圧電振動片、圧電振動片の製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計
【課題】従来技術と比較して電極形成工程の工数の削減および製造装置の簡略化ができ、低コストな圧電振動片、圧電振動片の製造方法、圧電振動子、この圧電振動子を用いた発振器、電子機器および電波時計を提供する。
【解決手段】一対の振動腕部１０，１１に形成された励振電極１３，１４と、外部に電気的に接続されるマウント電極１６，１７と、励振電極１３，１４とマウント電極１６，１７とを接続する引き出し電極１９，２０と、を備えた圧電振動片４であって、振動腕部１０，１１には貫通孔８，９が形成されており、励振電極１３，１４は、貫通孔８，９の内側面８ａ，８ｃ，９ａ，９ｃおよび内側面８ａ，８ｃ，９ａ，９ｃと対向した外側面１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂに形成され、マウント電極１６，１７および引き出し電極１９，２０は、基部１２の一方側の主面Ｆに形成されていることを特徴としている。
【解決手段】一対の振動腕部１０，１１に形成された励振電極１３，１４と、外部に電気的に接続されるマウント電極１６，１７と、励振電極１３，１４とマウント電極１６，１７とを接続する引き出し電極１９，２０と、を備えた圧電振動片４であって、振動腕部１０，１１には貫通孔８，９が形成されており、励振電極１３，１４は、貫通孔８，９の内側面８ａ，８ｃ，９ａ，９ｃおよび内側面８ａ，８ｃ，９ａ，９ｃと対向した外側面１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂに形成され、マウント電極１６，１７および引き出し電極１９，２０は、基部１２の一方側の主面Ｆに形成されていることを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧電振動片、圧電振動片の製造方法、圧電振動子、この圧電振動子を用いた発振器、電子機器および電波時計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として、水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが提供されているが、その１つとして、基部から一対の振動腕部が延設されたいわゆる音叉型の圧電振動片をパッケージに封入した圧電振動子が知られている。
【０００３】
ところで、近年、搭載される機器の小型化に伴って、圧電振動片のさらなる小型化が望まれている。圧電振動片のＣＩ値（Ｃｒｙｓｔａｌ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）を低く抑えつつ、圧電振動片の小型化を図る方法としては、振動腕部の両主面に溝部を形成する方法が広く知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図２２は、従来技術の説明図であり、特許文献１の振動腕部２０３の長手方向に垂直な方向に沿った断面図である。
図２２に示すように、振動腕部２０３は断面略Ｈ字形状となっており、振動腕部２０３の外表面には、第１の励振電極２１０と第２の励振電極２１１とが形成されている。一対の励振電極２１０，２１１は、振動腕部２０３の幅方向に沿って電界を発生できるように、溝部２０５，２０６の内側面２０５ａ，２０６ａおよび振動腕部２０３の外側面２０３ａに形成されている。
また、一対の励振電極２１０，２１１は、引き出し電極（不図示）を介して基部（不図示）の主面上に形成されたマウント電極（不図示）に電気的に接続されている。そして、マウント電極がパッケージの内部電極に実装されることにより、圧電振動子が形成されている。
【０００５】
励振電極、引き出し電極およびマウント電極の各電極を形成する電極形成工程は以下のとおりである。
まず、圧電振動片の外形に形成された圧電板に、後の各電極となる電極用金属膜をスパッタリングにより成膜する（金属膜成膜工程）。
次に、電極用金属膜に重ねてフォトレジスト等の感光性材料を塗布して感光性材料膜を成膜する（感光性材料膜成膜工程）。
続いて、フォトリソグラフィ技術により感光性材料膜を露光し（露光工程）、現像液に浸漬して現像することで（現像工程）、感光性材料膜のパターンを形成する。
最後に、感光性材料膜のパターンをマスクとして電極用金属膜のエッチングを行う（金属膜エッチング工程）。これにより、感光性材料膜で保護された領域以外の電極用金属膜が選択的に除去され、圧電振動片の各電極が形成される。
【０００６】
ここで、図２２に示すように、一方側の溝部２０５は振動腕部２０３の一方側の主面に形成され、他方側の溝部２０６は振動腕部２０３の他方側の主面に形成されている。したがって、溝部２０５，２０６の内側面２０５ａ，２０６ａに第１の励振電極２１０を形成するために、圧電板の一方側の主面および他方側の主面に対して電極形成工程の各工程を行っている。
具体的には、金属膜成膜工程では、圧電板の一方側の主面に対して電極用金属膜を成膜した後、圧電板を反転させて他方側の主面に対して電極用金属膜を成膜することにより、圧電板の両主面に電極用金属膜を成膜している。感光性材料膜成膜工程では、金属膜成膜工程と同様に、圧電板の一方側の主面に対して感光性材料膜を成膜した後、圧電板を反転させて他方側の主面に対して感光性材料膜を成膜することにより、圧電板の両主面に感光性材料膜を成膜している。また、露光工程では、圧電板の両主面に対して紫外線を照射している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−７６８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の電極形成工程では、以下のような課題を有している。
金属膜成膜工程および感光性材料膜成膜工程では、一方側の主面および他方側の主面に対して別々に電極用金属膜および感光性材料膜を成膜するため、工数が多くかかる傾向にある。また、露光工程では、両面露光装置が必要になるとともに、感光性材料膜のパターンを形成するための一対のフォトマスクを準備して圧電板の両主面上の所定位置に配置する必要がある。したがって、露光工程は、多くのコストがかかるだけでなく工程が煩雑で工数が多くかかる傾向にある。このため、従来技術の電極形成工程は、製造コストが高コストであるという課題を有している。
【０００９】
そこで本発明は、従来技術と比較して電極形成工程の工数の削減および製造装置の簡略化ができ、低コストな圧電振動片、圧電振動片の製造方法、圧電振動子、この圧電振動子を用いた発振器、電子機器および電波時計の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明の圧電振動片は、並んで配置された一対の振動腕部と、前記一対の振動腕部が接続された基部と、を有する圧電板と、前記振動腕部に形成され前記振動腕部を振動させる励振電極と、前記基部に形成され外部に電気的に接続されるマウント電極と、前記励振電極と前記マウント電極とを接続する引き出し電極と、を備えた圧電振動片であって、前記振動腕部には、前記圧電板の厚さ方向における一方側と他方側とを貫通し、前記振動腕部の長手方向に沿って延びる貫通孔が形成されており、前記励振電極は、前記貫通孔の内側面のうち前記長手方向に沿った内側面および前記内側面と対向した前記振動腕部の外側面に形成され、前記マウント電極および前記引き出し電極は、前記基部の前記一方側のみの主面に形成されていることを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、振動腕部に貫通孔を形成することで、振動腕部の一方側の主面と他方側の主面とを接続する内側面が形成される。したがって、圧電板の一方側から金属材料および感光性材料を塗布することにより、振動腕部の長手方向に沿った内側面に電極用金属膜および感光性材料膜を成膜でき、励振電極を形成できる。
また、マウント電極および引き出し電極は、基部の一方側のみの主面に形成されており、他方側の主面には形成されていない。したがって、圧電板の一方側から金属材料および感光性材料を塗布することにより、基部の一方側の主面に電極用金属膜および感光性材料膜を成膜でき、マウント電極および引き出し電極を形成できる。
また、圧電板の他方側の主面には感光性材料膜を成膜しないので、圧電板の一方側のみから感光性材料膜を露光すればよい。これにより、高価な両面露光装置を導入したり、一対のフォトマスクを準備して圧電板の両主面上に配置したりする必要がない。
このように、圧電板の一方側のみから電極用金属膜の成膜、感光性材料膜の成膜および露光を行って各電極を形成できる。したがって、本発明は、圧電板の一方側および他方側の両側から電極用金属膜の成膜、感光性材料膜の成膜および露光を行って各電極を形成する従来技術と比較して、工数の削減および製造装置の簡略化ができ、低コストな圧電振動片を形成できる。
【００１２】
また、前記励振電極は、前記振動腕部の前記厚さ方向の全体にわたって形成されていることを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば、振動腕部の厚さ方向の全体にわたって貫通孔の内側面および振動腕部の外側面と直交する方向に電界を形成できる。したがって、効率よく振動腕部を振動させることができるので、損失の少ない圧電振動片を形成できる。
【００１４】
また、前記貫通孔は、前記各振動腕部にそれぞれ複数形成されていることを特徴としている。
【００１５】
本発明によれば、各振動腕部に複数形成される貫通孔の個数や各貫通孔の大きさ、各貫通孔の形成位置等を調整して振動腕部の剛性を任意に設定できる。したがって、振動腕部の剛性に依存するドライブレベル特性を、所望の特性に設定できる。
【００１６】
また、本発明の圧電振動片の製造方法は、圧電ウエハから前記圧電板の外形および前記貫通孔を形成する外形形成工程と、フォトリソグラフィ技術により電極用金属膜をパターニングし、前記圧電板に前記各電極を形成する電極形成工程と、を備え、前記電極形成工程は、前記圧電板の表面に前記電極用金属膜を成膜する金属膜成膜工程と、前記電極用金属膜に重ねて感光性材料膜を成膜する感光性材料膜成膜工程と、前記各電極に対応したパターンが形成されたフォトマスクを用いて前記感光性材料膜を露光する露光工程と、を有し、前記金属膜成膜工程、前記感光性材料膜成膜工程および前記露光工程は、前記圧電板の前記一方側からのみ行われることを特徴としている。
【００１７】
本発明によれば、金属膜成膜工程、感光性材料膜成膜工程および露光工程は、圧電板の一方側からのみ行われるので、圧電板の一方側および他方側の両側から金属膜成膜工程、感光性材料膜成膜工程および露光工程を行う従来技術と比較して、工数の削減および製造装置の簡略化ができる。したがって、低コストな圧電振動片を形成できる。
ところで、従来技術では、圧電板の一方側および他方側から２回金属膜成膜工程を行っているため、振動腕部の外側面に形成される電極用金属膜の膜厚が必要以上に厚くなるおそれがあった。しかし、本発明によれば、圧電板の一方側から１回のみ金属膜成膜工程を行っているので、振動腕部の外側面に形成される電極用金属膜が必要以上に厚くなるのを防止できる。特に、一対の振動腕部の外側面と基部の外側面とで形成される狭小な又部において、電極用金属膜が必要以上に厚くなるのを防止できるので、エッチング時に又部に電極用金属膜が残存するのを抑制できる。これにより、又部における励振電極のショート等の製造不良の発生を防止できる。
【００１８】
また、前記外形形成工程は、前記圧電ウエハの両主面上にマスク用金属膜を成膜し、フォトリソグラフィ技術により前記マスク用金属膜から前記圧電板のマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程と、前記マスクパターンを介して、前記圧電ウエハの前記一方側および前記他方側の両側から前記圧電ウエハをエッチングするウエハエッチング工程と、を備えたことを特徴としている。
【００１９】
本発明によれば、圧電ウエハの一方側および他方側の両側からウエハエッチング工程を行うので、圧電板の厚さ方向に沿って、外形を均一に形成できる。したがって、一対の振動腕部を精度よく形成できるので、安定した周波数特性を有する圧電振動片を形成できる。
また、本発明によれば、一度のウエハエッチング工程で圧電振動片の外形および貫通孔を同時に形成できる。したがって、圧電振動片の外形をエッチングした後、ハーフエッチングして溝部２０５，２０６（図２２参照）を形成する従来技術と比較して、ウエハエッチング工程を簡略化できる。
【００２０】
また、本発明の圧電振動子は、上述した圧電振動片がベース基板とリッド基板とにより形成されるキャビティ内に収納されていることを特徴としている。
本発明によれば、電極形成工程の工数の削減および製造装置の簡略化ができる低コストな圧電振動片を備えているので、低コストな圧電振動子を提供できる。
【００２１】
また、本発明の発振器は、上述した圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の電子機器は、上述した圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の電波時計は、上述した圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明の発振器、電子機器および電波時計によれば、低コストな発振器、電子機器および電波時計を提供することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、振動腕部に貫通孔を形成することで、振動腕部の一方側の主面と他方側の主面とを接続する内側面が形成される。したがって、圧電板の一方側から金属材料および感光性材料を塗布することにより、振動腕部の長手方向に沿った内側面に電極用金属膜および感光性材料膜を成膜でき、励振電極を形成できる。
また、マウント電極および引き出し電極は、基部の一方側のみの主面に形成されており、他方側の主面には形成されていない。したがって、圧電板の一方側から金属材料および感光性材料を塗布することにより、基部の一方側の主面に電極用金属膜および感光性材料膜を成膜でき、マウント電極および引き出し電極を形成できる。
また、圧電板の他方側の主面には感光性材料膜を成膜しないので、圧電板の一方側のみから感光性材料膜を露光すればよい。これにより、高価な両面露光装置を導入したり、一対のフォトマスクを準備して圧電板の両主面上に配置したりする必要がない。
このように、圧電板の一方側のみから電極用金属膜の成膜、感光性材料膜の成膜および露光を行って各電極を形成できる。したがって、本発明は、圧電板の一方側および他方側の両側から電極用金属膜の成膜、感光性材料膜の成膜および露光を行って各電極を形成する従来技術と比較して、工数の削減および製造装置の簡略化ができ、低コストな圧電振動片を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】圧電振動片の一方側から見た平面図である。
【図２】圧電振動片の他方側から見た平面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】振動腕部と基部との接続部近傍の斜視図である。
【図５】実施形態の変形例における圧電振動片の一方側から見た平面図である。
【図６】圧電振動片の製造工程のフローチャートである。
【図７】外形形成工程のフローチャートである。
【図８】マスクパターン形成工程の説明図である。
【図９】マスクパターン形成工程の説明図である。
【図１０】マスクパターンの説明図である。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図１２】電極形成工程のフローチャートである。
【図１３】金属膜成膜工程およびフォトレジスト膜成膜工程の説明図である。
【図１４】露光工程の説明図である。
【図１５】圧電振動子の外観斜視図である。
【図１６】圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態の平面図である。
【図１７】図１６のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図１８】圧電振動子の分解斜視図である。
【図１９】発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図２０】電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図２１】電波時計の一実施形態を示す構成図である。
【図２２】従来技術の圧電振動片の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（圧電振動片）
以下に、本発明の実施形態に係る圧電振動片を、図面を参照して説明する。
図１は、圧電振動片４の一方側から見た平面図である。
図２は、圧電振動片４の他方側から見た平面図である。
図３は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、図２および図３においては、形成される各電極の膜厚を誇張して表現している。
【００２６】
以下の圧電振動片４の説明では、必要に応じてＸ，Ｙ，Ｚの直交座標系を用いて説明している。具体的には、振動腕部１０，１１が並んでいる方向をＸ方向とし、Ｘ方向における中心軸をＯとし、圧電振動片４の中心軸Ｏ側を−Ｘ側とし、外側を＋Ｘ側としている。また、振動腕部１０，１１の長手方向をＹ方向とし、基端側を−Ｙ側とし、先端側を＋Ｙ側としている。また、圧電振動片４の厚さ方向をＺ方向とし、一方側を＋Ｚ側とし、他方側を−Ｚ側としている。また、圧電振動片４の＋Ｚ側面をＦとし、−Ｚ側面をＳとしている。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態の圧電振動片４は、水晶やタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
圧電振動片４は、並んで配置された一対の振動腕部１０，１１（第１の振動腕部１０および第２の振動腕部１１）と、一対の振動腕部１０，１１が接続された基部１２と、を備えている。
【００２８】
一対の振動腕部１０，１１は、Ｘ方向に一定幅を有し、Ｘ方向に略平行に並んで配置され、中心軸Ｏに沿ってＹ方向に延在している。一対の振動腕部１０，１１には、振動腕部１０，１１の＋Ｚ側面Ｆと−Ｚ側面Ｓとを貫通する貫通孔８，９がそれぞれ形成されている。
図１に示すように、貫通孔８，９は、Ｚ方向平面視略矩形状に形成されており、Ｘ方向に一定幅を有し、Ｙ方向に沿って延在している。貫通孔８，９の−Ｙ側端は、振動腕部１０，１１と基部１２との接続部近傍に配置されている。貫通孔８、９の＋Ｙ側端は、振動腕部１０，１１のＹ方向における略中央に配置されている。
【００２９】
基部１２と振動腕部１０，１１との接続部において、基部１２の＋Ｙ側面、振動腕部１０の−Ｘ側面１０ｂおよび振動腕部１１の−Ｘ側面１１ｂにより囲まれた領域には、又部２５が形成される。又部２５は、Ｚ方向平面視略Ｕ字形状に形成されている。
【００３０】
（励振電極）
図１に示すように、一対の励振電極１３，１４は、振動腕部１０，１１の外表面にそれぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。
図２に示すように、貫通孔８，９のＹ方向に沿った内側面８ａ，９ａ、Ｘ方向に沿った第２内側面８ｂ，９ｂ、および図３に示すように振動腕部１０，１１の＋Ｚ側面Ｆ上には、一対の励振電極１３，１４が形成されている。励振電極１３，１４は、例えば、クロム等の単層の導電性膜により形成される。励振電極１３，１４は、電圧が印加されときに振動腕部１０，１１を互いに接近又は離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極である。
【００３１】
具体的には、第１の励振電極１３は、主に第１の振動腕部１０の貫通孔８の内側面８ａ〜８ｄと、第２の振動腕部１１の＋Ｘ側面１１ａと、第２の振動腕部１１の−Ｘ側面１１ｂと、に形成されている（図１から図３参照）。また、第２の励振電極１４は、主に第２の振動腕部１１の貫通孔９の内側面９ａ〜９ｄと、第１の振動腕部１０の＋Ｘ側面１０ａと、第１の振動腕部１０の−Ｘ側面１０ｂと、に形成されている（図１から図３参照）。なお、図２に示すように、励振電極１３，１４は−Ｚ側面Ｓには形成されていない。
【００３２】
なお、本実施形態では、第１の励振電極１３は貫通孔８の内側面８ａ〜８ｄに形成され、第２の励振電極１４は貫通孔９の内側面９ａ〜９ｄに形成されているが、励振電極１３は少なくともＹ方向に沿った内側面８ａ，８ｃに形成され、励振電極１４は少なくともＹ方向に沿った内側面９ａ，９ｃに形成されていればよい。
【００３３】
このように励振電極１３，１４を形成することで、図３に示すように、貫通孔８の内側面８ａ，８ｃに形成された励振電極１３と、第１の振動腕部１０の＋Ｘ側面１０ａおよび−Ｘ側面１０ｂに形成された励振電極１４とを対向させることができる。また、貫通孔９の内側面９ａ，９ｃに形成された励振電極１４と、第２の振動腕部１１の＋Ｘ側面１１ａおよび−Ｘ側面１１ｂに形成された励振電極１３とを対向させることができる。そして、励振電極１３，１４に電圧を印加することにより、振動腕部１０，１１のＸ方向に沿って電界を形成し、振動腕部１０，１１を振動させることができる。
【００３４】
図４は、振動腕部１０，１１と基部１２との接続部近傍の斜視図である。
図４に示すように、第１の振動腕部１０の−Ｘ側面１０ｂに形成された第２の励振電極１４と、第２の振動腕部１１の−Ｘ側面１１ｂ上に形成された第１の励振電極１３とは、又部２５を挟んで対向した状態となっている。又部２５の表面には電極が形成されておらず、第１の励振電極１３および第２の励振電極１４は、又部２５においても電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。
【００３５】
（マウント電極）
図１に示すように、基部１２の＋Ｚ側面Ｆにおける−Ｙ側には、中心軸Ｏを挟んで一対のマウント電極１６，１７が形成されている。
マウント電極１６，１７は、クロムと金との積層膜であり、水晶と密着性の良いクロム膜を下地層として成膜した後に、表面に金の薄膜を仕上げ層として成膜することにより形成される。ただし、この場合に限られず、例えば、クロムとニクロムを下地層として成膜した後に、表面にさらに金の薄膜を仕上げ層として成膜しても構わない。なお、図２に示すように、マウント電極１６，１７は−Ｚ側面Ｓには形成されていない。
【００３６】
（引き出し電極）
また、図１に示すように、基部１２の＋Ｚ側面Ｆには、励振電極１３，１４と、マウント電極１６，１７とをそれぞれ電気的に接続する引き出し電極１９，２０が形成されている。
引き出し電極１９は、マウント電極１６と、第１の振動腕部１０に形成された第１の励振電極１３とを接続しており、中心軸Ｏを跨るように形成されている。
また、引き出し電極２０は、マウント電極１７と、第１の振動腕部１０に形成された第２の励振電極１４とを接続しており、＋Ｘ側においてＹ方向に沿うように形成されている。
【００３７】
引き出し電極１９，２０は、マウント電極１６，１７の下地層と同じ材料のクロムにより、単層膜で形成されている。これにより、マウント電極１６，１７の下地層を成膜するのと同時に、引き出し電極１９，２０を成膜することができる。ただし、この場合に限られず、例えば、ニッケルやアルミニウム、チタン等により引き出し電極１９，２０を成膜しても構わない。なお、図２に示すように、引き出し電極１９，２０は−Ｚ側面Ｓには形成されていない。
【００３８】
また、図１に示すように、振動腕部１０，１１の先端部には、所定の周波数の範囲内で振動するように調整（周波数調整）を行うための粗調膜２１ａおよび微調膜２１ｂからなる重り金属膜２１が形成されている。この重り金属膜２１を利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部１０，１１の周波数をデバイスの公称周波数の範囲内に収めることができるようになっている。なお、図２に示すように、重り金属膜２１は−Ｚ側面Ｓには形成されていない。
【００３９】
（実施形態の変形例、各振動腕部に複数の貫通孔を有する圧電振動片）
次に、本実施形態の変形例について説明する。
図５は、本実施形態の変形例における圧電振動片４の説明図である。
上述の実施形態では、第１の振動腕部１０に１個の貫通孔８が形成され、第２の振動腕部１１に１個の貫通孔９が形成されていた。これに対して、本実施形態の変形例では、第１の振動腕部１０に２個の貫通孔８Ａ，８Ｂが形成され、第２の振動腕部１１に２個の貫通孔９Ａ，９Ｂが形成されている点で異なっている。なお、実施形態と同様の構成部分については説明を省略する。また、第１の振動腕部１０に形成された貫通孔８Ａ，８Ｂおよび第２の振動腕部１１に形成された貫通孔９Ａ，９Ｂは、同一形状である。したがって、以下では第１の振動腕部１０に形成された貫通孔８Ａ，８Ｂについて説明をし、第２の振動腕部１１に形成された貫通孔９Ａ，９Ｂについては詳細な説明を省略している。
【００４０】
図５に示すように、振動腕部１０には、振動腕部１０，１１の＋Ｚ側面Ｆと−Ｚ側面Ｓとを貫通する貫通孔８Ａおよび貫通孔８Ｂが形成されている。
貫通孔８Ａおよび貫通孔８Ｂは、Ｚ方向平面視略矩形状の同一形状に形成されており、Ｘ方向に一定幅を有し、Ｙ方向に沿って延在している。
貫通孔８Ａおよび貫通孔８Ｂは、Ｙ方向に沿って縦列に並んで形成されている。振動腕部１０の−Ｙ側には貫通孔８Ａが形成されており、貫通孔８Ａの−Ｙ側端は、振動腕部１０と基部１２との接続部近傍に配置されている。また、貫通孔８Ａ＋Ｙ側には貫通孔８Ｂが形成されており、貫通孔８Ｂの＋Ｙ側端は、振動腕部１０のＹ方向における略中央に配置されている。
【００４１】
ここで、振動腕部１０，１１の剛性に依存する特性として、ドライブレベル特性が知られている。ドライブレベル特性とは、駆動電圧の変動に対する圧電振動片４の振動周波数の変動特性をいう。具体的には、圧電振動片４に印加する電圧をＶ１からＶ２に上昇させると、周波数はｆ０からｆ１に上昇する。そして、圧電振動片４に印加する電圧をＶ２から再度Ｖ１に戻したとき、周波数はｆ１からｆ０周波数に戻らずにｆ０よりも低い値ｆ２となる。この振動周波数の変動値Δｆ（ｆ０とｆ２との差）の特性のことをドライブレベル特性という。なお、Δｆの振れ幅が小さいほど、ドライブレベル特性は良好であり、圧電振動片４は高性能であるといえる。
【００４２】
本変形例によれば、貫通孔８Ａと貫通孔８Ｂとの間には、Ｘ方向に沿った壁部６（６ａ）が形成されるので、貫通孔８Ａおよび貫通孔８Ｂの合計した開口面積と同一の開口面積を有する貫通孔８を１個形成したときよりも振動腕部１０，１１の剛性を確保できる。これにより、所望のドライブレベル特性を有する圧電振動片４を形成できる。
【００４３】
（圧電振動片の製造方法）
次に、上述した圧電振動片４の製造方法について、フローチャートを参照しながら以下に説明する。
図６は、圧電振動片４の製造工程のフローチャートである。
図６に示すように本実施形態の圧電振動片４の製造工程は、水晶ウエハ（請求項の「圧電ウエハ」に相当。）を準備（Ｓ１００）した後、水晶ウエハに後の圧電振動片４となる振動片外形部（請求項の「圧電板」に相当。）を複数形成する外形形成工程Ｓ１１０と、各電極を水晶ウエハに形成する電極形成工程Ｓ１２０と、共振周波数を調整する周波数調整工程Ｓ１３０と、１枚の水晶ウエハから複数の圧電振動片４を切り離す小片化工程Ｓ１４０とを備えている。以下に各工程の詳細を説明する。
【００４４】
まず、ポリッシングが終了し、所定の厚みに高精度に仕上げられた水晶ウエハを準備する（Ｓ１００）。次いで、水晶ウエハに圧電振動片４（図１参照）の外形形状を有する振動片外形部４ａおよび貫通孔８，９（図１１参照）を形成する外形形成工程Ｓ１１０を行う。
【００４５】
（外形形成工程Ｓ１１０）
図７は、外形形成工程Ｓ１１０のフローチャートである。
図７に示すように、外形形成工程Ｓ１１０は、水晶ウエハの表面に成膜したマスク用金属膜から圧電振動片４の外形形状を有するマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程Ｓ１１２と、水晶ウエハをエッチングするウエハエッチング工程Ｓ１１４と、を備えている。
【００４６】
（マスクパターン形成工程Ｓ１１２）
図８は、マスクパターン形成工程Ｓ１１２の説明図である。
図８に示すように、マスクパターン形成工程Ｓ１１２では、まず、水晶ウエハＷの＋Ｚ側面Ｆおよび−Ｚ側面Ｓの両面にマスク用金属膜７４をそれぞれ成膜する（Ｓ１１２Ａ）。マスク用金属膜７４は、例えばクロムからなる下地膜７４ａと、金からなる仕上膜７４ｂとの積層膜であり、それぞれスパッタリング法や蒸着法等により成膜される。
【００４７】
次に、マスク用金属膜７４に重ねてフォトレジスト膜７５を形成する（Ｓ１１２Ｂ）。具体的には、マスク用金属膜７４上に、スピンコート法等によりフォトレジスト材を塗布し、その後、フォトレジスト材をプリベークして有機溶剤を蒸発させることで、フォトレジスト膜７５が形成される。
【００４８】
図９は、マスクパターン形成工程Ｓ１１２の説明図である。
次に、図９に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いてフォトレジスト膜７５にレジストパターンを形成する（Ｓ１１２Ｃ）。なお、フォトレジスト材には、露光された部分が軟化して除去されるポジ型レジストと、露光された部分が硬化して残存するネガ型レジストとがあるが、本実施形態ではポジ型レジストを例にして説明する。
【００４９】
マスクパターン形成工程Ｓ１１２では、露光用マスク８０を配置し、水晶ウエハＷの＋Ｚ側および−Ｚ側から紫外線Ｋを照射してフォトレジスト膜７５を露光する。露光用マスク８０は、圧電振動片４の外形に相当する領域に形成されている。露光が終了したら、露光用マスク８０を取り除く。
【００５０】
次に、水晶ウエハＷを現像液に浸漬し、フォトレジスト膜７５を現像する。これにより、紫外線Ｋが露光された領域のフォトレジスト膜７５のみが選択的に除去され、圧電振動片４の外形形状にフォトレジスト膜７５が残存した状態のレジストパターンが複数形成される。
【００５１】
図１０は、マスクパターンの説明図である。
続いて、このフォトレジスト膜７５のレジストパターンをマスクとして、マスク用金属膜７４に対してエッチング加工を行い、マスクされていないマスク用金属膜７４を選択的に除去する（Ｓ１１２Ｄ）。そして、エッチング加工後にフォトレジスト膜７５を除去する。これにより、図１０に示すように、圧電振動片４の外形形状に対応したマスクパターンを形成できる。以上で、マスクパターン形成工程Ｓ１１２が終了する。
【００５２】
（ウエハエッチング工程Ｓ１１４）
図１１は、図１０のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
最後に、図１１に示すように、マスクパターンを介して水晶ウエハＷをエッチングするウエハエッチング工程Ｓ１１４を行う。本実施形態のウエハエッチング工程Ｓ１１４では、例えばフッ素系のエッチング液に浸漬してエッチング加工する、いわゆるウエットエッチングを行っている。これにより、貫通孔８，９を有し、後の圧電振動片４となる複数の振動片外形部４ａが形成される。なお、複数の振動片外形部４ａは、後に行う小片化工程Ｓ１４０まで、図示しない連結部を介して水晶ウエハＷに連結された状態となっている。
ここで、水晶ウエハＷの＋Ｚ側および−Ｚ側の両側からエッチング加工が行われるので、後に形成される圧電振動片４は、Ｚ方向に沿って外形が均一に形成される。したがって、一対の振動腕部１０，１１を精度よく形成できるので、安定した周波数特性を有する圧電振動片４を形成できる。
以上で、外形形成工程Ｓ１１０が終了する。
【００５３】
（電極形成工程Ｓ１２０）
図１２は、電極形成工程Ｓ１２０のフローチャートである。
次に、振動片外形部４ａが形成された水晶ウエハＷの表面に、励振電極１３，１４、引き出し電極１９，２０およびマウント電極１６，１７電極（いずれも図１参照）の各電極を形成する電極形成工程Ｓ１２０を行う。
図１２に示すように、電極形成工程Ｓ１２０は、水晶ウエハＷの表面に電極用金属膜を成膜する金属膜成膜工程Ｓ１２１と、電極用金属膜に重ねてフォトレジスト膜（感光性材料膜）を成膜するフォトレジスト膜成膜工程Ｓ１２３（感光性材料膜成膜工程）と、フォトレジスト膜を露光する露光工程Ｓ１２５と、フォトレジスト膜を選択的に除去してマスクパターンを形成する現像工程Ｓ１２７と、マスクパターンを介して電極用金属膜のエッチングを行い、各電極を形成する金属膜エッチング工程Ｓ１２９と、を有している。
【００５４】
（金属膜成膜工程Ｓ１２１）
図１３は、金属膜成膜工程Ｓ１２１およびフォトレジスト膜成膜工程Ｓ１２３の説明図である。
図１３に示すように、電極形成工程Ｓ１２０では、のちの励振電極１３，１４（図１参照）となる電極用金属膜８４を、水晶ウエハＷに成膜する金属膜成膜工程Ｓ１２１を行う。本実施形態では、水晶ウエハＷの＋Ｚ側からのみスパッタ法や真空蒸着法等により金属材料を塗布して、のちの各電極となる電極用金属膜８４を成膜している。
電極用金属膜８４は、下地膜８４ａとして、水晶と密着性の良いクロムの膜が成膜される。さらに、下地膜８４ａの上から仕上膜８４ｂとして金の薄膜が成膜される。
ここで、図１３に示すように、水晶ウエハＷには、貫通孔８，９が形成されている。したがって、金属膜成膜工程Ｓ１２１では、水晶ウエハＷの＋Ｚ側のみからクロムおよび金を塗布することで、貫通孔８，９の内側面８ａ〜８ｄ，９ａ〜９ｄ（図１参照）の全体に電極用金属膜８４を成膜できる。
【００５５】
ところで、従来技術では、図２２に示すように、振動腕部２０３に貫通孔が形成されておらず、振動腕部２０３の両主面に溝部２０５，２０６が形成されている。したがって、従来技術では、金属膜成膜工程Ｓ１２１において、水晶ウエハに形成された溝部２０５，２０６の内側面２０５ａ，２０６ａに電極用金属膜を成膜するために、水晶ウエハの＋Ｚ側および−Ｚ側から２回金属膜成膜工程Ｓ１２１を行う必要がある。これにより、振動腕部２０３の外側面２０３ａに形成される電極用金属膜８４の膜厚が必要以上に厚くなるおそれがあった。
しかし、本実施形態によれば、図１３に示すように、水晶ウエハＷの＋Ｚ側から１回のみ金属膜成膜工程Ｓ１２１を行っているので、振動片外形部４ａの外側面に形成される電極用金属膜８４が必要以上に厚くなるのを防止できる。特に、振動片外形部４ａの外側面のうち、後の又部２５（図４参照）となる部分において、電極用金属膜８４の膜厚が必要以上に厚くなるのを防止できる。したがって、後の金属膜エッチング工程Ｓ１２９において、後の又部２５（図４参照）となる部分に電極用金属膜８４が残存するのを抑制できる。これにより、又部２５における励振電極１３，１４（図４参照）のショート等の製造不良の発生を防止できる。
【００５６】
（フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１２３）
続いて、電極用金属膜８４に重ねてフォトレジスト膜８５を成膜するフォトレジスト膜成膜工程Ｓ１２３を行う。なお、前述のとおりフォトレジスト材には、露光された部分が軟化して除去されるポジ型レジストと、露光された部分が硬化して残存するネガ型レジストとがあるが、本実施形態ではポジ型レジストを成膜している。フォトレジスト膜８５は、電極用金属膜８４に重ねて水晶ウエハＷの＋Ｚ側からスプレーコート法により成膜される。
【００５７】
ここで、前述のとおり水晶ウエハＷには、貫通孔８，９が形成されている。したがって、フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１２３では、金属膜成膜工程Ｓ１２１と同様に、水晶ウエハＷの＋Ｚ側のみからフォトレジスト材を塗布することで、貫通孔８，９の内側面８ａ〜８ｄ，９ａ〜９ｄ（図１参照）の全体に電極用金属膜８４に重ねてフォトレジスト膜８５を成膜できる。
【００５８】
（露光工程Ｓ１２５）
図１４は、露光工程Ｓ１２５の説明図である。
図１４に示すように、露光工程Ｓ１２５では、開口部９０ａを有するフォトマスク９０をフォトレジスト膜８５に向けた状態でセットする。
【００５９】
露光工程Ｓ１２５では、開口部９０ａを介してフォトレジスト膜８５に紫外線Ｋを照射する。フォトマスク９０の開口部９０ａは、フォトレジスト膜８５を除去したい領域であって、後述の金属膜エッチング工程Ｓ１２９で電極用金属膜８４を除去したい領域に対応して形成されている。換言すれば、フォトマスク９０の開口部９０ａは、励振電極１３，１４、引き出し電極１９，２０およびマウント電極１６，１７電極（いずれも図１参照）の各電極を形成しない領域に対応して形成される。露光が終了したら、フォトマスク９０を取り除く。
【００６０】
ここで、フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１２３は、水晶ウエハＷの＋Ｚ側のみからフォトレジスト膜を成膜している。このため、フォトレジスト膜８５は、主に水晶ウエハＷの＋Ｚ側面Ｆに成膜され、−Ｚ側面Ｓには成膜されない。したがって、水晶ウエハＷの＋Ｚ側のみからフォトレジスト膜８５を露光すればよいので、従来技術のように、高価な両面露光装置を導入したり、一対のフォトマスクを準備して水晶ウエハＷの＋Ｚ側面Ｆおよび−Ｚ側面Ｓ上の所定位置に配置したりする必要がない。
【００６１】
（現像工程Ｓ１２７）
続いて、フォトレジスト膜８５が成膜された水晶ウエハＷを現像液に浸漬してフォトレジスト膜８５を選択的に除去し、レジストパターンを形成する現像工程Ｓ１２７を行う。
現像工程Ｓ１２７では、フォトマスク９０の開口部９０ａを介して紫外線Ｋが露光された領域、すなわち、励振電極１３，１４、引き出し電極１９，２０およびマウント電極１６，１７電極（いずれも図１参照）の各電極を形成しない領域に対応したフォトレジスト膜８５が除去される。
【００６２】
（金属膜エッチング工程Ｓ１２９）
次に、レジストパターンをマスクとして電極用金属膜８４のエッチングを行い、各電極を形成する金属膜エッチング工程Ｓ１２９を行う。本工程では、レジストパターンによりマスクされている電極用金属膜８４を残し、レジストパターンによりマスクされていない電極用金属膜８４を選択的に除去する。金属膜エッチング工程Ｓ１２９により、圧電振動片４の励振電極１３，１４、引き出し電極１９，２０およびマウント電極１６，１７が形成される（図１参照）。
なお、図１に示す励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０は、金の仕上膜８４ｂを剥離することにより、クロムの下地膜８４ａの単層膜により形成される。また、マウント電極１６，１７は、クロムの下地膜８４ａおよび金の仕上膜８４ｂを残すことにより、クロムの下地膜８４ａおよび金の仕上膜８４ｂの積層膜で形成される。
金属膜エッチング工程Ｓ１２９が終了した時点で、電極形成工程Ｓ１２０が終了する。
【００６３】
（周波数調整工程Ｓ１３０）
次に、一対の振動腕部１０，１１の先端に周波数調整用の粗調膜２１ａ及び微調膜２１ｂからなる重り金属膜２１（例えば、銀や金等）を形成する（図１参照）。そして、水晶ウエハＷに形成された全ての振動腕部１０，１１に対して、共振周波数を粗く調整する周波数調整工程Ｓ１３０を行う。重り金属膜２１の粗調膜２１ａおよび２１ｂにレーザ光を照射して一部を蒸発させ、重量を変化させることで行う。なお、共振周波数をより高精度に調整する微調に関しては、圧電振動子３０（図１５参照）の状態で行う。以上で、周波数調整工程Ｓ１３０が終了する。
【００６４】
（小片化工程Ｓ１４０）
最後に水晶ウエハＷから振動片外形部４ａ（図１４参照）を切断して、複数の圧電振動片４を小片化する小片化工程Ｓ１４０を行う。これにより、１枚の水晶ウエハＷから、音叉型の圧電振動片４を一度に複数製造することができる。この時点で、圧電振動片４の製造工程が終了し、圧電振動片４を複数得ることができる。
【００６５】
（効果）
本実施形態によれば、振動腕部１０，１１に貫通孔８，９を形成することで、振動腕部１０，１１の＋Ｚ側面Ｆと−Ｚ側面Ｓとを接続する内側面８ａ〜８ｄ，９ａ〜９ｄが形成される。したがって、水晶ウエハの＋Ｚ側から金属材料およびフォトレジスト材を塗布することにより、振動腕部１０，１１のＹ方向に沿った内側面８ａ，８ｃ，９ａ，９ｃに電極用金属膜８４およびフォトレジスト膜８５を成膜でき、励振電極１３，１４を形成できる。
また、マウント電極１６，１７および引き出し電極１９，２０は、基部１２の＋Ｚ側面Ｆのみに形成されており、−Ｚ側面Ｓには形成されていない。したがって、水晶ウエハＷの＋Ｚ側から金属材料およびフォトレジスト材を塗布することにより、基部１２の＋Ｚ側面Ｆに電極用金属膜８４およびフォトレジスト膜８５を成膜でき、マウント電極１６，１７および引き出し電極１９，２０を形成できる。
また、水晶ウエハＷの−Ｚ側面Ｓには、電極形成工程Ｓ１２０においてフォトレジスト膜８５を成膜していないので、水晶ウエハＷの＋Ｚ側のみからフォトレジスト膜８５を露光すればよい。これにより、従来技術のように、高価な両面露光装置を導入したり、一対のフォトマスクを準備して水晶ウエハＷの＋Ｚ側面Ｆおよび−Ｚ側面Ｓの両面上に配置したりする必要がない。
このように、電極形成工程Ｓ１２０において、水晶ウエハＷの＋Ｚ側のみから電極用金属膜８４の成膜、フォトレジスト膜８５の成膜および露光を行って各電極を形成できる。したがって、本実施形態は、水晶ウエハＷの＋Ｚ側および−Ｚ側の両側から電極用金属膜８４の成膜、フォトレジスト膜８５の成膜および露光を行って各電極を形成する従来技術と比較して、工数の削減および製造装置の簡略化ができ、低コストな圧電振動片４を形成できる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、励振電極１３，１４は、貫通孔８，９の内側面８ａ，８ｃ，９ａ，９ｃ、振動腕部１０，１１の＋Ｘ側面１０ａ，１１ａおよび振動腕部１０，１１の−Ｘ側面１０ｂ，１１ｂにおいてＺ方向の全体にわたって形成されている。これにより、振動腕部１０，１１のＺ方向の全体にわたって、振動腕部１０，１１のＸ方向に沿う方向に電界を形成できる。したがって、効率よく振動腕部１０，１１を振動させることができるので、損失の少ない圧電振動片４を形成できる。
【００６７】
本実施形態によれば、水晶ウエハＷの＋Ｚ側および−Ｚ側の両側からウエハエッチング工程Ｓ１１４を行うので、振動片外形部４ａの厚さ方向に沿って、外形を均一に形成できる。したがって、一対の振動腕部１０，１１を精度よく形成できるので、安定した周波数特性を有する圧電振動片４を形成できる。
また、本実施形態によれば、一度のウエハエッチング工程Ｓ１１４で圧電振動片４の振動片外形部４ａおよび貫通孔８，９を同時に形成できる。したがって、圧電振動片４の振動片外形部４ａをエッチングした後、ハーフエッチングして溝部２０５，２０６（図２２参照）を形成する従来技術と比較して、ウエハエッチング工程Ｓ１１４を簡略化できる。
【００６８】
本実施形態によれば、電極形成工程Ｓ１２０において、金属膜成膜工程Ｓ１２１、フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１２３および露光工程Ｓ１２５は、水晶ウエハＷの＋Ｚ側からのみ行われるので、水晶ウエハＷの＋Ｚ側および−Ｚ側の両側から金属膜成膜工程Ｓ１２１、フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１２３および露光工程Ｓ１２５を行う従来技術と比較して、工数の削減および製造装置の簡略化ができる。したがって、低コストな圧電振動片４を形成できる。
【００６９】
（圧電振動子）
次に、本実施形態の圧電振動片４を用いた圧電振動子について説明する。
図１５は、圧電振動子３０の外観斜視図である。
図１６は、圧電振動子３０の内部構成図であって、リッド基板３２を取り外した状態の平面図である。
図１７は、図１６のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
図１８は、図１５に示す圧電振動子３０の分解斜視図である。
なお、ベース基板３１のリッド基板３２との接合面を第１面Ｕとし、ベース基板３１の外側の面を第２面Ｌとして説明する。
【００７０】
図１５に示すように、本実施形態の圧電振動子３０は、ベース基板３１およびリッド基板３２が接合膜３７を介して陽極接合されたパッケージと、図１７に示すように、パッケージのキャビティＣに収納された圧電振動片４と、を備えた表面実装型の圧電振動子３０である。
【００７１】
ベース基板３１およびリッド基板３２は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる陽極接合可能な基板であり、略板状に形成されている。リッド基板３２におけるベース基板３１との接合面側には、圧電振動片４を収容するキャビティ用凹部３２ａが形成されている。
リッド基板３２には、ベース基板３１との接合面側の全体に、陽極接合用の接合膜３７が形成されている。本実施形態の接合膜３７はシリコン膜で形成されており、この接合膜３７とベース基板３１とが陽極接合されてキャビティＣが真空封止されている。
【００７２】
図１７に示すように、圧電振動子３０は、ベース基板３１を厚さ方向に貫通し、キャビティＣの内側と圧電振動子３０の外側とを導通する貫通電極３５，３６を備えている。貫通電極３５，３６は、ベース基板３１を貫通する電極孔３３，３４内に配置されている。電極孔３３，３４は、圧電振動子３０を形成したときにキャビティＣ内に収まるように形成される。
【００７３】
貫通電極３５，３６は、例えば電極孔３３，３４に金属ピン（不図示）を挿入したのち、電極孔３３，３４と金属ピンとの間にガラスフリットを充填して焼成することで形成される。このように、金属ピンとガラスフリットとで電極孔３３，３４を完全に塞ぐことができるので、キャビティＣ内の気密を維持しつつ、後述する引き回し電極３８，３９と外部電極４０，４１とを導通させる役割を担っている。
【００７４】
図１８に示すように、ベース基板３１の第１面Ｕ側には、一対の引き回し電極３８，３９がパターニングされている。一対の引き回し電極３８，３９のうち、一方の引き回し電極３８は、一方の貫通電極３５の真上に位置するように形成されている。また、他方の引き回し電極３９は、一方の引き回し電極３８に隣接した位置から、振動腕部１０，１１に沿って先端側に引き回しされた後、他方の貫通電極３６の真上に位置するように形成されている。
【００７５】
そして、これら一対の引き回し電極３８，３９上にそれぞれ金等からなるバンプＢが形成されており、バンプＢを利用して圧電振動片４の一対のマウント電極１６，１７（図９参照）が実装されている。具体的には、マウント電極１６，１７をバンプＢに当接させ、接合界面を加熱しつつ圧電振動片４に超音波振動を印加して超音波接合する、いわゆるフリップチップボンディングにより実装される。
ここで、図１に示すように、マウント電極１６，１７は、圧電振動片４の基部１２における＋Ｚ側面Ｆのみに形成されており、図２に示すように、圧電振動片４の基部１２における−Ｚ側面Ｓには形成されていない。したがって、マウント電極１６，１７が形成された圧電振動片４の＋Ｚ側面Ｆとベース基板３１の第１面Ｕとを対向させて、圧電振動片４の実装を行っている（図１７参照）。
これにより、図１６に示すように、圧電振動片４の一方のマウント電極１６（図１参照）が、一方の引き回し電極３８を介して一方の貫通電極３５に導通し、他方のマウント電極１７が、他方の引き回し電極３９を介して他方の貫通電極３６に導通する。
【００７６】
ベース基板３１の第２面Ｌには、一対の外部電極４０，４１が形成されている。一対の外部電極４０，４１は、ベース基板３１の長手方向（図１７における左右方向）の両端部に形成され、一対の貫通電極３５，３６に対してそれぞれ電気的に接続されている。
【００７７】
このように構成された圧電振動子３０を作動させる場合には、ベース基板３１に形成された外部電極４０，４１に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片４の第１の励振電極１３および第２の励振電極１４（図１参照）に電圧を印加することができるので、一対の振動腕部１０，１１を接近および離間させる方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部１０，１１の振動を利用して、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として圧電振動子３０を利用することができる。
【００７８】
（効果）
本実施形態によれば、電極形成工程Ｓ１２０の工数の削減および製造装置の簡略化ができる低コストな圧電振動片４を備えているので、低コストな圧電振動子３０を提供できる。
【００７９】
（発振器）
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図１９を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１１０は、図１９に示すように、圧電振動子３０を、集積回路１１１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器１１０は、コンデンサ等の電子素子部品１１２が実装された基板１１３を備えている。基板１１３には、発振器用の集積回路１１１が実装されており、この集積回路１１１の近傍に、圧電振動子３０の圧電振動片が実装されている。これら電子素子部品１１２、集積回路１１１及び圧電振動子３０は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。
【００８０】
このように構成された発振器１１０において、圧電振動子３０に電圧を印加すると、圧電振動子３０内の圧電振動片が振動する。この振動は、圧電振動片が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路１１１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路１１１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。これにより、圧電振動子３０が発振子として機能する。
また、集積回路１１１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。
【００８１】
本実施形態の発振器１１０によれば、低コストな圧電振動子３０を備えているので、低コストな発振器１１０を製造することができる。
【００８２】
（電子機器）
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図２０を参照して説明する。なお電子機器として、前述した圧電振動子３０を有する携帯情報機器１２０を例にして説明する。
始めに本実施形態の携帯情報機器１２０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカ及びマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化及び軽量化されている。
【００８３】
次に、本実施形態の携帯情報機器１２０の構成について説明する。この携帯情報機器１２０は、図２０に示すように、圧電振動子３０と、電力を供給するための電源部１２１とを備えている。電源部１２１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１２１には、各種制御を行う制御部１２２と、時刻等のカウントを行う計時部１２３と、外部との通信を行う通信部１２４と、各種情報を表示する表示部１２５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１２６とが並列に接続されている。そして、電源部１２１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。
【００８４】
制御部１２２は、各機能部を制御して音声データの送信や受信、現在時刻の計測、表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１２２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、該ＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、該ＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等とを備えている。
【００８５】
計時部１２３は、発振回路やレジスタ回路、カウンタ回路、インターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子３０とを備えている。圧電振動子３０に電圧を印加すると圧電振動片が振動し、該振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部１２２と信号の送受信が行われ、表示部１２５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。
【００８６】
通信部１２４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１２７、音声処理部１２８、切替部１２９、増幅部１３０、音声入出力部１３１、電話番号入力部１３２、着信音発生部１３３及び呼制御メモリ部１３４を備えている。
無線部１２７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１３５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１２８は、無線部１２７又は増幅部１３０から入力された音声信号を符号化及び複号化する。増幅部１３０は、音声処理部１２８又は音声入出力部１３１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１３１は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
【００８７】
また、着信音発生部１３３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１２９は、着信時に限って、音声処理部１２８に接続されている増幅部１３０を着信音発生部１３３に切り替えることによって、着信音発生部１３３において生成された着信音が増幅部１３０を介して音声入出力部１３１に出力される。
なお、呼制御メモリ部１３４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部１３２は、例えば、０から９の番号キー及びその他のキーを備えており、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。
【００８８】
電圧検出部１２６は、電源部１２１によって制御部１２２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部１２２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１２４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部１２６から電圧降下の通知を受けた制御部１２２は、無線部１２７、音声処理部１２８、切替部１２９及び着信音発生部１３３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１２７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１２５に、通信部１２４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。
【００８９】
すなわち、電圧検出部１２６と制御部１２２とによって、通信部１２４の動作を禁止し、その旨を表示部１２５に表示することができる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部１２５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしても良い。
なお、通信部１２４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部１３６を備えることで、通信部１２４の機能をより確実に停止することができる。
【００９０】
本実施形態の携帯情報機器１２０によれば、低コストな圧電振動子３０を備えているので、低コストな携帯情報機器１２０を製造することができる。
【００９１】
（電波時計）
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図２１を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１４０は、図２１に示すように、フィルタ部１４１に電気的に接続された圧電振動子３０を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
日本国内には、福島県（４０ｋＨｚ）と佐賀県（６０ｋＨｚ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、前述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。
【００９２】
以下、電波時計１４０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ１４２は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ１４３によって増幅され、複数の圧電振動子３０を有するフィルタ部１４１によって濾波、同調される。
本実施形態における圧電振動子３０は、前記搬送周波数と同一の４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１４８、１４９をそれぞれ備えている。
【００９３】
更に、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１４４により検波復調される。
続いて、波形整形回路１４５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１４６でカウントされる。ＣＰＵ１４６では、現在の年や積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１４８に反映され、正確な時刻情報が表示される。
搬送波は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚであるから、水晶振動子部１４８、１４９は、前述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
【００９４】
なお、前述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは７７．５ＫＨｚの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計１４０を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子３０を必要とする。
【００９５】
本実施形態の電波時計１４０によれば、低コストな圧電振動子３０を備えているので、低コストな電波時計１４０を製造することができる。
【００９６】
なお、この発明の技術範囲は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００９７】
本実施形態および本実施形態の変形例では、振動腕部１０，１１に形成された貫通孔８，９は、Ｘ方向に一定幅を有するＺ方向平面視略矩形状に形成されていたが、貫通孔８，９の形状はこれに限られることはない。例えば、貫通孔８，９は、＋Ｙ側（振動腕部の先端側）から−Ｙ側（振動腕部の基端側）に向かってＸ方向の幅が漸次狭くなる、Ｚ方向平面視略台形状に形成されていてもよい。このように貫通孔８，９の形状を変更することで、振動腕部１０，１１の−Ｙ側の剛性を任意に設定できる。したがって、振動腕部１０，１１の剛性に依存するドライブレベル特性を所望の特性に設定できる。
【００９８】
本実施形態では、振動腕部１０，１１にそれぞれ１個ずつ貫通孔８，９が形成されていた。また、本実施形態の変形例では、振動腕部１０，１１にそれぞれ２個ずつ貫通孔８Ａ，８Ｂおよび貫通孔９Ａ，９Ｂが形成されていた。しかし、貫通孔８，９の個数は、実施形態および実施形態の変形例に限られることはない。
また、本実施形態の変形例では、貫通孔８，９は、Ｙ方向に沿って直列に２個形成されていたが、例えば、Ｘ方向に沿って並列に複数形成されていてもよい。
貫通孔８，９の個数や形成位置、配列等を変更することで、振動腕部１０，１１の剛性を任意に設定できる。したがって、振動腕部１０，１１の剛性に依存するドライブレベル特性を所望の特性に設定できる。
【００９９】
本実施形態および本実施形態の変形例では、表面実装型の圧電振動子３０に搭載される圧電振動片４に、本発明の圧電振動片４の製造方法を採用して説明しているが、これに限らず、例えばシリンダーパッケージタイプの圧電振動子に搭載される圧電振動片に、本発明の圧電振動片の製造方法を採用しても構わない。
【符号の説明】
【０１００】
４・・・圧電振動片 ４ａ・・・振動片外形部（圧電板） ８，９・・・貫通孔 ８ａ，８ｃ，９ａ，９ｃ・・・長手方向に沿った内側面 １０，１１・・・振動腕部 １０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ・・・振動腕部の外側面 １２・・・基部 １３，１４・・・励振電極 １６，１７・・・マウント電極 １９，２０・・・引き出し電極 ３０・・・圧電振動子 ７４・・・マスク用金属膜 ８４・・・電極用金属膜 １１０・・・発振器 １２０・・・携帯情報機器（電子機器） １４０・・・電波時計 Ｓ１１０・・・外形形成工程 Ｓ１１２・・・マスクパターン形成工程 Ｓ１１４・・・ウエハエッチング工程 Ｓ１２０・・・電極形成工程 Ｓ１２１・・・金属膜成膜工程 Ｓ１２３・・・フォトレジスト膜成膜工程（感光性材料膜成膜工程） Ｓ１２５・・・露光工程 ＋Ｚ側・・・一方側 −Ｚ側・・・他方側
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧電振動片、圧電振動片の製造方法、圧電振動子、この圧電振動子を用いた発振器、電子機器および電波時計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として、水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが提供されているが、その１つとして、基部から一対の振動腕部が延設されたいわゆる音叉型の圧電振動片をパッケージに封入した圧電振動子が知られている。
【０００３】
ところで、近年、搭載される機器の小型化に伴って、圧電振動片のさらなる小型化が望まれている。圧電振動片のＣＩ値（Ｃｒｙｓｔａｌ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）を低く抑えつつ、圧電振動片の小型化を図る方法としては、振動腕部の両主面に溝部を形成する方法が広く知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図２２は、従来技術の説明図であり、特許文献１の振動腕部２０３の長手方向に垂直な方向に沿った断面図である。
図２２に示すように、振動腕部２０３は断面略Ｈ字形状となっており、振動腕部２０３の外表面には、第１の励振電極２１０と第２の励振電極２１１とが形成されている。一対の励振電極２１０，２１１は、振動腕部２０３の幅方向に沿って電界を発生できるように、溝部２０５，２０６の内側面２０５ａ，２０６ａおよび振動腕部２０３の外側面２０３ａに形成されている。
また、一対の励振電極２１０，２１１は、引き出し電極（不図示）を介して基部（不図示）の主面上に形成されたマウント電極（不図示）に電気的に接続されている。そして、マウント電極がパッケージの内部電極に実装されることにより、圧電振動子が形成されている。
【０００５】
励振電極、引き出し電極およびマウント電極の各電極を形成する電極形成工程は以下のとおりである。
まず、圧電振動片の外形に形成された圧電板に、後の各電極となる電極用金属膜をスパッタリングにより成膜する（金属膜成膜工程）。
次に、電極用金属膜に重ねてフォトレジスト等の感光性材料を塗布して感光性材料膜を成膜する（感光性材料膜成膜工程）。
続いて、フォトリソグラフィ技術により感光性材料膜を露光し（露光工程）、現像液に浸漬して現像することで（現像工程）、感光性材料膜のパターンを形成する。
最後に、感光性材料膜のパターンをマスクとして電極用金属膜のエッチングを行う（金属膜エッチング工程）。これにより、感光性材料膜で保護された領域以外の電極用金属膜が選択的に除去され、圧電振動片の各電極が形成される。
【０００６】
ここで、図２２に示すように、一方側の溝部２０５は振動腕部２０３の一方側の主面に形成され、他方側の溝部２０６は振動腕部２０３の他方側の主面に形成されている。したがって、溝部２０５，２０６の内側面２０５ａ，２０６ａに第１の励振電極２１０を形成するために、圧電板の一方側の主面および他方側の主面に対して電極形成工程の各工程を行っている。
具体的には、金属膜成膜工程では、圧電板の一方側の主面に対して電極用金属膜を成膜した後、圧電板を反転させて他方側の主面に対して電極用金属膜を成膜することにより、圧電板の両主面に電極用金属膜を成膜している。感光性材料膜成膜工程では、金属膜成膜工程と同様に、圧電板の一方側の主面に対して感光性材料膜を成膜した後、圧電板を反転させて他方側の主面に対して感光性材料膜を成膜することにより、圧電板の両主面に感光性材料膜を成膜している。また、露光工程では、圧電板の両主面に対して紫外線を照射している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−７６８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の電極形成工程では、以下のような課題を有している。
金属膜成膜工程および感光性材料膜成膜工程では、一方側の主面および他方側の主面に対して別々に電極用金属膜および感光性材料膜を成膜するため、工数が多くかかる傾向にある。また、露光工程では、両面露光装置が必要になるとともに、感光性材料膜のパターンを形成するための一対のフォトマスクを準備して圧電板の両主面上の所定位置に配置する必要がある。したがって、露光工程は、多くのコストがかかるだけでなく工程が煩雑で工数が多くかかる傾向にある。このため、従来技術の電極形成工程は、製造コストが高コストであるという課題を有している。
【０００９】
そこで本発明は、従来技術と比較して電極形成工程の工数の削減および製造装置の簡略化ができ、低コストな圧電振動片、圧電振動片の製造方法、圧電振動子、この圧電振動子を用いた発振器、電子機器および電波時計の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明の圧電振動片は、並んで配置された一対の振動腕部と、前記一対の振動腕部が接続された基部と、を有する圧電板と、前記振動腕部に形成され前記振動腕部を振動させる励振電極と、前記基部に形成され外部に電気的に接続されるマウント電極と、前記励振電極と前記マウント電極とを接続する引き出し電極と、を備えた圧電振動片であって、前記振動腕部には、前記圧電板の厚さ方向における一方側と他方側とを貫通し、前記振動腕部の長手方向に沿って延びる貫通孔が形成されており、前記励振電極は、前記貫通孔の内側面のうち前記長手方向に沿った内側面および前記内側面と対向した前記振動腕部の外側面に形成され、前記マウント電極および前記引き出し電極は、前記基部の前記一方側のみの主面に形成されていることを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、振動腕部に貫通孔を形成することで、振動腕部の一方側の主面と他方側の主面とを接続する内側面が形成される。したがって、圧電板の一方側から金属材料および感光性材料を塗布することにより、振動腕部の長手方向に沿った内側面に電極用金属膜および感光性材料膜を成膜でき、励振電極を形成できる。
また、マウント電極および引き出し電極は、基部の一方側のみの主面に形成されており、他方側の主面には形成されていない。したがって、圧電板の一方側から金属材料および感光性材料を塗布することにより、基部の一方側の主面に電極用金属膜および感光性材料膜を成膜でき、マウント電極および引き出し電極を形成できる。
また、圧電板の他方側の主面には感光性材料膜を成膜しないので、圧電板の一方側のみから感光性材料膜を露光すればよい。これにより、高価な両面露光装置を導入したり、一対のフォトマスクを準備して圧電板の両主面上に配置したりする必要がない。
このように、圧電板の一方側のみから電極用金属膜の成膜、感光性材料膜の成膜および露光を行って各電極を形成できる。したがって、本発明は、圧電板の一方側および他方側の両側から電極用金属膜の成膜、感光性材料膜の成膜および露光を行って各電極を形成する従来技術と比較して、工数の削減および製造装置の簡略化ができ、低コストな圧電振動片を形成できる。
【００１２】
また、前記励振電極は、前記振動腕部の前記厚さ方向の全体にわたって形成されていることを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば、振動腕部の厚さ方向の全体にわたって貫通孔の内側面および振動腕部の外側面と直交する方向に電界を形成できる。したがって、効率よく振動腕部を振動させることができるので、損失の少ない圧電振動片を形成できる。
【００１４】
また、前記貫通孔は、前記各振動腕部にそれぞれ複数形成されていることを特徴としている。
【００１５】
本発明によれば、各振動腕部に複数形成される貫通孔の個数や各貫通孔の大きさ、各貫通孔の形成位置等を調整して振動腕部の剛性を任意に設定できる。したがって、振動腕部の剛性に依存するドライブレベル特性を、所望の特性に設定できる。
【００１６】
また、本発明の圧電振動片の製造方法は、圧電ウエハから前記圧電板の外形および前記貫通孔を形成する外形形成工程と、フォトリソグラフィ技術により電極用金属膜をパターニングし、前記圧電板に前記各電極を形成する電極形成工程と、を備え、前記電極形成工程は、前記圧電板の表面に前記電極用金属膜を成膜する金属膜成膜工程と、前記電極用金属膜に重ねて感光性材料膜を成膜する感光性材料膜成膜工程と、前記各電極に対応したパターンが形成されたフォトマスクを用いて前記感光性材料膜を露光する露光工程と、を有し、前記金属膜成膜工程、前記感光性材料膜成膜工程および前記露光工程は、前記圧電板の前記一方側からのみ行われることを特徴としている。
【００１７】
本発明によれば、金属膜成膜工程、感光性材料膜成膜工程および露光工程は、圧電板の一方側からのみ行われるので、圧電板の一方側および他方側の両側から金属膜成膜工程、感光性材料膜成膜工程および露光工程を行う従来技術と比較して、工数の削減および製造装置の簡略化ができる。したがって、低コストな圧電振動片を形成できる。
ところで、従来技術では、圧電板の一方側および他方側から２回金属膜成膜工程を行っているため、振動腕部の外側面に形成される電極用金属膜の膜厚が必要以上に厚くなるおそれがあった。しかし、本発明によれば、圧電板の一方側から１回のみ金属膜成膜工程を行っているので、振動腕部の外側面に形成される電極用金属膜が必要以上に厚くなるのを防止できる。特に、一対の振動腕部の外側面と基部の外側面とで形成される狭小な又部において、電極用金属膜が必要以上に厚くなるのを防止できるので、エッチング時に又部に電極用金属膜が残存するのを抑制できる。これにより、又部における励振電極のショート等の製造不良の発生を防止できる。
【００１８】
また、前記外形形成工程は、前記圧電ウエハの両主面上にマスク用金属膜を成膜し、フォトリソグラフィ技術により前記マスク用金属膜から前記圧電板のマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程と、前記マスクパターンを介して、前記圧電ウエハの前記一方側および前記他方側の両側から前記圧電ウエハをエッチングするウエハエッチング工程と、を備えたことを特徴としている。
【００１９】
本発明によれば、圧電ウエハの一方側および他方側の両側からウエハエッチング工程を行うので、圧電板の厚さ方向に沿って、外形を均一に形成できる。したがって、一対の振動腕部を精度よく形成できるので、安定した周波数特性を有する圧電振動片を形成できる。
また、本発明によれば、一度のウエハエッチング工程で圧電振動片の外形および貫通孔を同時に形成できる。したがって、圧電振動片の外形をエッチングした後、ハーフエッチングして溝部２０５，２０６（図２２参照）を形成する従来技術と比較して、ウエハエッチング工程を簡略化できる。
【００２０】
また、本発明の圧電振動子は、上述した圧電振動片がベース基板とリッド基板とにより形成されるキャビティ内に収納されていることを特徴としている。
本発明によれば、電極形成工程の工数の削減および製造装置の簡略化ができる低コストな圧電振動片を備えているので、低コストな圧電振動子を提供できる。
【００２１】
また、本発明の発振器は、上述した圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の電子機器は、上述した圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の電波時計は、上述した圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明の発振器、電子機器および電波時計によれば、低コストな発振器、電子機器および電波時計を提供することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、振動腕部に貫通孔を形成することで、振動腕部の一方側の主面と他方側の主面とを接続する内側面が形成される。したがって、圧電板の一方側から金属材料および感光性材料を塗布することにより、振動腕部の長手方向に沿った内側面に電極用金属膜および感光性材料膜を成膜でき、励振電極を形成できる。
また、マウント電極および引き出し電極は、基部の一方側のみの主面に形成されており、他方側の主面には形成されていない。したがって、圧電板の一方側から金属材料および感光性材料を塗布することにより、基部の一方側の主面に電極用金属膜および感光性材料膜を成膜でき、マウント電極および引き出し電極を形成できる。
また、圧電板の他方側の主面には感光性材料膜を成膜しないので、圧電板の一方側のみから感光性材料膜を露光すればよい。これにより、高価な両面露光装置を導入したり、一対のフォトマスクを準備して圧電板の両主面上に配置したりする必要がない。
このように、圧電板の一方側のみから電極用金属膜の成膜、感光性材料膜の成膜および露光を行って各電極を形成できる。したがって、本発明は、圧電板の一方側および他方側の両側から電極用金属膜の成膜、感光性材料膜の成膜および露光を行って各電極を形成する従来技術と比較して、工数の削減および製造装置の簡略化ができ、低コストな圧電振動片を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】圧電振動片の一方側から見た平面図である。
【図２】圧電振動片の他方側から見た平面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】振動腕部と基部との接続部近傍の斜視図である。
【図５】実施形態の変形例における圧電振動片の一方側から見た平面図である。
【図６】圧電振動片の製造工程のフローチャートである。
【図７】外形形成工程のフローチャートである。
【図８】マスクパターン形成工程の説明図である。
【図９】マスクパターン形成工程の説明図である。
【図１０】マスクパターンの説明図である。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図１２】電極形成工程のフローチャートである。
【図１３】金属膜成膜工程およびフォトレジスト膜成膜工程の説明図である。
【図１４】露光工程の説明図である。
【図１５】圧電振動子の外観斜視図である。
【図１６】圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態の平面図である。
【図１７】図１６のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図１８】圧電振動子の分解斜視図である。
【図１９】発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図２０】電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図２１】電波時計の一実施形態を示す構成図である。
【図２２】従来技術の圧電振動片の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（圧電振動片）
以下に、本発明の実施形態に係る圧電振動片を、図面を参照して説明する。
図１は、圧電振動片４の一方側から見た平面図である。
図２は、圧電振動片４の他方側から見た平面図である。
図３は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、図２および図３においては、形成される各電極の膜厚を誇張して表現している。
【００２６】
以下の圧電振動片４の説明では、必要に応じてＸ，Ｙ，Ｚの直交座標系を用いて説明している。具体的には、振動腕部１０，１１が並んでいる方向をＸ方向とし、Ｘ方向における中心軸をＯとし、圧電振動片４の中心軸Ｏ側を−Ｘ側とし、外側を＋Ｘ側としている。また、振動腕部１０，１１の長手方向をＹ方向とし、基端側を−Ｙ側とし、先端側を＋Ｙ側としている。また、圧電振動片４の厚さ方向をＺ方向とし、一方側を＋Ｚ側とし、他方側を−Ｚ側としている。また、圧電振動片４の＋Ｚ側面をＦとし、−Ｚ側面をＳとしている。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態の圧電振動片４は、水晶やタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
圧電振動片４は、並んで配置された一対の振動腕部１０，１１（第１の振動腕部１０および第２の振動腕部１１）と、一対の振動腕部１０，１１が接続された基部１２と、を備えている。
【００２８】
一対の振動腕部１０，１１は、Ｘ方向に一定幅を有し、Ｘ方向に略平行に並んで配置され、中心軸Ｏに沿ってＹ方向に延在している。一対の振動腕部１０，１１には、振動腕部１０，１１の＋Ｚ側面Ｆと−Ｚ側面Ｓとを貫通する貫通孔８，９がそれぞれ形成されている。
図１に示すように、貫通孔８，９は、Ｚ方向平面視略矩形状に形成されており、Ｘ方向に一定幅を有し、Ｙ方向に沿って延在している。貫通孔８，９の−Ｙ側端は、振動腕部１０，１１と基部１２との接続部近傍に配置されている。貫通孔８、９の＋Ｙ側端は、振動腕部１０，１１のＹ方向における略中央に配置されている。
【００２９】
基部１２と振動腕部１０，１１との接続部において、基部１２の＋Ｙ側面、振動腕部１０の−Ｘ側面１０ｂおよび振動腕部１１の−Ｘ側面１１ｂにより囲まれた領域には、又部２５が形成される。又部２５は、Ｚ方向平面視略Ｕ字形状に形成されている。
【００３０】
（励振電極）
図１に示すように、一対の励振電極１３，１４は、振動腕部１０，１１の外表面にそれぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。
図２に示すように、貫通孔８，９のＹ方向に沿った内側面８ａ，９ａ、Ｘ方向に沿った第２内側面８ｂ，９ｂ、および図３に示すように振動腕部１０，１１の＋Ｚ側面Ｆ上には、一対の励振電極１３，１４が形成されている。励振電極１３，１４は、例えば、クロム等の単層の導電性膜により形成される。励振電極１３，１４は、電圧が印加されときに振動腕部１０，１１を互いに接近又は離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極である。
【００３１】
具体的には、第１の励振電極１３は、主に第１の振動腕部１０の貫通孔８の内側面８ａ〜８ｄと、第２の振動腕部１１の＋Ｘ側面１１ａと、第２の振動腕部１１の−Ｘ側面１１ｂと、に形成されている（図１から図３参照）。また、第２の励振電極１４は、主に第２の振動腕部１１の貫通孔９の内側面９ａ〜９ｄと、第１の振動腕部１０の＋Ｘ側面１０ａと、第１の振動腕部１０の−Ｘ側面１０ｂと、に形成されている（図１から図３参照）。なお、図２に示すように、励振電極１３，１４は−Ｚ側面Ｓには形成されていない。
【００３２】
なお、本実施形態では、第１の励振電極１３は貫通孔８の内側面８ａ〜８ｄに形成され、第２の励振電極１４は貫通孔９の内側面９ａ〜９ｄに形成されているが、励振電極１３は少なくともＹ方向に沿った内側面８ａ，８ｃに形成され、励振電極１４は少なくともＹ方向に沿った内側面９ａ，９ｃに形成されていればよい。
【００３３】
このように励振電極１３，１４を形成することで、図３に示すように、貫通孔８の内側面８ａ，８ｃに形成された励振電極１３と、第１の振動腕部１０の＋Ｘ側面１０ａおよび−Ｘ側面１０ｂに形成された励振電極１４とを対向させることができる。また、貫通孔９の内側面９ａ，９ｃに形成された励振電極１４と、第２の振動腕部１１の＋Ｘ側面１１ａおよび−Ｘ側面１１ｂに形成された励振電極１３とを対向させることができる。そして、励振電極１３，１４に電圧を印加することにより、振動腕部１０，１１のＸ方向に沿って電界を形成し、振動腕部１０，１１を振動させることができる。
【００３４】
図４は、振動腕部１０，１１と基部１２との接続部近傍の斜視図である。
図４に示すように、第１の振動腕部１０の−Ｘ側面１０ｂに形成された第２の励振電極１４と、第２の振動腕部１１の−Ｘ側面１１ｂ上に形成された第１の励振電極１３とは、又部２５を挟んで対向した状態となっている。又部２５の表面には電極が形成されておらず、第１の励振電極１３および第２の励振電極１４は、又部２５においても電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。
【００３５】
（マウント電極）
図１に示すように、基部１２の＋Ｚ側面Ｆにおける−Ｙ側には、中心軸Ｏを挟んで一対のマウント電極１６，１７が形成されている。
マウント電極１６，１７は、クロムと金との積層膜であり、水晶と密着性の良いクロム膜を下地層として成膜した後に、表面に金の薄膜を仕上げ層として成膜することにより形成される。ただし、この場合に限られず、例えば、クロムとニクロムを下地層として成膜した後に、表面にさらに金の薄膜を仕上げ層として成膜しても構わない。なお、図２に示すように、マウント電極１６，１７は−Ｚ側面Ｓには形成されていない。
【００３６】
（引き出し電極）
また、図１に示すように、基部１２の＋Ｚ側面Ｆには、励振電極１３，１４と、マウント電極１６，１７とをそれぞれ電気的に接続する引き出し電極１９，２０が形成されている。
引き出し電極１９は、マウント電極１６と、第１の振動腕部１０に形成された第１の励振電極１３とを接続しており、中心軸Ｏを跨るように形成されている。
また、引き出し電極２０は、マウント電極１７と、第１の振動腕部１０に形成された第２の励振電極１４とを接続しており、＋Ｘ側においてＹ方向に沿うように形成されている。
【００３７】
引き出し電極１９，２０は、マウント電極１６，１７の下地層と同じ材料のクロムにより、単層膜で形成されている。これにより、マウント電極１６，１７の下地層を成膜するのと同時に、引き出し電極１９，２０を成膜することができる。ただし、この場合に限られず、例えば、ニッケルやアルミニウム、チタン等により引き出し電極１９，２０を成膜しても構わない。なお、図２に示すように、引き出し電極１９，２０は−Ｚ側面Ｓには形成されていない。
【００３８】
また、図１に示すように、振動腕部１０，１１の先端部には、所定の周波数の範囲内で振動するように調整（周波数調整）を行うための粗調膜２１ａおよび微調膜２１ｂからなる重り金属膜２１が形成されている。この重り金属膜２１を利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部１０，１１の周波数をデバイスの公称周波数の範囲内に収めることができるようになっている。なお、図２に示すように、重り金属膜２１は−Ｚ側面Ｓには形成されていない。
【００３９】
（実施形態の変形例、各振動腕部に複数の貫通孔を有する圧電振動片）
次に、本実施形態の変形例について説明する。
図５は、本実施形態の変形例における圧電振動片４の説明図である。
上述の実施形態では、第１の振動腕部１０に１個の貫通孔８が形成され、第２の振動腕部１１に１個の貫通孔９が形成されていた。これに対して、本実施形態の変形例では、第１の振動腕部１０に２個の貫通孔８Ａ，８Ｂが形成され、第２の振動腕部１１に２個の貫通孔９Ａ，９Ｂが形成されている点で異なっている。なお、実施形態と同様の構成部分については説明を省略する。また、第１の振動腕部１０に形成された貫通孔８Ａ，８Ｂおよび第２の振動腕部１１に形成された貫通孔９Ａ，９Ｂは、同一形状である。したがって、以下では第１の振動腕部１０に形成された貫通孔８Ａ，８Ｂについて説明をし、第２の振動腕部１１に形成された貫通孔９Ａ，９Ｂについては詳細な説明を省略している。
【００４０】
図５に示すように、振動腕部１０には、振動腕部１０，１１の＋Ｚ側面Ｆと−Ｚ側面Ｓとを貫通する貫通孔８Ａおよび貫通孔８Ｂが形成されている。
貫通孔８Ａおよび貫通孔８Ｂは、Ｚ方向平面視略矩形状の同一形状に形成されており、Ｘ方向に一定幅を有し、Ｙ方向に沿って延在している。
貫通孔８Ａおよび貫通孔８Ｂは、Ｙ方向に沿って縦列に並んで形成されている。振動腕部１０の−Ｙ側には貫通孔８Ａが形成されており、貫通孔８Ａの−Ｙ側端は、振動腕部１０と基部１２との接続部近傍に配置されている。また、貫通孔８Ａ＋Ｙ側には貫通孔８Ｂが形成されており、貫通孔８Ｂの＋Ｙ側端は、振動腕部１０のＹ方向における略中央に配置されている。
【００４１】
ここで、振動腕部１０，１１の剛性に依存する特性として、ドライブレベル特性が知られている。ドライブレベル特性とは、駆動電圧の変動に対する圧電振動片４の振動周波数の変動特性をいう。具体的には、圧電振動片４に印加する電圧をＶ１からＶ２に上昇させると、周波数はｆ０からｆ１に上昇する。そして、圧電振動片４に印加する電圧をＶ２から再度Ｖ１に戻したとき、周波数はｆ１からｆ０周波数に戻らずにｆ０よりも低い値ｆ２となる。この振動周波数の変動値Δｆ（ｆ０とｆ２との差）の特性のことをドライブレベル特性という。なお、Δｆの振れ幅が小さいほど、ドライブレベル特性は良好であり、圧電振動片４は高性能であるといえる。
【００４２】
本変形例によれば、貫通孔８Ａと貫通孔８Ｂとの間には、Ｘ方向に沿った壁部６（６ａ）が形成されるので、貫通孔８Ａおよび貫通孔８Ｂの合計した開口面積と同一の開口面積を有する貫通孔８を１個形成したときよりも振動腕部１０，１１の剛性を確保できる。これにより、所望のドライブレベル特性を有する圧電振動片４を形成できる。
【００４３】
（圧電振動片の製造方法）
次に、上述した圧電振動片４の製造方法について、フローチャートを参照しながら以下に説明する。
図６は、圧電振動片４の製造工程のフローチャートである。
図６に示すように本実施形態の圧電振動片４の製造工程は、水晶ウエハ（請求項の「圧電ウエハ」に相当。）を準備（Ｓ１００）した後、水晶ウエハに後の圧電振動片４となる振動片外形部（請求項の「圧電板」に相当。）を複数形成する外形形成工程Ｓ１１０と、各電極を水晶ウエハに形成する電極形成工程Ｓ１２０と、共振周波数を調整する周波数調整工程Ｓ１３０と、１枚の水晶ウエハから複数の圧電振動片４を切り離す小片化工程Ｓ１４０とを備えている。以下に各工程の詳細を説明する。
【００４４】
まず、ポリッシングが終了し、所定の厚みに高精度に仕上げられた水晶ウエハを準備する（Ｓ１００）。次いで、水晶ウエハに圧電振動片４（図１参照）の外形形状を有する振動片外形部４ａおよび貫通孔８，９（図１１参照）を形成する外形形成工程Ｓ１１０を行う。
【００４５】
（外形形成工程Ｓ１１０）
図７は、外形形成工程Ｓ１１０のフローチャートである。
図７に示すように、外形形成工程Ｓ１１０は、水晶ウエハの表面に成膜したマスク用金属膜から圧電振動片４の外形形状を有するマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程Ｓ１１２と、水晶ウエハをエッチングするウエハエッチング工程Ｓ１１４と、を備えている。
【００４６】
（マスクパターン形成工程Ｓ１１２）
図８は、マスクパターン形成工程Ｓ１１２の説明図である。
図８に示すように、マスクパターン形成工程Ｓ１１２では、まず、水晶ウエハＷの＋Ｚ側面Ｆおよび−Ｚ側面Ｓの両面にマスク用金属膜７４をそれぞれ成膜する（Ｓ１１２Ａ）。マスク用金属膜７４は、例えばクロムからなる下地膜７４ａと、金からなる仕上膜７４ｂとの積層膜であり、それぞれスパッタリング法や蒸着法等により成膜される。
【００４７】
次に、マスク用金属膜７４に重ねてフォトレジスト膜７５を形成する（Ｓ１１２Ｂ）。具体的には、マスク用金属膜７４上に、スピンコート法等によりフォトレジスト材を塗布し、その後、フォトレジスト材をプリベークして有機溶剤を蒸発させることで、フォトレジスト膜７５が形成される。
【００４８】
図９は、マスクパターン形成工程Ｓ１１２の説明図である。
次に、図９に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いてフォトレジスト膜７５にレジストパターンを形成する（Ｓ１１２Ｃ）。なお、フォトレジスト材には、露光された部分が軟化して除去されるポジ型レジストと、露光された部分が硬化して残存するネガ型レジストとがあるが、本実施形態ではポジ型レジストを例にして説明する。
【００４９】
マスクパターン形成工程Ｓ１１２では、露光用マスク８０を配置し、水晶ウエハＷの＋Ｚ側および−Ｚ側から紫外線Ｋを照射してフォトレジスト膜７５を露光する。露光用マスク８０は、圧電振動片４の外形に相当する領域に形成されている。露光が終了したら、露光用マスク８０を取り除く。
【００５０】
次に、水晶ウエハＷを現像液に浸漬し、フォトレジスト膜７５を現像する。これにより、紫外線Ｋが露光された領域のフォトレジスト膜７５のみが選択的に除去され、圧電振動片４の外形形状にフォトレジスト膜７５が残存した状態のレジストパターンが複数形成される。
【００５１】
図１０は、マスクパターンの説明図である。
続いて、このフォトレジスト膜７５のレジストパターンをマスクとして、マスク用金属膜７４に対してエッチング加工を行い、マスクされていないマスク用金属膜７４を選択的に除去する（Ｓ１１２Ｄ）。そして、エッチング加工後にフォトレジスト膜７５を除去する。これにより、図１０に示すように、圧電振動片４の外形形状に対応したマスクパターンを形成できる。以上で、マスクパターン形成工程Ｓ１１２が終了する。
【００５２】
（ウエハエッチング工程Ｓ１１４）
図１１は、図１０のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
最後に、図１１に示すように、マスクパターンを介して水晶ウエハＷをエッチングするウエハエッチング工程Ｓ１１４を行う。本実施形態のウエハエッチング工程Ｓ１１４では、例えばフッ素系のエッチング液に浸漬してエッチング加工する、いわゆるウエットエッチングを行っている。これにより、貫通孔８，９を有し、後の圧電振動片４となる複数の振動片外形部４ａが形成される。なお、複数の振動片外形部４ａは、後に行う小片化工程Ｓ１４０まで、図示しない連結部を介して水晶ウエハＷに連結された状態となっている。
ここで、水晶ウエハＷの＋Ｚ側および−Ｚ側の両側からエッチング加工が行われるので、後に形成される圧電振動片４は、Ｚ方向に沿って外形が均一に形成される。したがって、一対の振動腕部１０，１１を精度よく形成できるので、安定した周波数特性を有する圧電振動片４を形成できる。
以上で、外形形成工程Ｓ１１０が終了する。
【００５３】
（電極形成工程Ｓ１２０）
図１２は、電極形成工程Ｓ１２０のフローチャートである。
次に、振動片外形部４ａが形成された水晶ウエハＷの表面に、励振電極１３，１４、引き出し電極１９，２０およびマウント電極１６，１７電極（いずれも図１参照）の各電極を形成する電極形成工程Ｓ１２０を行う。
図１２に示すように、電極形成工程Ｓ１２０は、水晶ウエハＷの表面に電極用金属膜を成膜する金属膜成膜工程Ｓ１２１と、電極用金属膜に重ねてフォトレジスト膜（感光性材料膜）を成膜するフォトレジスト膜成膜工程Ｓ１２３（感光性材料膜成膜工程）と、フォトレジスト膜を露光する露光工程Ｓ１２５と、フォトレジスト膜を選択的に除去してマスクパターンを形成する現像工程Ｓ１２７と、マスクパターンを介して電極用金属膜のエッチングを行い、各電極を形成する金属膜エッチング工程Ｓ１２９と、を有している。
【００５４】
（金属膜成膜工程Ｓ１２１）
図１３は、金属膜成膜工程Ｓ１２１およびフォトレジスト膜成膜工程Ｓ１２３の説明図である。
図１３に示すように、電極形成工程Ｓ１２０では、のちの励振電極１３，１４（図１参照）となる電極用金属膜８４を、水晶ウエハＷに成膜する金属膜成膜工程Ｓ１２１を行う。本実施形態では、水晶ウエハＷの＋Ｚ側からのみスパッタ法や真空蒸着法等により金属材料を塗布して、のちの各電極となる電極用金属膜８４を成膜している。
電極用金属膜８４は、下地膜８４ａとして、水晶と密着性の良いクロムの膜が成膜される。さらに、下地膜８４ａの上から仕上膜８４ｂとして金の薄膜が成膜される。
ここで、図１３に示すように、水晶ウエハＷには、貫通孔８，９が形成されている。したがって、金属膜成膜工程Ｓ１２１では、水晶ウエハＷの＋Ｚ側のみからクロムおよび金を塗布することで、貫通孔８，９の内側面８ａ〜８ｄ，９ａ〜９ｄ（図１参照）の全体に電極用金属膜８４を成膜できる。
【００５５】
ところで、従来技術では、図２２に示すように、振動腕部２０３に貫通孔が形成されておらず、振動腕部２０３の両主面に溝部２０５，２０６が形成されている。したがって、従来技術では、金属膜成膜工程Ｓ１２１において、水晶ウエハに形成された溝部２０５，２０６の内側面２０５ａ，２０６ａに電極用金属膜を成膜するために、水晶ウエハの＋Ｚ側および−Ｚ側から２回金属膜成膜工程Ｓ１２１を行う必要がある。これにより、振動腕部２０３の外側面２０３ａに形成される電極用金属膜８４の膜厚が必要以上に厚くなるおそれがあった。
しかし、本実施形態によれば、図１３に示すように、水晶ウエハＷの＋Ｚ側から１回のみ金属膜成膜工程Ｓ１２１を行っているので、振動片外形部４ａの外側面に形成される電極用金属膜８４が必要以上に厚くなるのを防止できる。特に、振動片外形部４ａの外側面のうち、後の又部２５（図４参照）となる部分において、電極用金属膜８４の膜厚が必要以上に厚くなるのを防止できる。したがって、後の金属膜エッチング工程Ｓ１２９において、後の又部２５（図４参照）となる部分に電極用金属膜８４が残存するのを抑制できる。これにより、又部２５における励振電極１３，１４（図４参照）のショート等の製造不良の発生を防止できる。
【００５６】
（フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１２３）
続いて、電極用金属膜８４に重ねてフォトレジスト膜８５を成膜するフォトレジスト膜成膜工程Ｓ１２３を行う。なお、前述のとおりフォトレジスト材には、露光された部分が軟化して除去されるポジ型レジストと、露光された部分が硬化して残存するネガ型レジストとがあるが、本実施形態ではポジ型レジストを成膜している。フォトレジスト膜８５は、電極用金属膜８４に重ねて水晶ウエハＷの＋Ｚ側からスプレーコート法により成膜される。
【００５７】
ここで、前述のとおり水晶ウエハＷには、貫通孔８，９が形成されている。したがって、フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１２３では、金属膜成膜工程Ｓ１２１と同様に、水晶ウエハＷの＋Ｚ側のみからフォトレジスト材を塗布することで、貫通孔８，９の内側面８ａ〜８ｄ，９ａ〜９ｄ（図１参照）の全体に電極用金属膜８４に重ねてフォトレジスト膜８５を成膜できる。
【００５８】
（露光工程Ｓ１２５）
図１４は、露光工程Ｓ１２５の説明図である。
図１４に示すように、露光工程Ｓ１２５では、開口部９０ａを有するフォトマスク９０をフォトレジスト膜８５に向けた状態でセットする。
【００５９】
露光工程Ｓ１２５では、開口部９０ａを介してフォトレジスト膜８５に紫外線Ｋを照射する。フォトマスク９０の開口部９０ａは、フォトレジスト膜８５を除去したい領域であって、後述の金属膜エッチング工程Ｓ１２９で電極用金属膜８４を除去したい領域に対応して形成されている。換言すれば、フォトマスク９０の開口部９０ａは、励振電極１３，１４、引き出し電極１９，２０およびマウント電極１６，１７電極（いずれも図１参照）の各電極を形成しない領域に対応して形成される。露光が終了したら、フォトマスク９０を取り除く。
【００６０】
ここで、フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１２３は、水晶ウエハＷの＋Ｚ側のみからフォトレジスト膜を成膜している。このため、フォトレジスト膜８５は、主に水晶ウエハＷの＋Ｚ側面Ｆに成膜され、−Ｚ側面Ｓには成膜されない。したがって、水晶ウエハＷの＋Ｚ側のみからフォトレジスト膜８５を露光すればよいので、従来技術のように、高価な両面露光装置を導入したり、一対のフォトマスクを準備して水晶ウエハＷの＋Ｚ側面Ｆおよび−Ｚ側面Ｓ上の所定位置に配置したりする必要がない。
【００６１】
（現像工程Ｓ１２７）
続いて、フォトレジスト膜８５が成膜された水晶ウエハＷを現像液に浸漬してフォトレジスト膜８５を選択的に除去し、レジストパターンを形成する現像工程Ｓ１２７を行う。
現像工程Ｓ１２７では、フォトマスク９０の開口部９０ａを介して紫外線Ｋが露光された領域、すなわち、励振電極１３，１４、引き出し電極１９，２０およびマウント電極１６，１７電極（いずれも図１参照）の各電極を形成しない領域に対応したフォトレジスト膜８５が除去される。
【００６２】
（金属膜エッチング工程Ｓ１２９）
次に、レジストパターンをマスクとして電極用金属膜８４のエッチングを行い、各電極を形成する金属膜エッチング工程Ｓ１２９を行う。本工程では、レジストパターンによりマスクされている電極用金属膜８４を残し、レジストパターンによりマスクされていない電極用金属膜８４を選択的に除去する。金属膜エッチング工程Ｓ１２９により、圧電振動片４の励振電極１３，１４、引き出し電極１９，２０およびマウント電極１６，１７が形成される（図１参照）。
なお、図１に示す励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０は、金の仕上膜８４ｂを剥離することにより、クロムの下地膜８４ａの単層膜により形成される。また、マウント電極１６，１７は、クロムの下地膜８４ａおよび金の仕上膜８４ｂを残すことにより、クロムの下地膜８４ａおよび金の仕上膜８４ｂの積層膜で形成される。
金属膜エッチング工程Ｓ１２９が終了した時点で、電極形成工程Ｓ１２０が終了する。
【００６３】
（周波数調整工程Ｓ１３０）
次に、一対の振動腕部１０，１１の先端に周波数調整用の粗調膜２１ａ及び微調膜２１ｂからなる重り金属膜２１（例えば、銀や金等）を形成する（図１参照）。そして、水晶ウエハＷに形成された全ての振動腕部１０，１１に対して、共振周波数を粗く調整する周波数調整工程Ｓ１３０を行う。重り金属膜２１の粗調膜２１ａおよび２１ｂにレーザ光を照射して一部を蒸発させ、重量を変化させることで行う。なお、共振周波数をより高精度に調整する微調に関しては、圧電振動子３０（図１５参照）の状態で行う。以上で、周波数調整工程Ｓ１３０が終了する。
【００６４】
（小片化工程Ｓ１４０）
最後に水晶ウエハＷから振動片外形部４ａ（図１４参照）を切断して、複数の圧電振動片４を小片化する小片化工程Ｓ１４０を行う。これにより、１枚の水晶ウエハＷから、音叉型の圧電振動片４を一度に複数製造することができる。この時点で、圧電振動片４の製造工程が終了し、圧電振動片４を複数得ることができる。
【００６５】
（効果）
本実施形態によれば、振動腕部１０，１１に貫通孔８，９を形成することで、振動腕部１０，１１の＋Ｚ側面Ｆと−Ｚ側面Ｓとを接続する内側面８ａ〜８ｄ，９ａ〜９ｄが形成される。したがって、水晶ウエハの＋Ｚ側から金属材料およびフォトレジスト材を塗布することにより、振動腕部１０，１１のＹ方向に沿った内側面８ａ，８ｃ，９ａ，９ｃに電極用金属膜８４およびフォトレジスト膜８５を成膜でき、励振電極１３，１４を形成できる。
また、マウント電極１６，１７および引き出し電極１９，２０は、基部１２の＋Ｚ側面Ｆのみに形成されており、−Ｚ側面Ｓには形成されていない。したがって、水晶ウエハＷの＋Ｚ側から金属材料およびフォトレジスト材を塗布することにより、基部１２の＋Ｚ側面Ｆに電極用金属膜８４およびフォトレジスト膜８５を成膜でき、マウント電極１６，１７および引き出し電極１９，２０を形成できる。
また、水晶ウエハＷの−Ｚ側面Ｓには、電極形成工程Ｓ１２０においてフォトレジスト膜８５を成膜していないので、水晶ウエハＷの＋Ｚ側のみからフォトレジスト膜８５を露光すればよい。これにより、従来技術のように、高価な両面露光装置を導入したり、一対のフォトマスクを準備して水晶ウエハＷの＋Ｚ側面Ｆおよび−Ｚ側面Ｓの両面上に配置したりする必要がない。
このように、電極形成工程Ｓ１２０において、水晶ウエハＷの＋Ｚ側のみから電極用金属膜８４の成膜、フォトレジスト膜８５の成膜および露光を行って各電極を形成できる。したがって、本実施形態は、水晶ウエハＷの＋Ｚ側および−Ｚ側の両側から電極用金属膜８４の成膜、フォトレジスト膜８５の成膜および露光を行って各電極を形成する従来技術と比較して、工数の削減および製造装置の簡略化ができ、低コストな圧電振動片４を形成できる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、励振電極１３，１４は、貫通孔８，９の内側面８ａ，８ｃ，９ａ，９ｃ、振動腕部１０，１１の＋Ｘ側面１０ａ，１１ａおよび振動腕部１０，１１の−Ｘ側面１０ｂ，１１ｂにおいてＺ方向の全体にわたって形成されている。これにより、振動腕部１０，１１のＺ方向の全体にわたって、振動腕部１０，１１のＸ方向に沿う方向に電界を形成できる。したがって、効率よく振動腕部１０，１１を振動させることができるので、損失の少ない圧電振動片４を形成できる。
【００６７】
本実施形態によれば、水晶ウエハＷの＋Ｚ側および−Ｚ側の両側からウエハエッチング工程Ｓ１１４を行うので、振動片外形部４ａの厚さ方向に沿って、外形を均一に形成できる。したがって、一対の振動腕部１０，１１を精度よく形成できるので、安定した周波数特性を有する圧電振動片４を形成できる。
また、本実施形態によれば、一度のウエハエッチング工程Ｓ１１４で圧電振動片４の振動片外形部４ａおよび貫通孔８，９を同時に形成できる。したがって、圧電振動片４の振動片外形部４ａをエッチングした後、ハーフエッチングして溝部２０５，２０６（図２２参照）を形成する従来技術と比較して、ウエハエッチング工程Ｓ１１４を簡略化できる。
【００６８】
本実施形態によれば、電極形成工程Ｓ１２０において、金属膜成膜工程Ｓ１２１、フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１２３および露光工程Ｓ１２５は、水晶ウエハＷの＋Ｚ側からのみ行われるので、水晶ウエハＷの＋Ｚ側および−Ｚ側の両側から金属膜成膜工程Ｓ１２１、フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１２３および露光工程Ｓ１２５を行う従来技術と比較して、工数の削減および製造装置の簡略化ができる。したがって、低コストな圧電振動片４を形成できる。
【００６９】
（圧電振動子）
次に、本実施形態の圧電振動片４を用いた圧電振動子について説明する。
図１５は、圧電振動子３０の外観斜視図である。
図１６は、圧電振動子３０の内部構成図であって、リッド基板３２を取り外した状態の平面図である。
図１７は、図１６のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
図１８は、図１５に示す圧電振動子３０の分解斜視図である。
なお、ベース基板３１のリッド基板３２との接合面を第１面Ｕとし、ベース基板３１の外側の面を第２面Ｌとして説明する。
【００７０】
図１５に示すように、本実施形態の圧電振動子３０は、ベース基板３１およびリッド基板３２が接合膜３７を介して陽極接合されたパッケージと、図１７に示すように、パッケージのキャビティＣに収納された圧電振動片４と、を備えた表面実装型の圧電振動子３０である。
【００７１】
ベース基板３１およびリッド基板３２は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる陽極接合可能な基板であり、略板状に形成されている。リッド基板３２におけるベース基板３１との接合面側には、圧電振動片４を収容するキャビティ用凹部３２ａが形成されている。
リッド基板３２には、ベース基板３１との接合面側の全体に、陽極接合用の接合膜３７が形成されている。本実施形態の接合膜３７はシリコン膜で形成されており、この接合膜３７とベース基板３１とが陽極接合されてキャビティＣが真空封止されている。
【００７２】
図１７に示すように、圧電振動子３０は、ベース基板３１を厚さ方向に貫通し、キャビティＣの内側と圧電振動子３０の外側とを導通する貫通電極３５，３６を備えている。貫通電極３５，３６は、ベース基板３１を貫通する電極孔３３，３４内に配置されている。電極孔３３，３４は、圧電振動子３０を形成したときにキャビティＣ内に収まるように形成される。
【００７３】
貫通電極３５，３６は、例えば電極孔３３，３４に金属ピン（不図示）を挿入したのち、電極孔３３，３４と金属ピンとの間にガラスフリットを充填して焼成することで形成される。このように、金属ピンとガラスフリットとで電極孔３３，３４を完全に塞ぐことができるので、キャビティＣ内の気密を維持しつつ、後述する引き回し電極３８，３９と外部電極４０，４１とを導通させる役割を担っている。
【００７４】
図１８に示すように、ベース基板３１の第１面Ｕ側には、一対の引き回し電極３８，３９がパターニングされている。一対の引き回し電極３８，３９のうち、一方の引き回し電極３８は、一方の貫通電極３５の真上に位置するように形成されている。また、他方の引き回し電極３９は、一方の引き回し電極３８に隣接した位置から、振動腕部１０，１１に沿って先端側に引き回しされた後、他方の貫通電極３６の真上に位置するように形成されている。
【００７５】
そして、これら一対の引き回し電極３８，３９上にそれぞれ金等からなるバンプＢが形成されており、バンプＢを利用して圧電振動片４の一対のマウント電極１６，１７（図９参照）が実装されている。具体的には、マウント電極１６，１７をバンプＢに当接させ、接合界面を加熱しつつ圧電振動片４に超音波振動を印加して超音波接合する、いわゆるフリップチップボンディングにより実装される。
ここで、図１に示すように、マウント電極１６，１７は、圧電振動片４の基部１２における＋Ｚ側面Ｆのみに形成されており、図２に示すように、圧電振動片４の基部１２における−Ｚ側面Ｓには形成されていない。したがって、マウント電極１６，１７が形成された圧電振動片４の＋Ｚ側面Ｆとベース基板３１の第１面Ｕとを対向させて、圧電振動片４の実装を行っている（図１７参照）。
これにより、図１６に示すように、圧電振動片４の一方のマウント電極１６（図１参照）が、一方の引き回し電極３８を介して一方の貫通電極３５に導通し、他方のマウント電極１７が、他方の引き回し電極３９を介して他方の貫通電極３６に導通する。
【００７６】
ベース基板３１の第２面Ｌには、一対の外部電極４０，４１が形成されている。一対の外部電極４０，４１は、ベース基板３１の長手方向（図１７における左右方向）の両端部に形成され、一対の貫通電極３５，３６に対してそれぞれ電気的に接続されている。
【００７７】
このように構成された圧電振動子３０を作動させる場合には、ベース基板３１に形成された外部電極４０，４１に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片４の第１の励振電極１３および第２の励振電極１４（図１参照）に電圧を印加することができるので、一対の振動腕部１０，１１を接近および離間させる方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部１０，１１の振動を利用して、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として圧電振動子３０を利用することができる。
【００７８】
（効果）
本実施形態によれば、電極形成工程Ｓ１２０の工数の削減および製造装置の簡略化ができる低コストな圧電振動片４を備えているので、低コストな圧電振動子３０を提供できる。
【００７９】
（発振器）
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図１９を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１１０は、図１９に示すように、圧電振動子３０を、集積回路１１１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器１１０は、コンデンサ等の電子素子部品１１２が実装された基板１１３を備えている。基板１１３には、発振器用の集積回路１１１が実装されており、この集積回路１１１の近傍に、圧電振動子３０の圧電振動片が実装されている。これら電子素子部品１１２、集積回路１１１及び圧電振動子３０は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。
【００８０】
このように構成された発振器１１０において、圧電振動子３０に電圧を印加すると、圧電振動子３０内の圧電振動片が振動する。この振動は、圧電振動片が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路１１１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路１１１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。これにより、圧電振動子３０が発振子として機能する。
また、集積回路１１１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。
【００８１】
本実施形態の発振器１１０によれば、低コストな圧電振動子３０を備えているので、低コストな発振器１１０を製造することができる。
【００８２】
（電子機器）
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図２０を参照して説明する。なお電子機器として、前述した圧電振動子３０を有する携帯情報機器１２０を例にして説明する。
始めに本実施形態の携帯情報機器１２０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカ及びマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化及び軽量化されている。
【００８３】
次に、本実施形態の携帯情報機器１２０の構成について説明する。この携帯情報機器１２０は、図２０に示すように、圧電振動子３０と、電力を供給するための電源部１２１とを備えている。電源部１２１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１２１には、各種制御を行う制御部１２２と、時刻等のカウントを行う計時部１２３と、外部との通信を行う通信部１２４と、各種情報を表示する表示部１２５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１２６とが並列に接続されている。そして、電源部１２１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。
【００８４】
制御部１２２は、各機能部を制御して音声データの送信や受信、現在時刻の計測、表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１２２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、該ＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、該ＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等とを備えている。
【００８５】
計時部１２３は、発振回路やレジスタ回路、カウンタ回路、インターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子３０とを備えている。圧電振動子３０に電圧を印加すると圧電振動片が振動し、該振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部１２２と信号の送受信が行われ、表示部１２５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。
【００８６】
通信部１２４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１２７、音声処理部１２８、切替部１２９、増幅部１３０、音声入出力部１３１、電話番号入力部１３２、着信音発生部１３３及び呼制御メモリ部１３４を備えている。
無線部１２７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１３５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１２８は、無線部１２７又は増幅部１３０から入力された音声信号を符号化及び複号化する。増幅部１３０は、音声処理部１２８又は音声入出力部１３１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１３１は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
【００８７】
また、着信音発生部１３３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１２９は、着信時に限って、音声処理部１２８に接続されている増幅部１３０を着信音発生部１３３に切り替えることによって、着信音発生部１３３において生成された着信音が増幅部１３０を介して音声入出力部１３１に出力される。
なお、呼制御メモリ部１３４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部１３２は、例えば、０から９の番号キー及びその他のキーを備えており、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。
【００８８】
電圧検出部１２６は、電源部１２１によって制御部１２２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部１２２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１２４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部１２６から電圧降下の通知を受けた制御部１２２は、無線部１２７、音声処理部１２８、切替部１２９及び着信音発生部１３３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１２７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１２５に、通信部１２４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。
【００８９】
すなわち、電圧検出部１２６と制御部１２２とによって、通信部１２４の動作を禁止し、その旨を表示部１２５に表示することができる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部１２５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしても良い。
なお、通信部１２４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部１３６を備えることで、通信部１２４の機能をより確実に停止することができる。
【００９０】
本実施形態の携帯情報機器１２０によれば、低コストな圧電振動子３０を備えているので、低コストな携帯情報機器１２０を製造することができる。
【００９１】
（電波時計）
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図２１を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１４０は、図２１に示すように、フィルタ部１４１に電気的に接続された圧電振動子３０を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
日本国内には、福島県（４０ｋＨｚ）と佐賀県（６０ｋＨｚ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、前述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。
【００９２】
以下、電波時計１４０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ１４２は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ１４３によって増幅され、複数の圧電振動子３０を有するフィルタ部１４１によって濾波、同調される。
本実施形態における圧電振動子３０は、前記搬送周波数と同一の４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１４８、１４９をそれぞれ備えている。
【００９３】
更に、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１４４により検波復調される。
続いて、波形整形回路１４５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１４６でカウントされる。ＣＰＵ１４６では、現在の年や積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１４８に反映され、正確な時刻情報が表示される。
搬送波は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚであるから、水晶振動子部１４８、１４９は、前述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
【００９４】
なお、前述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは７７．５ＫＨｚの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計１４０を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子３０を必要とする。
【００９５】
本実施形態の電波時計１４０によれば、低コストな圧電振動子３０を備えているので、低コストな電波時計１４０を製造することができる。
【００９６】
なお、この発明の技術範囲は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００９７】
本実施形態および本実施形態の変形例では、振動腕部１０，１１に形成された貫通孔８，９は、Ｘ方向に一定幅を有するＺ方向平面視略矩形状に形成されていたが、貫通孔８，９の形状はこれに限られることはない。例えば、貫通孔８，９は、＋Ｙ側（振動腕部の先端側）から−Ｙ側（振動腕部の基端側）に向かってＸ方向の幅が漸次狭くなる、Ｚ方向平面視略台形状に形成されていてもよい。このように貫通孔８，９の形状を変更することで、振動腕部１０，１１の−Ｙ側の剛性を任意に設定できる。したがって、振動腕部１０，１１の剛性に依存するドライブレベル特性を所望の特性に設定できる。
【００９８】
本実施形態では、振動腕部１０，１１にそれぞれ１個ずつ貫通孔８，９が形成されていた。また、本実施形態の変形例では、振動腕部１０，１１にそれぞれ２個ずつ貫通孔８Ａ，８Ｂおよび貫通孔９Ａ，９Ｂが形成されていた。しかし、貫通孔８，９の個数は、実施形態および実施形態の変形例に限られることはない。
また、本実施形態の変形例では、貫通孔８，９は、Ｙ方向に沿って直列に２個形成されていたが、例えば、Ｘ方向に沿って並列に複数形成されていてもよい。
貫通孔８，９の個数や形成位置、配列等を変更することで、振動腕部１０，１１の剛性を任意に設定できる。したがって、振動腕部１０，１１の剛性に依存するドライブレベル特性を所望の特性に設定できる。
【００９９】
本実施形態および本実施形態の変形例では、表面実装型の圧電振動子３０に搭載される圧電振動片４に、本発明の圧電振動片４の製造方法を採用して説明しているが、これに限らず、例えばシリンダーパッケージタイプの圧電振動子に搭載される圧電振動片に、本発明の圧電振動片の製造方法を採用しても構わない。
【符号の説明】
【０１００】
４・・・圧電振動片 ４ａ・・・振動片外形部（圧電板） ８，９・・・貫通孔 ８ａ，８ｃ，９ａ，９ｃ・・・長手方向に沿った内側面 １０，１１・・・振動腕部 １０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ・・・振動腕部の外側面 １２・・・基部 １３，１４・・・励振電極 １６，１７・・・マウント電極 １９，２０・・・引き出し電極 ３０・・・圧電振動子 ７４・・・マスク用金属膜 ８４・・・電極用金属膜 １１０・・・発振器 １２０・・・携帯情報機器（電子機器） １４０・・・電波時計 Ｓ１１０・・・外形形成工程 Ｓ１１２・・・マスクパターン形成工程 Ｓ１１４・・・ウエハエッチング工程 Ｓ１２０・・・電極形成工程 Ｓ１２１・・・金属膜成膜工程 Ｓ１２３・・・フォトレジスト膜成膜工程（感光性材料膜成膜工程） Ｓ１２５・・・露光工程 ＋Ｚ側・・・一方側 −Ｚ側・・・他方側
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並んで配置された一対の振動腕部と、前記一対の振動腕部が接続された基部と、を有する圧電板と、
前記振動腕部に形成され前記振動腕部を振動させる励振電極と、
前記基部に形成され外部に電気的に接続されるマウント電極と、
前記励振電極と前記マウント電極とを接続する引き出し電極と、
を備えた圧電振動片であって、
前記振動腕部には、前記圧電板の厚さ方向における一方側と他方側とを貫通し、前記振動腕部の長手方向に沿って延びる貫通孔が形成されており、
前記励振電極は、前記貫通孔の内側面のうち前記長手方向に沿った内側面および前記内側面と対向した前記振動腕部の外側面に形成され、前記マウント電極および前記引き出し電極は、前記基部の前記一方側のみの主面に形成されていることを特徴とする圧電振動片。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電振動片であって、
前記励振電極は、前記振動腕部の前記厚さ方向の全体にわたって形成されていることを特徴とする圧電振動片。
【請求項３】
請求項１または２に記載の圧電振動片であって、
前記貫通孔は、前記各振動腕部にそれぞれ複数形成されていることを特徴とする圧電振動片。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の圧電振動片の製造方法であって、
圧電ウエハから前記圧電板の外形および前記貫通孔を形成する外形形成工程と、
フォトリソグラフィ技術により電極用金属膜をパターニングし、前記圧電板に前記各電極を形成する電極形成工程と、
を備え、
前記電極形成工程は、
前記圧電板の表面に前記電極用金属膜を成膜する金属膜成膜工程と、
前記電極用金属膜に重ねて感光性材料膜を成膜する感光性材料膜成膜工程と、
前記各電極に対応したパターンが形成されたフォトマスクを用いて前記感光性材料膜 を露光する露光工程と、
を有し、
前記金属膜成膜工程、前記感光性材料膜成膜工程および前記露光工程は、前記圧電板の前記一方側からのみ行われることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の圧電振動片の製造方法であって、
前記外形形成工程は、
前記圧電ウエハの両主面上にマスク用金属膜を成膜し、フォトリソグラフィ技術によ り前記マスク用金属膜から前記圧電板のマスクパターンを形成するマスクパターン形成 工程と、
前記マスクパターンを介して、前記圧電ウエハの前記一方側および前記他方側の両側 から前記圧電ウエハをエッチングするウエハエッチング工程と、
を備えたことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の圧電振動片が、ベース基板とリッド基板とにより形成されるキャビティ内に収納されていることを特徴とする圧電振動子。
【請求項７】
請求項６に記載の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする発振器。
【請求項８】
請求項６に記載の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項６に記載の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする電波時計。
【請求項１】
並んで配置された一対の振動腕部と、前記一対の振動腕部が接続された基部と、を有する圧電板と、
前記振動腕部に形成され前記振動腕部を振動させる励振電極と、
前記基部に形成され外部に電気的に接続されるマウント電極と、
前記励振電極と前記マウント電極とを接続する引き出し電極と、
を備えた圧電振動片であって、
前記振動腕部には、前記圧電板の厚さ方向における一方側と他方側とを貫通し、前記振動腕部の長手方向に沿って延びる貫通孔が形成されており、
前記励振電極は、前記貫通孔の内側面のうち前記長手方向に沿った内側面および前記内側面と対向した前記振動腕部の外側面に形成され、前記マウント電極および前記引き出し電極は、前記基部の前記一方側のみの主面に形成されていることを特徴とする圧電振動片。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電振動片であって、
前記励振電極は、前記振動腕部の前記厚さ方向の全体にわたって形成されていることを特徴とする圧電振動片。
【請求項３】
請求項１または２に記載の圧電振動片であって、
前記貫通孔は、前記各振動腕部にそれぞれ複数形成されていることを特徴とする圧電振動片。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の圧電振動片の製造方法であって、
圧電ウエハから前記圧電板の外形および前記貫通孔を形成する外形形成工程と、
フォトリソグラフィ技術により電極用金属膜をパターニングし、前記圧電板に前記各電極を形成する電極形成工程と、
を備え、
前記電極形成工程は、
前記圧電板の表面に前記電極用金属膜を成膜する金属膜成膜工程と、
前記電極用金属膜に重ねて感光性材料膜を成膜する感光性材料膜成膜工程と、
前記各電極に対応したパターンが形成されたフォトマスクを用いて前記感光性材料膜 を露光する露光工程と、
を有し、
前記金属膜成膜工程、前記感光性材料膜成膜工程および前記露光工程は、前記圧電板の前記一方側からのみ行われることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の圧電振動片の製造方法であって、
前記外形形成工程は、
前記圧電ウエハの両主面上にマスク用金属膜を成膜し、フォトリソグラフィ技術によ り前記マスク用金属膜から前記圧電板のマスクパターンを形成するマスクパターン形成 工程と、
前記マスクパターンを介して、前記圧電ウエハの前記一方側および前記他方側の両側 から前記圧電ウエハをエッチングするウエハエッチング工程と、
を備えたことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の圧電振動片が、ベース基板とリッド基板とにより形成されるキャビティ内に収納されていることを特徴とする圧電振動子。
【請求項７】
請求項６に記載の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする発振器。
【請求項８】
請求項６に記載の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項６に記載の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする電波時計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１３−２１６０１（Ｐ２０１３−２１６０１Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５４８５２（Ｐ２０１１−１５４８５２）
【出願日】平成２３年７月１３日（２０１１．７．１３）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１３日（２０１１．７．１３）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
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