JP5347397B2 - 双音叉型振動片 - Google Patents

Description

本発明は、双音叉型の圧電振動片に係り、特に小型化に適した電極構造を有する双音叉型圧電振動片に関する。

２つの基端部の間に励振部である振動ビームを有する双音叉型圧電振動片は、基端部が固定される支持部間の距離や支持部間に加えられる力の変動を検出することに適し、圧力センサや加速度センサ等に用いられている（例えば特許文献１参照）。

双音叉型圧電振動片は、図４に示すように、基端部２ａと基端部２ｂの間に並行に掛け渡された２本の振動ビーム３ａ，３ｂに対し、３つの領域に区分けされた振動領域のそれぞれに励振電極４ａ，４ｂ，４ｃ，５ａ，５ｂ，５ｃが設けられている。各領域の励振電極４ａ〜４ｃ，５ａ〜５ｃは、表面、裏面、内側面、外側面にそれぞれ形成され、表面と裏面、内側面と外側面が、それぞれ同じ電位となるように、基端部に設けられた入出力電極６ａ，６ｂに対して電気的に接続されている。また、３つの領域に区分けされた励振電極４ａ〜４ｃ，５ａ〜５ｃは、基端部２ａ，２ｂに隣接する第１領域、第３領域の励振電極４ａ，５ａ，４ｃ，５ｃと、第１領域、第３領域の励振電極の間に位置する第２領域の励振電極４ｂ，５ｂとの間で、電位が逆転するように形成されている。このように構成される従来の双音叉型圧電振動片１の励振電極同士を接続する引出し電極７ａ，７ｂは、振動ビーム３ａ，３ｂに対して励振電極４ａ〜４ｃ，５ａ〜５ｃを一筆書きで接続するような形態とされている。

なお、図４において、図４（Ａ）は従来の双音叉型圧電振動片の構成を示す平面図であり、図４（Ｂ）は裏面側電極の構成を透過させた状態を示す平面図である。

このような双音叉型圧電振動片を小型に改良する場合は、振動ビームの長さを短く構成すれば良いが、改良の前後での振動の周波数（共振周波数）を等しくする場合には、振動ビームの長さを短くすると共に振動ビームを細く形成する。
即ち、双音叉型圧電振動片の小型化に伴い振動ビームの長さのみを短く形成するほど励起される振動は低周波側へ遷移する。そこで、励起される周波数を変更せずに双音叉型圧電振動片を小型に構成するには、振動ビームの長さをより短く形成すると共に共振ビームの太さをより細く形成してこれにより双方の加工に伴う周波数の変化を相殺すれば良い。
特開２００７−１８７４６３号公報

しかしながら、振動ビームの表裏面に形成する励振電極と２本の振動ビームにおける内側面及び外側面に形成される励振電極とを電気的に接続する引出し電極は細いため、双音叉型圧電振動片の小型化に伴って振動ビームが細くなった場合、励振電極形成時のマスクのアライメントズレの影響を受けて断線する虞が生ずる。即ち、双音叉型圧電振動片の小型化が進むと、例えば双音叉型圧電振動片を製造する装置の加工精度の向上が追いつかない場合がある。その為、双音叉型圧電振動片の寸法に対して製造装置による製造誤差量の比率が大きくなる。例えば図４（Ａ）において励振電極形成する場合は振動ビーム上の所定の範囲内にのみ金属膜を構成する為に露光用のマスクを使用したフォトリソグラフィーと呼ばれる加工技術が使用される。そしてマスクの配置精度には範囲があるからマスクは適切な位置から紙面に対して下方向へズレてしまう場合がある。そしてマスクのパターンが双音叉型圧電振動片の小型化と共に微細になると、マスクの僅かな配置ズレであっても金属膜の形成位置は大幅にズレてしまうことになる。特に、引出し電極は、双音叉型圧電振動片の構成要素の中でも寸法が小さい部類に属する。その為、マスクの配置ズレによって例えば振動ビームの外側面に形成された励振電極４ｂと表面に形成された励振電極４ｃとを結線する引出し電極を形成するためのマスクのパターンが振動ビームの外側面に達しない場合がある。従って、この状態で金属膜が加工されると引出し電極は外側面の励振電極４ｂと結線されず、更に引出し電極は上述したように、励振電極間を一筆書きのように接続しているため、引出し電極に断線が生じた場合、励振電極が電気的に浮いた状態となってしまい、振動損失が高くなり、ＣＩ値の劣化、さらには発振不良の原因にもなる。

そこで本発明では、双音叉型圧電振動片の小型化に伴い振動ビームが細くなった場合であっても、励振電極間を接続する引出し電極の断線により励振電極が電気的に浮いてしまうことを防止することができる電極構造を持った双音叉型振動片を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
本発明に関わるある実施形態は、一対の基端部と、前記一対の基端部の間に延在されている一対の振動ビームと、を含み、前記振動ビームは、前記一対の基端部に夫々隣接している２つの端部領域と、前記２つの端部領域の間に挟まれている中央領域と、から構成されている励振領域を含み、前記励振領域は、前記一対の振動ビームを平面視したときに、表面と、前記表面に対して裏側である裏面と、前記一対の振動ビームの間に面した内側面と、前記内側面とは反対側に位置している外側面と、に励振電極が設けられ、前記中央領域における前記表面または前記裏面に設けられている励振電極と、前記２つの端部領域のいずれか一方の前記内側面及び前記外側面に夫々設けられている励振電極と、を接続している中央端部引出し電極と、前記２つの端部領域のうちのいずれか一方の前記表面または前記裏面に設けられている励振電極と、前記中央領域の前記内側面及び前記外側面に夫々設けられている励振電極と、を接続している端部中央引出し電極と、含むことを特徴とする。
本発明に関わるある別の実施形態は、上記実施形態において、前記中央端部引出し電極及び前記端部中央引出し電極は、それぞれ、前記表面または前記裏面に設けられている励振電極から延在されている１本の引出し電極を二股に分岐して前記内側面または前記外側面に設けられている励振電極に接続していることを特徴とする。
本発明に関わるある別の実施形態は、上記いずれかの実施形態において、前記基端部の表面または裏面に設けられている電極端子と、前記端部領域の前記外側面に設けられている励振電極と、を引出し電極により接続する場合、前記基端部のうち前記振動ビームの延びる方向と交差する方向に位置する面に金属パターンが設けられ、前記金属パターンは、前記内側面または前記外側面に設けられている励振電極に接続されていることを特徴とする。
本発明に関わるある別の実施形態は、上記いずれかの実施形態において、前記振動ビームの前記表面及び前記裏面に溝が設けられていることを特徴とする。
本発明に関わるある別の実施形態は、上記いずれかの実施形態において、 前記基端部は、前記振動ビームと接続されている接続部と、固定部と、を含み、前記接続部と前記固定部との間にくびれが設けられていることを特徴とする。

［適用例１］一対の基端部と当該基端部間に平行に掛け渡された２本の振動ビームとを有し、各振動ビームにはそれぞれ前記振動ビームの延設方向に順に並ぶ３つに区分された励振領域として前記基端部に隣接する２つの端部領域と、これら２つの端部領域間に挟まれた中央領域と、が設けられ、前記励振領域にはそれぞれ、２本の前記振動ビームの横並び状態を平面視したときに同一面内に並ぶ表面と、前記表面に対して裏側に位置する裏面、及び２つの前記振動ビームの間に面した内側面、並びに前記間が位置する方向とは逆方面を向く外側面と、に励振電極が形成された双音叉型圧電振動片であって、前記中央領域における前記表面または前記裏面に形成された１つの励振電極から前記２つの端部領域のいずれか一方における内側面及び外側面に配された２つの励振電極に接続される中央端部引出し電極と、前記２つの端部領域のうちのいずれか一方における表面または裏面に形成された１つの励振電極から前記中央領域における内側面及び外側面に配された２つの励振電極に接続される端部中央引出し電極とを有したことを特徴とする双音叉型圧電振動片。

このような特徴を有する双音叉型圧電振動片であれば、双音叉型圧電振動片の小型化に伴い振動ビームが細くなった場合であっても、励振電極間を接続する引出し電極の断線により励振電極が電気的に浮いてしまうことを防止することができる。

［適用例２］適用例１に記載の双音叉型圧電振動片であって、前記中央端部引出し電極と前記端部中央引出し電極とはそれぞれ、前記表面または前記裏面に形成された励振電極から引き出された１本の引出し電極を二股に分岐させて前記内側面または前記外側面に形成された励振電極へ接続されることを特徴とする双音叉型圧電振動片。

このような特徴を有する双音叉型圧電振動片によれば、表面または裏面に形成された励振電極から２本の引出し電極を引出し、これをそれぞれ内側面または外側面に形成された励振電極に接続する構成よりも、パターンを簡単にすることができる。また、個々の引出し電極を極端に細くする必要性が無いため、電気抵抗を低減することもできる。

［適用例３］適用例１または適用例２に記載の双音叉型圧電振動片であって、前記端部領域における前記表面または前記裏面に形成された励振電極と前記端部領域における前記内側面または前記外側面に形成された励振電極とを前記引出し電極により接続する場合には、前記基端部のうち前記振動ビームの長手方向に交差する方向に位置する面を跨ぐ金属パターンも設け、当該金属パターンも前記内側面または前記外側面に形成された励振電極に接続することを特徴とする双音叉型圧電振動片。

このような特徴を有する双音叉型圧電振動片によれば、端部領域に設けられた内側面励振電極や外側面励振電極に対し、例えば１本の引出し電極で導通を行う場合であっても、断線の危険性を低減することが可能となる。

［適用例４］適用例１乃至適用例３のいずれかに記載の双音叉型圧電振動片であって、前記振動ビームの表面及び裏面に凹溝を設け、前記振動ビームの断面形状をＨ型としたことを特徴とする双音叉型圧電振動片。

このような特徴を有する双音叉型圧電振動片によれば、双音叉型圧電振動片を小型化した場合であっても、振動ビームの振動損失が低く、ＣＩ値を低く抑えることができる。

以下、本発明の双音叉型振動片に係る実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
実施形態に係る双音叉型圧電振動片は、図１、図２に示すように、圧電素板と、圧電素板上に形成された電極パターンとより成る。なお、図１において図１（Ａ）は同図（Ｂ）を振動ビーム２４側から見た側面図であり、図１（Ｂ）は双音叉型圧電振動片の平面図であり、図１（Ｃ）は同図（Ｂ）を振動ビーム２６側から見た側面図であり、図１（Ｄ）は双音叉型圧電振動片の裏面側電極の構成を透過して示した平面図である。図２において図２（Ａ）は双音叉型圧電振動片の平面図であり、図２（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す図であり、図２（Ｃ）は同図（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。

圧電素板は、２つの基端部１２，２２と、この２つの基端部１２，２２の間に平行に掛け渡された２本の振動ビーム２４，２６を有する。圧電素板は、圧電効果を奏することのできる部材であって、所望する振動形態を得ることのできるものであれば特に限定するものでは無いが、本実施形態では、周波数温度特性が良好な水晶を採用することとする。

また、本実施形態に係る双音叉型圧電振動片１０における基端部１２，２２は、双音叉型圧電振動片１０を固定するための固定部１６，２０と、固定部１６，２０と振動ビーム２４，２６との間に位置し、振動ビーム２４，２６と基端部１２，２２とが一体になるように実際に振動ビーム２４，２６と接続する接続部１４，１８とを備える。基端部１２，２２における固定部１６，２０と接続部１４，１８との間にくびれ１５，１９を設けることで、振動ビーム２４，２６によって励起された振動の漏れや、固定部１６，２０から伝搬される外部応力の影響を抑制することが可能となる。また、本実施形態における振動ビーム２４，２６は、その断面形状を矩形に形成されている。

また、振動ビーム２４，２６は第１振動ビーム２４と第２振動ビーム２６から成る。振動ビーム２４，２６は、基端部１２の主面のうちいずれか一方の面、例えば本実施形態では入出力電極３４，３６が形成された側を表面、他方の面を裏面と称す。また、平行して配置された第１振動ビーム２４と第２振動ビーム２６との対向する側面は内側面、第１振動ビーム２４と第２振動ビーム２６とのそれぞれにおいて内側面の反対側に位置する側面を外側面と称す。

電極パターンは、大きく分けて励振電極３８〜８４、引出し電極１００〜１１７、及び入出力電極３４，３６とから成る。励振電極３８〜８４は、上述した第１振動ビーム２４及び第２振動ビーム２６を励振させるための電極であり、３つに区分けされた励振領域（第１領域２８〜第３領域３２）のそれぞれに設けられる。第１振動ビーム２４，第２振動ビーム２６における各振動領域では、表面、裏面、内側面、及び外側面のそれぞれに励振電極３８〜８４としての金属パターンが形成されている。なお、第１振動ビーム２４，第２振動ビーム２６の内側面及び外側面に形成される励振電極４２，４４、５０，５２、５８，６０、６６，６８、は、その一部が表面及び裏面を跨ぐように配設される。

ここで、第１領域２８から第３領域３２までの振動領域は、振動ビーム２４，２６が振動する際の共振の節となる点、すなわち振動ビーム２４，２６の変位を２次の微分係数として求めた際に、２次微分係数が０となる点で区分けすると良い。

引出し電極１００〜１１７は、上述した励振電極３８〜８４同士や、励振電極３８〜８４と入出力電極３４，３６とを電気的に接続する電極である。よって引出し電極１００〜１１７は、複数の励振電極３８〜８４間、あるいは励振電極３８〜８４と入出力電極３４，３６との間に、詳細を後述するような金属パターンで配設されることとなる。

入出力電極３４，３６は、基端部１２，２２のうちの何れか一方の固定部（図１に示すものの場合、基端部１２の固定部１６）に設けられる電極であり、双音叉型圧電振動片１０を搭載するデバイスの端子（不図示）に接続されると共に、励振電極３８〜８４に対して電圧を印加するための信号や、励振によって得られた信号の入出力に寄与する。

入出力電極３４，３６と励振電極３８〜８４とを接続する引出し電極１００〜１１７は、図１に示すような形態であり、以下に説明するようにして励振電極同士、あるいは入出力電極と励振電極と接続している。

第１の入出力電極３４（以下、便宜上入出力電極３４を第１の入出力電極と称す）から引出された引出し電極１００は、第１振動ビーム２４における第１領域２８の外側面励振電極４４の基端部１２側端部に接続される。第１の入出力電極３４から外側面励振電極４４への引出し電極１００の引き回しに際しては、基端部１２における接続部１４の、振動ビーム２４，２６の長手方向（延設方向）に交差する方向に位置する面９０ａにも金属パターンを配するようにすると良い。即ち、接続部１４は、第１振動ビーム２４の外側面から振動ビームの延設方向と交差する方向に向かって突出した部分を有す。そして、このような構成とすることで、金属パターン形成時に使用する露光用のマスクの配置が例えば図１（Ｂ）の紙面に向かって適切な位置に対して下方向に僅かにズレたことで、第１領域内の表面に縁に沿って僅かに形成された外側面励振電極４４（引出し電極１００の延長部）の位置も下方向にズレてしまう。そしてこのズレによって第１領域内の表面上の外側面励振電極４４と外側面上の外側面励振電極４４との間は、水晶の面が露出した状態となり導通経路が絶たれる。一方、外側面９０ａの部分に形成した金属パターンについては、上記延設方向と交差する方向の長さは短くなるだけで引出し電極１００と外側面励振電極４４とを結線する金属パターンが完全に断線することはない。その結果、引出し電極１００の断線を防止することができる。尚、図１（Ｂ）において金属パターン形成時に使用するマスクの配置が紙面に対して例えば適切な位置に対して右にズレた場合では、接続部１４の突出した部分の上面に形成した引出し電極と接続部１４の突出した部分の外側面に形成した外側面励振電極４４との間に水晶の面が露出した状態となる。しかし、第１振動ビーム２４の第１領域２８内の表面の外側面励振電極４４と外側面励振電極４４との間は結線した状態であるので、引出し電極１００の断線を防止することができる。

第１振動ビーム２４における第１領域２８の外側面励振電極４４は、外側面励振電極４４の第２領域３０側端部から第１振動ビーム２４の表面へ引き回される引出し電極１０１と、基端部１２側端部から基端部１２の裏面側へ引き回される引出し電極１０２と導通した構成である。引出し電極１０１は、第１振動ビーム２４の表面内にて二股に分岐される。即ち、引出し電極１０１は、表面内において第１振動ビーム２４における第２領域３０の表面励振電極５４と表面励振電極３８との間の領域に形成された１本の引出し電極とこの１本の引出し電極の一端から二股に分岐した引出し電極を有する。そして引出し電極１０１は、一本の引出し電極の他端を表面励振励振電極５４と接続し、分岐した１本の引出し電極を外側振動電極４４の第１領域２８側端部に接続し、分岐した他方の引出し電極を第１振動ビーム２４における第１領域２８の内側面励振電極４２の第２領域３０側端部へ接続される。そして、内側面励振電極４２の基端部１２側端部からは、基端部１２の表面側へ引き回される引出し電極１０３が引き出される。基端部１２の表面側へ引き回された引出し電極１０３は、第２振動ビーム２６における第１領域２８の表面励振電極４６の基端部１２側端部に接続される。

一方、基端部１２の裏面側へ引き回された引出し電極１０２は、第２振動ビーム２６における第１領域２８の裏面励振電極４８の基端部１２側端部に接続される。

引出し電極１０４は、第２振動ビーム２６の裏面側であって第１領域２８と第２領域３０との間に存在する。そして更に、引出し電極１０４は、３本の分岐を有する３股構成であり、１本の分岐の一端を第１領域２８の裏面励振電極４８に接続し、他の１本の分岐の一端を内側面励振電極６６に接続し、残る１本の分岐の一端を外側面励振電極６８に接続した構成である。

引出し電極１０５は、第２振動ビーム２６における第２領域３０の内側面励振電極６６の第３領域３２側端部と、同外側面励振電極６８の第３領域３２側端部とからそれぞれ表面に引き出された引出し電極を第２振動ビーム２６の表面内で１本の引出し電極の一端に接続し、１本の引出し電極の他端を、第２振動ビーム２６における第３領域３２の表面励振電極７８の第２領域３０側端部へ接続した構成を有する。

第２振動ビーム２６における第３領域３２の表面励振電極７８の基端部２２側端部から引き出された引出し電極１０６は、基端部２２の表面を引き回されて第１振動ビーム２４における第３領域３２の外側面励振電極７６の基端部２２側端部へ接続される。外側面励振電極７６への引出し電極１０６の引き回しに際しては、基端部２２における接続部１８の面９０ｃにも金属パターンを配するようにすると良い。

第１振動ビーム２４における第３領域３２の外側面励振電極７６の第２領域３０側端部から裏面に引き出された引出し電極１０７は、外側面励振電極７６と一端が接続した１本の引出し電極の他端を二股に分岐した構成を有する。分岐された引出し電極１０７は、分岐路の一方が第１振動ビーム２４における第２領域３０の裏面励振電極５６の第３領域３２側端部へ接続され、他方が第１振動ビーム２４における第３領域３２の内側面励振電極７４の第２領域３０側端部へ接続される。

第１振動ビーム２４における第３領域３２の内側面励振電極７４の基端部２２側端部から基端部２２の裏面に引き出された引出し電極１０８は、第２振動ビーム２６における第３領域３２の裏面励振電極８０の基端部２２側端部に接続される。内側面励振電極７４から基端部２２の裏面側への引出し電極１０８の引き回しに際しては、振動ビーム２４，２６の接続部分、いわゆる叉９２ｂにも金属パターンを配するようにすることで、金属パターン形成時におけるマスクズレによる引出し電極１０８の断線を防止すると良い。

第２の入出力電極３６（以下、便宜上入出力電極３６を第２の入出力電極と称す）から引出された引出し電極１１０は分岐され、分岐路の一方が第１振動ビーム２４における第１領域２８の表面励振電極３８の基端部１２側端部へ、他方が第２振動ビーム２６における第１領域２８の外側面励振電極５２の基端部１２側端部へそれぞれ接続される。第１領域２８の外側面励振電極５２への引出し電極１１０の引き回しには、基端部１２における接続部１４の面９０ｂも利用することで、金属パターン形成時におけるマスクズレによる断線を防止することができる。

第２振動ビーム２６における第２領域３０の表面励振電極６２と表面励振電極４６との間に形成された引出し電極１１１は、１本の引出し電極の一端を表面励振電極６２に接続し、１本の引出し電極の他端を第２振動ビーム２６の表面で分岐した構成を有する。分岐された引出し電極１１１は、分岐路の一方が第２振動ビーム２６における第１領域２８の内側面励振電極５０の第２領域３０側端部へ接続され、他方が第２振動ビーム２６における第２領域３０の表面励振電極６２の第１領域２８側端部へ接続される。

第２振動ビーム２６における第１領域２８の内側面励振電極５０の基端部１２側端部から基端部１２の裏面へ引出された引出し電極１１２は、第１振動ビーム２４における第１領域２８の裏面励振電極４０の基端部１２側端部へ接続される。内側面励振電極５０から基端部１２の裏面側への引き回しの際には、叉９２ａにもパターンを配することで断線を防止することができる。

第１振動ビーム２４における第１領域２８の裏面励振電極４０の第２領域３０側端部から引出された引出し電極１１３は、第１振動ビーム２４の裏面上で二股に分岐される。分岐された引出し電極１１３は、分岐路の一方が第１の振動ビーム２４における第２領域３０の外側面励振電極６０の第１領域２８側端部へ接続され、他方が同第２領域３０の内側面励振電極５８の第１領域２８側端部へ接続される。

引出し電極１１４は、第１振動ビーム２４における第２領域３０の外側面励振電極６０の第３領域３２側端部と内側面励振電極５８の第３領域３２側端部とからそれぞれ表面に引出された引出し電極を表面内で１本の引出し電極の一端に接続し、１本の引出し電極の他端を第１振動ビーム２４における第３領域３２の表面励振電極７０の第２領域３０側端部へ接続した構成を有する。

第１振動ビーム２４における第３領域３２の表面励振電極７０の基端部２２側端部から引出された引出し電極１１５は、基端部２２の表面側を引き回されて第２振動ビーム２６における第３領域３２の内側面励振電極８２の基端部２２側端部へ接続される。表面から内側面への引出し電極１１５の引き回しに際しては、振動ビーム２４，２６の叉９２ｂにも金属パターンを配するようにすることで、断線を防止することができる。

第２振動ビーム２６における第３領域３２の内側面励振電極８２の第２領域３０側端部から引出された引出し電極１１６は、第２振動ビーム２６の裏面側へ引き回され、二股に分岐される。分岐された引出し電極１１６は、一方が第２振動ビーム２６における第２領域３０の裏面励振電極６４の第３領域３２側端部へ接続され、他方が第２振動ビーム２６における第３領域３２の外側面励振電極８４の第２領域３０側端部へ接続される。

第２振動ビーム２６における第３領域３２の外側面励振電極８４の基端部２２側端部から引出された引出し電極１１７は、基端部２２の裏面側へ引き回され、その後に第１振動ビーム２４における第３領域３２の裏面励振電極７２の基端部２２側端部へ接続される。外側面励振電極８４から基端部２２の裏面側へ引出し電極１１７を引き回す場合には、基端部２２における接続部１８の面９０ｄにも金属パターンを配するようにすることで、金属パターン形成時の断線を防止することができる。

上記のような構成の双音叉型圧電振動片１０は換言すると、第２領域３０における表面励振電極５４，６２または裏面励振電極５６，６４と、第１領域２８または第３領域３２における内側面励振電極４２，５０，７４，８２及び外側面励振電極４４，５２，７６，８４とを接続する引出し電極１０１，１１１，１０７，１１６（中央端部引出し電極）と、第１領域２８の裏面励振電極４０，４８または第３領域３２の表面励振電極７０，７８と、第２領域３０における内側面励振電極５８，６６及び外側面励振電極６０，６８とを接続する引出し電極１１３，１０４，１１４，１０５（端部中央引出し電極）とを有するということができる。

上記のような構成とすることにより、第２領域３０における内側面励振電極５８，６６および外側面励振電極６０，６８に対しては、第１領域２８における裏面励振電極４０，４８と、第３領域３２における表面励振電極７０，７８との双方に導通が図れるように引出し電極１１３，１０４，１１４，１０５が引き回されることとなる。このため、金属パターンを形成する段階で、蒸着、エッチング加工などに要するマスクの位置にズレが生じ、例えば圧電素板上の表面において第１振動ビーム２４における第２領域３０の内側面励振電極５８に接続される引出し電極１１４に断線が生じた場合であっても、内側面励振電極５８には、第１振動ビーム２４における第２領域３０の外側面励振電極６０に接続された引出し電極１１４、外側面励振電極６０、及び裏面側に引き回された引出し電極１１３を介して外側面励振電極６０と同電位の電圧が印加されることとなり、ＣＩ値の向上や発振不良等を生じさせる虞を抑制することが可能となる。

即ち、露光用のマスクが図１（Ｂ）において適切な位置に対して下側へズレて配置された場合、引出し電極１１４の外側面寄りの端部は振動ビーム２４の表面と外側面との境に達しない状態となってしまい引出し電極１１４の外側面寄りの端部と外側面励振電極６０とは非結線の構成となる。

一方、引出し電極１１４の内側面寄りの端部は振動ビーム２４の表面と内側面との境に近づく状況となるので引出し電極１１４の外側面寄りの端部と内側面励振電極５８とは結線の構成となり、振動ビーム２６に於いても同様の作用によって結線が保証される。

従って、このような構成によりマスクの配置ズレが発生した場合であっても振動ビーム２６の第２領域３０の表面上の励振電極６２から振動ビーム２６の第２領域３０の裏面上の励振電極６４までの間の導通経路を確保することができる。

なお、第１領域２８や第３領域３２における内側面励振電極４２，５０，７４，８２や外側面励振電極４４，５２，７６，８４に対しては、基端部１２，２２における接続部１４，１８の面９０ａ〜９０ｄや叉９２ａ，９２ｂに金属パターンを配するようにすることで、マスクズレ等の影響による断線の危険性を低減させることができる。

また、上記実施形態では、振動ビーム２４，２６の断面形状は矩形状である旨説明した。しかしながら振動ビーム２４，２６の表面及び裏面に、振動ビームの長手方向に沿った溝を設けるようにしても良い。このような溝を設けた場合、振動ビーム２４，２６の断面形状は、図３に示すようにＨ型の体を成すようになる。なお、図３に示す断面図は、振動ビーム２４を基端部１２側から見た場合における第２領域３０の断面形状を示す図である。また、図３に示す断面図は、例えば内側面及び外側面の断面が直線で表現されているが、これは模式的に表現した為であり、凹凸面を有する形状であっても良い。即ち、ウエットエッチング加工技術を用いて双音叉型圧電振動片１０を形成した場合、圧電材料の侵食速度が結晶軸方向によって異なるので実際には、例えば内側面及び外側面には凹凸面が発生する場合があるからである。

振動ビーム２４，２６の断面形状をＨ型とした場合、電圧印加時の振動損失が低減されるため、双音叉型圧電振動片の小型化に伴うＣＩ値の向上を抑制することができる。このため、小型化された双音叉型圧電振動片であっても、高精度な性能を付与することが可能となる。

また、上記実施形態では、表面励振電極５４，６２，７０，７８または裏面励振電極４０，４８，５６，６４と、内側面励振電極４２，５０，５８，６６，７４，８２および外側面励振電極４４，５２，６０，６８，７６，８４の双方とを接続する引出し電極１０１，１１１，１１４，１０５，１１３，１０４，１０７，１１６は、表面励振電極５４，６２，７０，７８または裏面励振電極４０，４８，５６，６４から引き出された引出し電極１０１，１１１，１１４，１１５，１１３，１０４，１０７，１１６を１本の引出し電極を二股に分岐させ、分岐させた引出し電極１０１，１１１，１１４，１１５，１１３，１０４，１０７，１１６のそれぞれを内側面励振電極４２，５０，５８，６６，７４，８２と外側面励振電極４４，５２，６０，６８，７６，８４に接続する旨記載した。しかしながら本発明に係る双音叉型圧電振動片１０を製造する上では当然に、表面励振電極５４，６２，７０，７８または裏面励振電極４０，４８，５６，６４から２本の引出し電極を引出し、そのそれぞれを内側面励振電極４２，５０，５８，６６，７４，８２及び外側面励振電極４４，５２，６０，６８，７６，８４に接続するようにしても良い。ただし、１本の引出し電極を二股に分岐した構成を有する引出し電極を採用した場合は、例えば外側面励振電極４４と内側面励振電極４２とへの導体路を兼用した構成であるから引出し電極を形成する領域を小さくすることが可能であり小型化に有効である。

実施形態に係る双音叉型圧電振動片の構成を示す図である。 実施形態に係る双音叉型圧電振動片における振動ビームの内側面の構成を示す図である。 振動ビームの断面形状の応用形態を示す図である。 従来の双音叉型圧電振動片の構成を示す図である。

符号の説明

１０………双音叉型圧電振動片、１２………基端部、１４………接続部、１５………くびれ、１６………固定部、１８………接続部、２０………固定部、２２………基端部、２４………振動ビーム（第１振動ビーム）、２６………振動ビーム（第２振動ビーム）、２８………第１領域、３０………第２領域、３２………第３領域、３４………入出力電極（第１の入出力電極）、３６………入出力電極（第２の入出力電極）、３８，４６，５４，６２，７０，７８………表面励振電極、４０，４８，５６，６４，７２，８０………裏面励振電極、４４，５２，６０，６８，７６，８４………外側面励振電極、４２，５０，５８，６６，７４，８２………内側面励振電極、９０ａ〜９０ｄ………面、９２ａ，９２ｂ………叉、１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６、１０７，１０８，１１０，１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６，１１７………引出し電極。

Claims (5)

1. 一対の基端部と、
   前記一対の基端部の間に延在されている一対の振動ビームと、
   を含み、
   前記振動ビームは、
   前記一対の基端部に夫々隣接している２つの端部領域と、前記２つの端部領域の間に挟まれている中央領域と、から構成されている励振領域を含み、
   前記励振領域は、
   前記一対の振動ビームを平面視したときに、
   表面と、
   前記表面に対して裏側である裏面と、
   前記一対の振動ビームの間に面した内側面と、
   前記内側面とは反対側に位置している外側面と、
   に励振電極が設けられ、
   前記中央領域における前記表面または前記裏面に設けられている励振電極と、前記２つの端部領域のいずれか一方の前記内側面及び前記外側面に夫々設けられている励振電極と、を接続している中央端部引出し電極と、
   前記２つの端部領域のうちのいずれか一方の前記表面または前記裏面に設けられている励振電極と、前記中央領域の前記内側面及び前記外側面に夫々設けられている励振電極と、を接続している端部中央引出し電極と、
   含むことを特徴とする双音叉型振動片。
2. 請求項１において、
   前記中央端部引出し電極及び前記端部中央引出し電極は、それぞれ、
   前記表面または前記裏面に設けられている励振電極から延在されている１本の引出し電極を二股に分岐して前記内側面または前記外側面に設けられている励振電極に接続していることを特徴とする双音叉型振動片。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記基端部の表面または裏面に設けられている電極端子と、前記端部領域の前記外側面に設けられている励振電極と、を引出し電極により接続する場合、
   前記基端部のうち前記振動ビームの延びる方向と交差する方向に位置する面に金属パターンが設けられ、
   前記金属パターンは、前記内側面または前記外側面に設けられている励振電極に接続されていることを特徴とする双音叉型振動片。
4. 請求項１乃至３のうちいずれか一項において、
   前記振動ビームの前記表面及び前記裏面に溝が設けられていることを特徴とする双音叉型振動片。
5. 請求項１乃至４のうちいずれか一項において、
   前記基端部は、
   前記振動ビームと接続されている接続部と、
   固定部と、
   を含み、
   前記接続部と前記固定部との間にくびれが設けられていることを特徴とする双音叉型振動片。

Images