JP6632347B2 - Tuning fork type crystal vibrating element - Google Patents

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Description

本発明は、例えば基準信号源やクロック信号源に用いられる音叉型水晶振動素子(以下「音叉素子」と略称する。)について説明する。   The present invention describes a tuning-fork type crystal vibrating element (hereinafter abbreviated as “tuning fork element”) used for a reference signal source or a clock signal source, for example.

図7は、関連技術1の音叉素子(特許文献1参照)を示す概略平面図である。以下、この図面に基づき説明する。   FIG. 7 is a schematic plan view showing a tuning fork element of Related Art 1 (see Patent Document 1). Hereinafter, description will be made based on this drawing.

関連技術1の音叉素子910は、基部911と、基部911から同一方向に延設された一対の振動腕部912a,912bと、振動腕部912a,912bの相互間に設けられた突起部913と、突起部913の先端から形成されたスリット914と、を備えている。基部911、振動腕部912a,912b、突起部913及びスリット914は、水晶のウェットエッチングによって形成される。スリット914は、電極膜をリフトオフ法で形成する際に、その電極膜を切り離す役割を果たす。   The tuning fork element 910 of Related Art 1 includes a base 911, a pair of vibrating arms 912a and 912b extending in the same direction from the base 911, and a protrusion 913 provided between the vibrating arms 912a and 912b. And a slit 914 formed from the tip of the projection 913. The base 911, the vibrating arms 912a and 912b, the protrusion 913, and the slit 914 are formed by wet etching of quartz. The slit 914 serves to separate the electrode film when the electrode film is formed by a lift-off method.

突起部913は、基部911側を底辺とし先端側を頂点とする、平面視略二等辺三角形状となっている。このように、突起部913を三角形状にすることにより、突起部を細長い棒状にする場合に比べて、次の利点を生ずる。   The projection 913 has a substantially isosceles triangular shape in plan view, with the base 911 side being the bottom side and the tip side being the apex. By forming the protrusion 913 in a triangular shape in this manner, the following advantages are obtained as compared with a case where the protrusion is formed in an elongated rod shape.

突起部913が幅広になるので、エッチングのばらつきによってエッチングが進み過ぎた場合の影響が少ない、突起部913を覆うエッチング用レジスト膜の剥離が抑えられる、及び、製造工程中の衝撃による突起部913の損傷が抑えられる。エッチング残渣の生ずる部分が突起部913によって占有されるので、振動腕部912a,912bの根本に生ずるエッチング残渣の低減及び均等化が図れる。   Since the width of the protrusion 913 is large, the influence of excessive etching due to the variation in etching is small, the peeling of the etching resist film covering the protrusion 913 is suppressed, and the protrusion 913 due to impact during the manufacturing process is suppressed. Damage is reduced. Since the portion where the etching residue is generated is occupied by the projection 913, the etching residue generated at the root of the vibrating arms 912a and 912b can be reduced and equalized.

特開2014−23134号公報JP 2014-23134 A

しかしながら、スリット914は、電極膜を切り離すためにある程度の長さLを要するため、突起部913のみならず基部911内にまで形成しなければならなかった。その結果、関連技術1では、スリット914を介して基部911が損傷するという、基部911の耐衝撃性の低下を招いていた。   However, since the slit 914 needs a certain length L to separate the electrode film, it has to be formed not only in the protrusion 913 but also in the base 911. As a result, in the related art 1, the base 911 is damaged through the slit 914, and the impact resistance of the base 911 is reduced.

なお、突起部913の底角θを極めて大きくすれば、スリット914を突起部913内に収められる。ところがその場合は、突起部913と振動腕部912a,912bとの間が狭くなることにより、エッチング残渣によって突起部913と振動腕部912a,912bとが部分的に一体化されるので、振動腕部912a,912bの動作に悪影響を与えてしまう。   If the base angle θ of the projection 913 is extremely large, the slit 914 can be accommodated in the projection 913. In this case, however, the distance between the protrusion 913 and the vibrating arms 912a and 912b is reduced, and the protrusion 913 and the vibrating arms 912a and 912b are partially integrated by the etching residue. The operation of the units 912a and 912b is adversely affected.

そこで、本発明の目的は、一対の振動腕部間の突起部を三角形状にした利点を生かしつつ、基部の耐衝撃性を向上し得る音叉素子を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a tuning fork element that can improve the shock resistance of a base portion while taking advantage of the fact that a projection between a pair of vibrating arms is made triangular.

本発明に係る音叉素子は、
基部と、この基部から同じ長手方向に延びた一対の振動腕部と、これらの振動腕部の間の前記基部から前記長手方向に突き出た突起部と、この突起部の先端から前記長手方向に形成された第一のスリットと、前記基部上、前記一対の振動腕部上及び前記突起部上に形成された電極膜と、を備えた音叉型水晶振動素子であって、
前記突起部は、前記基部側を底辺とし前記先端側を頂点とする三角状突起と、この三角状突起の頂点側から前記先端までに設けられた四角状突起とを有し、
前記突起部の先端から前記一対の振動腕部の一方までの間及び前記突起部の先端から前記一対の振動腕部の他方までの間のうち、エッチング残渣が大きく生じる方に、少なくとも一本の第二のスリットが形成され、
前記第一及び第二のスリットは、前記電極膜を切り離している、
ことを特徴とする。
The tuning fork element according to the present invention comprises:
A base, a pair of vibrating arms extending in the same longitudinal direction from the base, a protrusion protruding in the longitudinal direction from the base between the vibrating arms, and a longitudinal end from the tip of the protrusion. A tuning fork-type quartz vibrating element comprising: a first slit formed; and an electrode film formed on the base, on the pair of vibrating arms, and on the protrusions ,
The protrusions possess a triangular protrusion whose apex the tip side and bottom of the base side, and a square-shaped projection provided on until the distal end from the vertex side of the triangular protrusion,
Between the tip of the protrusion and one of the pair of vibrating arms and between the tip of the protrusion and the other of the pair of vibrators, at least one A second slit is formed,
The first and second slits are separating the electrode film,
It is characterized by the following.

本発明によれば、一対の振動腕部間の突起部を基部側の三角状突起と先端側の四角状突起とから構成することにより、スリットのうち基部に設けていた部分を突起部へ移設できるので、突起部を三角形状にした利点を生かしつつ、スリットを介した基部の損傷を低減できる。   According to the present invention, the protrusion between the pair of vibrating arms is constituted by the base-side triangular protrusion and the tip-side square protrusion, so that the portion of the slit provided at the base is moved to the protrusion. Therefore, it is possible to reduce damage to the base portion through the slit while taking advantage of the triangular shape of the projection.

実施形態1の音叉素子を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the tuning fork element of the first embodiment. 図2[A]は図1におけるIIa−IIa線断面図であり、図2[B]は図1の音叉素子を素子搭載部材に実装した状態を示す概略断面図である。2A is a sectional view taken along the line IIa-IIa in FIG. 1, and FIG. 2B is a schematic sectional view showing a state where the tuning fork element of FIG. 1 is mounted on an element mounting member. 実施形態1の音叉素子の変形例を示す概略平面図であり、図3[A]は第一例、図3[B]は第二例である。FIG. 3A is a schematic plan view showing a modification of the tuning fork element of Embodiment 1, in which FIG. 3A is a first example and FIG. 3B is a second example. 他の実施形態の音叉素子を示す概略平面図であり、図4[A]は実施形態2、図4[B]は実施形態3である。FIG. 4A is a schematic plan view illustrating a tuning fork element according to another embodiment. FIG. 4A illustrates a second embodiment, and FIG. 4B illustrates a third embodiment. 実施形態4の音叉素子を示す概略平面図である。FIG. 14 is a schematic plan view showing a tuning fork element according to a fourth embodiment. 実施形態4の音叉素子の効果を示す概略平面図であり、図6[A]は比較例(実施形態1)、図6[B]は実施形態4である。FIG. 6A is a schematic plan view showing the effect of the tuning fork element of the fourth embodiment. FIG. 6A is a comparative example (Embodiment 1), and FIG. 関連技術1を示す概略平面図である。It is a schematic plan view showing related art 1.

以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態(以下「実施形態」という。)について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いる。また、図面に描かれた形状は、当業者が理解しやすいように描かれているため、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致していない。   Hereinafter, embodiments for implementing the present invention (hereinafter, referred to as “embodiments”) will be described with reference to the accompanying drawings. In this specification and the drawings, the same reference numerals are used for substantially the same components. Further, the shapes drawn in the drawings are drawn so as to be easily understood by those skilled in the art, and thus do not always match actual dimensions and ratios.

図1は、実施形態1の音叉素子を示す平面図である。図2[A]は、図1におけるIIa−IIa線断面図である。図2[B]は、図1の音叉素子を素子搭載部材に実装した状態を示す概略断面図である。以下、これらの図面に基づき説明する。   FIG. 1 is a plan view showing the tuning fork element of the first embodiment. FIG. 2A is a sectional view taken along line IIa-IIa in FIG. FIG. 2B is a schematic cross-sectional view showing a state where the tuning fork element of FIG. 1 is mounted on an element mounting member. Hereinafter, description will be made based on these drawings.

図1及び図2[A]に示すように、本実施形態1の音叉素子10は、基部11と、基部11から同じ長手方向に延びた一対の振動腕部12a,12bと、振動腕部12a,12bの間の基部11から前記長手方向に突き出た突起部13と、突起部13の先端130から前記長手方向に形成されたスリット14と、を備えている。そして、突起部13は、基部11側を底辺131aとし先端130側を頂点131bとする三角状突起131と、三角状突起131の頂点131b側から先端130までに設けられた四角状突起132と、を有する。   As shown in FIGS. 1 and 2A, the tuning fork element 10 of the first embodiment includes a base 11, a pair of vibrating arms 12a and 12b extending from the base 11 in the same longitudinal direction, and a vibrating arm 12a. , 12b, a protrusion 13 protruding in the longitudinal direction from the base 11 and a slit 14 formed in the longitudinal direction from a tip 130 of the protrusion 13. The protrusion 13 includes a triangular protrusion 131 having the base 11 side as the base 131a and the tip 130 side as the apex 131b, a square protrusion 132 provided from the apex 131b side of the triangular protrusion 131 to the tip 130, Having.

振動腕部12a,12bは、それぞれ基部11から同じ方向に延設され、その延設方向に沿って溝部15a,15bが設けられている。振動腕部12a,12bの先端には、それぞれ周波数調整用の錘部16a,16bが設けられている。基部11、振動腕部12a,12b、突起部13、スリット14及び錘部16a,16bは、水晶のウェットエッチングによって形成された水晶振動片19からなる。音叉素子10は、水晶振動片19の他に、パッド電極21a,21b、励振電極22a,22b、周波数調整用金属膜23a,23b、配線パターン24a,24bなども備えている。   The vibrating arms 12a and 12b extend from the base 11 in the same direction, and grooves 15a and 15b are provided along the extending direction. Weights 16a and 16b for frequency adjustment are provided at the tips of the vibrating arms 12a and 12b, respectively. The base 11, the vibrating arms 12a and 12b, the protrusion 13, the slit 14, and the weights 16a and 16b are made of a quartz vibrating piece 19 formed by wet etching of quartz. The tuning fork element 10 includes pad electrodes 21a and 21b, excitation electrodes 22a and 22b, frequency adjusting metal films 23a and 23b, wiring patterns 24a and 24b, in addition to the crystal vibrating piece 19.

三角状突起131は平面視略二等辺三角形状であり、底辺131aを挟む二つの辺131c,131dは直線状になっている。四角状突起132は平面視略長方形状である。スリット14は、励振電極22aと励振電極22bとが短絡しないように、電極膜をリフトオフ法で形成する際に、その電極膜を切り離す役割を果たす。   The triangular projection 131 has a substantially isosceles triangular shape in plan view, and two sides 131c and 131d sandwiching the base 131a are linear. The square projection 132 is substantially rectangular in plan view. The slit 14 plays a role in separating the electrode film when the electrode film is formed by the lift-off method so that the excitation electrode 22a and the excitation electrode 22b are not short-circuited.

次に、音叉素子10の構成について更に詳しく説明する。   Next, the configuration of the tuning fork element 10 will be described in more detail.

基部11は、平面視略四角形の平板となっている。水晶振動片19は、基部11、振動腕部12a,12b、突起部13及び錘部16a,16bが一体となって音叉形状をなしており、成膜技術、フォトリソグラフィ技術、ウェットエッチング技術によって製造される。また、基部11から振動腕部12a,12bの短手方向に延び、その先端から更に振動腕部12a,12bの長手方向に延びる、支持腕部を設けてもよい。   The base 11 is a flat plate having a substantially rectangular shape in plan view. The crystal vibrating piece 19 has a tuning fork shape in which the base 11, the vibrating arms 12a and 12b, the protrusion 13 and the weights 16a and 16b are integrated, and is manufactured by a film forming technique, a photolithography technique, and a wet etching technique. Is done. Further, a support arm may be provided which extends from the base 11 in the short direction of the vibrating arms 12a and 12b and further extends from the tip thereof in the longitudinal direction of the vibrating arms 12a and 12b.

溝部15a,15bは、振動腕部12aの表裏面に二本ずつ及び振動腕部12bの表裏面に二本ずつ、基部11との境界部分から振動腕部12a,12bの先端に向って、振動腕部12a,12bの長手方向と平行に所定の長さで設けられる。なお、溝部15a,15bは、本実施形態1では振動腕部12aの表裏面に二本ずつ及び振動腕部12bの表裏面に二本ずつ設けられているが、それらの本数に制限はなく、例えば振動腕部12aの表裏面に一本ずつ及び振動腕部12bの表裏面に一本ずつ設けてもよく、また、表裏のどちらか片面にのみ設けてもよい。溝部15a,15b内には、ウェットエッチング時に貫通しないように、エッチング抑制パターンを設けてもよい。   The grooves 15a and 15b are vibrated toward the tips of the vibrating arms 12a and 12b from the boundary with the base 11 two by two on the front and back of the vibrating arm 12a and two by two on the front and back of the vibrating arm 12b. The arm portions 12a and 12b are provided with a predetermined length in parallel with the longitudinal direction. In the first embodiment, two grooves 15a and 15b are provided on the front and back surfaces of the vibrating arm portion 12a and two grooves are provided on each of the front and back surfaces of the vibrating arm portion 12b. However, the number of grooves is not limited. For example, one may be provided on each of the front and back surfaces of the vibrating arm portion 12a, and one may be provided on each of the front and back surfaces of the vibrating arm portion 12b, or may be provided on only one of the front and back surfaces. An etching suppression pattern may be provided in the grooves 15a and 15b so as not to penetrate during wet etching.

振動腕部12aには、水晶を挟んで対向する平面同士が同極となるように、両側面に励振電極22aが設けられ、表裏面の溝部15aの内側に励振電極22bが設けられる。同様に、振動腕部12bには、水晶を挟んで対向する平面同士が同極となるように、両側面に励振電極22bが設けられ、表裏面の溝部15bの内側に励振電極22aが設けられる。したがって、振動腕部12aにおいては両側面に設けられた励振電極22aと溝部15a内に設けられた励振電極22bとが異極同士となり、振動腕部12bにおいては両側面に設けられた励振電極22bと溝部15b内に設けられた励振電極22aとが異極同士となる。   Excitation electrodes 22a are provided on both sides of the vibrating arm 12a so that the planes opposed to each other across the crystal have the same polarity, and the excitation electrodes 22b are provided inside the groove 15a on the front and back surfaces. Similarly, the vibrating arm portion 12b is provided with the excitation electrodes 22b on both side surfaces so that the planes opposed to each other across the crystal have the same polarity, and the excitation electrodes 22a are provided inside the groove portions 15b on the front and back surfaces. . Therefore, in the vibrating arm portion 12a, the excitation electrodes 22a provided on both side surfaces and the excitation electrodes 22b provided in the grooves 15a have different polarities, and in the vibration arm portion 12b, the excitation electrodes 22b provided on both side surfaces are provided. And the excitation electrode 22a provided in the groove 15b have different polarities.

基部11にはパッド電極21a,21b及び配線パターン24a,24bが設けられ、錘部16a,16bには周波数調整用金属膜23a,23bが設けられる。配線パターン24aはパッド電極21aと励振電極22aとの間を電気的に接続し、配線パターン24bはパッド電極21bと励振電極22bとの間を電気的に接続する。パッド電極21a、励振電極22a、周波数調整用金属膜23a及び配線パターン24aは、互いに電気的に導通している。パッド電極21b、励振電極22b、周波数調整用金属膜23b及び配線パターン24bも、互いに電気的に導通している。   The base 11 is provided with pad electrodes 21a and 21b and wiring patterns 24a and 24b, and the weights 16a and 16b are provided with metal films 23a and 23b for frequency adjustment. The wiring pattern 24a electrically connects between the pad electrode 21a and the excitation electrode 22a, and the wiring pattern 24b electrically connects between the pad electrode 21b and the excitation electrode 22b. The pad electrode 21a, the excitation electrode 22a, the frequency adjusting metal film 23a, and the wiring pattern 24a are electrically connected to each other. The pad electrode 21b, the excitation electrode 22b, the metal film for frequency adjustment 23b, and the wiring pattern 24b are also electrically connected to each other.

図2[B]に示すように、音叉素子10は、パッド電極21a,21b(図1)及び導電性接着剤31を介して、素子搭載部材32側のパッド電極33に片持ち梁状に固定されると同時に電気的に接続される。音叉素子10が実装された素子搭載部材32は、蓋部材34によって封止される。その封止方法には、例えば金錫封止や電気溶接や溶融ガラスが用いられる。   As shown in FIG. 2B, the tuning fork element 10 is fixed in a cantilever manner to the pad electrode 33 on the element mounting member 32 side via the pad electrodes 21a and 21b (FIG. 1) and the conductive adhesive 31. It is electrically connected at the same time. The element mounting member 32 on which the tuning fork element 10 is mounted is sealed by a lid member 34. For the sealing method, for example, gold-tin sealing, electric welding, or molten glass is used.

水晶の結晶は三方晶系である。水晶の頂点を通る結晶軸をZ軸、Z軸に垂直な平面内の稜線を結ぶ三つの結晶軸をX軸、X軸及びZ軸に直交する座標軸をY軸とする。ここで、これらのX軸、Y軸及びZ軸からなる座標系をX軸を中心として例えば±5度の範囲で回転させたときの回転後のY軸及びZ軸を、それぞれY’軸及びZ’軸とする。この場合、本実施形態1では、二本の振動腕部12a,12bの長手方向がY’軸の方向であり、二本の振動腕部12a,12bの短手方向がX軸の方向である。また、法線が+X軸方向を向く結晶面が+X面であり、法線が−X軸方向を向く結晶面が−X面である。   Quartz crystals are trigonal. A crystal axis passing through the apex of the crystal is defined as a Z axis, and three crystal axes connecting ridges in a plane perpendicular to the Z axis are defined as an X axis, and a coordinate axis orthogonal to the X and Z axes is defined as a Y axis. Here, when the coordinate system including the X axis, the Y axis, and the Z axis is rotated around the X axis in, for example, a range of ± 5 degrees, the Y axis and the Z axis after rotation are respectively referred to as the Y ′ axis and the Y ′ axis. Let it be the Z 'axis. In this case, in the first embodiment, the longitudinal direction of the two vibrating arms 12a and 12b is the direction of the Y 'axis, and the short direction of the two vibrating arms 12a and 12b is the direction of the X axis. . In addition, a crystal plane whose normal is oriented in the + X-axis direction is a + X plane, and a crystal plane whose normal is oriented in the -X-axis direction is a -X plane.

次に、音叉素子10の動作を説明する。音叉素子10を屈曲振動させる場合、パッド電極21a,21bに交番電圧を印加する。印加後のある電気的状態を瞬間的に捉えると、振動腕部12aの表裏の溝部15aに設けられた励振電極22bはプラス電位となり、振動腕部12aの両側面に設けられた励振電極22aはマイナス電位となり、プラスからマイナスに電界が生じる。このとき、振動腕部12bの表裏の溝部15bに設けられた励振電極22aはマイナス電位となり、振動腕部12bの両側面に設けられた励振電極22bはプラス電位となり、振動腕部12aに生じた極性とは反対の極性となり、プラスからマイナスに電界が生じる。この交番電圧で生じた電界によって、振動腕部12a,12bに伸縮現象が生じ、所定の共振周波数の屈曲振動モードが得られる。   Next, the operation of the tuning fork element 10 will be described. When the tuning fork element 10 is caused to bend and vibrate, an alternating voltage is applied to the pad electrodes 21a and 21b. When an electrical state after application is instantaneously captured, the excitation electrodes 22b provided in the grooves 15a on the front and back of the vibrating arm 12a have a positive potential, and the excitation electrodes 22a provided on both side surfaces of the vibrating arm 12a The potential becomes negative, and an electric field is generated from positive to negative. At this time, the excitation electrodes 22a provided in the grooves 15b on the front and back of the vibrating arm 12b have a negative potential, and the excitation electrodes 22b provided on both side surfaces of the vibrating arm 12b have a positive potential, which is generated in the vibrating arm 12a. The polarity is opposite to the polarity, and an electric field is generated from plus to minus. The electric field generated by this alternating voltage causes expansion and contraction of the vibrating arms 12a and 12b, and a bending vibration mode having a predetermined resonance frequency is obtained.

次に、音叉素子10の作用及び効果について説明する。   Next, the operation and effect of the tuning fork element 10 will be described.

音叉素子10によれば、一対の振動腕部12a,12b間の突起部13を基部11側の三角状突起131と先端130側の四角状突起132とから構成することにより、スリット14のうち基部11に設けられていた部分を突起部13へ移設できるので、突起部13を三角形状にした利点を生かしつつ、スリット14を介した基部11の損傷を低減できる。   According to the tuning fork element 10, the protrusion 13 between the pair of vibrating arms 12 a and 12 b includes the triangular protrusion 131 on the base 11 side and the square protrusion 132 on the tip 130 side, so that the base of the slit 14 is formed. Since the portion provided on the projection 11 can be transferred to the projection 13, damage to the base 11 via the slit 14 can be reduced while taking advantage of the fact that the projection 13 has a triangular shape.

つまり、突起部13が三角状突起131を有するので、突起部13を三角形状にした利点をそのまま生かすことができる。かつ、三角状突起131の頂点131b側に四角状突起132を付設したことにより、図7に示すスリット914のうち基部911内に形成されていた部分914aについて、その全部又は一部を突起部13へ移すことができる。   That is, since the protrusion 13 has the triangular protrusion 131, the advantage of making the protrusion 13 triangular can be utilized as it is. In addition, by providing the quadrangular projection 132 on the vertex 131b side of the triangular projection 131, all or a part of the portion 914a formed in the base 911 of the slit 914 shown in FIG. Can be moved to

更に、スリット14が突起部13にのみ形成された場合(すなわち図7に示すスリット914の部分914aを全て突起部へ移した場合)は、基部11に脆弱な部分が無くなり機械的強度が増すので、スリット14を介した基部11の損傷を更に低減できる。   Furthermore, when the slits 14 are formed only in the protrusions 13 (ie, when all the portions 914a of the slits 914 shown in FIG. 7 are moved to the protrusions), the base 11 has no fragile parts and the mechanical strength increases. Thus, damage to the base 11 through the slit 14 can be further reduced.

次に、音叉素子10の変形例について説明する。図3は実施形態1の音叉素子の変形例を示す概略平面図であり、図3[A]は第一例、図3[B]は第二例である。なお、図3以降の図面では、電極や錘部の図示を省略している。   Next, a modified example of the tuning fork element 10 will be described. FIG. 3 is a schematic plan view showing a modification of the tuning fork element of the first embodiment. FIG. 3A is a first example, and FIG. 3B is a second example. In the drawings after FIG. 3, illustration of electrodes and weight portions is omitted.

図3[A]に示す本第一例の音叉素子10’では、実施形態1に比べて、三角状突起131’が小さくなっており、その分、四角状突起132’が大きくなっている。換言すると、底辺131a’の両端が振動腕部12a,12bから離れている。音叉素子10’によれば、三角状突起131’と振動腕部12a,12bとの間を広く採れるので、エッチング残渣が三角状突起131’と振動腕部12a,12bとを部分的に一体化させることを低減できる。   In the tuning fork element 10 'of the first example shown in FIG. 3A, the triangular projection 131' is smaller than that of the first embodiment, and the square projection 132 'is correspondingly larger. In other words, both ends of the bottom 131a 'are separated from the vibrating arms 12a and 12b. According to the tuning fork element 10 ', since the space between the triangular protrusion 131' and the vibrating arms 12a and 12b can be widely taken, the etching residue partially integrates the triangular protrusion 131 'and the vibrating arms 12a and 12b. Can be reduced.

図3[B]に示す本第二例の音叉素子10''では、実施形態1に比べて、四角状突起132''が小さくなっており、その分、スリット14''の部分14aが基部11内に入り込んでいる。ただし、スリット14''の部分14aの長さは、図7に示すスリット914の部分914aに比べて、四角状突起132''を設けた分だけ短くなる。音叉素子10''によれば、四角状突起132''が短いので、四角状突起132''の衝撃による損傷を低減できる。   In the tuning fork element 10 ″ of the second example shown in FIG. 3B, the square projection 132 ″ is smaller than that of the first embodiment, and the portion 14 a of the slit 14 ″ is correspondingly smaller at the base. 11 is inside. However, the length of the portion 14a of the slit 14 "is shorter than that of the portion 914a of the slit 914 shown in FIG. According to the tuning fork element 10 ″, since the square projection 132 ″ is short, damage due to the impact of the square projection 132 ″ can be reduced.

本変形例1、2のその他の構成、作用及び効果は、実施形態1のそれらと同様である。   Other configurations, operations, and effects of the first and second modifications are the same as those of the first embodiment.

次に、実施形態2、3について説明する。図4は他の実施形態の音叉素子を示す概略平面図であり、図4[A]は実施形態2、図4[B]は実施形態3である。図1に示す実施形態1では、底辺131aを挟む二つの辺131c,131dが直線状であった。しかし、それらの辺は、直線状に限らず、曲線状や折れ線状などであってもよい。本実施形態2、3ではそれらの辺が曲線状になっている。   Next, Embodiments 2 and 3 will be described. FIG. 4 is a schematic plan view showing a tuning fork element according to another embodiment. FIG. 4A shows a second embodiment, and FIG. 4B shows a third embodiment. In the first embodiment shown in FIG. 1, the two sides 131c and 131d sandwiching the bottom side 131a are linear. However, those sides are not limited to a straight line, but may be a curved line or a broken line. In the second and third embodiments, those sides are curved.

図4[A]に示す本実施形態2の音叉素子40では、突起部43が三角状突起431を有する。三角状突起431は、底辺131aを挟む二つの辺431c,431dが三角状突起431の外側に凸となる形状である。音叉素子40によれば、三角状突起431を外側に膨らんだ三角形としたことにより、三角状突起431の面積が増えるので、突起部43を覆うエッチング用レジスト膜の剥離をより抑えることができる。   In the tuning fork element 40 according to the second embodiment shown in FIG. 4A, the projection 43 has a triangular projection 431. The triangular projection 431 has a shape in which two sides 431c and 431d sandwiching the base 131a are convex outside the triangular projection 431. According to the tuning fork element 40, the area of the triangular projection 431 is increased by forming the triangular projection 431 into a triangular shape bulging outward, so that the peeling of the etching resist film covering the projection 43 can be further suppressed.

図4[B]に示す本実施形態3の音叉素子50では、突起部53が三角状突起531を有する。三角状突起531は、底辺131aを挟む二つの辺531c,531dが三角状突起531の外側に凹となる形状である。音叉素子50によれば、三角状突起531を内側に窪んだ三角形としたことにより、三角状突起531と振動腕部12a,12bとの間を広く採れるので、エッチング残渣が三角状突起531と振動腕部12a,12bとを部分的に一体化させることを低減できる。   In the tuning fork element 50 according to the third embodiment shown in FIG. 4B, the protrusion 53 has a triangular protrusion 531. The triangular projection 531 has a shape in which two sides 531c and 531d sandwiching the base 131a are concave outside the triangular projection 531. According to the tuning fork element 50, since the triangular projection 531 is formed into a triangle depressed inward, a wide space can be taken between the triangular projection 531 and the vibrating arms 12a and 12b. Partially integrating the arms 12a and 12b can be reduced.

本実施形態2、3のその他の構成、作用及び効果は、実施形態1のそれらと同様である。   Other configurations, operations, and effects of the second and third embodiments are the same as those of the first embodiment.

次に、実施形態4について説明する。図5は、実施形態4の音叉素子を示す概略平面図である。   Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 5 is a schematic plan view showing the tuning fork element of the fourth embodiment.

本実施形態4の音叉素子60は、突起部13の先端130から振動腕部12aまでの間及び突起部13の先端130から振動腕部12bまでの間のうち、エッチング残渣が大きく生じる方に、少なくとも一本の別のスリット64が形成されている。   The tuning fork element 60 according to the fourth embodiment includes a portion between the tip 130 of the protrusion 13 and the vibrating arm 12a and a portion between the tip 130 of the protrusion 13 and the vibrating arm 12b, in which the etching residue largely occurs. At least one other slit 64 is formed.

フッ酸などを用いた水晶のウェットエッチングでは、水晶に特有の異方性エッチングによって、エッチング残渣が水晶に付着する。四角状突起132には、図において左側面に+X面、右側面に−X面がそれぞれ現れる。−X面に生じるエッチング残渣は、+X面に生じるエッチング残渣よりも大きくなる。つまり、先端130から−X軸方向にあるエッチング残渣は、先端130から+X軸方向にあるエッチング残渣よりも大きくなる。そのため、本実施形態4では、先端130から振動腕部12bまでの間に、別のスリット64が形成されている。   In wet etching of quartz using hydrofluoric acid or the like, an etching residue adheres to quartz by anisotropic etching peculiar to quartz. In the square projection 132, a + X plane appears on the left side and a -X plane appears on the right side in the drawing. The etching residue generated on the −X plane is larger than the etching residue generated on the + X plane. That is, the etching residue in the −X axis direction from the tip 130 becomes larger than the etching residue in the + X axis direction from the tip 130. Therefore, in the fourth embodiment, another slit 64 is formed between the tip 130 and the vibrating arm 12b.

先端130から振動腕部12bまでの間にもう一本のスリット64を形成することにより、突起部13の先端130から見て−X軸方向にあるエッチング残渣の大きさを、+X軸方向にあるエッチング残渣の大きさに近づけることができる。換言すると、振動腕部12a,12bの根本にあるエッチング残渣の各々の剛性を同じにすることができる。よって、本実施形態4では、振動腕部12a,12bの屈曲振動のバランスが良好になることにより、異常な振動を抑制できるので、音叉素子60の電気的特性を向上できる。これに加え、二本のスリット14,64を設けたことにより、二本のうちのどちらか一本で電極膜を分離できればよいので、電極膜の分離不良を低減できる。   By forming another slit 64 between the tip 130 and the vibrating arm 12b, the size of the etching residue in the −X-axis direction as viewed from the tip 130 of the projection 13 is in the + X-axis direction. It can approach the size of the etching residue. In other words, the rigidities of the etching residues at the roots of the vibrating arms 12a and 12b can be made the same. Therefore, in the fourth embodiment, abnormal vibration can be suppressed by improving the balance between the bending vibrations of the vibrating arms 12a and 12b, so that the electrical characteristics of the tuning fork element 60 can be improved. In addition, by providing the two slits 14 and 64, any one of the two slits can be used to separate the electrode film, so that the separation failure of the electrode film can be reduced.

次に、音叉素子60の効果について、図面に基づき説明する。図6は実施形態4の音叉素子の効果を示す概略平面図であり、図6[A]は比較例(実施形態1)、図6[B]は実施形態4である。なお、図6ではエッチング残渣の一例を図示しているが、他の図面ではエッチング残渣の図示を省略している。   Next, effects of the tuning fork element 60 will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a schematic plan view showing the effect of the tuning fork element of the fourth embodiment. FIG. 6A shows a comparative example (first embodiment), and FIG. 6B shows a fourth embodiment. FIG. 6 shows an example of the etching residue, but the other drawings do not show the etching residue.

図6[A]に示す音叉素子10では、先端130から振動腕部12bまでの間に別のスリットが形成されていない。そのため、先端130から−X軸方向にあるエッチング残渣Er1は、先端130から+X軸方向にあるエッチング残渣El1よりも大きくなる。すなわち、(エッチング残渣Er1の面積)>(エッチング残渣El1の面積)が成り立つ。   In the tuning fork element 10 shown in FIG. 6A, another slit is not formed between the tip 130 and the vibrating arm 12b. Therefore, the etching residue Er1 in the −X axis direction from the tip 130 is larger than the etching residue El1 in the + X axis direction from the tip 130. That is, (the area of the etching residue Er1)> (the area of the etching residue El1) holds.

これに対し、図6[B]に示す音叉素子60では、先端130から振動腕部12bまでの間に別のスリット64が形成されている。そのため、先端130から−X軸方向にあるエッチング残渣Er4の大きさは、先端130から+X軸方向にあるエッチング残渣El4の大きさに近くなる。すなわち、(エッチング残渣Er4の面積)≒(エッチング残渣El4の面積)が成り立つ。   On the other hand, in the tuning fork element 60 shown in FIG. 6B, another slit 64 is formed between the tip 130 and the vibrating arm 12b. Therefore, the size of the etching residue Er4 in the −X-axis direction from the tip 130 is close to the size of the etching residue El4 in the + X-axis direction from the tip 130. That is, (the area of the etching residue Er4) ≒ (the area of the etching residue El4) holds.

ここで、スリット14,64の寸法の一例を述べる。振動腕部12a,12bの長手方向に平行な寸法を「長さ」、振動腕部12a,12bの短手方向に平行な寸法を「幅」とする。このとき、スリット14は幅が10〜18μmかつ長さが100〜110μm、スリット64は幅が4〜15μmかつ長さが10〜55μmである。   Here, an example of the dimensions of the slits 14 and 64 will be described. The dimension parallel to the longitudinal direction of the vibrating arms 12a and 12b is defined as "length", and the dimension parallel to the lateral direction of the vibrating arms 12a and 12b is defined as "width". At this time, the slit 14 has a width of 10 to 18 μm and a length of 100 to 110 μm, and the slit 64 has a width of 4 to 15 μm and a length of 10 to 55 μm.

本実施形態4のその他の構成、作用及び効果は、実施形態1乃至3のそれらと同様である。   Other configurations, operations, and effects of the fourth embodiment are the same as those of the first to third embodiments.

以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。   The present invention has been described with reference to the above embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be added to the configuration and details of the present invention. Further, the present invention also includes a configuration in which some or all of the configurations of the above embodiments are appropriately combined with each other.

本発明は、基部、振動腕部及び突起部を備える音叉素子であれば、どのようなものにでも利用可能である。   The present invention can be used for any tuning fork element including a base, a vibrating arm, and a projection.

<実施形態1>
10 音叉素子
11 基部
12a,12b 振動腕部
13 突起部
130 先端
131 三角状突起
131a 底辺
131b 頂点
131c,131d 辺
132 四角状突起
14 スリット
15a,15b 溝部
16a,16b 錘部
19 水晶振動片
21a,21b パッド電極
22a,22b 励振電極
23a,23b 周波数調整用金属膜
24a,24b 配線パターン
31 導電性接着剤
32 素子搭載部材
33 パッド電極
34 蓋部材
El1,Er1 エッチング残渣
<変形例1>
10’ 音叉素子
13’ 突起部
131’ 三角状突起
131a’ 底辺
132’ 四角状突起
<変形例2>
10'' 音叉素子
13'' 突起部
132'' 四角状突起
14'' スリット
14a 部分
<実施形態2>
40 音叉素子
43 突起部
431 三角状突起
431c,431d 辺
<実施形態3>
50 音叉素子
53 突起部
531 三角状突起
531c,531d 辺
<実施形態4>
60 音叉素子
64 スリット
El4,Er4 エッチング残渣
<関連技術1>
910 音叉素子
911 基部
912a,912b 振動腕部
913 突起部
914 スリット
914a 部分
L スリットの長さ
θ 底角
<First embodiment>
Reference Signs List 10 tuning fork element 11 base 12a, 12b vibrating arm 13 projection 130 tip 131 triangular projection 131a bottom 131b apex 131c, 131d side 132 square projection 14 slit 15a, 15b groove 16a, 16b weight 19 quartz vibrating piece 21a, 21b Pad electrode 22a, 22b Excitation electrode 23a, 23b Metal film for frequency adjustment 24a, 24b Wiring pattern 31 Conductive adhesive 32 Element mounting member 33 Pad electrode 34 Cover member El1, Er1 Etching residue <Modification 1>
10 'Tuning fork element 13' Projection 131 'Triangular projection 131a' Bottom 132 'Square projection <Modification 2>
10 ″ tuning fork element 13 ″ projection 132 ″ square projection 14 ″ slit 14a portion <second embodiment>
40 Tuning Fork Element 43 Projection 431 Triangular Projection 431c, 431d Side <Embodiment 3>
50 Tuning Fork Element 53 Projection 531 Triangular Projection 531c, 531d Side <Embodiment 4>
Reference Signs List 60 tuning fork element 64 slit El4, Er4 etching residue <Related art 1>
910 Tuning fork element 911 Base 912a, 912b Vibrating arm 913 Projection 914 Slit 914a Part L Slit length θ Base angle

Claims (5)

基部と、この基部から同じ長手方向に延びた一対の振動腕部と、これらの振動腕部の間の前記基部から前記長手方向に突き出た突起部と、この突起部の先端から前記長手方向に形成された第一のスリットと、前記基部上、前記一対の振動腕部上及び前記突起部上に形成された電極膜と、を備えた音叉型水晶振動素子であって、
前記突起部は、前記基部側を底辺とし前記先端側を頂点とする三角状突起と、この三角状突起の頂点側から前記先端までに設けられた四角状突起とを有し、
前記突起部の先端から前記一対の振動腕部の一方までの間及び前記突起部の先端から前記一対の振動腕部の他方までの間のうち、エッチング残渣が大きく生じる方に、少なくとも一本の第二のスリットが形成され、
前記第一及び第二のスリットは、前記電極膜を切り離している、
ことを特徴とする音叉型水晶振動素子。
A base, a pair of vibrating arms extending in the same longitudinal direction from the base, a protrusion protruding in the longitudinal direction from the base between the vibrating arms, and a longitudinal end from the tip of the protrusion. A tuning fork-type quartz vibrating element comprising: a first slit formed; and an electrode film formed on the base, on the pair of vibrating arms, and on the protrusions ,
The protrusions possess a triangular protrusion whose apex the tip side and bottom of the base side, and a square-shaped projection provided on until the distal end from the vertex side of the triangular protrusion,
Between the tip of the protrusion and one of the pair of vibrating arms and between the tip of the protrusion and the other of the pair of vibrators, at least one A second slit is formed,
The first and second slits are separating the electrode film,
A tuning-fork type quartz vibrating element characterized by the above-mentioned.
前記第一及び第二のスリットは前記突起部にのみ形成された、
請求項1記載の音叉型水晶振動素子。
The first and second slits are formed only on the protrusions,
The tuning-fork type quartz vibrating element according to claim 1.
前記三角状突起は、前記底辺を挟む二辺が当該三角状突起の外側に凸となる形状である、
請求項1又は2記載の音叉型水晶振動素子。
The triangular projection has a shape in which two sides sandwiching the base are convex outside the triangular projection.
The tuning-fork type quartz vibrating element according to claim 1.
前記三角状突起は、前記底辺を挟む二辺が当該三角状突起の外側に凹となる形状である、
請求項1又は2記載の音叉型水晶振動素子。
The triangular projection has a shape in which two sides sandwiching the bottom are concave outside the triangular projection.
The tuning-fork type quartz vibrating element according to claim 1.
前記第一及び第二のスリットは、前記一対の振動腕部の互いに向き合う面に形成された前記電極膜を切り離している、
請求項1乃至4のいずれか一つに記載の音叉型水晶振動素子。
The first and second slits cut off the electrode films formed on mutually facing surfaces of the pair of vibrating arms,
The tuning-fork type quartz vibrating element according to claim 1.
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