JP4687985B2 - 圧電振動デバイスの周波数調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器に用いられる水晶振動子等の圧電振動デバイスに関するものである。

ＡＴカット水晶振動素子を用いた厚み振動系水晶振動子は、一般に水晶振動素子の表裏面に一対の励振電極を正対向して形成し、当該励振電極に交流電圧を印加する構成である。励振電極の形成は通常、開口窓を有する蒸着マスクを水晶振動素子の表裏面に配置し、前記開口窓部分にのみ真空蒸着法等により金属膜材料を堆積させることにより励振電極をパターニング形成する。当該パターニング形成の精度は蒸着マスクの開口部形成精度あるいは蒸着マスクの配置精度に依存し、精度が低い場合は、励振電極が水晶振動素子の表裏でずれて形成されることがあった。この蒸着マスクずれの問題は水晶振動素子が比較的大きな外形サイズの場合、特性に対する影響度は小さかったが、圧電振動デバイスの小型化が進むにつれて、当該マスクずれの問題が顕在化してきた。このような問題は電極形成時の治工具の工作精度および配置精度を向上させることにより対応することができるが、近年の圧電振動デバイスの超小型化により、治工具での精度向上は限界に近くなっており、特性バラツキの要因となっていた。

この蒸着マスクずれによって変動の生じる特性は直列容量（Ｃ１）、並列容量（Ｃ０）や負荷容量（ＣＬ）等であり、これら特性が大きく変動した場合は励振電極形成後に行う調整工程では対応できないことがあった。

このような蒸着マスクずれ対策に有効な方法として、特公昭６０−１９８４３号（特許文献１）に示す構成がある。特許文献１は表裏電極の蒸着マスクずれ対策を目指したものではないが、表裏の電極サイズを異ならせ、大きいサイズの電極側に対してパーシャル蒸着を行うことにより、電極面積の変動による特性変動を防止するものである。このように表裏の電極サイズを異ならせる構成は、蒸着マスクずれが生じた場合でも結果的に表裏の電極が対向しない状態を回避するものであり、蒸着マスクずれの問題に対応することができる。

ところで圧電振動デバイスの高周波数化に伴って、一定の調整量に対する周波数調整レートが非常に大きくなる。例えば、厚みすべり振動で動作するＡＴカット水晶振動素子に形成された励振電極に対し、その膜厚を加減することにより周波数調整を行う場合、高周波数化した水晶振動素子であると調整する一定の膜厚量に対する周波数変動レートが大きくなりすぎるという問題があった。もちろん周波数調整は励振電極の加減レートを調整装置側の出力で調整することは可能であるが、高周波数化した圧電振動デバイスに対して、高精度の周波数調整を行う場合には調整精度が追いつかず、実用的でない場合も出てきた。

特公昭６０−１９８４３号

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、超小型化し、高周波数化した場合でも特性が安定し、また高精度な周波数調整を行うことのできる圧電振動デバイスを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明者は、圧電振動板上に形成される電極膜の外周近傍をトリミング（膜厚調整）することにより、周波数調整することに着目したものであり、次のような構成により実現したものである。

すなわち、請求項１に示すように、圧電振動板の表裏主面に対向して励振電極が形成され、前記励振電極は金属膜からなる表裏電極が対向した対向部と、一方の金属膜からなる励振電極のみが前記対向部の外周に接して拡大形成された拡大部とからなり、当該拡大部の外側に金属膜からなる調整部が形成され、当該調整部の厚さを減じることにより周波数調整を行う圧電振動デバイスの周波数調整方法であって、
前記一方の励振電極と調整部に対して、レーザービームまたは電子ビームまたはイオンミーリングにより厚さを減じた後、調整部に対して、レーザービームまたは電子ビームまたはイオンミーリングにより厚さを減じたことを特徴とする圧電振動デバイスの周波数調整方法である。

また請求項２に示すように、前記調整部は表面または裏面のいずれかの対向部または拡大部に接してまたはギャップを隔てて形成されている圧電振動デバイスの周波数調整方法であってもよい。

また請求項３に示すように、前記調整部は拡大部形成側の反対面に励振電極の対向部とギャップを介して形成されている圧電振動デバイスの周波数調整方法であってもよい。

一方の主面に形成された対向部と拡大部の励振電極は、他方の主面に形成された対向部の励振電極に必ず対応するように形成されている。これは実際の量産段階においては前述どおり蒸着マスクずれ問題が不可避であり、これに対応するために蒸着マスクずれが生じて表裏面の励振電極ずれが生じた場合でも、前記拡大部を形成することにより他方主面に形成された対向部の励振電極は必ず対向可能なように設定している。蒸着マスクずれは量産レベルにおいては、治工具バラツキ等により例えば２０〜３０μｍ程度発生することがあり、前記拡大部のサイズはこのような製造誤差を考慮して決定されている。

請求項１では当該拡大部の外側に調整部を形成しており、当該調整部に対して周波数等の調整動作を実行する。当該調整部においては前記一方主面の拡大部に形成された励振電極の存在により、蒸着マスクずれが生じた場合でも他方の対向部の励振電極と対向することがない。従って、当該調整部に対して調整動作を実行しても、表裏に形成した励振電極の対向面積が変更されることはないので、直列容量（Ｃ１）、並列容量（Ｃ０）や負荷容量（ＣＬ）等の電気的特性にほとんど影響を与えない。

また前記対向部に対する調整動作は励振領域に対する質量加減を行うので、周波数調整レートが大きいが、当該拡大部の外側にある調整部に対する調整動作は質量加減の影響が小さいので周波数調整レートは比較的小さい。従って、調整部に対して調整動作を行うことにより、周波数等の微調整を高精度に行うことができる。

また調整部は圧電振動板の励振状態安定のため拡大部の全周またはほぼ全周領域に設けることが好ましい。また励振電極が矩形形状の場合は、調整部を全周に形成する以外に、対向する辺に形成することにより圧電振動板の励振状態を安定化させることができ好ましい。

請求項１においては、前記調整部の厚さを減じることにより周波数調整を行っている。例えば調整部に対してレーザービームや電子ビーム等のエネルギービームを局所的に照射したり、あるいは開口窓を有するミーリングマスクを介して、イオンミーリングを行うことにより、調整部を局所的に加工することができる。これにより調整部の構成材料を除去し圧電振動デバイスの質量減により周波数を上昇させることができる。

なお、調整部は励振電極と同じ層構成および層の厚さとしてもよいし、調整部用として励振電極と異なる層構成としてもよい。また励振電極材料の上部に調整用の材料を別途設けてもよい。このような励振電極と異なる材料を用いたり、異なる層の厚さとすることにより、周波数調整レートを任意に設定することができ生産性や調整精度の向上を図ることができる。例えば、調整をレーザービームにより行う場合、当該レーザービームによる周波数調整レートが比較的高い金属材料を用いることにより、調整作業性を向上させることができ、また周波数調整レートの低い金属材料を調整部として用いることにより、より高精度な周波数調整を行うことができる。さらには調整部の厚さを異ならせることにより、周波数調整幅を変更することができる。

さらに、前記調整部は前記拡大部の外側にギャップを介して形成されている構成であってもよい。

ギャップを設けることにより、調整部領域が明示でき、例えば画像認識技術を用いた自動機による周波数調整を高精度に行うことができる。また画像認識技術を用いずに手動調整する場合も調整部領域が明確であるので、反対面に励振電極が存する領域まで調整を進めてしまう不具合の発生をなくすことができる。

当該調整部は励振電極と電気的に接続されていてもよいし、接続されなくてもよい。また、ギャップ寸法は要求される周波数調整の特性（作業性や調整精度等）によって決定されるが、１０〜２０μｍの寸法が好ましい。これは１０μｍ以下になるとギャップ形成時の精度が困難であり、また調整時において調整部で除去された金属材料等がギャップ部分に再付着し、調整部と拡大部が短絡状態になる危険性が生じ、電気的特性に悪影響を与える可能性が高くなるためである。また２０μｍ以上になると周波数調整レートが極端に低くなり、周波数調整時の作業性が著しく低下するため好ましくない。

また、前記調整部は表面または裏面のいずれかの励振電極に接してまたはギャップを隔てて形成されている。

調整部は拡大部形成側に形成しても、その反対面に形成してもよい。例えば表面に拡大部を形成し当該拡大部に接して調整部を形成した場合、前記対向部と拡大部そして調整部を１つの大きな電極で形成することができ、電極形成において蒸着マスク構成を簡単にすることができる長所がある。また拡大部を形成しない裏面に対向部の励振電極からギャップを介して調整部を形成してもよい。この場合、表面の拡大部に対して電極サイズの小さい対向部の電極が裏面に形成されているので、表面の拡大部の一部または全部が対向する位置まで調整部を裏面の励振電極に近接させることができる。このように調整部が拡大部に対応する位置まで内側に配置し、この内側への配置位置（言い換えれば拡大部との対向量）を調整することにより、調整部に対する調整動作による周波数調整レートを任意に変更することができ、調整における作業性を向上させたり、調整精度を向上させることのできる圧電振動デバイスを得ることができる。なお、励振電極用と調整部用の開口窓を有する蒸着マスクを用いることにより、励振電極と調整部を所定のギャップを持った状態で一度に形成することができる。

上述の圧電振動デバイスの周波数調整方法によれば、調整部に対してレーザービームや電子ビーム等のエネルギービームを局所的に照射したり、あるいは開口窓を有するミーリングマスクを介して、イオンミーリングを行うことにより、調整部を局所的に加工することができる。これにより調整部の構成材料を除去し圧電振動デバイスの質量減により周波数を上昇させることができる。

また、上記最初の調整動作で水晶振動板表面の励振電極１１や調整部ｃの金属膜が一部除去され、厚みが減じられる。これにより周波数の粗調整を行う。その後調整部の厚さを減じることにより周波数の微調整を行うことができる。

さらに請求項４に示すように、前記圧電振動板は厚みすべり振動で動作する水晶振動板であり、また前記励振電極は長方形状であり、かつ前記調整部は円弧状に形成されるとともに、前記励振電極の長辺近傍に設けられている圧電振動デバイスの周波数調整方法であってもよい。

請求項４によれば、円弧状の調整部は厚みすべりモードの振動エネルギー分布に関連しており 、調整部の形成された領域が振動エネルギーレベルがほぼ等しい領域に設定している。これにより調整部のいずれの場所を周波数調整対象にしても同様の周波数調整レートを得ることができ、安定した調整を行うことができる利点がある。

また請求項５に示すように、前記調整部は前記拡大部側を粗調整領域とし、その外側を微調整領域とするとともに、前記粗調整領域に粗調整領域に対して厚さを減じ、その後前記微調整領域に対して厚さを減じる、圧電振動デバイスの周波数調整方法であってもよい。

請求項５によれば、調整部は励振電極からの距離で周波数調整レートが異なる。これは付加質量としての影響度に関連するが、当該調整部において、拡大部側すなわち励振電極側に粗調整領域に設定し、かつその外側を微調整領域と設定することにより、段階的な調整が可能になる。すなわちこれら区分けした領域に対して所望の調整を行うために周波数調整レートの大きい粗調整領域に対して粗調整を行い、その後さらに所望の周波数に近づけるために周波数調整レートの小さい微調整領域に対して調整動作を実行することにより微調整を行う。これにより効率的かつ高精度の調整を行うことができる。

以上のように、本発明により、圧電振動素子が超小型化し、高周波数化した場合でも特性が安定し、また高精度な周波数調整を行うことのできる圧電振動デバイスを得ることができる。

以下、本発明による第１の実施形態について図面に基づいて説明する。本実施の形態では、圧電振動板として厚みすべり振動にて動作するＡＴカットの水晶振動板を例にとり説明する。

図１は励振電極の形成された水晶振動板の表面の平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は調整部に対する調整動作を示す断面図である。

水晶振動板１は平板状のＡＴカット水晶振動素子からなり、Ｘ軸が長辺、Ｚ軸が短辺となる長方形形状となっている。また水晶振動板１の表裏面の中央領域には各々励振電極１１，１２が形成され、また各励振電極とつながる引出電極１１１，１２１が形成されている。

励振電極１１は引出電極１１１により水晶振動板１の短辺側であって、当該短辺の一角部分に引き出され、励振電極１２は図１においては点線で示しており、同じく点線で示す引出電極１２１により同じ短辺側の他角部分に引き出されている。なお、引出電極１１１，１２１はそれぞれ水晶振動板の側面を介して反対面に引き出されている。

これら励振電極１１，１２は長辺が水晶振動板のＸ軸に、短辺がＺ軸にそれぞれ沿った構成で、全体として長方形形状である。また励振電極１１と１２は水晶振動板１を介して各々対向して形成されているが、励振電極１１は励振電極１２より大きく、各々電極サイズが異なっている。これにより励振電極１１，１２は一部において対向（重畳）していない構成となっている。

これら励振電極の対向状態を断面で示したものが図２で示す断面図である。対向する励振電極１１，１２により、両者が対向している領域を対向部ａとし、対向部ａの外側に励振電極が対向していない拡大部ｂを設けている。この拡大部ｂは電極形成時における製造バラツキ等に対応するためのものであり、一方の励振電極と他方の励振電極１２とが相対的にずれて形成されたとしても、そのずれ量を許容して、励振電極における対向部の面積が変動しないサイズに設定されている。本実施の形態においては、励振電極１１は励振電極１２の電極サイズに対して四方を３０μｍづつ外側に拡大させることにより拡大部ｂを形成している。

さらに当該拡大部ｂの外周にさらに調整部ｃを形成している。調整部ｃは図１，図２においては網状のハッチングで示しており、拡大部ｂに接して形成されている。なお、他の図面においても調整部ｃには網状のハッチングで示している。この調整部ｃは対向部ａ、拡大部ｂと同様に同じ電極材料で一体的に形成されているが、当該調整部ｃのみを他の材料で形成してもよい。また調整部は拡大部等と同じ電極材料構成としたうえに、調整部のその上部のみにさらに金属材料を形成した付加層構成としてもよい。

励振電極として形成する金属層は複数層であり、例えば水晶振動板上にＣｒ膜を形成し、当該Ｃｒ膜状にＡｕ膜を形成した構成や、前記Ａｕ膜に代えてＡｇ膜を形成した構成であってもよい。あるいはＡｕ膜上にさらにＣｒ薄膜やＮｉ薄膜を形成した構成であってもよい。また前記付加層構成を採用する場合においては、Ａｕ膜の上部にさらにＡｕ膜やＡｇ膜あるいはＮｉ膜やＣｒ膜を１つまたは複数層形成してもよい。

図３には、図２のような対向部ａ，拡大部ｂ、調整部ｃを有する励振電極構成の水晶振動板１について、調整部ｃに対して調整動作を実行している状態を示している。本実施の形態においては、調整をレーザービームＢによる質量減による調整動作を例示している。レーザービームや電子ビームはその特性により、照射領域（加工領域）を小さく絞ることができ、局所的な調整を行うことができる、本実施の形態においても拡大部の外周に周状に形成された調整部ｃに対してのみレーザービームを照射することにより調整動作を実行している。

なお、周波数調整は励振電極の対向部に対して行う調整と組みあわせて行ってもよい。例えば、図２に示すような構成において、表面の励振電極１１と調整部ｃに対して、イオンミーリングを用いて調整を行う。調整時にはイオンミーリング用の開口窓を持ったミーリングマスクを用いる。イオンミーリングにより水晶振動板表面の励振電極１１や調整部ｃの金属膜が一部除去され、厚みが減じられる。これにより周波数の粗調整を行う。

次に前記調整部ｃに対する領域にのみ開口部を有するミーリングマスクを用いてイオンミーリングを行い、これにより調整部の金属膜のみがさらに除去され厚みが減じられる。これにより周波数の微調整を行う。

ところで周波数調整状況は周波数調整時にリアルタイムに周波数を測定して確認を行ってもよいし、予め周波数調整量（時間）を決定しておき、調整中に周波数を測定することなく必要な調整を実行し、その後周波数確認を行い、必要に応じてさらに調整を行う方法を採用してもよい。いずれの方法においても本発明によれば励振電極の外側に設けられた調整部に対して調整を行うので周波数の微調整を高精度に行うことができる。

さらに図４に示すように調整部ｃにおいて粗調整領域ｃ１と微調整領域ｃ２を設定し、これら領域に対して区分けして調整動作を行ってもよい。粗調整領域ｃ１は調整部ｃのうち励振電極１１に近い側であり、微調整領域ｃ２は粗調整領域ｃ１の外側にある。各領域ｃ１，ｃ２はほぼ等分されているが、所望の周波数調整に応じて領域の分割量は変更調整すればよい。

図４に示すように、まず粗調整領域ｃ１に対してその厚さを減じることにより周波数調整を行い、その後微調整領域ｃ２に対して周波数調整を行うことにより、効率的かつ高精度に調整を行うことができる。なお、図示していないが調整部ｃ１に付加して、その外側にギャップを介して第２の調整部を形成して調整部ｃを粗調整領域、第２の調整部を微調整領域とし、両者に対する周波数調整動作を行うことにより高精度な周波数調整を行うことができる。

本発明による第２の実施形態について、図５，図６とともに説明する。第２の実施形態においても圧電振動板としてＡＴカットの水晶振動板を用いている。図５は励振電極の形成された水晶振動板表面の平面図であり、図６は図５のＢ−Ｂ断面図である。

水晶振動板２は平板状のＡＴカット水晶振動素子からなり、長辺がＺ軸、短辺がＸ軸となる長方形形状となっている。水晶振動板２の表裏面の中央領域には各々励振電極２１，２２が形成され、また各励振電極とつながる引出電極２１１，２２１が形成されている。

励振電極２１は引出電極２１１により水晶振動板２の短辺側であって、当該短辺の一角部分に引き出され、また励振電極２２は図２においては点線で示しており、同じく点線で示す引出電極２２１により同じ短辺側の他角部分に引き出されている。なお、引出電極２１１，２２１はそれぞれ水晶振動板の側面を介して反対面に引き出されている。

これら励振電極２１，２２は長辺が水晶振動板のＺ軸に、短辺がＸ軸にそれぞれ沿った構成で、全体として長方形形状である。また励振電極２１と２２は水晶振動板２に対向して形成されているが、励振電極２１は励振電極２２より大きく、各々電極サイズが異なっている。これにより励振電極２１，２２は一部において対向（重畳）していない構成となっている。

これら励振電極の対向状態を断面で示したものが図６の断面図である。対向する励振電極２１，２２により、両者が対向している領域を対向部ａとし、対向部ａの外側に励振電極が対向していない拡大部ｂを設けている。この拡大部ｂは電極形成時における製造バラツキ等に対応するためのものであり、一方の励振電極２１と他方の励振電極２２とが相対的にずれて形成されたとしても、そのずれ量を許容して、励振電極における対向部の面積が変動しないサイズに設定されている。本実施の形態においては、励振電極２１は励振電極２２の電極サイズに対して四方を２０μｍづつ外側に拡大させることにより拡大部ｂを形成している。

さらに当該拡大部ｂの外周にギャップＧを介して調整部ｃを形成しており、当該調整部ｃは図５，図６においては網状のハッチングで示している。当該調整部ｃは対向部ａ、拡大部ｂと同様に同じ電極材料で一体的に形成されているが、当該調整部ｃのみを他の材料で形成してもよい。また調整部は拡大部等と同じ電極材料構成としたうえに、調整部のその上部のみにさらに金属材料を形成した付加層構成としてもよい。

励振電極として形成する金属層は複数層であり、例えば水晶振動板上にＣｒ膜を形成し、当該Ｃｒ膜状にＡｕ膜を形成した構成や、前記Ａｕ膜に代えてＡｇ膜を形成した構成であってもよい。あるいはＡｕ膜上にさらにＣｒ薄膜やＮｉ薄膜を形成した構成であってもよい。また前記付加層構成を採用する場合においては、Ａｕ膜の上部にさらにＡｕ膜やＡｇ膜あるいはＮｉ膜やＣｒ膜を１つまたは複数層形成してもよい。

なお、本実施の形態においては調整部ｃは励振電極２１とは電気的に接続されていない構成となっているが、例えば、引出電極の一部に調整部ｃを接続することにより、電気的な接続を行った構成でもよい。また調整部ｃはほぼ周状に形成されているが、１カ所または複数箇所が切断された周状構成でもよい。

また、励振電極と調整部のギャップについて、励振電極用と調整部用の開口窓を有する蒸着マスクを用いて電極形成（金属膜形成）を行うことにより、励振電極２１と調整部ｃ間のギャップ量（寸法）を一定に保つことができる。

なお、ギャップを設けることにより、調整部領域が明示でき、例えば画像認識技術を用いた自動機による周波数調整を高精度に行うことができる。また画像認識技術を用いずに手動調整する場合も調整部領域が明確であるので、反対面に励振電極が存する領域まで調整を進めてしまう不具合の発生をなくすことができる。

本実施の形態により、調整部ｃに対してレーザービームや電子ビーム等で金属膜厚を調整することにより、周波数の微調整を高精度に行うことができる。また調整部に対する調整に先立ち、励振電極２１に対して周波数調整を行い、しかる後に調整部ｃに対して周波数微調整を行ってもよい。

本発明による第３の実施の形態を図７とともに説明する。図７は励振電極形成された水晶振動板の断面図である。水晶振動板３の表面には励振電極３１が形成され、同裏面には対向した状態で励振電極３２が形成されている。励振電極３１は励振電極３２よりその外形サイズが大きく、これにより対向部ａと拡大部ｂを形成した構成となっている。

本実施の形態においては前記第１，第２の実施形態と異なり調整部ｃが水晶振動板の裏面すなわち励振電極３２が形成された側に設けられている。励振電極３２と調整部ｃは所定のギャップを持って形成され、調整部ｃの形成された対向面には励振電極３１は形成されていない。

第１、第２の実施形態においては調整部は水晶振動板の表面側に形成されていたので、表面側に対して周波数調整動作を行うが、本実施に形態においては裏面に対して調整を行う。例えばレーザービームや電子ビームにより調整部の厚さを減じることにより、質量減による周波数調整を行う。本実施の形態においては小さいサイズの励振電極側に調整部を設けているので、調整部に対して行う調整動作の悪影響（例えばイオンミーリングによる励振電極の損傷等）を抑制できる。

第４の実施の形態も水晶振動板の裏面に調整部を形成する構成を示している。図８は励振電極形成された水晶振動板の断面図である。水晶振動板４の表面には励振電極４１が形成され、同裏面には対向した状態で励振電極４２が形成されている。励振電極４１は励振電極４２よりその外形サイズが大きく、これにより対向部ａと拡大部ｂを形成した構成となっている。

本実施の形態においても前記第３の実施形態と同じく調整部ｃが水晶振動板の裏面すなわち励振電極４２が形成された側に設けられている。励振電極４２と調整部ｃは所定のギャップを持って形成されるとともに、調整部の形成された対向面には励振電極４１が存在する構成となっている。これにより一方の励振電極４１はその中央部分にて励振電極４２と対向するとともに、外周部分においては調整部ｃが対向する構成となっている。

励振電極４１と当該調整部ｃとの対向割合は、一部であってもよいし、全体が対向する構成であってもよい。図８は調整部ｃの全部が励振電極４１と対向する構成例を示している。このような構成では表裏の励振電極により励振される振動領域により近いところに調整部を設定しているので、調整部に対して実施する周波数調整効率を向上させることができる。

本発明による第５の実施の形態について、図９とともに説明する。図９は励振電極の形成された水晶振動板の表面の平面図である。

水晶振動板５は平板状のＡＴカット水晶振動素子からなり、Ｘ軸が長辺、Ｚ軸が短辺となる長方形形状となっている。また水晶振動板１の表裏面の中央領域には各々励振電極５１，５２が形成され、また各励振電極とつながる引出電極５１１，５２１が形成されている。

励振電極５１は引出電極５１１により水晶振動板５の短辺側であって、当該短辺の一角部分に引き出され、励振電極５２は図１においては点線で示しており、同じく点線で示す引出電極５２１により同じ短辺側の他角部分に引き出されている。なお、引出電極５１１，５２１はそれぞれ水晶振動板の側面を介して反対面に引き出されている。

これら励振電極５１，５２は長辺が水晶振動板のＸ軸に、短辺がＺ軸にそれぞれ沿った構成で、全体として長方形形状である。また励振電極５１と５２は水晶振動板５に対向して形成されているが、励振電極５１は励振電極５２より大きく、各々電極サイズが異なっている。これにより励振電極５１，５２は一部において対向（重畳）していない構成となっている。

対向する励振電極５１，５２により、両者が対向している領域を対向部ａとし、対向部ａの外側に励振電極が対向していない拡大部ｂを設けている。この拡大部ｂは電極形成時における製造バラツキ等に対応するためのものであり、一方の励振電極５１と他方の励振電極５２とが相対的にずれて形成されたとしても、そのずれ量を許容して、励振電極における対向部の面積が変動しないサイズに設定されている。本実施の形態においては、励振電極５１は励振電極５２の電極サイズに対して四方を３０μｍづつ外側に拡大させることにより拡大部ｂを形成している。

さらに励振電極５１の長辺２辺と短辺１辺には各辺の中央部分に調整部ｃを形成している。調整部ｃは網状のハッチングで示しており、細長い長方形形状で拡大部ｂに接して形成されている。この調整部ｃは対向部ａ、拡大部ｂと同様に同じ電極材料で一体的に形成されているが、当該調整部ｃのみを他の材料で形成してもよい。また調整部は拡大部等と同じ電極材料構成としたうえに、調整部のその上部のみにさらに金属材料を形成した付加層構成としてもよい。

ＡＴカット水晶振動板の厚みすべり振動モードは円形状の振動エネルギー分布をすることが知られている。本実施の形態のように励振電極全体ではなく各辺の中央部分に調整部を形成することにより、振動エネルギーの比較的大きな領域に対して調整部を設け、当該調整部に対して周波数調整を行うことにより、効率的な周波数調整を行うことができる。

第５の実施形態のその他の例を図１０、図１１に記載する。図１０に示す例は水晶振動板６に形成された表面側の励振電極６１に近接して調整部ｃを形成した例を示している。調整部ｃは励振電極６１の長辺近傍にそれぞれ設けられており、両端が励振電極の各長辺の端部近傍に接続した緩やかな円弧状に形成されている。このような円弧状は前述の厚みすべりモードの振動エネルギー分布に関連しており、調整部の形成された領域が振動エネルギーレベルがほぼ等しい領域に設定している。これにより調整部のいずれの場所を周波数調整対象にしても同様の周波数調整レートを得ることができ、安定した調整を行うことができる利点がある。

図１１に示す例は、水晶振動板７に形成された表面側の励振電極７１に近接して調整部ｃを形成した例を示している。調整部ｃは励振電極７１の長辺に平行に延びる細長い長方形形状であり連結部で前記長辺の中央部分とつながっている。本例は図９に示す構成と類似した構成であるが、励振電極とギャップを有した状態で形成されているので、周波数の微調整に有効である。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば水晶振動素子や励振電極が円形や長円形等であってもよく、様々な変形例を適用することができる。本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

水晶振動子の量産に適用できる。

本発明による第１の実施形態を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明による第１の実施形態を示す製造方法を示す図である。 本発明による第１の実施形態を示す他の製造方法を示す図である。 本発明による第２の実施形態を示す平面図である。 図５のＢ−Ｂ断面図である。 本発明による第３の実施形態を示す断面図である。 本発明による第４の実施形態を示す断面図である。 本発明による第５の実施形態を示す断面図である。 本発明による第５の実施形態の他の例を示す断面図である。 本発明による第５の実施形態の他の例を示す断面図である。

１，２，３，４、５，６、７ 水晶振動板（圧電振動板）
１１，１２，２１，２２，３１，３２，４１，４２、５１，５２，６１，６２、７１，７２ 励振電極
ａ 対向部
ｂ 拡大部
ｃ 調整部

Claims (5)

1. 圧電振動板の表裏主面に対向して励振電極が形成され、前記励振電極は金属膜からなる表裏電極が対向した対向部と、一方の金属膜からなる励振電極のみが前記対向部の外周に接して拡大形成された拡大部とからなり、当該拡大部の外側に金属膜からなる調整部が形成され、当該調整部の厚さを減じることにより周波数調整を行う圧電振動デバイスの周波数調整方法であって、
   前記一方の励振電極と調整部に対して、レーザービームまたは電子ビームまたはイオンミーリングにより厚さを減じた後、調整部に対して、レーザービームまたは電子ビームまたはイオンミーリングにより厚さを減じたことを特徴とする圧電振動デバイスの周波数調整方法。
2. 前記調整部は表面または裏面のいずれかの対向部または拡大部に接してまたはギャップを隔てて形成されていることを特徴とする請求項１記載の圧電振動デバイスの周波数調整方法。
3. 前記調整部は拡大部形成側の反対面に励振電極の対向部とギャップを介して形成されていることを特徴とする請求項１記載の圧電振動デバイスの周波数調整方法。
4. 前記圧電振動板は厚みすべり振動で動作する水晶振動板であり、また前記励振電極は長方形状であり、かつ前記調整部は円弧状に形成されるとともに、前記励振電極の長辺近傍に設けられていることを特徴とする請求項１記載の圧電振動デバイスの周波数調整方法。
5. 前記調整部は前記拡大部側を粗調整領域とし、その外側を微調整領域とするとともに、前記粗調整領域に粗調整領域に対して厚さを減じ、その後前記微調整領域に対して厚さを減じることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の圧電振動デバイスの周波数調整方法。

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