JP2022140889A - 圧電振動片及び圧電振動子 - Google Patents

Abstract

【課題】水晶によって形成された圧電板を備える圧電振動片において、エッチング残りが形成する鋭角構造によって圧電振動片が損傷することを抑止可能とする。
【解決手段】水晶によって形成された圧電板３０を備え、圧電板３０が、基部３５と、基部３５に接続された一対の第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２と、基部３５に接続された第１支持腕部３３及び第２支持腕部３４とを有する圧電振動片３であって、基部３５、第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２及び第１支持腕部３３及び第２支持腕部３４のいずれかあるいは複数によって形成された第１凹部５０及び第２凹部５１を有し、第１凹部５０及び第２凹部５１に設けられると共に、基部３５の厚さ方向から見て第１凹部５０及び第２凹部５１のエッチング残りにより形成される鋭角構造の発生を抑制する拡幅部３６を有する。
【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ものである。

例えば、特許文献１には、基部に接続された支持腕部と、基部に接続された一対の振動腕部を有する音叉型水晶素子が開示されている。特許文献１に開示された音叉型水晶素子は、平板状の基部の一側面から延設された第１支持腕部と、第１支持腕部の先端から振動腕部に沿って延設された第２支持腕部とを有しており、さらに第２支持腕部の外側の角部に設けられた切欠きを有する。このような特許文献１に開示された音叉型水晶素子によれば、製造工程にて第２支持腕部の外側の角部が搬送装置等に接触して欠けることを防止することができる。

特開２０１８－８８５７６号公報

ところで、上述のような音叉型水晶素子からなる圧電振動片は、水晶からなる圧電板を有する。この圧電板は、基部と、支持腕部と、支持腕部とのいずれかあるいは複数によって形成された凹部を有することが一般的である。例えば、Ｌ字形の支持腕部が基部に接続されたサイドアーム型の圧電振動片では、支持腕部の側面と基部の側面とによって上記凹部が形成される。また、単一の支持腕部を間に挟むようにして振動腕部が支持腕部と平行に直線状の延伸するセンタアーム型の圧電振動片では、支持腕部の側面と、基部の側面と、振動腕部の側面とによって上記凹部が形成される。水晶からなる圧電板をウェットエッチングによって形成する場合には、上記凹部にエッチングされずに残ったエッチング残りが発生する。このようなエッチング残りは、奥部が尖った亀裂状の鋭角構造を形成する。鋭角構造は、圧電振動片に生じるひび割れの起点となる場合があり、支持腕部等が折れる原因となる場合がある。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、水晶によって形成された圧電板を備える圧電振動片において、エッチング残りが形成する鋭角構造によって圧電振動片が損傷することを抑止可能とすることを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

本発明の第１の態様は、水晶によって形成された圧電板を有し、上記圧電板が、基部と、上記基部に接続された一対の振動腕部と、上記基部に接続された支持腕部とを有する圧電振動片であって、上記基部、上記振動腕部及び上記支持腕部のいずれかあるいは複数によって形成された凹部を有し、上記凹部に設けられると共に、上記基部の厚さ方向から見て上記凹部のエッチング残りにより形成される鋭角構造の発生を抑制する鋭角構造発生抑制機能部を有するという構成を採用する。

水晶によって形成された圧電板におけるエッチング残りの形状は、結晶軸の方向に依存して定まる。すなわち、結晶軸の方向が同一の圧電板を形成した場合には、同一形状のエッチング残りが発生する。このため、圧電板に発生するエッチング残りの形状については予め予測可能であり、このようなエッチング残りによって形成される鋭角構造の形状及び位置も予測可能である。本発明においては、このように予め形状や位置が予測可能なエッチング残りにおける鋭角構造の発生を抑制する鋭角構造発生抑制機能部が設けられている。また、鋭角構造発生抑制機能部は、基部、振動腕部及び支持腕部のいずれかあるいは複数によって形成された狭隘な凹部に設けられている。このような狭隘な凹部ではエッチング残りによる鋭角構造が発生しやすいものの、本発明によれば、鋭角構造発生抑制機能部によって、鋭角構造発生抑制機能部が設けられていない場合と比較して凹部にて鋭角構造が発生することを抑制することができる。したがって、本発明によれば、水晶によって形成された圧電板を備える圧電振動片において、エッチング残りが形成する鋭角構造によって圧電振動片が損傷することを抑止することが可能となる。

本発明の第２の態様は、上記第１の態様において、上記凹部が、上記基部、上記振動腕部及び上記支持腕部のいずれかあるいは複数によって形成された角部を有し、上記鋭角構造発生抑制機能部が、上記角部を埋設して設けられた拡幅部であるという構成を採用する。

本発明によれば、鋭角構造発生抑制機能部が拡幅部であるため、例えば鋭角構造発生抑制機能部が溝部等である場合と比較して、圧電振動片の強度を向上させることが可能である。したがって、本発明によれば、圧電振動片が損傷することをより確実に抑止することが可能となる。

本発明の第３の態様は、上記第２の態様において、上記拡幅部の厚さ寸法が、少なくとも上記基部と同一であるという構成を採用する。

本発明によれば、拡幅部の厚さ寸法が基部と同一であるため、製造工程においてエッチングによる基部の形成と同時に拡幅部を形成することができ、さらに基部の形成後に拡幅部の後加工を行う必要がない。このため、簡易に拡幅部を形成することが可能となる。

本発明の第４の態様は、上記第２または第３の態様において、上記拡幅部が、上記角部を形成する第１側面と第２側面とに対して傾斜した傾斜面を有するという構成を採用する。

本発明によれば、拡幅部の面と凹部の内壁面との接続角度を浅くすることができ、拡幅部と凹部の内壁面との境界部分にエッチング残りによる鋭角構造が発生することを抑止することが可能となる。

本発明の第５の態様は、上記第４の態様において、上記拡幅部が、上記第１側面及び上記第２側面に対する傾斜角度が異なる複数の上記傾斜面を有し、最も上記第１側面側に位置する上記傾斜面の上記第１側面に対する傾斜角度が、他の上記傾斜面の上記第１側面に対する傾斜角度に対して最も小さく、最も上記第２側面側に位置する上記傾斜面の上記第２側面に対する傾斜角度が、他の上記傾斜面の上記第２側面に対する傾斜角度に対して最も小さいという構成を採用する。

このような本発明によれば、拡幅部が角度の異なる複数の傾斜面を有しているため、最も第１側面側に位置する傾斜面の傾斜角度を第１側面に対して小さくし、最も第２側面側に位置する傾斜面の傾斜角度を第２側面に対して小さくすることができる。このため、本発明によれば、拡幅部が単一の傾斜面を有する場合と比較して、拡幅部の面と凹部の内壁面との接続角度をより浅くすることができ、拡幅部と凹部の内壁面との境界部分にエッチング残りによる鋭角構造が発生することをより抑止することが可能となる。

本発明の第６の態様は、上記第２または第３の態様において、上記拡幅部が、上記第１側面と上記第２側面とを接続すると共に上記角部に向けて途中部位が窪む湾曲面を有するという構成を採用する。

このような本発明によれば、拡幅部の面と凹部の内壁面との接続角度を浅くすることができ、拡幅部と凹部の内壁面との境界部分にエッチング残りによる鋭角構造が発生することを抑止することが可能となる。

本発明の第７の態様は、上記第６の態様において、上記湾曲面の中央部から上記第１側面側に向かうに連れて上記湾曲面の接線と上記第１側面とが成す角度が小さくなり、上記湾曲面の中央部から上記第２側面に向かうに連れて上記湾曲面の接線と上記第２側面とが成す角度が小さくなるように、上記湾曲面の位置に応じて曲率が変化するという構成を採用する。

このような本発明によれば、拡幅部の湾曲面が位置に応じて曲率が変化するため、湾曲面の中央部から第１側面側に向かうに連れて湾曲面の接線と第１側面とが成す角度を小さくし、湾曲面の中央部から第２側面に向かうに連れて湾曲面の接線と第２側面とが成す角度を小さくすることができる。このため、本発明によれば、拡幅部の湾曲面の曲率が一定である場合と比較して、拡幅部の面と凹部の内壁面との接続角度をより浅くすることができ、拡幅部と凹部の内壁面との境界部分にエッチング残りによる鋭角構造が発生することをより抑止することが可能となる。

本発明の第８の態様は、上記第２または第３の態様において、上記拡幅部が、上記振動腕部の側面と上記支持腕部の側面とに接続されており、上記振動腕部側の部位の上記基部からの突出量が、上記支持腕部側の部位の上記基部からの突出量よりも小さいという構成を採用する。

このような本発明によれば、拡幅部の振動腕部との接触面積を拡幅部の支持腕部との接触面積よりも小さくすることが可能である。このため、拡幅部が振動腕部の振動に与える影響を小さくすることができ、拡幅部が圧電振動片の振動特性に影響を与えることを抑止することが可能となる。

本発明の第９の態様は、上記第１～第８いずれかの態様において、一対の振動腕部を間に挟んで各々が上記振動腕部と平行に配設された２つの上記支持腕部を有するという構成を採用する。

このような本発明によれば、一対の振動腕部に対する両側の各々に支持腕部が配置されたサイドアーム型の圧電振動片において、エッチング残りが形成する鋭角構造によって圧電振動片が損傷することを抑止することが可能となる。

本発明の第１０の態様は、上記第１～第８いずれかの態様において、一対の振動腕部の間に配置された単一の上記支持腕部を有するという構成を採用する。

このような本発明によれば、単一の支持腕部に対する両側の各々に振動腕部が配置されたセンタアーム型の圧電振動片において、エッチング残りが形成する鋭角構造によって圧電振動片が損傷することを抑止することが可能となる。

本発明の第１１の態様は、上記第１～第１０いずれかの態様において、結晶の電気軸がＸ軸、機械軸がＹ軸、及び光軸がＺ軸である座標系に対して、Ｚ軸をＸ軸回りに－５°～＋１０°の範囲内で回転させた新たな軸をＺ′軸とし、Ｘ軸を回転軸としてＺ軸及びＹ軸を含む平面内でＺ軸と同じ角度でＹ軸を回転させたときの新たな軸をＹ´軸とした場合における、Ｘ軸とＹ´軸とＺ´軸からなる直交座標系にて、Ｚ´軸からの平面視において、上記振動腕部及び上記支持腕部は、Ｘ軸－Ｙ´軸を含む平面に沿って上記基部から延伸して設けられているという構成を採用する。

上述のようなＸ軸－Ｙ´軸を含む平面に沿って振動腕部及び支持腕部が基部から延伸して設けられた圧電振動片では、基部、振動腕部及び支持腕部のいずれかあるいは複数によって形成された凹部に対して、エッチング残りによる鋭角構造が生じやすい。本発明によれば、このような圧電振動片に対して、鋭角構造発生抑制機能部を設けるため、より効果的に圧電振動片が損傷することを抑止することが可能となる。

本発明の第１２の態様は、圧電振動子であって、上記第１～第１１のいずれかの態様である圧電振動片と、上記圧電振動片を気密封止すると共に上記支持腕部を介して上記圧電振動片が実装されたパッケージとを備える。

本発明によれば、エッチング残りによる鋭角構造に起因した圧電振動片の損傷が抑止可能な圧電振動子を提供することが可能となる。

本発明によれば、水晶によって形成された圧電板を備える圧電振動片において、エッチング残りが形成する鋭角構造によって圧電振動片が損傷することを抑止することが可能となる。

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。 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２のＩ－Ｉ線に相当する断面図である。 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。 本発明の第１実施形態に係る圧電振動片の平面図である。 図５のＩＩ－ＩＩ線に相当する断面図である。 （ａ）が本発明の第１実施形態に係る圧電板の第１凹部を含む模式的な拡大図であり、（ｂ）が拡幅部を設けない場合の第１凹部の模式的な拡大図である。 第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を示すフローチャートである。 （ａ）が本発明の第２実施形態に係る第１凹部に設けられた拡幅部の模式的な拡大図であり、（ｂ）が本発明の第２実施形態に係る第２凹部に設けられた拡幅部の模式的な拡大図である。 （ａ）が本発明の第３実施形態に係る第１凹部に設けられた拡幅部の模式的な拡大図であり、（ｂ）が本発明の第３実施形態に係る第２凹部に設けられた拡幅部の模式的な拡大図である。 （ａ）が本発明の第４実施形態に係る第１凹部に設けられた拡幅部の模式的な拡大図であり、（ｂ）が本発明の第４実施形態に係る第２凹部に設けられた拡幅部の模式的な拡大図である。 （ａ）が本発明の第５実施形態に係る第１凹部に設けられた拡幅部の模式的な拡大図であり、（ｂ）が本発明の第５実施形態に係る第２凹部に設けられた拡幅部の模式的な拡大図である。 本発明の第６実施形態に係る圧電振動片の平面図である。 本発明の第７実施形態に係る発振器を示す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る圧電振動片及び圧電振動子の一実施形態について説明する。

（第１実施形態）
（圧電振動子）
図１は、本実施形態に係る圧電振動子の外観斜視図である。図２は、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３は、図２のＩ－Ｉ線に相当する断面図である。図４は、本実施形態に係る圧電振動子の分解斜視図である。図１～図４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、内部に気密封止されたキャビティＣを有するパッケージ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は、直方体状を呈している。本実施形態では、平面視において圧電振動子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、これら長手方向Ｌおよび幅方向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２は、パッケージ本体４と、パッケージ本体４に接合されるとともに、パッケージ本体４との間にキャビティＣを形成する封口板５と、を備えている。パッケージ本体４は、互いに重ね合わされた状態で接合された第１ベース基板２ａ及び第２ベース基板２ｂと、第２ベース基板２ｂ上に接合されたシールリング２ｃと、を備えている。

第１ベース基板２ａは、厚さ方向Ｔから見た平面視で長方形状を呈するセラミックス製の基板とされている。第１ベース基板２ａの上面は、キャビティＣの底部を構成する。第１ベース基板２ａの下面には、一対の外部電極（外部電極２ｄ及び外部電極２ｅ）が長手方向Ｌに間隔をあけて形成されている。外部電極２ｄ及び外部電極２ｅ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、また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ベース基板２ｂは、平面視外形が第１ベース基板２ａと同形状を呈するセラミックス製の基板であって、第１ベース基板２ａ上に重ねられた状態で焼結等によって一体的に接合されている。なお、第１ベース基板２ａ及び第２ベース基板２ｂに用いられるセラミックス材料としては、例えばアルミナ製のＨＴＣＣ（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ－Ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）や、ガラスセラミックス製のＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ－Ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）等を用いることが可能である。

図２～図４に示すように、第２ベース基板２ｂには、第２ベース基板２ｂを厚さ方向Ｔに貫通する貫通部２ｆが形成されている。貫通部２ｆは、平面視で角丸長方形状を呈している。貫通部２ｆの内側面において、幅方向Ｗの両側に位置する部分には、幅方向Ｗの内側に向けて突出する実装部（実装部２ｇ及び実装部２ｈ）が各別に形成されている。なお、実装部２ｇ及び実装部２ｈは、第２ベース基板２ｂにおける長手方向Ｌの中央部分に位置している。

実装部２ｇ及び実装部２ｈ上には、圧電振動片３との接続電極である一対の電極パッド（電極パッド２ｉ及び電極パッド２ｊ）が形成されている。電極パッド２ｉ及び電極パッド２ｊは、上述した外部電極２ｄ及び外部電極２ｅ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、また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。電極パッド２ｉ及び電極パッド２ｊと、外部電極２ｄ及び外部電極２ｅは、第１ベース基板２ａ及び第２ベース基板２ｂを厚さ方向Ｔで貫通する図示しない貫通配線を介して互いにそれぞれ導通している。

第１ベース基板２ａ及び第２ベース基板２ｂの四隅には、平面視１／４円弧状の切欠部２ｋが、第１ベース基板２ａ及び第２ベース基板２ｂの厚さ方向Ｔの全体に亘って形成されている。第１ベース基板２ａ及び第２ベース基板２ｂは、例えばウエハ状のセラミックス基板を２枚重ねて接合した後、両セラミックス基板を貫通する複数のスルーホールを行列状に形成し、各スルーホールを基準としながら両セラミックス基板を格子状に切断することで作製される。その際、スルーホールが４分割されることで、上述した切欠部２ｋが構成される。

シールリング２ｃは、第１ベース基板２ａ及び第２ベース基板２ｂの外形よりも一回り小さい導電性の枠状部材であって、第２ベース基板２ｂの上面に接合されている。具体的に、シールリング２ｃは、銀ロウ等のロウ材やはんだ材等による焼付けによって第２ベース基板２ｂ上に接合、または第２ベース基板２ｂ上に形成された金属接合層に対する溶着等によって接合されている。シールリング２ｃは、第２ベース基板２ｂ（貫通部２ｆ）の内側面とともにキャビティＣの側壁を構成する。なお、図示の例において、シールリング２ｃの内側面は、第２ベース基板２ｂの内側面と面一に配置されている。

シールリング２ｃの材料としては、例えばニッケル基合金等が挙げられ、具体的にはコバール、エリンバー、インバー、４２－アロイ等から選択すれば良い。特に、シールリング２ｃの材料としては、セラミックス製とされている第１ベース基板２ａ及び第２ベース基板２ｂに対して熱膨張係数が近いものを選択することが好ましい。例えば、第１ベース基板２ａ及び第２ベース基板２ｂとして熱膨張係数６．８×１０－６／℃のアルミナを用いる場合には、シールリング２ｃとして熱膨張係数５．２×１０－６／℃のコバールや、熱膨張係数４．５～６．５×１０－６／℃の４２－アロイを用いることが好ましい。

封口板５は、導電性基板からなり、シールリング２ｃ上に接合されてパッケージ本体４内を気密に封止している。そして、シールリング２ｃ、封口板５、第１ベース基板２ａ、及び第２ベース基板２ｂ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。

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。本実施形態において圧電振動片３は、水晶によって形成された圧電板３０を備える。圧電板３０は、一対の振動腕部（第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２）と、一対の支持腕部（第１支持腕部３３及び第２支持腕部３４）を有する。圧電振動片３は、キャビティＣ内において、導電性接着剤により第１支持腕部３３が実装部２ｇに支持され、第２支持腕部３４が実装部２ｈに支持されることで、パッケージ２に実装されている。これにより、圧電振動片３は、キャビティＣ内において第１振動腕部３１と第２振動腕部３２が第１ベース基板２ａから浮いた状態で支持される。第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２の外表面には、所定の電圧が印加されたときに一対の第１振動腕部３１と第２振動腕部３２とを振動させる２系統の不図示の励振電極が配置されている。

圧電振動子１を作動させるには、外部電極２ｄ及び外部電極２ｅ（図１参照）に所定の電圧が印加する。すると、励振電極に電流が流れて電界が発生する。第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２は、上記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、第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２の振動は、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等に用いられる。

（圧電振動片）
図５は、第１実施形態に係る圧電振動片の平面図である。圧電振動片３は、圧電板３０と、圧電板３０の表裏面を含む外表面に配置された不図示の電極膜と、を備える。なお、本実施形態では、圧電振動子１の長手方向Ｌ、幅方向Ｗおよび厚さ方向Ｔは、圧電振動片３の長手方向、幅方向および厚さ方向それぞれと一致している。したがって、以下の圧電振動片３に係る説明では、圧電振動子１の長手方向Ｌ、幅方向Ｗおよび厚さ方向Ｔを用いる。

圧電板３０は、上述の一対の振動腕部（第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２）と、一対の支持腕部（第１支持腕部３３及び第２支持腕部３４）と、基部３５と、拡幅部３６（鋭角構造発生抑制機能部）と、を備えている。第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２は基部３５から長手方向Ｌに延びて形成されている。第１支持腕部３３及び第２支持腕部３４は、基部３５に対して幅方向Ｗの両側に位置する。圧電板３０は、長手方向Ｌに沿う中心軸Ｏに対して、厚さ方向Ｔから見た平面視形状が略対称となるように形成されている。なお、本実施形態では、圧電板３０を形成する圧電材料は水晶である。

第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２は、幅方向Ｗに並んで平行に配置されており、各々が基部３５に接続されている。第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２は、基部３５側の基端を固定端とし、先端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。第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２は、第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２の基端から先端に向けて延びる本体部３７と、第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２の先端に位置する錘部３８と、を有している。

本体部３７には、溝部３９が形成されている。溝部３９は、本体部３７の両主面上において、厚さ方向Ｔに窪むとともに、長手方向Ｌに沿って延在している。溝部３９は、第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２の基端近傍から、本体部３７の先端近傍に亘って形成されている。

錘部３８は、それぞれ本体部３７の先端部から長手方向Ｌに延びている。錘部３８は、平面視矩形状であって、本体部３７よりも幅方向Ｗに幅広に形成されている。これにより、第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２の先端部の質量および振動時の慣性モーメントを増大させることができ、錘部３８を有しない圧電振動片３と比較して第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２の長さを短縮できる。

第１支持腕部３３及び第２支持腕部３４は、平面視でＬ字状を呈し、基部３５、第１振動腕部３１（本体部３７）及び第２振動腕部３２（本体部３７）を幅方向Ｗの外側から囲んでいる。具体的に、第１支持腕部３３及び第２支持腕部３４は、基部３５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接続部４０と、接続部４０の幅方向Ｗの外側の端面から長手方向Ｌに沿って延在する長手延在部４１とを有している。長手延在部４１は第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２と平行に延伸している。第１支持腕部３３は、中心軸Ｏに対して第１振動腕部３１と同じ側に配置されている。第２支持腕部３４は、中心軸Ｏに対して第２振動腕部３２と同じ側に配置されている。

図５に示すように、圧電板３０は、厚さ方向Ｔから見て複数の凹部が設けられている。例えば本実施形態では、第１支持腕部３３と、基部３５と、第１振動腕部３１とで形成された第１凹部５０が設けられている。また、第２支持腕部３４と、基部３５と、第２振動腕部３２とで形成された第２凹部５１が設けられている。

第１凹部５０は、第１支持腕部３３の長手延在部４１の側面４１ａと、第１支持腕部３３の接続部４０の側面４０ａと、基部３５の側面３５ａと、第１振動腕部３１の側面３１ａとに囲われることで形成された凹部である。第２凹部５１は、第２支持腕部３４の長手延在部４１の側面４１ａと、第２支持腕部３４の接続部４０の側面４０ａと、基部３５の側面３５ａと、第２振動腕部３２の側面３２ａとに囲われることで形成された凹部である。

拡幅部３６は、第１凹部５０及び第２凹部５１に設けられており、第１凹部５０及び第２凹部５１においてエッチング残りＸ（図７参照）によって形成される鋭角構造Ｘ１（図７（ｂ）参照）の発生を抑制する。なお、エッチング残りＸ及び鋭角構造Ｘ１については、後により具体的に説明する。

第１凹部５０には、拡幅部３６が設けられていなければ、第１支持腕部３３の長手延在部４１の側面４１ａと、第１支持腕部３３の接続部４０の側面４０ａとが接続されることで形成された角部Ｃ１が露出して形成される。第１凹部５０に設けられた拡幅部３６は、角部Ｃ１を埋設するようにして第１凹部５０に設けられている。

第１凹部５０に設けられた拡幅部３６は、第１支持腕部３３の長手延在部４１の側面４１ａと、第１支持腕部３３の接続部４０の側面４０ａとに接続された傾斜面３６ａを有している。この第１凹部５０に設けられた拡幅部３６の傾斜面３６ａは、図５に示すように、第１支持腕部３３の長手延在部４１の側面４１ａと、第１支持腕部３３の接続部４０の側面４０ａとの両面に対して傾斜している。

第２凹部５１には、拡幅部３６が設けられていなければ、基部３５の側面３５ａと、第２支持腕部３４の接続部４０の側面４０ａとが接続されることで形成された角部Ｃ２が露出して形成される。第２凹部５１に設けられた拡幅部３６は、角部Ｃ２を埋設するようにして第２凹部５１に設けられている。

第２凹部５１に設けられた拡幅部３６は、基部３５の側面３５ａと、第２支持腕部３４の接続部４０の側面４０ａとに接続された傾斜面３６ａを有している。この第２凹部５１に設けられた拡幅部３６の傾斜面３６ａは、図５に示すように、基部３５の側面３５ａと、第２支持腕部３４の接続部４０の側面４０ａとの両面に対して傾斜している。

図６は、図５のＩＩ－ＩＩ線に相当する断面図である。図６に示すように、基部３５の厚さ方向Ｔにおける寸法（厚さ寸法３５Ｄ）は、第１支持腕部３３の厚さ方向Ｔにおける寸法（厚さ寸法３３Ｄ）及び第２支持腕部３４の厚さ方向Ｔにおける寸法（厚さ寸法３４Ｄ）と同一である。基部３５の上面、第１支持腕部３３の上面、第２支持腕部３４の上面は面一で配置されている。また、基部３５の下面、第１支持腕部３３の下面、第２支持腕部３４の下面は面一で配置されている。

拡幅部３６の厚さ方向Ｔにおける寸法（厚さ寸法３６Ｄ）も、基部３５の厚さ寸法３５Ｄと同一である。つまり、拡幅部３６の厚さ寸法３６Ｄは、第１支持腕部３３の厚さ寸法３３Ｄ及び第２支持腕部３４の厚さ寸法３４Ｄとも同一である。また、拡幅部３６の上面は、基部３５の上面と面一で配置されている。つまり、拡幅部３６の上面は、第１支持腕部３３の上面及び第２支持腕部３４の上面とも面一で配置されている。また、拡幅部３６の下面は、基部３５の下面と面一で配置されている。つまり、拡幅部３６の下面は、第１支持腕部３３の下面及び第２支持腕部３４の下面とも面一で配置されている。

ここで、上述の圧電板３０の形状と、圧電板３０の形成材料である水晶の結晶軸との関係について説明する。例えば、水晶の結晶の電気軸をＸ軸、機械軸をＹ軸、及び光軸をＺ軸とする。これらＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸が直交する座標系に対して、Ｚ軸をＸ軸回りに－５°～＋１０°の範囲内で回転させた新たな軸をＺ′軸とし、Ｘ軸を回転軸としてＺ軸及びＹ軸を含む平面内でＺ軸と同じ角度でＹ軸を回転させたときの新たな軸をＹ´軸とし、これらのＸ軸とＹ´軸とＺ´軸とが直交する座標系を新たな直交座標系とする。このとき、本実施形態においては、Ｘ軸が図５等に示す幅方向Ｗと一致し、Ｙ´軸が図５等に示す長手方向Ｌと一致し、Ｚ´軸が図５等に示す厚さ方向Ｔと一致する。つまり、Ｚ´軸からの平面視において、第１振動腕部３１、第２振動腕部３２、第１支持腕部３３及び第２支持腕部３４は、Ｘ軸－Ｙ´軸を含む平面に沿って基部３５から延伸して設けられている。

すなわち、水晶の結晶の電気軸がＸ軸、機械軸がＹ軸、及び光軸がＺ軸である座標系に対して、Ｚ軸をＸ軸回りに－５°～＋１０°の範囲内で回転させた新たな軸をＺ′軸とし、Ｘ軸を回転軸としてＺ軸及びＹ軸を含む平面内でＺ軸と同じ角度でＹ軸を回転させたときの新たな軸をＹ´軸とした場合における、Ｘ軸とＹ´軸とＺ´軸からなる直交座標系にて、本実施形態では、Ｚ´軸からの平面視において、第１振動腕部３１、第２振動腕部３２、第１支持腕部３３及び第２支持腕部３４は、Ｘ軸－Ｙ´軸を含む平面に沿って基部３５から延伸して設けられている。

図７（ａ）は、本実施形態の圧電板３０の第１凹部５０を含む模式的な拡大図である。図７（ｂ）は、拡幅部３６を設けない場合の第１凹部５０の模式的な拡大図である。圧電板３０を後述のようにウェットエッチングを用いて成形すると、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、圧電板３０の側面には、エッチング残りＸが発生する。このエッチング残りＸは、ウェットエッチングで使用するマスクの外形形状に対してＺ´軸方向から見て突出した部位であり、水晶の特性上発生するエッチングの残渣部分である。このエッチング残りＸの形状は、水晶の結晶軸の方向に依存して定まる。

例えば、図７（ｂ）に示すように、第１凹部５０に拡幅部３６を設けない場合には、第１支持腕部３３の長手延在部４１の第１振動腕部３１側の側面３３ａと、第１支持腕部３３の接続部４０の第１凹部５０の内壁面側の側面３３ａに対してエッチング残りＸが多く発生する。この結果、角部Ｃ１の近傍に、鋭角構造Ｘ１が形成される。この鋭角構造Ｘ１は、エッチング残りＸによって形成される構造であり、厚さ方向Ｔから見て、エッチング残りＸの表面から奥部に向かうに連れて狭くなる亀裂状の構造である。特に、エッチング残りＸによって形成される亀裂状の構造であって、厚さ方向Ｔから見た奥部の角度が９０°よりも小さい構造を鋭角構造Ｘ１とする。このような鋭角構造Ｘ１は、第１振動腕部３１の振動が伝達されることで応力集中が生じる箇所であり、圧電板３０に生じる亀裂の起点となる場合がある。なお、図７を除く図面においては、エッチング残りＸを省略して示している。

一方、図７（ａ）に示すように、本実施形態の圧電振動片３においては、図７（ｂ）に示す鋭角構造Ｘ１が形成される位置を埋設するように拡幅部３６が設けられている。このため、本実施形態の圧電振動片３によれば、圧電板３０すなわち圧電振動片３が損傷する原因となる鋭角構造Ｘ１が発生することを抑制することができる。

上述のＸ軸とＹ´軸とＺ´軸とが直交する直交座標系において、第１凹部５０に設けられた拡幅部３６は、角部Ｃ１を起点としてＸ軸－Ｙ´軸を含む平面に沿った方向に膨出している。例えば、第１凹部５０に設けられた拡幅部３６は、Ｘ軸をＺ´軸を中心として平面視で時計回りに１５°～５０°回転させた拡幅方向Ｐに対して傾斜面３６ａが直交するように設けられている。

また、第２凹部５１に拡幅部３６を設けない場合には、第２支持腕部３４の接続部４０の内壁側の側面４０ａと、基部３５の第２支持腕部３４側の側面３５ａに対してエッチング残りＸが多く発生する。この結果、角部Ｃ２の近傍に、図７（ａ）に示す鋭角構造Ｘ１と同様の不図示の鋭角構造が形成される。これに対して、本実施形態の圧電振動片３においては、鋭角構造が形成される位置を埋設するように第２凹部５１にも拡幅部３６が設けられている。このため、本実施形態の圧電振動片３によれば、圧電板３０すなわち圧電振動片３が損傷する原因となる鋭角構造が第２凹部５１に発生することを抑制することができる。

上述のＸ軸とＹ´軸とＺ´軸とが直交する直交座標系において、第２凹部５１に設けられた拡幅部３６は、角部Ｃ２を起点としてＸ軸－Ｙ´軸を含む平面に沿った方向に膨出している。例えば、第２凹部５１に設けられた拡幅部３６は、Ｘ軸をＺ´軸を中心として平面視で時計回りに１５°～５０°回転させた拡幅方向Ｐに対して傾斜面３６ａが直交するように設けられている。

電極膜は、例えば、クロム（Ｃｒ）と金（Ａｕ）との積層膜であり、水晶と密着性の良いクロム膜を下地として成膜した後に、クロム膜上に金の薄膜を積層したものである。ただし、電極膜の膜構成はこれに限定されず、例えば、クロムとニクロム（ＮｉＣｒ）との積層膜上にさらに金の薄膜を積層しても構わないし、クロムやニッケル、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）等の単層膜でも構わない。

電極膜は、第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２に各々設けられる励振電極と、第１支持腕部３３及び第２支持腕部３４をパッケージ２に実装する際のマウント部となるマウント電極と、励振電極やマウント電極を接続する接続配線と、を備える。

（圧電振動片の製造方法）
続いて、圧電振動片３の製造方法について説明する。図８は、第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を示すフローチャートである。図８に示すように、第１実施形態の圧電振動片３の製造方法は、外形形成工程Ｓ１０と、電極膜形成工程Ｓ２０と、個片化工程Ｓ３０と、を備える。

まず外形形成工程Ｓ１０を行う。外形形成工程Ｓ１０では、水晶ウエハに圧電板３０を形成する。最初に、フォトリソグラフィ技術によって水晶ウエハの両面に、圧電板３０の平面視形状に対応する形状のマスクを形成する。次いで、水晶ウエハをウェットエッチング加工する。これにより、水晶ウエハにおけるマスクされていない領域が選択的に除去されて、ウエハが圧電板３０の平面視形状に成形される。

ここで、本実施形態の圧電振動片３の製造方法においては、フォトリソグラフィ技術によって、第１振動腕部３１、第２振動腕部３２、第１支持腕部３３、第２支持腕部３４及び基部３５の外形形状を形成すると共に、同時に拡幅部３６の外形形状も形成する。具体的には、マスクの形状を拡幅部３６が形成される部位を覆う形状とする。このようなマスクを用いてウェットエッチングを行うことで、フォトリソグラフィ技術によって、第１振動腕部３１、第２振動腕部３２、第１支持腕部３３、第２支持腕部３４及び基部３５の外形形状と同時に、拡幅部３６の外形形状も形成される。

続いて、第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２の両主面（表裏面）に溝部３９を形成する。具体的には、フォトリソグラフィ技術によって水晶ウエハの両主面上に溝部３９の形状に対応する形状のマスクを形成する。次いで、ウェットエッチング加工により、溝部３９が水晶ウエハを貫通しない程度に水晶ウエハに対してハーフエッチングを行う。これにより、ウエハには溝部３９を有する圧電板３０が形成される。

続いて電極膜形成工程Ｓ２０を行う。電極膜形成工程Ｓ２０では、圧電板３０の表裏面に電極膜を配置する。電極膜形成工程Ｓ２０は、電極膜を成膜する電極膜成膜工程と、電極膜をパターニングして、励振電極等を形成するパターニング工程と、を備える。

電極膜成膜工程は、水晶ウエハの表裏面上および端面上にスパッタリングや蒸着などにより電極膜を成膜する。パターニング工程は、電極膜をパターニングして、圧電板３０に対して２系統の励振電極等を形成する。まず、フォトリソグラフィ技術によって、電極膜の外表面に励振電極等の外形形状に対応する形状のレジスト材料からなるマスクを形成する。次いで、電極膜をエッチング加工し、マスクされていない領域の電極膜を選択的に除去する。これにより、圧電板３０に励振電極、マウント電極及び接続配線が形成される。

このような外形形成工程Ｓ１０及び電極膜形成工程Ｓ２０によって、単一の水晶ウエハに対して複数の圧電振動片３が形成される。

続いて個片化工程Ｓ３０を行う。個片化工程Ｓ３０では、圧電振動片３を水晶ウエハから分離する。具体的には、水晶ウエハに対して圧電振動片３を押し込むまたは引き上げることで、水晶ウエハに設けられた連結部と圧電振動片３とを厚さ方向Ｔに相対変位させる。これにより、圧電振動片３が連結部から分離して個片化される。以上により、一枚の水晶ウエハから複数の圧電振動片３が形成される。

以上のような本実施形態の圧電振動片３は、水晶によって形成された圧電板３０を備え、圧電板３０が、基部３５と、基部３５に接続された一対の第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２とを備えている。また、本実施形態の圧電振動片３は、基部３５に接続された第１支持腕部３３及び第２支持腕部３４を有している。また、圧電板３０は、水晶によって形成されている。また、本実施形態の圧電振動片３は、基部３５、第１振動腕部３１、第２振動腕部３２、第１支持腕部３３及び第２支持腕部３４のいずれかあるいは複数によって形成された第１凹部５０及び第２凹部５１を有している。さらに、圧電振動片３は、第１凹部５０及び第２凹部５１に設けられると共に、基部３５の厚さ方向（厚さ方向Ｔ）から見て第１凹部５０及び第２凹部５１のエッチング残りＸにより形成される鋭角構造Ｘ１の発生を抑制する鋭角構造発生抑制機能部として拡幅部３６を有する。

水晶によって形成された圧電板３０におけるエッチング残りＸの形状は、結晶軸の方向に依存して定まる。すなわち、結晶軸の方向が同一の圧電板３０を形成した場合には、同一形状のエッチング残りＸが発生する。このため、圧電板３０に発生するエッチング残りＸの形状については予め予測可能であり、このようなエッチング残りＸによって形成される鋭角構造Ｘ１の形状及び位置も予測可能である。

本実施形態の圧電振動片３においては、このように予め形状や位置が予測可能なエッチング残りＸにおける鋭角構造Ｘ１の発生を抑制する拡幅部３６が設けられている。また、拡幅部３６は、基部３５、第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２及び第１支持腕部３３及び第２支持腕部３４のいずれかあるいは複数によって形成された狭隘な第１凹部５０及び第２凹部５１に設けられている。このような狭隘な第１凹部５０及び第２凹部５１ではエッチング残りＸによる鋭角構造Ｘ１が発生しやすいものの、本実施形態の圧電振動片３によれば、拡幅部３６によって、拡幅部３６が設けられていない場合と比較して第１凹部５０及び第２凹部５１にて鋭角構造Ｘ１が発生することを抑制することができる。したがって、本実施形態の圧電振動片３によれば、水晶によって形成された圧電板３０を備える圧電振動片３において、エッチング残りＸが形成する鋭角構造Ｘ１によって圧電振動片３が損傷することを抑止することが可能となる。

また、本実施形態の圧電振動片３は、第１凹部５０及び第２凹部５１が、基部３５、第１支持腕部３３及び第２支持腕部３４のいずれかあるいは複数によって形成された角部Ｃ１及び角部Ｃ２を有している。また、本実施形態の圧電振動片３においては、鋭角構造発生抑制機能部が、角部Ｃ１及び角部Ｃ２を埋設して設けられた拡幅部３６である。

このような本実施形態の圧電振動片３によれば、例えば鋭角構造発生抑制機能部が溝部等である場合と比較して、圧電振動片３の強度を向上させることが可能である。したがって、本実施形態の圧電振動片３によれば、圧電振動片３が損傷することをより確実に抑止することが可能となる。

また、本実施形態の圧電振動片３においては、拡幅部３６の厚さ寸法３６Ｄが、少なくとも基部３５と同一である。このため、製造工程においてエッチングによる基部３５の形成と同時に拡幅部３６を形成することができ、さらに基部３５の形成後に拡幅部３６の後加工を行う必要がない。このため、簡易に拡幅部３６を形成することが可能となる。

また、本実施形態の圧電振動片３においては、拡幅部３６が、角部を形成する第１側面と第２側面とに対して傾斜した傾斜面３６ａを有する。例えば、第１凹部５０に設けられた拡幅部３６の傾斜面３６ａは、角部Ｃ１を形成する第１支持腕部３３の長手延在部４１の側面４１ａ（第１側面）と、第１支持腕部３３の接続部４０の側面４０ａ（第２側面）とに対して傾斜して接続されている。また、第２凹部５１に設けられた拡幅部３６の傾斜面３６ａは、角部Ｃ２を形成する基部３５の側面３５ａ（第１側面）と、第２支持腕部３４の接続部４０の側面４０ａ（第２側面）とに対して傾斜して接続されている。

このような本実施形態の圧電振動片３によれば、拡幅部３６の側面と第１凹部５０及び第２凹部５１の内壁面との接続角度を浅くすることができ、拡幅部３６と第１凹部５０及び第２凹部５１の内壁面との境界部分にエッチング残りＸによる鋭角構造Ｘ１が発生することを抑止することが可能となる。

また、本実施形態の圧電振動片３においては、一対の第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２を間に挟んで各々が第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２と平行に配設された２つの第１支持腕部３３及び第２支持腕部３４を有している。このような本実施形態の圧電振動片３は、いわゆるサイドアーム型の圧電振動片である。したがって、本実施形態の圧電振動片３は、エッチング残りＸが形成する鋭角構造Ｘ１によって圧電振動片３が損傷することを抑止可能なサイドアーム型の圧電振動片となる。

また、本実施形態の圧電振動片３においては、結晶の電気軸がＸ軸、機械軸がＹ軸、及び光軸がＺ軸である座標系に対して、Ｚ軸をＸ軸回りに－５°～＋１０°の範囲内で回転させた新たな軸をＺ′軸とし、Ｘ軸を回転軸としてＺ軸及びＹ軸を含む平面内でＺ軸と同じ角度でＹ軸を回転させたときの新たな軸をＹ´軸とした場合における、Ｘ軸とＹ´軸とＺ´軸からなる直交座標系にて、Ｚ´軸からの平面視において、第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２及び第１支持腕部３３及び第２支持腕部３４は、Ｘ軸－Ｙ´軸を含む平面に沿って基部３５から延伸して設けられている。

上述のようなＸ軸－Ｙ´軸を含む平面に沿って第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２及び第１支持腕部３３及び第２支持腕部３４が基部３５から延伸して設けられた圧電振動片３では、第１凹部５０及び第２凹部５１に対して、エッチング残りＸによる鋭角構造Ｘ１が生じやすい。本実施形態の圧電振動片３によれば、第１凹部５０及び第２凹部５１に対して、エッチング残りＸによる鋭角構造Ｘ１が生じやすいにも関わらず、拡幅部３６を設けることで効果的に圧電振動片３が損傷することを抑止することが可能となる。

また、本実施形態の圧電振動子１は、圧電振動片３と、圧電振動片３を気密封止すると共に第１支持腕部３３及び第２支持腕部３４を介して圧電振動片３が実装されたパッケージ２とを備えている。このため、本実施形態の圧電振動子１は、エッチング残りＸによる鋭角構造Ｘ１に起因した圧電振動片３の損傷が抑止可能な圧電振動子１となり、信頼性が高いものとなる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図９を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

上記第１実施形態の圧電振動片３においては、拡幅部３６が傾斜角度一定の単一の傾斜面３６ａを有していた。これに対して、本実施形態では、角部を形成する側面に対する角度が異なる複数（本実施形態では２つ）の傾斜面６０ａを有する拡幅部６０を備えている。

図９（ａ）は、第１凹部５０に設けられた拡幅部６０の模式的な拡大図である。この図に示すように、第１凹部５０に設けられた拡幅部６０は、角度が異なる２つの傾斜面６０ａが第１支持腕部３３の長手延在部４１の側面４１ａと、第１支持腕部３３の接続部４０の側面４０ａとを接続するように設けられている。第１凹部５０に設けられた拡幅部６０では、第１支持腕部３３の長手延在部４１の側面４１ａ（第１支持腕部３３の接続部４０の側面４０ａ）に対する各々の傾斜面６０ａの角度が異なっている。

第１支持腕部３３の長手延在部４１の側面４１ａ側に位置する傾斜面６０ａの側面４１ａに対する傾斜角度は、第１支持腕部３３の接続部４０の側面４０ａ側に位置する傾斜面６０ａの側面４１ａに対する傾斜角度よりも小さい。すなわち、このような第１凹部５０に設けられた拡幅部６０の複数の傾斜面６０ａのうち、最も第１支持腕部３３の長手延在部４１の側面４１ａ側に位置する傾斜面６０ａの側面４１ａに対する傾斜角度は、他の傾斜面６０ａの側面４１ａに対する傾斜角度に対して最も小さい。

また、第１支持腕部３３の接続部４０の側面４０ａ側に位置する傾斜面６０ａの側面４０ａに対する傾斜角度は、第１支持腕部３３の長手延在部４１の側面４１ａ側に位置する傾斜面６０ａの側面４０ａに対する傾斜角度よりも小さい。すなわち、このような第１凹部５０に設けられた拡幅部６０の複数の傾斜面６０ａのうち、最も第１支持腕部３３の接続部４０の側面４０ａに位置する傾斜面６０ａの側面４０ａに対する傾斜角度が、他の傾斜面の側面４０ａに対する傾斜角度に対して最も小さい。

例えば、第１支持腕部３３の長手延在部４１の側面４１ａ側に位置する傾斜面６０ａの法線のＸ軸に対する角度を７．５°～２５°とし、第１支持腕部３３の接続部４０の側面４０ａ側に位置する傾斜面６０ａの法線のＸ軸に対する角度を第１支持腕部３３の長手延在部４１の側面４１ａ側に位置する傾斜面６０ａの法線のＸ軸に対する角度の２倍とする。

図９（ｂ）は、第２凹部５１に設けられた拡幅部６０の模式的な拡大図である。この図に示すように、第２凹部５１に設けられた拡幅部６０は、角度が異なる２つの傾斜面６０ａが、基部３５の側面３５ａと、第２支持腕部３４の接続部４０の側面４０ａとを接続するように設けられる。第２凹部５１に設けられた拡幅部６０では、基部３５の側面３５ａ（第２支持腕部３４の接続部４０の側面４０ａ）に対する各々の傾斜面６０ａの角度が異なっている。

基部３５の側面３５ａ側に位置する傾斜面６０ａの側面３５ａに対する傾斜角度は、第２支持腕部３４の接続部４０の側面４０ａ側に位置する傾斜面６０ａの側面３５ａに対する傾斜角度に対して最も小さい。すなわち、このような第２凹部５１に設けられた拡幅部６０の複数の傾斜面６０ａのうち、最も基部３５の側面３５ａ側に位置する傾斜面６０ａの側面３５ａに対する傾斜角度は、他の傾斜面６０ａの側面３５ａに対する傾斜角度に対して最も小さい。

また、第２支持腕部３４の接続部４０の側面４０ａ側に位置する傾斜面６０ａの側面４０ａに対する傾斜角度は、基部３５の側面３５ａ側に位置する傾斜面６０ａの側面４０ａに対する傾斜角度に対して最も小さい。すなわち、このような第２凹部５１に設けられた拡幅部６０の複数の傾斜面６０ａのうち、最も第２支持腕部３４の接続部４０の側面４０ａ側に位置する傾斜面６０ａの側面４０ａに対する傾斜角度が、他の傾斜面の側面４０ａに対する傾斜角度に対して最も小さい。

例えば、基部３５の側面３５ａ側に位置する傾斜面６０ａの法線のＸ軸に対する角度を７．５°～２５°とし、第２支持腕部３４の接続部４０の側面４０ａ側に位置する傾斜面６０ａ法線のＸ軸に対する角度を基部３５の側面３５ａ側に位置する傾斜面６０ａの法線のＸ軸に対する角度の２倍とする。

このような本実施形態の圧電振動片３によれば、拡幅部６０が単一の傾斜面を有する場合と比較して、拡幅部６０の側面と第１凹部５０及び第２凹部５１の内壁面との接続角度をより浅くすることができ、拡幅部６０と第１凹部５０及び第２凹部５１の内壁面との境界部分にエッチング残りＸによる鋭角構造Ｘ１が発生することをより抑止することが可能となる。

なお、本実施形態においては、拡幅部６０が２つの傾斜面６０ａを有する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。拡幅部６０が３つ以上の傾斜面６０ａを備える構成を採用することも可能である。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、図１０を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

上記第１実施形態の圧電振動片３においては、拡幅部３６が傾斜面３６ａを有していた。これに対して、本実施形態では、厚さ方向Ｔから見て、角部及び角部に向けて途中部位が窪む湾曲面６１ａを有する拡幅部６１を備えている。

図１０（ａ）は、第１凹部５０に設けられた拡幅部６１の模式的な拡大図である。この図に示すように、第１凹部５０に設けられた拡幅部６１は、角部Ｃ１に向けて中央部が窪む湾曲面６１ａが第１支持腕部３３の長手延在部４１の側面４１ａと、第１支持腕部３３の接続部４０の側面４０ａとを接続するように設けられている。本実施形態においては、第１凹部５０に設けられた拡幅部６１の湾曲面６１ａの曲率は、第１支持腕部３３の長手延在部４１の側面４１ａから第１支持腕部３３の接続部４０の側面４０ａに至るまで一定である。

図１０（ｂ）は、第２凹部５１に設けられた拡幅部６１の模式的な拡大図である。この図に示すように、第２凹部５１に設けられた拡幅部６１は、角部Ｃ２に向けて中央部が窪む湾曲面６１ａが基部３５の側面３５ａと、第２支持腕部３４の接続部４０の側面４０ａとを接続するように設けられている。本実施形態においては、第２凹部５１に設けられた拡幅部６１の湾曲面６１ａの曲率は、基部３５の側面３５ａから第２支持腕部３４の接続部４０の側面４０ａに至るまで一定である。

このような本実施形態の圧電振動片３によれば、拡幅部６０の側面と第１凹部５０及び第２凹部５１の内壁面との接続角度を浅くすることができ、拡幅部６０と第１凹部５０及び第２凹部５１の内壁面との境界部分にエッチング残りＸによる鋭角構造Ｘ１が発生することを抑止することが可能となる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について、図１１を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

上記第１実施形態の圧電振動片３においては、拡幅部３６が傾斜面３６ａを有していた。これに対して、本実施形態では、厚さ方向Ｔから見て、角部及び角部に向けて途中部位が窪む湾曲面６２ａを有する拡幅部６２を備えている。

図１１（ａ）は、第１凹部５０に設けられた拡幅部６２の模式的な拡大図である。この図に示すように、第１凹部５０に設けられた拡幅部６２は、角部Ｃ１に向けて中央部が窪む湾曲面６２ａが第１支持腕部３３の長手延在部４１の側面４１ａと、第１支持腕部３３の接続部４０の側面４０ａとを接続するように設けられている。

本実施形態においては、第１凹部５０に設けられた拡幅部６２の湾曲面６２ａは、厚さ方向Ｔから見た中央部から第１支持腕部３３の長手延在部４１の側面４１ａ側に向かうに連れて湾曲面６２ａの接線と側面４１ａとが成す角度が小さくなるように曲率が変化する。また、第１凹部５０に設けられた拡幅部６２の湾曲面６２ａは、厚さ方向Ｔから見た中央部から第１支持腕部３３の接続部４０の側面４０ａ側に向かうに連れて湾曲面６２ａの接線と側面４０ａとが成す角度が小さくなるように曲率が変化する。このように、第１凹部５０に設けられた拡幅部６２の湾曲面６２ａは、湾曲面６２ａの位置に応じて曲率が変化する。

図１１（ｂ）は、第２凹部５１に設けられた拡幅部６２の模式的な拡大図である。この図に示すように、第２凹部５１に設けられた拡幅部６２は、角部Ｃ２に向けて中央部が窪む湾曲面６２ａが基部３５の側面３５ａと、第２支持腕部３４の接続部４０の側面４０ａとを接続するように設けられている。

本実施形態においては、第２凹部５１に設けられた拡幅部６２の湾曲面６２ａは、厚さ方向Ｔから見た中央部から基部３５の側面３５ａ側に向かうに連れて湾曲面６２ａの接線と側面３５ａとが成す角度が小さくなるように曲率が変化する。また、第２凹部５１に設けられた拡幅部６２の湾曲面６２ａは、厚さ方向Ｔから見た中央部から第２支持腕部３４の接続部４０の側面４０ａ側に向かうに連れて湾曲面６２ａの接線と側面４０ａとが成す角度が小さくなるように曲率が変化する。このように、第２凹部５１に設けられた拡幅部６２の湾曲面６２ａは、湾曲面６２ａの位置に応じて曲率が変化する。

このような本実施形態の圧電振動片３によれば、拡幅部６２の湾曲面６２ａの曲率が一定である場合と比較して、拡幅部６２の側面と第１凹部５０及び第２凹部５１の内壁面との接続角度をより浅くすることができ、拡幅部６２と第１凹部５０及び第２凹部５１の内壁面との境界部分にエッチング残りＸによる鋭角構造Ｘ１が発生することをより抑止することが可能となる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について、図１２を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

上記第１実施形態の圧電振動片３においては、第１凹部５０に設けられる拡幅部３６と第２凹部５１に設けられる拡幅部３６が厚さ方向Ｔから見て中心軸Ｏに対して非対称な形状であった。これに対して、本実施形態では、厚さ方向Ｔから見て、第１凹部５０に設けられる拡幅部６３と第２凹部５１に設けられる拡幅部６３とが中心軸Ｏに対して対称な形状である。

図１２（ａ）は、第１凹部５０に設けられた拡幅部６３の模式的な拡大図である。この図に示すように、第１凹部５０に設けられた拡幅部６３は、第１支持腕部３３の側面３３ａと第１振動腕部３１の側面３１ａとを接続する湾曲面６３ａを有している。

第１凹部５０に設けられた拡幅部６３は、第１振動腕部３１側の部位の基部３５からの突出量が、第１支持腕部３３側の部位の基部３５から突出量よりも、図１２（ａ）に示す距離Ｄａの分だけ小さい。つまり、第１振動腕部３１側の部位の基部３５からの突出量が、第１支持腕部３３側の部位の基部３５から突出量と同一の場合と比較して、本実施形態では第１振動腕部３１と拡幅部６３との接触面積が小さい。

図１２（ｂ）は、第２凹部５１に設けられた拡幅部６３の模式的な拡大図である。この図に示すように、第２凹部５１に設けられた拡幅部６３は、第２支持腕部３４の側面３４ａと第２振動腕部３２の側面３２ａとを接続する湾曲面６３ａを有している。

第２凹部５１に設けられた拡幅部６３は、第２振動腕部３２側の部位の基部３５からの突出量が、第２支持腕部３４側の部位の基部３５から突出量よりも、図１２（ｂ）に示す距離Ｄａの分だけ小さい。つまり、第２振動腕部３２側の部位の基部３５からの突出量が、第２支持腕部３４側の部位の基部３５から突出量と同一の場合と比較して、本実施形態では第２振動腕部３２と拡幅部６３との接触面積が小さい。

第１凹部５０に設けられた拡幅部６３と第２凹部５１に設けられた拡幅部６３とは、中心軸Ｏ（図５参照）を中心とした対称形状に形成されている。このような本実施形態の圧電振動片３においては、圧電板３０の形状が拡幅部６３を含んで対称形状に形成されているため、第１振動腕部３１側と第２振動腕部３２側との重量バランスを均等にすることが可能となる。

また、本実施形態の圧電振動片３によれば、第１凹部５０に設けられた拡幅部６３の第１振動腕部３１との接触面積を小さくし、第１支持腕部３３と拡幅部６３との接触面積よりも小さくすることができる。また、第２凹部５１に設けられた拡幅部６３の第２振動腕部３２との接触面積を小さくし、第２支持腕部３４と拡幅部６３との接触面積よりも小さくすることができる。このため、拡幅部６３が第１振動腕部３１及び第２振動腕部３２の振動に与える影響を小さくすることができ、拡幅部６３が圧電振動片３の振動特性に影響を与えることを抑止することが可能となる。

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について、図１３を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

上記第１実施形態の圧電振動片３は、いわゆるサイドアーム型の圧電振動片であった。これに対して、本実施形態の圧電振動片３Ａは、いわゆるセンタアーム型の圧電振動片である。

図１３は、本第６実施形態の圧電振動片の平面図である。この図に示すように、本実施形態の圧電振動片３Ａは、一対の第１振動腕部３１Ａ及び第２振動腕部３２Ａの間に配置された単一の支持腕部３３Ａを有する。本実施形態の圧電振動片３Ａは、図１３に示すように、第１振動腕部３１Ａと、支持腕部３３Ａと、基部３５とによって形成された第１凹部５０Ａを有している。

また、本実施形態の圧電振動片３Ａは、第２振動腕部３２Ａと、支持腕部３３Ａと、基部３５とによって形成された第２凹部５１Ａを有している。本実施形態の圧電振動片３Ａは、第１凹部５０Ａと第２凹部５１Ａとの各々に設けられた拡幅部６４を有している。

第１凹部５０Ａに設けられた拡幅部６４は、基部３５の側面３５ａと、第１振動腕部３１Ａの側面３１Ａａとで形成された角部Ｃ３を埋設するように設けられている。この第１凹部５０Ａに設けられた拡幅部６４は、基部３５の側面３５ａと第１振動腕部３１Ａの側面３１Ａａとに傾斜して接続された傾斜面６４ａを有している。

第２凹部５１Ａに設けられた拡幅部６４は、基部３５の側面３５ａと、支持腕部３３Ａの側面３３Ａａとで形成された角部Ｃ４を埋設するように設けられている。この第２凹部５１Ａに設けられた拡幅部６４は、基部３５の側面３５ａと支持腕部３３Ａの側面３３Ａａとに傾斜して接続された傾斜面６４ａを有している。

このような本実施形態の圧電振動片３Ａは、一対の第１振動腕部３１Ａ及び第２振動腕部３２Ａの間に配置された単一の支持腕部３３Ａを有している。このような本実施形態の圧電振動片３Ａは、いわゆるセンタアーム型の圧電振動片である。したがって、本実施形態の圧電振動片３Ａは、エッチング残りＸが形成する鋭角構造Ｘ１によって圧電振動片３Ａが損傷することを抑止可能なセンサアーム型の圧電振動片となる。

なお、本実施形態では、上記第１実施形態の拡幅部３６と同様に傾斜面を有する拡幅部６４を備える構成を採用した。しかしながら、センタアーム型の圧電振動片に対して、第２実施形態のような複数の傾斜面を有する拡幅部、第３実施形態のような湾曲面を有する拡幅部、第４実施形態のような湾曲面の曲率が変化する拡幅部、あるいは第５実施形態のような対称形状の拡幅部を備える構成を採用することも可能である。

（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について、図１４を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

図１４は、本実施形態に係る発振器を示す模式図である。図１４に示すように、発振器１００は、基板１０１、電子部品１０２、集積回路１０３、及び圧電振動子１を備える。電子部品１０２は、例えばキャパシタなどであり、基板１０１に実装されている。集積回路１０３は、発振器用であり、基板１０１に実装されている。集積回路１０３は、圧電振動子１と電子部品１０２のそれぞれと、図示略の配線を介して電気的に接続されている。圧電振動子１は、上記第１実施形態から第５実施形態において説明した圧電振動片３あるいは上記第６実施形態において説明した圧電振動片３Ａを備えており、例えば基板１０１において集積回路１０３の近傍に実装される。圧電振動子１は、発振子として機能する。発振器１００の少なくとも一部は、適宜、図示しない樹脂によりモールドされていてもよい。

発振器１００は、圧電振動子１に電力が供給されると、圧電振動子１の圧電振動片が振動する。圧電振動片３の振動は、圧電振動片３が有する圧電特性により、電気信号へ変換される。この電気信号は、圧電振動子１から集積回路１０３へ出力される。集積回路１０３は、圧電振動子１から出力された電気信号に各種処理を実行することで、周波数信号を生成する。

発振器１００は、例えば、時計用の単機能発振器、コンピューターなどの各種装置の動作タイミングを制御するタイミング制御装置、時刻あるいはカレンダーなどを提供する装置などに応用できる。集積回路１０３は、発振器１００に要求される機能に応じて構成され、いわゆるＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュールを含んでいてもよい。

このような本実施形態の発振器１００は、上記第１実施形態から第５実施形態において説明した圧電振動片３あるいは上記第６実施形態において説明した圧電振動片３Ａを備えているため、信頼性が高いものとなる。

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

例えば、上記実施形態においては、鋭角構造発生抑制機能部が拡幅部である構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、鋭角構造発生抑制機能部が溝部である構成を採用することも可能である。

また、拡幅部の形状は、上記実施形態に示す形状に限定されるものではない。拡幅部の形状は、エッチング残りＸによって形成される鋭角構造を、拡幅部が設けられない場合と比較して減少させることが可能であれば良い。

また、上記実施形態においては、圧電板３０の複数の部位によって凹部が形成された構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。圧電板３０の単一の部位（例えば支持腕部）のみによって凹部が形成された構成を採用することも可能である。

また、上記実施形態においては、第１凹部に設けられた拡幅部と第２凹部に設けられた拡幅部とが同一形状あるいは対称形状である構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。第１凹部に設けられた拡幅部と第２凹部に設けられた拡幅部とが異なる形状であっても良い。

また、上記実施形態においては、第１振動腕部及び第２振動腕部が錘部を有するハンマヘッド型の圧電振動片を用いる構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第１振動腕部及び第２振動腕部が錘部を備えないストレート型の圧電振動片を用いることも可能である。

１……圧電振動子、３……圧電振動片、３Ａ……圧電振動片、３０……圧電板、３１……第１振動腕部、３１ａ……側面、３１Ａ……第１振動腕部、３１Ａａ……側面、３２……第２振動腕部、３２ａ……側面、３２Ａ……第２振動腕部、３３……第１支持腕部、３３ａ……側面、３３Ａ……支持腕部、３３Ａａ……側面、３４……第２支持腕部、３４ａ……側面、３５……基部、３５ａ……側面、３６……拡幅部（鋭角構造発生抑制機能部）、３６ａ……傾斜面、４０……接続部、４０ａ……側面、４１……長手延在部、４１ａ……側面、５０……第１凹部、５０Ａ……第１凹部、５１……第２凹部、５１Ａ……第２凹部、６０……拡幅部（鋭角構造発生抑制機能部）、６０ａ……傾斜面、６１……拡幅部（鋭角構造発生抑制機能部）、６１ａ……湾曲面、６２……拡幅部、６２ａ……湾曲面、６３……拡幅部（鋭角構造発生抑制機能部）、６３ａ……湾曲面、６４……拡幅部（鋭角構造発生抑制機能部）、６４ａ……傾斜面、Ｃ１……角部、Ｃ２……角部、Ｃ３……角部、Ｃ４……角部、Ｘ……エッチング残り、Ｘ１……鋭角構造

Claims (12)

1. 水晶によって形成された圧電板を有し、前記圧電板が、基部と、前記基部に接続された一対の振動腕部と、前記基部に接続された支持腕部とを有する圧電振動片であって、
   前記基部、前記振動腕部及び前記支持腕部のいずれかあるいは複数によって形成された凹部を有し、
   前記凹部に設けられると共に、前記基部の厚さ方向から見て前記凹部のエッチング残りにより形成される鋭角構造の発生を抑制する鋭角構造発生抑制機能部を有する
   圧電振動片。
2. 前記凹部は、前記基部、前記振動腕部及び前記支持腕部のいずれかあるいは複数によって形成された角部を有し、
   前記鋭角構造発生抑制機能部は、前記角部を埋設して設けられた拡幅部である
   請求項１記載の圧電振動片。
3. 前記拡幅部の厚さ寸法は、少なくとも前記基部と同一である請求項２記載の圧電振動片。
4. 前記拡幅部は、前記角部を形成する第１側面と第２側面とに対して傾斜した傾斜面を有する請求項２または３記載の圧電振動片。
5. 前記拡幅部は、前記第１側面及び前記第２側面に対する傾斜角度が異なる複数の前記傾斜面を有し、
   最も前記第１側面側に位置する前記傾斜面の前記第１側面に対する傾斜角度は、他の前記傾斜面の前記第１側面に対する傾斜角度に対して最も小さく、
   最も前記第２側面側に位置する前記傾斜面の前記第２側面に対する傾斜角度は、他の前記傾斜面の前記第２側面に対する傾斜角度に対して最も小さい
   請求項４記載の圧電振動片。
6. 前記拡幅部は、前記第１側面と前記第２側面とを接続すると共に前記角部に向けて途中部位が窪む湾曲面を有する請求項２または３記載の圧電振動片。
7. 前記湾曲面の中央部から前記第１側面側に向かうに連れて前記湾曲面の接線と前記第１側面とが成す角度が小さくなり、前記湾曲面の中央部から前記第２側面に向かうに連れて前記湾曲面の接線と前記第２側面とが成す角度が小さくなるように、前記湾曲面の位置に応じて曲率が変化する請求項６記載の圧電振動片。
8. 前記拡幅部は、前記振動腕部の側面と前記支持腕部の側面とに接続されており、前記振動腕部側の部位の前記基部からの突出量が、前記支持腕部側の部位の前記基部からの突出量よりも小さい請求項２または３記載の圧電振動片。
9. 一対の振動腕部を間に挟んで各々が前記振動腕部と平行に配設された２つの前記支持腕部を有する請求項１～８いずれか一項に記載の圧電振動片。
10. 一対の振動腕部の間に配置された単一の前記支持腕部を有する請求項１～８いずれか一項に記載の圧電振動片。
11. 結晶の電気軸がＸ軸、機械軸がＹ軸、及び光軸がＺ軸である座標系に対して、Ｚ軸をＸ軸回りに－５°～＋１０°の範囲内で回転させた新たな軸をＺ′軸とし、Ｘ軸を回転軸としてＺ軸及びＹ軸を含む平面内でＺ軸と同じ角度でＹ軸を回転させたときの新たな軸をＹ´軸とした場合における、Ｘ軸とＹ´軸とＺ´軸からなる直交座標系にて、
    Ｚ´軸からの平面視において、前記振動腕部及び前記支持腕部は、Ｘ軸－Ｙ´軸を含む平面に沿って前記基部から延伸して設けられている
    請求項１～１０いずれか一項に記載の圧電振動片。
12. 請求項１～１１のいずれか一項に記載の圧電振動片と、
    前記圧電振動片を気密封止すると共に前記支持腕部を介して前記圧電振動片が実装されたパッケージと
    を備える圧電振動子。

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