JP6413316B2 - 振動片の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、振動片の製造方法、振動片、電子機器および移動体に関するものである。

振動片としては、例えば、車両における車体制御、カーナビゲーションシステムの自車位置検出、デジタルカメラやビデオカメラ等の振動制御補正（いわゆる手ぶれ補正）等に用いられ、角速度、加速度等の物理量を検出するセンサーが知られている。センサーとして、例えば、角速度センサー（振動ジャイロセンサー）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

例えば、特許文献１に記載の振動ジャイロセンサーは、基部（音叉基部）と、基部から延出し、溝が形成された駆動腕（音叉腕）および検出腕（音叉腕）とを有し、圧電基板と、圧電基板の表面に形成された電極とを有している。このような振動ジャイロセンサーは、駆動アームを屈曲振動させた状態で、所定方向の角速度を受けると、駆動腕にコリオリ力が作用し、それに伴って、検出腕が屈曲振動する。このような検出アームの屈曲振動を電極によって検出することにより、角速度を検出することができる。

このような振動ジャイロセンサーは、以下の７つの工程（１）〜（７）を経て製造される。

（１）エッチングにより圧電基板を形成する。
（２）圧電基板に電極となる金属膜を形成する。
（３）金属膜上にレジストマスクを形成する。
（４）レジストマスクの一部に露光光を照射する。
（５）露光光が照射されたレジストマスクを除去する。
（６）残存したレジストマスクから露出している金属膜を除去する。
（７）残存したレジストマスクを除去する。

特開２０１３−２３１６３５号公報

ところで、圧電基板が水晶で構成されていた場合、水晶は異方性を有しているため、工程（１）におけるエッチング後に、圧電基板、特に溝の内面には、不本意に残存する残存部が形成される。そして、工程（４）において、残存部に露光光を照射した場合、残存部の形状によっては、残存部で反射した光が、溝の内面に向う。この場合、溝の内面のレジストマスクが不本意に感光して、工程（５）において、レジストマスクのうちの、残存すべき部位が除去される。このため、工程（６）において、金属膜のうちの、残存すべき部位（電極となるべき部分）が除去される。その結果、得られた振動ジャイロセンサーでは、電極が欠損することによる断線等の不具合が生じるおそれがある。

本発明の目的は、電極が欠損することを防止または抑制することができる振動片の製造方法、かかる方法により得られる振動片、電子機器および移動体を提供することにある。

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、以下の適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本発明の振動片の製造方法は、基部と、該基部から延出する振動腕とを有し、前記振動腕の長手方向に沿って延在する溝が形成されている圧電基板と、前記溝の内面に設けられた電極とを含む振動片を製造する製造方法であって、
前記溝の内面に、前記電極となる金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜の表面にレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、
前記レジストマスクの一部に光を照射して露光する露光工程とを有し、
前記溝の内面は、前記電極が形成される電極形成面と、仮に前記光を照射した場合、前記光が反射して、前記電極形成面に前記光が照射される光反射面とを有しており、
前記露光工程において、前記光反射面に向う前記光を遮蔽する遮蔽部を設けることを特徴とする。

これにより、光反射面に光が入射するのを防止することができる。よって、光反射面で反射された光が電極形成面のレジストマスクに照射されるのを防止することができる。その結果、電極形成面の電極に欠損部が形成されるのを防止することができる。

［適用例２］
本発明の振動片の製造方法では、前記遮蔽部は、厚さ方向に貫通する貫通孔を有する板材で構成され、
前記露光工程では、前記遮蔽部の平面視で、前記光反射面と前記貫通孔とは、重なっていないのが好ましい。

これにより、光反射面に光が入射するのを確実に防止することができる。よって、光反射面で反射された光が電極形成面のレジストマスクに照射されるのを確実に防止することができる。

［適用例３］
本発明の振動片の製造方法では、前記露光工程では、前記圧電基板の厚さ方向から前記圧電基板に向って前記光を照射するのが好ましい。

これにより、圧電基板の外表面のうちの、その厚さ方向と交わる方向の面に設けられたレジストマスクに効果的に光を照射することができる。

［適用例４］
本発明の振動片の製造方法では、前記露光工程では、前記圧電基板の厚さ方向と交わる方向から前記圧電基板に向って前記光を照射するのが好ましい。

これにより、圧電基板の外表面のうちの、その厚さ方向の面に設けられたレジストマスクに効果的に光を照射することができる。

［適用例５］
本発明の振動片の製造方法では、前記圧電基板は、Ｚカット水晶板で構成されているのが好ましい。
これにより、本発明の効果を確実に奏することができる。

［適用例６］
本発明の振動片の製造方法では、前記溝の内面は、前記圧電基板の結晶軸のＺ軸を法線とする底面を有し、
前記露光工程では、少なくとも前記底面に前記光を照射するのが好ましい。

これにより、電極形成面に光が照射されるのを効果的に防止または抑制することができる。

［適用例７］
本発明の振動片の製造方法では、前記光反射面は、前記圧電基板の結晶軸のＺ軸に対して傾斜した傾斜面で構成され、
前記電極形成面は、前記圧電基板の結晶軸のＸ軸を法線とする平面で構成されているのが好ましい。
これにより、本発明の効果を効果的に奏することができる。

［適用例８］
本発明の振動片の製造方法では、前記露光工程に先立って、前記光反射面の位置を検出する検出工程を有しているのが好ましい。
これにより、露光工程を行う以前に、光反射面の位置を確実に把握することができる。

［適用例９］
本発明の振動片は、本発明の振動片の製造方法によって製造されることを特徴とする。

これにより、電極に欠損が生じるのが省略され、信頼性の高い振動片を得ることができる。

［適用例１０］
本発明の電子機器は、本発明の振動片を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器を得ることができる。

［適用例１１］
本発明の移動体は、本発明の振動片を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体を得ることができる。

図１は、本発明の振動片の製造方法により製造される振動片を示す平面図である。 図２は、図１に示す振動片の透過図である。 図３は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。 図４は、（ａ）〜（ｃ）が、本発明の振動片の製造方法を説明するための図である。 図５は、（ａ）〜（ｃ）が、本発明の振動片の製造方法を説明するための図である。 図６は、本発明の振動片の製造方法の第２実施形態により製造される振動片を示す断面図である。 図７は、本発明の振動片の製造方法の第３実施形態により製造される振動片を示す断面図である。 図８は、本発明の振動片の製造方法の第４実施形態により製造される振動片を示す断面図である。 図９は、本発明の振動片の製造方法の第５実施形態により製造される振動片を示す断面図である。 図１０は、図１に示す振動片を備える物理量検出デバイスの好適な実施形態を示す断面図である。 図１１は、図１に示す振動片を備える物理量検出デバイスの好適な実施形態を示す平面図である。 図１２は、図１に示す振動片を備える電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。 図１３は、図１に示す振動片を備える電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。 図１４は、図１に示す振動片を備える電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。 図１５は、図１に示す振動片を備える移動体を適用した自動車の構成を示す斜視図である。

以下、本発明の振動片の製造方法、振動片、電子機器および移動体について、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。

１．振動片
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の振動片の製造方法により製造される振動片を示す平面図である。図２は、図１に示す振動片の透過図である。図３は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。図４は、（ａ）〜（ｃ）が、本発明の振動片の製造方法を説明するための図である。図５は、（ａ）〜（ｃ）が、本発明の振動片の製造方法を説明するための図である。

なお、以下では、説明の便宜上、各図において、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示しており、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」という。また、＋Ｚ軸側を「上」、−Ｚ軸側を「下」ともいう。また、図３〜図５中では、圧電基板のうちの一方の検出用振動腕を代表的に図示している。

まず、本発明の振動片の製造方法によって製造される振動片２について説明する。
図１および図２に示す振動片２は、圧電基板２０と、圧電基板２０に形成された電極とを有している。

−振動基板−
圧電基板２０の構成材料としては、例えば、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料が挙げられる。これらの中でも、圧電基板２０の構成材料としては、水晶を用いることが好ましい。水晶を用いることで、他の材料と比較して優れた周波数温度特性を有する振動片２が得られる。なお、以下では、圧電基板２０を水晶で構成した場合について説明する。

図１に示すように、圧電基板２０は、水晶基板の結晶軸であるＹ軸（機械軸）およびＸ軸（電気軸）で規定されるＸＹ平面に広がりを有し、Ｚ軸（光軸）方向に厚みを有する板状をなしている。すなわち、圧電基板２０は、Ｚカット水晶板で構成されている。なお、Ｚ軸は、圧電基板２０の厚さ方向と一致しているのが好ましいが、常温近傍における周波数温度変化を小さくする観点から、厚さ方向に対して若干（例えば、５°未満程度）傾けてもよい。

なお、圧電基板２０の厚さは、特に限定されず、４０〜３００μｍ程度とされる。
このような圧電基板２０は、基部２１と、駆動用振動腕２２１および駆動用振動腕２２２と、検出用振動腕２３１および検出用振動腕２３２と、支持部（枠体）２５と、４つの連結部２６１、２６２、２６３、２６４とを有している。

駆動用振動腕２２１および駆動用振動腕２２２は、基部２１の互いに異なる位置から−Ｙ軸方向に延出している。駆動用振動腕２２１および駆動用振動腕２２２は、−Ｘ軸方向から＋Ｘ軸方向に向ってこの順に配置されている。また、駆動用振動腕２２１の先端部には、錘部２２１１が設けられ、駆動用振動腕２２２の先端部には、錘部２２２１が設けられている。また、駆動用振動腕２２１、２２２は、振動片２の重心と交わるＹＺ平面に関して対称的に設けられている。

また、駆動用振動腕２２１および駆動用振動腕２２２は、同様の構成であるため、以下、駆動用振動腕２２１について代表的に説明する。

図１および図２に示すように、駆動用振動腕２２１の錘部２２１１を除いた部分には、上面および下面に開放する有底状の溝２２３が形成されている。このため、駆動用振動腕２２１は、錘部２２１１を除いた部分の長手方向の全長にわたって、横断面形状が「Ｈ」字状をなしている。これにより、後述の駆動信号電極３３１と駆動接地電極３４１とのＸ軸方向の間隔が狭くなる。よって、駆動信号電極３３１と駆動接地電極３４１との間の電界効率が向上する。その結果、駆動用振動腕２２１では、比較的少ない歪み量で比較的大きい電荷量を発生させることができる。従って、優れた感度を有する振動片２を得ることができる。

検出用振動腕２３１および検出用振動腕２３２は、基部２１の駆動用振動腕２２１および駆動用振動腕２２２とは異なる位置から駆動用振動腕２２１および駆動用振動腕２２２の延出方向と反対方向、すなわち＋Ｙ軸方向に延出している。検出用振動腕２３１および検出用振動腕２３２は、−Ｘ軸方向から＋Ｘ軸方向に向ってこの順に配置されている。また、検出用振動腕２３１の先端部には、錘部２３１１が設けられ、検出用振動腕２３２の先端部には、錘部２３２１が設けられている。また、検出用振動腕２３１、２３２は、振動片２の重心と交わるＹＺ平面に関して対称的に設けられている。

また、検出用振動腕２３１、２３２は、それぞれ同様の構成であるため、以下、検出用振動腕２３１について代表的に説明する。

図３に示すように、検出用振動腕２３１の錘部２３１１を除いた部分には、上面２３４および下面２３５に開放する有底状の溝２３３が形成されている。このため、駆動用振動腕２２１は、錘部２２１１を除いた部分の長手方向の全長にわたって、横断面形状が「Ｈ」字状をなしている。これにより、後述の駆動信号電極３３１と駆動接地電極３４１とのＸ軸方向の間隔が狭くなる。よって、駆動信号電極３３１と駆動接地電極３４１との間の電界効率が向上する。その結果、検出用振動腕２３１では、比較的少ない歪み量で比較的大きい電荷量を発生させることができる。従って、優れた感度を有する振動片２を得ることができる。

なお、図３に示すように、検出用振動腕２３１、２３２では、検出用振動腕２３１の上面側の溝２３３の内面は、それぞれ、ＹＺ平面（Ｚ軸）に対して傾斜した傾斜面２３３Ａ、２３３Ｂ、２３３Ｃ、面２３３Ｄで構成されている（検出用振動腕２３２でも同様）。

検出用振動腕２３１において、傾斜面２３３Ａ〜２３３Ｃが形成されるのは、圧電基板２０がＺカット水晶板で構成されていることに起因する。水晶は、異方性を有しているため、エッチングで検出用振動腕２３１、２３２を形成した際に、傾斜面２３３Ａ〜２３３Ｃが必然的に生じることとなる。

検出用振動腕２３１の下面側の溝２３３の内面にも同様に、傾斜面２３３Ａ〜２３３Ｃおよび面２３３Ｄが形成されているが、上面側の溝２３３の内面と、下面側の溝２３３の内面とは、略同様の形状であるため、以下、上面側の溝２３３の傾斜面２３３Ａ〜２３３Ｃおよび面２３３Ｄについて代表的に説明する。

傾斜面２３３Ａは、溝２３３の内面のうち、最も−Ｘ軸側に位置している。また、傾斜面２３３ＡとＹＺ平面とのなす角度θ１は、２０〜２５°程度である。

傾斜面（光反射面）２３３Ｂは、傾斜面２３３Ａの＋Ｘ軸側に位置している。また、傾斜面２３３ＢとＹＺ平面とのなす角度θ２は、５５〜６５°程度である。

傾斜面２３３Ｃは、傾斜面２３３Ｂの＋Ｘ軸側に位置している。また、傾斜面２３３ＣとＹＺ平面とのなす角度θ３は、６５〜７５°程度である。

面（電極形成面）２３３Ｄは、溝２３３の内面のうち、最も＋Ｘ軸側に位置している。また、面２３３Ｄは、Ｘ軸を法線とする平面で構成されている。

これら傾斜面２３３Ａ〜２３３Ｃのうち、仮に、傾斜面２３３Ｃに＋Ｚ軸側から光Ｌを照射した際、傾斜面２３３Ｃで反射した光Ｌは、溝２３３の内面には当たらず、溝２３３の上方に向う。一方、仮に、傾斜面２３３Ｂに＋Ｚ軸側から光Ｌを照射した場合、傾斜面２３３Ｂで反射した光Ｌは、面２３３Ｄに照射される。

このような検出用振動腕２３１の幅Ｗ１は、特に限定されず、６０〜２００μｍ程度であるのが好ましい。

また、溝２３３の幅Ｗ２は、特に限定されず、３０〜１８０μｍ程度であるのが好ましい。そして、溝２３３の深さ（もっとも深い部分の深さ）Ｄは、特に限定されず、２０〜１２０μｍ程度であるのが好ましい。

支持部２５は、連結部２６１、２６２、２６３、２６４を介して基部２１を支持するものである。この支持部２５は、長尺状をなす部分２５１、部分２５２および部分２５３に分けることができる。部分２５１は、Ｘ軸方向に沿って設けられている。部分２５２は、部分２５１の−Ｘ軸方向の端部から＋Ｙ軸方向に延出している。部分２５３は、部分２５１の＋Ｘ軸方向の端部から＋Ｙ軸方向に延出している。このように、支持部２５は、Ｚ軸方向からみたとき、＋Ｙ軸方向に開放する形状をなしている。また、基部２１は、支持部２５の＋Ｙ軸方向に設けられている。

連結部２６１は、長尺状をなし、部分２５２の＋Ｙ軸方向の端部と、基部２１の−Ｘ軸方向の端部とを連結している。この連結部２６１は、長手方向の途中が屈曲した形状をなしている。

連結部２６２は、長尺状をなし、部分２５３の＋Ｙ軸方向の端部と、基部２１の＋Ｘ軸方向の端部とを連結している。この連結部２６２は、長手方向の途中が屈曲した形状をなしている。

連結部２６３は、長尺状をなし、部分２５１と基部２１とを連結している。この連結部２６３は、部分２５２と駆動用振動腕２２１との間に位置している。また、連結部２６３は、長手方向の途中が屈曲した形状をなしている。

連結部２６４は、長尺状をなし、部分２５１と基部２１とを連結している。この連結部２６４は、部分２５３と駆動用振動腕２２２との間に位置している。また、連結部２６４は、長手方向の途中が屈曲した形状をなしている。

このような圧電基板２０では、基部２１と、駆動用振動腕２２１、２２２と、検出用振動腕２３１、２３２と、支持部（枠体）２５と、４つの連結部２６１、２６２、２６３、２６４とが、一体的に形成されているのが好ましい。

−電極−
図１および図２に示すように、電極は、第１検出信号電極３１１と、第１検出信号端子３１２と、第２検出信号電極３１３と、第２検出信号端子３１４と、駆動信号電極３３１と、駆動信号端子３３２と、駆動接地電極３４１と、駆動接地端子３４２とを有している。なお、図２では、説明の便宜上、第１検出信号電極３１１および第１検出信号端子３１２、第２検出信号電極３１３および第２検出信号端子３１４、駆動信号電極３３１および駆動信号端子３３２、駆動接地電極３４１および駆動接地端子３４２を、それぞれ、異なるハッチングで図示している。また、圧電基板２０の側面に形成されている電極、配線、端子を太線で図示している。

第１検出信号電極３１１は、錘部２３１１の上面、錘部２３２１の下面、検出用振動腕２３１および検出用振動腕２３２に設けられている。この第１検出信号電極３１１は、検出用振動腕２３１および検出用振動腕２３２の検出振動が励起されたときに、該振動によって発生する電荷を検出するための電極である。

第１検出信号端子３１２は、部分２５２の＋Ｙ軸方向の端部に形成されている。第１検出信号端子３１２は、連結部２６１の上面に形成された検出信号配線を介して、第１検出信号電極３１１と電気的に接続されている。

第２検出信号電極３１３は、錘部２３１１の下面、錘部２３２１の上面、検出用振動腕２３１、検出用振動腕２３２に設けられている。この第２検出信号電極３１３は、第１検出信号電極３１１に対してグランドとなる電位を有する。

第２検出信号端子３１４は、部分２５３の＋Ｙ軸方向の端部に形成されている。第２検出信号端子３１４は、連結部２６２の上面に形成された検出信号配線を介して、第２検出信号電極３１３と電気的に接続されている。

なお、検出用振動腕２３１を＋Ｚ軸側からみたとき、−Ｘ軸方向から第２検出信号電極３１３、第１検出信号電極３１１の順に配置され、検出用振動腕２３１を−Ｚ側からみたとき、−Ｘ軸方向から第１検出信号電極３１１、第２検出信号電極３１３の順に配置されている。

また、検出用振動腕２３２を＋Ｚ軸側からみたとき、−Ｘ軸方向から第２検出信号電極３１３、第１検出信号電極３１１の順に配置され、検出用振動腕２３１を−Ｚ側からみたとき、−Ｘ軸方向から第１検出信号電極３１１、第２検出信号電極３１３の順に配置されている。

このように第１検出信号電極３１１と第２検出信号電極３１３とを配置することで、検出用振動腕２３１に生じた検出振動は、第１検出信号電極３１１と第２検出信号電極３１３との間の電荷として現れ、第１検出信号端子３１２と第２検出信号端子３１４とから信号として取り出すことができる。また、検出用振動腕２３２に生じた検出振動も、第１検出信号電極３１１と第２検出信号電極３１３との間の電荷として現れ、第１検出信号端子３１２と第２検出信号端子３１４とから信号として取り出すことができる。

図１および図２に示すように、駆動信号電極３３１は、駆動用振動腕２２１の両側面、錘部２２２１の外表面、駆動用振動腕２２２の上面および下面に形成されている。この駆動信号電極３３１は、駆動用振動腕２２１、２２２の駆動振動を励起させるための電極である。

また、駆動信号端子３３２は、部分２５１の中央部よりも若干−Ｘ軸側に形成されている。駆動信号端子３３２は、連結部２６３の下面に形成された駆動信号配線を介して、駆動信号電極３３１と電気的に接続されている。

駆動接地電極３４１は、駆動用振動腕２２１の上面および下面、駆動用振動腕２２２の両側面および錘部２２１１の外表面に形成されている。この駆動接地電極３４１は、駆動信号電極３３１に対してグランドとなる電位を有する。

また、駆動接地端子３４２は、部分２５１の中央部よりも若干＋Ｘ軸側に形成されている。この駆動接地端子３４２は、連結部２６４に形成された駆動信号配線を介して、駆動接地電極３４１と電気的に接続されている。

このように駆動信号電極３３１、駆動信号端子３３２、駆動接地電極３４１、駆動接地端子３４２を配置することで、駆動信号端子３３２と駆動接地端子３４２との間に駆動信号を印加することで、駆動信号電極３３１と駆動接地電極３４１との間に電界を生じさせ、駆動用振動腕２２１、２２２を駆動振動させることができる。

以上のような電極の構成としては、導電性を有していれば特に限定されないが、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）などのメタライズ層（下地層）に、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）などの各被膜を積層した金属被膜で構成することができる。
以上、振動片２の構成について説明した。

次に、図１を参照しつつ、振動片２の動作について説明する。
振動片２に角速度が加わらない状態において、駆動信号端子３３２と駆動接地端子３４２との間に電圧（交番電圧）を印加することで駆動信号電極３３１と駆動接地電極３４１との間に電界が生じると、駆動用振動腕２２１は、図１中矢印Ａ方向に示す方向に屈曲振動を行い、駆動用振動腕２２２は、図１中矢印Ｂ方向に示す方向に屈曲振動を行う。

この駆動振動を行っている状態で、振動片２にＹ軸周りの角速度が加わると、駆動用振動腕２２１、２２２にコリオリの力が働き、新たな振動が励起される。この新たな振動は、Ｙ軸に対して周方向の振動である。また、同時に検出用振動腕２３１には、前記新たな振動に呼応して、矢印Ｃ方向の検出振動が励起され、検出用振動腕２３２には、矢印Ｄ方向の検出振動が励起される。この検出振動により、検出用振動腕２３１、２３２に発生した電荷を、第１検出信号電極３１１と第２検出信号電極３１３とから信号として取り出し、この信号に基づいて角速度が求められる。

次に、本発明の振動片の製造方法について説明する。
本発明の振動片の製造方法は、用意工程と、金属膜形成工程と、レジストマスク形成工程と、検出工程と、配置工程と、露光工程と、現像工程と、除去工程とを有している。

［１］用意工程
まず、圧電基板２０、治具４Ａおよび治具４Ｂを用意する。

圧電基板２０は、Ｚカット水晶基板をウェットエッチングによってパターニングすることにより得られる。

治具４Ａおよび治具４Ｂは、それぞれ、光Ｌを遮蔽する板材で構成されている。治具４Ａおよび治具４Ｂには、その厚さ方向に貫通する貫通孔４１、４２が形成されている。各貫通孔４１、４２は、−Ｚ軸側からこの順に並んでいる（図４（ｃ）参照）。

［２］金属膜形成工程
次に、図４（ａ）に示すように、例えば、蒸着やスパッタリング等によって、圧電基板２０の全面に、電極となる金属膜３０を成膜する。

［３］レジストマスク形成工程
次に、図４（ｂ）に示すように、金属膜３０の全面にポジ型のフォトレジスト膜４０を成膜する。この成膜方法としては、例えば、プラズマＣＶＤ等の気相成膜法を用いることができる。

［４］検出工程
次に、傾斜面２３３Ｂの位置を検出する傾斜面２３３Ｂの位置を検出する方法としては特に限定されず、例えば、撮像手段によりＺ軸方向から撮像した濃淡画像に基づいて、傾斜面２３３Ｂの位置を検出する方法等が挙げられる。

［５］配置工程
次に、図４（ｃ）に示すように、圧電基板２０の＋Ｚ軸側に治具４Ａを配置し、−Ｚ軸側に治具４Ｂを配置する（以下、この状態を「配置状態」と言う）。このとき、治具４Ａの平面視で、傾斜面２３３Ｂと貫通孔４１、４２とがずれる、すなわち、傾斜面２３３Ｂと貫通孔４１、４２とが重ならないように治具４Ａを配置する。また、治具４Ｂの平面視で、傾斜面２３３Ｂと貫通孔４１、４２とが重ならないように治具４Ｂを配置する。

また、治具４Ａの貫通孔４１は、配置状態では、治具４Ａの平面視で、検出用振動腕２３１の上面２３４のうちの溝２３３よりも−Ｘ軸側の上面２３４Ａと重なっている。また、治具４Ａの貫通孔４２は、一対設けられており、配置状態では、検出用振動腕２３１の上面２３４のうちの溝２３３よりも＋Ｘ軸側の上面２３４Ｂおよび傾斜面２３３Ｃと重なっている。

一方、治具４Ｂの貫通孔４１は、配置状態では、治具４Ａの平面視で、検出用振動腕２３１の下面２３５のうちの溝２３３よりも−Ｘ軸側の下面２３５Ｂと重なっている。また、治具４Ａの貫通孔４２は、一対設けられており、配置状態では、検出用振動腕２３１の上面２３４のうちの溝２３３よりも＋Ｘ軸側の下面２３５Ｂおよび傾斜面２３３Ｃと重なっている。
なお、配置状態では、治具４Ａ、４Ｂは、面２３３Ｄおよび面２３４Ｄを覆っている。

［６］露光工程
そして、配置状態で＋Ｚ軸方向および−Ｚ軸方向から圧電基板２０に向って、光（露光光）Ｌを照射する。＋Ｚ軸側から照射された光Ｌは、治具４Ａの貫通孔４１を介して上面２３４Ａに照射され、治具４Ｂの各貫通孔４２を介して上面２３４Ｂおよび傾斜面２３３Ｃに照射される。

一方、−Ｚ軸側から照射された光Ｌは、治具４Ｂの貫通孔４１を介して下面２３５Ａに照射され、治具４Ｂの各貫通孔４２を介して下面２３５Ｂおよび傾斜面２３３Ｃに照射される。

ここで、前述したように、仮に、各溝２３３の傾斜面２３３Ｂに、Ｚ軸側から光Ｌを照射した場合、傾斜面２３３Ｂで反射した光Ｌは、面２３３Ｄに照射される。そこで、本発明では、露光工程において、各溝２３３の傾斜面２３３Ｂへの光Ｌを遮蔽するように治具４Ａ、４Ｂを配置している。これにより、各傾斜面２３３Ｂで光Ｌが反射して面２３３Ｄのフォトレジスト膜４０に光Ｌが照射されるのを防止することができる。よって、現像工程において、本来であれば残存すべきフォトレジスト膜４０が除去されるのを防止することができる。その結果、検出用振動腕２３１に不本意な電極の欠損が生じるのを防止することができ、それに起因する振動特性の低下や、断線を防止することができる。

なお、検出用振動腕２３１の各側面の中央部付近には、Ｚ軸と交わる方向から光Ｌを照射する、すなわち、斜め露光を行う。これにより、Ｘ軸を法線とする面に対しても光Ｌを照射することができる。

また、前述したように、配置状態では、治具４Ａ、４Ｂは、面２３３Ｄおよび面２３４Ｄを覆っている。これにより、直接光Ｌが容赦されることにより、面２３３Ｄおよび面２３４Ｄのフォトレジスト膜３０が除去されるのを防止することができる。

［７］現像工程
次に、圧電基板２０に現像液を供給して現像する。これにより、図５（ａ）に示すように、フォトレジスト膜４０のうちの感光した部分が除去される。

［８］除去工程
そして、図５（ｂ）に示すように、残存しているフォトレジスト膜をマスクとして、露出している部分を例えば、ウェットエッチングにより除去する。そして最後に、図５（ｃ）に示すように、残存しているフォトレジスト膜４０を除去する。

以上のように、本発明によれば、振動片２の電極に不本意な電極の欠損が生じるのを防止することができ、それに起因する振動特性の低下や、断線を防止することができる。

＜第２実施形態＞
図６は、本発明の振動片の製造方法の第２実施形態により製造される振動片を示す断面図である。

以下、この図を参照して本発明の振動片の製造方法の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

本実施形態は、主に治具の形状および電極の形状が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。

図６に示すように、振動片２Ａでは、検出用振動腕２３１の幅Ｗ３が第１実施形態での検出用振動腕２３１の幅Ｗ１よりも広い。このため、溝２３３の内面には、傾斜面２３３Ｂと傾斜面２３３Ｃとの間に底面２３３Ｅが形成されている。この底面２３３Ｅは、Ｚ軸を法線とする平面で構成されている。

また、本実施形態では、露光工程において、底面２３３Ｅに光Ｌを照射する。これにより、底面２３３Ｅで反射した光Ｌは、＋Ｚ軸側に向う。よって、底面２３３Ｅで反射した光Ｌが、溝２３３の内面に照射するのをより確実に防止することができる。

＜第３実施形態＞
図７は、本発明の振動片の製造方法の第３実施形態により製造される振動片を示す断面図である。

以下、この図を参照して本発明の振動片の製造方法の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、電極の形状が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。

図７に示すように、振動片２Ｂの検出用振動腕２３１では、第１検出信号電極３１１は、上面２３４側の溝２３３の傾斜面２３３Ａ、２３３Ｂおよび下面２３５側の溝２３３の面２３３Ｄに設けられている。また、第２検出信号電極３１３は、検出用振動腕２３１の−Ｘ軸側の側面、下面２３５Ａ、下面側の溝２３３の傾斜面２３３Ａ、２３３Ｂに連続して設けられ、＋Ｘ軸側の側面、上面２３４Ｂ、下面側の溝２３３の面２３３Ｄに連続して設けられている。

一方、検出用振動腕２３２では、第１検出信号電極３１１は、検出用振動腕２３１の−Ｘ軸側の側面、下面２３５Ａ、下面側の溝２３３の傾斜面２３３Ａ、２３３Ｂに連続して設けられ、＋Ｘ軸側の側面、上面２３４Ｂ、下面側の溝２３３の面２３３Ｄに連続して設けられている。第２検出信号電極３１３は、上面２３４側の溝２３３の傾斜面２３３Ａ、２３３Ｂおよび下面２３５側の溝２３３の面２３３Ｄに設けられている。
このような振動片２Ｂによっても、振動片２と同様の機能を有するものとなる。

＜第４実施形態＞
図８は、本発明の振動片の製造方法の第４実施形態により製造される振動片を示す断面図である。

以下、この図を参照して本発明の振動片の製造方法の第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、電極の形状が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。

図８に示すように、振動片２Ｃの検出用振動腕２３１では、第１検出信号電極３１１は、上面２３４側の溝２３３の面２３３Ｄと、下面２３５側の溝２３３の傾斜面２３３Ａ、２３３Ｂとに設けられている。また、第２検出信号電極３１３は、上面２３４側の傾斜面２３３Ａ、２３３Ｂと、下面２３５側の溝２３３の面２３３Ｄとに設けられている。

そして、検出用振動腕２３１の両側面には、検出接地電極３１５が設けられている。この検出接地電極３１５は、第１検出信号電極３１１、第２検出信号電極３１３に対してグランドとなる電位を有している。

一方、検出用振動腕２３２では、第１検出信号電極３１１は、上面２３４側の傾斜面２３３Ａ、２３３Ｂと、下面２３５側の面２３３Ｄとに設けられている。また、第２検出信号電極３１３は、上面２３４側の溝２３３の面２３３Ｄと、下面２３５側の溝２３３の傾斜面２３３Ａ、２３３Ｂとに設けられている。

そして、検出用振動腕２３２の両側面には、検出接地電極３１５が設けられている。
このような振動片２Ｃによっても、振動片２と同様の機能を有するものとなる。

＜第５実施形態＞
図９は、本発明の振動片の製造方法の第５実施形態により製造される振動片を示す断面図である。

以下、この図を参照して本発明の振動片の製造方法の第５実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、電極の形状が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。

図９に示すように、振動片２Ｄの検出用振動腕２３１では、第１検出信号電極３１１は、上面２３４側の溝２３３の面２３３Ｄに設けられている。また、第２検出信号電極３１３は、上面２３４側の傾斜面２３３Ａ、２３３Ｂと、下面２３５側の溝２３３の面２３３Ｄとに設けられている。

そして、検出用振動腕２３１の両側面および下面２３５側の溝２３３の傾斜面２３３Ａ、２３３Ｂには、検出接地電極３１５が設けられている。この検出接地電極３１５は、第１検出信号電極３１１、第２検出信号電極３１３に対してグランドとなる電位を有している。

一方、検出用振動腕２３２では、第１検出信号電極３１１は、上面２３４側の傾斜面２３３Ａ、２３３Ｂと、下面２３５側の溝２３３の面２３３Ｄとに設けられている。また、第２検出信号電極３１３は、上面２３４側の溝２３３の面２３３Ｄに設けられている。

そして、検出用振動腕２３２の両側面および下面２３５側の溝２３３の傾斜面２３３Ａ、２３３Ｂには、検出接地電極３１５が設けられている。
このような振動片２Ｄによっても、振動片２と同様の機能を有するものとなる。

２．物理量検出デバイス
次に、振動片２を用いた物理量検出デバイスについて説明する。

図１０は、図１に示す振動片を備える物理量検出デバイスの好適な実施形態を示す断面図であり、図１１は、図１に示す振動片を備える物理量検出デバイスの好適な実施形態を示す平面図である。

図１０および図１１に示すように、物理量検出デバイス１０は、振動片２と、振動片２を収容するパッケージ８と、ＩＣチップ９とを有している。

パッケージ８は、凹部８１１を有する箱状のベース８１と、凹部８１１の開口を塞いでベース８１に接合された板状のリッド８２とを有している。そして、凹部８１１がリッド８２によって塞がれることにより形成された収容空間に振動片２が収納されている。収容空間は、減圧（真空）状態となっていてもよいし、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されていてもよい。

凹部８１１は、ベース８１の上面に開放する第１凹部８１１ａと、第１凹部８１１ａの底面の中央部に開放する第２凹部８１１ｂと、第２凹部８１１ｂの底面の中央部に開放する第３凹部８１１ｃと、を有している。

ベース８１の構成材料としては、特に限定されないが、酸化アルミニウム等の各種セラミックスや、各種ガラス材料を用いることができる。また、リッド８２の構成材料としては、特に限定されないが、ベース８１の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース８１の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金とするのが好ましい。なお、ベース８１とリッド８２の接合方法は、特に限定されず、例えば、接着材やろう材を介して接合することができる。

凹部８１１の底面には、接続端子８３１、８３２、８３３、８３４が形成されている。接続端子８３１〜８３４の構成としては、導電性を有していれば特に限定されないが、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）などのメタライズ層（下地層）に、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）などの各被膜を積層した金属被膜で構成することができる。

振動片２は、導電性接着材８６１、８６２、８６３、８６４によって凹部８１１の底面に固定されている。また、導電性接着材８６１によって、第２検出信号端子３１４と接続端子８３１とが電気的に接続され、導電性接着材８６２によって、駆動信号端子３３２と接続端子８３２とが電気的に接続され、導電性接着材８６３によって、駆動接地端子３４２と接続端子８３３とが電気的に接続され、導電性接着材８６４によって、第１検出信号端子３１２と接続端子８３４とが電気的に接続されている。

導電性接着材８６１〜８６４としては、導電性および接着性を有していれば特に限定されず、例えば、シリコーン系、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、ビスマレイミド系等の接着材に銀粒子等の導電性フィラーを分散させたものを用いることができる。

また、第１凹部８１１ａの底部と第２凹部８１１ｂの底部には、各接続配線８７１、８７２、８７３、８７４が形成されている。

接続配線８７１は、接続端子８３１から第１凹部８１１ａの底部の中央部に向って延出している。接続配線８７２は、接続端子８３２から第１凹部８１１ａの底部の中央部に向って延出している。接続配線８７３は、接続端子８３３から第１凹部８１１ａの底部の中央部に向って延出している。接続配線８７４は、接続端子８３４から第１凹部８１１ａの底部の中央部に向って延出している。

図１０に示すように、ＩＣチップ９は、第３凹部８１１ｃの底面にろう材等によって固定されている。ＩＣチップ９は、導電性ワイヤーによって各接続配線８７１、８７２、８７３、８７４と電気的に接続されている。これにより、第１検出信号端子３１２、第２検出信号端子３１４、駆動信号端子３３２および駆動接地端子３４２の各々は、ＩＣチップ９と電気的に接続された状態となっている。ＩＣチップ９は、振動片２を駆動振動させるための駆動回路と、角速度が加わったときに振動片２に生じる検出振動を検出する検出回路と、を有する。

なお、本実施形態では、ＩＣチップ９がパッケージ８の内部に設けられているが、ＩＣチップ９は、パッケージ８の外部に設けられていてもよい。

３．電子機器
次いで、振動片２を適用した電子機器について、図１２〜図１５に基づき、詳細に説明する。

図１２は、図１に示す振動片を備える電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。

この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０８を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、角速度検知手段（ジャイロセンサー）として機能する振動片２が内蔵されている。

図１３は、図１に示す振動片を備える電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。

この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。このような携帯電話機１２００には、角速度検知手段（ジャイロセンサー）として機能する振動片２が内蔵されている。

図１４は、図１に示す振動片を備える電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。

ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。

また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。

撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。

また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。

このようなディジタルスチルカメラ１３００には、角速度検知手段（ジャイロセンサー）として機能する振動片２が内蔵されている。

なお、図１に示す振動片を備える電子機器は、図１２のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１３の携帯電話機、図１４のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレーター等に適用することができる。

４．移動体
次いで、図１に示す振動片を適用した移動体について、図１５に基づき、詳細に説明する。

図１５は、図１に示す振動片を備える移動体を適用した自動車の構成を示す斜視図である。

自動車１５００には、角速度検知手段（ジャイロセンサー）として機能する振動片２が内蔵されており、振動片２によって車体１５０１の姿勢を検出することができる。振動片２の検出信号は、車体姿勢制御装置１５０２に供給され、車体姿勢制御装置１５０２は、その信号に基づいて車体１５０１の姿勢を検出し、検出結果に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪１５０３のブレーキを制御したりすることができる。その他、このような姿勢制御は、二足歩行ロボットやラジコンヘリコプターで利用することができる。以上のように、各種移動体の姿勢制御の実現にあたって、振動片２が組み込まれる。

以上、本発明の振動片の製造方法、振動片、電子機器および移動体について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。

また、本発明の振動片では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。

なお、前記第２実施形態では、露光工程において、底面に光を照射するが、本発明では、これに限定されず、底面およびその周面部（光反射面を除く）に光を照射してもよい。

また、本発明の振動片の製造方法では、任意の工程を追加することができる。
また、振動片の形態は、いわゆるＨ型音叉の形態に限定されず、例えば、ダブルＴ型、二脚音叉、三脚音叉、くし歯型、直交型、角柱型等の種々の形態であってもよい。

また、駆動用振動腕、検出用振動腕の数は、それぞれ、１つまたは３つ以上であってもよい。また、駆動用振動腕は、検出用振動腕を兼ねていてもよい。

また、電極の数、位置、形状、大きさ等は、各振動腕を通電により振動させることができるものであれば、前述した実施形態に限定されるものではない。

２…振動片
２Ａ…振動片
２Ｂ…振動片
２Ｃ…振動片
２Ｄ…振動片
２２１…駆動用振動腕
２２２…駆動用振動腕
２２３…溝
２３１…検出用振動腕
２３２…検出用振動腕
２３２Ｄ…傾斜面
２３３…溝
２３３Ａ…傾斜面
２３３Ｂ…傾斜面
２３３Ｃ…傾斜面
２３３Ｄ…面
２３３Ｅ…底面
２３４…上面
２３４Ａ…上面
２３４Ｂ…上面
２３４Ｄ…面
２３５…下面
２３５Ａ…下面
２３５Ｂ…下面
２２１１…錘部
２２２１…錘部
２３１１…錘部
２３２１…錘部
２５…支持部
２５１…部分
２５２…部分
２５３…部分
２６１…連結部
２６２…連結部
２６３…連結部
２６４…連結部
３１１…第１検出信号電極
３１２…第１検出信号端子
３１３…第２検出信号電極
３１４…第２検出信号端子
３１５…検出接地電極
３３１…駆動信号電極
３３２…駆動信号端子
３４１…駆動接地電極
３４２…駆動接地端子
４Ａ…治具
４Ｂ…治具
４１…貫通孔
４２…貫通孔
８…パッケージ
８１…ベース
８２…リッド
８１１…凹部
８１１ａ…第１凹部
８１１ｂ…第２凹部
８１１ｃ…第３凹部
８３１…接続端子
８３２…接続端子
８３３…接続端子
８３４…接続端子
８６１…導電性接着材
８６２…導電性接着材
８６３…導電性接着材
８６４…導電性接着材
８７１…接続配線
８７２…接続配線
８７３…接続配線
８７４…接続配線
９…ＩＣチップ
１０…物理量検出デバイス
２０…圧電基板
２１…基部
３０…金属膜
４０…フォトレジスト膜
１１００…パーソナルコンピューター
１１０２…キーボード
１１０４…本体部
１１０６…表示ユニット
１１０８…表示部
１２００…携帯電話機
１２０２…操作ボタン
１２０４…受話口
１２０６…送話口
１２０８…表示部
１３００…ディジタルスチルカメラ
１３０２…ケース
１３０４…受光ユニット
１３０６…シャッターボタン
１３０８…メモリー
１３１０…表示部
１３１２…ビデオ信号出力端子
１３１４…入出力端子
１４３０…テレビモニター
１４４０…パーソナルコンピューター
１５００…自動車
１５０１…車体
１５０２…車体姿勢制御装置
１５０３…車輪
Ｌ…光
Ｗ１…幅
Ｗ２…幅
Ｗ３…幅
θ１…角度
θ２…角度
θ３…角度

Claims (6)

1. 基部と、該基部から延出する振動腕とを有し、前記振動腕の長手方向に沿って延在する溝が形成され、Ｚカット水晶板で構成された圧電基板を用意する工程と、
   前記溝の内面に、電極となる金属膜を形成する金属膜形成工程と、
   前記金属膜の表面にフォトレジスト膜を成膜するフォトレジスト膜成膜工程と、
   前記フォトレジスト膜の一部に露光光を照射して露光する露光工程と、
   前記露光工程の後であって、前記フォトレジスト膜を現像してレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、
   前記レジストマスクから露出している前記金属膜を除去する除去工程と、を有し、
   前記溝の内面は、前記電極が形成され、前記圧電基板の結晶軸のＸ軸を法線とする平面で構成された電極形成面と、前記圧電基板の結晶軸のＺ軸に対して傾斜している複数の傾斜面と、を有し、
   前記複数の傾斜面は、前記露光光を照射した場合に前記露光光が反射して、前記電極形成面に前記露光光が照射される露光光反射面を含み、
   前記露光工程において、前記露光光反射面に向う前記露光光を遮蔽する遮蔽部を設けることを特徴とする振動片の製造方法。
2. 前記遮蔽部は、厚さ方向に貫通する貫通孔を有する板材で構成され、
   前記露光工程では、前記遮蔽部の厚さ方向の平面視で、前記露光光反射面と前記貫通孔とは、重なっていない請求項１に記載の振動片の製造方法。
3. 前記露光工程では、前記圧電基板の結晶軸のＺ軸方向から前記圧電基板に向って前記露光光を照射する請求項１または２に記載の振動片の製造方法。
4. 前記露光工程では、前記圧電基板の結晶軸のＺ軸方向と交わる方向から前記圧電基板に向って前記露光光を照射する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の振動片の製造方法。
5. 前記溝の内面は、前記圧電基板の結晶軸のＺ軸を法線とする底面を有し、
   前記露光工程では、少なくとも前記底面に前記露光光を照射する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の振動片の製造方法。
6. 前記露光工程に先立って、前記露光光反射面の位置を検出する検出工程を有している請求項１ないし５のいずれか１項に記載の振動片の製造方法。

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