屈曲振動片、屈曲振動子、発振器および電子機器
【課題】圧電体膜の段差部へ第２電極を延伸して確実に形成することが可能な圧電振動片を提供する。
【解決手段】水晶振動片（屈曲振動片）１は、基部２と、基部２から延長して形成され屈曲振動をする振動腕３と、励振電極（第１電極）１２と、励振電極（第２電極）２２と、励振電極１２および励振電極２２との間に配置された圧電体層６と、を含み、励振電極１２を振動腕３の側にして少なくとも振動腕３に形成された積層構造体９と、を有し、励振電極２２は、積層構造体９からさらに延伸し、圧電体層６の端部の段差部７を含んで基部２にまで形成され、段差部７では振動腕３に形成された励振電極２２より幅の広い拡幅部４を有していることを特徴とする。
【解決手段】水晶振動片（屈曲振動片）１は、基部２と、基部２から延長して形成され屈曲振動をする振動腕３と、励振電極（第１電極）１２と、励振電極（第２電極）２２と、励振電極１２および励振電極２２との間に配置された圧電体層６と、を含み、励振電極１２を振動腕３の側にして少なくとも振動腕３に形成された積層構造体９と、を有し、励振電極２２は、積層構造体９からさらに延伸し、圧電体層６の端部の段差部７を含んで基部２にまで形成され、段差部７では振動腕３に形成された励振電極２２より幅の広い拡幅部４を有していることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈曲する振動腕を有する屈曲振動片および屈曲振動片を有する屈曲振動子、並びに屈曲振動子を備えた発振器および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、屈曲振動片は、基部から延出する振動腕の表面に圧電体素子を備えていて、圧電体素子へ駆動電圧を印加して圧電体素子を変形させることにより、振動腕を所定方向へ屈曲させている。この場合、圧電体素子は、２つの電極で圧電体膜を挟みこんだ構成のものであり、これら２つの電極に対して駆動電流を印加して圧電体膜を変形させるようになっている。つまり、屈曲振動片は、圧電特性の良い膜体である圧電体素子を振動腕に形成し、この圧電体素子を変形させて振動腕を屈曲させている。そのため、屈曲振動片は、振動腕を構成する基材が圧電性を有していなくても良く、また、振動腕の形状に対する制約も少ない、という特徴を有している（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−５０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の技術では、基部に設けられている電気パッドから、基部に設けられた圧電体膜に形成されている電極へ、駆動電流を印加するための接続部は、基部に対して圧電体膜の厚さに相当する段差を生じさせている、圧電体膜の側面を含めて形成されている。このような接続部は、蒸着等により形成されるが、屈曲振動片の小型化等に伴い、より細く形成しなければならず、その場合、接続部を圧電体膜の側面へ確実に形成することが困難になっている。即ち、圧電体膜の側面への接続部の形成が不十分となり、駆動電流を電気パッドから電極へ確実に印加することができなくなってしまう、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例または形態として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係る屈曲振動片は、基部と、前記基部から延長して形成され屈曲振動をする振動腕と、第１電極と、第２電極と、前記第１電極および前記第２電極との間に配置された圧電体層と、を含み、前記第１電極を前記振動腕の側にして少なくとも前記振動腕に形成された積層構造体と、を有し、前記第２電極は、前記積層構造体からさらに延伸し、前記圧電体層の端部の段差部を含んで前記基部にまで形成され、前記段差部では前記振動腕に形成された前記第２電極より幅の広い拡幅部を有していることを特徴とする。
【０００７】
この屈曲振動片によれば、積層構造体（背景技術における圧電体素子）は、少なくとも振動腕には形成されていて、積層構造体の圧電体層（圧電体膜）は、その端部において、振動腕または基部に対して圧電体層の厚さ分だけ段状をなす段差部を有している。この段差部は、圧電体層の側面が該当する。ここで、第２電極は、第１電極との間に圧電体層を挟持しており、積層構造体からさらに該段差部へ形成されて延伸することにより、延伸した部分（接続部）が基部の領域では第１電極と同一面に位置することになる。このような配置であれば、第１電極および第２電極が同一面に存し、それぞれへ駆動電流を印加し易くなる好ましい形態である。これら第１電極および第２電極は、蒸着等により形成される金属等の導電層である。屈曲振動片は、第２電極が蒸着等により段差部へ確実に形成されて、駆動電流を流せるように、段差部の第２電極が拡幅部となっている。拡幅部は、振動腕に形成されている第２電極の幅よりも広い幅となっている。そのため、段差部へ拡幅部を形成するための蒸着等による処理がばらついたとしても、拡幅部が形成されるべき段差部のいずれかの部分には、確実に、導電層が形成され、断線状態になることを回避することが可能である。このように、段差部に拡幅部を設けることにより、第２電極の振動腕側と基部側との電気的接続が確保され、駆動電流の確実な印加が可能となる。これにより、屈曲振動片は、安定した屈曲振動を行うことが可能である。
【０００８】
［適用例２］本適用例に係る屈曲振動片は、基部と、前記基部から延長して形成され屈曲振動をする振動腕と、第１電極と、第２電極と、前記第１電極および前記第２電極との間に配置された圧電体層と、を含み、前記第１電極を前記振動腕の側にして少なくとも前記振動腕に形成された積層構造体と、を有し、前記第２電極は、前記積層構造体からさらに延伸し、前記圧電体層の端部の段差部を含んで前記基部にまで形成され、前記第２電極が形成される前記段差部は、平面視で凸状または凹状に形成された変形領域であることを特徴とする。
【０００９】
この屈曲振動片によれば、積層構造体は、少なくとも振動腕には形成されていて、積層構造体の圧電体層は、その端部において、振動腕または基部に対して圧電体層の厚さ分だけ段状をなす段差部を有している。この段差部は、圧電体層の側面が該当する。ここで、第２電極は、第１電極との間に圧電体層を挟持しており、積層構造体からさらに該段差部へ形成されて延伸することにより、基部の領域では第１電極と同一面に位置することになる。このような配置であれば、第１電極および第２電極が同一面に存し、それぞれへ駆動電流を印加し易くなる好ましい形態である。これら第１電極および第２電極は、蒸着等により形成される金属等の導電層である。屈曲振動片は、第２電極が蒸着等により段差部へ確実に形成されて、駆動電流を流せるように、第２電極が形成されるべき段差部が変形領域となっている。変形領域は、段差部である圧電体層の側面が平面視すると凸状または凹状を描いた形状に形成されている領域である。つまり、変形領域の導電層は、第２電極の幅とほぼ同じ幅内に形成されたとしても、凸状または凹状をなして第２電極の幅より長い範囲に延在することが可能である。そのため、変形領域へ導電層を形成するための蒸着等による処理がバラついたとしても、変形領域のいずれかの部分には、確実に、導電層が形成され、断線状態になることを回避することが可能である。このように、変形領域を介することにより、第２電極の振動腕側と基部側とが接続され、第２電極の電気的接続が確保され、駆動電流の確実な印加が可能となる。これにより、屈曲振動片は、安定した屈曲振動を行うことが可能である。
【００１０】
［適用例３］上記適用例に係る屈曲振動片において、前記基部は、前記第１電極および前記第２電極の形成されている前記振動腕の腕面より幅が広く、前記段差部が設けられていることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、基部は、その幅が振動腕より広く設定されていて、さらに、基部には、第２電極が延伸して形成される段差部が設けられている。これにより、振動腕において、第２電極が腕面とほぼ同じ幅に形成されているとしても、振動腕より幅広の基部側に段差部があれば、段差部に形成される第２電極は、その形状に関わらず、腕面の幅より長い範囲に延在することが可能である。一方、振動腕側に段差部があれば、段差部に形成される第２電極を振動腕に形成される第２電極より確実に幅広くするためには、振動腕の第２電極を腕面幅より狭く形成しなくてはならない。振動腕の第２電極を狭くすれば、振動腕を屈曲させるための電界の強度が弱くなってしまう。従って、段差部が設けられる基部の幅が振動腕の幅より広ければ、段差部を容易に幅広にして導電層を形成でき、この段差部を介することにより、第２電極の振動腕側と基部側との電気的接続を確保することが可能である。
【００１２】
［適用例４］上記適用例に係る屈曲振動片において、前記振動腕は、平面視で延長方向と直交する方向に沿って複数本配列され、奇数番目の前記振動腕の前記第１電極と、偶数番目の前記振動腕の前記第２電極とが接続され、偶数番目の前記振動腕の前記第１電極と、奇数番目の前記振動腕の前記第２電極とが接続されている構成であることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、屈曲振動片は、複数の振動腕を有していて、駆動電流が印加されると、隣り合う振動腕が異なる方向へ屈曲するように、各振動腕の第１電極と第２電極とが相互に接続されている。このような複数の振動腕に対しても、段差部に導電層を形成することにより、各第２電極の振動腕側と基部側との電気的接続を確実に確保することが可能である。
【００１４】
［適用例５］本適用例に係る屈曲振動子は、上記適用例の屈曲振動片と、前記屈曲振動片を収容するパッケージと、を備えていることを特徴とする。
【００１５】
この屈曲振動子によれば、段差部に形成された導電層により、第２電極の振動腕側と基部側との電気的接続を確保することが可能な構成を有する屈曲振動片が、パッケージ内に備えられている。このような屈曲振動片を備えた屈曲振動子は、駆動電流が印加されると、確実で安定した振動を維持することが可能である。
【００１６】
［適用例６］本適用例に係る発振器は、上記適用例の屈曲振動子と、前記屈曲振動子を発振させるための発振回路を有する回路素子と、を備えていることを特徴とする。
【００１７】
この発振器によれば、屈曲振動子に回路素子を付加してパッケージ化したものであって、回路素子等との配線の煩わしさを解消して、実装等を容易にすることが可能である。
【００１８】
［適用例７］本適用例に係る電子機器は、上記適用例の屈曲振動子または発振器を備えていることを特徴とする。
【００１９】
この電子機器によれば、確実な振動を安定して維持することが可能な屈曲振動子または発振器をタイミングデバイス等として備えており、これら屈曲振動子または発振器を搭載した電子機器は、確実で安定した動作を保障することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明における第１実施形態に係る水晶振動片の外観を示す斜視図。
【図２】水晶振動片の拡幅部を示す斜視図。
【図３】水晶振動片の屈曲原理を示すための模式図。
【図４】本発明における第２実施形態に係る水晶振動片の外観を示す斜視図。
【図５】水晶振動片の変形領域を示す斜視図。
【図６】（ａ）屈曲振動子の蓋体を開けた状態を示す平面図、（ｂ）屈曲振動子を示す断面図。
【図７】（ａ）発振器の蓋体を開けた状態を示す平面図、（ｂ）発振器を示す断面図。
【図８】変形領域の他の一例を示す斜視図。
【図９】（ａ）携帯電話を示す斜視図、（ｂ）モバイルコンピューターを示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、屈曲振動片について、具体的な実施形態を図面に従って説明する。本実施形態の屈曲振動片は、３本の振動腕がいわゆる面外振動する水晶振動片である場合を一例にして説明する。なお、図面において、描かれている屈曲振動片は、部分的に縮尺を異ならせて、分かりやすいように強調してある。
（第１実施形態）
【００２２】
図１は、本発明における第１実施形態に係る水晶振動片の外観を示す斜視図である。この水晶振動片（屈曲振動片）１においては、図１に示すように、基部２と振動腕３とが同一平面である側を表面側とし、基部２と振動腕３とが段状をなしている側を裏面側とする。
【００２３】
最初に、水晶振動片１を形成する水晶について、簡単に説明する。水晶振動片１は、六角柱の水晶柱から切り出され、水晶柱は、柱の長手方向に光軸であるｚ軸と、ｚ軸に垂直な六角形面のｘ−ｙ平面において六角形の辺に平行な電気軸であるｘ軸と、ｘ軸に垂直な機械軸であるｙ軸とを有している。また、六角形の辺に平行なｘ軸は、それぞれ１２０度の等角度で３本あって、これらのｘ軸によりｘ−ｙ平面に形成される３つの面は、エッチング方向によるエッチング進行速度の違い等がそれぞれの面で同一である、という三方晶の性質を有している。このような水晶柱において、水晶振動片１は、ｘ−ｙ平面を、ｘ軸とｙ軸との交点（座標原点）からみてｘ軸回りに角度５度傾けた平面に沿う水晶ｚ板から切り出されたものである。この水晶ｚ板は、ｘ軸と、ｙ’軸およびｚ’軸と、により表される。
【００２４】
水晶を基材とした水晶振動片１は、ｘ軸方向を幅方向とする基部２と、基部２からｙ’軸方向へそれぞれ延長している３本の振動腕３（３ａ，３ｂ，３ｃ）と、を有している。振動腕３は、振動腕３ｂを中央にして、３本がｘ軸に沿って順に並んでいて、この場合、振動腕３ａおよび振動腕３ｃが奇数番目に該当し、振動腕３ｂが偶数番目に該当する。また、基部２は、ｚ’軸方向の厚さが振動腕３より厚く設定されている。
【００２５】
水晶振動片１は、振動腕３ａの表面に、駆動電流の印加により振動腕３を屈曲させる役目を果たす第１電極としての励振電極１２ａが形成され、振動腕３ｂの表面に、第１電極としての励振電極１２ｂが形成され、振動腕３ｃの表面に、第１電極としての励振電極１２ｃが形成されている。なお、振動腕３に設けられたこれら励振電極１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、振動腕３の各先端部分には形成されていない。
【００２６】
そして、水晶振動片１において、基部２の振動腕３近傍と、先端部を除く振動腕３と、の表面側には、励振電極１２ａ，１２ｂ，１２ｃを覆って、圧電体層６（６ａ）が形成されている。基部２における圧電体層６ａの端部は、基部２に対して圧電体層６ａの厚さ分の段差が生じている段差部７である。この段差部７は、圧電体層６ａの側面に該当するものである。また、この場合、圧電体層６ａは、圧電性を有する酸化亜鉛（ＺｎＯ）で形成されている。
【００２７】
さらに、各振動腕３には、振動腕３ａの励振電極１２ａに対し圧電体層６ａを挟んで対向する位置に、第２電極である励振電極２２ａが形成され、振動腕３ｂの励振電極１２ｂに対し圧電体層６ａを挟んで対向する位置に、第２電極である励振電極２２ｂが形成され、振動腕３ｃの励振電極１２ｃに対し圧電体層６ａを挟んで対向する位置に、第２電極である励振電極２２ｃが形成されている。これら励振電極１２と、圧電体層６ａと、励振電極２２とは、積層構造体９を構成しており、積層構造体９は、振動腕３ａにおいては、励振電極１２ａと、圧電体層６ａと、励振電極２２ａとで構成され、振動腕３ｂにおいては、励振電極１２ｂと、圧電体層６ａと、励振電極２２ｂとで構成され、振動腕３ｃにおいては、励振電極１２ｃと、圧電体層６ａと、励振電極２２ｃとで構成されている。即ち、積層構造体９は、第１電極である励振電極１２ａ，１２ｂ，１２ｃを振動腕３の側にした構成となっている。
【００２８】
また、基部２には、振動腕３ｃ寄りの端部に電極端子１０が形成されていて、この電極端子１０と励振電極１２ａとを電気的に接続するために、電極配線１１ａが基部２に形成されている。さらに、電極配線１１ａから分岐し電極配線１１ａと励振電極１２ｃとを電気的に接続するために、電極配線１１ｃが基部２に形成され、電極配線１１ｃから分岐し電極配線１１ｃと圧電体層６ａに形成されている励振電極２２ｂとを電気的に接続するために、電極配線１１ｂが形成されている。なお、電極配線１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、励振電極１２，２２とほぼ同幅で形成されている。
【００２９】
この場合、電極配線１１ｂは、基部２に形成された状態から圧電体層６ａに形成された励振電極２２ｂを接続するために、圧電体層６ａの段差部７には拡幅部４（４ｂ）として形成されている。電極配線１１ｂの拡幅部４ｂは、励振電極２２ｂおよび電極配線１１ｂより幅広に形成されている。
【００３０】
また、基部２には、振動腕３ａ寄りの端部に電極端子２０が形成されていて、この電極端子２０と圧電体層６ａに形成された励振電極２２ａとを電気的に接続するために、電極配線２１ａが基部２に形成されている。電極配線２１ａは、基部２に形成された状態から圧電体層６ａに形成された励振電極２２ａを接続するために、圧電体層６ａの段差部７にも拡幅部４（４ａ）として形成されている。電極配線２１ａの拡幅部４ａは、励振電極２２ａおよび電極配線２１ａより幅広に形成されている。
【００３１】
さらに、電極配線２１ａから分岐し電極配線２１ａと圧電体層６ａに形成された励振電極２２ｃとを電気的に接続するために、電極配線２１ｃが形成されている。この場合、電極配線２１ｃは、基部２に形成された状態から圧電体層６ａに形成された励振電極２２ｃを接続するために、圧電体層６ａの段差部７にも拡幅部４（４ｃ）として形成されている。電極配線２１ｃの拡幅部４ｃは、励振電極２２ｃおよび電極配線２１ｃより幅広に形成されている。
【００３２】
この構成では、電極配線２１ｃは、基部２の表面において、電極配線１１ａ，１１ｃと交叉しなくてはならない。そこで、基部２の該交差する領域に、電極配線１１ａ，１１ｃを覆う酸化亜鉛（ＺｎＯ）の圧電体層６（６ｂ）を設け、設けた圧電体層６ｂへ電極配線２１ｃを形成することにより、電極配線２１ｃと電極配線１１ａ，１１ｃとの短絡を回避している。この場合においても、基部２に形成された電極配線２１ｃと圧電体層６ｂに形成された電極配線２１ｃとを接続するために、圧電体層６ｂの側面には、拡幅部４と同様の機能を有する幅広部５が設けられている。
【００３３】
また、圧電体層６ｂに形成された電極配線２１ｃから分岐し電極配線２１ｃと振動腕３ｂに形成された励振電極１２ｂとを電気的に接続するために、電極配線２１ｂが形成されている。この電極配線２１ｂは、圧電体層６ｂの他の側面に設けられた幅広部５を介して、圧電体層６ｂの面から基部２の表面へ形成されている。これら電極配線２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、励振電極１２，２２とほぼ同じ幅で形成され、幅広部５は、励振電極１２，２２および電極配線２１ｂ，２１ｃより幅広に形成されている。以上説明した電極端子１０，２０、電極配線１１，２１、拡幅部４、幅広部５および励振電極１２，２２は、Ｃｒ膜とＡｕ膜との２層からなる金属膜であって、スパッタリング等の蒸着により形成されている。
【００３４】
次に、拡幅部４について、より詳細に説明する。図２は、水晶振動片の拡幅部を示す斜視図である。図２は、振動腕３ａの圧電体層６ａに形成され励振電極２２ａから延伸した電極配線２１ａと、基部２の表面に形成された電極配線２１ａと、を確実に接続するために、圧電体層６ａの段差部７に設けられた電極配線２１ａである拡幅部４ａを示している。図２に示すように、基部２の表面および圧電体層６ａに形成された電極配線２１ａは、それぞれの配線が幅Ｗ１を有し、この場合、幅Ｗ１は、励振電極２２ａの幅と同じである。また、圧電体層６ａの側面である段差部７は、その高さが圧電体層６ａの厚さに相当するＨである。
【００３５】
電極配線２１ａは、基部２の表面および圧電体層６ａの面へは蒸着で均一に形成され易いが、これらの面に対してほぼ直交して位置する段差部７へは同条件の蒸着で均一に形成することが困難な場合がある。電極配線２１ａが細線になるほど、段差部７における電極配線２１ａの形成がより困難になり、段差部７で短絡状態になり易い。水晶振動片１では、この段差部７に、蒸着により電極配線２１ａが拡幅部４ａとして形成されている。
【００３６】
拡幅部４ａは、幅Ｗ２を有し、段差部７における幅Ｗ２と段差部７の高さＨとで指定される領域５０と、領域５０が電極配線２１ａの形成されている圧電体層６ａの面にまで延在して形成され、圧電体層６ａの電極配線２１ａに接続している領域５１と、領域５０が電極配線２１ａの形成されている基部２の面にまで延在して形成され、基部２の電極配線２１ａに接続されている領域５２と、から成っている。ここで、拡幅部４ａの幅Ｗ２は、幅Ｗ１より広い設定であり、段差部７のような、蒸着で金属膜を均一に形成することが困難な領域であっても、幅の広い領域５０であれば、そのいずれかの部分には領域５１と領域５２との接続を可能にする金属膜を形成することができる。つまり、拡幅部４ａは、段差部７を電気的に導通な領域とすることができ、これにより、段差部７に拡幅部４ａを有する電極配線２１ａは、電極端子２０と励振電極２２ａとを確実に接続することができる。
【００３７】
同様な形態を有する拡幅部４ｂは、圧電体層６ａにおいて励振電極２２ｂから延伸した電極配線１１ｂと、基部２の側の電極配線１１ｂと、を接続して、電極端子１０と励振電極２２ｂとを確実に接続することができ、拡幅部４ｃは、圧電体層６ａにおいて励振電極２２ｃから延伸した電極配線２１ｃと、基部２の側の電極配線２１ｃと、を接続して、電極端子２０と励振電極２２ｃとを確実に接続することができる。なお、拡幅部４と接続している電極配線２１ａ，２１ｃおよび電極配線１１ｂは、この場合、第２電極に該当する。
【００３８】
また、圧電体層６ｂの側面に設けられた幅広部５のそれぞれは、拡幅部４と同様な機能を発揮する。幅広部５は、電極配線２１ａから分岐した電極配線２１ｃが、電極配線１１ａおよび電極配線１１ｃとの交叉を回避するための圧電体層６ｂを経由して、励振電極２２ｃから延伸する電極配線２１ｃへ確実に接続できるようにすると共に、励振電極１２ｂから延伸する電極配線２１ｂへも確実に接続できるようにしている。
【００３９】
次に、水晶振動片１が、屈曲して振動する原理について説明する。図３は、水晶振動片の屈曲原理を示す模式図である。水晶振動片１には、電極端子１０または電極端子２０から駆動電流が印加される。例えば、電極端子１０から電極端子２０へ駆動電流が印加されると、振動腕３ａにおける駆動電流は、励振電極１２ａから励振電極２２ａを経て電極端子２０へ至る方向となる。同様に、振動腕３ｃにおける駆動電流は、励振電極１２ｃから励振電極２２ｃを経て電極端子２０へ至る方向となる。つまり、振動腕３ａおよび振動腕３ｃでは、振動腕３ａ，３ｃの裏面側から表面側の方向へ駆動電流が印加されるため、共に、同一方向へ向いた電界が生じる。一方、振動腕３ｂにおける駆動電流は、励振電極２２ｂから励振電極１２ｂを経て電極端子２０へ至る方向となる。つまり、振動腕３ｂでは、振動腕３ｂの表面側から裏面側の方向へ駆動電流が印加されるため、振動腕３ａおよび振動腕３ｃとは異なる方向の電界が生じる。
【００４０】
従って、振動腕３ａおよび振動腕３ｃが、ｚ’軸に沿って表面側の方向へ屈曲する際、振動腕３ｂは、ｚ’軸に沿って裏面側の方向へ屈曲することになる。そして、電極端子１０および電極端子２０へ印加する駆動電流の方向を変えると、各振動腕３は、それぞれ逆方向へ屈曲する。つまり、振動腕３へ印加する駆動電流の方向を交互に変えることにより、振動腕３は、屈曲を繰り返して振動し、その振動は、隣り合って位置する振動腕３が互いに逆の位相で屈曲する、いわゆる面外振動である。
【００４１】
以上説明した屈曲振動片の一例である、実施形態１における水晶振動片１の主要な効果を述べる。
【００４２】
水晶振動片１は、各振動腕３の圧電体層６ａに形成された励振電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃからそれぞれ延伸し、圧電体層６ａの段差部７を介して基部２の表面に至る電極配線２１ａ，１１ｂ，２１ｃが、段差部７においてそれぞれ拡幅部４ａ，４ｂ，４ｃを有している。拡幅部４は、電極配線２１ａ，１１ｂ，２１ｃの幅よりも広い幅となっているため、段差部７へ拡幅部４を形成する蒸着処理がバラツイたとしても、拡幅部４が形成されるべき段差部７のいずれかの部分には、確実に、拡幅部４が形成され、断線状態になることを回避できる。これにより、電極配線２１ａ，１１ｂ，２１ｃの振動腕側と基部側との電気的接続が確保され、駆動電流の確実な印加が可能となる。従って、水晶振動片１は、安定した屈曲振動を維持することができる。
（第２実施形態）
【００４３】
次に、屈曲振動片として水晶振動片１以外の他の実施形態について説明する。図４は、本発明における第２実施形態に係る水晶振動片の外観を示す斜視図である。本実施形態の水晶振動片３０と、実施形態１における水晶振動片１と、の相違点は、電極配線の構成および電極配線が形成される段差部７の形状が異なっていることである。従って、水晶振動片１と同一の構成部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００４４】
図４に示すように、水晶振動片３０の各振動腕３には、励振電極１２、圧電体層６（６ｃ）および励振電極２２から成る積層構造体９が形成され、圧電体層６ｃは、基部２の振動腕３近傍と、先端部を除く振動腕３と、の表面側に、励振電極１２を覆って形成されている。また、基部２には、振動腕３ａ寄りの端部に電極端子２０が形成され、振動腕３ｃ寄りの端部に電極端子１０が形成されている。
【００４５】
そして、電極端子１０と励振電極１２ｃとを電気的に接続するための電極配線４１ｃが基部２の面に形成され、電極配線４１ｃから分岐し電極配線４１ｃと励振電極１２ａとを電気的に接続するための電極配線４１ａが基部２の面に形成されている。さらに、基部２の面には、振動腕３ｂの励振電極１２ｂから延伸した電極配線４１ｂが形成されている。この電極配線４１ｂは、電極配線４１ａ，４１ｃとは接続されておらず、基部２に単独で存している。
【００４６】
また、基部２の電極配線４１ａ，４１ｂおよび電極配線４１ｃの一部を覆っている圧電体層６ｃは、２つの貫通孔３５，４５を有している。貫通孔３５は、電極端子１０と、振動腕３ａの励振電極１２ａと、振動腕３ｃの励振電極１２ｃと、にそれぞれ電気的に接続している電極配線４１ａに対向して設けられ、貫通孔４５は、振動腕３ｂの励振電極１２ｂと導通している電極配線４１ｂに対向して設けられている。
【００４７】
また、電極端子２０と励振電極２２ａとを電気的に接続するために、基部２の面から、圧電体層６ｃの段差部７を経て、圧電体層６ｃの面にかけて、電極配線３１ａが形成されている。この場合、電極配線３１ａが形成される段差部７は、図５を参照して後述する変形領域８となっている。そして、電極配線３１ａから分岐し電極配線３１ａと励振電極２２ｃとを電気的に接続するための電極配線３１ｃが、圧電体層６ｃに形成されている。さらに、圧電体層６ｃには、振動腕３ｂの励振電極２２ｂから延伸した電極配線３１ｂが形成されている。この電極配線３１ｂは、電極配線３１ａ，３１ｃとは接続されておらず、圧電体層６ｃに単独で存している。
【００４８】
圧電体層６ｃに設けられた貫通孔３５，４５の孔壁には、励振電極２２および電極配線３１を形成する際に、Ｃｒ膜とＡｕ膜との２層からなる金属膜が同時に形成される。この場合、貫通孔３５，４５は、平面視すると四角形の形状であり、孔壁が４方向を向いている。そのため、金属膜を蒸着させる時に、蒸着方向が偏っていたとしても、いずれかの孔壁には、金属膜が形成でき、電気的な接続の役目を果たすことができる。これにより、貫通孔３５を介して、電極配線３１ｂと電極配線４１ａとが接続され、電極端子１０と、振動腕３ａの励振電極１２ａ、振動腕３ｂの励振電極２２ｂおよび振動腕３ｃの励振電極１２ｃと、が接続される。同様に、貫通孔４５を介して、電極配線３１ｃと電極配線４１ｂとが接続されて、電極端子２０と、振動腕３ａの励振電極２２ａ、振動腕３ｂの励振電極１２ｂ、および振動腕３ｃの励振電極２２ｃとが接続される。
【００４９】
以上のような構成によれば、水晶振動片３０において、各振動腕３の積層構造体９へは、水晶振動片１と同様に駆動電流が印加（図３）されることになり、振動腕３が面外振動をする。
【００５０】
次に、変形領域８について説明する。図５は、水晶振動片の変形領域を示す斜視図である。図５は、振動腕３ａの圧電体層６ｃに形成され励振電極２２ａから延伸した電極配線３１ａと、基部２の表面に形成された電極配線３１ａと、を確実に接続するために、電極配線３１ａが形成されるべき段差部７に設けられた変形領域８を示している。
【００５１】
変形領域８は、圧電体層６ｃの段差部７に形成されていて、平面視すると励振電極２２ａの側に窪んだ矩形の凹状をなしていて、この凹状の変形領域８は、電極配線３１ａの幅Ｗ１の範囲内となるように設定されている。つまり、変形領域８を含めて形成された電極配線３１ａは、平面視で幅Ｗ１の均一幅の配線に見えるが、変形領域８の段差部７の長さは、Ｗ１より長くなっている。変形領域８における段差部７が長いことにより、段差部７のような、蒸着を均一に形成することが困難な領域であっても、変形領域８のいずれかの部分には確実に金属膜を形成することができ、基部２の側の電極配線３１ａと、励振電極２２ａ側の電極配線３１ａと、の電気的接続を可能にすることができる。これにより、変形領域８を有する電極配線３１ａは、電極端子２０と励振電極２２とを確実に接続することができる。なお、変形領域８を含めて形成されている電極配線３１ａは、この場合、第２電極に該当する。
【００５２】
以上説明した屈曲振動片の一例である水晶振動片３０は、変形領域８を有することにより、変形領域８に金属膜を形成して駆動電流の確実な印加が可能となり、水晶振動片１と同様、安定した屈曲振動を維持することができる。
【００５３】
次に、実施形態１の水晶振動片１または実施形態２の水晶振動片３０を用いた水晶振動子について説明する。図６（ａ）は、屈曲振動子の蓋体を開けた状態を示す平面図である。図６（ｂ）は、屈曲振動子を示す断面図であり、図６（ａ）のＥ−Ｅ’における断面図である。図６では、変形領域８を有する水晶振動片３０を用いた場合を示しているが、水晶振動片１を用いても同様な効果が得られる。
【００５４】
図６において、水晶振動子（屈曲振動子）１００は、水晶振動片３０と、水晶振動片３０を収容したパッケージ７０を備えている。パッケージ７０は、一方に開口を有する箱状のパッケージベース７１と、パッケージベース７１の開口を閉鎖するための蓋体７３と、パッケージベース７１と蓋体７３とを接合するためのシームリング７２と、により構成されている。また、パッケージベース７１は、その箱状内部に形成され水晶振動片３０を載置するための段部７７と、段部７７に設けられ水晶振動片３０の電極端子１０，２０と接続するための２つの振動片接続端子７６と、パッケージベース７１の外周部に設けられ振動片接続端子７６から配線により電気的に接続されている外部接続端子７５と、を有している。この場合、パッケージベース７１および蓋体７３は、セラミックにより形成され、シームリング７２は、コパール合金で形成されている。なお、形成材は、これらに限定されるものではない。
【００５５】
そして、段部７７には、水晶振動片３０の基部２の裏面が、接着剤７９を介して、接着固定され、振動腕３ａ，３ｂ，３ｃが自由端として片持ち支持されている。また、水晶振動片３０の電極端子１０，２０は、ボンディングワイヤー７８によって、振動片接続端子７６にそれぞれ接続されている。そして、水晶振動子１００は、パッケージベース７１と蓋体７３とを、減圧状態下において、シームリング７２で接合することにより、水晶振動片３０を収容した空間を減圧雰囲気にしている。なお、水晶振動片３０を収容した空間は、減圧雰囲気ではなく、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを封入した雰囲気等でも良い。
【００５６】
このような構成の水晶振動子１００は、外部接続端子７５を介して外部から駆動電流が印加されることにより、水晶振動片３０が励振され、所定の周波数で振動して発振することができる。また、水晶振動子１００は、水晶振動片３０が変形領域８を有し、段差部７にも確実に電極配線３１ａを形成できるため、駆動電流の安定した印加により優れた振動特性を維持することができる。
【００５７】
また、水晶振動片１，３０は、発振器にも搭載され、図７（ａ）は、発振器の蓋体を開けた状態を示す平面図である。図７（ｂ）は、発振器を示す断面図であり、図７（ａ）のＥ−Ｅ’における断面図である。発振器２００は、上記水晶振動子１００の構成に回路素子をさらに備えた構成となっている。この場合、発振器２００は、水晶振動片３０と、水晶振動片３０を発振させる発振回路を有する回路素子としてのＩＣチップ６０と、を備えているが、水晶振動片３０にかえて水晶振動片１を用いても良い。ＩＣチップ６０は、パッケージベース７１の底部に固着され、外部接続端子７５や振動片接続端子７６等の配線と接続されている。この発振器２００は、ＩＣチップ６０の発振回路からの駆動信号により水晶振動片３０が励振され、所定の周波数で発振する。
【００５８】
このように、発振器２００は、水晶振動片３０を備えていることから、駆動電流の安定した印加が行え、優れた振動特性を維持することができる。
【００５９】
これら水晶振動子１００および発振器２００は、水晶振動片１または水晶振動片３０を備えていて、安定した振動を維持することができ、搭載された電子機器等の精度向上を図ることができる。例えば、図９（ａ）は、携帯電話を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、モバイルコンピューターを示す斜視図である。一例である携帯電話３００およびモバイルコンピューター４００に、水晶振動子１００または発振器２００を搭載することにより、電子機器の確実で安定した動作を保障することができる。
【００６０】
最後に、変形例について説明する。水晶振動片１，３０、水晶振動子１００および発振器２００は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、次に挙げる変形例のような形態であっても、実施形態と同様な効果が得られる。
【００６１】
（変形例１）水晶振動片１における拡幅部４は、圧電体層６ａ側に形成された領域５１および基部２側に形成された領域５２を省略して、段差部７に形成された領域５０のみでも良い。但し、領域５１，５２を設けた方がより確実な接続が図れて好ましい。
【００６２】
（変形例２）水晶振動片１の段差部７に設けられている拡幅部４は、水晶振動片３０の有する変形領域８であっても良い。
【００６３】
（変形例３）水晶振動片１における圧電体層６ｂは、圧電体層６ａと同じ酸化亜鉛（ＺｎＯ）で形成されているが、これに限定されることなく、電極配線２１ｃと、電極配線１１ａ，１１ｃと、を絶縁することができる絶縁体であれば良い。
【００６４】
（変形例４）水晶振動片３０の変形領域８は、平面視すると励振電極２２ａの側に窪んだ矩形の凹状をなしているが、矩形の凹状に限定されず、曲線等による凹状であっても良い。
【００６５】
（変形例５）水晶振動片３０における変形領域８は、平面視すると圧電体層６ｃが励振電極２２ａの側に窪んだ矩形の凹状をなしているが、凹状に限定されるものではない。図８は、変形領域の他の一例を示す斜視図である。図８に示すように、水晶振動片３０は、平面視すると基部２の側に突起した矩形の凸状をなす変形領域８０を有する形態であっても良い。変形領域８０であれば、変形領域８０における段差部７が長いことに加え、圧電体層６ｃの段差部７から突起しているため、蒸着による金属膜をより確実に形成することができ、基部２側の電極配線３１ａと励振電極２２ａ側の電極配線３１ａとの電気的接続が行える。なお、変形領域８０は、矩形の凸状に限定されず、曲線等による凸状であっても良い。
【００６６】
（変形例６）水晶振動片３０における変形領域８は、水晶振動片１の有する拡幅部４であっても良い。
【００６７】
（変形例７）水晶振動片１，３０は、３本の振動腕３ａ，３ｂ，３ｃを有している構成であるが、３本以外の本数であっても良い。
【００６８】
（変形例８）水晶振動片１，３０は、積層構造体９が振動腕３の表面側にのみ設けれている構成を一例として示すものであって、積層構造体９が振動腕３の裏面側にのみ設けれている構成や、振動腕３の表裏両面に積層構造体９が設けられた構成であっても良い。
【００６９】
（変形例９）屈曲振動片は、水晶を用いた水晶振動片１，３０に限定されることなく、水晶以外のニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、チタン酸ジルコン鉛（ＰＺＴ）等の圧電体を用いたものであっても良い。更に、屈曲振動片は、水晶のような圧電性材料を用いることに限定されるものではなく、シリコンやゲルマニウムなどの非圧電材料であっても良い。これにより、屈曲振動片において、要求特性や用途等に応じて、適切な材料を選ぶことができ選択肢が拡大する。
【００７０】
（変形例１０）水晶振動片１，３０の圧電体層６は、スパッタリングにより形成された酸化亜鉛（ＺｎＯ）であるが、これに限定されるものではなく、例えば、圧電性を有する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン酸ジルコン鉛（ＰＺＴ）等であっても良い。
【００７１】
（変形例１１）水晶振動片１，３０は、隣り合う振動腕３が互いに異なる位相で振動する形態であるが、振動腕３が同位相で振動する形態であっても良い。
【００７２】
（変形例１２）水晶振動子１００および発振器２００は、水晶振動片３０の裏面側がパッケージベース７１の段部７７に接着固定されているが、表面側がパッケージベース７１の段部７７に接着固定されている構成であっても良い。この場合、段部７７の振動片接続端子７６が水晶振動片３０の電極端子１０，２０と導電性接着剤で直接接続される。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
屈曲振動片としての水晶振動片１，３０を備えた水晶振動子（屈曲振動子）１００や発振器２００は、拡幅部４または変形領域８により、段差部を介する励振電極（第２電極）２２の電気的接続が確実になされており、携帯電話３００やモバイルコンピューター４００をはじめ、電子時計、ビデオレコーダー、テレビ等の電子機器に広く用いることができ、これら電子機器のタイミングデバイスなどとして、確実で安定した動作を保障することが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１…屈曲振動片としての水晶振動片、２…基部、３…振動腕、４…拡幅部、５…幅広部、６圧電体層、７…段差部、８…変形領域、９…積層構造体、１０…電極端子、１１…電極配線、１２…第１電極としての励振電極、２０…電極端子、２１…電極配線、２２…励振電極、３０…屈曲振動片としての水晶振動片、３１…電極配線、３５…貫通孔、４１…電極配線、４５…貫通孔、６０…回路素子としてのＩＣチップ、１００…屈曲振動子としての水晶振動子、２００…発振器、３００…電子機器としての携帯電話、４００…電子機器としてのモバイルコンピューター。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈曲する振動腕を有する屈曲振動片および屈曲振動片を有する屈曲振動子、並びに屈曲振動子を備えた発振器および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、屈曲振動片は、基部から延出する振動腕の表面に圧電体素子を備えていて、圧電体素子へ駆動電圧を印加して圧電体素子を変形させることにより、振動腕を所定方向へ屈曲させている。この場合、圧電体素子は、２つの電極で圧電体膜を挟みこんだ構成のものであり、これら２つの電極に対して駆動電流を印加して圧電体膜を変形させるようになっている。つまり、屈曲振動片は、圧電特性の良い膜体である圧電体素子を振動腕に形成し、この圧電体素子を変形させて振動腕を屈曲させている。そのため、屈曲振動片は、振動腕を構成する基材が圧電性を有していなくても良く、また、振動腕の形状に対する制約も少ない、という特徴を有している（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−５０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の技術では、基部に設けられている電気パッドから、基部に設けられた圧電体膜に形成されている電極へ、駆動電流を印加するための接続部は、基部に対して圧電体膜の厚さに相当する段差を生じさせている、圧電体膜の側面を含めて形成されている。このような接続部は、蒸着等により形成されるが、屈曲振動片の小型化等に伴い、より細く形成しなければならず、その場合、接続部を圧電体膜の側面へ確実に形成することが困難になっている。即ち、圧電体膜の側面への接続部の形成が不十分となり、駆動電流を電気パッドから電極へ確実に印加することができなくなってしまう、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例または形態として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係る屈曲振動片は、基部と、前記基部から延長して形成され屈曲振動をする振動腕と、第１電極と、第２電極と、前記第１電極および前記第２電極との間に配置された圧電体層と、を含み、前記第１電極を前記振動腕の側にして少なくとも前記振動腕に形成された積層構造体と、を有し、前記第２電極は、前記積層構造体からさらに延伸し、前記圧電体層の端部の段差部を含んで前記基部にまで形成され、前記段差部では前記振動腕に形成された前記第２電極より幅の広い拡幅部を有していることを特徴とする。
【０００７】
この屈曲振動片によれば、積層構造体（背景技術における圧電体素子）は、少なくとも振動腕には形成されていて、積層構造体の圧電体層（圧電体膜）は、その端部において、振動腕または基部に対して圧電体層の厚さ分だけ段状をなす段差部を有している。この段差部は、圧電体層の側面が該当する。ここで、第２電極は、第１電極との間に圧電体層を挟持しており、積層構造体からさらに該段差部へ形成されて延伸することにより、延伸した部分（接続部）が基部の領域では第１電極と同一面に位置することになる。このような配置であれば、第１電極および第２電極が同一面に存し、それぞれへ駆動電流を印加し易くなる好ましい形態である。これら第１電極および第２電極は、蒸着等により形成される金属等の導電層である。屈曲振動片は、第２電極が蒸着等により段差部へ確実に形成されて、駆動電流を流せるように、段差部の第２電極が拡幅部となっている。拡幅部は、振動腕に形成されている第２電極の幅よりも広い幅となっている。そのため、段差部へ拡幅部を形成するための蒸着等による処理がばらついたとしても、拡幅部が形成されるべき段差部のいずれかの部分には、確実に、導電層が形成され、断線状態になることを回避することが可能である。このように、段差部に拡幅部を設けることにより、第２電極の振動腕側と基部側との電気的接続が確保され、駆動電流の確実な印加が可能となる。これにより、屈曲振動片は、安定した屈曲振動を行うことが可能である。
【０００８】
［適用例２］本適用例に係る屈曲振動片は、基部と、前記基部から延長して形成され屈曲振動をする振動腕と、第１電極と、第２電極と、前記第１電極および前記第２電極との間に配置された圧電体層と、を含み、前記第１電極を前記振動腕の側にして少なくとも前記振動腕に形成された積層構造体と、を有し、前記第２電極は、前記積層構造体からさらに延伸し、前記圧電体層の端部の段差部を含んで前記基部にまで形成され、前記第２電極が形成される前記段差部は、平面視で凸状または凹状に形成された変形領域であることを特徴とする。
【０００９】
この屈曲振動片によれば、積層構造体は、少なくとも振動腕には形成されていて、積層構造体の圧電体層は、その端部において、振動腕または基部に対して圧電体層の厚さ分だけ段状をなす段差部を有している。この段差部は、圧電体層の側面が該当する。ここで、第２電極は、第１電極との間に圧電体層を挟持しており、積層構造体からさらに該段差部へ形成されて延伸することにより、基部の領域では第１電極と同一面に位置することになる。このような配置であれば、第１電極および第２電極が同一面に存し、それぞれへ駆動電流を印加し易くなる好ましい形態である。これら第１電極および第２電極は、蒸着等により形成される金属等の導電層である。屈曲振動片は、第２電極が蒸着等により段差部へ確実に形成されて、駆動電流を流せるように、第２電極が形成されるべき段差部が変形領域となっている。変形領域は、段差部である圧電体層の側面が平面視すると凸状または凹状を描いた形状に形成されている領域である。つまり、変形領域の導電層は、第２電極の幅とほぼ同じ幅内に形成されたとしても、凸状または凹状をなして第２電極の幅より長い範囲に延在することが可能である。そのため、変形領域へ導電層を形成するための蒸着等による処理がバラついたとしても、変形領域のいずれかの部分には、確実に、導電層が形成され、断線状態になることを回避することが可能である。このように、変形領域を介することにより、第２電極の振動腕側と基部側とが接続され、第２電極の電気的接続が確保され、駆動電流の確実な印加が可能となる。これにより、屈曲振動片は、安定した屈曲振動を行うことが可能である。
【００１０】
［適用例３］上記適用例に係る屈曲振動片において、前記基部は、前記第１電極および前記第２電極の形成されている前記振動腕の腕面より幅が広く、前記段差部が設けられていることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、基部は、その幅が振動腕より広く設定されていて、さらに、基部には、第２電極が延伸して形成される段差部が設けられている。これにより、振動腕において、第２電極が腕面とほぼ同じ幅に形成されているとしても、振動腕より幅広の基部側に段差部があれば、段差部に形成される第２電極は、その形状に関わらず、腕面の幅より長い範囲に延在することが可能である。一方、振動腕側に段差部があれば、段差部に形成される第２電極を振動腕に形成される第２電極より確実に幅広くするためには、振動腕の第２電極を腕面幅より狭く形成しなくてはならない。振動腕の第２電極を狭くすれば、振動腕を屈曲させるための電界の強度が弱くなってしまう。従って、段差部が設けられる基部の幅が振動腕の幅より広ければ、段差部を容易に幅広にして導電層を形成でき、この段差部を介することにより、第２電極の振動腕側と基部側との電気的接続を確保することが可能である。
【００１２】
［適用例４］上記適用例に係る屈曲振動片において、前記振動腕は、平面視で延長方向と直交する方向に沿って複数本配列され、奇数番目の前記振動腕の前記第１電極と、偶数番目の前記振動腕の前記第２電極とが接続され、偶数番目の前記振動腕の前記第１電極と、奇数番目の前記振動腕の前記第２電極とが接続されている構成であることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、屈曲振動片は、複数の振動腕を有していて、駆動電流が印加されると、隣り合う振動腕が異なる方向へ屈曲するように、各振動腕の第１電極と第２電極とが相互に接続されている。このような複数の振動腕に対しても、段差部に導電層を形成することにより、各第２電極の振動腕側と基部側との電気的接続を確実に確保することが可能である。
【００１４】
［適用例５］本適用例に係る屈曲振動子は、上記適用例の屈曲振動片と、前記屈曲振動片を収容するパッケージと、を備えていることを特徴とする。
【００１５】
この屈曲振動子によれば、段差部に形成された導電層により、第２電極の振動腕側と基部側との電気的接続を確保することが可能な構成を有する屈曲振動片が、パッケージ内に備えられている。このような屈曲振動片を備えた屈曲振動子は、駆動電流が印加されると、確実で安定した振動を維持することが可能である。
【００１６】
［適用例６］本適用例に係る発振器は、上記適用例の屈曲振動子と、前記屈曲振動子を発振させるための発振回路を有する回路素子と、を備えていることを特徴とする。
【００１７】
この発振器によれば、屈曲振動子に回路素子を付加してパッケージ化したものであって、回路素子等との配線の煩わしさを解消して、実装等を容易にすることが可能である。
【００１８】
［適用例７］本適用例に係る電子機器は、上記適用例の屈曲振動子または発振器を備えていることを特徴とする。
【００１９】
この電子機器によれば、確実な振動を安定して維持することが可能な屈曲振動子または発振器をタイミングデバイス等として備えており、これら屈曲振動子または発振器を搭載した電子機器は、確実で安定した動作を保障することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明における第１実施形態に係る水晶振動片の外観を示す斜視図。
【図２】水晶振動片の拡幅部を示す斜視図。
【図３】水晶振動片の屈曲原理を示すための模式図。
【図４】本発明における第２実施形態に係る水晶振動片の外観を示す斜視図。
【図５】水晶振動片の変形領域を示す斜視図。
【図６】（ａ）屈曲振動子の蓋体を開けた状態を示す平面図、（ｂ）屈曲振動子を示す断面図。
【図７】（ａ）発振器の蓋体を開けた状態を示す平面図、（ｂ）発振器を示す断面図。
【図８】変形領域の他の一例を示す斜視図。
【図９】（ａ）携帯電話を示す斜視図、（ｂ）モバイルコンピューターを示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、屈曲振動片について、具体的な実施形態を図面に従って説明する。本実施形態の屈曲振動片は、３本の振動腕がいわゆる面外振動する水晶振動片である場合を一例にして説明する。なお、図面において、描かれている屈曲振動片は、部分的に縮尺を異ならせて、分かりやすいように強調してある。
（第１実施形態）
【００２２】
図１は、本発明における第１実施形態に係る水晶振動片の外観を示す斜視図である。この水晶振動片（屈曲振動片）１においては、図１に示すように、基部２と振動腕３とが同一平面である側を表面側とし、基部２と振動腕３とが段状をなしている側を裏面側とする。
【００２３】
最初に、水晶振動片１を形成する水晶について、簡単に説明する。水晶振動片１は、六角柱の水晶柱から切り出され、水晶柱は、柱の長手方向に光軸であるｚ軸と、ｚ軸に垂直な六角形面のｘ−ｙ平面において六角形の辺に平行な電気軸であるｘ軸と、ｘ軸に垂直な機械軸であるｙ軸とを有している。また、六角形の辺に平行なｘ軸は、それぞれ１２０度の等角度で３本あって、これらのｘ軸によりｘ−ｙ平面に形成される３つの面は、エッチング方向によるエッチング進行速度の違い等がそれぞれの面で同一である、という三方晶の性質を有している。このような水晶柱において、水晶振動片１は、ｘ−ｙ平面を、ｘ軸とｙ軸との交点（座標原点）からみてｘ軸回りに角度５度傾けた平面に沿う水晶ｚ板から切り出されたものである。この水晶ｚ板は、ｘ軸と、ｙ’軸およびｚ’軸と、により表される。
【００２４】
水晶を基材とした水晶振動片１は、ｘ軸方向を幅方向とする基部２と、基部２からｙ’軸方向へそれぞれ延長している３本の振動腕３（３ａ，３ｂ，３ｃ）と、を有している。振動腕３は、振動腕３ｂを中央にして、３本がｘ軸に沿って順に並んでいて、この場合、振動腕３ａおよび振動腕３ｃが奇数番目に該当し、振動腕３ｂが偶数番目に該当する。また、基部２は、ｚ’軸方向の厚さが振動腕３より厚く設定されている。
【００２５】
水晶振動片１は、振動腕３ａの表面に、駆動電流の印加により振動腕３を屈曲させる役目を果たす第１電極としての励振電極１２ａが形成され、振動腕３ｂの表面に、第１電極としての励振電極１２ｂが形成され、振動腕３ｃの表面に、第１電極としての励振電極１２ｃが形成されている。なお、振動腕３に設けられたこれら励振電極１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、振動腕３の各先端部分には形成されていない。
【００２６】
そして、水晶振動片１において、基部２の振動腕３近傍と、先端部を除く振動腕３と、の表面側には、励振電極１２ａ，１２ｂ，１２ｃを覆って、圧電体層６（６ａ）が形成されている。基部２における圧電体層６ａの端部は、基部２に対して圧電体層６ａの厚さ分の段差が生じている段差部７である。この段差部７は、圧電体層６ａの側面に該当するものである。また、この場合、圧電体層６ａは、圧電性を有する酸化亜鉛（ＺｎＯ）で形成されている。
【００２７】
さらに、各振動腕３には、振動腕３ａの励振電極１２ａに対し圧電体層６ａを挟んで対向する位置に、第２電極である励振電極２２ａが形成され、振動腕３ｂの励振電極１２ｂに対し圧電体層６ａを挟んで対向する位置に、第２電極である励振電極２２ｂが形成され、振動腕３ｃの励振電極１２ｃに対し圧電体層６ａを挟んで対向する位置に、第２電極である励振電極２２ｃが形成されている。これら励振電極１２と、圧電体層６ａと、励振電極２２とは、積層構造体９を構成しており、積層構造体９は、振動腕３ａにおいては、励振電極１２ａと、圧電体層６ａと、励振電極２２ａとで構成され、振動腕３ｂにおいては、励振電極１２ｂと、圧電体層６ａと、励振電極２２ｂとで構成され、振動腕３ｃにおいては、励振電極１２ｃと、圧電体層６ａと、励振電極２２ｃとで構成されている。即ち、積層構造体９は、第１電極である励振電極１２ａ，１２ｂ，１２ｃを振動腕３の側にした構成となっている。
【００２８】
また、基部２には、振動腕３ｃ寄りの端部に電極端子１０が形成されていて、この電極端子１０と励振電極１２ａとを電気的に接続するために、電極配線１１ａが基部２に形成されている。さらに、電極配線１１ａから分岐し電極配線１１ａと励振電極１２ｃとを電気的に接続するために、電極配線１１ｃが基部２に形成され、電極配線１１ｃから分岐し電極配線１１ｃと圧電体層６ａに形成されている励振電極２２ｂとを電気的に接続するために、電極配線１１ｂが形成されている。なお、電極配線１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、励振電極１２，２２とほぼ同幅で形成されている。
【００２９】
この場合、電極配線１１ｂは、基部２に形成された状態から圧電体層６ａに形成された励振電極２２ｂを接続するために、圧電体層６ａの段差部７には拡幅部４（４ｂ）として形成されている。電極配線１１ｂの拡幅部４ｂは、励振電極２２ｂおよび電極配線１１ｂより幅広に形成されている。
【００３０】
また、基部２には、振動腕３ａ寄りの端部に電極端子２０が形成されていて、この電極端子２０と圧電体層６ａに形成された励振電極２２ａとを電気的に接続するために、電極配線２１ａが基部２に形成されている。電極配線２１ａは、基部２に形成された状態から圧電体層６ａに形成された励振電極２２ａを接続するために、圧電体層６ａの段差部７にも拡幅部４（４ａ）として形成されている。電極配線２１ａの拡幅部４ａは、励振電極２２ａおよび電極配線２１ａより幅広に形成されている。
【００３１】
さらに、電極配線２１ａから分岐し電極配線２１ａと圧電体層６ａに形成された励振電極２２ｃとを電気的に接続するために、電極配線２１ｃが形成されている。この場合、電極配線２１ｃは、基部２に形成された状態から圧電体層６ａに形成された励振電極２２ｃを接続するために、圧電体層６ａの段差部７にも拡幅部４（４ｃ）として形成されている。電極配線２１ｃの拡幅部４ｃは、励振電極２２ｃおよび電極配線２１ｃより幅広に形成されている。
【００３２】
この構成では、電極配線２１ｃは、基部２の表面において、電極配線１１ａ，１１ｃと交叉しなくてはならない。そこで、基部２の該交差する領域に、電極配線１１ａ，１１ｃを覆う酸化亜鉛（ＺｎＯ）の圧電体層６（６ｂ）を設け、設けた圧電体層６ｂへ電極配線２１ｃを形成することにより、電極配線２１ｃと電極配線１１ａ，１１ｃとの短絡を回避している。この場合においても、基部２に形成された電極配線２１ｃと圧電体層６ｂに形成された電極配線２１ｃとを接続するために、圧電体層６ｂの側面には、拡幅部４と同様の機能を有する幅広部５が設けられている。
【００３３】
また、圧電体層６ｂに形成された電極配線２１ｃから分岐し電極配線２１ｃと振動腕３ｂに形成された励振電極１２ｂとを電気的に接続するために、電極配線２１ｂが形成されている。この電極配線２１ｂは、圧電体層６ｂの他の側面に設けられた幅広部５を介して、圧電体層６ｂの面から基部２の表面へ形成されている。これら電極配線２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、励振電極１２，２２とほぼ同じ幅で形成され、幅広部５は、励振電極１２，２２および電極配線２１ｂ，２１ｃより幅広に形成されている。以上説明した電極端子１０，２０、電極配線１１，２１、拡幅部４、幅広部５および励振電極１２，２２は、Ｃｒ膜とＡｕ膜との２層からなる金属膜であって、スパッタリング等の蒸着により形成されている。
【００３４】
次に、拡幅部４について、より詳細に説明する。図２は、水晶振動片の拡幅部を示す斜視図である。図２は、振動腕３ａの圧電体層６ａに形成され励振電極２２ａから延伸した電極配線２１ａと、基部２の表面に形成された電極配線２１ａと、を確実に接続するために、圧電体層６ａの段差部７に設けられた電極配線２１ａである拡幅部４ａを示している。図２に示すように、基部２の表面および圧電体層６ａに形成された電極配線２１ａは、それぞれの配線が幅Ｗ１を有し、この場合、幅Ｗ１は、励振電極２２ａの幅と同じである。また、圧電体層６ａの側面である段差部７は、その高さが圧電体層６ａの厚さに相当するＨである。
【００３５】
電極配線２１ａは、基部２の表面および圧電体層６ａの面へは蒸着で均一に形成され易いが、これらの面に対してほぼ直交して位置する段差部７へは同条件の蒸着で均一に形成することが困難な場合がある。電極配線２１ａが細線になるほど、段差部７における電極配線２１ａの形成がより困難になり、段差部７で短絡状態になり易い。水晶振動片１では、この段差部７に、蒸着により電極配線２１ａが拡幅部４ａとして形成されている。
【００３６】
拡幅部４ａは、幅Ｗ２を有し、段差部７における幅Ｗ２と段差部７の高さＨとで指定される領域５０と、領域５０が電極配線２１ａの形成されている圧電体層６ａの面にまで延在して形成され、圧電体層６ａの電極配線２１ａに接続している領域５１と、領域５０が電極配線２１ａの形成されている基部２の面にまで延在して形成され、基部２の電極配線２１ａに接続されている領域５２と、から成っている。ここで、拡幅部４ａの幅Ｗ２は、幅Ｗ１より広い設定であり、段差部７のような、蒸着で金属膜を均一に形成することが困難な領域であっても、幅の広い領域５０であれば、そのいずれかの部分には領域５１と領域５２との接続を可能にする金属膜を形成することができる。つまり、拡幅部４ａは、段差部７を電気的に導通な領域とすることができ、これにより、段差部７に拡幅部４ａを有する電極配線２１ａは、電極端子２０と励振電極２２ａとを確実に接続することができる。
【００３７】
同様な形態を有する拡幅部４ｂは、圧電体層６ａにおいて励振電極２２ｂから延伸した電極配線１１ｂと、基部２の側の電極配線１１ｂと、を接続して、電極端子１０と励振電極２２ｂとを確実に接続することができ、拡幅部４ｃは、圧電体層６ａにおいて励振電極２２ｃから延伸した電極配線２１ｃと、基部２の側の電極配線２１ｃと、を接続して、電極端子２０と励振電極２２ｃとを確実に接続することができる。なお、拡幅部４と接続している電極配線２１ａ，２１ｃおよび電極配線１１ｂは、この場合、第２電極に該当する。
【００３８】
また、圧電体層６ｂの側面に設けられた幅広部５のそれぞれは、拡幅部４と同様な機能を発揮する。幅広部５は、電極配線２１ａから分岐した電極配線２１ｃが、電極配線１１ａおよび電極配線１１ｃとの交叉を回避するための圧電体層６ｂを経由して、励振電極２２ｃから延伸する電極配線２１ｃへ確実に接続できるようにすると共に、励振電極１２ｂから延伸する電極配線２１ｂへも確実に接続できるようにしている。
【００３９】
次に、水晶振動片１が、屈曲して振動する原理について説明する。図３は、水晶振動片の屈曲原理を示す模式図である。水晶振動片１には、電極端子１０または電極端子２０から駆動電流が印加される。例えば、電極端子１０から電極端子２０へ駆動電流が印加されると、振動腕３ａにおける駆動電流は、励振電極１２ａから励振電極２２ａを経て電極端子２０へ至る方向となる。同様に、振動腕３ｃにおける駆動電流は、励振電極１２ｃから励振電極２２ｃを経て電極端子２０へ至る方向となる。つまり、振動腕３ａおよび振動腕３ｃでは、振動腕３ａ，３ｃの裏面側から表面側の方向へ駆動電流が印加されるため、共に、同一方向へ向いた電界が生じる。一方、振動腕３ｂにおける駆動電流は、励振電極２２ｂから励振電極１２ｂを経て電極端子２０へ至る方向となる。つまり、振動腕３ｂでは、振動腕３ｂの表面側から裏面側の方向へ駆動電流が印加されるため、振動腕３ａおよび振動腕３ｃとは異なる方向の電界が生じる。
【００４０】
従って、振動腕３ａおよび振動腕３ｃが、ｚ’軸に沿って表面側の方向へ屈曲する際、振動腕３ｂは、ｚ’軸に沿って裏面側の方向へ屈曲することになる。そして、電極端子１０および電極端子２０へ印加する駆動電流の方向を変えると、各振動腕３は、それぞれ逆方向へ屈曲する。つまり、振動腕３へ印加する駆動電流の方向を交互に変えることにより、振動腕３は、屈曲を繰り返して振動し、その振動は、隣り合って位置する振動腕３が互いに逆の位相で屈曲する、いわゆる面外振動である。
【００４１】
以上説明した屈曲振動片の一例である、実施形態１における水晶振動片１の主要な効果を述べる。
【００４２】
水晶振動片１は、各振動腕３の圧電体層６ａに形成された励振電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃからそれぞれ延伸し、圧電体層６ａの段差部７を介して基部２の表面に至る電極配線２１ａ，１１ｂ，２１ｃが、段差部７においてそれぞれ拡幅部４ａ，４ｂ，４ｃを有している。拡幅部４は、電極配線２１ａ，１１ｂ，２１ｃの幅よりも広い幅となっているため、段差部７へ拡幅部４を形成する蒸着処理がバラツイたとしても、拡幅部４が形成されるべき段差部７のいずれかの部分には、確実に、拡幅部４が形成され、断線状態になることを回避できる。これにより、電極配線２１ａ，１１ｂ，２１ｃの振動腕側と基部側との電気的接続が確保され、駆動電流の確実な印加が可能となる。従って、水晶振動片１は、安定した屈曲振動を維持することができる。
（第２実施形態）
【００４３】
次に、屈曲振動片として水晶振動片１以外の他の実施形態について説明する。図４は、本発明における第２実施形態に係る水晶振動片の外観を示す斜視図である。本実施形態の水晶振動片３０と、実施形態１における水晶振動片１と、の相違点は、電極配線の構成および電極配線が形成される段差部７の形状が異なっていることである。従って、水晶振動片１と同一の構成部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００４４】
図４に示すように、水晶振動片３０の各振動腕３には、励振電極１２、圧電体層６（６ｃ）および励振電極２２から成る積層構造体９が形成され、圧電体層６ｃは、基部２の振動腕３近傍と、先端部を除く振動腕３と、の表面側に、励振電極１２を覆って形成されている。また、基部２には、振動腕３ａ寄りの端部に電極端子２０が形成され、振動腕３ｃ寄りの端部に電極端子１０が形成されている。
【００４５】
そして、電極端子１０と励振電極１２ｃとを電気的に接続するための電極配線４１ｃが基部２の面に形成され、電極配線４１ｃから分岐し電極配線４１ｃと励振電極１２ａとを電気的に接続するための電極配線４１ａが基部２の面に形成されている。さらに、基部２の面には、振動腕３ｂの励振電極１２ｂから延伸した電極配線４１ｂが形成されている。この電極配線４１ｂは、電極配線４１ａ，４１ｃとは接続されておらず、基部２に単独で存している。
【００４６】
また、基部２の電極配線４１ａ，４１ｂおよび電極配線４１ｃの一部を覆っている圧電体層６ｃは、２つの貫通孔３５，４５を有している。貫通孔３５は、電極端子１０と、振動腕３ａの励振電極１２ａと、振動腕３ｃの励振電極１２ｃと、にそれぞれ電気的に接続している電極配線４１ａに対向して設けられ、貫通孔４５は、振動腕３ｂの励振電極１２ｂと導通している電極配線４１ｂに対向して設けられている。
【００４７】
また、電極端子２０と励振電極２２ａとを電気的に接続するために、基部２の面から、圧電体層６ｃの段差部７を経て、圧電体層６ｃの面にかけて、電極配線３１ａが形成されている。この場合、電極配線３１ａが形成される段差部７は、図５を参照して後述する変形領域８となっている。そして、電極配線３１ａから分岐し電極配線３１ａと励振電極２２ｃとを電気的に接続するための電極配線３１ｃが、圧電体層６ｃに形成されている。さらに、圧電体層６ｃには、振動腕３ｂの励振電極２２ｂから延伸した電極配線３１ｂが形成されている。この電極配線３１ｂは、電極配線３１ａ，３１ｃとは接続されておらず、圧電体層６ｃに単独で存している。
【００４８】
圧電体層６ｃに設けられた貫通孔３５，４５の孔壁には、励振電極２２および電極配線３１を形成する際に、Ｃｒ膜とＡｕ膜との２層からなる金属膜が同時に形成される。この場合、貫通孔３５，４５は、平面視すると四角形の形状であり、孔壁が４方向を向いている。そのため、金属膜を蒸着させる時に、蒸着方向が偏っていたとしても、いずれかの孔壁には、金属膜が形成でき、電気的な接続の役目を果たすことができる。これにより、貫通孔３５を介して、電極配線３１ｂと電極配線４１ａとが接続され、電極端子１０と、振動腕３ａの励振電極１２ａ、振動腕３ｂの励振電極２２ｂおよび振動腕３ｃの励振電極１２ｃと、が接続される。同様に、貫通孔４５を介して、電極配線３１ｃと電極配線４１ｂとが接続されて、電極端子２０と、振動腕３ａの励振電極２２ａ、振動腕３ｂの励振電極１２ｂ、および振動腕３ｃの励振電極２２ｃとが接続される。
【００４９】
以上のような構成によれば、水晶振動片３０において、各振動腕３の積層構造体９へは、水晶振動片１と同様に駆動電流が印加（図３）されることになり、振動腕３が面外振動をする。
【００５０】
次に、変形領域８について説明する。図５は、水晶振動片の変形領域を示す斜視図である。図５は、振動腕３ａの圧電体層６ｃに形成され励振電極２２ａから延伸した電極配線３１ａと、基部２の表面に形成された電極配線３１ａと、を確実に接続するために、電極配線３１ａが形成されるべき段差部７に設けられた変形領域８を示している。
【００５１】
変形領域８は、圧電体層６ｃの段差部７に形成されていて、平面視すると励振電極２２ａの側に窪んだ矩形の凹状をなしていて、この凹状の変形領域８は、電極配線３１ａの幅Ｗ１の範囲内となるように設定されている。つまり、変形領域８を含めて形成された電極配線３１ａは、平面視で幅Ｗ１の均一幅の配線に見えるが、変形領域８の段差部７の長さは、Ｗ１より長くなっている。変形領域８における段差部７が長いことにより、段差部７のような、蒸着を均一に形成することが困難な領域であっても、変形領域８のいずれかの部分には確実に金属膜を形成することができ、基部２の側の電極配線３１ａと、励振電極２２ａ側の電極配線３１ａと、の電気的接続を可能にすることができる。これにより、変形領域８を有する電極配線３１ａは、電極端子２０と励振電極２２とを確実に接続することができる。なお、変形領域８を含めて形成されている電極配線３１ａは、この場合、第２電極に該当する。
【００５２】
以上説明した屈曲振動片の一例である水晶振動片３０は、変形領域８を有することにより、変形領域８に金属膜を形成して駆動電流の確実な印加が可能となり、水晶振動片１と同様、安定した屈曲振動を維持することができる。
【００５３】
次に、実施形態１の水晶振動片１または実施形態２の水晶振動片３０を用いた水晶振動子について説明する。図６（ａ）は、屈曲振動子の蓋体を開けた状態を示す平面図である。図６（ｂ）は、屈曲振動子を示す断面図であり、図６（ａ）のＥ−Ｅ’における断面図である。図６では、変形領域８を有する水晶振動片３０を用いた場合を示しているが、水晶振動片１を用いても同様な効果が得られる。
【００５４】
図６において、水晶振動子（屈曲振動子）１００は、水晶振動片３０と、水晶振動片３０を収容したパッケージ７０を備えている。パッケージ７０は、一方に開口を有する箱状のパッケージベース７１と、パッケージベース７１の開口を閉鎖するための蓋体７３と、パッケージベース７１と蓋体７３とを接合するためのシームリング７２と、により構成されている。また、パッケージベース７１は、その箱状内部に形成され水晶振動片３０を載置するための段部７７と、段部７７に設けられ水晶振動片３０の電極端子１０，２０と接続するための２つの振動片接続端子７６と、パッケージベース７１の外周部に設けられ振動片接続端子７６から配線により電気的に接続されている外部接続端子７５と、を有している。この場合、パッケージベース７１および蓋体７３は、セラミックにより形成され、シームリング７２は、コパール合金で形成されている。なお、形成材は、これらに限定されるものではない。
【００５５】
そして、段部７７には、水晶振動片３０の基部２の裏面が、接着剤７９を介して、接着固定され、振動腕３ａ，３ｂ，３ｃが自由端として片持ち支持されている。また、水晶振動片３０の電極端子１０，２０は、ボンディングワイヤー７８によって、振動片接続端子７６にそれぞれ接続されている。そして、水晶振動子１００は、パッケージベース７１と蓋体７３とを、減圧状態下において、シームリング７２で接合することにより、水晶振動片３０を収容した空間を減圧雰囲気にしている。なお、水晶振動片３０を収容した空間は、減圧雰囲気ではなく、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを封入した雰囲気等でも良い。
【００５６】
このような構成の水晶振動子１００は、外部接続端子７５を介して外部から駆動電流が印加されることにより、水晶振動片３０が励振され、所定の周波数で振動して発振することができる。また、水晶振動子１００は、水晶振動片３０が変形領域８を有し、段差部７にも確実に電極配線３１ａを形成できるため、駆動電流の安定した印加により優れた振動特性を維持することができる。
【００５７】
また、水晶振動片１，３０は、発振器にも搭載され、図７（ａ）は、発振器の蓋体を開けた状態を示す平面図である。図７（ｂ）は、発振器を示す断面図であり、図７（ａ）のＥ−Ｅ’における断面図である。発振器２００は、上記水晶振動子１００の構成に回路素子をさらに備えた構成となっている。この場合、発振器２００は、水晶振動片３０と、水晶振動片３０を発振させる発振回路を有する回路素子としてのＩＣチップ６０と、を備えているが、水晶振動片３０にかえて水晶振動片１を用いても良い。ＩＣチップ６０は、パッケージベース７１の底部に固着され、外部接続端子７５や振動片接続端子７６等の配線と接続されている。この発振器２００は、ＩＣチップ６０の発振回路からの駆動信号により水晶振動片３０が励振され、所定の周波数で発振する。
【００５８】
このように、発振器２００は、水晶振動片３０を備えていることから、駆動電流の安定した印加が行え、優れた振動特性を維持することができる。
【００５９】
これら水晶振動子１００および発振器２００は、水晶振動片１または水晶振動片３０を備えていて、安定した振動を維持することができ、搭載された電子機器等の精度向上を図ることができる。例えば、図９（ａ）は、携帯電話を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、モバイルコンピューターを示す斜視図である。一例である携帯電話３００およびモバイルコンピューター４００に、水晶振動子１００または発振器２００を搭載することにより、電子機器の確実で安定した動作を保障することができる。
【００６０】
最後に、変形例について説明する。水晶振動片１，３０、水晶振動子１００および発振器２００は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、次に挙げる変形例のような形態であっても、実施形態と同様な効果が得られる。
【００６１】
（変形例１）水晶振動片１における拡幅部４は、圧電体層６ａ側に形成された領域５１および基部２側に形成された領域５２を省略して、段差部７に形成された領域５０のみでも良い。但し、領域５１，５２を設けた方がより確実な接続が図れて好ましい。
【００６２】
（変形例２）水晶振動片１の段差部７に設けられている拡幅部４は、水晶振動片３０の有する変形領域８であっても良い。
【００６３】
（変形例３）水晶振動片１における圧電体層６ｂは、圧電体層６ａと同じ酸化亜鉛（ＺｎＯ）で形成されているが、これに限定されることなく、電極配線２１ｃと、電極配線１１ａ，１１ｃと、を絶縁することができる絶縁体であれば良い。
【００６４】
（変形例４）水晶振動片３０の変形領域８は、平面視すると励振電極２２ａの側に窪んだ矩形の凹状をなしているが、矩形の凹状に限定されず、曲線等による凹状であっても良い。
【００６５】
（変形例５）水晶振動片３０における変形領域８は、平面視すると圧電体層６ｃが励振電極２２ａの側に窪んだ矩形の凹状をなしているが、凹状に限定されるものではない。図８は、変形領域の他の一例を示す斜視図である。図８に示すように、水晶振動片３０は、平面視すると基部２の側に突起した矩形の凸状をなす変形領域８０を有する形態であっても良い。変形領域８０であれば、変形領域８０における段差部７が長いことに加え、圧電体層６ｃの段差部７から突起しているため、蒸着による金属膜をより確実に形成することができ、基部２側の電極配線３１ａと励振電極２２ａ側の電極配線３１ａとの電気的接続が行える。なお、変形領域８０は、矩形の凸状に限定されず、曲線等による凸状であっても良い。
【００６６】
（変形例６）水晶振動片３０における変形領域８は、水晶振動片１の有する拡幅部４であっても良い。
【００６７】
（変形例７）水晶振動片１，３０は、３本の振動腕３ａ，３ｂ，３ｃを有している構成であるが、３本以外の本数であっても良い。
【００６８】
（変形例８）水晶振動片１，３０は、積層構造体９が振動腕３の表面側にのみ設けれている構成を一例として示すものであって、積層構造体９が振動腕３の裏面側にのみ設けれている構成や、振動腕３の表裏両面に積層構造体９が設けられた構成であっても良い。
【００６９】
（変形例９）屈曲振動片は、水晶を用いた水晶振動片１，３０に限定されることなく、水晶以外のニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、チタン酸ジルコン鉛（ＰＺＴ）等の圧電体を用いたものであっても良い。更に、屈曲振動片は、水晶のような圧電性材料を用いることに限定されるものではなく、シリコンやゲルマニウムなどの非圧電材料であっても良い。これにより、屈曲振動片において、要求特性や用途等に応じて、適切な材料を選ぶことができ選択肢が拡大する。
【００７０】
（変形例１０）水晶振動片１，３０の圧電体層６は、スパッタリングにより形成された酸化亜鉛（ＺｎＯ）であるが、これに限定されるものではなく、例えば、圧電性を有する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン酸ジルコン鉛（ＰＺＴ）等であっても良い。
【００７１】
（変形例１１）水晶振動片１，３０は、隣り合う振動腕３が互いに異なる位相で振動する形態であるが、振動腕３が同位相で振動する形態であっても良い。
【００７２】
（変形例１２）水晶振動子１００および発振器２００は、水晶振動片３０の裏面側がパッケージベース７１の段部７７に接着固定されているが、表面側がパッケージベース７１の段部７７に接着固定されている構成であっても良い。この場合、段部７７の振動片接続端子７６が水晶振動片３０の電極端子１０，２０と導電性接着剤で直接接続される。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
屈曲振動片としての水晶振動片１，３０を備えた水晶振動子（屈曲振動子）１００や発振器２００は、拡幅部４または変形領域８により、段差部を介する励振電極（第２電極）２２の電気的接続が確実になされており、携帯電話３００やモバイルコンピューター４００をはじめ、電子時計、ビデオレコーダー、テレビ等の電子機器に広く用いることができ、これら電子機器のタイミングデバイスなどとして、確実で安定した動作を保障することが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１…屈曲振動片としての水晶振動片、２…基部、３…振動腕、４…拡幅部、５…幅広部、６圧電体層、７…段差部、８…変形領域、９…積層構造体、１０…電極端子、１１…電極配線、１２…第１電極としての励振電極、２０…電極端子、２１…電極配線、２２…励振電極、３０…屈曲振動片としての水晶振動片、３１…電極配線、３５…貫通孔、４１…電極配線、４５…貫通孔、６０…回路素子としてのＩＣチップ、１００…屈曲振動子としての水晶振動子、２００…発振器、３００…電子機器としての携帯電話、４００…電子機器としてのモバイルコンピューター。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部から延長して形成され屈曲振動をする振動腕と、
第１電極と、第２電極と、前記第１電極および前記第２電極との間に配置された圧電体層と、を含み、前記第１電極を前記振動腕の側にして少なくとも前記振動腕に形成された積層構造体と、を有し、
前記第２電極は、前記積層構造体からさらに延伸し、前記圧電体層の端部の段差部を含んで前記基部にまで形成され、前記段差部では前記振動腕に形成された前記第２電極より幅の広い拡幅部を有していることを特徴とする屈曲振動片。
【請求項２】
基部と、
前記基部から延長して形成され屈曲振動をする振動腕と、
第１電極と、第２電極と、前記第１電極および前記第２電極との間に配置された圧電体層と、を含み、前記第１電極を前記振動腕の側にして少なくとも前記振動腕に形成された積層構造体と、を有し、
前記第２電極は、前記積層構造体からさらに延伸し、前記圧電体層の端部の段差部を含んで前記基部にまで形成され、前記第２電極が形成される前記段差部は、平面視で凸状または凹状に形成された変形領域であることを特徴とする屈曲振動片。
【請求項３】
請求項１または２に記載の屈曲振動片において、
前記基部は、前記第１電極および前記第２電極の形成されている前記振動腕の腕面より幅が広く、前記段差部が設けられていることを特徴とする屈曲振動片。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の屈曲振動片において、
前記振動腕は、平面視で延長方向と直交する方向に沿って複数本配列され、奇数番目の前記振動腕の前記第１電極と、偶数番目の前記振動腕の前記第２電極とが接続され、偶数番目の前記振動腕の前記第１電極と、奇数番目の前記振動腕の前記第２電極とが接続されている構成であることを特徴とする屈曲振動片。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の屈曲振動片と、
前記屈曲振動片を収容するパッケージと、を備えていることを特徴とする屈曲振動子。
【請求項６】
請求項５に記載の屈曲振動子と、
前記屈曲振動子を発振させるための発振回路を有する回路素子と、を備えていることを特徴とする発振器。
【請求項７】
請求項５に記載の屈曲振動子または請求項６に記載の発振器を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
基部と、
前記基部から延長して形成され屈曲振動をする振動腕と、
第１電極と、第２電極と、前記第１電極および前記第２電極との間に配置された圧電体層と、を含み、前記第１電極を前記振動腕の側にして少なくとも前記振動腕に形成された積層構造体と、を有し、
前記第２電極は、前記積層構造体からさらに延伸し、前記圧電体層の端部の段差部を含んで前記基部にまで形成され、前記段差部では前記振動腕に形成された前記第２電極より幅の広い拡幅部を有していることを特徴とする屈曲振動片。
【請求項２】
基部と、
前記基部から延長して形成され屈曲振動をする振動腕と、
第１電極と、第２電極と、前記第１電極および前記第２電極との間に配置された圧電体層と、を含み、前記第１電極を前記振動腕の側にして少なくとも前記振動腕に形成された積層構造体と、を有し、
前記第２電極は、前記積層構造体からさらに延伸し、前記圧電体層の端部の段差部を含んで前記基部にまで形成され、前記第２電極が形成される前記段差部は、平面視で凸状または凹状に形成された変形領域であることを特徴とする屈曲振動片。
【請求項３】
請求項１または２に記載の屈曲振動片において、
前記基部は、前記第１電極および前記第２電極の形成されている前記振動腕の腕面より幅が広く、前記段差部が設けられていることを特徴とする屈曲振動片。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の屈曲振動片において、
前記振動腕は、平面視で延長方向と直交する方向に沿って複数本配列され、奇数番目の前記振動腕の前記第１電極と、偶数番目の前記振動腕の前記第２電極とが接続され、偶数番目の前記振動腕の前記第１電極と、奇数番目の前記振動腕の前記第２電極とが接続されている構成であることを特徴とする屈曲振動片。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の屈曲振動片と、
前記屈曲振動片を収容するパッケージと、を備えていることを特徴とする屈曲振動子。
【請求項６】
請求項５に記載の屈曲振動子と、
前記屈曲振動子を発振させるための発振回路を有する回路素子と、を備えていることを特徴とする発振器。
【請求項７】
請求項５に記載の屈曲振動子または請求項６に記載の発振器を備えていることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−９９２２（Ｐ２０１２−９９２２Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４１３８６（Ｐ２０１０−１４１３８６）
【出願日】平成２２年６月２２日（２０１０．６．２２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２２日（２０１０．６．２２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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