JP2018129636A - 圧電振動片及び圧電振動子 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図った上で、優れた振動特性を得ることができる圧電振動片及び圧電振動子を提供する。
【解決手段】圧電振動片３は長手方向Ｌに延在するとともに、幅方向Ｗに並んで配置された一対の振動腕部４２、４３と、一対の振動腕部４２、４３における長手方向Ｌの基端部がそれぞれ接続された基部４１と、を備える。振動腕部４２、４３は、振動腕部４２、４３の基端部に一体に連なる錘部４２Ｂ、４３Ｂを長手方向Ｌの先端部に有する。錘部４２Ｂ，４３Ｂは、振動腕部４２、４３の基端部に対して厚さ方向Ｔに膨出するとともに、錘部４２Ｂ、４３Ｂにおける幅方向Ｗの全体に亘って延在する凸部５２、５３を有している。
【選択図】図５

Description

本発明は、圧電振動片及び圧電振動子に関する。

例えば、携帯電話や携帯情報端末機器等の電子機器には、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等に用いられるデバイスとして、水晶等を利用した圧電振動子が用いられる。この種の圧電振動子として、キャビティが形成されたパッケージ内に圧電振動片を気密封止したものが知られている。

上述した圧電振動片は、互いに平行に延在する一対の振動腕部と、各振動腕部の基端部が接続された基部と、を備えている。圧電振動片は、各振動腕部が基端部を起点にして互いに接近・離間する方向に所定の共振周波数で振動する。

ここで、例えば下記特許文献１には、振動腕部の先端部に基端部よりも幅広の錘部を有する構成が開示されている（いわゆる、ハンマーヘッド型）。この構成によれば、各振動腕部の重量及び振動時の慣性モーメントを増大することができ、錘部を有しない圧電振動片と比較して各振動腕部の長さを短縮できる。その結果、圧電振動片の小型化を図ることが可能と考えられる。

特開２００９−２７７１１号公報

ところで、近年、圧電振動片の更なる小型化が要請されている。小型化を図る上で、例えば振動腕部同士の間の間隔を狭くすると、振動腕部の振動時に錘部同士が接触して振動特性（発振特性や周波数特性）に影響が及ぶおそれがある。

本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、小型化を図った上で、優れた振動特性を得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。

上記課題を解決するために本発明の一態様に係る圧電振動片は、第１方向に延在するとともに、前記第１方向に直交する第２方向に並んで配置された一対の振動腕部と、一対の前記振動腕部における前記第１方向の基端部がそれぞれ接続された基部と、を備え、前記振動腕部は、前記振動腕部の基端部に一体に連なる錘部を前記第１方向の先端部に有し、前記錘部は、前記振動腕部の基端部に対して前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向の少なくとも一方に膨出するとともに、前記錘部における前記第２方向の全体に亘って延在する凸部を有している。

この構成によれば、錘部が振動腕部の基端部に対して第３方向の少なくとも一方に膨出する凸部を有しているため、各振動腕部の重量及び振動時の慣性モーメントを増大することができ、錘部を有しない圧電振動片と比較して各振動腕部の長さを短縮できる。その結果、圧電振動片の小型化を図ることができる。
特に、本態様では、凸部が第３方向の少なくとも一方に膨出しているため、各振動腕部の重量及び振動時の慣性モーメントを維持した上で、錘部の第２方向における幅を縮小できる。そのため、圧電振動片の第２方向における小型化を図る上で、振動腕部同士の間の間隔を狭くした場合であっても、振動腕部の振動時に錘部同士が接触するのを抑制できる。その結果、小型化を図った上で、優れた振動特性を得ることができる（発振特性及び周波数特性の安定化を図ることができる）。
しかも、本態様では、凸部が錘部における第２方向の全体に亘って形成されているため、錘部における第２方向位置での形状変化が少なくなり、振動腕部を安定して振動させることができる。その結果、優れた振動特性を得ることができる。

上記態様において、前記錘部における前記第２方向の幅は、前記振動腕部における前記第２方向の最大幅以下になっていてもよい。
この構成によれば、錘部における第２方向の幅が振動腕部の最大幅の幅以下に形成されているため、振動腕部同士の間隔を狭くすることができる。これにより、振動特性を維持した上で、更なる小型化を図ることができる。

上記態様において、前記凸部は、前記凸部の外周縁に向かうに従い前記第３方向における厚みが薄くなる傾斜部を有していてもよい。
この構成によれば、凸部が傾斜部を有しているため、凸部に外力が作用した場合の応力集中が生じ難くなる。そのため、凸部を起点とした圧電振動片の破損等を抑制し、圧電振動片の耐久性を向上させることができる。

上記態様において、前記第１方向に沿って前記基部から延在するとともに、パッケージに実装される支持腕部を備え、前記支持腕部は、前記錘部に対して前記第２方向で対向していてもよい。
この構成によれば、上述したように錘部の幅を縮小できるので、仮に支持腕部が錘部と第２方向で対向する位置まで延設されていたとしても、錘部と支持腕部との接触を抑制できる。そのため、振動腕長（振動腕部の第１方向での長さ）を短く、すなわち圧電振動片の全長を短くしても支持腕部には当たらず、安定した周波数特性を得ることができる。
一方、振動腕長を変更しない場合には、圧電振動片の第１方向での全長を増大させることなく、支持腕長（支持腕部の第１方向での長さ）を増大できる。これにより、圧電振動片におけるパッケージとの実装部分と、振動腕部と、の距離を確保でき、振動漏れを抑制できる。

上記態様において、前記支持腕部は、前記第２方向において、一対の前記振動腕部の前記錘部同士の間に位置していてもよい。
この構成によれば、上述したように錘部の幅を縮小できるので、仮に支持腕部が一対の振動腕部の錘部同士の間に位置していても、錘部と支持腕部との接触を抑制できる。

本発明の一態様に係る圧電振動子は、上記態様に係る圧電振動片と、前記圧電振動片が実装されたパッケージと、を備えている。
この構成によれば、小型で振動特性に優れた圧電振動子を提供できる。

本発明の一態様によれば、小型化を図った上で、優れた振動特性を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る圧電振動子の外観斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る圧電振動子の分解斜視図である。 第１実施形態に係る圧電振動片における先端部の拡大平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 封口板を取り外した状態を示す圧電振動子の平面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。 圧電振動片の製造方法を説明するための工程図であって、ウエハの部分平面図である。 圧電振動片の製造方法を説明するための工程図であって、ウエハの部分平面図である。 圧電振動片の製造方法を説明するための工程図であって、ウエハの部分平面図である。 圧電振動片の製造方法を説明するための工程図であって、ウエハの部分平面図である。 第１実施形態の変形例に係る圧電振動片の断面図である。 第１実施形態の変形例に係る圧電振動片の平面図である。 第２実施形態に係る圧電振動片の断面図である。 第３実施形態に係る圧電振動片の平面図である。 第４実施形態に係る圧電振動片の平面図である。

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。以下で説明する各実施形態において、同等の構成については同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
（第１実施形態）
［圧電振動子］
図１は、第１実施形態に係る圧電振動子１の外観斜視図である。図２は、実施形態に係る圧電振動子１の分解斜視図である。
図１、図２に示すように、圧電振動子１は、いわゆるセラミックパッケージタイプの表面実装型振動子である。圧電振動子１は、気密封止されたキャビティＣ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と、を備えている。なお、圧電振動子１（パッケージ２）は、直方体形状に形成されている。したがって、以下の説明では、圧電振動子１の長手方向を長手方向Ｌといい、短手方向を幅方向Ｗといい、長手方向Ｌ及び幅方向Ｗに対して直交する方向を厚さ方向Ｔという。

＜パッケージ＞
パッケージ２は、実装基板１１、シールリング１２及び封口板１３が厚さ方向Ｔに積層されて構成されている。なお、以下の説明では、厚さ方向Ｔにおけるシールリング１２に対して封口板１３側を上方といい、シールリング１２に対して実装基板１１側を下方という場合がある。但し、パッケージ２の向きは適宜変更が可能である。

図２に示すように、実装基板１１は、上方（厚さ方向Ｔの一方）に開口する凹部２０を有する箱型に形成されている。実装基板１１は、第１基板２１、第２基板２２及び第３基板が厚さ方向Ｔに積層されて構成されている。各基板２１〜２３は、それぞれセラミックス材料により形成されている。なお、各基板２１〜２３に用いられるセラミックス材料には、例えばアルミナ製のＨＴＣＣ（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−Ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）や、ガラスセラミックス製のＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−Ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）等を用いることが可能である。また、実装基板１１は、１枚又は２枚の基板により構成されていても、４枚以上の基板が積層されて構成されていても構わない。

第１基板２１は、厚さ方向Ｔから見た平面視で長方形状に形成されている。第１基板２１の上面は、凹部２０の底面を構成している。第１基板２１の下面（厚さ方向Ｔの他方を向く面）には、一対の外部電極２５，２６が形成されている。各外部電極２５，２６は、長手方向Ｌに間隔をあけて配置されている。外部電極２５，２６は、例えば蒸着や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により構成されている。

第２基板２２は、第１基板２１の上面に一体的に接合（例えば、焼結等）されている。第２基板２２は、枠部３１と、実装部３２と、を備えている。
枠部３１の外形は、第１基板２１の外形と同等の大きさになっている。第２基板２２は、枠部３１の外側面が第１基板２１の外側面と面一に配置された状態で、第１基板２１に接合されている。

実装部３２は、枠部３１のうち一対の長辺部分（長手方向Ｌに延びる部分）から、それぞれ幅方向Ｗの内側に向けて突設されている。実装部３２の上面には、電極パッド３３が形成されている。電極パッド３３は、上述した外部電極２５，２６と同様に、例えば蒸着や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等により構成されている。電極パッド３３は、実装基板１１を厚さ方向Ｔで貫通する図示しない貫通配線を介して対応する外部電極２５，２６にそれぞれ導通している。

第３基板２３は、平面視において、第２基板２２の枠部３１と同等の形状を有する枠状に形成されている。すなわち、第３基板２３は、内側面が枠部３１の内側面と面一に配置され、かつ外側面が枠部３１の外側面と面一に配置された状態で第２基板２２に接合されている。なお、第２基板２２（枠部３１及び実装部３２）及び第３基板２３の内側面は、凹部２０の内側面を構成している。

シールリング１２は、実装基板１１の外形よりも一回り小さい導電性の枠状部材である。シールリング１２は、第３基板２３上に接着されている。なお、シールリング１２は、例えば銀ロウ等のロウ材やはんだ材等による焼付け、接着剤等によって第３基板２３上に接着されている。また、シールリング１２の材料としては、例えばＫｏｖ／Ｎｉ／Ａｕ等の積層体が好適に用いられている。

封口板１３は、シールリング１２上に接合（例えば、シーム溶接等）されている。封口板１３は、凹部２０を気密に封止している。そして、実装基板１１、シールリング１２及び封口板１３により画成された空間は、気密封止されたキャビティＣを構成する。なお、封口板１３は、例えばＫｏｖ／Ｎｉ等の積層体により構成されている。

＜圧電振動片＞
圧電振動片３は、いわゆるサイドアーム型の圧電振動片３である。圧電振動片３は、圧電板４０と、圧電板４０に形成された図示しない電極膜と、を有している。なお、圧電振動片３の長手方向（第１方向）、幅方向（第２方向）及び厚さ方向（第３方向）は、上述した圧電振動子１の長手方向Ｌ、幅方向Ｗ及び厚さ方向Ｔにそれぞれ一致している。したがって、以下の説明では、圧電振動片３の長手方向、幅方向および厚み方向の各方向について、圧電振動子１の長手方向Ｌ、幅方向Ｗおよび厚み方向Ｔの各方向と同一の符号を付して説明する。

圧電板４０は、圧電材料（例えば、水晶やタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等）により形成されている。具体的に、圧電板４０は、基部４１と、一対の振動腕部（第１振動腕部４２及び第２振動腕部４３）と、一対の支持腕部（第１支持腕部４４及び第２支持腕部４５）と、を有している。

各振動腕部４２，４３は、基部４１から長手方向Ｌに沿って片持ちで延設されている。各振動腕部４２，４３は、幅方向Ｗに並んで配置されている。各振動腕部４２，４３は、基端部を固定端とし、先端部を自由端として互いに接近離間する方向（幅方向Ｗ）に振動する。各振動腕部４２，４３は、基端部に位置する本体部４２Ａ，４３Ａと、先端部に位置する錘部４２Ｂ，４３Ｂと、をそれぞれ有している。なお、以下の説明では、長手方向Ｌにおいて、本体部４２Ａ，４３Ａに対して錘部４２Ｂ，４３Ｂに向かう方向を単に先端側といい、錘部４２Ｂ，４３Ｂから本体部４２Ａ，４３Ａに向かう方向を単に基端側という。

本体部４２Ａ，４３Ａは、先端側から基端側に向かうに従い漸次拡幅されたテーパ状に形成されている。したがって、本体部４２Ａ，４３Ａの幅は、基端（本体部４２Ａ，４３Ａと基部４１との接続部分）において最大になっている。なお、本体部４２Ａ，４３Ａは、基端部のみがテーパ状に形成されていてもよく、長手方向Ｌの全体が一様な幅に形成されていても構わない。
本体部４２Ａ，４３Ａにおける厚さ方向Ｔの両面には、厚さ方向Ｔに窪むとともに、長手方向Ｌに延びる溝部５０がそれぞれ形成されている。

各支持腕部４４，４５は、平面視でＬ字状に形成されている。具体的に、各支持腕部４４，４５は、基部４１における幅方向Ｗの両端面から幅方向Ｗの外側に向けて突設された後、長手方向Ｌに沿って各振動腕部４２，４３と同じ向きに延設されている。したがって、各支持腕部４４，４５は、基部４１及び振動腕部４２，４３（本体部４２Ａ，４３Ａ）を幅方向Ｗの外側から取り囲んでいる。

電極膜は、例えばＣｒ−Ａｕの積層膜によって形成されている。電極膜は、励振電極、マウント電極及び引き回し電極をそれぞれ一対ずつ有している。
励振電極は、本体部４２Ａ，４３Ａに形成されている。各励振電極は、互いに電気的に絶縁された状態でパターニングされている。
マウント電極は、各支持腕部４４，４５における少なくとも下面に形成されている。
引き回し電極は、対応する励振電極及びマウント電極同士を接続している。引き回し電極は、各支持腕部４４，４５それぞれから基部４１を経由して各振動腕部４２，４３に至る経路に形成されている。

図３は、圧電振動片３における先端部の拡大平面図である。
図３に示すように、錘部４２Ｂ，４３Ｂは、本体部４２Ａ，４３Ａの先端部から長手方向Ｌの先端側にそれぞれ延設されている。錘部４２Ｂ，４３Ｂは、幅広部５１と、上凸部５２と、下凸部５３と、をそれぞれ有している。なお、各錘部４２Ｂ，４３Ｂは、互いに同等の構成であるため、以下の説明では、第１振動腕部４２の錘部４２Ｂを例にして説明する。

各幅広部５１は、本体部４２Ａ，４３Ａの先端部に対して幅方向Ｗの両側に拡幅されている。具体的に、幅広部５１は、本体部４２Ａ，４３Ａの先端部に連なるテーパ部６１と、テーパ部６１の先端部に連なるストレート部６２と、を有している。

テーパ部６１は、基端側から先端側に向かうに従い漸次拡幅している。
ストレート部６２は、長手方向Ｌの全体に亘って一様な幅に形成されている。ストレート部６２の幅は、テーパ部６１の先端部の幅や本体部４２Ａ，４３Ａの最大幅（基端の幅）よりも広くなっている。また、ストレート部６２における長手方向Ｌの長さは、テーパ部６１における長手方向Ｌの長さに比べて長くなっている。

図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
図３、図４に示すように、上凸部５２は、ストレート部６２の上面から上方に膨出している。上凸部５２は、上凸部５２の幅方向Ｗの中央部を通り長手方向Ｌに沿って延びる対称線Ｓ（図３参照）に対して線対称に形成されている。具体的に、上凸部５２は、ストレート部６２における長手方向Ｌ及び幅方向Ｗの全体に亘って形成されている。すなわち、上凸部５２の先端面及び幅方向Ｗの両端面は、ストレート部６２の先端面及び幅方向Ｗの両端面とそれぞれ面一になっている。また、上凸部５２の上面は、厚さ方向Ｔに直交する平坦面に形成されている。

下凸部５３は、ストレート部６２の下面から下方に膨出している。下凸部５３は、上凸部５２と上下対称な形状に形成されている。具体的に、下凸部５３は、ストレート部６２における長手方向Ｌ及び幅方向Ｗの全体に亘って形成されている。すなわち、下凸部５３の先端面及び幅方向Ｗの両端面は、ストレート部６２の先端面及び幅方向Ｗの両端面とそれぞれ面一になっている。また、下凸部５３の下面は、厚さ方向Ｔに直交する平坦面に形成されている。

上凸部５２の上面及び下凸部５３の下面のうち、少なくとも一方の面には、図示しない重り金属膜が形成されていても構わない。重り金属膜は、各振動腕部４２，４３の先端部における質量を増加させ、各振動腕部４２，４３の長さの短縮に伴う周波数の上昇を抑制する。なお、重り金属膜は、例えばＡｕやＡｇ等により厚さが１〜１０μｍ程度になっている。重り金属膜は、上凸部５２の上面及び下凸部５３の下面における長手方向Ｌ及び幅方向Ｗの全体に亘って形成されていても、長手方向Ｌ及び幅方向Ｗの一部に形成されていても構わない。また、重り金属膜は、テーパ部６１に形成されていても構わない。

図５は、封口板１３を取り外した状態を示す圧電振動子１の平面図である。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
図５、図６に示すように、上述した圧電振動片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。具体的に、圧電振動片３は、キャビティＣ内において、支持腕部４４，４５の各マウント電極が第２基板２２の実装部３２に形成された各電極パッド３３上にそれぞれ導電性接合材（不図示）を介して実装されている。これにより、キャビティＣ内において、圧電振動片３は、第２基板２２、第３基板２３及びシールリング１２に取り囲まれるとともに、凹部２０の底面に対して浮いた状態で支持されている。なお、上述した導電性接合材としては、導電性接着剤や金属バンプ等を使用することが可能である。導電性接着剤と金属バンプの共通点は、接合初期の段階において流動性を持ち、接合後期の段階において固化して接合強度を発現する性質を有することである。

このように構成された圧電振動子１を作動させるには、外部電極２５，２６（図２参照）に所定の電圧を印加する。すると、各励振電極に電流が流れ、各励振電極間に電界が発生する。各振動腕部４２，４３は、各励振電極間に発生する電界による逆圧電効果によって例えば互いに接近・離間する方向（幅方向Ｗ）に所定の共振周波数で振動する。そして、各振動腕部４２，４３の振動は、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等に用いられる。

［圧電振動片の製造方法］
次に、上述した圧電振動片３の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、一枚のウエハ８０（図７等参照）から複数の圧電振動片３を一括で製造する方法について説明する。
本実施形態の圧電振動片３の製造方法は、外形形成工程と、錘部形成工程と、溝部形成工程と、電極膜形成工程と、個片化工程と、を主に有している。なお、本実施形態では、外形形成工程、錘部形成工程及び溝部形成工程を順番で行う場合について説明するが、各工程の順番は適宜変更が可能である。

＜外形形成工程＞
図７〜図１０は、圧電振動片３の製造方法を説明するための工程図であって、ウエハ８０の部分平面図である。
図７に示すように、外形形成工程では、複数の圧電板４０（図５参照）における平面視外形に対応する形状をウエハ８０に形成する。外形形成工程では、まずフォトリソグラフィ技術によってウエハ８０の上下面に、圧電板４０の平面視外形に対応した外形パターン８１を形成する。

次いで、外形パターン８１をマスクとして、ウエハ８０をエッチング（ウェットエッチング）する。すると、図８に示すように、ウエハ８０のうち外形パターン８１でマスクされていない領域が選択的に除去される。これにより、ウエハ８０は、複数の圧電板４０が、それぞれ連結部８３を介してフレーム部８４に連結された状態にパターニングされる。

＜錘部形成工程＞
図９に示すように、錘部形成工程では、圧電板４０に各凸部５２，５３（図３等参照）を形成する。錘部形成工程では、ウエハ８０のうち、各凸部５２，５３に相当する部分が覆われた錘部パターン８８を形成する。次いで、錘部パターン８８をマスクとして、ウエハ８０をウェットエッチングする。すると、ウエハ８０のうち錘部パターン８８でマスクされていない領域が選択的にエッチングされる。これにより、圧電板４０のうち、凸部５２，５３に相当する部分が、凸部５２，５３以外に相当する部分よりも厚く残存する。

＜溝部形成工程＞
図１０に示すように、溝部形成工程では、圧電板４０に溝部５０（図４等参照）を形成する。溝部形成工程では、ウエハ８０のうち、溝部５０以外に相当する部分が覆われた溝部パターン８９を形成する。次いで、溝部パターン８９をマスクとして、ウエハ８０をウェットエッチングする。すると、ウエハ８０のうち溝部パターン８９でマスクされていない領域が選択的にエッチングされる。これにより、圧電板４０の振動腕部４２，４３に溝部５０が形成される。

＜電極形成工程＞
次に、複数の圧電板４０上に、電極膜（励振電極、引き出し配線及びマウント電極）や錘電極膜を形成する。電極形成工程では、ウエハ８０上に、蒸着やスパッタリング等により電極材料を成膜し、その後電極材料をパターニングする。

＜個片化工程＞
次に、各圧電板４０をウエハ８０から分離する個片化工程を行う。具体的には、ウエハ８０に対して圧電板４０を押し込む又は引き上げることで、連結部８３及びフレーム部８４と圧電板４０とを厚さ方向Ｔに相対変位させる。これにより、圧電板４０がウエハ８０から分離する。
以上により、一枚のウエハ８０から複数の圧電振動片３が形成される。

このように、本実施形態では、振動腕部４２，４３の先端部に錘部４２Ｂ，４３Ｂが形成されているため、各振動腕部４２，４３の重量及び振動時の慣性モーメントを増大することができる。そのため、錘部を有しない圧電振動片と比較して各振動腕部４２，４３の長さを短縮でき、圧電振動片３の小型化を図ることができる。

特に、本実施形態では、錘部４２Ｂ，４３Ｂが厚さ方向Ｔに膨出する凸部５２，５３を有しているため、各振動腕部４２，４３の重量及び振動時の慣性モーメントを維持した上で、錘部４２Ｂ，４３Ｂの幅を縮小できる。そのため、圧電振動片３の幅方向Ｗにおける小型化を図る上で、振動腕部４２，４３同士の間の間隔を狭くした場合であっても、振動腕部４２，４３の振動時に錘部４２Ｂ，４３Ｂ同士が接触するのを抑制できる。その結果、小型化を図った上で、優れた振動特性を得ることができる（発振特性及び周波数特性の安定化を図ることができる）。

本実施形態では、各凸部５２，５３が錘部４２Ｂ，４３Ｂにおける幅方向Ｗの全体に亘って形成されているため、錘部４２Ｂ，４３Ｂにおける幅方向Ｗ位置での形状変化が少なくなり、振動腕部４２，４３を安定して振動させることができる。その結果、優れた振動特性を得ることができる。
また、各凸部５２，５３が対称線Ｓに対して幅方向Ｗで線対称に形成されていることで、振動腕部４２，４３をより安定して振動させることができる。

しかも、本実施形態では、凸部５２，５３が振動腕部４２，４３に一体に形成されているため、例えば厚さ方向Ｔに膨出する別体の錘を振動腕部４２，４３に形成する場合に比べて凸部５２，５３の強度を確保することができる。

そして、本実施形態の圧電振動子１は、上述した圧電振動片３を有しているため、小型で振動特性に優れた圧電振動子１を提供できる。

なお、本実施形態では、凸部５２，５３が圧電板４０における厚さ方向Ｔの両側に形成された場合について説明したが、この構成のみに限らず、圧電板４０における厚さ方向Ｔの少なくとも一方に形成されていれば構わない。
上述した実施形態では、各凸部５２，５３同士が上下対称である構成について説明したが、この構成のみに限られない。例えば、各凸部５２，５３の厚さ方向Ｔにおける膨出量や、各凸部５２，５３の長手方向Ｌにおける位置等が互いに異なっていても構わない。

上述した実施形態では、錘部４２Ｂ，４３Ｂのうち、ストレート部６２の長手方向Ｌ及び幅方向Ｗの全体に亘って凸部５２，５３が形成された場合について説明したが、この構成のみに限られない。凸部５２，５３は、幅広部５１における幅方向Ｗの全体に亘って形成されていれば、長手方向Ｌにおける形成範囲は適宜変更が可能である。例えば、図１１に示すように、ストレート部６２における長手方向Ｌの中央部のみ等に凸部５２，５３を形成しても構わない。

上述した実施形態では、錘部４２Ｂ，４３Ｂにおいて、凸部５２，５３よりも基端側にテーパ部６１が位置する構成について説明したが、この構成のみに限られない。例えば、凸部５２，５３の基端部が幅広部５１よりも基端側に位置していてもよく、凸部５２，５３と幅広部５１とを長手方向Ｌで異なる位置に形成しても構わない。すなわち、本実施形態において、「錘部４２Ｂ，４３Ｂ」とは、本体部４２Ａ，４３Ａの先端部に連なり、本体部４２Ａ，４３Ａの先端部に対して長手方向Ｌに直交する断面形状が大きくなる部分である。

なお、図１２に示すように、支持腕部４４，４５が錘部４２Ｂ，４３Ｂと幅方向Ｗで対向する位置まで延設されていても構わない。
この構成によれば、本実施形態の圧電振動片３では錘部４２Ｂ，４３Ｂの幅を縮小できるので、仮に支持腕部４４，４５と錘部４２Ｂ，４３Ｂとが幅方向Ｗで対向していても、錘部４２Ｂ，４３Ｂと支持腕部４４，４５との接触を抑制できる。そのため、振動腕長（振動腕部４２，４３の長さ）を短く、すなわち圧電振動片３の全長を短くしても支持腕部４４，４５には当たらず、安定した周波数特性を得ることができる。
一方、振動腕長を変更しない場合には、圧電振動片３の長手方向Ｌでの全長を増大させることなく、支持腕長（支持腕部４４，４５の長さ）を増大できる。これにより、圧電振動片３におけるパッケージ２との実装部分と、振動腕部４２，４３と、の圧電板４０上での距離を確保でき、振動漏れを抑制できる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図１３は、第２実施形態に係る圧電振動片２０３の断面図である。本実施形態では、上凸部２５２が傾斜部２５２ａを有している点で、上述した実施形態と相違している。
図１２に示す圧電振動片２０３の上凸部２５２は、例えば上述した実施形態と同様に幅広部５１の上面に一体で形成されている。本実施形態の上凸部２５２は、上凸部２５２の幅方向Ｗの中央部を通り長手方向Ｌに沿って延びる対称線（不図示）に対して線対称に形成されている。具体的に、上凸部２５２は、上凸部２５２の基端部に位置する傾斜部２５２ａと、傾斜部２５２ａの先端側に連なる本体凸部２５２ｂと、を有している。本実施形態では、上凸部２５２のうち、傾斜部２５２ａが例えば幅広部５１のテーパ部６１上に位置し、本体凸部２５２ｂが例えば幅広部５１のストレート部６２上に位置している。但し、上凸部２５２の全体（傾斜部２５２ａ及び本体凸部２５２ｂ）がストレート部６２上に位置していても構わない。

まず本体凸部２５２ｂは、直方体形状に形成されている。本体凸部２５２ｂにおける先端面及び幅方向Ｗの両端面は、幅広部５１（ストレート部６２）の先端面及び幅方向Ｗの両端面とそれぞれ面一になっている。

傾斜部２５２ａは、本体凸部２５２ｂの基端部に接続されている。傾斜部２５２ａは、長手方向Ｌに沿う断面視において、先端側から基端側に向かうに従い漸次厚さが薄くなっている。すなわち、傾斜部２５２ａの上面は、先端側から基端側（凸部２５２の外周縁）に向かうに従い下方に延びる傾斜面とされている。傾斜部２５２ａの先端縁は、本体凸部２５２ｂの上面に段差なく連なっている（厚さ方向Ｔで同等の位置に配置されている）。一方、傾斜部２５２ａの基端縁は、幅広部５１の上面に段差なく連なっている。

本実施形態の傾斜部２５２ａは、上述した錘部形成工程において、圧電材料のエッチング異方性（結晶軸に応じたエッチング速度の違い）に起因するエッチング残りにより形成される。すなわち、本実施形態の錘部形成工程は、本体凸部２５２ｂに相当する部分を錘部パターン８８（図９参照）により被覆した状態でウェットエッチングを行う。これにより、上述した傾斜部２５２ａが形成される。すなわち、傾斜部２５２ａの上面は、圧電材料の自然結晶面になっている。

本実施形態では、上凸部２５２が傾斜部２５２ａを有しているため、上凸部２５２に外力が作用した場合の応力集中が生じ難くなる。そのため、上凸部２５２を起点とした圧電振動片２０３の破損等を抑制し、圧電振動片２０３の耐久性を向上させることができる。

なお、本実施形態では、上凸部２５２の基端部に傾斜部２５２ａが形成された構成について説明したが、この構成のみに限らず、上凸部２５２の外周部分において任意の場所（例えば、先端部や幅方向Ｗの両端部）に傾斜部を形成しても構わない。この場合、上凸部２５２の各辺での傾斜部の傾斜角度は、適宜変更が可能である。
上述した実施形態では、傾斜部２５２ａの上面が傾斜面に形成された構成について説明したが、この構成のみに限られない。すなわち、上凸部２５２の外周縁に向かうに従い厚さが薄くなる構成であれば、傾斜部２５２ａの上面が湾曲面等であっても構わない。

上述した実施形態では、傾斜部２５２ａが本体凸部２５２ｂや幅広部５１の上面に段差なく連なる構成について説明したが、この構成のみに限らず、傾斜部２５２ａが僅かな段差を介して本体凸部２５２ｂや幅広部５１の上面に連なっていても構わない。
また、本実施形態の上凸部２５２は、断面視が台形状に形成された構成について説明したが、この構成に限らず、三角形状や半球状等に形成されていても構わない。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図１４は、第３実施形態に係る圧電振動片３０３の平面図である。本実施形態の圧電振動片３０３は、錘部３４２Ｂ，３４３Ｂの幅が本体部４２Ａ，４３Ａの最大幅の幅以下に形成されている点で上述した実施形態と相違している。
図１４に示す圧電振動片３０３（圧電板３４０）の振動腕部３４２，３４３において、錘部３４２Ｂ，３４３Ｂの幅は、本体部４２Ａ，４３Ａの先端部の幅と同等に形成されている。錘部３４２Ｂ，３４３Ｂは、本体部４２Ａ，４３Ａに対して厚さ方向Ｔの両側に膨出する凸部３５２，３５３を有している。

凸部３５２，３５３は、錘部３４２Ｂ，３４３Ｂにおける長手方向Ｌ及び幅方向Ｗの全体に亘って形成されている。したがって、本実施形態において、「錘部３４２Ｂ，３４３Ｂ」とは、本体部４２Ａ，４３Ａの先端部に連なり、本体部４２Ａ，４３Ａの先端部に対して長手方向Ｌに直交する断面形状が大きくなる部分である。なお、凸部３５２，３５３の構成は、例えば上述した第１実施形態や第２実施形態と同様の構成を採用できる。

本実施形態によれば、錘部３４２Ｂ，３４３Ｂの幅が本体部４２Ａ，４３Ａの最大幅（本体部４２Ａ，４３Ａの基端部の幅）の幅以下に形成されているため、振動腕部３４２，３４３同士の間隔を狭くすることができる。これにより、振動特性を維持した上で、更なる小型化を図ることができる。

なお、上述した実施形態では、錘部３４２Ｂ，３４３Ｂの幅が本体部４２Ａ，４３Ａの先端部の幅と同等に形成された場合について説明したが、この構成のみに限らず、本体部４２Ａ，４３Ａの先端部の幅未満であっても構わない。
また、本実施形態においても、凸部３５２，３５３が上述した第２実施形態のような傾斜部２５２ａを有していても構わない。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図１５は、第４実施形態に係る圧電振動片４０３の平面図である。本実施形態は、いわゆるセンターアーム型の圧電振動片４０３を採用した点で上述した実施形態と相違している。
図１５に示す圧電振動片４０３（圧電板４４０）は、基部４４１と、一対の振動腕部４４２，４４３と、支持腕部４４４と、を有している。

振動腕部４４２，４４３の基端部は、基部４４１における幅方向Ｗの両端部に接続されている。
振動腕部４４２，４４３の先端部には、錘部４４２Ｂ，４４３Ｂが形成されている。本実施形態における錘部４４２Ｂ，４４３Ｂは、例えば上述した第３実施形態の錘部３４２Ｂ，３４３Ｂと同様の構成とされている。すなわち、錘部４４２Ｂ，４４３Ｂは、本体部４２Ａ，４３Ａに対して厚さ方向Ｔの両側に膨出する凸部４５２，４５３を有している。また、錘部４４２Ｂ，４４３Ｂの幅が本体部４２Ａ，４３Ａの最大幅の幅以下に形成されている。なお、錘部４４２Ｂ，４４３Ｂは、幅広部を有していても構わない。また、本実施形態においても、凸部４５２，４５３が上述した第２実施形態のような傾斜部２５２ａを有していても構わない。

支持腕部４４４は、基部４４１において、幅方向Ｗの各振動腕部４４２，４４３間に位置する部分に配置されている。支持腕部４４４は、長手方向Ｌに沿って振動腕部４４２，４４３と同じ向きに延在している。支持腕部４４４の先端部は、上述した錘部４４２Ｂ，４４３Ｂと幅方向Ｗで対向する位置まで延在している。

本実施形態では、上述したように錘部４４２Ｂ，４４３Ｂの幅を縮小できるので、仮に支持腕部４４４が錘部４４２Ｂ，４４３Ｂと幅方向Ｗで対向する位置まで延設されていたとしても、錘部４４２Ｂ，４４３Ｂと支持腕部４４との接触を抑制できる。そのため、振動腕長（振動腕部４４２，４４３の長さ）を短く、すなわち圧電振動片４０３の全長を短くしても支持腕部４４４には当たらず、安定した周波数特性を得ることができる。
一方、振動腕長を変更しない場合には、圧電振動片４０３の長手方向Ｌでの全長を増大させることなく、支持腕長（支持腕部４４４の長さ）を増大できる。これにより、圧電振動片４０３におけるパッケージ２との実装部分と、振動腕部４４２，４４３と、の圧電板４４０上での距離を確保でき、振動漏れを抑制できる。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、サイドアーム型やセンターアーム型の圧電振動片に本発明を採用した場合について説明したが、この構成のみに限られない。すなわち、支持腕部を備えていない、いわゆる音叉型の振動片であってもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述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り、また、上述した各変形例を適宜組み合わせても構わない。

１…圧電振動子
２…パッケージ
３…圧電振動片
４１…基部
４２…第１振動腕部
４２Ｂ…錘部
４３…第２振動腕部
４３Ｂ…錘部
４４…第１支持腕部
４５…第２支持腕部
５２…上凸部
５３…下凸部
２０３…圧電振動片
２５２…上凸部
２５２ａ…傾斜部
３０３…圧電振動片
３４２…振動腕部
３４２Ｂ…錘部
３４３…振動腕部
３４３Ｂ…錘部
３５２…凸部
３５３…凸部
４０３…圧電振動片
４４１…基部
４４２…振動腕部
４４２Ｂ…錘部
４４３…振動腕部
４４３Ｂ…錘部
４４４…支持腕部
４５２…凸部
４５３…凸部

Claims (6)

1. 第１方向に延在するとともに、前記第１方向に直交する第２方向に並んで配置された一対の振動腕部と、
   一対の前記振動腕部における前記第１方向の基端部がそれぞれ接続された基部と、を備え、
   前記振動腕部は、前記振動腕部の基端部に一体に連なる錘部を前記第１方向の先端部に有し、
   前記錘部は、前記振動腕部の基端部に対して前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向の少なくとも一方に膨出するとともに、前記錘部における前記第２方向の全体に亘って延在する凸部を有していることを特徴とする圧電振動片。
2. 前記錘部における前記第２方向の幅は、前記振動腕部における前記第２方向の最大幅以下になっていることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動片。
3. 前記凸部は、前記凸部の外周縁に向かうに従い前記第３方向における厚みが薄くなる傾斜部を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧電振動片。
4. 前記第１方向に沿って前記基部から延在するとともに、パッケージに実装される支持腕部を備え、
   前記支持腕部は、前記錘部に対して前記第２方向で対向していることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の圧電振動片。
5. 前記支持腕部は、前記第２方向において、一対の前記振動腕部の前記錘部同士の間に位置していることを特徴とする請求項４に記載の圧電振動片。
6. 請求項１から請求項５の何れか１項に記載の圧電振動片と、
   前記圧電振動片が実装されたパッケージと、を備えていることを特徴とする圧電振動子。

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