とする請求項1に記載の圧電振動片。
In the cross-sectional view, when the intersection of the first inclined portion and the connecting portion is a first inflection point, and the intersection of the second inclined portion and the connecting portion is a second inflection point,
2. The piezoelectric vibrating piece according to claim 1, wherein the first inflection point and the second inflection point overlap the protrusion in the thickness direction of the base portion.
前記基部に連結され且つ前記一対の振動腕部の幅方向の外方に配置された一対の支持腕部を更に備え、
前記断面視で、前記支持腕部と前記基部との第2叉部には、前記振動腕部の先端側に突出する第2突出部が形成され、
前記断面視で、前記第2突出部と反対側の部分には、第2段部が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の圧電振動片。
A pair of support arm portions connected to the base portion and disposed outward in the width direction of the pair of vibrating arm portions;
In the cross-sectional view, a second protrusion that protrudes toward the distal end side of the vibrating arm is formed on the second fork of the support arm and the base,
3. The piezoelectric vibrating piece according to claim 1, wherein a second step portion is formed in a portion opposite to the second projecting portion in the cross-sectional view.
一対の振動腕部と、前記一対の振動腕部の基端同士を接続する基部と、前記基部に連結され且つ前記一対の振動腕部の幅方向の外方に配置された一対の支持腕部と、を備えた圧電振動片であって、
前記振動腕部の長手方向と平行かつ前記一対の振動腕部の幅方向と直交する断面視で、前記一対の振動腕部の第1叉部と、前記支持腕部と前記基部との第2叉部との少なくとも一方には、前記振動腕部の先端側に突出する突出部が形成され、
前記断面視で、前記突出部と反対側の部分には、段部が形成され、
前記断面視で、前記段部は、
前記基部の厚み方向の内側ほど前記突出部の側に位置するように前記基部の一面に対して傾斜する第1傾斜部と、
前記基部の厚み方向の内側ほど前記突出部と反対側に位置するように前記基部の他面に対して傾斜する第2傾斜部と、
前記第1傾斜部と前記第2傾斜部とを連結する連結部と、
を備えることを特徴とする圧電振動片。
A pair of vibrating arm portions, a base portion that connects the base ends of the pair of vibrating arm portions, and a pair of support arm portions that are coupled to the base portion and disposed outward in the width direction of the pair of vibrating arm portions And a piezoelectric vibrating piece comprising:
A first fork of the pair of vibrating arms, a second of the support arm and the base in a cross-sectional view parallel to the longitudinal direction of the vibrating arms and perpendicular to the width direction of the pair of vibrating arms. At least one of the fork portion is formed with a protruding portion that protrudes toward the distal end side of the vibrating arm portion,
In the cross-sectional view, a step portion is formed on a portion opposite to the protruding portion,
In the sectional view, the stepped portion is
A first inclined portion that is inclined with respect to one surface of the base portion so as to be located closer to the protruding portion toward the inner side in the thickness direction of the base portion;
A second inclined portion that is inclined with respect to the other surface of the base so that the inner side in the thickness direction of the base is located on the opposite side of the protruding portion;
A connecting portion connecting the first inclined portion and the second inclined portion;
A piezoelectric vibrating piece comprising:
請求項1から4の何れか一項に記載された圧電振動片と、
前記圧電振動片を収容するパッケージと、
を備えることを特徴とする圧電振動子。
The piezoelectric vibrating piece according to any one of claims 1 to 4,
A package containing the piezoelectric vibrating piece;
A piezoelectric vibrator comprising:
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US20190257652A1 (en) * 2018-02-22 2019-08-22 Seiko Epson Corporation Physical quantity detection device, inclinometer, inertial measurement unit, electronic apparatus, vehicle, and structure monitoring system

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