WO2014122837A1 - 音叉型水晶振動子 - Google Patents

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WO2014122837A1
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excitation
excitation electrode
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西村　俊雄
開田　弘明
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株式会社村田製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/13—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/21—Crystal tuning forks

Definitions

  • the present invention relates to a tuning fork type crystal resonator in which a plurality of vibrating arm portions are connected to a base portion. More particularly, the present invention relates to a tuning fork type crystal resonator having a structure in which a through-hole is provided in a vibration arm portion.
  • Patent Document 1 discloses a crystal resonator 1001 having a cross-sectional structure shown in FIG.
  • the quartz crystal resonator 1001 has a vibrating arm portion 1002 extending in the paper front-back direction of the drawing.
  • the vibrating arm unit 1002 is made of quartz.
  • grooves 1002a and 1002b extending in the length direction are formed on the front surface and the back surface, respectively.
  • the first excitation electrode 1003 is formed on the first side surface of the vibration arm unit 1002, and the second excitation electrode 1004 is formed on the second side surface.
  • a third excitation electrode 1005 is formed in the groove 1002a.
  • the third excitation electrode 1005 has a portion facing the first excitation electrode 1003 in the width direction.
  • the third excitation electrode 1005 also has a portion facing the second excitation electrode 1004 in the width direction.
  • a fourth excitation electrode 1006 is formed in the groove 1002b, similarly to the third excitation electrode 1005.
  • the crystal unit 1001 an electric field is applied in the direction of the arrow shown in the figure. Therefore, when an alternating electric field is applied between the first and second excitation electrodes 1003 and 1004 and the third and fourth excitation electrodes 1005 and 1006, the crystal unit 1001 vibrates in the bending mode.
  • Patent Document 2 discloses a tuning fork crystal resonator in which a through-hole penetrating the vibration arm portion in the thickness direction is formed in the vibration arm portion instead of the grooves 1002a and 1002b. .
  • third and fourth excitation electrodes are formed on the inner side surfaces on both sides in the width direction of the through hole.
  • third and fourth excitation electrodes 1005 and 1006 are formed on the front surface and the back surface of the vibration arm portion 1002, respectively. Therefore, extraction electrodes for electrically connecting the third and fourth excitation electrodes 1005 and 1006 to the outside have to be formed on the front and back surfaces of the vibration arm portion 1002, respectively. Therefore, the process of forming the extraction electrode for electrically connecting the third and fourth excitation electrodes 1005 and 1006 to the outside is complicated.
  • An object of the present invention is to provide a tuning fork type crystal resonator capable of simplifying the formation process of the extraction electrode.
  • the tuning fork type crystal resonator according to the present invention includes a base and a plurality of vibrating arms.
  • Each of the plurality of vibrating arm portions has a first end portion and a second end portion opposite to the first end portion.
  • the direction connecting the first end and the second end is the length direction
  • the direction orthogonal to the length direction is the width direction
  • the direction orthogonal to the length direction and the width direction is the thickness direction.
  • the first end is connected to the base.
  • the plurality of vibration arms are made of quartz.
  • Each vibration arm portion has first and second main surfaces and first and second side surfaces.
  • the first and second main surfaces extend in the length direction and face each other in the thickness direction.
  • the first and second side surfaces extend in the length direction and face each other in the width direction.
  • a through-hole penetrating the vibrating arm portion from the first main surface toward the second main surface is provided.
  • a portion between the through hole and the first side surface constitutes the first vibrating portion, and a portion between the through hole and the second side surface constitutes the second vibrating portion.
  • first to fourth excitation electrodes are further provided.
  • the first excitation electrode is provided on the first side surface in the first vibrating section.
  • the second excitation electrode is provided on the second side surface in the second vibrating section.
  • the third excitation electrode is provided on the inner surface of the through hole on the first vibration part side.
  • the fourth excitation electrode is provided on the inner surface of the through hole on the second vibrating part side.
  • first and second terminal electrodes and a lead electrode are further provided.
  • the first and second terminal electrodes are applied to the direction of the electric field applied to the first vibration part by the first and third excitation electrodes and to the second vibration part by the second and fourth excitation electrodes. It is connected to one of the first to fourth excitation electrodes so that the direction of the electric field is opposite to that of the first electric field.
  • the extraction electrode electrically connects the first and second terminal electrodes and any one of the first to fourth excitation electrodes.
  • the extraction electrode is provided on a surface different from the second main surface of the vibration arm portion.
  • the base has first and second main surfaces that are continuous with the first and second main surfaces of the vibration arm portion.
  • the first and second terminal electrodes are provided on the first main surface of the base.
  • each vibrating arm portion has a crosspiece extending in the width direction so as to partition the through hole into a plurality of through hole portions.
  • the base portion is further provided with a support portion that is connected to the base portion via a connecting portion having a dimension in the width direction smaller than that of the base portion.
  • the support portion has a support arm extending in the length direction of the vibration arm portion.
  • the extraction electrode is formed on a surface different from the second main surface of the vibration arm portion, it is not necessary to form the extraction electrode on the second main surface. Therefore, the formation process of the extraction electrode can be simplified, and the manufacturing process can be simplified.
  • FIG. 1A is a perspective view of a tuning fork type crystal resonator according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
  • FIG. 1C is a cross-sectional view of a portion along line CC in FIG. 2A is a plan view of the tuning-fork type crystal resonator according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line DD in FIG. 2A.
  • FIG. 2 (c) is a bottom view of the tuning fork type crystal resonator.
  • FIG. 3 is a plan view of a tuning fork type crystal resonator according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a conventional crystal unit.
  • FIG. 1A is a perspective view of a tuning fork type crystal resonator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view showing a portion along the line BB in FIG.
  • FIG. 1C is a cross-sectional view showing an enlarged portion along the line CC in FIG.
  • FIG. 2A is a plan view of the tuning-fork type crystal resonator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view of a portion along the line DD in FIG.
  • FIG. 2C is a bottom view of the tuning fork type crystal resonator according to the first embodiment of the present invention.
  • the tuning fork type crystal resonator 1 includes a base 2 and first and second vibrating arm portions 3 and 4 connected to the base 2.
  • the base portion 2 and the first and second vibrating arm portions 3 and 4 are made of quartz and are integrally formed.
  • the first vibrating arm portion 3 has an elongated rectangular plate shape. A first end which is one end in the length direction of the first vibrating arm 3 is connected to the base 2. The end opposite to the first end is the second end, that is, the tip of the first vibrating arm 3. The direction connecting the first end and the second end is defined as the length direction. The direction orthogonal to the length direction is defined as the width direction. The direction perpendicular to the length direction and the width direction is defined as the thickness direction.
  • the first vibrating arm portion 3 has first and second main surfaces 3a and 3b extending in the length direction and facing each other in the thickness direction. The first vibrating arm portion 3 has first and second side surfaces 3c and 3d extending in the length direction and facing each other in the width direction.
  • the first vibrating arm portion 3 is provided with an elongated through hole 5 extending in the length direction.
  • the through hole 5 penetrates the first vibrating arm portion 3 from the first main surface 3a toward the second main surface 3b.
  • the through hole 5 has a rectangular planar shape.
  • the first vibrating arm portion 3 is provided with a plurality of crosspieces 6 extending in the width direction so as to divide the through hole 5 into a plurality of through hole portions.
  • the first vibrating arm portion 3 is made of quartz, and is formed by forming a through-hole 5 by etching or the like so that an elongated rectangular plate-like member remains so that a portion that becomes the crosspiece 6 remains.
  • the first vibrating arm portion 3 includes a first vibrating portion 3 e located on one side in the width direction of the through hole 5 and a first vibrating portion 3 e located on the other side in the width direction of the through hole 5. And 2 vibrating parts 3f. That is, in the first vibrating arm portion 3, the portion between the through hole 5 and the first side surface 3c constitutes the first vibrating portion 3e, and between the through hole 5 and the second side surface 3d. This constitutes the second vibrating part 3f.
  • the first vibrating arm unit 3 includes a first excitation electrode 11, a second excitation electrode 12, a third excitation electrode 13, and a fourth excitation electrode.
  • Excitation electrode 14 is provided.
  • the first excitation electrode 11 is provided on the first side surface 3c.
  • the second excitation electrode 12 is provided on the second side surface 3d.
  • the third excitation electrode 13 is provided on the inner surface of the through hole 5 on the first vibrating portion 3 e side.
  • the fourth excitation electrode 14 is provided on the inner surface of the through hole 5 on the second vibrating portion 3 f side.
  • an electric field is applied between the first excitation electrode 11 and the third excitation electrode 13 and between the second excitation electrode 12 and the fourth excitation electrode 14.
  • the arrow shown in FIG. 1B indicates the direction of the applied electric field, and the direction of the electric field applied to the first vibrating unit 3e is different from the direction of the electric field applied to the second vibrating unit 3f. The reverse direction.
  • the second vibrating arm unit 4 is configured in substantially the same manner as the first vibrating arm unit 3, and is provided with a through hole 5 and a crosspiece 6. However, the second vibrating arm unit 4 is driven in a phase opposite to that of the first vibrating arm unit 3.
  • the 2nd vibration arm part 4 is extended in the length direction, and the 1st and 2nd main surfaces 4a and 4b which are facing each other in the thickness direction, and the length direction
  • the first and second side surfaces 4c and 4d that extend and face each other in the width direction
  • the first vibrating portion 4e that is located on one side in the width direction of the through hole 5, and the other side in the width direction of the through hole 5
  • a second vibrating portion 4f positioned. That is, in the second vibrating arm portion 4, the portion between the through hole 5 and the first side surface 4c constitutes the first vibrating portion 4e, and between the through hole 5 and the second side surface 4d. This constitutes the second vibrating part 4f.
  • the second vibrating arm section 4 is provided with a first excitation electrode 21, a second excitation electrode 22, a third excitation electrode 23, and a fourth excitation electrode 24.
  • the first excitation electrode 21 is provided on the first side surface 4c.
  • the second excitation electrode 22 is provided on the second side surface 4d.
  • the third excitation electrode 23 is provided on the inner surface of the through hole 5 on the first vibrating portion 4 e side.
  • the fourth excitation electrode 24 is provided on the inner surface of the through hole 5 on the second vibrating portion 4 f side.
  • an electric field is applied between the first excitation electrode 21 and the third excitation electrode 23 and between the second excitation electrode 22 and the fourth excitation electrode 24.
  • the arrow shown in FIG. 1C indicates the direction of the applied electric field, and the direction of the electric field applied to the first vibrating unit 4e is different from the direction of the electric field applied to the second vibrating unit 4f. The reverse direction.
  • the electric field application state shown in FIG. By applying an alternating electric field, the second vibrating arm portion 4 vibrates in the bending mode in a phase opposite to that of the first vibrating arm portion 3.
  • the first to fourth excitation electrodes 11 to 14 and the first to fourth excitation electrodes 21 to 24 are provided.
  • the following lead electrodes 17a to 17d and 18a to 18d are electrically connected to the first terminal electrode 15 or the second terminal electrode 16.
  • the first terminal electrode 15 and the second terminal electrode 16 are respectively provided at the corners on the upper surface of the base 2. More specifically, the first terminal electrode 15 is formed on the upper surface of the base portion 2 on the side where the first and second vibrating arm portions 3 and 4 are not connected in the length direction of the base portion 2 and in the width direction. 1 is provided at a corner portion located on the side where the vibration arm portions 3 are connected. The second terminal electrode 16 is formed on the upper surface of the base portion 2 on the side where the first and second vibration arm portions 3 and 4 are not connected in the length direction of the base portion 2 and in the width direction. Is provided at a corner portion located on the side where the lines are connected.
  • the thickness of the base portion 1 and the thicknesses of the first and second vibrating arm portions 3 and 4 are equal.
  • the upper surface of the base portion 2 is a surface that is continuous with the first main surfaces 3a, 4a of the first and second vibrating arm portions 3, 4, and this upper surface is the first main surface of the base portion 2.
  • the lower surface of the base 2 is the second main surface of the base 2.
  • a lead electrode 17 a is connected to the first terminal electrode 15.
  • the lead electrode 17a is provided on the first main surface of the base portion 2 and the side surface continuous to the first main surface, and one end portion in the length direction is connected to the first terminal electrode 15, The other end is connected to the first excitation electrode 11. That is, the first terminal electrode 15 and the first excitation electrode 11 are electrically connected by the extraction electrode 17a.
  • the extraction electrode 17 a and the first excitation electrode 11 are provided continuously, but the boundary between the extraction electrode 17 a and the first excitation electrode 11 coincides with the first end of the first vibrating arm unit 3.
  • the first excitation electrode 11 has a second end side portion of the first vibration arm portion 3 and the second excitation electrode 12 has a second end portion side portion of the first vibration arm portion 3. 17b is connected.
  • the lead electrode 17b is provided on the first main surface 3a of the first vibrating arm portion 3, one end in the width direction is connected to the first excitation electrode 11, and the other end. Is connected to the second excitation electrode 12. That is, the first excitation electrode 11 and the second excitation electrode 12 are electrically connected by the extraction electrode 17b. As described above, the first excitation electrode 11 and the second excitation electrode 12 are electrically connected to the first terminal electrode 15 by the extraction electrodes 17 a and 17 b.
  • a lead electrode 17 c is connected to the first terminal electrode 15.
  • the lead electrode 17c is provided on the first main surface of the base 2, one end in the length direction is connected to the first terminal electrode 15, and the other end is a lead electrode described later. 17d.
  • a lead electrode 17d is connected to the portion provided above.
  • the lead electrode 17d is provided on the first main surface 4a of the second vibrating arm portion 4, one end in the width direction is connected to the lead electrode 17c, and the other end is the third.
  • the excitation electrode 23 and the fourth excitation electrode 24 are connected. That is, the extraction electrode 17c, the third excitation electrode 23, and the fourth excitation electrode 24 are electrically connected by the extraction electrode 17d.
  • the extraction electrode 17 c and the extraction electrode 17 d are provided continuously, but the boundary between them is coincident with the first end of the second vibrating arm unit 4.
  • the third excitation electrode 23 and the fourth excitation electrode 24 are electrically connected to the first terminal electrode 15 by the extraction electrodes 17c and 17d.
  • the extraction electrode 18 a is connected to the second terminal electrode 16.
  • the lead electrode 18a is provided on the first main surface of the base portion 2 and a side surface continuous with the first main surface, and one end portion in the length direction is connected to the second terminal electrode 16, The other end is connected to the first excitation electrode 21. That is, the second terminal electrode 16 and the first excitation electrode 21 are electrically connected by the extraction electrode 18a.
  • the extraction electrode 18 a and the first excitation electrode 21 are provided continuously, but the boundary between the extraction electrode 18 a and the first excitation electrode 21 coincides with the first end of the second vibrating arm unit 4.
  • the second excitation arm 21 has a second end portion side portion of the second vibration arm portion 4 and the second excitation electrode 22 has a second end portion side portion of the second vibration arm portion 4 which has an extraction electrode. 18b is connected.
  • the lead electrode 18 b is provided on the first main surface 4 a of the second vibrating arm portion 4, one end in the width direction is connected to the first excitation electrode 21, and the other end Is connected to the second excitation electrode 22. That is, the first excitation electrode 21 and the second excitation electrode 22 are electrically connected by the extraction electrode 18b.
  • the first excitation electrode 21 and the second excitation electrode 22 are electrically connected to the second terminal electrode 16 by the extraction electrodes 18a and 18b.
  • a lead electrode 18c is connected to the first end portion side portion of the second vibrating arm portion 4 in the second excitation electrode 22.
  • the extraction electrode 18 c is provided on the first main surface of the base portion 2, and one end portion in the width direction is the first end portion side portion of the second vibrating arm portion 4 in the second excitation electrode 22. The other end is connected to an extraction electrode 18d described later.
  • a lead electrode 18d is connected to the portion provided above.
  • the lead electrode 18d is provided on the first main surface 3a of the first vibrating arm portion 3, one end in the width direction is connected to the lead electrode 18c, and the other end is the third.
  • the excitation electrode 13 and the fourth excitation electrode 14 are connected. That is, the extraction electrode 18c, the third excitation electrode 13, and the fourth excitation electrode 14 are electrically connected by the extraction electrode 18d.
  • the extraction electrode 18 c and the extraction electrode 18 d are provided continuously, but the boundary between the extraction electrode 18 c and the extraction electrode 18 d coincides with the first end of the first vibrating arm unit 3.
  • the third excitation electrode 13 and the fourth excitation electrode 14 are made to pass through the second excitation electrode 22, the extraction electrode 18b, the first excitation electrode 21, and the extraction electrode 18a by the extraction electrodes 18c and 18d. And electrically connected to the second terminal electrode 16.
  • the parts constituting the first and second vibrating arm portions 3 and 4 and the base portion 2 are obtained by machining a quartz substrate. Thereafter, after forming a resist pattern, electrodes are formed by a thin film forming method, whereby first to fourth excitation electrodes 11 to 14, 21 to 24, lead electrodes 17a to 17d, 18a to 18d, and terminal electrodes are formed. 15 and 16 can be formed simultaneously.
  • the extraction electrodes 17a to 17d and 18a to 18d are not provided on the second main surfaces 3b and 4b. That is, it is provided on a surface different from the second main surfaces 3b and 4b.
  • the extraction electrodes 17 a to 17 d and 18 a to 18 d are not provided on the second main surface of the base 2.
  • an electrode forming process from the second main surfaces 3b and 4b is not required. Therefore, it is possible to simplify the electrode forming process, and hence the manufacturing process.
  • the first to fourth excitation electrodes 11 to 14 and 21 to 24 may be formed. Therefore, the excitation electrodes 11 to 14 and 21 to 24 can be formed in the same process as the extraction electrodes 17a to 17d, 18a to 18d and the terminal electrodes 15 and 16. Therefore, the entire electrode forming process can be simplified.
  • FIG. 3 is a plan view of a tuning fork type crystal resonator according to the second embodiment of the present invention.
  • the tuning fork type crystal resonator 31 according to the second embodiment of the present invention is provided with a support portion 33 via a coupling portion 32 with respect to the base portion 2.
  • the support part 33 includes a first support arm 33a and a second support arm 33b.
  • the first and second support arms 33a and 33b are extended in the same direction as the first and second vibrating arm portions 3 and 4.
  • the first and second vibrating arm portions 3 and 4 are disposed between the first and second support arms 33a and 33b.
  • the first terminal electrode 15 and the second terminal electrode 16 are provided so as to reach the first support arm 33a and the second support arm 33b of the support portion 33, respectively.
  • Other structures are the same as those in the first embodiment. Therefore, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the first and second vibrating arm portions 3 and 4 and the second main surface side of the base portion 2 are arranged on the second main surface side in the same manner as in the first embodiment. 17d and 18a to 18d are not provided. That is, extraction electrodes 17a to 17d and 18a to 18d are provided on a surface different from the second main surface. Therefore, the electrode forming process can be simplified as in the first embodiment.
  • the connecting portion 32 has a width dimension smaller than that of the base portion 2. Therefore, even if the support 33 is mechanically supported from the outside, it is possible to suppress the influence on the vibration mode in the tuning fork type crystal resonator 31 by the support.
  • the first and second vibrating arm portions 3 and 4 are provided, but three or more vibrating arm portions may be provided. Furthermore, although the plurality of crosspieces 6 are arranged in the through hole 5, the crosspieces 6 may not necessarily be provided.

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Abstract

　引き出し電極の形成工程の簡略化を図り得る音叉型水晶振動子を提供する。　基部２に第１，第２の振動アーム部３，４の第１の端部が連ねられており、第１，第２の振動アーム部３，４に、貫通孔５と、第１，第２の励振電極１１，１２，２１，２２と、第３，第４の励振電極１３，１４，２３，２４とが設けられており、基部２の第１の主面に設けられた第１，第２の端子電極１５，１６が、引き出し電極１７ａ～１７ｄまたは引き出し電極１８ａ～１８ｄにより、いずれかの励振電極１１～１４，２１～２４と電気的に接続されており、引き出し電極１７ａ～１７ｄ，１８ａ～１８ｄが、第１，第２の振動アーム部３，４の第２の主面３ｂ，４ｂとは異なる面に設けられている、音叉型水晶振動子１。

Description

音叉型水晶振動子
　本発明は、基部に複数の振動アーム部が連ねられている音叉型水晶振動子に関する。本発明は、より詳細には、振動アーム部に貫通孔が設けられている構造を有する音叉型水晶振動子に関する。
　従来、様々な水晶振動子が提案されている。例えば下記の特許文献１には、図４に横断面構造を示す水晶振動子１００１が開示されている。
　水晶振動子１００１は、図面の紙表－紙背方向に延びる振動アーム部１００２を有する。振動アーム部１００２は水晶からなる。振動アーム部１００２には、長さ方向に延びる溝１００２ａ，１００２ｂが表面及び裏面にそれぞれ形成されている。
　振動アーム部１００２の第１の側面に第１の励振電極１００３が形成されており、第２の側面に第２の励振電極１００４が形成されている。溝１００２ａ内には、第３の励振電極１００５が形成されている。第３の励振電極１００５は、第１の励振電極１００３と幅方向において対向し合う部分を有する。また、第３の励振電極１００５は、第２の励振電極１００４と幅方向において対向する部分をも有する。溝１００２ｂ内には、第３の励振電極１００５と同様に、第４の励振電極１００６が形成されている。
　水晶振動子１００１では、図示の矢印方向に電界が印加される。従って、第１，第２の励振電極１００３，１００４と、第３，第４の励振電極１００５，１００６との間に交番電界を印加すると、水晶振動子１００１は屈曲モードで振動する。
　他方、下記の特許文献２には、上記溝１００２ａ，１００２ｂではなく、振動アーム部に、振動アーム部を厚さ方向で貫通する貫通孔が形成されている音叉型水晶振動子が開示されている。特許文献２に記載の音叉型水晶振動子では、貫通孔の幅方向両側の内側面に第３，第４の励振電極が形成されている。
ＷＯ００／４４０９２ 特開２００３－６０４８２
　特許文献１に記載の水晶振動子１００１では、第３，第４の励振電極１００５及び１００６が、振動アーム部１００２の表面及び裏面にそれぞれ形成されている。従って、第３，第４の励振電極１００５，１００６を外部と電気的に接続するための引き出し電極を、振動アーム部１００２の表面及び裏面にそれぞれ形成しなければならなかった。そのため、第３，第４の励振電極１００５，１００６を外部と電気的に接続するための引き出し電極の形成工程が煩雑であった。
　同様に、特許文献２に記載の音叉型水晶振動子においても、特許文献２の図６（ａ）及び（ｂ）に示されているように、振動アーム部の表面及び裏面に引き出し電極を形成しなければならなかった。そのため、水晶振動子１００１と同様に、引き出し電極の形成工程が煩雑であった。
　本発明の目的は、引き出し電極の形成工程を簡略化し得る、音叉型水晶振動子を提供することにある。
　本発明に係る音叉型水晶振動子は、基部と、複数の振動アーム部とを備える。
　複数の振動アーム部は、それぞれ、第１の端部と、第１の端部と反対側の第２の端部とを有する。第１の端部と第２の端部とを結ぶ方向が長さ方向、長さ方向と直交する方向が幅方向、長さ方向及び幅方向と直交する方向が厚み方向とされている。第１の端部が基部に連ねられている。複数の振動アーム部は、水晶からなる。
　各振動アーム部は、第１及び第２の主面と、第１及び第２の側面とを有する。第１及び第２の主面は、上記長さ方向に延び、厚み方向において対向し合っている。第１及び第２の側面は、上記長さ方向に延び、幅方向において対向し合っている。
　本発明では、第１の主面から第２の主面に向かって振動アーム部を貫いている貫通孔が設けられている。貫通孔と第１の側面との間の部分が第１の振動部を構成しており、貫通孔と第２の側面との間の部分が第２の振動部を構成している。
　本発明では、さらに、第１～第４の励振電極が備えられている。第１の励振電極は、第１の振動部において、第１の側面に設けられている。第２の励振電極は、第２の振動部において、第２の側面に設けられている。第３の励振電極は、貫通孔の第１の振動部側の内側面に設けられている。第４の励振電極は、貫通孔の第２の振動部側の内側面に設けられている。
　本発明では、さらに、第１，第２の端子電極と、引き出し電極とが備えられている。第１，第２の端子電極は、第１，第３の励振電極により第１の振動部に印加される電界の方向と、第２，第４の励振電極により第２の振動部に印加される電界の方向とが逆方向となるように第１～第４の励振電極のいずれかに接続されている。引き出し電極は、第１，第２の端子電極と第１～第４の励振電極のいずれかとを電気的に接続している。
　本発明では、上記引き出し電極は、振動アーム部の第２の主面とは異なる面に設けられている。
　本発明に係る音叉型水晶振動子のある特定の局面では、基部が、振動アーム部の第１及び第２の主面と連なっている第１及び第２の主面を有する。第１及び第２の端子電極は基部の該第１の主面に設けられている。
　本発明に係る音叉型水晶振動子の他の特定の局面では、各振動アーム部が、貫通孔を複数の貫通孔部分に区画するように幅方向に延びる、桟を有する。
　本発明に係る音叉型水晶振動子のさらに別の特定の局面では、基部に、幅方向の寸法が基部よりも小さい連結部を介して連ねられている支持部がさらに備えられている。好ましくは、支持部は、振動アーム部の長さ方向に延びる支持腕を有する。
　本発明に係る音叉型水晶振動子では、引き出し電極が振動アーム部の第２の主面とは異なる面に形成されているため、第２の主面に引き出し電極を形成する必要がない。そのため、引き出し電極の形成工程の簡略化を図ることができ、製造工程の簡略化を図ることができる。
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る音叉型水晶振動子の斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）中のＢ－Ｂ線に沿う部分の断面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）中のＣ－Ｃ線に沿う部分の断面図である。 図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る音叉型水晶振動子の平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）中のＤ－Ｄ線に沿う部分の断面図であり、図２（ｃ）は該音叉型水晶振動子の底面図である。 図３は、本発明の第２の実施形態に係る音叉型水晶振動子の平面図である。 図４は、従来の水晶振動子の一例を示す模式的横断面図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
　図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る音叉型水晶振動子の斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＢ－Ｂ線に沿う部分を拡大して示す断面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）中のＣ－Ｃ線に沿う部分を拡大して示す断面図である。
　図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る音叉型水晶振動子の平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）中のＤ－Ｄ線に沿う部分の断面図である。図２（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る音叉型水晶振動子の底面図である。
　本発明の第１の実施形態に係る音叉型水晶振動子１は、基部２と、基部２に連ねられた第１，第２の振動アーム部３，４とを有する。基部２と、第１，第２の振動アーム部３，４とは水晶からなり、一体に構成されている。
　第１の振動アーム部３は、細長い矩形板状の形状を有する。第１の振動アーム部３の長さ方向一端である第１の端部が基部２に連ねられている。第１の端部とは反対側の端部が第２の端部すなわち第１の振動アーム部３の先端である。この第１の端部と第２の端部とを結ぶ方向を長さ方向とする。長さ方向と直交する方向を幅方向とする。長さ方向及び幅方向と直交する方向を厚み方向とする。第１の振動アーム部３は、長さ方向に延び、厚み方向において対向し合っている第１及び第２の主面３ａ，３ｂを有する。第１の振動アーム部３は、長さ方向に延び、幅方向において対向し合っている第１及び第２の側面３ｃ，３ｄを有する。
　第１の振動アーム部３には、長さ方向に延びる細長い貫通孔５が設けられている。貫通孔５は、第１の主面３ａから第２の主面３ｂに向って第１の振動アーム部３を貫いている。貫通孔５は、矩形の平面形状を有している。第１の振動アーム部３には、貫通孔５を複数の貫通孔部分に区画するように、幅方向に延びる複数の桟６が設けられている。第１の振動アーム部３は、水晶からなり、細長い矩形板状の形状の部材を、桟６となる部分が残るように貫通孔５をエッチング等により形成することにより、形成されている。
　図１（ｂ）に示すように、第１の振動アーム部３は、貫通孔５の幅方向一方側に位置する第１の振動部３ｅと、貫通孔５の幅方向他方側に位置する第２の振動部３ｆとを有する。すなわち、第１の振動アーム部３において、貫通孔５と第１の側面３ｃとの間の部分が第１の振動部３ｅを構成しており、貫通孔５と第２の側面３ｄとの間の部分が第２の振動部３ｆを構成している。
　図１（ａ），（ｂ）に示すように、第１の振動アーム部３には、第１の励振電極１１と、第２の励振電極１２と、第３の励振電極１３と、第４の励振電極１４とが設けられている。第１の励振電極１１は、第１の側面３ｃ上に設けられている。第２の励振電極１２は、第２の側面３ｄ上に設けられている。第３の励振電極１３は、貫通孔５の第１の振動部３ｅ側の内側面に設けられている。第４の励振電極１４は、貫通孔５の第２の振動部３ｆ側の内側面に設けられている。
　本実施形態では、第１の励振電極１１と第３の励振電極１３との間及び第２の励振電極１２と第４の励振電極１４との間に電界が印加される。図１（ｂ）に示す矢印は印加される電界の方向を示しており、第１の振動部３ｅに印加される電界の向きと第２の振動部３ｆに印加される電界の向きとは互いに逆方向とされている。第１の励振電極１１と第３の励振電極１３との間及び第２の励振電極１２と第４の励振電極１４との間に交番電界が印加されることにより、第１の振動アーム部３が屈曲モードで振動する。
　第２の振動アーム部４は、第１の振動アーム部３とほぼ同様に構成されており、貫通孔５及び桟６が設けられている。もっとも、第２の振動アーム部４は、第１の振動アーム部３と逆相で駆動される。
　図１（ｃ）に示すように、第２の振動アーム部４は、長さ方向に延び、厚み方向において対向し合っている第１及び第２の主面４ａ，４ｂと、長さ方向に延び、幅方向において対向し合っている第１及び第２の側面４ｃ，４ｄと、貫通孔５の幅方向一方側に位置する第１の振動部４ｅと、貫通孔５の幅方向他方側に位置する第２の振動部４ｆとを有する。すなわち、第２の振動アーム部４において、貫通孔５と第１の側面４ｃとの間の部分が第１の振動部４ｅを構成しており、貫通孔５と第２の側面４ｄとの間の部分が第２の振動部４ｆを構成している。
　第２の振動アーム部４には、第１の励振電極２１と、第２の励振電極２２と、第３の励振電極２３と、第４の励振電極２４とが設けられている。第１の励振電極２１は、第１の側面４ｃ上に設けられている。第２の励振電極２２は、第２の側面４ｄ上に設けられている。第３の励振電極２３は、貫通孔５の第１の振動部４ｅ側の内側面に設けられている。第４の励振電極２４は、貫通孔５の第２の振動部４ｆ側の内側面に設けられている。
　本実施形態では、第１の励振電極２１と第３の励振電極２３との間及び第２の励振電極２２と第４の励振電極２４との間に電界が印加される。図１（ｃ）に示す矢印は印加される電界の方向を示しており、第１の振動部４ｅに印加される電界の向きと第２の振動部４ｆに印加される電界の向きとは互いに逆方向とされている。そして、第１の励振電極２１と第３の励振電極２３との間及び第２の励振電極２２と第４の励振電極２４との間に図１（ｂ）に示す電界印加状態と逆方向となるように交番電界が印加されることにより、第２の振動アーム部４が第１の振動アーム部３と逆相で屈曲モードで振動する。
　上記のような第１，第２の振動アーム部３，４の駆動振動を可能とするために、第１～第４の励振電極１１～１４及び第１～第４の励振電極２１～２４が、以下の引き出し電極１７ａ～１７ｄ，１８ａ～１８ｄにより第１の端子電極１５または第２の端子電極１６に電気的に接続されている。
　図２（ａ）に示すように、第１の端子電極１５と第２の端子電極１６とは、基部２の上面のコーナー部にそれぞれ設けられている。より具体的には、第１の端子電極１５は、基部２の上面において、基部２における長さ方向で第１，第２の振動アーム部３，４が連ねられていない側かつ幅方向で第１の振動アーム部３が連ねられている側に位置するコーナー部分に設けられている。第２の端子電極１６は、基部２の上面において、基部２における長さ方向で第１，第２の振動アーム部３，４が連ねられていない側かつ幅方向で第２の振動アーム部４が連ねられている側に位置するコーナー部分に設けられている。本実施形態では、基部１の厚みと、第１，第２の振動アーム部３，４の厚みは等しくされている。このため、基部２の上面とは、第１，第２の振動アーム部３，４の第１の主面３ａ，４ａと連なっている面であり、この上面を基部２の第１の主面とする。基部２の下面が基部２の第２の主面となる。
　第１の端子電極１５には、引き出し電極１７ａが接続されている。引き出し電極１７ａは、基部２の第１の主面及び第１の主面に連なる側面上に設けられており、長さ方向の一方の端部が第１の端子電極１５に接続されており、他方の端部が第１の励振電極１１に接続されている。すなわち、第１の端子電極１５と第１の励振電極１１とは、引き出し電極１７ａにより、電気的に接続されている。引き出し電極１７ａと第１の励振電極１１とは連続して設けられているが、両者の境界は第１の振動アーム部３の第１の端部に一致することとなる。
　第１の励振電極１１における第１の振動アーム部３の第２の端部側部分及び第２の励振電極１２における第１の振動アーム部３の第２の端部側部分には、引き出し電極１７ｂが接続されている。引き出し電極１７ｂは、第１の振動アーム部３の第１の主面３ａ上に設けられており、幅方向の一方の端部が第１の励振電極１１に接続されており、他方の端部が第２の励振電極１２に接続されている。すなわち、第１の励振電極１１と第２の励振電極１２とは、引き出し電極１７ｂにより、電気的に接続されている。上記のように、引き出し電極１７ａ，１７ｂにより、第１の励振電極１１及び第２の励振電極１２が第１の端子電極１５に電気的に接続されている。
　第１の端子電極１５には、引き出し電極１７ｃが接続されている。引き出し電極１７ｃは、基部２の第１の主面上に設けられており、長さ方向の一方の端部が第１の端子電極１５に接続されており、他方の端部が後述する引き出し電極１７ｄに接続されている。
　第３の励振電極２３における第２の振動アーム部４の第１の主面４ａ上に設けられている部分及び第４の励振電極２４における第２の振動アーム部４の第１の主面４ａ上に設けられている部分には、引き出し電極１７ｄが接続されている。引き出し電極１７ｄは、第２の振動アーム部４の第１の主面４ａ上に設けられており、幅方向の一方の端部が引き出し電極１７ｃに接続されており、他方の端部が第３の励振電極２３及び第４の励振電極２４に接続されている。すなわち、引き出し電極１７ｃと第３の励振電極２３と第４の励振電極２４とは、引き出し電極１７ｄにより、電気的に接続されている。引き出し電極１７ｃと引き出し電極１７ｄとは連続して設けられているが、両者の境界は、第２の振動アーム部４の第１の端部に一致することとなる。
　上記のように、引き出し電極１７ｃ，１７ｄにより、第３の励振電極２３及び第４の励振電極２４が第１の端子電極１５に電気的に接続されている。
　第２の端子電極１６には、引き出し電極１８ａが接続されている。引き出し電極１８ａは、基部２の第１の主面及び第１の主面に連なる側面上に設けられており、長さ方向の一方の端部が第２の端子電極１６に接続されており、他方の端部が第１の励振電極２１に接続されている。すなわち、第２の端子電極１６と第１の励振電極２１とは、引き出し電極１８ａにより、電気的に接続されている。引き出し電極１８ａと第１の励振電極２１とは連続して設けられているが、両者の境界は、第２の振動アーム部４の第１の端部に一致することとなる。
　第１の励振電極２１における第２の振動アーム部４の第２の端部側部分及び第２の励振電極２２における第２の振動アーム部４の第２の端部側部分には、引き出し電極１８ｂが接続されている。引き出し電極１８ｂは、第２の振動アーム部４の第１の主面４ａ上に設けられており、幅方向の一方の端部が第１の励振電極２１に接続されており、他方の端部が第２の励振電極２２に接続されている。すなわち、第１の励振電極２１と第２の励振電極２２とは、引き出し電極１８ｂにより、電気的に接続されている。
　上記のように、引き出し電極１８ａ，１８ｂにより、第１の励振電極２１及び第２の励振電極２２が第２の端子電極１６に電気的に接続されている。
　第２の励振電極２２における第２の振動アーム部４の第１の端部側部分には、引き出し電極１８ｃが接続されている。引き出し電極１８ｃは、基部２の第１の主面上に設けられており、幅方向の一方の端部が第２の励振電極２２における第２の振動アーム部４の第１の端部側部分に接続されており、他方の端部が後述する引き出し電極１８ｄに接続されている。
　第３の励振電極１３における第１の振動アーム部３の第１の主面３ａ上に設けられている部分及び第４の励振電極１４における第１の振動アーム部３の第１の主面３ａ上に設けられている部分には、引き出し電極１８ｄが接続されている。引き出し電極１８ｄは、第１の振動アーム部３の第１の主面３ａ上に設けられており、幅方向の一方の端部が引き出し電極１８ｃに接続されており、他方の端部が第３の励振電極１３及び第４の励振電極１４に接続されている。すなわち、引き出し電極１８ｃと第３の励振電極１３と第４の励振電極１４とは、引き出し電極１８ｄにより、電気的に接続されている。引き出し電極１８ｃと引き出し電極１８ｄとは連続して設けられているが、両者の境界は、第１の振動アーム部３の第１の端部に一致することとなる。
　上記のように、引き出し電極１８ｃ，１８ｄにより、第３の励振電極１３及び第４の励振電極１４が、第２の励振電極２２、引き出し電極１８ｂ、第１の励振電極２１、引き出し電極１８ａを介して、第２の端子電極１６に電気的に接続されている。
　なお、上記音叉型水晶振動子１の製造に際しては、先ず、第１，第２の振動アーム部３，４及び基部２を構成する部分を、水晶基板を機械加工することによって得る。しかる後、レジストパターンを形成した後、薄膜形成法により電極を形成することにより、第１～第４の励振電極１１～１４，２１～２４、引き出し電極１７ａ～１７ｄ，１８ａ～１８ｄ、並びに端子電極１５，１６を同時に形成することができる。
　図２（ｃ）に示すように、本実施形態の音叉型水晶振動子１では、上記引き出し電極１７ａ～１７ｄ，１８ａ～１８ｄが、第２の主面３ｂ，４ｂ上には設けられていない。すなわち、第２の主面３ｂ，４ｂとは異なる面に設けられている。基部２の第２の主面上にも引き出し電極１７ａ～１７ｄ，１８ａ～１８ｄは設けられていない。
　従って、上記音叉型水晶振動子１における電極形成に際しては、第２の主面３ｂ，４ｂ側からの電極形成工程を必要としない。よって、電極形成工程の簡略化、ひいては製造工程の簡略化を図ることができる。
　加えて、上記貫通孔５を形成した後に、第１～第４の励振電極１１～１４，２１～２４を形成すればよい。そのため、引き出し電極１７ａ～１７ｄ，１８ａ～１８ｄ及び端子電極１５，１６と同じ工程で、励振電極１１～１４，２１～２４を形成することも可能である。従って、電極形成工程全体の簡略化も図り得る。
　図３は、本発明の第２の実施形態に係る音叉型水晶振動子の平面図である。本発明の第２の実施形態に係る音叉型水晶振動子３１は、基部２に対して連結部３２を介して支持部３３が設けられている。支持部３３は、第１の支持腕３３ａ及び第２の支持腕３３ｂを有する。第１，第２の支持腕３３ａ，３３ｂは、第１，第２の振動アーム部３，４と同じ方向に延ばされている。第１，第２の支持腕３３ａ，３３ｂ間に、第１，第２の振動アーム部３，４が配置されている。
　第１の端子電極１５及び第２の端子電極１６は、それぞれ、支持部３３の第１の支持腕３３ａ及び第２の支持腕３３ｂ上に至るように設けられている。その他の構造は、第１の実施形態と同様である。従って、第１の実施形態と同一部分については同一の参照番号を付することにより、その説明を省略する。
　本実施形態の音叉型水晶振動子３１においても、第１の実施形態と同様に、第１，第２の振動アーム部３，４及び基部２の第２の主面側には引き出し電極１７ａ～１７ｄ，１８ａ～１８ｄは設けられていない。すなわち第２の主面とは異なる面に引き出し電極１７ａ～１７ｄ，１８ａ～１８ｄが設けられている。よって、第１の実施形態と同様に電極形成工程の簡略化を図ることができる。
　なお、連結部３２は、基部２よりも幅方向の寸法が小さい。従って、支持部３３により外部から機械的に支持したとしても、支持により音叉型水晶振動子３１における振動姿態への影響を抑制することが可能とされている。
　上述した第１，第２の実施形態では、第１，第２の振動アーム部３，４が設けられていたが、３以上の振動アーム部が設けられていてもよい。さらに、複数の桟６を貫通孔５に配置したが、桟６は必ずとも設けられずともよい。
１…音叉型水晶振動子
２…基部
３，４…第１，第２の振動アーム部
３ａ，４ａ…第１の主面
３ｂ，４ｂ…第２の主面
３ｃ，４ｃ…第１の側面
３ｄ，４ｄ…第２の側面
３ｅ，４ｅ…第１の振動部
３ｆ，４ｆ…第２の振動部
５…貫通孔
６…桟
１１～１４…第１～第４の励振電極
１５，１６…第１，第２の端子電極
１７ａ～１７ｄ，１８ａ～１８ｄ…引き出し電極
２１～２４…第１～第４の励振電極
３１…音叉型水晶振動子
３２…連結部
３３…支持部
３３ａ，３３ｂ…第１，第２の支持腕

Claims (5)

  1. 　基部と、
    　第１の端部と、第１の端部と反対側の第２の端部とを有し、前記第１の端部と前記第２の端部とを結ぶ方向が長さ方向、前記長さ方向と直交する方向が幅方向、前記長さ方向及び前記幅方向と直交する方向が厚み方向とされており、前記第１の端部が前記基部に連ねられており、水晶からなる複数の振動アーム部とを備え、
    　各振動アーム部は、前記長さ方向に延び、前記厚み方向において対向し合っている第１及び第２の主面と、前記長さ方向に延び、前記幅方向において対向し合っている第１及び第２の側面とを有し、前記第１の主面から前記第２の主面に向かって前記振動アーム部を貫いている貫通孔が設けられており、前記貫通孔と前記第１の側面との間の部分が第１の振動部を構成しており、前記貫通孔と前記第２の側面との間の部分が第２の振動部を構成しており、
    　前記第１の振動部において、前記第１の側面に設けられている第１の励振電極と、
    　前記第２の振動部において、前記第２の側面に設けられている第２の励振電極と、
    　前記貫通孔の前記第１の振動部側の内側面に設けられている第３の励振電極と、
    　前記貫通孔の前記第２の振動部側の内側面に設けられている第４の励振電極と、
    　前記第１，第３の励振電極により前記第１の振動部に印加される電界の方向と、前記第２，第４の励振電極により前記第２の振動部に印加される電界の方向とが逆方向となるように前記第１～第４の励振電極のいずれかに接続されている第１，第２の端子電極と、
    　前記第１，第２の端子電極と前記第１～第４の励振電極のいずれかとを電気的に接続している引き出し電極とをさらに備え、
    　前記引き出し電極が、前記振動アーム部の前記第２の主面とは異なる面に設けられている、音叉型水晶振動子。
  2. 　前記基部が、前記振動アーム部の第１及び第２の主面と連なっている第１及び第２の主面を有し、前記第１及び第２の端子電極が、前記基部の前記第１の主面に設けられている、請求項１に記載の音叉型水晶振動子。
  3. 　前記各振動アーム部が、前記貫通孔を複数の貫通孔部分に区画するように幅方向に延びる、桟を有する、請求項１又は２に記載の音叉型水晶振動子。
  4. 　前記基部に、幅方向の寸法が前記基部よりも小さい連結部を介して連ねられている支持部をさらに備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の音叉型水晶振動子。
  5. 　前記支持部が、前記振動アーム部の長さ方向に延びる支持腕を有する、請求項４に記載の音叉型水晶振動子。
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