TWI483545B - 振動片及振動體 - Google Patents

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TWI483545B TW100141890A TW100141890A TWI483545B TW I483545 B TWI483545 B TW I483545B TW 100141890 A TW100141890 A TW 100141890A TW 100141890 A TW100141890 A TW 100141890A TW I483545 B TWI483545 B TW I483545B
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Description

振動片及振動體
本發明係有關於一種壓電振動片及壓電振動體。
AT切割壓電振動片係將溫度特性優異之厚度切變振動模式用作主共振。此種AT切割振動片係藉由機械加工或光微影法而加工。
專利文獻1中揭示有發揮與斜面構造或凸面構造同等之能陷效應之進行所謂台面型厚度切變振動的壓電振動體。
近年來，振動片尺寸小型化之傾向增強，較小邊比之振動體之必要性逐漸提高。一般而言，較小邊比之振動體容易受到因振動體之輪廓引起之模式(輪廓振動)的影響，導致因與該振動之耦合而抑制厚度切變模式。
於專利文獻2中，揭示有如下情況，即，鑒於在台面型AT切割石英振動體中，於台面部與周邊之薄壁部之交界中，若交界部之側壁相對於主面為90°，則導致自激振電極延伸之汲取電極(引線電極)斷路之問題研製而成，可藉由使交界部之側壁成為傾斜或曲面而防止引線電極之斷路。
於專利文獻3中，揭示有如下情況，即，於台面型AT切割石英振動體中，若使台面部與周邊之薄壁部之交界處之側壁部以63°、35°傾斜而並非垂直(90°)，則可抑制作為主振動之厚度切變振動與彎曲振動之耦合。
於專利文獻4中，揭示有如下情況，即，藉由使台面尺寸及台面電極間為合理之間隔，而使作為輪廓振動之彎曲模式之振動，可抑制厚度切變模式與彎曲模式之耦合。
於專利文獻5中，揭示有如下情況，即，於台面型AT切割石英振動體中，可藉由使階差部之落差量為合理值而限制非需要模式。
於專利文獻6中，揭示有如下情況，即，於台面型AT切割石英振動體中，可藉由使壓電基板之短邊尺寸、及振動部中之短邊尺寸為合理值而限制非需要模式。
於專利文獻7中，揭示有如下情況，即，可藉由使台面部為多階而更有效地捕陷主振動之能量。
於專利文獻8中，揭示有剖面形狀為階梯形狀之振動體，且揭示有如下情況，即，若階段性地改變保護振動體部分之抗蝕劑膜尺寸，並使用蝕刻等化學加工或噴砂等機械加工，則可製造此種階梯形狀。
於專利文獻9中，揭示有如下情況，即，藉由將厚壁中央部與薄壁周邊部之階差形成為複數階之階梯狀，而使抗蝕劑圖案之形狀及電極材料之充分厚度之成膜變得容易，進而，由於厚膜中央部接近於凸狀形狀，故而可提高能陷效應。
於專利文獻10中，揭示有如下情況，即，於多階型台面構造之振動片中，將階差部用作導電性接著劑之阻流部，抑制接著劑向台面部流入。
於專利文獻11中，揭示有如下情況，即，藉由利用光微影蝕刻石英基材而精密地形成具有多階型台面構造之外形。
於專利文獻12中，揭示有使用雷射形成台面之多階台面型AT切割石英振動體之製造方法。
如上所述，於專利文獻7~12中，作為藉由較強之能陷效應而抑制與彎曲模式之耦合的構造，提出有台面階數增加之多階型台面構造。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開昭58-47316號公報
[專利文獻2]日本專利實開平06-52230號公報
[專利文獻3]日本專利特開2001-230655號公報
[專利文獻4]日本專利第4341583號公報
[專利文獻5]日本專利特開2008-263387號公報
[專利文獻6]日本專利特開2010-62723號公報
[專利文獻7]日本專利特開平02-57009號公報
[專利文獻8]日本專利第3731348號公報
[專利文獻9]日本專利特開2008-236439號公報
[專利文獻10]日本專利特開2009-130543號公報
[專利文獻11]日本專利特開2010-109527號公報
[專利文獻12]日本專利第4075893號公報
然而，眾所周知，於長邊延伸之方向平行於X軸之多階型台面構造之厚度切變壓電振動片中，尤其X邊比小之壓電振動片中，因厚度切變振動與輪廓振動等非需要模式之耦合而導致CI(Crystal Impedance，晶體阻抗)值增加。
本發明之若干個態樣之目的之一在於提供一種具有多階型台面構造且可實現CI值降低之壓電振動片。又，本發明之若干個態樣之目的之一在於提供一種包含上述壓電振動片之壓電振動體。
本發明之壓電振動片係包含：壓電基板，其由AT切割石英基板所構成，上述AT切割石英基板係將由石英之晶軸，即作為電性軸之X軸、作為機械軸之Y軸、作為光學軸之Z軸所構成的正交座標系之上述X軸作為中心，將使上述Z軸朝向上述Y軸之-Y方向傾斜之軸作為Z'軸，將使上述Y軸朝向上述Z軸之+Z方向傾斜之軸作為Y'軸，且由與上述X軸及上述Z'軸平行之面構成，將與上述Y'軸平行之方向作為厚度，且該壓電基板將與上述Y'軸平行之方向作為厚度方向；及激振電極，其以表背對向之方式配置於上述壓電基板之兩主面之振動區域；上述壓電基板包含：矩形之激振部，其將平行於上述X軸之邊作為長邊，將平行於上述Z'軸之邊作為短邊；及周邊部，其具有小於上述激振部之厚度，且形成於上述激振部之周邊；且上述激振部之沿著與上述X軸平行之方向延伸之側面各自位於一個平面內，上述激振部之沿著與上述Z'軸平行之方向延伸之側面各自具有階差。
根據此種壓電振動片，可抑制平行於Z'軸之方向上之厚度切變振動與輪廓振動等之非需要模式的耦合，從而可實現CI值之降低(詳情稍後闡述)。
於本發明之壓電振動片中，若將上述壓電基板之平行於上述Z'軸之方向之尺寸設為Z，將上述激振部之短邊尺寸設為Mz，將上述激振部之厚度設為t，則可滿足8≦Z/t≦11、且0.6≦Mz/Z≦0.8之關係。
根據此種壓電振動片，可進一步實現CI值之降低。
於本發明之壓電振動片中，若將上述壓電基板之平行於上述X軸之方向之尺寸設為X，則可滿足X/t≦17之關係。
根據此種壓電振動片，可一面實現小型化一面實現CI值之降低。
於本發明之壓電振動片中，上述激振部包含第1部分、及具有小於上述第1部分之厚度之第2部分，沿著上述Z'軸方向延伸之側面之上述階差可由上述第1部分及上述第2部分之厚度差形成。
根據此種壓電振動片，可實現CI值之降低。
於本發明之壓電振動片中，上述激振部可更包含具有小於上述第2部分之厚度之第3部分，且沿上述Z'軸方向延伸之側面之上述階差可由上述第1部分、上述第2部分及上述第3部分之厚度差形成。
根據此種壓電振動片，可具有更強之能陷效應。
本發明之壓電振動體係包含：本發明之壓電振動片、及收容有上述壓電振動片之封裝體。
根據此種壓電振動體，由於包含本發明之壓電振動片，故而可實現CI值之降低。
以下，對本發明之若干實施形態進行說明。以下說明之實施形態係對本發明之例進行說明者。本發明並不受以下實施形態任何限定，在不變更本發明精神之範圍內實施之各種變形例亦包含於本發明之內。再者，以下實施形態所說明之所有構成未必為本發明之必要構成要件。
1.壓電振動片
首先，一邊參照圖式一邊對本實施形態之壓電振動片進行說明。圖1係示意性表示本實施形態之壓電振動片100之平視圖。圖2及圖3係示意性表示本實施形態之壓電振動片100之剖面圖。再者，圖2係圖1之II-II線剖面圖，圖3係圖1之III-III線剖面圖。
如圖1~圖3所示，壓電振動片100係包含壓電基板10及激振電極20。
壓電基板10係由AT切割石英基板所構成。圖4係示意性表示AT切割石英基板101之立體圖。
石英等壓電材料一般而言為三方晶系，且具有圖4所示般之晶軸(X、Y、Z)。X軸為電性軸，Y軸為機械軸，Z軸為光學軸。AT切割石英基板101係沿著使XZ平面圍繞X軸旋轉角度θ之平面自壓電材料(例如人工石英)中切出之平板。此處，θ=35°15'。再者，亦使Y軸及Z軸圍繞X軸旋轉θ角度，分別成為Y'軸及Z'軸。因此，AT切割石英基板101具有晶軸(X、Y'、Z')。AT切割石英基板101係與Y'軸正交之XZ'面(包含X軸及Z'軸之面)成為主面(激振面)，故可將厚度切變振動作為主振動進行振動。可對該AT切割石英基板101進行加工，獲得壓電基板10。
即，壓電基板10係如圖4所示之AT切割石英基板所構成，該AT切割石英基板係將由石英之晶軸，即作為電性軸之X軸、作為機械軸之Y軸、及作為光學軸之Z軸所構成的正交座標系之X軸作為中心，將使Z軸朝向Y軸之-Y方向傾斜之軸作為Z'軸，將使Y軸朝向Z軸之+Z方向傾斜之軸作為Y'軸，且由與X軸及Z'軸平行之面構成，並將與Y'軸平行之方向作為厚度。
如圖1所示，壓電基板10可具有如下之矩形形狀：將與Y'軸平行之方向(以下亦稱為「Y'軸方向」)設為厚度方向，將與X軸平行之方向(以下亦稱為「X軸方向」)設為長邊，將與Z'軸平行之方向(以下亦稱為「Z'軸方向」)設為短邊。壓電基板10包含周邊部12與激振部14。
如圖1所示，周邊部12係形成於激振部14之周邊。周邊部12具有小於激振部14之厚度。
如圖1所示，激振部14係由周邊部12包圍，且具有比周邊部12之Y'軸方向之厚度大之厚度。即，如圖2及圖3所示，激振部14係相對於周邊部12朝向Y'軸方向突出。圖示之例中，激振部14係相對於周邊部12向+Y'側與-Y'側突出。激振部14(壓電基板10)例如可具有作為對稱中心之點(未圖示)，且具有與該點成為點對稱之形狀。
如圖1所示，激振部14具有將X軸方向作為長邊且將Z'軸方向作為短邊之矩形形狀。即，激振部14係將與X軸平行之邊作為長邊，且將與Z'軸平行之邊作為短邊。因此，激振部14包含沿X軸方向延伸之側面14a、14b、及沿Z'軸方向延伸之側面14c、14d。即，沿X軸方向延伸之側面14a、14b之長度方向為X軸方向，沿Z'軸方向延伸之側面14c、14d之長度方向為Z'軸方向。圖示之例中，側面14a、14b中側面14a為+Z'側之側面，側面14b為-Z'側之側面。又，側面14c、14d中側面14c為-X側之側面，側面14d為+X側之側面。
例如圖2所示，沿X軸方向延伸之側面14a係相對於周邊部12形成於+Y'側與-Y'側。此方面對於側面14b、14c、14d而言亦為相同。如圖2所示，沿X軸方向延伸之側面14a、14b各自位於一個平面內。即，+Y'側之側面14a位於一個平面內，-Y'側之側面14a位於一個平面內。同樣地，+Y'側之側面14b位於一個平面內，-Y'側之側面14b位於一個平面內。
再者，於本發明之記載中，所謂「一個平面內」係包含激振部14之側面為平坦面之情形、以及僅石英之結晶各向異性之部分具有凹凸之情形。即，若將包含氫氟酸之溶液作為蝕刻液，對AT切割石英基板進行加工，則激振部14之側面存在如下兩種情形：石英結晶之R面露出而成為與XY'面平行之面、及石英結晶之m面露出而僅石英之結晶各向異性部分具有凹凸。本發明之記載係將此種具有石英結晶之m面之凹凸之側面亦作為位於「一個平面內」。為了方便起見，於圖1及圖2中，省略m面之凹凸之圖示。再者，亦可藉由雷射來對AT切割石英基板進行加工，藉此僅使石英結晶之R面露出。
如圖3所示，沿Z'軸方向延伸之側面14c、14d各自具有階差。激振部14包含第1部分15、及具有小於第1部分15之厚度之第2部分16，且側面14c、14d之階差由第1部分15及第2部分16之厚度差形成。於圖示之例中，側面14c、14d係包含與第1部分15之Y'Z'平面平行之面、與第2部分16之XZ'平面平行之面、及與第2部分16之Y'Z'平面平行之面。
如圖1及圖3所示，例如第2部分16以自X軸方向夾持第1部分15之方式形成。因此，如圖2所示，沿X軸方向延伸之側面14a、14b係由第1部分15之側面形成。如此般，激振部14包含厚度不同之兩種部分15、16，故壓電振動片100可謂具有兩階型台面構造。
激振部14可將厚度切變振動作為主振動進行振動。由於激振部14為兩階型台面構造，故壓電振動片100可具有能陷效應。
此處，若將壓電基板10之Z'軸方向尺寸(短邊尺寸)設為Z，將激振部14之短邊尺寸設為Mz，將激振部14之厚度(激振部14之第1部分15之厚度)設為t，則較佳為滿足下述式(1)之關係。
8≦Z/t≦11、且0.6≦Mz/Z≦0.8...(1)
藉此，便可抑制厚度切變振動與輪廓振動等非需要模式之耦合，從而可進一步實現CI值之降低(詳情稍後闡述)。此種厚度切變振動與非需要模式之耦合通常壓電振動片越小越容易產生。因此，例如於當將壓電基板10之X軸方向尺寸(長邊尺寸)設為X時滿足下述式(2)之關係之小型壓電振動片100中，若以滿足上述式(1)之關係之方式進行設計，則可更顯著地抑制厚度切變振動與非需要模式之耦合。
X/t≦17...(2)
激振電極20係形成於激振部14。圖2及圖3所示之例中，激振電極20係夾持著激振部14而形成。更具體而言，激振電極20係以表背對向之方式配置於壓電基板10之兩主面(例如與XZ'平面平行之面)之振動區域(激振部14)。激振電極20可對激振部14施加電壓。激振電極20例如經由汲取電極22而與極板24連接。極板24例如與用以驅動壓電振動片100之IC(Integrated Circuit，積體電路)晶片(未圖示)電性連接。作為激振電極20、汲取電極22、及極板24之材質，例如可使用自壓電基板10側將鉻、金依序積層而成者。
本實施形態之壓電振動片100係具有例如以下特徵。
根據壓電振動片100，激振部14之沿X軸方向延伸之側面14a、14b各自位於一個平面內，激振部14之沿Z'軸方向延伸之側面14c、14d各自具有階差。藉此，與激振部14之沿X軸方向延伸之側面各自不位於一個平面內之壓電振動片(參照後述圖16)相比，可實現CI值之降低(詳情稍後闡述)。
根據壓電振動片100，如上所述，可藉由使壓電基板10之短邊尺寸Z、激振部14之短邊尺寸Mz、及激振部14之厚度t成為式(1)之關係，而進一步實現CI值之降低。
根據壓電振動片100，如上所述，可藉由使X邊比(X/t)成為式(2)之關係，而一面實現小型化，一面實現CI值之降低。
2.壓電振動片之製造方法
其次，一邊參照圖式，一邊對本實施形態之壓電振動片之製造方法進行說明。圖5~圖11係示意性表示本實施形態之壓電振動片100之製造步驟的圖。再者，於圖5~圖11中，(a)為平視圖，(b)為(a)之B-B線剖面圖，(c)為(a)之C-C線剖面圖。
如圖5所示，於AT切割石英振動板101之表背主面(與XZ'平面平行之面)形成耐蝕膜30。耐蝕膜30係例如藉由利用濺鍍法或真空蒸鍍法等，將鉻及金依序積層之後，將該鉻及金圖案化而形成。圖案化例如藉由光微影技術及蝕刻技術而進行。耐蝕膜30係於加工AT切割石英基板101時，對於作為蝕刻液之包含氫氟酸之溶液具有耐蝕性。
如圖6所示，於塗佈正型光阻膜之後，將該光阻膜曝光及顯影，形成具有特定形狀之抗蝕劑膜40。抗蝕劑膜40係以覆蓋耐蝕膜30之一部分之方式形成。
如圖7所示，使用光罩M，再次將抗蝕劑膜40之一部分曝光，形成感光部42。光罩M係如圖7(a)所示自Y'軸方向觀察以與抗蝕劑膜40交叉之方式配置。即，光罩M之X軸方向之尺寸小於抗蝕劑膜40之X軸方向之尺寸，光罩M之Z'軸方向之尺寸大於抗蝕劑膜40之Z'軸方向之尺寸。可藉由使用此種光罩M進行曝光，而如圖7(c)所示自Z'軸方向觀察，於抗蝕劑膜40之兩側形成感光部42。
如圖8所示，將耐蝕膜30作為光罩，蝕刻AT切割石英基板101。蝕刻係例如將氫氟酸(hydrofluoric acid)與氟化銨之混合液作為蝕刻液而進行。藉此，形成壓電基板10之外形(自Y'軸方向觀察時之形狀)。
如圖9所示，將抗蝕劑膜40作為光罩，由特定之蝕刻液蝕刻耐蝕膜30之後，進而將上述混合液作為蝕刻液，將AT切割石英基板101半蝕刻至特定深度為止。藉此，形成有激振部14之外形。
如圖10所示，將抗蝕劑膜40之感光部42顯影去除。藉此，耐蝕膜30之一部分露出。再者，使感光部42顯影之前，例如藉由於真空或減壓環境下利用放電作成之氧電漿而將形成於抗蝕劑膜40之表面之變質層(未圖示)灰化。藉此，便可切實地將感光部42顯影去除。
如圖11所示，將抗蝕劑膜40作為光罩，由特定之蝕刻液蝕刻耐蝕膜30之後，進而將上述混合液作為蝕刻液，將AT切割石英基板101半蝕刻至特定深度為止。藉此，便可使沿X軸方向延伸之側面14a、14b分別形成於一個平面內。又，可於沿Z'軸方向延伸之側面14c、14d之各自中形成階差。
可藉由以上步驟，而形成包含周邊部12及激振部14之壓電基板10。
如圖1~圖3所示，將抗蝕劑膜40及耐蝕膜30去除之後，於壓電基板10上形成激振電極20、汲取電極22及極板24。激振電極20、汲取電極22、及極板2係例如藉由利用濺鍍法或真空蒸鍍法等將鉻及金依序積層之後，將該鉻及金圖案化而形成。
可藉由以上步驟而製造本實施形態之壓電振動片100。
根據壓電振動片100之製造方法，將用於形成激振部14之外形之抗蝕劑膜40顯影，去除感光部42之後，可再次使用抗蝕劑膜40，使沿X軸方向延伸之側面14a、14b露出。此處，用以形成感光部42之光罩M係X軸方向尺寸小於抗蝕劑膜40之尺寸，Z'軸方向之尺寸大於抗蝕劑膜40之尺寸。因此，可精度良好地將側面14a、14b分別形成於一個平面內。例如，為了形成激振部14，而塗佈兩次抗蝕劑膜之情形時(例如，使用第1抗蝕劑膜形成激振部之外形之後，將第1抗蝕劑膜剝離並塗佈新的第2抗蝕劑膜，使激振部之側面露出之情形時)，會存在於第1抗蝕劑膜與第2抗蝕劑膜之間產生對準錯位，從而無法將激振部之側面形成於一個平面內的情況。壓電振動片100之製造方法則可解決此種問題。
3.壓電振動片之變形例
其次，一邊參照圖式，一邊對本實施形態之變形例之壓電振動片進行說明。圖12係示意性表示本實施形態之變形例之壓電振動片200之平視圖。圖13及圖14係示意性表示本實施形態之變形例之壓電振動片200之剖面圖。再者，圖13係圖12之XIII-XIII線剖面圖，圖14係圖12之XIV-XIV線剖面圖。以下，於本實施形態之變形例之壓電振動片200中，對具有與本實施形態之壓電振動片100之構成構件相同功能之構件標註同一符號，並省略其詳細說明。
壓電振動片100之例係如圖1~圖3所示，對包含厚度不同之第1部分15及第2部分16之兩階型台面構造進行了說明。
相對於此，壓電振動片200係如圖12~圖14所示具有三階型台面構造。即，壓電振動片200之激振部14不僅包含第1部分15及第2部分16，而且包含具有厚度小於第2部分16之第3部分17。於圖12及圖14所示之例中，第3部分17係以自X軸方向夾持第1部分15及第2部分16之方式形成。
沿Z'軸方向延伸之側面14c、14d之階差係如圖14所示，由第1部分15、第2部分16及第3部分17之厚度差而形成。於圖示之例中，側面14c、14d係包含與第1部分15之Y'Z'平面平行之面、與第2部分16之XZ'平面平行之面、與第2部分16之Y'Z'平面平行之面、與第3部分17之XZ'平面平行之面、及與第3部分17之Y'Z'平面平行之面。
壓電振動片200可應用壓電振動片100之製造方法而製造。即，如圖10所示，將感光部42顯影去除之後，再次將抗蝕劑膜40曝光，形成特定形狀之第2感光部(未圖示)。繼而，將具有第2感光部之抗蝕劑膜40作為光罩，蝕刻耐蝕膜30及AT切割石英基板101。繼之，例如進行灰化，將抗蝕劑膜40之變質層去除之後，將第2感光部顯影去除。繼而，將第2感光部經去除之抗蝕劑膜40作為光罩，蝕刻耐蝕膜30及AT切割石英基板101。可藉由以上步驟，而製造具有三階型台面構造之壓電振動片200。
根據壓電振動片200，與具有兩階型台面構造之壓電振動片100相比，可具有更強之能陷效應。
再者，上述例係對具有三階型台面構造之壓電振動片200進行了說明，但本申請案之發明係只要於多階型台面構造中，激振部之沿X軸方向延伸之側面各自位於一個平面內，則台面構造之階數(階差數)並無特別限定。
4.壓電振動體
其次，一邊參照圖式，一邊對本實施形態之壓電振動體進行說明。圖15係示意性表示本實施形態之壓電振動體300之剖面圖。
如圖15所示，壓電振動體300係包含本發明之壓電振動片(圖示之例為壓電振動片100)及封裝體50。
封裝體50可於空腔52內收容壓電振動片100。作為封裝體50之材質，例如可列舉陶瓷、玻璃。空腔52成為用於壓電振動片100進行動作之空間。空腔52可經密閉後設置於減壓空間或惰性氣體環境中。
壓電振動片100係收容於封裝體50之空腔52內。圖示之例中，壓電振動片100經由導電性接著劑60，以懸樑狀固定於空腔52內。作為導電性接著劑60，例如可使用焊錫、銀膏。
再者，雖未圖示，但封裝體50中亦可收容IC晶片以控制壓電振動片100。IC晶片亦可介隔導電性接著劑60而與極板24電性連接。
根據壓電振動體300，由於包含本發明之壓電振動片，故而可實現CI值之降低。
5.實驗例
以下表示實驗例，更具體地對本發明進行說明。再者，本發明並不受以下實驗例之任何限定。
5.1.壓電振動片之構成
作為實施例1，使用圖1~圖3所示之具有兩階型台面構造之壓電振動片100。實施例1係藉由含有氫氟酸之溶液之濕式蝕刻來對AT切割石英板進行加工，形成包含周邊部12及激振部14之壓電基板10。壓電基板10係對於作為對稱中心之點(未圖示)形成為點對稱。將激振部14(第1部分15)之厚度t設為0.065 mm，將振動頻率設定為24 MHz。又，將壓電基板10之長邊尺寸X設為1.1 mm(即，將X邊比X/t設為17)，將壓電基板10之短邊尺寸Z設為0.629 mm(即，將Z邊比Z/t設為9.7)，將激振部12之短邊尺寸Mz設為0.43 mm，將沿X軸方向延伸之側面14a、14b分別形成於一個平面內。
作為比較例，使用圖16所示之壓電振動片1000。再者，於圖16中，(b)係(a)之B-B線剖面圖。
於比較例1中，如圖16(b)所示，除了沿X軸方向延伸之側面各自具有階差以外，使激振部1014形成為與實施例1之激振部14相同之形狀。再者，圖16所示之周邊部1012、激振電極1020、汲取電極1022及極板1024係分別對應於圖1~圖3所示之周邊部12、激振電極20、汲取電極22及極板24。
5.2. CI值之分佈測定結果
分別各自形成200個上述實施例1及比較例1，並將該等收容於封裝體中測定CI值(室溫)。圖17係表示相對於測定個數之CI值之圖表，圖17(a)為實施例1之測定結果，圖17(b)為比較例1之測定結果。即，圖17係表示實施例1及比較例1中之CI值分佈。
根據圖17，可知實施例1係所有試料中CI值為80 Ω以下，CI值低於比較例1。進而可知，實施例1係與比較例1相比，CI值之不均較小。即，可藉由將激振部之沿X軸方向延伸之側面分別形成於一個平面內，而實現CI值之降低。可推測其原因在於，可藉由將沿X軸方向延伸之側面分別形成於一個平面內而抑制Z'軸方向上之厚度切變振動與輪廓振動等非需要模式之耦合。
5.3.對於Mz/Z之CI值評估
於實施例1之壓電振動片中，將激振部14之厚度t固定為0.065 mm，並將激振部14之短邊尺寸Mz固定為0.43 mm，使壓電基板10之短邊尺寸Z為0.46 mm、0.5 mm、0.54 mm、0.59 mm、0.65 mm、0.72 mm、0.81 mm、0.92 mm進行振動，測定CI值(室溫)。測定係將壓電振動片收容於封裝體內進行。圖18係表示Mz/Z與CI值之關係之圖表。
根據圖18，可知Mz/Z為0.6以上0.8以下之範圍時，CI值低至60 Ω左右。此時之Z為0.54 mm以上0.72 mm以下，Z邊比(Z/t)成為8以上11以下。根據以上內容，可知藉由將Z邊比(Z/t)之範圍設為8≦Z/t≦11且將Mz/Z之範圍設為0.6≦M1z/Z≦0.8(即藉由滿足上述式(1))而實現CI值之降低。可推測其原因在於，可藉由以滿足式(1)之方式設計Z/t及Mz/Z，而進一步抑制Z'軸方向上之厚度切變振動與輪廓振動等非需要模式之耦合。
再者，Mz設為0.4 mm且Z設為0.65 mm之(即Mz/Z=0.6)壓電振動片、及Mz設為0.48 mm且Z設為0.6 mm之(即Mz/Z=0.8)壓電振動片測定CI值之後，均為60 Ω左右。就此方面而言，可謂無需限定於Mz=0.43 mm之情形，只要滿足上述式(1)即可實現CI值之降低。
以上之實驗例係對具有圖1~圖3所示之兩階型台面構造之壓電振動片進行，但本實驗結果亦可應用於例如具有圖12~14所示之多階型台面構造之壓電振動片。
本發明並不限定於上述實施形態，可進行各種變形。例如，本發明包含與實施形態中說明之構成實質上相同之構成(例如功能、方法及結果相同之構成，或者目的及效果相同之構成)。又，本發明包含將實施形態中說明之構成之非本質性部分替換的構成。又，本發明包含可發揮與實施形態說明之構成相同之作用效果之構成或達成相同之目的之構成。又，本發明包含實施形態中說明之構成中附加公知技術之構成。
10．．．壓電基板
12、1012．．．周邊部
14、1014．．．激振部
14a、14b．．．沿著X軸方向延伸之側面
14c、14d．．．沿著Z'軸方向延伸之側面
15．．．第1部分
16．．．第2部分
17．．．第3部分
20、1020．．．激振電極
22、1022．．．汲取電極
24、1024．．．極板
30．．．耐蝕膜
40．．．抗蝕劑膜
42．．．感光部
50．．．封裝體
52．．．空腔
60．．．導電性接著劑
100、1000．．．壓電振動片
101．．．AT切割石英基板
200．．．壓電振動片
300．．．壓電振動體
B-B、C-C．．．線
M．．．光罩
Mz．．．激振部之短邊尺寸
t．．．激振部之厚度
X．．．壓電基板之X軸方向之尺寸
Z．．．壓電基板之Z'軸方向之尺寸
X、Y、Z、Y'、Z'．．．軸
θ．．．角度
圖1係示意性表示本實施形態之壓電振動片之平視圖。
圖2係示意性表示本實施形態之壓電振動片之剖面圖。
圖3係示意性表示本實施形態之壓電振動片之剖面圖。
圖4係示意性表示AT切割石英基板之立體圖。
圖5(a)~圖5(c)係示意性表示本實施形態之壓電振動片之製造方法之平視圖及剖面圖。
圖6(a)~圖6(c)係示意性表示本實施形態之壓電振動片之製造方法之平視圖及剖面圖。
圖7(a)~圖7(c)係示意性表示本實施形態之壓電振動片之製造方法之平視圖及剖面圖。
圖8(a)~圖8(c)係示意性表示本實施形態之壓電振動片之製造方法之平視圖及剖面圖。
圖9(a)~圖9(c)係示意性表示本實施形態之壓電振動片之製造方法之平視圖及剖面圖。
圖10(a)~圖10(c)係示意性表示本實施形態之壓電振動片之製造方法之平視圖及剖面圖。
圖11(a)~圖11(c)係示意性表示本實施形態之壓電振動片之製造方法之平視圖及剖面圖。
圖12係示意性表示本實施形態之變形例之壓電振動片之平視圖。
圖13係示意性表示本實施形態之變形例之壓電振動片之剖面圖。
圖14係示意性表示本實施形態之變形例之壓電振動片之剖面圖。
圖15係示意性表示本實施形態之壓電振動體之剖面圖。
圖16(a)、圖16(b)係示意性表示比較例之壓電振動片之平視圖及剖面圖。
圖17(a)、圖17(b)係表示CI值分佈之圖表。
圖18係表示Mz(激振部之短邊尺寸)/Z(壓電基板之短邊尺寸)與CI值之關係之圖表。
10．．．壓電基板
12．．．周邊部
14．．．激振部
14a、14b．．．沿X軸方向延伸之側面
14c、14d．．．沿Z'軸方向延伸之側面
15．．．第1部分
16．．．第2部分
20．．．激振電極
22．．．汲取電極
24．．．極板
100．．．壓電振動片
Mz．．．激振部之短邊尺寸
X．．．壓電基板之X軸方向之尺寸
Z．．．壓電基板之Z'軸方向之尺寸

Claims (17)

  1. 一種振動片，其包含：石英基板，其係將由石英之晶軸，即作為電性軸之X軸、作為機械軸之Y軸、作為光學軸之Z軸所構成的正交座標系之上述X軸作為旋轉軸，將使上述Z軸以+Z側朝向上述Y軸之-Y方向旋轉之方式傾斜之軸作為Z'軸，將使上述Y軸以+Y側朝向上述Z軸之+Z方向旋轉之方式傾斜之軸作為Y'軸，且由包含上述X軸及上述Z'軸之面作為主面，將沿上述Y'軸方向作為厚度；上述石英基板包含：激振部，其具有包含沿上述X軸之一對之邊及沿上述Z'軸之一對之邊之外緣；及周邊部，其較上述激振部之厚度薄，且沿上述激振部之上述外緣與上述激振部一體地設置；且上述激振部之沿上述X軸之側面位於一個平面內；上述激振部之沿上述Z'軸之側面具有階差。
  2. 如請求項1之振動片，其中將上述石英基板之沿上述Z'軸之長度設為Z，將上述激振部之沿上述Z'軸之長度設為Mz，將上述激振部之厚度設為t時，則滿足8≦Z/t≦11、且0.6≦Mz/Z≦0.8之關係。
  3. 如請求項2之振動片，其中將上述石英基板之沿上述X軸之長度設為X時，則滿足X/t≦17之關係。
  4. 如請求項1至3中任一項之振動片，其中 上述激振部係包含第1部分；及配置於上述第1部分及上述周邊部之間且較上述第1部分之厚度薄之第2部分；且上述階差係由上述第1部分與上述第2部分之厚度差所設置。
  5. 如請求項4之振動片，其中上述激振部包含配置於上述第2部分及上述周邊部之間且較上述第2部分之厚度薄之第3部分，且上述階差係由上述第1部分與上述第2部分之厚度差及上述第2部分與上述第3部分之厚度差所設置。
  6. 如請求項1至3中任一項之振動片，其中於上述激振部之互為表背關係之兩主面上包含於表背以重疊之方式配置之激振電極。
  7. 如請求項4之振動片，其中於上述激振部之互為表背關係之兩主面上包含於表背以重疊之方式配置之激振電極。
  8. 如請求項5之振動片，其中於上述激振部之互為表背關係之兩主面上包含於表背以重疊之方式配置之激振電極。
  9. 如請求項1至3中任一項之振動片，其中上述石英基板係AT切割石英基板。
  10. 如請求項4之振動片，其中上述石英基板係AT切割石英基板。
  11. 如請求項5之振動片，其中 上述石英基板係AT切割石英基板。
  12. 一種振動體，其包含：如請求項1至3中任一項之振動片；及收容有上述振動片之封裝體。
  13. 一種振動體，其包含：如請求項4之振動片；及收容有上述振動片之封裝體。
  14. 一種振動體，其包含：如請求項5之振動片；及收容有上述振動片之封裝體。
  15. 如請求項12之振動體，其包含IC(Integrated Circuit，積體電路)。
  16. 如請求項13之振動體，其包含IC。
  17. 如請求項14之振動體，其包含IC。
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