JP6432190B2 - 振動素子、振動素子の製造方法、振動子、電子機器および移動体 - Google Patents

振動素子、振動素子の製造方法、振動子、電子機器および移動体 Download PDF

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Description

本発明は、振動素子、振動素子の製造方法、振動子、電子機器および移動体に関するものである。
従来から、水晶を用いた振動素子が知られている。このような振動素子は、種々の電子機器の基準周波数源、発信源、ジャイロセンサー等として広く用いられている。
また、このような振動素子は、例えば、プラズマドライエッチング方法を用いて、基材をパターニングして、所定形状の被加工物（構造体）を得ることにより製造され、これにより、振動素子が備える振動腕を、対称性に優れた垂直な断面形状を有するものとすることができ、振動素子の高精度な振動特性（周波数等）確保に有効であることが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
しかしながら、振動素子が備える振動腕を、垂直な断面形状のものとすると、素子が小型化するにつれて電荷を拾う表面積が減少し十分な電界効率が得られない。よって、良好な素子特性確保（Ｑ値確保、感度確保）が困難となる問題があった。
特開２００７−１３３８３号公報
本発明の目的は、十分な電界効率が得られ、良好な素子特性の確保が可能な振動素子、および、かかる振動素子を製造することができる振動素子の製造方法、かかる振動素子を備える振動子、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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本発明の振動素子は、振動方向と交差する第１の面と、前記第１の面の裏側である第２の面と、前記第１の面に設けられた第１凹部と、前記第２の面に設けられた第２凹部と、を有する振動腕を備え、
前記第１凹部および前記第２凹部は、前記振動腕の長さ方向に沿って延在しており、
前記振動腕の前記長さ方向に交差する断面において、前記第１凹部は前記第２凹部側に向かって凹んだ形状であり、前記第２凹部は前記第１凹部側に向かって凹んだ形状であることを特徴とする。
これにより、前記面の表面積を増加（増大）させることができる。そのため、電界効率の向上が図られる。また、振動素子の面内方向での振動時において、熱弾性損失を小さくでき、良好なＱ値の確保が可能となる。これらのことから、振動素子を小型なものとしても、十分な電界効率が得られ、良好な素子特性を確保することができる。
［適用例２］
本発明の振動素子では、前記第１凹部と前記第２凹部とで画定される前記振動腕の幅は、前記幅の方向に直交する厚さ方向の位置によって異なっていることが好ましい。
［適用例３］
本発明の振動素子では、前記第１凹部および前記第２凹部は、曲面を含んでいることが好ましい。
これにより、振動腕のバランスがより確保されることから、振動腕をより効率的に振動基板の面内方向に振動させることができる。
［適用例４］
本発明の振動素子では、前記第１凹部および前記第２凹部は、前記第１の面と前記第２の面との距離の中心を通り前記長さ方向に沿った仮想線に対して線対称であることが好ましい。
［適用例５］
本発明の振動素子では、前記振動腕は、水晶を材料に含んでいることが好ましい。
［適用例６］
本発明の振動素子は、音叉型をなしていることが好ましい。
［適用例７］
本発明の振動素子の製造方法は、基材上に、マスクを形成する工程と、
前記マスクを用いたドライエッチング法により、前記基材を加工して、振動腕を有する振動素子を形成する工程と、を含み、
前記振動素子を形成する工程において、前記振動腕の振動方向と交差する第１の面に第１凹部を形成し、前記第１の面の裏側である第２の面に第２凹部を形成し、
前記第１凹部および前記第２凹部は、前記振動腕の長さ方向に沿って延在しており、
前記振動腕の前記長さ方向に交差する断面において、前記第１凹部は前記第２凹部側に向かって凹んだ形状であり、前記第２凹部は前記第１凹部側に向かって凹んだ形状であることを特徴とする。
これにより、振動素子を小型なものとしても、十分な電界効率が得られ、良好な素子特性が確保された振動素子を得ることができる。
［適用例８］
本発明の振動素子の製造方法では、前記振動素子を形成する工程において、前記凹部を、ＣＦ系の反応性ガスを用いたプラズマエッチング法を用いて形成することが好ましい。
これにより、プラズマエッチング法の条件を適宜設定することで、前記面を、前記凹部を容易に備えるものとすることができる。
［適用例９］
本発明の振動素子の製造方法では、前記振動素子を形成する工程では、異方性プラズマ成分を用いるエッチング条件から等方性プラズマ成分を増加させることが好ましい。
これにより、基材を良好なパターン寸法精度で加工して、優れた寸法精度で平面部および凹部を形成することができる。
［適用例１０］
本発明の振動素子の製造方法では、前記エッチング条件の変更は、チャンバー内の圧力、前記基材の加熱温度、ガス種およびバイアスパワーのうちの少なくとも１種の変更であることが好ましい。
このように、前記エッチング条件を変更すると言う比較的容易な操作で、ＣＦ系の反応性ガスを等方性プラズマ成分としたり、異方性プラズマ成分としたりすることができる。
［適用例１１］
本発明の振動子は、本発明の振動素子と、
前記振動素子を収納しているパッケージと、を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い振動子を得ることができる。
［適用例１２］
本発明の電子機器は、本発明の振動素子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１３］
本発明の移動体は、本発明の振動素子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。
本発明の振動子の第１実施形態を示す平面図である。 図１中のＡ−Ａ線断面図である。 図１に示す振動子の振動素子の断面図（図１中のＢ−Ｂ線断面図）である。 図１に示す振動子の振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 図１に示す振動子の振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 図１に示す振動子の振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の振動子の第２実施形態を示す平面図である。 図７に示す振動子の横断面図である。 図７に示す振動子の駆動用振動腕を示す図であり、（ａ）は拡大平面図、（ｂ）は拡大横断面図である。 図７に示す振動子の検出用振動腕を示す図であり、（ａ）は拡大平面図、（ｂ）は拡大横断面図である。 図７に示す振動子の振動素子の主要部の斜視図である。 図７に示す振動子の振動素子の検出モードを説明するための図である。 本発明の振動子の第３実施形態における振動素子を示す平面図である。 図１３に示す振動素子が有する電極を示す平面図である。 図１３に示す振動素子が有する電極を示す平面図（透過図）である。 図１３に示す振動素子の動作を説明するための図である。 本発明の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。 本発明の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。 本発明の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。 本発明の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、本発明の振動素子、振動素子の製造方法、振動子、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
１．振動子
まず、本発明の振動子について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の振動子の第１実施形態を示す平面図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図１に示す振動子の振動素子の断面図（図１中のＢ−Ｂ線断面図）である。図４〜図６は、それぞれ、図１に示す振動子の振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
図１および図２に示す振動子１は、振動素子２と、振動素子２を収納するパッケージ９とを有している。以下、振動素子２およびパッケージ９について、順次詳細に説明する。
（振動素子）
図１、図２および図３に示すように、本実施形態の振動素子２は、振動基板（被加工物）３と、振動基板３上に形成された第１、第２駆動用電極８４、８５とを有している。なお、図１および図２では、説明の便宜上、第１、第２駆動用電極８４、８５の図示を省略している。
振動基板３は、本実施形態では、主として、Ｚカット水晶板で構成されている。Ｚカット水晶板とは、Ｚ軸をほぼ厚さ方向とする水晶基板である。なお、振動基板３は、その厚さ方向とＺ軸とが一致していてもよいが、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Ｚ軸が若干傾いている。すなわち、傾ける角度をθ度（−５°≦θ≦１５°）とした場合、前記水晶の電気軸としてのＸ軸、機械軸としてのＹ軸、光学軸としてのＺ軸からなる直交座標系の前記Ｘ軸を回転軸として、前記Ｚ軸を前記Ｙ軸の−Ｙ方向へ＋Ｚ側が回転するようにθ度傾けた軸をＺ’軸、前記Ｙ軸を前記Ｚ軸の＋Ｚ方向へ＋Ｙ側が回転するようにθ度傾けた軸をＹ’軸としたとき、Ｚ’軸に沿った方向を厚さとし、Ｘ軸とＹ’軸を含む面を主面とする振動基板３となる。なお、各図では、これらＸ軸、Ｙ’軸およびＺ’軸を図示している。
振動基板３は、Ｙ’軸方向を長さ方向に持ち、Ｘ軸方向を幅方向に持ち、Ｚ’軸方向を厚さ方向に持っている。また、振動基板３は、そのほぼ全域（後述する溝５５、５６、５７、５８が形成されている領域を除く）にわたって、ほぼ同じ厚さを有している。振動基板３の厚さ（Ｚ’軸方向の長さ）Ｔとしては、特に限定されないが、１１０μｍ以上、１５０μｍ以下であることが好ましく、１２０μｍ以上、１３０μｍ以下であることがより好ましい。これにより、十分な機械的強度が得られ、また、Ｑ値を高く、ＣＩ値を低くしつつ、異方性プラズマエッチングにより、微細形状を容易に作成することができる。すなわち、振動基板３の厚さＴが前記下限値未満であると、他の条件によっては、Ｑ値が低く、ＣＩ値が高くなり、また、機械的強度が不足し、振動基板３が破損するおそれがある。また、振動基板３の厚さＴが前記上限値を超えると、振動素子２の過度な大型化に繋がってしまうおそれがある。
このような振動基板３は、基部４と、基部４から延出する一対の振動腕５、６と、基部４から延出する支持部７とを有している。
基部４は、ＸＹ’平面に広がりを有し、Ｚ’軸方向に厚さを有する板状をなしている。また、支持部７は、基部４の下端から延出し、Ｘ軸方向に分岐する分岐部７１と、分岐部からＸ軸方向両側に延出する連結腕７２、７３と、連結腕７２、７３の先端部から−Ｙ’軸方向に延出する支持腕７４、７５とを有している。
振動腕５、６は、Ｘ軸方向（第２方向）に沿って並び、かつ、互いに平行となるように基部４の−Ｙ’軸側の端から−Ｙ’軸方向（第１方向）に延出する音叉型をなしている。これら振動腕５、６は、それぞれ、長手形状をなし、その基端（＋Ｙ’軸側の端）が固定端となり、先端（−Ｙ’軸側の端）が自由端となる。また、振動腕５、６は、それぞれ、基部４から延びている腕部５８、６８と、腕部５８、６８の先端部に設けられ、腕部５８、６８よりも幅が広い錘部としてのハンマーヘッド（広幅部）５９、６９とを有している。このように、振動腕５、６の先端部にハンマーヘッド５９、６９を設けることで、振動腕５、６を短くすることができ、振動素子２の小型化を図ることができる。また、振動腕５、６を短くすることができる分、同じ周波数で振動腕５、６を振動させたときの振動腕５、６の振動速度を従来よりも低くすることができるため、振動腕５、６が振動する際の空気抵抗を低減することができ、その分、Ｑ値が高まり、振動特性を向上させることができる。なお、このような振動腕５、６は、互いに同様の構成（形状、大きさ）をなしている。
図３に示すように、振動腕５は、ＸＹ’平面で構成された互いに表裏の関係にある一対の主面（上面、下面）５１、５２と、Ｙ’Ｚ’平面で構成され、一対の主面５１、５２を接続する一対の側面（振動腕５の振動方向と交差する面）５３、５４とを有している。
また、振動腕５は、主面５１に開口する有底の溝５５と、主面５２に開口する有底の溝５６とを有している。溝５５、５６は、それぞれ、Ｙ’軸方向に延在している。また、溝５５、５６は、それぞれ、振動腕５の腕部５８の基端部を含むように腕部５８の先端部まで延在している。このような振動腕５は、溝５５、５６が形成されている部分では、略Ｈ型の横断面形状をなしている。
さらに、側面５３、５４は、それぞれ、主面５２側に位置し、Ｙ’軸方向に延在する凹部５３１、５４１と、振動腕５の主面５１側に位置し、凹部５３１、５４１における曲率よりも小さい曲率を備える平面部（ストレート部）５３２、５４２とを有する。
このように、側面５３、５４を、凹部５３１、５４１を備えるものとすることで、側面５３、５４の表面積を増加（増大）させることができる。そのため、電界効率の向上が図られる。また、振動素子２（振動基板３）の面内方向での振動時において、熱弾性損失を小さくでき、良好なＱ値の確保が可能となる。これらのことから、振動素子２を小型なものとしても、十分な電界効率が得られ、良好な素子特性を確保することができる。また、側面５３、５４を、平面部５３２、５４２を備えるものとすることで、振動素子２（振動基板３）の面内方向での振動をより安定的に行うことができ、さらに、平面部６３２、６４２の面積を適宜設定することで、振動腕６の周波数を所望のものとすることができる。
これら凹部５３１、５４１は、図３に示すように、側面５３、５４の双方に設けられている。これにより、振動腕５のバランスが確保され、振動腕５の不要な振動（具体的には、面外方向成分を有する斜め振動）を低減でき、振動腕５を効率的に振動基板３の面内方向に振動させることができる。
また、凹部５３１、５４１は、それぞれ、主面（上面）５１の端部と、主面（下面）５２の端部とを結ぶ直線よりも内側に形成されている。これにより、振動腕５の大型化を招くことなく、側面５３、５４の表面積を増加させることができる。
さらに、これら凹部５３１、５４１は、対称性を有しており、より具体的には、対称性を有する湾曲凹面で構成されている。これにより、振動腕５のバランスがより確保されることから、振動腕５をより効率的に振動基板３の面内方向に振動させることができる。
振動腕５と同様に、振動腕６は、ＸＹ’平面で構成された互いに表裏の関係にある一対の主面６１、６２と、Ｙ’Ｚ’平面で構成され、一対の主面６１、６２を接続する一対の側面６３、６４とを有している。また、振動腕６は、主面６１に開口する有底の溝６５と、主面６２に開口する有底の溝６６とを有している。溝６５、６６は、それぞれ、Ｙ’軸方向に延在している。また、溝６５、６６は、それぞれ、振動腕６の腕部６８の基端部を含むように腕部６８の先端部まで延在している。このような振動腕６は、溝６５、６６が形成されている部分では、略Ｈ型の横断面形状をなしている。
振動素子２は、各振動腕５、６に溝５５、５６、６５、６６を形成することにより、熱弾性損失の低減を図ることができ、Ｑ値の劣化を低減した優れた振動特性を発揮することができる。
さらに、側面６３、６４は、それぞれ、主面６２側に位置し、Ｙ’軸方向に延在する凹部６３１、６４１と、振動腕６の主面６１側に位置し、凹部６３１、６４１における曲率よりも小さい曲率を備える平面部（ストレート部）６３２、６４２とを有する。
このように、側面６３、６４を、凹部６３１、６４１を備えるものとすることで、側面６３、６４の表面積を増加（増大）させることができる。そのため、電界効率の向上が図られる。また、振動素子２（振動基板３）の面内方向での振動時において、熱弾性損失を小さくでき、良好なＱ値の確保が可能となる。これらのことから、振動素子２を小型なものとしても、十分な電界効率が得られ、良好な素子特性を確保することができる。また、側面６３、６４を、平面部６３２、６４２を備えるものとすることで、振動素子２（振動基板３）の面内方向での振動をより安定的に行うことができ、さらに、平面部６３２、６４２の面積を適宜設定することで、振動腕６の周波数を所望のものとすることができる。
これら凹部６３１、６４１は、図３に示すように、側面６３、６４の双方に設けられている。これにより、振動腕６のバランスが確保され、振動腕６の不要な振動（具体的には、面外方向成分を有する斜め振動）を低減でき、振動腕６を効率的に振動基板３の面内方向に振動させることができる。
また、凹部６３１、６４１は、それぞれ、主面（上面）６１の端部と、主面（下面）６２の端部とを結ぶ直線よりも内側に形成されている。これにより、振動腕６の大型化を招くことなく、側面６３、６４の表面積を増加させることができる。
さらに、これら凹部６３１、６４１は、対称性を有しており、より具体的には、対称性を有する湾曲凹面で構成されている。これにより、振動腕６のバランスがより確保されることから、振動腕６をより効率的に振動基板３の面内方向に振動させることができる。
振動素子２は、各振動腕５、６に凹部５３１、５４１、６３１、６４１を形成することにより、振動素子２を小型なものとしても、十分な電界効率が得られ、良好な素子特性を確保することができる。
振動腕５には、一対の第１駆動用電極８４と一対の第２駆動用電極８５とが形成されている。具体的には、第１駆動用電極８４の一方は、溝５５の内面に形成されており、他方は、溝５６の内面に形成されている。また、第２駆動用電極８５の一方は、側面５３に形成されており、他方は、側面５４に形成されている。同様に、振動腕６にも、一対の第１駆動用電極８４と一対の第２駆動用電極８５とが形成されている。具体的には、第１駆動用電極８４の一方は、側面６３に形成されており、他方は、側面６４に形成されている。また、第２駆動用電極８５の一方は、溝６５の内面に形成されており、他方は、溝６６の内面に形成されている。これら第１、第２駆動用電極８４、８５間に交番電圧を印加すると、振動腕５、６が互いに接近、離間を繰り返すように面内方向（ＸＹ’平面方向）に所定の周波数で振動する。
第１、第２駆動用電極８４、８５の構成としては、特に限定されず、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属材料、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の導電材料により形成することができる。
（パッケージ）
図１および図２に示すように、パッケージ９は、上面に開放する凹部９１１を有する箱状のベース９１と、凹部９１１の開口を塞ぐようにベース９１に接合されている板状のリッド９２とを有している。このようなパッケージ９は、凹部９１１がリッド９２にて塞がれることにより形成された収納空間を有しており、この収納空間に振動素子２が気密的に収納されている。振動素子２は、支持腕７４、７５の先端部にて、例えば、エポキシ系、アクリル系の樹脂に導電性フィラーを混合した導電性接着剤１１、１２、１３、１４を介して凹部９１１の底面に固定されている。
なお、収納空間内は、減圧（好ましくは真空）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。これにより、振動素子２の振動特性が向上する。
ベース９１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を用いることができる。また、リッド９２の構成材料としては、特に限定されないが、ベース９１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９１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９１とリッド９２の接合は、特に限定されず、例えば、接着剤を介して接合してもよいし、シーム溶接等により接合してもよい。
また、ベース９１の凹部９１１の底面には、接続端子９５１、９６１が形成されている。図示しないが、振動素子２の第１駆動用電極８４は、支持腕７４の先端部まで引き出されており、当該部分にて、導電性接着剤１１、１２を介して接続端子９５１と電気的に接続されている。同様に、図示しないが、振動素子２の第２駆動用電極８５は、支持腕７５の先端部まで引き出されており、当該部分にて、導電性接着剤１３、１４を介して接続端子９６１と電気的に接続されている。
また、接続端子９５１は、ベース９１を貫通する貫通電極９５２を介してベース９１の底面に形成された外部端子９５３に電気的に接続されており、接続端子９６１は、ベース９１を貫通する貫通電極９６２を介してベース９１の底面に形成された外部端子９６３に電気的に接続されている。
接続端子９５１、９６１、貫通電極９５２、９６２および外部端子９５３、９６３の構成としては、それぞれ、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。
（振動素子の製造方法）
次に、本発明の振動素子の製造方法を適用した、振動素子２（振動子１）の製造方法について、図４〜図６に基づいて説明する。なお、図４〜図６は、それぞれ、図１中のＢ−Ｂ線断面に対応する断面図である。
振動素子２の製造方法は、水晶基板（基材）を用意し、この水晶基板上にマスクを形成する工程と、マスクを用いたドライエッチング法により、水晶基板を加工（パターニング）して、基部４と、振動腕５、６と、支持部７とを有する振動基板３を形成する工程とを含む。以下、詳細に説明する。
［１］まず、Ｚカットの水晶基板（基材）３０を用意し、その後、図４（ａ）に示すように、この水晶基板３０上にマスクＭ１を形成する。
このマスクＭ１は、例えば、フォトリソグラフィー法を用いて、以下のようにして形成することができる。
［１−１］まず、Ｚカットの水晶基板（基材）３０を用意し、水晶基板３０上にシード層である下地層を形成する。
この下地層（シード層）は、例えば、スパッタリングや蒸着等のシードメタルを用いた気相成膜法を用いて形成することが好ましい。これにより、メッキ法を用いたマスクＭ１の形成時に、シードメタルを含む下地層に、マスクＭ１の構成材料が水晶基板３０上に積層する際のシード層としての機能を発揮させることができる。
また、下地層の構成材料としては、マスクＭ１を形成する際、その形成を促すことが可能なものであれば特に限定されず、例えば、Ｃｒ、Ｃｕ等が挙げられる。
［１−２］次に、フォトリソグラフィー法を用いて、下地層上にレジスト層を形成する。
このレジスト層は、形成すべきマスクＭ１の外形形状に対応した開口部を備えるように所望の形状にパターニングし得るマスクである。すなわち、レジスト層を形成しない部位にマスクＭ１を形成し得るようにパターニングされたマスクである。
また、フォトリソグラフィー法を用いたレジスト層の形成は、例えば、下地層上に、レジスト材料（感光性フォトレジスト）を塗布（供給）した後、レジスト層の形状に対応するフォトマスクを介して露光した後、現像液で現像することで行うことができる。
なお、レジスト材料を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット法、マイクロコンタクトプリンティング法等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
さらに、レジスト材料（感光性フォトレジスト）は、ネガ型のレジスト材料およびポジ型のレジスト材料のいずれであってもよい。
［１−３］次に、メッキ法により、レジスト層の開口部で露出する下地層上に、マスクＭ１を形成する。
なお、メッキ法としては、電解メッキ法および無電解メッキ法のいずれであってもよいが、無電解メッキ法であることが好ましい。無電解メッキ法によれば、大掛かりな装置を用いることなく、優れた成膜精度で均一な膜厚のマスクＭ１を形成することができる。
また、マスクＭ１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｉのような金属材料の他、これらの合金、窒化物、フッ化物および酸化物等が挙げられる。
［１−４］次に、レジスト層を除去するとともに、レジスト層に対応する位置の下地層を除去する。
これにより、水晶基板３０上に、パターニングされたマスクＭ１が得られる。
このレジスト層の除去は、好ましくはレジスト剥離液を用いて行うことができるが、その他、例えば、プラズマエッチング、リアクティブエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法を用いて行うことができ、また、下地層の除去は、前記物理的エッチング法を用いて行うことができるため、レジスト層および下地層の除去は、これらを適宜組み合わせることで実施可能である。
なお、本実施形態では、メッキ法を用いてマスクＭ１を形成する場合について説明したが、マスクＭ１の形成方法は、この場合に限定されず、例えば、インクジェット法を用いて金属系の液状材料をレジスト層が備える開口部に選択的に供給した後、この液状材料を固化することでマスクＭ１を形成するようにしてもよい。
また、この場合、前記工程［１−１］における下地層の形成を省略するようにしてもよい。
［２］次に、図４（ｂ）に示すように、マスクＭ１を介して（用いて）水晶基板３０にドライエッチングを行う。
これにより、振動素子２の振動方向と直交（交差）する方向に対してエッチングが行われる。その結果、基部４と、溝５５、５６、６５、６６が形成されていない振動腕５、６と、支持部７とが一体的に形成される（ただし、基部４および支持部７については図示しない）。
ここで、本発明では、このドライエッチングにより基部４、振動腕５、６および支持部７を有する振動素子２を得る本工程［２］において、振動腕５、６が備える側面５３、５４、６３、６４を、それぞれ、凹部５３１、５４１、６３１、６４１を有するものとして形成する。
この側面５３、５４、６３、６４への凹部５３１、５４１、６３１、６４１の形成は、各種ドライエッチング法を用いて行うことができるが、中でも、ＣＦ系の反応性ガスをエッチャントとして用いたプラズマエッチング法を用いて形成することが好ましい。かかる方法によれば、後述するプラズマエッチング法の条件を単に変更することで、マスクＭ１を用いて水晶基板３０をパターニングして振動素子２を得る際に、形成される側面５３、５４、６３、６４を、凹部５３１、５４１、６３１、６４１および平面部５３２、５４２、６３２、６４２の双方を備えるものとすることができる。
以下、ＣＦ系の反応性ガスを用いたプラズマエッチング法により、凹部５３１、５４１、６３１、６４１および平面部５３２、５４２、６３２、６４２を備える側面５３、５４、６３、６４を形成する方法について説明する。
［２−１］まず、プラズマエッチング法によるマスクＭ１を用いた水晶基板３０のパターニングの際に、異方性プラズマ成分を用いて、Ｚ’軸方向（振動方向と交差する方向）にエッチングする。
これにより、水晶基板３０がＺ’軸方向（厚さ方向）に除去される際に、平面部５３２、５４２、６３２、６４２が形成されるが、この平面部５３２、５４２、６３２、６４２を優れた寸法精度で形成することができる。
プラズマエッチング法に用いるＣＦ系の反応性ガスとしては、ＣＦ系の反応性ガスを含む混合ガスであることが好ましい。
このＣＦ系のガスとしては、ＣＦ4 ，ＣＨＦ3 ，Ｃ2 Ｆ6 ，Ｃ4 Ｆ8 およびＣ5 Ｆ8 等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。また、ＣＦ系のガスを含む混合ガスとしては、ＣＦ系のガスの他、ＣＯ，Ａｒ，Ｏ2 およびＮ2 のうち少なくとも１種を含むものが挙げられる。
この際、ＣＦ系の反応性ガス（エッチャント）を、Ｚ’軸方向にエッチングする異方性プラズマ成分とするには、チャンバー内の圧力、プラズマ密度、温度、エッチャント（ガス種）およびバイアスパワーのようなエッチング条件のうちの少なくとも１種を適宜設定することにより容易に行うことができる。
［２−２］次に、等方性プラズマ成分を用いて、Ｘ軸方向（振動方向）とＺ’軸方向（振動方向と交差する方向）の双方にエッチングすることで、凹部５３１、５４１、６３１、６４１を形成する。
これにより、凹部５３１、５４１、６３１、６４１および平面部５３２、５４２、６３２、６４２を備える側面５３、５４、６３、６４が形成される。
この等方性プラズマ成分を用いた凹部５３１、５４１、６３１、６４１の形成は、例えば、異方性プラズマ成分を用いた平面部５３２、５４２、６３２、６４２の後、このエッチング条件から変更させて、等方性プラズマ成分を増加させることにより行うことができる。これにより、Ｘ軸方向とＺ’軸方向の双方にエッチングすることが可能となり、その結果、凹部５３１、５４１、６３１、６４１が形成される。また、このような等方性プラズマ成分を用いて、水晶基板３０をパターニングすることで、この凹部５３１、５４１、６３１、６４１を優れた寸法精度で形成することができる。
この際、ＣＦ系の反応性ガス（エッチャント）をＸ軸方向とＺ’軸方向の双方にエッチングする等方性プラズマ成分とするには、前述したチャンバー内の圧力、プラズマ密度、温度、エッチャント（ガス種）およびバイアスパワーのようなエッチング条件のうちの少なくとも１種を変更することにより行うことが好ましい。このように、前記エッチング条件を変更すると言う比較的容易な操作で、エッチャントを等方性プラズマ成分とすることができる。
以上のような工程［１］、［２］が、本発明の振動素子の製造方法で構成される。
［３］次に、図４（ｃ）に示すように、マスクＭ１を除去する。
このマスクＭ１の除去は、例えば、プラズマエッチング、リアクティブエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法を用いて行うことができる。
［４］次に、図４（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィー法を用いて、水晶基板３０上にマスクＭ２を形成する。
マスクＭ２は、溝５５、６５の外形形状に対応して形成するマスクである。なお、ここでは、溝５５、６５を形成しない部位にマスクＭ２を形成する。すなわち、マスクＭ２は、溝５５、６５の外形形状に対応する開口を有している。
［５］次に、図５（ａ）に示すように、マスクＭ２を介して水晶基板３０に異方性プラズマエッチングを行う。これにより、振動腕５に溝５５が形成され、振動腕６に溝６５が形成され、溝５６、６６が形成されていない振動腕５、６と、基部４と、支持部７とを有する振動基板３が形成される。
なお、この際、溝５５、６５の最大深さが所定値となるように、異方性プラズマエッチングのエッチング時間を制御する。
［６］次に、図５（ｂ）に示すように、マスクＭ２を除去する。
［７］次に、図５（ｃ）に示すように、水晶基板３０の上下を逆にし、フォトリソグラフィー法を用いて、水晶基板３０上にマスクＭ３を形成する。
マスクＭ３は、溝５６、６６の外形形状に対応して形成するマスクである。なお、ここでは、溝５６、６６を形成しない部位にマスクＭ３を形成する。すなわち、マスクＭ３は、溝５６、６６の外形形状に対応する開口を有している。
［８］次に、図６（ａ）に示すように、マスクＭ３を介して水晶基板３０に異方性プラズマエッチングを行う。これにより、振動腕５に溝５６が形成され、振動腕６に溝６６が形成され、溝５５、５６、６５、６６が形成されている振動腕５、６と、基部４と、支持部７とを有する振動基板３が形成される。なお、この際、溝５６、６６の最大深さが所定値となるように、異方性プラズマエッチングのエッチング時間を制御する。
［９］次に、図６（ｂ）に示すように、マスクＭ３を除去する。
以上のような工程を経ることにより、振動基板３が得られる。
［１０］次に、例えば、蒸着等によって、振動基板３の表面に図示しない金属膜を形成する。次に、例えば、図示しないマスクを介して前記金属膜をパターニングすることにより、第１、第２駆動用電極８４、８５を形成する。
以上により、振動素子２を得ることができる。
なお、本実施形態では、側面５３、５４、６３、６４が、凹部５３１、５４１、６３１、６４１および平面部５３２、５４２、６３２、６４２を備える場合について説明したが、平面部５３２、５４２、６３２、６４２の形成を省略するようにしてもよい。この場合、前記工程［２−１］を省略することで、平面部５３２、５４２、６３２、６４２の形成が省略された側面５３、５４、６３、６４が形成される。
＜第２実施形態＞
図７は、本発明の振動子の第２実施形態を示す平面図である。図８は、図７に示す振動子の横断面図である。図９は、図７に示す振動子の駆動用振動腕を示す図であり、（ａ）は拡大平面図、（ｂ）は拡大横断面図である。図１０は、図７に示す振動子の検出用振動腕を示す図であり、（ａ）は拡大平面図、（ｂ）は拡大横断面図である。図１１は、図７に示す振動子の振動素子の主要部の斜視図である。図１２は、図７に示す振動子の振動素子の検出モードを説明するための図である。
なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する（交差する）３つの軸として、ｘ軸（第１軸）、ｙ軸（第１軸）およびｚ軸（第１軸）を想定し、図７〜図１１において、各軸を図示しており、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、各方向の正負は、図中の矢印に示すとおりである。
以下、第２実施形態について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図７および図８に示す振動子１Ａは、角速度を検出するジャイロセンサーである。
このような振動子１Ａは、例えば、撮像機器の手ぶれ補正や、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星信号を用いた移動体ナビケーションシステムにおける車両などの姿勢検出、姿勢制御等に用いることができる。
この振動子１Ａは、振動素子２Ａと、振動素子２Ａを収納したパッケージ４Ａとを有する。
以下、振動子１Ａを構成する各部を順次説明する。
振動素子２Ａは、１つの軸まわりの角速度を検出するジャイロセンサー素子である。
図７に示すように、振動素子２Ａは、ｚ軸を法線としており、振動基板２０Ａと、駆動用電極群５１Ａ、５２Ａと、検出用電極群５３Ａ、５４Ａとを有している。
振動基板２０Ａは、基部２１Ａと、１対の駆動用振動腕（振動腕）２２１Ａ、２２２Ａと、１対の検出用振動腕（振動腕）２３１Ａ、２３２Ａと、支持部２５Ａと、４つの連結部２６１Ａ、２６２Ａ、２６３Ａ、２６４Ａとを有する、いわゆる「Ｈ型」の振動基板である。本実施形態では、基部２１Ａ、駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａ、検出用振動腕２３１Ａ、２３２Ａ、支持部２５Ａおよび連結部２６１Ａ〜２６４Ａは、圧電体材料で一体的に形成されている。なお、検出用振動腕２３１Ａが第１の検出用振動腕、検出用振動腕２３２Ａが第２の検出用振動腕である。
圧電体材料としては、特に限定されないが、水晶を用いるのが好ましい。これにより、振動素子２Ａの特性を優れたものとすることができる。水晶は、互いに直交するＸ軸（電気軸）、Ｙ軸（機械軸）およびＺ軸（光学軸）の３本の結晶軸を有する。基部２１Ａ、駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａ、検出用振動腕２３１Ａ、２３２Ａ、支持部２５Ａおよび連結部２６１Ａ〜２６４Ａは、例えば、Ｚ軸が厚さ方向に存在するとともにＸ軸およびＹ軸に平行な板面を有する水晶で構成された基板をエッチング加工することにより形成することができる。かかる基板の厚さは、振動素子２Ａの発振周波数（共振周波数）、外形サイズ、加工性等に応じて適宜設定される。なお、本実施形態では、基部２１Ａ、駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａ、検出用振動腕２３１Ａ、２３２Ａ、支持部２５Ａおよび連結部２６１Ａ〜２６４Ａが水晶で一体的に構成されている場合を例に説明する。また、本実施形態では、結晶軸のＸ軸が絶対座標軸のｘ軸と一致しており、結晶軸のＹ軸が絶対座標軸のｙ軸と一致しており、結晶軸のＺ軸が絶対座標軸のｚ軸と一致している。
基部２１Ａは、平面視で基部２１Ａを囲むように形成された支持部２５Ａに、４つの連結部２６１Ａ〜２６４Ａを介して支持されている。４つの連結部２６１Ａ〜２６４Ａは、それぞれ、長尺形状をなし、一端が基部２１Ａに連結され、他端が支持部２５Ａに連結されている。なお、連結部２６１Ａ〜２６４Ａは、それぞれ、長手方向の途中で複数回屈曲している。
また、基部２１Ａは、ｚ軸方向からみたとき、ｙ軸方向に延びる１対の辺と、ｘ軸方向に延びる１対の辺とを有する矩形状をなしている。すなわち、基部２１Ａは、平面視したとき、後述するような駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａの延出方向に対して平行な１対の辺と、駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａの延出方向に対して垂直な１対の辺とを有する矩形状をなしている。これにより、後述するように検出用振動腕２３１Ａ、２３２Ａを駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａの駆動振動に伴って第２の方向（図１１に示す矢印Ｅ１、Ｅ２の方向）により効率的に振動（面内振動）させることができる（図１１参照）。
また、図７に示すように、本実施形態での基部２１Ａは、四角形状をなし、そのｘ軸方向の長さは、ｙ軸方向の長さよりも長いのが好ましい。すなわち、平面視における駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａの延出方向に対して垂直な方向での基部２１Ａの長さをＬ１とし、平面視における駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａの延出方向に対して平行な方向での基部２１Ａの長さをＬ２としたとき、Ｌ１＞Ｌ２なる関係を満たすのが好ましい。このようなＬ１およびＬ２の関係を満たすことにより、検出用振動腕２３１Ａ、２３２Ａを駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａの駆動振動に伴って第２の方向Ｅ１、Ｅ２により効率的に振動させることができる。
駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａは、それぞれ、基部２１Ａからｙ軸方向（＋ｙ方向）に延出（延在）している。これにより、駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａは、互いに平行となるように設けられている。また、駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａは、互いにｘ軸方向に離間して配置されている。これにより、駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａは、それぞれ、独立して振動することができる。図９（ｂ）に示すように、駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａの横断面は、それぞれ、ｘ軸に平行な１対の辺とｚ軸に平行な１対の辺とで構成された矩形をなしている。
そして、駆動用振動腕２２１Ａには、駆動用電極群５１Ａが設けられ、同様に、駆動用振動腕２２２Ａには、駆動用電極群５２Ａが設けられている。以下、駆動用電極群５１Ａについて代表的に説明する。なお、駆動用電極群５２Ａについては、４つの駆動用電極で構成されており、後述する駆動用電極群５１Ａと同様であるため、その説明を省略する。なお、駆動用電極群５１Ａと駆動用電極群５２Ａとは、所定の電極同士が図示しない配線を介して電気的に接続されている。
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、駆動用電極群５１Ａは、駆動用振動腕２２１Ａの上面に設けられた駆動用電極５１１Ａと、駆動用振動腕２２１Ａの下面に設けられた駆動用電極５１２Ａと、駆動用振動腕２２１Ａの左側面に設けられた駆動用電極５１３Ａと、駆動用振動腕２２１Ａの右側面に設けられた駆動用電極５１４Ａとで構成されている。
駆動用電極５１１Ａおよび駆動用電極５１２Ａは、互いに同電位となるように、図示しない配線を介して互いに電気的に接続されている。また、駆動用電極５１３Ａおよび駆動用電極５１４Ａは、互いに同電位となるように、図示しない配線を介して互いに電気的に接続されている。このような駆動用電極５１１Ａ、５１２Ａは、図示しない配線を介して、図７に示す支持部２５Ａに設けられた端子５７ａに電気的に接続されている。また、駆動用電極５１３Ａ、５１４Ａは、図示しない配線を介して、図７に示す支持部２５Ａに設けられた端子５７ｂに電気的に接続されている。なお、駆動用電極群５２Ａの駆動用電極５２１Ａ、５２２Ａは、前記駆動用電極５１３Ａ、５１４Ａに電気的に接続されており、また、駆動用電極群５２Ａの駆動用電極５２３Ａ、５２４Ａは、前記駆動用電極５１１Ａ、５１２Ａに電気的に接続されている。
検出用振動腕２３１Ａ、２３２Ａは、それぞれ、基部２１Ａからｙ軸方向（−ｙ方向）に延出（延在）している。これにより、検出用振動腕２３１Ａ、２３２Ａは、互いに平行となるように設けられている。また、検出用振動腕２３１Ａ、２３２Ａは、前述した駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａとは反対方向に延出している。また、検出用振動腕２３１Ａ、２３２Ａは、互いにｘ軸方向に離間して配置されている。これにより、検出用振動腕２３１Ａ、２３２Ａは、それぞれ、独立して振動することができる。図１０（ｂ）に示すように、検出用振動腕２３１Ａ、２３２Ａの横断面は、それぞれ、ｘ軸に平行な１対の辺とｚ軸に平行な１対の辺とで構成された矩形をなしている。なお、検出用振動腕２３１Ａと駆動用振動腕２２１Ａとは、同軸上に配置され、ｘ軸方向およびｚ軸方向の位置が一致し、同様に、検出用振動腕２３２Ａと駆動用振動腕２２２Ａとは、同軸上に配置され、ｘ軸方向およびｚ軸方向の位置が一致している。
このような検出用振動腕２３１Ａ、２３２Ａは、それぞれ、後述するように駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａに加えられた物理量に応じて第１の方向（図１１に示す矢印Ｃ１およびＤＡ、Ｃ２およびＤＢ）に振動するとともに、駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａの駆動振動に伴って第１の方向とは異なる第２の方向（図１１に示す矢印Ｅ１、Ｅ２）に振動するものである。
そして、図７に示すように、検出用振動腕２３１Ａには、検出用電極群５３Ａが設けられ、同様に、検出用振動腕２３２Ａには、検出用電極群５４Ａが設けられている。このように駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａとは別体として設けられた検出用振動腕２３１Ａ、２３２に検出用電極群５３Ａ、５４Ａを設けることにより、検出用電極群５３Ａ、５４Ａの検出用電極の電極面積（電極として機能する部分の面積）を大きくすることができる。そのため、振動素子２Ａの検出感度を向上させることができる。
以下、検出用電極群５３Ａについて代表的に説明する。なお、検出用電極群５４Ａについては、４つの検出用電極で構成されており、後述する検出用電極群５３Ａと同様であるため、その説明を省略する。
図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、検出用電極群５３Ａは、検出用振動腕２３１Ａの上面に設けられた検出用電極（第１の検出用電極）５３１Ａ、５３２Ａと、検出用振動腕２３１Ａの下面に設けられた検出用電極（第１の検出用電極）５３３Ａ、５３４Ａとで構成されている。ここで、検出用電極５３１Ａ、５３３Ａは、それぞれ、検出用振動腕２３１Ａの幅方向での一方側（図１０中の左側）に設けられ、また、検出用電極５３２Ａ、５３４Ａは、それぞれ、検出用振動腕２３１Ａの幅方向での他方側（図１０中の右側）に設けられている。
検出用電極５３１Ａおよび検出用電極５３４Ａは、互いに同電位となるように、図示しない配線を介して互いに電気的に接続されている。また、検出用電極５３２Ａおよび検出用電極５３３Ａは、互いに同電位となるように、図示しない配線を介して互いに電気的に接続されている。このような検出用電極５３１Ａ、５３４Ａは、図示しない配線を介して、図７に示す支持部２５Ａに設けられた端子５７ｃに電気的に接続されている。また、検出用電極５３２Ａ、５３３Ａは、図示しない配線を介して、図７に示す支持部２５Ａに設けられた端子５７ｅに電気的に接続されている。なお、検出用電極群５４Ａは、図示しない配線を介して、図７に示す支持部２５Ａに設けられた端子５７ｄ、５７ｆに電気的に接続されている。
このように構成された振動素子２Ａでは、使用の際は、端子５７ａと端子５７ｂとの間に駆動信号（駆動電圧）が印加されること、すなわち、駆動用電極群５１Ａ、５２Ａに通電にすることにより、図１１に示すように、駆動用振動腕２２１Ａと駆動用振動腕２２２Ａとが互いに接近・離間するように屈曲振動（駆動振動）（ｘ軸方向に往復駆動）する。すなわち、駆動用振動腕２２１Ａが図１１中の矢印Ａ１の方向に屈曲するとともに駆動用振動腕２２２Ａが図１１中の矢印Ａ２の方向に屈曲する状態と、駆動用振動腕２２１Ａが図１１中の矢印Ｂ１の方向に屈曲するとともに駆動用振動腕２２２Ａが図１１中の矢印Ｂ２の方向に屈曲する状態とを交互に繰り返す。この状態のときが駆動モードである。
このように駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａを駆動振動させた状態で、振動素子２Ａにｙ軸まわりの角速度ωが加わると、駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａは、コリオリ力により、ｚ軸方向に互いに反対側に屈曲振動する（ｚ軸方向に往復駆動）。これに伴い、検出用振動腕２３１Ａ、２３２Ａは、ｚ軸方向（第１の方向）に互いに反対側に屈曲振動（検出振動）（ｚ軸方向に往復駆動）する。すなわち、駆動用振動腕２２１Ａが図１１中の矢印Ｃ１の方向に屈曲するとともに駆動用振動腕２２２Ａが図１１中の矢印Ｃ２の方向に屈曲する状態と、検出用振動腕２３１Ａが図１１中の矢印Ｄ１または、Ｄ２の方向に屈曲するとともに検出用振動腕２３２Ａが図１１中の矢印Ｄ２または、Ｄ１の方向に屈曲する状態とを交互に繰り返す。この状態のときが検出モードである。
このような検出用振動腕２３１Ａ、２３２Ａの検出振動により検出用電極群５３Ａ、５４Ａに生じた電荷を検出することにより、振動素子２Ａに加わった角速度ωを求めることができる。
ここで、前記検出モードとしては、図１２（ａ）に示す第１の検出モードと、図１２（ｂ）に示す第２の検出モードとがある。第１の検出モードと、第２の検出モードとでは、互いに、検出用振動腕２３１Ａ、２３２Ａの検出振動の共振周波数が異なっている。
図１２（ａ）に示す第１の検出モードでは、同軸上に配置された駆動用振動腕２２１Ａと検出用振動腕２３１Ａとは、ｚ軸方向に、互いに反対側に振動し、同様に、同軸上に配置された駆動用振動腕２２２Ａと検出用振動腕２３２Ａとは、ｚ軸方向に、互いに反対側に振動する。
また、図１２（ｂ）に示す第２の検出モードでは、同軸上に配置された駆動用振動腕２２１Ａと検出用振動腕２３１Ａとは、ｚ軸方向に、互いに同じ側に振動し、同様に、同軸上に配置された駆動用振動腕２２２Ａと検出用振動腕２３２Ａとは、ｚ軸方向に、互いに同じ側に振動する。
なお、図１２（ａ）、図１２（ｂ）中の各記号「・」、「×」は、それぞれ、それに対応している駆動用振動腕２２１Ａ、２２２Ａ、検出用振動腕２３１Ａ、２３２Ａの振動における変位の方向を示しており、記号「・」は、変位の方向が図１２の紙面の裏側から表側であることを示し、記号「×」は、変位の方向が図１２の紙面の表側から裏側であることを示す。
以上説明した振動素子２Ａでは、１対の駆動用振動腕（振動腕）２２１Ａ、２２２Ａおよび１対の検出用振動腕（振動腕）２３１Ａ、２３２Ａは、それぞれ、これらが備える左側面および右側面の双方に、凹部を有する構成となっている。これにより、左側面および右側面の表面積を増加（増大）させることができる。そのため、面内振動する駆動用振動腕（振動腕）２２１Ａ、２２２Ａにおける電界効率の向上が図られる。また、駆動用振動腕（振動腕）２２１Ａ、２２２Ａにおいて、熱弾性損失を小さくでき、良好なＱ値の確保が可能となる。これらのことから、振動素子２Ａを小型なものとしても、十分な電界効率が得られ、良好な素子特性を確保することができ、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。
また、図８に示すように、パッケージ４Ａは、上方に開放する凹部を有するベース部材（ベース）４１Ａと、このベース部材４１Ａの凹部を覆うように設けられた蓋部材（リッド）４２Ａとを備える。そして、ベース部材４１Ａと蓋部材４２Ａとにより、振動素子２Ａが収納される内部空間が形成されている。
ベース部材４１Ａは、平板状の板体（板部）４１１Ａと、板体４１１Ａの上面の外周部に接合された枠体（枠部）４１２Ａとで構成されている。
このようなベース部材４１Ａは、例えば、酸化アルニウム質焼結体、水晶、ガラス等で構成されている。
図８に示すように、ベース部材４１Ａの板体４１１Ａの上面（蓋部材４２Ａに覆われる側の面）には、例えばシリコン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を含んで構成された接着剤のような接合部材８１Ａにより、前述した振動素子２Ａの支持部２５Ａが接合されている。これにより、振動素子２Ａがベース部材４１Ａに対して支持・固定されている。
さらに、図７および図８に示すように、ベース部材４１Ａの上面には、複数の内部端子７１Ａが設けられている。
複数の内部端子７１Ａには、例えばボンディングワイヤーで構成された配線を介して、前述した振動素子２Ａの端子５７ａ〜５７ｆが電気的に接続されている。
一方、ベース部材４１Ａの板体４１１Ａの下面（パッケージ４Ａの底面）には、振動子１Ａが組み込まれる機器（外部機器）に実装される際に用いられる複数の外部端子７３Ａが設けられている。
この複数の外部端子７３Ａは、図示しない内部配線を介して、板体４１１Ａに電気的に接続されている。これにより、板体４１１Ａと複数の外部端子７３Ａとが電気的に接続される。
このような各内部端子７１Ａおよび各外部端子７３Ａは、それぞれ、例えば、タングステン（Ｗ）等のメタライズ層にニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）等の被膜をメッキ等により積層した金属被膜からなる。
このようなベース部材４１Ａには、蓋部材４２Ａが気密的に接合されている。これにより、パッケージ４Ａ内が気密封止されている。
この蓋部材４２Ａは、例えば、ベース部材４１Ａと同材料、または、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼等の金属で構成されている。
ベース部材４１Ａと蓋部材４２Ａとの接合方法としては、特に限定されず、例えば、ろう材、硬化性樹脂等で構成された接着剤による接合方法、シーム溶接、レーザー溶接等の溶接方法等を用いることができる。また、かかる接合は、減圧下または不活性ガス雰囲気下で行うことにより、パッケージ４Ａ内を減圧状態または不活性ガス封入状態に保持することができる。
この振動子１Ａによれば、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。
＜第３実施形態＞
図１３は、本発明の振動子の第３実施形態における振動素子を示す平面図である。図１４は、図１３に示す振動素子が有する電極を示す平面図である。図１５は、図１３に示す振動素子が有する電極を示す平面図（透過図）である。図１６は、図１３に示す振動素子の動作を説明するための図である。
なお、以下では、説明の便宜上、図１３および図１４の紙面手前側を「上側」とも言い、紙面奥側を「下側」とも言う。また、図１３、図１４および図６では、それぞれ、説明の便宜上、電極の図示を省略している。
以下、第３実施形態について、前述した第１、第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
≪振動素子の基本的構造≫
振動子は、図１３に示す振動素子１Ｂと、振動素子１Ｂを収納したパッケージ（図示せず）とを有する。
図１３に示すように、振動素子１Ｂは、角速度検出素子（ジャイロ素子）として用いられるものである。このような振動素子１Ｂは、振動基板（構造体）２Ｂと、振動基板２Ｂの表面に形成された電極とを有している。
−振動基板−
振動基板２Ｂ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、振動基板２Ｂ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素子１Ｂが得られる。なお、以下では、振動基板２Ｂを水晶で構成した場合について説明する。
図１３に示すように、振動基板２Ｂは、水晶基板の結晶軸であるＹ軸（機械軸。第２軸）およびＸ軸（電気軸。第１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、振動基板２Ｂは、Ｚカット水晶板で構成されている。なお、Ｚ軸は、振動基板２Ｂ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、１５°未満程度）傾けてもよい。
このような振動基板２Ｂは、振動部２０Ｂと、振動部２０Ｂを介してＹ軸方向に対向配置された第１、第２支持部２５１Ｂ、２５２Ｂと、第１支持部２５１Ｂと振動部２０Ｂとを連結する第１、第３梁（吊り腕）２６１Ｂ、２６３Ｂと、第２支持部２５２Ｂと振動部２０Ｂとを連結する第２、第４梁（吊り腕）２６２Ｂ、２６４Ｂとを有している。
また、振動部２０Ｂは、中心部に位置する基部２１Ｂと、基部２１ＢからＹ軸方向両側に延出する第１検出腕（振動腕）２２１Ｂ、第２検出腕（振動腕）２２２Ｂと、基部２１ＢからＸ軸方向両側に延在する第１、第２連結腕（支持腕）２３１Ｂ、２３２Ｂと、第１連結腕２３１Ｂの先端部からＹ軸方向両側に延出する第１駆動腕（振動腕）２４１Ｂ、第２駆動腕（駆動腕）２４２Ｂと、第２連結腕２３２Ｂの先端部からＹ軸方向両側に延出する第３駆動腕（振動腕）２４３Ｂ、第４駆動腕（振動腕）２４４Ｂとを有し、基部２１Ｂが梁２６１Ｂ、２６２Ｂ、２６３Ｂ、２６４Ｂによって第１、第２支持部２５１Ｂ、２５２Ｂに支持されている。なお、基部２１Ｂと、第１、第２連結腕（支持腕）２３１Ｂ、２３２Ｂとにより、基部が構成される。かかる構成の振動基板２Ｂは、いわゆる「ＷＴ型」の振動基板である。
第１検出腕２２１Ｂは、基部２１Ｂから＋Ｙ軸方向に延出し、その先端部には幅広のハンマーヘッド２２１１Ｂが設けられている。一方、第２検出腕２２２Ｂは、基部２１Ｂから−Ｙ軸方向に延出し、その先端部には幅広のハンマーヘッド２２２１Ｂが設けられている。これら第１、第２検出腕２２１Ｂ、２２２Ｂは、振動素子１Ｂの重心Ｇを通るＸＺ平面に関して面対称に配置されている。
第１、第２検出腕２２１Ｂ、２２２Ｂにハンマーヘッド２２１１Ｂ、２２２１Ｂを設けることで角速度の検出感度が向上するとともに、第１、第２検出腕２２１Ｂ、２２２Ｂの長さを短くすることができる。なお、ハンマーヘッド２２１１Ｂ、２２２１Ｂは、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。また、必要に応じて、第１、第２検出腕２２１Ｂ、２２２Ｂの上面および下面に長さ方向に延在する有底の溝を形成してもよい。
第１連結腕２３１Ｂは、基部２１Ｂから＋Ｘ軸方向に延出している。一方、第２連結腕２３２Ｂは、基部２１Ｂから−Ｘ軸方向に延出している。これら第１、第２連結腕２３１Ｂ、２３２Ｂは、重心Ｇを通るＹＺ平面に関して面対称に配置されている。なお、第１、第２連結腕２３１Ｂ、２３２Ｂの上面および下面に、その長さ方向（Ｘ軸方向）に延在する有底の溝を設けてもよい。
第１駆動腕２４１Ｂは、第１連結腕２３１Ｂの先端部から＋Ｙ軸方向に延出し、その先端部には幅広のハンマーヘッド２４１１Ｂが設けられている。また、第２駆動腕２４２Ｂは、第１連結腕２３１の先端部から−Ｙ軸方向に延出し、その先端部には幅広のハンマーヘッド２４２１Ｂが設けられている。また、第３駆動腕２４３Ｂは、第２連結腕２３２Ｂの先端部から＋Ｙ軸方向に延出し、その先端部には幅広のハンマーヘッド２４３１Ｂが設けられている。また、第４駆動腕２４４Ｂは、第２連結腕２３２Ｂの先端部から−Ｙ軸方向に延出し、その先端部には幅広のハンマーヘッド２４４１Ｂが設けられている。これら４本の駆動腕２４１Ｂ、２４２Ｂ、２４３Ｂ、２４４Ｂは、重心Ｇに関して点対称に配置されている。
駆動腕２４１Ｂ、２４２Ｂ、２４３Ｂ、２４４Ｂにハンマーヘッド２４１１Ｂ、２４２１Ｂ、２４３１Ｂ、２４４１Ｂを設けることで角速度の検出感度が向上するとともに、駆動腕２４１Ｂ、２４２Ｂ、２４３Ｂ、２４４Ｂの長さを短くすることができる。なお、ハンマーヘッド２４１１Ｂ、２４２１Ｂ、２４３１Ｂ、２４４１Ｂは、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。また、必要に応じて、駆動腕２４１Ｂ、２４２Ｂ、２４３Ｂ、２４４Ｂの上面および下面に長さ方向に延在する有底の溝を形成してもよい。
第１支持部２５１Ｂは、基部２１Ｂに対して＋Ｙ軸方向側に位置し、Ｘ軸方向に延在して配置されている。一方、第２支持部２５２Ｂは、基部２１Ｂに対して−Ｙ軸方向側に位置し、Ｘ軸方向に延在して配置されている。これら第１、第２支持部２５１Ｂ、２５２Ｂは、重心Ｇを通るＸＺ平面に関して面対称に配置されている。
第１梁２６１Ｂは、第１検出腕２２１Ｂと第１駆動腕２４１Ｂとの間を通って基部２１Ｂと第１支持部２５１Ｂとを連結している。また、第２梁２６２Ｂは、第２検出腕２２２Ｂと第２駆動腕２４２Ｂとの間を通って基部２１Ｂと第２支持部２５２Ｂとを連結している。また、第３梁２６３Ｂは、第１検出腕２２１Ｂと第３駆動腕２４３Ｂとの間を通って基部２１Ｂと第１支持部２５１Ｂとを連結している。また、第４梁２６４Ｂは、第２検出腕２２２Ｂと第４駆動腕２４４Ｂとの間を通って基部２１Ｂと第２支持部２５２Ｂとを連結している。これら梁２６１Ｂ、２６２Ｂ、２６３Ｂ、２６４Ｂは、重心Ｇに関して点対称に配置されている。
図１３に示すように、第１梁２６１Ｂは、第１支持部２５１Ｂに連結された蛇行部２６１ａと、蛇行部２６１ａと基部２１Ｂとを連結する傾斜部２６１ｂとを有している。第２梁２６２Ｂは、第２支持部２５２Ｂに連結された蛇行部２６２ａと、蛇行部２６２ａと基部２１Ｂとを連結する傾斜部２６２ｂとを有している。第３梁２６３Ｂは、第１支持部２５１Ｂに連結された蛇行部２６３ａと、蛇行部２６３ａと基部２１Ｂとを連結する傾斜部２６３ｂとを有している。第４梁２６４Ｂは、第２支持部２５２Ｂに連結された蛇行部２６４ａと、蛇行部２６４ａと基部２１Ｂとを連結する傾斜部２６４ｂとを有している。
−電極−
振動基板２Ｂの表面には、電極が形成されている。
図１４および図１５に示すように、電極は、検出信号電極３１１Ｂと、検出信号端子３１２Ｂと、検出接地電極３２１Ｂと、検出接地端子３２２Ｂと、駆動信号電極３３１Ｂと、駆動信号端子３３２Ｂと、駆動接地電極３４１Ｂと、駆動接地端子３４２Ｂとを有している。なお、図１４および図１５では、説明の便宜上、検出信号電極３１１Ｂおよび検出信号端子３１２Ｂ、検出接地電極３２１Ｂおよび検出接地端子３２２Ｂ、駆動信号電極３３１Ｂおよび駆動信号端子３３２Ｂ、駆動接地電極３４１Ｂおよび駆動接地端子３４２Ｂを、それぞれ、異なるハッチングで図示している。また、振動基板２Ｂ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。
検出信号電極３１１Ｂは、第１、第２検出腕２２１Ｂ、２２２Ｂの上面および下面（ハンマーヘッド２２１１Ｂ、２２２１Ｂを除く部分）に形成されている。このような検出信号電極３１１Ｂは、第１、第２検出腕２２１Ｂ、２２２Ｂ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。
検出信号端子３１２Ｂは、第１、第２支持部２５１Ｂ、２５２Ｂの右側端部に形成されている。第１支持部２５１Ｂに形成された検出信号端子３１２Ｂは、第１梁２６１Ｂに形成された検出信号配線を介して、第１検出腕２２１Ｂに形成された検出信号電極３１１Ｂと電気的に接続されている。一方、第２支持部２５２Ｂに形成された検出信号端子３１２Ｂは、第２梁２６２Ｂに形成された検出信号配線を介して、第２検出腕２２２Ｂに形成された検出信号電極３１１Ｂと電気的に接続されている。
また、検出接地電極３２１Ｂは、第１、第２検出腕２２１Ｂ、２２２Ｂの両側面に形成されている。第１検出腕２２１Ｂの両側面に形成れている検出接地電極３２１Ｂは、ハンマーヘッド２２１１Ｂを経由して電気的に接続されており、第２検出腕２２２Ｂの両側面に形成れている検出接地電極３２１Ｂは、ハンマーヘッド２２２１Ｂを経由して電気的に接続されている。このような検出接地電極３２１Ｂは、検出信号電極３１１Ｂに対してグランドとなる電位を有する。
検出接地端子３２２Ｂは、第１、第２支持部２５１Ｂ、２５２Ｂの中央部に形成されている。第１支持部２５１Ｂに形成されている検出接地端子３２２Ｂは、第１梁２６１Ｂに形成された検出接地配線を介して、第１検出腕２２１Ｂに形成された検出接地電極３２１Ｂと電気的に接続されている。一方、第２支持部２５２Ｂに形成されている検出接地端子３２２Ｂは、第２梁２６２Ｂに形成された検出接地配線を介して、第２検出腕２２２Ｂに形成された検出接地電極３２１Ｂと電気的に接続されている。
このように検出信号電極３１１Ｂと、検出信号端子３１２Ｂと、検出接地電極３２１Ｂと、検出接地端子３２２Ｂとを配置することで、第１検出腕２２１Ｂに生じた検出振動は、第１検出腕２２１Ｂに形成された検出信号電極３１１Ｂと検出接地電極３２１Ｂとの間の電荷として現れ、第１支持部２５１Ｂに形成された検出信号端子３１２Ｂと検出接地端子３２２Ｂとから信号として取り出すことができる。また、第２検出腕２２２Ｂに生じた検出振動は、第２検出腕２２２Ｂに形成された検出信号電極３１１Ｂと検出接地電極３２１Ｂとの間の電荷として現れ、第２支持部２５２Ｂに形成された検出信号端子３１２Ｂと検出接地端子３２２Ｂとから信号として取り出すことができる。
駆動信号電極３３１Ｂは、第１、第２駆動腕２４１Ｂ、２４２Ｂの上面および下面（ハンマーヘッド２４１１Ｂ、２４２１Ｂを除く部分）に形成されている。さらに、駆動信号電極３３１Ｂは、第３、第４駆動腕２４３Ｂ、２４４Ｂの両側面に形成されている。第３駆動腕２４３Ｂの両側面に形成れている駆動信号電極３３１Ｂは、ハンマーヘッド２４３１Ｂを経由して電気的に接続されており、第４駆動腕２４４Ｂの両側面に形成れている駆動信号電極３３１Ｂは、ハンマーヘッド２４４１Ｂを経由して電気的に接続されている。このような駆動信号電極３３１Ｂは、第１、第２、第３、第４駆動腕２４１Ｂ、２４２Ｂ、２４３Ｂ、２４４Ｂ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３３２Ｂは、第２支持部２５２Ｂの左端部に形成されている。駆動信号端子３３２Ｂは、第４梁２６４Ｂに形成された駆動信号配線を介して、第１、第２、第３、第４駆動腕２４１Ｂ、２４２Ｂ、２４３Ｂ、２４４Ｂに形成された駆動信号電極３３１Ｂと電気的に接続されている。
駆動接地電極３４１Ｂは、第３、第４駆動腕２４３Ｂ、２４４Ｂの上面および下面（ハンマーヘッド２４３１Ｂ、２４４１Ｂを除く部分）に形成されている。さらに、駆動接地電極３４１Ｂは、第１、第２駆動腕２４１Ｂ、２４２Ｂの両側面に形成されている。第１駆動腕２４１Ｂの両側面に形成れている駆動接地電極３４１Ｂは、ハンマーヘッド２４１１Ｂを経由して電気的に接続されており、第２駆動腕２４２Ｂの両側面に形成れている駆動接地電極３４１Ｂは、ハンマーヘッド２４２１Ｂを経由して電気的に接続されている。このような駆動接地電極３４１Ｂは、駆動信号電極３３１Ｂ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３４２Ｂは、第１支持部２５１Ｂの左端部に形成されている。駆動接地端子３４２Ｂは、第３梁２６３Ｂに形成された駆動接地配線を介して、第１、第２、第３、第４駆動腕２４１Ｂ、２４２Ｂ、２４３Ｂ、２４４Ｂに形成された駆動接地電極３４１Ｂと電気的に接続されている。
このように駆動信号電極３３１Ｂ、駆動信号端子３３２Ｂ、駆動接地電極３４１Ｂ、駆動接地端子３４２Ｂを配置することで、駆動信号端子３３２Ｂと駆動接地端子３４２Ｂとの間に駆動信号を印加することで、第１、第２、第３、第４駆動腕２４１Ｂ、２４２Ｂ、２４３Ｂ、２４４Ｂに形成された駆動信号電極３３１Ｂと駆動接地電極３４１Ｂとの間に電界を生じさせ、各駆動腕２４１Ｂ、２４２Ｂ、２４３Ｂ、２４４Ｂ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。
≪振動素子の駆動≫
次に、振動素子１Ｂの駆動について説明する。
振動素子１Ｂに角速度が加わらない状態において、駆動信号端子３３２Ｂと駆動接地端子３４２Ｂとの間に電圧（交番電圧）を印加することで駆動信号電極３３１Ｂと駆動接地電極３４１Ｂとの間に電界が生じると、図１６（ａ）に示すように、各駆動腕２４１Ｂ、２４２Ｂ、２４３Ｂ、２４４Ｂが矢印Ａに示す方向に屈曲振動を行う。このとき、第１、第２駆動腕２４１Ｂ、２４２Ｂと第３、第４駆動腕２４３Ｂ、２４４Ｂとが振動素子１Ｂの重心Ｇを通るＹＺ平面に関して面対称の振動を行っているため、基部２１Ｂ、第１、第２検出腕２２１Ｂ、２２２Ｂおよび第１、第２連結腕２３１Ｂ、２３２Ｂは、ほとんど振動しない。
この駆動振動を行っている状態で、振動素子１ＢにＺ軸周りの角速度ωが加わると、図１６（ｂ）に示すような検出振動が励振される。具体的には、駆動腕２４１Ｂ、２４２Ｂ、２４３Ｂ、２４４Ｂおよび第１、第２連結腕２３１Ｂ、２３２Ｂに矢印Ｂ方向のコリオリの力が働き、新たな振動が励起される。この矢印Ｂ方向の振動は、重心Ｇに対して周方向の振動である。また同時に、第１、第２検出腕２２１Ｂ、２２２Ｂには、矢印Ｂの振動に呼応して、矢印Ｃ方向の検出振動が励起される。そして、この振動により第１、第２検出腕２２１Ｂ、２２２Ｂに発生した電荷を、検出信号電極３１１Ｂと検出接地電極３２１Ｂ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。
以上説明した振動基板２Ｂでは、第１検出腕（振動腕）２２１Ｂ、第２検出腕（振動腕）２２２Ｂと、第１駆動腕（振動腕）２４１Ｂ、第２駆動腕（駆動腕）２４２Ｂと、第３駆動腕（振動腕）２４３Ｂ、第４駆動腕（振動腕）２４４Ｂとは、それぞれ、これらが備える両側面に、凹部を有する構成となっている。これにより、両側面の表面積を増加（増大）させることができる。そのため、面内振動する検出腕２２１Ｂ、２２２Ｂおよび駆動腕２４１Ｂ、２４２Ｂ、２４３Ｂ、２４４Ｂにおける電界効率の向上が図られる。また、検出腕２２１Ｂ、２２２Ｂおよび駆動腕２４１Ｂ、２４２Ｂ、２４３Ｂ、２４４Ｂにおいて、熱弾性損失を小さくでき、良好なＱ値の確保が可能となる。これらのことから、振動素子１Ｂを小型なものとしても、十分な電界効率が得られ、良好な素子特性を確保することができ、前記第１、第２実施形態と同様の効果が得られる。
２．電子機器
次に、本発明の振動素子を適用した電子機器（本発明の電子機器）について説明する。
図１７は、本発明の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１００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、フィルター、共振器、基準クロック等として機能する振動素子２が内蔵されている。なお、第２、第３実施形態の振動素子２Ａ、２Ｂを内蔵してもよい。
図１８は、本発明の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１００が配置されている。このような携帯電話機１２００には、フィルター、共振器等として機能する振動素子２が内蔵されている。なお、第２、第３実施形態の振動素子を内蔵してもよい。
図１９は、本発明の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、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。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、フィルター、共振器等として機能する振動素子２が内蔵されている。なお、第２、第３実施形態の振動素子を内蔵してもよい。
なお、本発明の振動素子を備える電子機器は、図１７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１８の携帯電話機、図１９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、ページャー、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。
３．移動体
次に、本発明の振動素子を適用した移動体（本発明の移動体）について説明する。
図２０は、本発明の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、振動素子２が搭載されている。振動素子２は、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。なお、第２、第３実施形態の振動素子を内蔵してもよい。
以上、本発明の振動素子、振動素子の製造方法、振動子、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、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に他の任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
１……振動子 １１、１２、１３、１４……導電性接着剤 ２……振動素子 ３……振動基板 ３０……水晶基板 ４……基部 ５……振動腕 ５１、５２……主面 ５３、５４……側面 ５３１、５４１……凹部 ５３２、５４２……平面部 ５５、５６……溝 ５８、６８……腕部 ５９、６９……ハンマーヘッド ６……振動腕 ６１、６２……主面 ６３、６４……側面 ６３１、６４１……凹部 ６３２、６４２……平面部 ６５、６６……溝 ７……支持部 ７１……分岐部 ７２、７３……連結腕 ７４、７５……支持腕 ８……金属膜 ８４……第１駆動用電極 ８５……第２駆動用電極 ９……パッケージ ９１……ベース １００……表示部 ９１１……凹部 ９２……リッド ９５１、９６１……接続端子 ９５２、９６２…貫通電極 ９５３、９６３……外部端子 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 １２００……携帯電話機 １２０２……操作ボタン １２０４……受話口 １２０６……送話口 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 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 Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３……マスク １Ａ……振動子 ２Ａ……振動素子 ２０Ａ……振動基板 ２１Ａ……基部 ２２１Ａ……駆動用振動腕 ２２２Ａ……駆動用振動腕 ２３１Ａ……検出用振動腕 ２３２Ａ……検出用振動腕 ２３Ａ……側面 ２５Ａ……支持部 ２６１Ａ……連結部 ２６２Ａ……連結部 ２６３Ａ……連結部 ２６４Ａ……連結部 ２７Ａ……第１の主面 ４Ａ……パッケージ ４１Ａ……ベース部材（ベース） ４１１Ａ……板体（板部） ４１２Ａ……枠体（枠部） ４２Ａ……蓋部材（リッド） ５１Ａ……駆動用電極群 ５１１Ａ……駆動用電極 ５１２Ａ……駆動用電極 ５１３Ａ……駆動用電極 ５１４Ａ……駆動用電極 ５２Ａ……駆動用電極群 ５２１Ａ……駆動用電極 ５２３Ａ……駆動用電極 ５３Ａ……検出用電極群 ５３１Ａ……検出用電極 ５３２Ａ……検出用電極 ５３３Ａ……検出用電極 ５３４Ａ……検出用電極 ５４Ａ……検出用電極群 ５７ａ……端子 ５７ｂ……端子 ５７ｃ……端子 ５７ｄ……端子 ５７ｅ……端子 ５７ｆ……端子 ７１Ａ……内部端子 ７３Ａ……外部端子 ８１Ａ……接合部材 ω……角速度 １Ｂ……振動素子 ２Ｂ……振動基板 ２０Ｂ……振動部 ２１Ｂ……基部 ２２１Ｂ……第１検出腕 ２２１１Ｂ……ハンマーヘッド ２２２Ｂ……第２検出腕 ２２２１Ｂ……ハンマーヘッド ２３１Ｂ……第１連結腕 ２３２Ｂ……第２連結腕 ２４１Ｂ……第１駆動腕 ２４１１Ｂ……ハンマーヘッド ２４２Ｂ……第２駆動腕 ２４２１Ｂ……ハンマーヘッド ２４３Ｂ……第３駆動腕 ２４３１Ｂ……ハンマーヘッド ２４４Ｂ……第４駆動腕 ２４４１Ｂ……ハンマーヘッド ２５１Ｂ……第１支持部 ２５２Ｂ……第２支持部 ２６１Ｂ……第１梁 ２６１ａ……蛇行部 ２６１ｂ……傾斜部 ２６２Ｂ……第２梁 ２６２ａ……蛇行部 ２６２ｂ……傾斜部 ２６３Ｂ……第３梁 ２６３ａ……蛇行部 ２６３ｂ……傾斜部 ２６４Ｂ……第４梁 ２６４ａ……蛇行部 ２６４ｂ……傾斜部 ２７Ｂ……側面 ２８Ｂ……第１の主面 ２９Ｂ……第２の主面 ３１１Ｂ……検出信号電極 ３１２Ｂ……検出信号端子 ３２１Ｂ……検出接地電極 ３２２Ｂ……検出接地端子 ３３１Ｂ……駆動信号電極 ３３２Ｂ……駆動信号端子 ３４１Ｂ……駆動接地電極 ３４２Ｂ……駆動接地端子 Ｇ……重心

Claims (13)

  1. 振動方向と交差する第１の面と、前記第１の面の裏側である第２の面と、前記第１の面に設けられた第１凹部と、前記第２の面に設けられた第２凹部と、を有する振動腕を備え、
    前記第１凹部および前記第２凹部は、前記振動腕の長さ方向に沿って延在しており、
    前記振動腕の前記長さ方向に交差する断面において、前記第１凹部は前記第２凹部側に向かって凹んだ形状であり、前記第２凹部は前記第１凹部側に向かって凹んだ形状であることを特徴とする振動素子。
  2. 前記第１凹部と前記第２凹部とで画定される前記振動腕の幅は、前記幅の方向に直交する厚さ方向の位置によって異なっていることを特徴とする請求項１に記載の振動素子。
  3. 前記第１凹部および前記第２凹部は、曲面を含んでいる請求項１または２に記載の振動素子。
  4. 前記第１凹部および前記第２凹部は、前記第１の面と前記第２の面との距離の中心を通り前記長さ方向に沿った仮想線に対して線対称であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の振動素子。
  5. 前記振動腕は、水晶を材料に含んでいる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の振動素子。
  6. 前記振動素子は、音叉型をなしている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の振動素子。
  7. 基材上に、マスクを形成する工程と、
    前記マスクを用いたドライエッチング法により、前記基材を加工して、振動腕を有する振動素子を形成する工程と、を含み、
    前記振動素子を形成する工程において、前記振動腕の振動方向と交差する第１の面に第１凹部を形成し、前記第１の面の裏側である第２の面に第２凹部を形成し、
    前記第１凹部および前記第２凹部は、前記振動腕の長さ方向に沿って延在しており、
    前記振動腕の前記長さ方向に交差する断面において、前記第１凹部は前記第２凹部側に向かって凹んだ形状であり、前記第２凹部は前記第１凹部側に向かって凹んだ形状であることを特徴とする振動素子の製造方法。
  8. 前記振動素子を形成する工程において、前記凹部を、ＣＦ系の反応性ガスを用いたプラズマエッチング法を用いて形成する請求項７に記載の振動素子の製造方法。
  9. 前記振動素子を形成する工程では、異方性プラズマ成分を用いるエッチング条件から等方性プラズマ成分を増加させる請求項８に記載の振動素子の製造方法。
  10. 前記エッチング条件の変更は、チャンバー内の圧力、前記基材の加熱温度、ガス種およびバイアスパワーのうちの少なくとも１種の変更である請求項９に記載の振動素子の製造方法。
  11. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の振動素子と、
    前記振動素子を収納しているパッケージと、を備えることを特徴とする振動子。
  12. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の振動素子を備えることを特徴とする電子機器。
  13. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の振動素子を備えることを特徴とする移動体。
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