圧電振動子の製造方法及び圧電振動子
【課題】 製造時における周波数調整を容易且つ精度よく行うとともに、製造後においても周波数変動やバラツキを防止して安定した発振周波数を得ることが可能な圧電振動子の製造方法を提供することである。
【解決手段】 励振電極２９，３０が形成された振動腕部２３，２４に周波数調整領域を設けることによって、発振周波数Ｆを所定の目標周波数ｆ０に調整する圧電振動子の製造方法において、前記周波数調整領域に第１の金属膜３１を形成した後、この第１の金属膜３１にレーザビームを照射することによって発振周波数Ｆを粗調整する粗調整工程Ａと、前記粗調整された第１の金属膜３１の表面に第２の金属膜３３を形成した後、この第２の金属膜３３にイオンビームを照射することによって発振周波数Ｆを目標周波数ｆ０に向けて微調整する微調整工程Ｂとを備えた。
【解決手段】 励振電極２９，３０が形成された振動腕部２３，２４に周波数調整領域を設けることによって、発振周波数Ｆを所定の目標周波数ｆ０に調整する圧電振動子の製造方法において、前記周波数調整領域に第１の金属膜３１を形成した後、この第１の金属膜３１にレーザビームを照射することによって発振周波数Ｆを粗調整する粗調整工程Ａと、前記粗調整された第１の金属膜３１の表面に第２の金属膜３３を形成した後、この第２の金属膜３３にイオンビームを照射することによって発振周波数Ｆを目標周波数ｆ０に向けて微調整する微調整工程Ｂとを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振周波数の調整工程を備えた圧電振動子の製造方法及び圧電振動子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動子の一つである音叉型圧電振動子は、基部と、この基部から延びる一対の振動腕部とを有し、この振動腕部の表面に励振電極を形成することによって、所定の周波数で発振させている。
【０００３】
このような圧電振動子にあっては、目標とする発振周波数が得られるように、設計時において各部の寸法や励振電極パターンなどが設定される。ただし、このような設計値に基づいて製造されていても、製造条件や周囲環境によって目標値からずれる場合があるため、製造の最終段階で発振周波数の調整が行われている。
【０００４】
前記音叉型圧電振動子における発振周波数の調整は、振動腕部の先端部の重さを変えることによって行っている（特許文献１、２）。このような調整方法としては、振動腕部の先端部に金属膜を蒸着することによって徐々に重くしながら周波数を下げる方向で調整する方法と、振動腕部の先端部をレーザビームやイオンビームなどで削り取るようにして軽くしながら周波数を上げる方向で調整する方法とがある。特に小型の音叉型圧電振動子にあっては、調整位置の精度が出しやすいことから、レーザビームを用いた調整方法が広く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３３２８７１号公報
【特許文献２】特開２００３−３３２８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レーザビームによる調整は、光エネルギーをφ５〜３０μｍのような狭い範囲に集中させ、照射部の金属を瞬間的に蒸発させるため、周波数の調整量が多く取れるというメリットがある。一方、前記レーザビームを照射した周辺には蒸発しきれなかった金属が粒となって残留しやすく、この金属粒が衝撃や経年変化等の影響で取れることで周波数変動を引き起こす場合があった。
【０００７】
また、イオンビームによる調整は、振動腕先端の広い範囲（例えば、５００Ｘ５００μｍ）にビームを照射し、金属の厚さを全体的に少しずつ薄くすることで質量を変化させて周波数を調整する方法である。レーザビームのような金属粒の発生はないが、ソフトなビームであるため、周波数調整のレートが上げられず、広い範囲の周波数調整には時間がかかり、大量生産には不向きである。
【０００８】
通常、調整前の圧電片の周波数バラツキは、圧電片の形状加工の寸法ズレにより発生する。圧電片が小型化するにつれて、相対的な寸法ズレ幅が大きくなるため、周波数のバラツキが大きくなってしまう。周波数調整量は、小型のものほど大きくなるという傾向があることから初期段階の周波数調整はレーザビームの照射によって行うことが多いが、上述したように、調整後において発振周波数が変動するおそれがある。
【０００９】
一方、イオンビームによれば、周波数の微調整が可能であるため、調整の最終段階で使用する場合があるが、広い範囲の周波数調整には適さない。そこでレーザビームで粗調整をした後にイオンビームで微調整をするという工程を取ることがある。しかし、このイオンビームは、振動腕部の先端部全体の金属部分を薄くしていく加工を行うため、レーザビーム調整の後にイオンビーム調整をする場合、レーザ痕によりイオンビーム調整する部分の金属面積が個々に異なる。このため、調整時における周波数調整レートが安定せず、結果的に周波数の調整精度が悪化するという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、製造時における周波数調整を容易且つ精度よく行うとともに、製造後においても周波数変動やバラツキを防止して安定した発振周波数を得ることが可能な圧電振動子の製造方法及び圧電振動子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の圧電振動子の製造方法は、励振電極が形成された圧電振動部に周波数調整領域を設けることによって、前記圧電振動部の発振周波数を所定の目標周波数に調整する圧電振動子の製造方法において、前記周波数調整領域に第１の金属膜を形成した後、この第１の金属膜にレーザビームを照射することによって前記発振周波数を粗調整する粗調整工程と、前記粗調整された第１の金属膜の表面に第２の金属膜を形成した後、この第２の金属膜にイオンビームを照射することによって前記発振周波数を目標周波数に向けて微調整する微調整工程とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の圧電振動子は、励振電極が形成された圧電振動部に周波数調整領域を有する圧電振動子において、前記周波数調整領域は、質量を調整するためのレーザビーム痕が形成された第１の金属膜と、該第１の金属膜の表面に形成され、前記レーザビーム痕を被覆するとともに、イオンビームの照射によって所定の周波数となるように厚みが調整された第２の金属膜とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の圧電振動子の製造方法によれば、圧電振動部の周波数調整領域を粗調整工程で目標とする周波数の近傍にシフトさせ、さらに、微調整工程において、前記粗調整工程でシフトされた周波数を目標値に収束させることができる。このように、第１の金属膜及びこの第１の金属膜に照射させるレーザビームと、第２の金属膜及びこの第２の金属膜に照射させるイオンビームとの組み合わせによって、圧電振動部の周波数調整が容易で精度の高い圧電振動子の製造が可能となった。
【００１４】
また、本発明の圧電振動子によれば、圧電振動部の周波数調整領域をレーザビーム痕が形成された第１の金属膜と、前記レーザビーム痕を含む第１の金属膜上にイオンビームによって厚み調整された第２の金属膜とによって、目標とする周波数に適合させるとともに、この周波数を維持しつつ安定して発振させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る圧電振動子の平面図である。
【図２】上記圧電振動子のＡ―Ａ断面図である。
【図３】振動腕部の表裏両面に周波数調整領域を設けた圧電振動子の要部断面図である。
【図４】上記圧電振動子の製造方法を示す工程図である。
【図５】音叉型の圧電振動子の各種の形態を示す平面図である。
【図６】幅縦振動圧電振動子及び長さ縦振動圧電振動子の平面図である。
【図７】幅縦長さ縦結合振動モードの圧電振動子の調整工程を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の圧電振動子及び製造方法の実施形態を添付図面に基づいて説明する。本実施形態の圧電振動子は、電気軸をＸ軸、機械軸をＹ軸、光軸をＺ軸とした水晶原石の直交座標系においてカットされた水晶板を音叉型に加工して形成されている。なお、この圧電振動子は、ＸＹＺからなる三次元の直交座標系のＸ−Ｙ平面（Ｚ板）をＸ軸回転で−７〜＋７度回転させたＸＹ´Ｚ´の座標系の水晶片に加工され、振動周波数の範囲が３２〜３３ｋＨｚに設定される。本実施形態の圧電振動子では、目標周波数として時計用の基準信号として現在広く用いられている３２．７６８ｋＨｚを設定している。
【００１７】
図１は、本実施形態における圧電振動子２１の全体の基本形状を示したものであり、図２は、前記圧電振動子２１のＡ−Ａ断面を示したものである。この圧電振動子２１は、基材である前記水晶片から、矩形状の基部２２と、この基部２２から平行に延び、屈曲振動を生じさせる一対の圧電振動部（振動腕部）２３，２４と、この振動腕部２３，２４の外側に沿って、前記基部２２から延びる一対の支持腕部２５，２６とを有して構成されている。また、前記振動腕部２３，２４の外表面には、極性の異なる励振電極２９，３０が形成されている。この励振電極２９，３０は、前記一対の支持腕部２５，２６の先端部から前記振動腕部２３，２４の先端部にかけて連続して形成される。
【００１８】
前記振動腕部２３，２４は、基部２２の一端からＹ軸方向に延び、Ｘ軸方向に平行する一対の細長い四角柱体であり、表面側（＋Ｚ面）及び裏面側（−Ｚ面）にそれぞれのＹ軸方向に沿って溝部２７，２８が設けられる。この溝部２７，２８は振動腕部２３，２４の＋Ｚ面を長手（Ｙ軸）方向と−Ｚ面を長手（Ｙ軸）方向に沿って設けられる。前記溝部２７，２８は、略同一の溝幅、溝長及び溝厚によって形成されている。
【００１９】
前記支持腕部２５，２６は、その先端部分で前記基部２２及び振動腕部２３，２４を図示しないケース内に支持するとともに、このケース内に設けられている端子電極部との導通を図っている。このように、前記支持腕部２５，２６を長く延ばすことによって、前記ケースが受ける衝撃が直接振動腕部２３，２４に伝わらないようにするとともに、この振動腕部２３，２４で生じた音叉振動の漏れを防止することができる。
【００２０】
上記構造の圧電振動子２１は、一対の振動腕部２３，２４の各先端部が周波数調整領域Ｃとなっている。この周波数調整領域Ｃは、図２に示すように、励振電極２９，３０の表面に形成され、レーザビームの照射によって一部が蒸発して除去されたレーザ加工部３２を有する第１の金属膜３１と、この第１の金属膜３１の表面に被覆形成され、イオンビームの照射によって所定の厚みに形成された第２の金属膜３３との積層構造となっている。
【００２１】
前記第１の金属膜３１は、励振電極２９，３０の表面に、この励振電極２９，３０と同じ導電性の金属材料を塗布あるいは蒸着することによって形成された所定厚みの金属膜である。前記レーザ加工部３２は、前記第１の金属膜３１の表面の一部が蒸発することによって除去されたレーザビーム痕となっている。前記第１の金属膜３１が振動腕部２３，２４の先端部に一様に形成された段階では、発振周波数Ｆが目標周波数ｆ０よりも数パーセント低くなるように製造され、水晶片個々の周波数バラツキにより調整された前記レーザビーム痕を設けることによって、目標周波数ｆ０よりも若干高い周波数帯にシフト調整されている。なお、符号３４は、レーザビームによって蒸発しきれずに付着した粒状の金属屑である。
【００２２】
前記第２の金属膜３３は、前記レーザ加工部３２を含む第１の金属膜３１の表面に所定の厚みで形成される。この第２の金属膜３３の下地金属は、レーザビーム痕が形成されている水晶片の表面との接着強度の高い金属、例えば、クロム、ニッケル、チタンなどが適している。下地金属としての機能を保持するためには、５０〜５００Å程度の厚みで十分である。第２の金属膜３３の主金属は、圧電振動子２１の周波数変動を防止する目的のため、酸化の起きにくい金、銀、白金などの貴金属膜が適しており、膜の総厚みは、金属屑３４を強固に固定するため２０００Å以上であることが望ましい。また、この主金属はイオンビームで周波数調整を行う場合のトリミング材として使われるため、周波数調整後には当初の厚みより薄くなる。このため、周波数調整後に１５００Å以上の厚さになるように設定する必要がある。しかしながら、このような貴金属は高価であり、多用できないことから、第２の金属膜３３は下地金属を１０００Å以上とし、イオンビームを照射する表面にのみ１０００Å程度の貴金属膜を形成してもよい。周波数調整後における前記第２の金属膜３３の厚みを５００Å、１０００Å、１５００Å、２０００Åに設定して信頼性確認試験を行った結果を表１に示す。なお、この信頼性確認試験の項目は、リフロー耐熱性試験２回と、パーツフィーダに２時間投入したときの振動試験である。
【００２３】
【表１】
【００２４】
上記実施形態では、第１の金属膜３１及び第２の金属膜３３からなる周波数調整領域Ｃを振動腕部２３，２４の上面側に形成したが、図３に示すように、下面側にも同様な周波数調整領域Ｃ´を設けることができる。この周波数調整領域Ｃ´は、周波数調整領域Ｃと対照とし、同一の符号を付したが、レーザ加工部３２の形状や大きさ、あるいは、第１の金属膜３１及び第２の金属膜３３の厚み等は、全体の周波数調整量に応じて適宜設定される。このように、上下両面に周波数調整領域Ｃ，Ｃ´を設けることで、周波数の調整レートを広くすることができる。なお、前記周波数調整領域Ｃ，Ｃ´は、図示したように上面と下面とで対照である必要はないが、左右それぞれの振動腕部２３，２４の質量バランスがとれている方が発振周波数のバラツキや変動を抑えることができる。
【００２５】
次に、上記圧電振動子２１の成型後における周波数調整工程を図４に基づいて説明する。図１に示したような音叉型に成型された圧電振動子２１に励振電極２９，３０を形成する際には、設計時に設定される目標周波数ｆ０よりも３００〜５０００Ｈｚ程度の周波数幅ｆ１分だけ、発振周波数が高めとなるように形成される（工程ａ）。この状態から、以下に示す粗調整工程Ａ及び微調整工程Ｂによって、目標周波数ｆ０に近づけるための調整が行われる。
【００２６】
粗調整工程Ａでは、先ず、目標周波数ｆ０よりも１０〜２０００Ｈｚ程度低くなるように設定するために、一対の振動腕部２３，２４の先端部分の励振電極２９，３０上にさらにこの励振電極２９，３０と同じ導電部材である第１の金属膜３１を厚めに形成しておく（工程ｂ）。このときの金属膜の厚みは、金材料を用いた場合、０．３〜３μｍ程度となる。そして、この第１の金属膜３１にレーザビームを所定量照射することによって、レーザ加工部３２の一部が蒸発したレーザビーム痕を生じさせる。このレーザビーム痕は、レーザビームを振動腕部２３，２４の幅方向に対して走査を繰り返すことによって形成され、所定の深さ及び幅を有した複数の溝となっている。このようなレーザビーム痕を形成することによって、振動腕部２３，２４の先端部の質量が減少し、目標周波数ｆ０よりも若干高め（数十〜数百Ｈｚ程度）にシフト調整される（工程ｃ）。なお、このレーザビーム照射によって調整される周波数バラツキは、数Ｈｚ〜数十Ｈｚ程度が望ましい。
【００２７】
前記レーザビームを照射した第１の金属膜３１の表面又はその周辺には、例えば図２に示したような粒状の金属屑３４が残るが、この金属屑３４も発振周波数Ｆを規定する質量に含まれているため、脱落等しないように第２の金属膜３３でコーティングする（工程ｄ）。この第２の金属膜３３のコーティングによって、発振周波数Ｆが目標周波数ｆ０よりも若干低め（数Ｈｚ〜数十Ｈｚ）となるようにシフト設定される。なお、前記コーティングは、スパッタ、蒸着、メッキなどによって行われる。
【００２８】
このように、第２の金属膜３３を第１の金属膜３１の上面にコーティングすることによって、前記レーザビーム照射によって調整された第１の金属膜３１の質量とともに、周波数のバラツキもそのままの状態で保持される。このため、第２の金属膜３３によって微調整する際の基準値が変動することがない。
【００２９】
微調整工程Ｂは、目標周波数ｆ０に一致させるための微調整を行う工程であり、前記コーティングされた第２の金属膜３３の厚みを薄くすることで、周波数を徐々に上げていき、目標周波数ｆ０に略一致させる（工程ｅ）。この工程は、圧電振動子２１をパッケージ化する最終段階で行われ、前記第２の金属膜３３の厚みを調整する手段としてイオンビームが用いられる。このイオンビームは、前述したように、レーザビームに比べて加工速度が緩やかであるため、照射した部分から金属膜を徐々に薄くすることができる。したがって、照射範囲や照射時間を制御することで、バリや粒状の金属屑３４が残ることなく、表面をきれいに仕上げることができる。また、前記第２の金属膜３３は、金属痕３４が残るレーザ加工部３２だけでなく、第１の金属膜３１全体を覆うように被覆形成される。
【００３０】
実際にレーザ加工を施した後のレーザ加工部３２は、基材である水晶片の表面が露出しているため、この部分にイオンビームを照射しても質量変化が起こらず周波数が変動しない。イオンビーム照射範囲の金属膜面積が水晶片個々にバラツキがあると、イオンビーム照射時の質量変化のバラツキとなり周波数調整精度に影響するが、本発明の圧電振動子にあっては、第２の金属膜３３で水晶片の表面全体が覆われているため、周波数調整精度に影響を及ぼさない。なお、イオンビームによって、前記第２の金属膜の全体を薄くする加工を施すことで、粗調整工程Ａで生じた金属屑３４の密着が弱くなる場合もある。このような場合は、第２の金属膜３３を形成する際に、イオンビームの照射加工によって薄くする分を考慮し、多少厚めに形成しておくことで、発生した金属屑３４の密着強度の低下を防止することができる。
【００３１】
なお、前記粗調整工程Ａ及び微調整工程Ｂは、振動腕部２３，２４の裏面に対しても同様の方法で施すことができる。
【００３２】
上記周波数調整領域は、音叉型の圧電振動子の場合、周波数調整レートが高くとれるとともに、調整のしやすい振動腕部２３，２４の中心部から先端角部にかかる範囲内に設定するのが効果的である。このうち、先端角部近傍が最も調整レートが高く、基部２２に向かうにしたがって低くなる。本実施形態では、レーザ加工部３２を第１の金属膜３３が形成されている振動腕部２３，２４の先端角部から僅かに内側寄りに設定したが、先端角部に設定してもよい。このように、前記レーザ加工部３２は、調整する周波数幅に応じて任意に設定することができる。
【００３３】
音叉型の圧電振動子は、図１に示した形態の他に、例えば、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示したように、基部４２ａ，４２ｂ，４２ｃや振動腕部４３ａ，４３ｂ，４３ｃの先端部分の形状が異なるものがある。このような各種形態の音叉型の圧電振動子４１ａ，４１ｂ，４１ｃであっても、振動腕部の先端部分に周波数調整領域４４ａ，４４ｂ，４４ｃを設定し、この周波数調整領域に対して、前記粗調整工程及び微調整工程を施すことによって、発振周波数を目標周波数に精度よく適合させることができる。なお、前記振動腕部が３本以上備えた構造の音叉型の圧電振動子であっても同様である。
【００３４】
本発明による周波数の調整方法は、音叉型以外の厚みすべり振動や幅縦振動や長さ縦振動など、あらゆる圧電振動子にも応用可能である。例えば、輪郭振動系の圧電振動子であれば、振動板輪郭部の質量付加除去が周波数調整に有効であるため、輪郭部に重り電極を付加し、レーザビームによる粗調整工程、その後の第２電極形成及びイオンビームによる微調整工程を適用することによって、発振周波数を精度よく且つ容易に調整することができる。
【００３５】
図６（ａ）は幅縦振動を生じさせる幅縦振動型の圧電振動子５１を示したものである。この圧電振動子５１は、長方形状の圧電振動部５３と、この圧電振動部５３の対向する短辺側を支持する一対の支持腕部５２とを有して形成されている。前記圧電振動部５３における周波数調整領域５４は、対向する長辺に沿って設定され、ここに前記粗調整工程及び微調整工程が施される。
【００３６】
図６（ｂ）は長さ縦振動を生じさせる長さ縦振動型の圧電振動子６１を示したものである。この圧電振動子６１は、縦長形状の圧電振動部６３と、この圧電振動部６３の対向する長辺側を支持する一対の支持腕部６２とを有して形成されている。前記圧電振動部６３における周波数調整領域６４は、対向する短辺に沿って設定され、ここに前記粗調整工程及び微調整工程が施される。
【００３７】
図７は前記幅縦振動と長さ縦振動を結合させた幅縦長さ縦振動型の圧電振動子７１における発振周波数の調整工程を示したものである。この圧電振動子７１は、励振電極が表面に形成された矩形状の圧電振動部７３と、この圧電振動部７３の対向する短辺側を支持する支持腕部７２とを有して形成されている（ａ）。前記圧電振動部７３の各辺に沿って、励振電極の表面に第１の金属膜３１を形成する（ｂ）。この第１の金属膜３１の表面にレーザ光の照射によって一部を蒸発させたレーザビーム痕３５を形成する（ｃ）。前記レーザビーム痕３５を覆うようにして第２の金属膜３３を形成し、この第２の金属膜３３をイオンビームの照射によって、目標周波数となるように厚みを調整する（ｄ）。
【００３８】
図６及び図７に示した圧電振動子は、輪郭振動系に属しているが、この輪郭振動系には上記以外にもラーメモード振動、幅滑り振動などがある。このようなラーメモード振動や幅滑り振動を生じさせる圧電振動子であっても、圧電振動部の各辺の近傍に周波数調整領域を設けて、粗調整工程及び微調整工程を施すことで、発振周波数の調整精度を高めることができる。なお、前記周波数調整領域は、屈曲振動系及び輪郭振動系のいずれの圧電振動子であっても、図示した箇所に限定されることはなく、このうちの最低１か所以上に設ければよく、発振周波数の調整幅に応じて適宜設定される。このような調整工程を経て形成された圧電振動子は、設定された目標周波数で変動のない安定した発振周波数を得ることができる。
【００３９】
また、最終調整もイオンビームに限らず、たとえばφ１〜５μｍのような超微細レーザトリミングなどでは金属屑も発生せず調整後にも良好な特性が保持できるが、このような場合にも第２の金属膜を形成することで、周波数粗調整時に発生する金属屑を固着させる効果があり、適用可能である。
【００４０】
以上説明したように、本発明の圧電振動子の製造方法によれば、振動腕部の表面に所定厚みに形成した第１の金属膜をレーザビームの照射によって一部を蒸発除去させることで発振周波数の粗調整を行うことができる。また、前記第１の金属膜の表面に第２の金属膜を被せて所定厚みに形成することによって、発振周波数を目標周波数に略一致させるような微調整を行うことができる。また、前記第２の金属膜を第１の金属膜上に被せることで、レーザビームの照射によって生じる第１の金属膜に生じたレーザビーム痕を保持することができるとともに、後の微調整に要する調整範囲を絞り込むことができるので、精度の高い周波数調整を行うことが可能となった。
【００４１】
また、本発明の圧電振動子によれば、質量及び厚みが調整された第１の金属膜及び第２の金属膜によって、振動腕部の質量が目標周波数に合わせて設定されているため、発振周波数を安定した状態で長期間維持させることができる。
【符号の説明】
【００４２】
Ｃ，Ｃ´ 周波数調整領域
Ｆ 発振周波数
ｆ０ 目標周波数
２１ 圧電振動子
２２ 基部
２３，２４ 振動腕部（圧電振動部）
２５，２６ 支持腕部
２７，２８ 溝部
２９，３０ 励振電極
３１ 第１の金属膜
３２ レーザ加工部
３３ 第２の金属膜
３４ 金属屑
３５ レーザビーム痕
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ 圧電振動子
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ 基部
４３ａ，４３ｂ，４３ｃ 振動腕部（圧電振動部）
４４ａ，４４ｂ，４４ｃ 周波数調整領域
５１，６１，７１ 圧電振動子
５２，６２，７２ 支持腕部
５３，６３，７３ 圧電振動部
５４，６４，７４ 周波数調整領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振周波数の調整工程を備えた圧電振動子の製造方法及び圧電振動子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動子の一つである音叉型圧電振動子は、基部と、この基部から延びる一対の振動腕部とを有し、この振動腕部の表面に励振電極を形成することによって、所定の周波数で発振させている。
【０００３】
このような圧電振動子にあっては、目標とする発振周波数が得られるように、設計時において各部の寸法や励振電極パターンなどが設定される。ただし、このような設計値に基づいて製造されていても、製造条件や周囲環境によって目標値からずれる場合があるため、製造の最終段階で発振周波数の調整が行われている。
【０００４】
前記音叉型圧電振動子における発振周波数の調整は、振動腕部の先端部の重さを変えることによって行っている（特許文献１、２）。このような調整方法としては、振動腕部の先端部に金属膜を蒸着することによって徐々に重くしながら周波数を下げる方向で調整する方法と、振動腕部の先端部をレーザビームやイオンビームなどで削り取るようにして軽くしながら周波数を上げる方向で調整する方法とがある。特に小型の音叉型圧電振動子にあっては、調整位置の精度が出しやすいことから、レーザビームを用いた調整方法が広く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３３２８７１号公報
【特許文献２】特開２００３−３３２８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レーザビームによる調整は、光エネルギーをφ５〜３０μｍのような狭い範囲に集中させ、照射部の金属を瞬間的に蒸発させるため、周波数の調整量が多く取れるというメリットがある。一方、前記レーザビームを照射した周辺には蒸発しきれなかった金属が粒となって残留しやすく、この金属粒が衝撃や経年変化等の影響で取れることで周波数変動を引き起こす場合があった。
【０００７】
また、イオンビームによる調整は、振動腕先端の広い範囲（例えば、５００Ｘ５００μｍ）にビームを照射し、金属の厚さを全体的に少しずつ薄くすることで質量を変化させて周波数を調整する方法である。レーザビームのような金属粒の発生はないが、ソフトなビームであるため、周波数調整のレートが上げられず、広い範囲の周波数調整には時間がかかり、大量生産には不向きである。
【０００８】
通常、調整前の圧電片の周波数バラツキは、圧電片の形状加工の寸法ズレにより発生する。圧電片が小型化するにつれて、相対的な寸法ズレ幅が大きくなるため、周波数のバラツキが大きくなってしまう。周波数調整量は、小型のものほど大きくなるという傾向があることから初期段階の周波数調整はレーザビームの照射によって行うことが多いが、上述したように、調整後において発振周波数が変動するおそれがある。
【０００９】
一方、イオンビームによれば、周波数の微調整が可能であるため、調整の最終段階で使用する場合があるが、広い範囲の周波数調整には適さない。そこでレーザビームで粗調整をした後にイオンビームで微調整をするという工程を取ることがある。しかし、このイオンビームは、振動腕部の先端部全体の金属部分を薄くしていく加工を行うため、レーザビーム調整の後にイオンビーム調整をする場合、レーザ痕によりイオンビーム調整する部分の金属面積が個々に異なる。このため、調整時における周波数調整レートが安定せず、結果的に周波数の調整精度が悪化するという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、製造時における周波数調整を容易且つ精度よく行うとともに、製造後においても周波数変動やバラツキを防止して安定した発振周波数を得ることが可能な圧電振動子の製造方法及び圧電振動子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の圧電振動子の製造方法は、励振電極が形成された圧電振動部に周波数調整領域を設けることによって、前記圧電振動部の発振周波数を所定の目標周波数に調整する圧電振動子の製造方法において、前記周波数調整領域に第１の金属膜を形成した後、この第１の金属膜にレーザビームを照射することによって前記発振周波数を粗調整する粗調整工程と、前記粗調整された第１の金属膜の表面に第２の金属膜を形成した後、この第２の金属膜にイオンビームを照射することによって前記発振周波数を目標周波数に向けて微調整する微調整工程とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の圧電振動子は、励振電極が形成された圧電振動部に周波数調整領域を有する圧電振動子において、前記周波数調整領域は、質量を調整するためのレーザビーム痕が形成された第１の金属膜と、該第１の金属膜の表面に形成され、前記レーザビーム痕を被覆するとともに、イオンビームの照射によって所定の周波数となるように厚みが調整された第２の金属膜とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の圧電振動子の製造方法によれば、圧電振動部の周波数調整領域を粗調整工程で目標とする周波数の近傍にシフトさせ、さらに、微調整工程において、前記粗調整工程でシフトされた周波数を目標値に収束させることができる。このように、第１の金属膜及びこの第１の金属膜に照射させるレーザビームと、第２の金属膜及びこの第２の金属膜に照射させるイオンビームとの組み合わせによって、圧電振動部の周波数調整が容易で精度の高い圧電振動子の製造が可能となった。
【００１４】
また、本発明の圧電振動子によれば、圧電振動部の周波数調整領域をレーザビーム痕が形成された第１の金属膜と、前記レーザビーム痕を含む第１の金属膜上にイオンビームによって厚み調整された第２の金属膜とによって、目標とする周波数に適合させるとともに、この周波数を維持しつつ安定して発振させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る圧電振動子の平面図である。
【図２】上記圧電振動子のＡ―Ａ断面図である。
【図３】振動腕部の表裏両面に周波数調整領域を設けた圧電振動子の要部断面図である。
【図４】上記圧電振動子の製造方法を示す工程図である。
【図５】音叉型の圧電振動子の各種の形態を示す平面図である。
【図６】幅縦振動圧電振動子及び長さ縦振動圧電振動子の平面図である。
【図７】幅縦長さ縦結合振動モードの圧電振動子の調整工程を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の圧電振動子及び製造方法の実施形態を添付図面に基づいて説明する。本実施形態の圧電振動子は、電気軸をＸ軸、機械軸をＹ軸、光軸をＺ軸とした水晶原石の直交座標系においてカットされた水晶板を音叉型に加工して形成されている。なお、この圧電振動子は、ＸＹＺからなる三次元の直交座標系のＸ−Ｙ平面（Ｚ板）をＸ軸回転で−７〜＋７度回転させたＸＹ´Ｚ´の座標系の水晶片に加工され、振動周波数の範囲が３２〜３３ｋＨｚに設定される。本実施形態の圧電振動子では、目標周波数として時計用の基準信号として現在広く用いられている３２．７６８ｋＨｚを設定している。
【００１７】
図１は、本実施形態における圧電振動子２１の全体の基本形状を示したものであり、図２は、前記圧電振動子２１のＡ−Ａ断面を示したものである。この圧電振動子２１は、基材である前記水晶片から、矩形状の基部２２と、この基部２２から平行に延び、屈曲振動を生じさせる一対の圧電振動部（振動腕部）２３，２４と、この振動腕部２３，２４の外側に沿って、前記基部２２から延びる一対の支持腕部２５，２６とを有して構成されている。また、前記振動腕部２３，２４の外表面には、極性の異なる励振電極２９，３０が形成されている。この励振電極２９，３０は、前記一対の支持腕部２５，２６の先端部から前記振動腕部２３，２４の先端部にかけて連続して形成される。
【００１８】
前記振動腕部２３，２４は、基部２２の一端からＹ軸方向に延び、Ｘ軸方向に平行する一対の細長い四角柱体であり、表面側（＋Ｚ面）及び裏面側（−Ｚ面）にそれぞれのＹ軸方向に沿って溝部２７，２８が設けられる。この溝部２７，２８は振動腕部２３，２４の＋Ｚ面を長手（Ｙ軸）方向と−Ｚ面を長手（Ｙ軸）方向に沿って設けられる。前記溝部２７，２８は、略同一の溝幅、溝長及び溝厚によって形成されている。
【００１９】
前記支持腕部２５，２６は、その先端部分で前記基部２２及び振動腕部２３，２４を図示しないケース内に支持するとともに、このケース内に設けられている端子電極部との導通を図っている。このように、前記支持腕部２５，２６を長く延ばすことによって、前記ケースが受ける衝撃が直接振動腕部２３，２４に伝わらないようにするとともに、この振動腕部２３，２４で生じた音叉振動の漏れを防止することができる。
【００２０】
上記構造の圧電振動子２１は、一対の振動腕部２３，２４の各先端部が周波数調整領域Ｃとなっている。この周波数調整領域Ｃは、図２に示すように、励振電極２９，３０の表面に形成され、レーザビームの照射によって一部が蒸発して除去されたレーザ加工部３２を有する第１の金属膜３１と、この第１の金属膜３１の表面に被覆形成され、イオンビームの照射によって所定の厚みに形成された第２の金属膜３３との積層構造となっている。
【００２１】
前記第１の金属膜３１は、励振電極２９，３０の表面に、この励振電極２９，３０と同じ導電性の金属材料を塗布あるいは蒸着することによって形成された所定厚みの金属膜である。前記レーザ加工部３２は、前記第１の金属膜３１の表面の一部が蒸発することによって除去されたレーザビーム痕となっている。前記第１の金属膜３１が振動腕部２３，２４の先端部に一様に形成された段階では、発振周波数Ｆが目標周波数ｆ０よりも数パーセント低くなるように製造され、水晶片個々の周波数バラツキにより調整された前記レーザビーム痕を設けることによって、目標周波数ｆ０よりも若干高い周波数帯にシフト調整されている。なお、符号３４は、レーザビームによって蒸発しきれずに付着した粒状の金属屑である。
【００２２】
前記第２の金属膜３３は、前記レーザ加工部３２を含む第１の金属膜３１の表面に所定の厚みで形成される。この第２の金属膜３３の下地金属は、レーザビーム痕が形成されている水晶片の表面との接着強度の高い金属、例えば、クロム、ニッケル、チタンなどが適している。下地金属としての機能を保持するためには、５０〜５００Å程度の厚みで十分である。第２の金属膜３３の主金属は、圧電振動子２１の周波数変動を防止する目的のため、酸化の起きにくい金、銀、白金などの貴金属膜が適しており、膜の総厚みは、金属屑３４を強固に固定するため２０００Å以上であることが望ましい。また、この主金属はイオンビームで周波数調整を行う場合のトリミング材として使われるため、周波数調整後には当初の厚みより薄くなる。このため、周波数調整後に１５００Å以上の厚さになるように設定する必要がある。しかしながら、このような貴金属は高価であり、多用できないことから、第２の金属膜３３は下地金属を１０００Å以上とし、イオンビームを照射する表面にのみ１０００Å程度の貴金属膜を形成してもよい。周波数調整後における前記第２の金属膜３３の厚みを５００Å、１０００Å、１５００Å、２０００Åに設定して信頼性確認試験を行った結果を表１に示す。なお、この信頼性確認試験の項目は、リフロー耐熱性試験２回と、パーツフィーダに２時間投入したときの振動試験である。
【００２３】
【表１】
【００２４】
上記実施形態では、第１の金属膜３１及び第２の金属膜３３からなる周波数調整領域Ｃを振動腕部２３，２４の上面側に形成したが、図３に示すように、下面側にも同様な周波数調整領域Ｃ´を設けることができる。この周波数調整領域Ｃ´は、周波数調整領域Ｃと対照とし、同一の符号を付したが、レーザ加工部３２の形状や大きさ、あるいは、第１の金属膜３１及び第２の金属膜３３の厚み等は、全体の周波数調整量に応じて適宜設定される。このように、上下両面に周波数調整領域Ｃ，Ｃ´を設けることで、周波数の調整レートを広くすることができる。なお、前記周波数調整領域Ｃ，Ｃ´は、図示したように上面と下面とで対照である必要はないが、左右それぞれの振動腕部２３，２４の質量バランスがとれている方が発振周波数のバラツキや変動を抑えることができる。
【００２５】
次に、上記圧電振動子２１の成型後における周波数調整工程を図４に基づいて説明する。図１に示したような音叉型に成型された圧電振動子２１に励振電極２９，３０を形成する際には、設計時に設定される目標周波数ｆ０よりも３００〜５０００Ｈｚ程度の周波数幅ｆ１分だけ、発振周波数が高めとなるように形成される（工程ａ）。この状態から、以下に示す粗調整工程Ａ及び微調整工程Ｂによって、目標周波数ｆ０に近づけるための調整が行われる。
【００２６】
粗調整工程Ａでは、先ず、目標周波数ｆ０よりも１０〜２０００Ｈｚ程度低くなるように設定するために、一対の振動腕部２３，２４の先端部分の励振電極２９，３０上にさらにこの励振電極２９，３０と同じ導電部材である第１の金属膜３１を厚めに形成しておく（工程ｂ）。このときの金属膜の厚みは、金材料を用いた場合、０．３〜３μｍ程度となる。そして、この第１の金属膜３１にレーザビームを所定量照射することによって、レーザ加工部３２の一部が蒸発したレーザビーム痕を生じさせる。このレーザビーム痕は、レーザビームを振動腕部２３，２４の幅方向に対して走査を繰り返すことによって形成され、所定の深さ及び幅を有した複数の溝となっている。このようなレーザビーム痕を形成することによって、振動腕部２３，２４の先端部の質量が減少し、目標周波数ｆ０よりも若干高め（数十〜数百Ｈｚ程度）にシフト調整される（工程ｃ）。なお、このレーザビーム照射によって調整される周波数バラツキは、数Ｈｚ〜数十Ｈｚ程度が望ましい。
【００２７】
前記レーザビームを照射した第１の金属膜３１の表面又はその周辺には、例えば図２に示したような粒状の金属屑３４が残るが、この金属屑３４も発振周波数Ｆを規定する質量に含まれているため、脱落等しないように第２の金属膜３３でコーティングする（工程ｄ）。この第２の金属膜３３のコーティングによって、発振周波数Ｆが目標周波数ｆ０よりも若干低め（数Ｈｚ〜数十Ｈｚ）となるようにシフト設定される。なお、前記コーティングは、スパッタ、蒸着、メッキなどによって行われる。
【００２８】
このように、第２の金属膜３３を第１の金属膜３１の上面にコーティングすることによって、前記レーザビーム照射によって調整された第１の金属膜３１の質量とともに、周波数のバラツキもそのままの状態で保持される。このため、第２の金属膜３３によって微調整する際の基準値が変動することがない。
【００２９】
微調整工程Ｂは、目標周波数ｆ０に一致させるための微調整を行う工程であり、前記コーティングされた第２の金属膜３３の厚みを薄くすることで、周波数を徐々に上げていき、目標周波数ｆ０に略一致させる（工程ｅ）。この工程は、圧電振動子２１をパッケージ化する最終段階で行われ、前記第２の金属膜３３の厚みを調整する手段としてイオンビームが用いられる。このイオンビームは、前述したように、レーザビームに比べて加工速度が緩やかであるため、照射した部分から金属膜を徐々に薄くすることができる。したがって、照射範囲や照射時間を制御することで、バリや粒状の金属屑３４が残ることなく、表面をきれいに仕上げることができる。また、前記第２の金属膜３３は、金属痕３４が残るレーザ加工部３２だけでなく、第１の金属膜３１全体を覆うように被覆形成される。
【００３０】
実際にレーザ加工を施した後のレーザ加工部３２は、基材である水晶片の表面が露出しているため、この部分にイオンビームを照射しても質量変化が起こらず周波数が変動しない。イオンビーム照射範囲の金属膜面積が水晶片個々にバラツキがあると、イオンビーム照射時の質量変化のバラツキとなり周波数調整精度に影響するが、本発明の圧電振動子にあっては、第２の金属膜３３で水晶片の表面全体が覆われているため、周波数調整精度に影響を及ぼさない。なお、イオンビームによって、前記第２の金属膜の全体を薄くする加工を施すことで、粗調整工程Ａで生じた金属屑３４の密着が弱くなる場合もある。このような場合は、第２の金属膜３３を形成する際に、イオンビームの照射加工によって薄くする分を考慮し、多少厚めに形成しておくことで、発生した金属屑３４の密着強度の低下を防止することができる。
【００３１】
なお、前記粗調整工程Ａ及び微調整工程Ｂは、振動腕部２３，２４の裏面に対しても同様の方法で施すことができる。
【００３２】
上記周波数調整領域は、音叉型の圧電振動子の場合、周波数調整レートが高くとれるとともに、調整のしやすい振動腕部２３，２４の中心部から先端角部にかかる範囲内に設定するのが効果的である。このうち、先端角部近傍が最も調整レートが高く、基部２２に向かうにしたがって低くなる。本実施形態では、レーザ加工部３２を第１の金属膜３３が形成されている振動腕部２３，２４の先端角部から僅かに内側寄りに設定したが、先端角部に設定してもよい。このように、前記レーザ加工部３２は、調整する周波数幅に応じて任意に設定することができる。
【００３３】
音叉型の圧電振動子は、図１に示した形態の他に、例えば、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示したように、基部４２ａ，４２ｂ，４２ｃや振動腕部４３ａ，４３ｂ，４３ｃの先端部分の形状が異なるものがある。このような各種形態の音叉型の圧電振動子４１ａ，４１ｂ，４１ｃであっても、振動腕部の先端部分に周波数調整領域４４ａ，４４ｂ，４４ｃを設定し、この周波数調整領域に対して、前記粗調整工程及び微調整工程を施すことによって、発振周波数を目標周波数に精度よく適合させることができる。なお、前記振動腕部が３本以上備えた構造の音叉型の圧電振動子であっても同様である。
【００３４】
本発明による周波数の調整方法は、音叉型以外の厚みすべり振動や幅縦振動や長さ縦振動など、あらゆる圧電振動子にも応用可能である。例えば、輪郭振動系の圧電振動子であれば、振動板輪郭部の質量付加除去が周波数調整に有効であるため、輪郭部に重り電極を付加し、レーザビームによる粗調整工程、その後の第２電極形成及びイオンビームによる微調整工程を適用することによって、発振周波数を精度よく且つ容易に調整することができる。
【００３５】
図６（ａ）は幅縦振動を生じさせる幅縦振動型の圧電振動子５１を示したものである。この圧電振動子５１は、長方形状の圧電振動部５３と、この圧電振動部５３の対向する短辺側を支持する一対の支持腕部５２とを有して形成されている。前記圧電振動部５３における周波数調整領域５４は、対向する長辺に沿って設定され、ここに前記粗調整工程及び微調整工程が施される。
【００３６】
図６（ｂ）は長さ縦振動を生じさせる長さ縦振動型の圧電振動子６１を示したものである。この圧電振動子６１は、縦長形状の圧電振動部６３と、この圧電振動部６３の対向する長辺側を支持する一対の支持腕部６２とを有して形成されている。前記圧電振動部６３における周波数調整領域６４は、対向する短辺に沿って設定され、ここに前記粗調整工程及び微調整工程が施される。
【００３７】
図７は前記幅縦振動と長さ縦振動を結合させた幅縦長さ縦振動型の圧電振動子７１における発振周波数の調整工程を示したものである。この圧電振動子７１は、励振電極が表面に形成された矩形状の圧電振動部７３と、この圧電振動部７３の対向する短辺側を支持する支持腕部７２とを有して形成されている（ａ）。前記圧電振動部７３の各辺に沿って、励振電極の表面に第１の金属膜３１を形成する（ｂ）。この第１の金属膜３１の表面にレーザ光の照射によって一部を蒸発させたレーザビーム痕３５を形成する（ｃ）。前記レーザビーム痕３５を覆うようにして第２の金属膜３３を形成し、この第２の金属膜３３をイオンビームの照射によって、目標周波数となるように厚みを調整する（ｄ）。
【００３８】
図６及び図７に示した圧電振動子は、輪郭振動系に属しているが、この輪郭振動系には上記以外にもラーメモード振動、幅滑り振動などがある。このようなラーメモード振動や幅滑り振動を生じさせる圧電振動子であっても、圧電振動部の各辺の近傍に周波数調整領域を設けて、粗調整工程及び微調整工程を施すことで、発振周波数の調整精度を高めることができる。なお、前記周波数調整領域は、屈曲振動系及び輪郭振動系のいずれの圧電振動子であっても、図示した箇所に限定されることはなく、このうちの最低１か所以上に設ければよく、発振周波数の調整幅に応じて適宜設定される。このような調整工程を経て形成された圧電振動子は、設定された目標周波数で変動のない安定した発振周波数を得ることができる。
【００３９】
また、最終調整もイオンビームに限らず、たとえばφ１〜５μｍのような超微細レーザトリミングなどでは金属屑も発生せず調整後にも良好な特性が保持できるが、このような場合にも第２の金属膜を形成することで、周波数粗調整時に発生する金属屑を固着させる効果があり、適用可能である。
【００４０】
以上説明したように、本発明の圧電振動子の製造方法によれば、振動腕部の表面に所定厚みに形成した第１の金属膜をレーザビームの照射によって一部を蒸発除去させることで発振周波数の粗調整を行うことができる。また、前記第１の金属膜の表面に第２の金属膜を被せて所定厚みに形成することによって、発振周波数を目標周波数に略一致させるような微調整を行うことができる。また、前記第２の金属膜を第１の金属膜上に被せることで、レーザビームの照射によって生じる第１の金属膜に生じたレーザビーム痕を保持することができるとともに、後の微調整に要する調整範囲を絞り込むことができるので、精度の高い周波数調整を行うことが可能となった。
【００４１】
また、本発明の圧電振動子によれば、質量及び厚みが調整された第１の金属膜及び第２の金属膜によって、振動腕部の質量が目標周波数に合わせて設定されているため、発振周波数を安定した状態で長期間維持させることができる。
【符号の説明】
【００４２】
Ｃ，Ｃ´ 周波数調整領域
Ｆ 発振周波数
ｆ０ 目標周波数
２１ 圧電振動子
２２ 基部
２３，２４ 振動腕部（圧電振動部）
２５，２６ 支持腕部
２７，２８ 溝部
２９，３０ 励振電極
３１ 第１の金属膜
３２ レーザ加工部
３３ 第２の金属膜
３４ 金属屑
３５ レーザビーム痕
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ 圧電振動子
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ 基部
４３ａ，４３ｂ，４３ｃ 振動腕部（圧電振動部）
４４ａ，４４ｂ，４４ｃ 周波数調整領域
５１，６１，７１ 圧電振動子
５２，６２，７２ 支持腕部
５３，６３，７３ 圧電振動部
５４，６４，７４ 周波数調整領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励振電極が形成された圧電振動部に周波数調整領域を設けることによって、前記圧電振動部の発振周波数を所定の目標周波数に調整する圧電振動子の製造方法において、
前記周波数調整領域に第１の金属膜を形成した後、この第１の金属膜にレーザビームを照射することによって前記発振周波数を粗調整する粗調整工程と、
前記粗調整された第１の金属膜の表面に第２の金属膜を形成した後、この第２の金属膜にイオンビームを照射することによって前記発振周波数を目標周波数に向けて微調整する微調整工程とを備えることを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項２】
前記粗調整工程は、前記第１の金属膜を形成することで、前記発振周波数を前記目標周波数より低い周波数帯にシフトさせる工程と、
前記第１の金属膜にレーザビームを照射することで、前記発振周波数を前記目標周波数より高い周波数帯にシフトさせる工程とを備えた請求項１に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項３】
前記微調整工程は、前記第１の金属膜の表面に第２の金属膜を形成することによって、前記粗調整工程で調整された発振周波数を前記目標周波数より低い周波数帯にシフトさせる工程と、
前記第２の金属膜にイオンビームを照射することで、前記発振周波数を前記目標周波数に向けてシフトさせる工程とを備えた請求項１又は２に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項４】
前記周波数調整領域は、前記圧電振動部の先端部に設けられる請求項１に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項５】
励振電極が形成された圧電振動部に周波数調整領域を有する圧電振動子において、
前記周波数調整領域は、質量を調整するためのレーザビーム痕が形成された第１の金属膜と、
該第１の金属膜の表面に形成され、前記レーザビーム痕を被覆するとともに、イオンビームの照射によって所定の周波数となるように厚みが調整された第２の金属膜とからなることを特徴とする圧電振動子。
【請求項６】
前記周波数調整領域は、前記圧電振動部の先端部に設けられる請求項５に記載の圧電振動子。
【請求項７】
前記圧電振動部は、屈曲振動を発生させる音叉型の一対の振動腕部を有し、この一対の振動腕部の先端に前記周波数調整領域が設けられる請求項５に記載の圧電振動子。
【請求項８】
前記圧電振動部は、幅縦振動、長さ縦振動、幅縦長さ縦結合振動又はラーメ振動のいずれかを発生させる振動板を有し、この振動板の辺の近傍に前記周波数調整領域が設けられる請求項５に記載の圧電振動子。
【請求項９】
前記第２の金属膜は、１５００Å以上の厚みに設定される請求項５に記載の圧電振動子。
【請求項１】
励振電極が形成された圧電振動部に周波数調整領域を設けることによって、前記圧電振動部の発振周波数を所定の目標周波数に調整する圧電振動子の製造方法において、
前記周波数調整領域に第１の金属膜を形成した後、この第１の金属膜にレーザビームを照射することによって前記発振周波数を粗調整する粗調整工程と、
前記粗調整された第１の金属膜の表面に第２の金属膜を形成した後、この第２の金属膜にイオンビームを照射することによって前記発振周波数を目標周波数に向けて微調整する微調整工程とを備えることを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項２】
前記粗調整工程は、前記第１の金属膜を形成することで、前記発振周波数を前記目標周波数より低い周波数帯にシフトさせる工程と、
前記第１の金属膜にレーザビームを照射することで、前記発振周波数を前記目標周波数より高い周波数帯にシフトさせる工程とを備えた請求項１に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項３】
前記微調整工程は、前記第１の金属膜の表面に第２の金属膜を形成することによって、前記粗調整工程で調整された発振周波数を前記目標周波数より低い周波数帯にシフトさせる工程と、
前記第２の金属膜にイオンビームを照射することで、前記発振周波数を前記目標周波数に向けてシフトさせる工程とを備えた請求項１又は２に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項４】
前記周波数調整領域は、前記圧電振動部の先端部に設けられる請求項１に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項５】
励振電極が形成された圧電振動部に周波数調整領域を有する圧電振動子において、
前記周波数調整領域は、質量を調整するためのレーザビーム痕が形成された第１の金属膜と、
該第１の金属膜の表面に形成され、前記レーザビーム痕を被覆するとともに、イオンビームの照射によって所定の周波数となるように厚みが調整された第２の金属膜とからなることを特徴とする圧電振動子。
【請求項６】
前記周波数調整領域は、前記圧電振動部の先端部に設けられる請求項５に記載の圧電振動子。
【請求項７】
前記圧電振動部は、屈曲振動を発生させる音叉型の一対の振動腕部を有し、この一対の振動腕部の先端に前記周波数調整領域が設けられる請求項５に記載の圧電振動子。
【請求項８】
前記圧電振動部は、幅縦振動、長さ縦振動、幅縦長さ縦結合振動又はラーメ振動のいずれかを発生させる振動板を有し、この振動板の辺の近傍に前記周波数調整領域が設けられる請求項５に記載の圧電振動子。
【請求項９】
前記第２の金属膜は、１５００Å以上の厚みに設定される請求項５に記載の圧電振動子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１７１９０２（Ｐ２０１１−１７１９０２Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３２３１２（Ｐ２０１０−３２３１２）
【出願日】平成２２年２月１７日（２０１０．２．１７）
【出願人】（０００２３７４４４）リバーエレテック株式会社 (24)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１７日（２０１０．２．１７）
【出願人】（０００２３７４４４）リバーエレテック株式会社 (24)
【Ｆターム（参考）】
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