振動片、振動子、発振器及び電子機器
【課題】 振動片の発振周波数の合わせ込みが容易で、振動片の目標周波数調整への分解能が向上する振動片、これを有する振動子、この振動子を備える発振器及び電子機器を提供すること。
【解決手段】 基部１１０と、前記基部から突出して形成されている振動腕部１２１，１２２と、前記振動腕部の表面部１０１及び／又は裏面部１０２に形成される溝部１２３，１２４と、前記振動腕部に形成される微調用電極部１２８ａ、１２９ａと、を備える振動片であって、前記微調用電極部は、前記振動腕部の右側面部及び左側面部、並びに表面部又は裏面部に配置され、前記表面部では前記微調用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記微調用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記微調用電極部が複数配置されていることで振動片を構成する。
【解決手段】 基部１１０と、前記基部から突出して形成されている振動腕部１２１，１２２と、前記振動腕部の表面部１０１及び／又は裏面部１０２に形成される溝部１２３，１２４と、前記振動腕部に形成される微調用電極部１２８ａ、１２９ａと、を備える振動片であって、前記微調用電極部は、前記振動腕部の右側面部及び左側面部、並びに表面部又は裏面部に配置され、前記表面部では前記微調用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記微調用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記微調用電極部が複数配置されていることで振動片を構成する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば水晶等からなる振動片、この振動片を有する振動子、この振動子を備える発振器や電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、振動片である音叉型水晶振動片は、例えば図１４に示すように構成されている。すなわち、音叉型水晶振動片１０は、基部１１と、この基部１１から突出して形成されている２本の振動腕部１２，１３を有している。そして、この２本の振動腕部１２，１３には、図１４に示すように、溝１２ａ，１３ａが表面及び裏面に形成されている。また、このように溝１２ａ，１３ａが設けられている振動腕部１２，１３の先端部には粗調用電極１４，１５と微調用電極１６，１７が、それぞれ配置されている。
【０００３】このような粗調用電極１４，１５と微調用電極１６，１７は、例えば図１５及び図１６に示すように形成されている。図１５は、図１４のＡ−Ａ’線拡大概略断面図であり、図１６は、図１４のＢ−Ｂ’線拡大概略断面図である。図１５に示すように、振動腕部１２の表面にＣｒ（クロム）膜とＡｕ（金）膜が形成され、振動腕部１２の表面（図において上部）にＡｕの重りが配置されることにより、粗調用電極１４，１５が構成されている。一方、図１６に示すように、振動腕部１２の表面にＣｒ膜とＡｕ膜を配置することで、微調用電極１６，１７は構成されている。このように構成される粗調用電極１４，１５と微調用電極１６，１７は、音叉型水晶振動片１０の周波数を例えば３２．７６８ｋＨｚに調整するための電極である。
【０００４】具体的には、先ず、粗調用電極１４，１５と微調用電極１６，１７を配置した状態で、音叉型水晶振動片１０を共振回路で発振させ、周波数を測定する。そして、この測定された周波数と目標周波数である３２．７６８ＫＨｚとの差を出す。このとき、音叉型水晶振動片１０の周波数は目標周波数より、低くなるように粗調用電極１４，１５等が配置されている。次に、この測定された周波数と目標周波数との差に基づき、粗調用電極１４，１５にＹＡＧレーザを照射し、粗調用電極１４，１５のＡｕ重り（図１５参照）側の部分を除去する。ここで、Ａｕ重り等にＹＡＧレーザを照射するとＡｕ重り等の付加質量が減じ、振動片全体の周波数が高くなるようになっている。
【０００５】また、粗調用電極１４，１５には、質量のあるＡｕ重りがついているため、ワンスポット当りのＹＡＧレーザ照射による電極除去量（質量減少量）が大きくなるため、速やかに、周波数を上げることができ、具体的には周波数を３２．７６８ＫＨｚ近傍まで上げることができる。このように、３２．７６８ＫＨｚ近傍まで、周波数を近づけた後、次に、周波数のねらい値まで、周波数を合わせ込む。このとき、微調用電極１６，１７に対してＹＡＧレーザを照射するが、ワンスポット当りの電極除去量（質量減少量）が小さいため、より精密に周波数を調整することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように溝１２ａ，１３ａを有する３２．７６８ｋＨｚの周波数となる音叉型水晶振動片１０は、小型で高性能な振動片である。したがって、音叉型水晶振動片１０の振動腕部１２，１３も小型に形成されている。そして、この振動腕部１２，１３に配置する微調用電極１６，１７も小さく形成されている。また、このような振動腕部１２、１３の表面側（図１６において上側）の微調用電極１６，１７の表面側（図１６において上側）に対してスポット径を例えば２０μｍでＹＡＧレーザを照射して周波数を調整しようとすると、レーザは水晶等からなる振動腕部１２，１３を通って裏面側に達し、裏面側（図１６において下側）の微調用電極１６，１７も除去してしまうことになる。
【０００７】このように裏面側の微調用電極１６，１７も同時に除去してしまうと、電極を除去しすぎて微調整が困難となり、正確に音叉型水晶振動片１０の発振周波数を３２．７６８ｋＨｚまで合わせ込むことが困難となっていた。これは、音叉型水晶振動片１０の目標周波数調整への分解能が著しく低下することを意味し、製造工程において音叉型水晶振動片１０の不良が多く発生してしまうという問題があった。
【０００８】そこで、本発明は上記問題に鑑み、振動片の発振周波数の合わせ込みが容易で、振動片の目標周波数調整への分解能が向上する振動片、これを有する振動子、この振動子を備える発振器及び電子機器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的は、請求項１の発明によれば、基部と、前記基部から突出して形成されている振動腕部と、前記振動腕部の表面部及び／又は裏面部に形成される溝部と、前記振動腕部に形成される微調用電極部と、を備える振動片であって、 前記微調用電極部は、前記振動腕部の表面部又は裏面部に配置され、前記表面部では前記調整用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記調整用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記調整用電極部が複数配置されていることを特徴とする振動片により達成される。
【００１０】請求項１に構成によれば、前記表面部では前記調整用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記調整用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記調整用電極部が複数配置されている。したがって、例えば前記表面部の前記調整用電極部に対してレーザ等を照射して調整用電極部を除去しても、前記裏面側には調整用電極部が配置されていないので、必要以上に調整用電極部を除去することがない。また、前記裏面部に配置されている前記調整用電極部に対してレーザ等を照射して調整用電極部を除去しても、前記表面側に調整用電極部が配置されないので、必要以上に調整用電極部を除去することがない。このため、振動片の発振周波数を所定の範囲内に正確に合わせ込むことが容易となり、振動片の目標周波数調整への分解能が向上し、製造工程において振動片の不良が発生を未然に防止することができる。また、前記振動腕部の前記表面部及び前記裏面部の双方に前記調整用電極部がされ、いずれか一方側に偏って前記調整用電極部が形成されていないので、振動片の温度特性、ドライブ特性が安定し、振動片間のＣＩ値（クリスタルインピーダンス又は等価直列抵抗）のバラツキを小さくすることができる。
【００１１】好ましくは、請求項２の発明によれば、請求項１の構成において、前記振動腕部の前記微調用電極部の近傍に粗調用電極部が形成されていることを特徴とする振動片である。請求項２の構成によれば、前記振動腕部の前記微調用電極部の近傍に粗調用電極部が形成されているので、微調用電極を用いた周波数微調整の前に、前記粗調用電極部で大きく周波数を変化させて周波数調整をすることができる。したがって、微調用電極部のみで周波数調整を行うより、より効率よく発振周波数調整を行うことができる。
【００１２】好ましくは、請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の構成において、前記粗調用電極部及び前記微調用電極部は、前記溝部が形成されている前記振動腕部の部分より先端部寄りに配置されていることを特徴とする振動片である。請求項３の構成によれば、前記粗調用電極部及び前記微調用電極部は、前記溝部が形成されている前記振動腕部の部分より先端部寄りに配置されているので、例えばレーザ等で溝部等に配置されている電極を破壊することなく発振周波数調整を円滑に行うことができる。また、前記粗調用電極部と前記微調用電極部の位置が相違するので、例えばレーザ等を誤って違う電極部に照射することを容易に防ぐことができる。
【００１３】好ましくは、請求項４の発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかの構成において、前記微調用電極部は、前記粗調用電極部以外の電極と略同一の膜厚であることを特徴とする振動片である。
【００１４】好ましくは、請求項５の発明によれば、請求項２乃至請求項４の構成において、前記粗調用電極部がＡｕ（金）重りを有すると共に、前記微調用電極部がＣｒ（クロム）膜及びＡｕ（金）膜のみにより形成されていることを特徴とする振動片である。請求項５の構成によれば、前記粗調用電極部がＡｕ（金）重りを有すると共に、前記微調用電極部がＣｒ（クロム）膜及びＡｕ（金）膜のみにより形成されているので、大きく周波数を変化する場合は、前記Ａｕ重り等を例えばレーザトリミングし、発振周波数調整のねらい周波数（目標周波数）までの微小周波数調整では、前記Ａｕ膜及びＣｒ膜をレーザトリミングすることで、効率よく周波数調整を行うことができる。
【００１５】好ましくは、請求項６の発明によれば、請求項１乃至請求項５の構成によれば、前記基部には、前記振動片を固定させるための固定領域が形成され、この固定領域と前記振動腕部との間の基部に切り込み部が設けられていることを特徴とする振動片である。請求項６の構成によれば、前記切り込み部は、前記固定領域と前記振動腕部との間の基部に設けられている。したがって、この切り込み部は、前記振動腕部の振動の妨げにならない位置に配置されていると共に、振動漏れが前記固定領域へ伝わり、エネルギーの逃げが生じるのを有効に防止している。このため、振動片、素子間のＣＩ値（クリスタルインピーダンス又は等価直列抵抗）のバラツキを小さくすることができる。
【００１６】好ましくは、請求項７の発明によれば、請求項１乃至請求項６のいずれかの構成において、前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片であることを特徴とする振動片である。請求項７の構成によれば、前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている小型の音叉型振動片においても請求項１乃至請求項６の作用等を奏させることができる。
【００１７】前記目的は、請求項８の発明によれば、基部と、前記基部から突出して形成されている振動腕部と、前記振動腕部の表面部及び／又は裏面部に形成される溝部と、前記振動腕部に形成される微調用電極部と、を備える振動片がパッケージ内に収容されている振動子であって、前記振動片の前記微調用電極部は、前記振動腕部の表面部又は裏面部に配置され、前記表面部では前記調整用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記調整用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記調整用電極部が複数配置されていることを特徴とする振動子により達成される。
【００１８】請求項８の構成によれば、前記振動片の前記表面部では前記調整用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記調整用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記調整用電極部が複数配置されている。したがって、例えば前記表面部の前記調整用電極部に対してレーザ等を照射して調整用電極部を除去しても、前記裏面側には調整用電極部が配置されていないので、必要以上に調整用電極部を除去することがない。また、前記裏面部に配置されている前記調整用電極部に対してレーザ等を照射して調整用電極部を除去しても、前記表面側に調整用電極部が配置されないので、必要以上に調整用電極部を除去することがない。このため、振動片の発振周波数を所定の範囲内に正確に合わせ込むことが容易となり、振動片の目標周波数調整への分解能が向上し、製造工程において振動片の不良が発生を未然に防止することができる振動子となる。また、前記振動腕部の前記表面部及び前記裏面部の双方に前記調整用電極部がされ、いずれか一方側に偏って前記調整用電極部が形成されていないので、振動片の温度特性、ドライブ特性が安定し、振動片間のＣＩ値（クリスタルインピーダンス又は等価直列抵抗）のバラツキを小さくすることができる振動子となる。
【００１９】好ましくは、請求項９の発明によれば、請求項８の構成において、前記振動片の前記振動腕部の前記微調用電極部の近傍に粗調用電極部が形成されていることを特徴とする振動子である。請求項９の構成によれば、前記振動片の前記振動腕部の前記微調用電極部の近傍に粗調用電極部が形成されているので、微調用電極を用いた周波数微調整の前に、前記粗調用電極部で大きく周波数を変化させて周波数調整をすることができる。したがって、微調用電極部のみで周波数調整を行うより、より効率よく周波数調整を行うことができる振動子となる。
【００２０】好ましくは、請求項１０の発明によれば、請求項８又は請求項９の構成において、前記振動片の前記粗調用電極部及び前記微調用電極部は、前記溝部が形成されている前記振動腕部の部分より先端部寄りに配置されていることを特徴とする振動子である。請求項１０の構成によれば、前記振動片の前記粗調用電極部及び前記微調用電極部は、前記溝部が形成されている前記振動腕部の部分より先端部寄りに配置されているので、例えばレーザトリミングで溝部等に配置されている電極を破壊することなく周波数調整を円滑に行うことができる。また、前記粗調用電極部と前記微調用電極部の位置が相違するので、例えばレーザ等を誤って違う電極部に照射することを容易に防ぐことができる振動子となる。
【００２１】好ましくは、請求項１１の発明によれば、請求項９又は請求項１０の構成において、前記振動片の前記粗調用電極部がＡｕ（金）重りを有すると共に、前記微調用電極部がＣｒ（クロム）膜及びＡｕ（金）膜のみにより形成されていることを特徴とする振動子である。請求項１１の構成によれば、前記振動片の前記粗調用電極部がＡｕ（金）重りを有すると共に、前記微調用電極部がＣｒ（クロム）膜及びＡｕ（金）膜のみにより形成されているので、大きく周波数を変化する場合は、前記Ａｕ重り等を例えばレーザトリミングし、周波数調整のねらい周波数（目標周波数）までの微小周波数調整では、前記Ａｕ膜及びＣｒ膜をレーザトリミングすることで、効率よく周波数調整を行うことができる振動子である。
【００２２】好ましくは、請求項１２の発明によれば、請求項８乃至請求項１１のいずれかの構成において、前記振動片の前記基部には、前記振動片を固定させるための固定領域が形成され、この固定領域と前記振動腕部との間の基部に切り込み部が設けられていることを特徴とする振動子である。請求項１２の構成によれば、前記切り込み部は、前記固定領域と前記振動腕部との間の基部に設けられている。したがって、この切り込み部は、前記振動腕部の振動の妨げにならない位置に配置されていると共に、振動漏れが前記固定領域へ伝わり、エネルギーの逃げが生じるのを有効に防止している。このため、振動片、素子間のＣＩ値バラツキを小さくすることができる振動子となる。
【００２３】好ましくは、請求項１３の発明によれば、請求項８乃至請求項１２のいずれかの構成において、前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片であることを特徴とする振動子である。請求項１３の構成によれば、前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている小型の音叉型振動片においても請求項８乃至請求項１２の作用等を奏させることができる。
【００２４】好ましくは、請求項１４の発明によれば、請求項８乃至請求項１３の構成において、前記パッケージが箱状に形成されていることを特徴とする振動子である。
【００２５】好ましくは、請求項１５の発明によれば、請求項８乃至請求項１３のいずれかの構成において、前記パッケージが所謂シリンダータイプに形成されていることを特徴とする振動子である。
【００２６】請求項１４又は請求項１５の構成によれば、前記パッケージが箱状に形成されている振動子又は前記パッケージが所謂シリンダータイプに形成されている振動子においても、請求項８乃至請求項１３の作用等を奏させることができる。
【００２７】前記目的は、請求項１６の発明によれば、基部と、前記基部から突出して形成されている振動腕部と、前記振動腕部の表面部及び／又は裏面部に形成される溝部と、前記振動腕部に形成される微調用電極部と、を備える振動片と集積回路がパッケージ内に収容されている発振器であって、前記振動片の前記微調用電極部は、前記振動腕部の表面部又は裏面部に配置され、前記表面部では前記調整用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記調整用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記調整用電極部が複数配置されていることを特徴とする発振器により達成される。
【００２８】前記目的は、請求項１７の発明によれば、基部と、前記基部から突出して形成されている振動腕部と、前記振動腕部の表面部及び／又は裏面部に形成される溝部と、前記振動腕部に形成される微調用電極部と、を備える振動片がパッケージ内に収容されている振動子であり、この振動子を制御部に接続して用いている電子機器であって、前記振動片の前記微調用電極部は、前記振動腕部の表面部又は裏面部に配置され、前記表面部では前記調整用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記調整用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記調整用電極部が複数配置されていることを特徴とする電子機器により達成される。
【００２９】請求項１６又は請求項１７の構成によれば、前記振動片の前記表面部では前記調整用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記調整用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記調整用電極部が複数配置されている。したがって、例えば前記表面部の前記調整用電極部に対してレーザ等を照射して調整用電極部を除去しても、前記裏面側には調整用電極部が配置されていないので、必要以上に調整用電極部を除去することがない。また、前記裏面部に配置されている前記調整用電極部に対してレーザ等を照射して調整用電極部を除去しても、前記表面側に調整用電極部が配置されないので、必要以上に調整用電極部を除去することがない。このため、振動片の発振周波数を所定の範囲内に正確に合わせ込むことが容易となり、振動片の目標周波数調整への分解能が向上し、製造工程において振動片の不良が発生を未然に防止することができる発振器又は電子機器となる。また、前記振動腕部の前記表面部及び前記裏面部の双方に前記調整用電極部がされ、いずれか一方側に偏って前記調整用電極部が形成されていないので、振動片の温度特性、ドライブ特性が安定し、振動片間のＣＩ値（クリスタルインピーダンス又は等価直列抵抗）のバラツキを小さくすることができる発振器又は電子機器となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００３１】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形態に係る振動片である音叉型水晶振動片１００の表面部１０１を示す概略図である。図２は図１の音叉型水晶振動片１００の裏面部１０２を示す概略図である。音叉型水晶振動片１００は、例えば所謂水晶Ｚ板となるように水晶の単結晶を切り出して形成されている。また、図１に示す音叉型水晶振動片１００は例えば３２．７６８ＫＨｚで信号を発信する振動片であるため、極めて小型の振動片となっている。このような音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように、基部１１０を有している。そして、この基部１１０から図において上方向に突出するように振動腕部である音叉腕１２１，１２２が２本配置されている。この音叉腕１２１，１２２のそれぞれの幅は、図１に示すように、例えば１００μｍ程度に形成されている。
【００３２】また、この音叉腕１２１，１２２の表面部１０１と裏面部１０２には、溝部１２３，１２４が図１及び図２に示すように形成されているので、音叉腕１２１，１２２の断面は、略Ｈ型に形成されている。ところで、図１及び図２に示す音叉腕１２１、１２２に形成されている溝部１２３，１２４には、図１の斜線で示すように、溝部電極１２３ａ，１２４ａがそれぞれ形成されている。また、図１の音叉腕１２１，１２２の側面には、側面電極が配置されている。また、音叉型水晶振動片１００の基部１１０には、給電等を行う基部電極１１１も配置され、前記溝部電極１２３ａ、１２４ａ及び側面電極に電流を供給する構成となっている。
【００３３】このように溝部１２３，１２４に溝電極１２３ａ、１２４ａに配置され、音叉腕１２１，１２２の側面にも側面電極が配置されているため、溝部電極１２３ａ，１２４ａ及び側面電極に電圧を印加すると、音叉腕１２３，１２４内に効率良く電界が生じ、音叉腕１２３，１２４の振動損失が低くＣＩ値も低い状態で振動が生じることになる。特に、上述にように図１に示す音叉型水晶振動片１００は、周波数が３２．７６８ＫＨｚの小型の振動片であるが、このような振動片でも、振動損失が低く、ＣＩ値も低い高性能な振動片となっている。
【００３４】ところで、このような音叉型水晶振動片１００の周波数は上述のとおり３２．７６８ｋＨｚであるが、このような周波数に合わせ込むための電極が、図１の音叉型水晶振動片１００の音叉腕１２１，１２２には設けられている。具体的には、図１に示すように音叉腕１２１，１２２の溝１２３，１２４が形成されていない領域、すなわち音叉腕１２１，１２２の先端側に、粗調用電極部１２６，１２７と微調用電極領域１２８，１２９とが形成されている。
【００３５】この粗調用電極部１２６，１２７は、図１に示すように音叉腕１２１，１２２の先端部から例えば４００μｍの長さで形成され、続いて微調用電極領域１２８，１２９が例えば２００μｍの長さで配置されている。
【００３６】図３は、図１のＣ−Ｃ’線概略拡大断面図である。すなわち、音叉腕１２２の粗調用電極部１２６の形成領域の概略拡大断面図である。音叉腕１２１については、音叉腕１２２と同様なので、その説明を省略し、音叉腕１２２についてのみ、以下、説明する。図３に示すように、音叉腕１２２は、その断面が四角形を成し、例えばその表面部１０１、右側面部、左側面部、そして裏面部１０２を覆うようにＣｒ膜が３００Å乃至１０００Åの厚みで形成されている。また、このＣｒ膜の上には例えば５００Å乃至１０００Åの厚みでＡｕ膜が形成されている。また、音叉腕１２２の表面部１０１側には、Ｃｒ膜及びＡｕ膜を介してＡｕ重りが配置され、このＡｕ重りは、例えば３０００Å乃至１００００Åの厚みで形成されている。このように粗調用電極部１２５は、Ｃｒ膜、Ａｕ膜及びＡｕ重りによって形成されている。
【００３７】一方、音叉腕１２１の表面部１０１側の微調用電極領域１２８には、図１に示すように微調用電極部１２８ａが複数、例えば５個一定の間隔を設けてそれぞれが離間して形成されている。音叉腕１２２も同様のため、説明を省略する。また、図２に示すように、音叉腕１２１の裏面部１０２側の微調用電極領域１２８にも、微調用電極部１２８ａが複数、例えば５個、一定の間隔を設けて配置されている。図４は、図１及び図２の微調用電極領域１２８を示す概略拡大図である。図４に示すように表面部１０１側の微調用電極部１２８ａに対応する部分を回避して裏面部１０２側には、微調用電極部１２８ａが形成されている。すなわち、表面部１０１側の微調用電極部１２８ａが形成されていない部分に対応する裏面部１０２側には微調用電極部１２８ａが形成される構成となっている。このように、音叉腕１２１の微調用電極部１２８ａは表面部１０１及び裏面部１０２で縞状に配置されている。
【００３８】図５は、図４のＤ−Ｄ’線概略断面図である。図５に示すように、音叉腕１２１の表面部１０１、右側面部、左側面部には、微調用電極部１２８ａが配置されている。具体的には、音叉腕１２１には、先ずＣｒ膜が例えば３００Å乃至１０００Åの厚みで形成され、その上にＡｕ膜が例えば５００Å乃至１０００Åの厚みで形成されている。しかし、音叉腕１２１の裏面部１０２には、Ｃｒ膜やＡｕ膜が形成されていない。
【００３９】一方、図６は、図４のＥ−Ｅ’線概略断面図である。図６に示すように、音叉腕１２１の裏面部１０２、右側面部、左側面部には、微調用電極部１２８ａが配置されている。具体的には、音叉腕１２１には、先ずＣｒ膜が例えば３００Å乃至１０００Åの厚みで形成され、その上にＡｕ膜が例えば５００Å乃至１０００Åの厚みで形成されている。しかし、音叉腕１２１の表面部１０１には、Ｃｒ膜やＡｕ膜が形成されていない。
【００４０】このように音叉腕１２１に表面部１０１及び裏面部１０２に微調用電極部１２８ａを縞状に形成すると、例えば音叉腕１２１の表面部１０１の微調用電極部１２８ａに、後述するＹＡＧレーザを照射して周波数の微調整をする際に、裏面側１０２の微調用電極部１２８ａが除去されないため、発振周波数の微調整がし易く音叉型水晶振動片１００の発振周波数のバラツキが小さくなる。また、このように形成される微調用電極部１２８ａの厚みは、粗調用電極部１２５以外の音叉型水晶振動片１００の電極である溝部電極１２３ａ、１２４ａ、側面電極や基部電極１１１等と略同一の膜厚となっている。
【００４１】ところで、上記音叉型水晶振動片１００の基部１１０は、図１に示すように、その全体が略板状に形成されている。そして、この基部１１０には、図１に示すように基部１１０の両側に切り込み部１１２が２箇所設けられている。この切り込み部１１２，１１２の位置は、図１に示すように音叉腕１２１，１２２の溝１２３，１２４の下端部より下方に配置されるので、この切り込み部１１２の存在が、音叉腕部１２１、１２２の振動を阻害等することがない。
【００４２】また、音叉型水晶振動片１００をパッケージにおいて固定する際に実際に固定される領域が図１の固定領域１１３である。図１に示すように、切り込み部１１２の下端部は、固定領域１１３より図１の上方に配置されるので、切り込み部１１２が固定領域１１３に影響を及ぼすことがなく、音叉型水晶振動片１００のパッケージに対する固定状態に悪影響を与えることがないように構成されている。
【００４３】このように、基部１１０に設けられた切り込み部１１２は、音叉型水晶振動片１００の音叉腕１２１，１２２の振動に悪影響を与えることがない位置に設けられている。そして、更に、切り込み部１１２は、音叉型水晶振動片１００のパッケージに対する固定状態に悪影響を与えることがない位置にも設けられている。このような位置に設けられている切り込み部１１２は、音叉腕１２１，１２２の溝１２３，１２４の位置より下方の基部１１０側に設けられている。このため、音叉腕１２１，１２２の振動により、溝１２３，１２４から漏れてきた漏れ振動は、切り込み部１１２により、基部１１０の固定領域１１３に伝わり難くなる。したがって、漏れ振動が固定領域１１３に伝わり難くなり、これによりエネルギー逃げが生じ難くなる。そして、従来のＣＩ値の振動片素子間のばらつきは、標準偏差で１０ＫΩ以上発生していたが、本実施の形態では、標準偏差は１ＫΩに激減した。
【００４４】本実施の形態の音叉型水晶振動片１００の目標周波数である例えば３２．７６８ＫＨｚに合わせ込む周波数調整工程について以下、説明する。図１に示すような音叉型水晶振動片１００を振動子のパッケージ等に封止する前に発振周波数の調整を行う。具体的には、先ず、音叉型水晶振動片１００を共振回路で共振させ、周波数を測定する。このときの周波数は、音叉型水晶振動片１００に付加質量となる粗調用電極部１２６、１２７や微調用電極１２８，１２９を配置しているため、目標周波数である３２．７６８ＫＨｚに比べ大きく下回る周波数となる。
【００４５】この状態で、周波数調整を行い、目標周波数である３２．７６８ＫＨｚに合わせ込むことになる。具体的には、ＹＡＧレーザ等の低出力のレーザを粗調用電極部１２６，１２７や微調用電極部１２８，１２９に照射し、電極を除去し、付加質量を減じることで、周波数が上昇することを利用して行う。周波数調整工程は、具体的には、粗調整工程と微調整工程とに分かれる。
【００４６】（粗調整工程）粗調整工程は、レーザを図１R>１の粗調用電極部１２６，１２７のＡｕ重り（３０００Å乃至１００００Å厚で形成）に対して照射する。音叉型水晶振動片１００の音叉腕１２１，１２２の先端部は、レーザワンスポット当りの除去量（質量減少量）が大きく、例えば２０μｍ径のレーザで、ワンスポット当り２０ｐｐｍの周波数変化がある。このような粗調用電極１２６，１２７に対して、図７に示すようにレーザを照射し、トリミングを行い、目標周波数の３２．７６８ＫＨｚ近傍まで周波数を合わせ込む。
【００４７】（微調整工程）レーザは、図７に示すように例えば、音叉腕１２１，１２２の微調用電極領域１２８、１２９の表面部１０１側の微調用電極１２８ａ、１２９ａに照射される。そして、音叉型水晶振動片１００の目標周波数である３２．７６８ＫＨｚに精度良く合わせ込むことになる。このように目標周波数に合わせ込みを行うのであるが、音叉型水晶振動片１００の音叉腕１２１，１２２に配置されている微調用電極部１２８ａ、１２９ａには、スポット毎のスポット径が微妙に相違することになる。
【００４８】すなわち、図８に示すように、レーザ光に対する音叉腕１２１，１２２の姿勢がばらつくためレーザの照射距離（発光源からの距離）が変化する。具体的には、レーザ光を絞りスポット径の小さなものを使うと焦点深度が浅くなり、音叉腕１２１，１２２の姿勢の違いによって焦点の合っているもの、焦点ズレぎみのものなどでレーザスポット径が変化する。スポット径がばらつくことにより、トリミング量がばらつくことになり、ワンスポット当りの周波数変化にばらつきが生じる。
【００４９】このため、ワンスポット当りの周波数のばらつきを小さくするためには、ワンスポット当りのトリミング量（＝周波数変化量）を小さくする必要がある。従来は、図１６で示すように振動腕部１２，１３の両面にＣｒ膜、Ａｕ膜が形成されていたが、本実施の形態では、図４に示すように音叉腕１２１，１２２の表面部１０１又は裏面部１０２のみにＣｒ膜、Ａｕ膜が形成されている。そして、Ｃｒ膜、Ａｕ膜が形成されている場合、それに対応する反対側の面（表面部１０１又は裏面部１０２）には、Ｃｒ膜、Ａｕ膜が形成されていない。したがって、両面にＣｒ膜、Ａｕ膜がある場合、レーザ照射によって両面同時にトリミングされることになるが、本実施の形態では片面のみしかＣｒ膜、Ａｕ膜がないためレーザワンスポット当りのトリミング量を半分にすることができる。
【００５０】このようにすることによって、たとえレーザスポット径にばらつきが生じても、レーザワンスポット当りの周波数変化量を小さくすることができるため、最終周波数の精度を向上できる。また、本実施の形態の音叉型水晶振動片１００では、微調用電極１２８ａ、１２９ａが図４に示すように音叉腕１２１，１２２の表面部１０１及び裏面部１０２の双方に配置され、いずれか一方のみに配置されているものではない。したがって、音叉腕１２１，１２２の表面部１０１又は裏面部１０２のいずれか一方のみに偏って微調用電極部１２８ａ、１２９ａが形成されるより、音叉型水晶振動片１００の温度特性、ドライブ特性が安定し、音叉型水晶振動片間のＣＩ値（クリスタルインピーダンス又は等価直列抵抗）のバラツキを小さくすることができる。
【００５１】図９（ａ）は、本実施の形態に係る微調用電極部１２８ａ、１２９ａを有する音叉型水晶振動片１００で発振周波数の調整を行った場合のドライブ特性を示すグラフである。図９（ｂ）は、従来の微調用電極部を有する音叉型水晶振動片で発振周波数の調整を行った場合のドライブ特性を示すグラフである。図９のグラフに示すように、最終周波数への合わせ込みが正確にでき、ドライブ特性が安定していることがわかる。したがって、調整された音叉型水晶振動片１００間のＣＩ値のバラツキも小さい優れた音叉型水晶振動片１００となる。また、音叉型水晶振動片１００の発振周波数の合わせ込みが容易なため、目標周波数への分解能も向上することになる。
【００５２】（第２の実施の形態）図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る振動子であるセラミックパッケージ音叉型振動子２００を示す図である。このセラミックパッケージ音叉型振動子２００は、上述の第１の実施の形態の音叉型水晶振動片１００を用いている。したがって、音叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号を用いて、その説明を省略する。図１０は、セラミックパッケージ音叉型振動子２００の構成を示す概略断面図である。図１０に示すようにセラミックパッケージ音叉型振動子２００は、その内側に空間を有する箱状のパッケージ２１０を有している。このパッケージ２１０には、その底部にベース部２１１を備えている。このベース部２１１は、例えばアルミナ等のセラミックス等で形成されている。
【００５３】ベース部２１１上には、封止部２１２が設けられており、この封止部２１２は、ベース部２１１と同様の材料から形成されている。また、この封止部２１２の上端部には、蓋体２１３が載置され、これらベース部２１１、封止部２１２及び蓋体２１３で、中空の箱体を形成することになる。このように形成されているパッケージ２１０のベース部２１１上にはパッケージ側電極２１４が設けられている。このパッケージ側電極２１４の上には導電性接着剤等を介して音叉型水晶振動片１００の基部１１０の固定領域１１３が固定されている。この音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように構成されているため、周波数調整の分解能を上げることができ、振動片間のＣＩ値のバラツキを抑えることができ、そして、目標周波数である３２．７６８ＫＨｚに精度良く合わせ込むことができる振動片である。したがって、この振動片を搭載したセラミックパッケージ音叉型振動子２００も小型で振動片の最終周波数のバラツキが小さい高性能な振動子となる。
【００５４】（第３の実施の形態）図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る電子機器であるデジタル携帯電話３００を示す概略図である。このデジタル携帯電話３００は、上述の第２の実施の形態のセラミックパッケージ音叉型振動子２００と音叉型水晶振動片１００とを使用している。したがって、セラミックパッケージ音叉型振動子２００と音叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号を用いる等して、その説明を省略する。図１１はデジタル携帯電話３００の回路ブロックを示しているが、図１１に示すように、デジタル携帯電話３００で送信する場合は、使用者が、自己の声をマイクロフォンに入力すると、信号はパルス幅変調・符号化のブロックと変調器／復調器のブロックを経てトランスミッター、アンテナスイッチを開始アンテナから送信されることになる。
【００５５】一方、他人の電話から送信された信号は、アンテナで受信され、アンテナスイッチ、受信フィルターを経て、レシーバーから変調器／復調器ブロックに入力される。そして、変調又は復調された信号がパルス幅変調・符号化のブロックを経てスピーカーに声として出力されるようになっている。このうち、アンテナスイッチや変調器／復調器ブロック等を制御するためのコントローラが設けられている。このコントローラは、上述の他に表示部であるＬＣＤや数字等の入力部であるキー、更にはＲＡＭやＲＯＭ等も制御するため、高精度であることが求められる。また、デジタル携帯電話３００の小型化の要請もある。このような要請に合致するものとして上述のセラミックパッケージ音叉振動子２００が用いられている。
【００５６】このセラミックパッケージ音叉型振動子２００は、図１に示す音叉型水晶振動片１００を有するため、周波数調整の分解能を上げることができ、振動片間のＣＩ値のバラツキを抑えることができ、そして、目標周波数である３２．７６８ＫＨｚに精度良く合わせ込むことができる振動子である。したがって、このセラミックパッケージ音叉型振動子２００を搭載したデジタル携帯電話３００も小型で振動片の最終周波数のバラツキが小さい高性能なデジタル携帯電話となる。
【００５７】（第４の実施の形態）図１２は、本発明の第４の実施の形態に係る発振器である音叉水晶発振器４００を示す図である。このデジタル音叉水晶発振器４００は、上述の第２の実施の形態のセラミックパケージ音叉型振動子２００と多くの部分で構成が共通している。したがって、セラミックパケージ音叉型振動子２００と音叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号を用いて、その説明を省略する。
【００５８】図１２に示す音叉型水晶発振器４００は、図１０に示すセラミックパッケージ音叉振動子２００の音叉型水晶振動片１００の下方で、ベース部２１１の上に、図１２に示すように集積回路４１０を配置したものである。すなわち、音叉水晶発振器４００では、その内部に配置された音叉型水晶振動片１００が振動すると、その振動は、集積回路４１０に入力され、その後、所定の周波数信号を取り出すことで、発振器として機能することになる。また、音叉水晶発振器４００に収容されている音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように構成されているため、周波数調整の分解能を上げることができ、振動片間のＣＩ値のバラツキを抑えることができ、そして、目標周波数である３２．７６８ＫＨｚに精度良く合わせ込むことができる振動片である。したがって、この振動片を搭載したデジタル音叉水晶発振器４００も小型で振動片の最終周波数のバラツキが小さい高性能な発振器となる。
【００５９】（第５の実施の形態）図１３は、本発明に第５の実施の形態に係る振動子であるシリンダータイプ音叉振動子５００を示す図である。このシリンダータイプ音叉振動子５００は、上述の第１の実施の形態の音叉型水晶振動片１００を使用している。したがって、音叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号を用いる等して、その説明を省略する。図１３は、シリンダータイプ音叉振動子５００の構成を示す概略図である。図１２に示すようにシリンダータイプ音叉振動子５００は、その内部に音叉型水晶振動片１００を収容するための金属製のキャップ５３０を有している。このキャップ５３０は、ステム５２０に対して圧入され、その内部が真空状態に保持されるようになっている。
【００６０】また、キャップ５３０に収容された音叉型水晶振動片１００を保持するためのリード５１０が２本配置されている。このようなシリンダータイプ音叉振動子５００に外部より電流等を印加すると音叉型水晶振動片１００の音叉腕１２１，１２２が振動し、振動子として機能することになる。このとき、音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように構成されているため、周波数調整の分解能を上げることができ、振動片間のＣＩ値のバラツキを抑えることができ、そして、目標周波数である３２．７６８ＫＨｚに精度良く合わせ込むことができる振動片である。したがって、この振動片を搭載したシリンダータイプ音叉振動子５００も小型で振動片の最終周波数のバラツキが小さい高性能な振動子となる。
【００６１】また、上述の各実施の形態では、３２．７６８ｋＨの音叉型水晶振動子を例に説明したが、１５ｋＨ乃至１５５ｋＨの音叉型水晶振動子に適用できることは明らかである。なお、上述の実施の形態に係る音叉型水晶振動片１００は、上述の例のみならず、他の電子機器、携帯情報端末、さらに、テレビジョン、ビデオ機器、所謂ラジカセ、パーソナルコンピュータ等の時計内蔵機器及び時計にも用いられることは明らかである。さらに、本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。そして、上記実施の形態の構成は、その一部を省略したり、上述していない他の任意の組み合わせに変更することができる。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、振動片の発振周波数の合わせ込みが容易で、振動片の目標周波数調整への分解能が向上する振動片、これを有する振動子、この振動子を備える発振器及び電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係る振動片である音叉型水晶振動片の表面部を示す概略図である。
【図２】 図１の音叉型水晶振動片の裏面部を示す概略図である。
【図３】 図１のＣ−Ｃ’線概略拡大断面図である。
【図４】 図１及び図２の微調用電極領域を示す概略拡大図である。
【図５】 図４のＤ−Ｄ’線概略断面図である。
【図６】 図４のＥ−Ｅ’線概略断面図である。
【図７】 粗調用電極や微調用電極に対して、レーザを照射し、トリミングする状態を示す概略説明図である。
【図８】 レーザ光に対する音叉腕の姿勢がばらつくためレーザの照射距離が変化する状態を示す概略説明図である。
【図９】 （ａ）は、本実施の形態に係る微調用電極部を有する音叉型水晶振動片で発振周波数の調整を行った場合のドライブ特性を示すグラフである。（ｂ）は、従来の微調用電極部を有する音叉型水晶振動片で発振周波数の調整を行った場合のドライブ特性を示すグラフである。
【図１０】 本発明の第２の実施の形態に係るセラミックパッケージ音叉型振動子の構成を示す概略断面図である。
【図１１】 本発明の第３の実施の形態に係るデジタル携帯電話の回路ブロックを示す概略図である。
【図１２】 本発明の第４の実施の形態に係る音叉水晶発振器の構成を示す概略断面図である。
【図１３】 本発明の第５の実施の形態に係るシリンダータイプ音叉振動子の構成を示す概略断面図である。
【図１４】 従来の音叉型水晶振動片を示す概略図である。
【図１５】 図１４のＡ−Ａ’線概略断面図である。
【図１６】 図１４のＢ−Ｂ’線概略断面図である。
【符号の説明】
１００・・・音叉型水晶振動片、１０１・・・表面部、１０２・・・裏面部、１１０・・・基部、１１１・・・基部電極、１１２・・・切込み部、１１３・・・固定領域、１２１、１２２・・・音叉腕、１２３、１２４・・・溝部、１２３ａ、１２３ｂ・・・溝部電極、１２６，１２７・・・粗調用電極部、１２８，１２９・・・微調用電極領域、１２８ａ、１２９ａ・・・微調用電極部、２００・・・セラミックパッケージ音叉振動子、２１０・・・パッケージ、２１１・・・ベース部、２１２・・・封止部、２１３・・・蓋体、２１４・・・パッケージ側電極、３００・・・デジタル携帯電話、４００・・・音叉水晶発振器、４１０・・・集積回路、５００・・・シリンダータイプ音叉振動子、５１０・・・リード、５２０・・・ステム、５３０・・・キャップ
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば水晶等からなる振動片、この振動片を有する振動子、この振動子を備える発振器や電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、振動片である音叉型水晶振動片は、例えば図１４に示すように構成されている。すなわち、音叉型水晶振動片１０は、基部１１と、この基部１１から突出して形成されている２本の振動腕部１２，１３を有している。そして、この２本の振動腕部１２，１３には、図１４に示すように、溝１２ａ，１３ａが表面及び裏面に形成されている。また、このように溝１２ａ，１３ａが設けられている振動腕部１２，１３の先端部には粗調用電極１４，１５と微調用電極１６，１７が、それぞれ配置されている。
【０００３】このような粗調用電極１４，１５と微調用電極１６，１７は、例えば図１５及び図１６に示すように形成されている。図１５は、図１４のＡ−Ａ’線拡大概略断面図であり、図１６は、図１４のＢ−Ｂ’線拡大概略断面図である。図１５に示すように、振動腕部１２の表面にＣｒ（クロム）膜とＡｕ（金）膜が形成され、振動腕部１２の表面（図において上部）にＡｕの重りが配置されることにより、粗調用電極１４，１５が構成されている。一方、図１６に示すように、振動腕部１２の表面にＣｒ膜とＡｕ膜を配置することで、微調用電極１６，１７は構成されている。このように構成される粗調用電極１４，１５と微調用電極１６，１７は、音叉型水晶振動片１０の周波数を例えば３２．７６８ｋＨｚに調整するための電極である。
【０００４】具体的には、先ず、粗調用電極１４，１５と微調用電極１６，１７を配置した状態で、音叉型水晶振動片１０を共振回路で発振させ、周波数を測定する。そして、この測定された周波数と目標周波数である３２．７６８ＫＨｚとの差を出す。このとき、音叉型水晶振動片１０の周波数は目標周波数より、低くなるように粗調用電極１４，１５等が配置されている。次に、この測定された周波数と目標周波数との差に基づき、粗調用電極１４，１５にＹＡＧレーザを照射し、粗調用電極１４，１５のＡｕ重り（図１５参照）側の部分を除去する。ここで、Ａｕ重り等にＹＡＧレーザを照射するとＡｕ重り等の付加質量が減じ、振動片全体の周波数が高くなるようになっている。
【０００５】また、粗調用電極１４，１５には、質量のあるＡｕ重りがついているため、ワンスポット当りのＹＡＧレーザ照射による電極除去量（質量減少量）が大きくなるため、速やかに、周波数を上げることができ、具体的には周波数を３２．７６８ＫＨｚ近傍まで上げることができる。このように、３２．７６８ＫＨｚ近傍まで、周波数を近づけた後、次に、周波数のねらい値まで、周波数を合わせ込む。このとき、微調用電極１６，１７に対してＹＡＧレーザを照射するが、ワンスポット当りの電極除去量（質量減少量）が小さいため、より精密に周波数を調整することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように溝１２ａ，１３ａを有する３２．７６８ｋＨｚの周波数となる音叉型水晶振動片１０は、小型で高性能な振動片である。したがって、音叉型水晶振動片１０の振動腕部１２，１３も小型に形成されている。そして、この振動腕部１２，１３に配置する微調用電極１６，１７も小さく形成されている。また、このような振動腕部１２、１３の表面側（図１６において上側）の微調用電極１６，１７の表面側（図１６において上側）に対してスポット径を例えば２０μｍでＹＡＧレーザを照射して周波数を調整しようとすると、レーザは水晶等からなる振動腕部１２，１３を通って裏面側に達し、裏面側（図１６において下側）の微調用電極１６，１７も除去してしまうことになる。
【０００７】このように裏面側の微調用電極１６，１７も同時に除去してしまうと、電極を除去しすぎて微調整が困難となり、正確に音叉型水晶振動片１０の発振周波数を３２．７６８ｋＨｚまで合わせ込むことが困難となっていた。これは、音叉型水晶振動片１０の目標周波数調整への分解能が著しく低下することを意味し、製造工程において音叉型水晶振動片１０の不良が多く発生してしまうという問題があった。
【０００８】そこで、本発明は上記問題に鑑み、振動片の発振周波数の合わせ込みが容易で、振動片の目標周波数調整への分解能が向上する振動片、これを有する振動子、この振動子を備える発振器及び電子機器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的は、請求項１の発明によれば、基部と、前記基部から突出して形成されている振動腕部と、前記振動腕部の表面部及び／又は裏面部に形成される溝部と、前記振動腕部に形成される微調用電極部と、を備える振動片であって、 前記微調用電極部は、前記振動腕部の表面部又は裏面部に配置され、前記表面部では前記調整用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記調整用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記調整用電極部が複数配置されていることを特徴とする振動片により達成される。
【００１０】請求項１に構成によれば、前記表面部では前記調整用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記調整用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記調整用電極部が複数配置されている。したがって、例えば前記表面部の前記調整用電極部に対してレーザ等を照射して調整用電極部を除去しても、前記裏面側には調整用電極部が配置されていないので、必要以上に調整用電極部を除去することがない。また、前記裏面部に配置されている前記調整用電極部に対してレーザ等を照射して調整用電極部を除去しても、前記表面側に調整用電極部が配置されないので、必要以上に調整用電極部を除去することがない。このため、振動片の発振周波数を所定の範囲内に正確に合わせ込むことが容易となり、振動片の目標周波数調整への分解能が向上し、製造工程において振動片の不良が発生を未然に防止することができる。また、前記振動腕部の前記表面部及び前記裏面部の双方に前記調整用電極部がされ、いずれか一方側に偏って前記調整用電極部が形成されていないので、振動片の温度特性、ドライブ特性が安定し、振動片間のＣＩ値（クリスタルインピーダンス又は等価直列抵抗）のバラツキを小さくすることができる。
【００１１】好ましくは、請求項２の発明によれば、請求項１の構成において、前記振動腕部の前記微調用電極部の近傍に粗調用電極部が形成されていることを特徴とする振動片である。請求項２の構成によれば、前記振動腕部の前記微調用電極部の近傍に粗調用電極部が形成されているので、微調用電極を用いた周波数微調整の前に、前記粗調用電極部で大きく周波数を変化させて周波数調整をすることができる。したがって、微調用電極部のみで周波数調整を行うより、より効率よく発振周波数調整を行うことができる。
【００１２】好ましくは、請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の構成において、前記粗調用電極部及び前記微調用電極部は、前記溝部が形成されている前記振動腕部の部分より先端部寄りに配置されていることを特徴とする振動片である。請求項３の構成によれば、前記粗調用電極部及び前記微調用電極部は、前記溝部が形成されている前記振動腕部の部分より先端部寄りに配置されているので、例えばレーザ等で溝部等に配置されている電極を破壊することなく発振周波数調整を円滑に行うことができる。また、前記粗調用電極部と前記微調用電極部の位置が相違するので、例えばレーザ等を誤って違う電極部に照射することを容易に防ぐことができる。
【００１３】好ましくは、請求項４の発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかの構成において、前記微調用電極部は、前記粗調用電極部以外の電極と略同一の膜厚であることを特徴とする振動片である。
【００１４】好ましくは、請求項５の発明によれば、請求項２乃至請求項４の構成において、前記粗調用電極部がＡｕ（金）重りを有すると共に、前記微調用電極部がＣｒ（クロム）膜及びＡｕ（金）膜のみにより形成されていることを特徴とする振動片である。請求項５の構成によれば、前記粗調用電極部がＡｕ（金）重りを有すると共に、前記微調用電極部がＣｒ（クロム）膜及びＡｕ（金）膜のみにより形成されているので、大きく周波数を変化する場合は、前記Ａｕ重り等を例えばレーザトリミングし、発振周波数調整のねらい周波数（目標周波数）までの微小周波数調整では、前記Ａｕ膜及びＣｒ膜をレーザトリミングすることで、効率よく周波数調整を行うことができる。
【００１５】好ましくは、請求項６の発明によれば、請求項１乃至請求項５の構成によれば、前記基部には、前記振動片を固定させるための固定領域が形成され、この固定領域と前記振動腕部との間の基部に切り込み部が設けられていることを特徴とする振動片である。請求項６の構成によれば、前記切り込み部は、前記固定領域と前記振動腕部との間の基部に設けられている。したがって、この切り込み部は、前記振動腕部の振動の妨げにならない位置に配置されていると共に、振動漏れが前記固定領域へ伝わり、エネルギーの逃げが生じるのを有効に防止している。このため、振動片、素子間のＣＩ値（クリスタルインピーダンス又は等価直列抵抗）のバラツキを小さくすることができる。
【００１６】好ましくは、請求項７の発明によれば、請求項１乃至請求項６のいずれかの構成において、前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片であることを特徴とする振動片である。請求項７の構成によれば、前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている小型の音叉型振動片においても請求項１乃至請求項６の作用等を奏させることができる。
【００１７】前記目的は、請求項８の発明によれば、基部と、前記基部から突出して形成されている振動腕部と、前記振動腕部の表面部及び／又は裏面部に形成される溝部と、前記振動腕部に形成される微調用電極部と、を備える振動片がパッケージ内に収容されている振動子であって、前記振動片の前記微調用電極部は、前記振動腕部の表面部又は裏面部に配置され、前記表面部では前記調整用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記調整用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記調整用電極部が複数配置されていることを特徴とする振動子により達成される。
【００１８】請求項８の構成によれば、前記振動片の前記表面部では前記調整用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記調整用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記調整用電極部が複数配置されている。したがって、例えば前記表面部の前記調整用電極部に対してレーザ等を照射して調整用電極部を除去しても、前記裏面側には調整用電極部が配置されていないので、必要以上に調整用電極部を除去することがない。また、前記裏面部に配置されている前記調整用電極部に対してレーザ等を照射して調整用電極部を除去しても、前記表面側に調整用電極部が配置されないので、必要以上に調整用電極部を除去することがない。このため、振動片の発振周波数を所定の範囲内に正確に合わせ込むことが容易となり、振動片の目標周波数調整への分解能が向上し、製造工程において振動片の不良が発生を未然に防止することができる振動子となる。また、前記振動腕部の前記表面部及び前記裏面部の双方に前記調整用電極部がされ、いずれか一方側に偏って前記調整用電極部が形成されていないので、振動片の温度特性、ドライブ特性が安定し、振動片間のＣＩ値（クリスタルインピーダンス又は等価直列抵抗）のバラツキを小さくすることができる振動子となる。
【００１９】好ましくは、請求項９の発明によれば、請求項８の構成において、前記振動片の前記振動腕部の前記微調用電極部の近傍に粗調用電極部が形成されていることを特徴とする振動子である。請求項９の構成によれば、前記振動片の前記振動腕部の前記微調用電極部の近傍に粗調用電極部が形成されているので、微調用電極を用いた周波数微調整の前に、前記粗調用電極部で大きく周波数を変化させて周波数調整をすることができる。したがって、微調用電極部のみで周波数調整を行うより、より効率よく周波数調整を行うことができる振動子となる。
【００２０】好ましくは、請求項１０の発明によれば、請求項８又は請求項９の構成において、前記振動片の前記粗調用電極部及び前記微調用電極部は、前記溝部が形成されている前記振動腕部の部分より先端部寄りに配置されていることを特徴とする振動子である。請求項１０の構成によれば、前記振動片の前記粗調用電極部及び前記微調用電極部は、前記溝部が形成されている前記振動腕部の部分より先端部寄りに配置されているので、例えばレーザトリミングで溝部等に配置されている電極を破壊することなく周波数調整を円滑に行うことができる。また、前記粗調用電極部と前記微調用電極部の位置が相違するので、例えばレーザ等を誤って違う電極部に照射することを容易に防ぐことができる振動子となる。
【００２１】好ましくは、請求項１１の発明によれば、請求項９又は請求項１０の構成において、前記振動片の前記粗調用電極部がＡｕ（金）重りを有すると共に、前記微調用電極部がＣｒ（クロム）膜及びＡｕ（金）膜のみにより形成されていることを特徴とする振動子である。請求項１１の構成によれば、前記振動片の前記粗調用電極部がＡｕ（金）重りを有すると共に、前記微調用電極部がＣｒ（クロム）膜及びＡｕ（金）膜のみにより形成されているので、大きく周波数を変化する場合は、前記Ａｕ重り等を例えばレーザトリミングし、周波数調整のねらい周波数（目標周波数）までの微小周波数調整では、前記Ａｕ膜及びＣｒ膜をレーザトリミングすることで、効率よく周波数調整を行うことができる振動子である。
【００２２】好ましくは、請求項１２の発明によれば、請求項８乃至請求項１１のいずれかの構成において、前記振動片の前記基部には、前記振動片を固定させるための固定領域が形成され、この固定領域と前記振動腕部との間の基部に切り込み部が設けられていることを特徴とする振動子である。請求項１２の構成によれば、前記切り込み部は、前記固定領域と前記振動腕部との間の基部に設けられている。したがって、この切り込み部は、前記振動腕部の振動の妨げにならない位置に配置されていると共に、振動漏れが前記固定領域へ伝わり、エネルギーの逃げが生じるのを有効に防止している。このため、振動片、素子間のＣＩ値バラツキを小さくすることができる振動子となる。
【００２３】好ましくは、請求項１３の発明によれば、請求項８乃至請求項１２のいずれかの構成において、前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片であることを特徴とする振動子である。請求項１３の構成によれば、前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている小型の音叉型振動片においても請求項８乃至請求項１２の作用等を奏させることができる。
【００２４】好ましくは、請求項１４の発明によれば、請求項８乃至請求項１３の構成において、前記パッケージが箱状に形成されていることを特徴とする振動子である。
【００２５】好ましくは、請求項１５の発明によれば、請求項８乃至請求項１３のいずれかの構成において、前記パッケージが所謂シリンダータイプに形成されていることを特徴とする振動子である。
【００２６】請求項１４又は請求項１５の構成によれば、前記パッケージが箱状に形成されている振動子又は前記パッケージが所謂シリンダータイプに形成されている振動子においても、請求項８乃至請求項１３の作用等を奏させることができる。
【００２７】前記目的は、請求項１６の発明によれば、基部と、前記基部から突出して形成されている振動腕部と、前記振動腕部の表面部及び／又は裏面部に形成される溝部と、前記振動腕部に形成される微調用電極部と、を備える振動片と集積回路がパッケージ内に収容されている発振器であって、前記振動片の前記微調用電極部は、前記振動腕部の表面部又は裏面部に配置され、前記表面部では前記調整用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記調整用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記調整用電極部が複数配置されていることを特徴とする発振器により達成される。
【００２８】前記目的は、請求項１７の発明によれば、基部と、前記基部から突出して形成されている振動腕部と、前記振動腕部の表面部及び／又は裏面部に形成される溝部と、前記振動腕部に形成される微調用電極部と、を備える振動片がパッケージ内に収容されている振動子であり、この振動子を制御部に接続して用いている電子機器であって、前記振動片の前記微調用電極部は、前記振動腕部の表面部又は裏面部に配置され、前記表面部では前記調整用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記調整用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記調整用電極部が複数配置されていることを特徴とする電子機器により達成される。
【００２９】請求項１６又は請求項１７の構成によれば、前記振動片の前記表面部では前記調整用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記調整用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記調整用電極部が複数配置されている。したがって、例えば前記表面部の前記調整用電極部に対してレーザ等を照射して調整用電極部を除去しても、前記裏面側には調整用電極部が配置されていないので、必要以上に調整用電極部を除去することがない。また、前記裏面部に配置されている前記調整用電極部に対してレーザ等を照射して調整用電極部を除去しても、前記表面側に調整用電極部が配置されないので、必要以上に調整用電極部を除去することがない。このため、振動片の発振周波数を所定の範囲内に正確に合わせ込むことが容易となり、振動片の目標周波数調整への分解能が向上し、製造工程において振動片の不良が発生を未然に防止することができる発振器又は電子機器となる。また、前記振動腕部の前記表面部及び前記裏面部の双方に前記調整用電極部がされ、いずれか一方側に偏って前記調整用電極部が形成されていないので、振動片の温度特性、ドライブ特性が安定し、振動片間のＣＩ値（クリスタルインピーダンス又は等価直列抵抗）のバラツキを小さくすることができる発振器又は電子機器となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００３１】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形態に係る振動片である音叉型水晶振動片１００の表面部１０１を示す概略図である。図２は図１の音叉型水晶振動片１００の裏面部１０２を示す概略図である。音叉型水晶振動片１００は、例えば所謂水晶Ｚ板となるように水晶の単結晶を切り出して形成されている。また、図１に示す音叉型水晶振動片１００は例えば３２．７６８ＫＨｚで信号を発信する振動片であるため、極めて小型の振動片となっている。このような音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように、基部１１０を有している。そして、この基部１１０から図において上方向に突出するように振動腕部である音叉腕１２１，１２２が２本配置されている。この音叉腕１２１，１２２のそれぞれの幅は、図１に示すように、例えば１００μｍ程度に形成されている。
【００３２】また、この音叉腕１２１，１２２の表面部１０１と裏面部１０２には、溝部１２３，１２４が図１及び図２に示すように形成されているので、音叉腕１２１，１２２の断面は、略Ｈ型に形成されている。ところで、図１及び図２に示す音叉腕１２１、１２２に形成されている溝部１２３，１２４には、図１の斜線で示すように、溝部電極１２３ａ，１２４ａがそれぞれ形成されている。また、図１の音叉腕１２１，１２２の側面には、側面電極が配置されている。また、音叉型水晶振動片１００の基部１１０には、給電等を行う基部電極１１１も配置され、前記溝部電極１２３ａ、１２４ａ及び側面電極に電流を供給する構成となっている。
【００３３】このように溝部１２３，１２４に溝電極１２３ａ、１２４ａに配置され、音叉腕１２１，１２２の側面にも側面電極が配置されているため、溝部電極１２３ａ，１２４ａ及び側面電極に電圧を印加すると、音叉腕１２３，１２４内に効率良く電界が生じ、音叉腕１２３，１２４の振動損失が低くＣＩ値も低い状態で振動が生じることになる。特に、上述にように図１に示す音叉型水晶振動片１００は、周波数が３２．７６８ＫＨｚの小型の振動片であるが、このような振動片でも、振動損失が低く、ＣＩ値も低い高性能な振動片となっている。
【００３４】ところで、このような音叉型水晶振動片１００の周波数は上述のとおり３２．７６８ｋＨｚであるが、このような周波数に合わせ込むための電極が、図１の音叉型水晶振動片１００の音叉腕１２１，１２２には設けられている。具体的には、図１に示すように音叉腕１２１，１２２の溝１２３，１２４が形成されていない領域、すなわち音叉腕１２１，１２２の先端側に、粗調用電極部１２６，１２７と微調用電極領域１２８，１２９とが形成されている。
【００３５】この粗調用電極部１２６，１２７は、図１に示すように音叉腕１２１，１２２の先端部から例えば４００μｍの長さで形成され、続いて微調用電極領域１２８，１２９が例えば２００μｍの長さで配置されている。
【００３６】図３は、図１のＣ−Ｃ’線概略拡大断面図である。すなわち、音叉腕１２２の粗調用電極部１２６の形成領域の概略拡大断面図である。音叉腕１２１については、音叉腕１２２と同様なので、その説明を省略し、音叉腕１２２についてのみ、以下、説明する。図３に示すように、音叉腕１２２は、その断面が四角形を成し、例えばその表面部１０１、右側面部、左側面部、そして裏面部１０２を覆うようにＣｒ膜が３００Å乃至１０００Åの厚みで形成されている。また、このＣｒ膜の上には例えば５００Å乃至１０００Åの厚みでＡｕ膜が形成されている。また、音叉腕１２２の表面部１０１側には、Ｃｒ膜及びＡｕ膜を介してＡｕ重りが配置され、このＡｕ重りは、例えば３０００Å乃至１００００Åの厚みで形成されている。このように粗調用電極部１２５は、Ｃｒ膜、Ａｕ膜及びＡｕ重りによって形成されている。
【００３７】一方、音叉腕１２１の表面部１０１側の微調用電極領域１２８には、図１に示すように微調用電極部１２８ａが複数、例えば５個一定の間隔を設けてそれぞれが離間して形成されている。音叉腕１２２も同様のため、説明を省略する。また、図２に示すように、音叉腕１２１の裏面部１０２側の微調用電極領域１２８にも、微調用電極部１２８ａが複数、例えば５個、一定の間隔を設けて配置されている。図４は、図１及び図２の微調用電極領域１２８を示す概略拡大図である。図４に示すように表面部１０１側の微調用電極部１２８ａに対応する部分を回避して裏面部１０２側には、微調用電極部１２８ａが形成されている。すなわち、表面部１０１側の微調用電極部１２８ａが形成されていない部分に対応する裏面部１０２側には微調用電極部１２８ａが形成される構成となっている。このように、音叉腕１２１の微調用電極部１２８ａは表面部１０１及び裏面部１０２で縞状に配置されている。
【００３８】図５は、図４のＤ−Ｄ’線概略断面図である。図５に示すように、音叉腕１２１の表面部１０１、右側面部、左側面部には、微調用電極部１２８ａが配置されている。具体的には、音叉腕１２１には、先ずＣｒ膜が例えば３００Å乃至１０００Åの厚みで形成され、その上にＡｕ膜が例えば５００Å乃至１０００Åの厚みで形成されている。しかし、音叉腕１２１の裏面部１０２には、Ｃｒ膜やＡｕ膜が形成されていない。
【００３９】一方、図６は、図４のＥ−Ｅ’線概略断面図である。図６に示すように、音叉腕１２１の裏面部１０２、右側面部、左側面部には、微調用電極部１２８ａが配置されている。具体的には、音叉腕１２１には、先ずＣｒ膜が例えば３００Å乃至１０００Åの厚みで形成され、その上にＡｕ膜が例えば５００Å乃至１０００Åの厚みで形成されている。しかし、音叉腕１２１の表面部１０１には、Ｃｒ膜やＡｕ膜が形成されていない。
【００４０】このように音叉腕１２１に表面部１０１及び裏面部１０２に微調用電極部１２８ａを縞状に形成すると、例えば音叉腕１２１の表面部１０１の微調用電極部１２８ａに、後述するＹＡＧレーザを照射して周波数の微調整をする際に、裏面側１０２の微調用電極部１２８ａが除去されないため、発振周波数の微調整がし易く音叉型水晶振動片１００の発振周波数のバラツキが小さくなる。また、このように形成される微調用電極部１２８ａの厚みは、粗調用電極部１２５以外の音叉型水晶振動片１００の電極である溝部電極１２３ａ、１２４ａ、側面電極や基部電極１１１等と略同一の膜厚となっている。
【００４１】ところで、上記音叉型水晶振動片１００の基部１１０は、図１に示すように、その全体が略板状に形成されている。そして、この基部１１０には、図１に示すように基部１１０の両側に切り込み部１１２が２箇所設けられている。この切り込み部１１２，１１２の位置は、図１に示すように音叉腕１２１，１２２の溝１２３，１２４の下端部より下方に配置されるので、この切り込み部１１２の存在が、音叉腕部１２１、１２２の振動を阻害等することがない。
【００４２】また、音叉型水晶振動片１００をパッケージにおいて固定する際に実際に固定される領域が図１の固定領域１１３である。図１に示すように、切り込み部１１２の下端部は、固定領域１１３より図１の上方に配置されるので、切り込み部１１２が固定領域１１３に影響を及ぼすことがなく、音叉型水晶振動片１００のパッケージに対する固定状態に悪影響を与えることがないように構成されている。
【００４３】このように、基部１１０に設けられた切り込み部１１２は、音叉型水晶振動片１００の音叉腕１２１，１２２の振動に悪影響を与えることがない位置に設けられている。そして、更に、切り込み部１１２は、音叉型水晶振動片１００のパッケージに対する固定状態に悪影響を与えることがない位置にも設けられている。このような位置に設けられている切り込み部１１２は、音叉腕１２１，１２２の溝１２３，１２４の位置より下方の基部１１０側に設けられている。このため、音叉腕１２１，１２２の振動により、溝１２３，１２４から漏れてきた漏れ振動は、切り込み部１１２により、基部１１０の固定領域１１３に伝わり難くなる。したがって、漏れ振動が固定領域１１３に伝わり難くなり、これによりエネルギー逃げが生じ難くなる。そして、従来のＣＩ値の振動片素子間のばらつきは、標準偏差で１０ＫΩ以上発生していたが、本実施の形態では、標準偏差は１ＫΩに激減した。
【００４４】本実施の形態の音叉型水晶振動片１００の目標周波数である例えば３２．７６８ＫＨｚに合わせ込む周波数調整工程について以下、説明する。図１に示すような音叉型水晶振動片１００を振動子のパッケージ等に封止する前に発振周波数の調整を行う。具体的には、先ず、音叉型水晶振動片１００を共振回路で共振させ、周波数を測定する。このときの周波数は、音叉型水晶振動片１００に付加質量となる粗調用電極部１２６、１２７や微調用電極１２８，１２９を配置しているため、目標周波数である３２．７６８ＫＨｚに比べ大きく下回る周波数となる。
【００４５】この状態で、周波数調整を行い、目標周波数である３２．７６８ＫＨｚに合わせ込むことになる。具体的には、ＹＡＧレーザ等の低出力のレーザを粗調用電極部１２６，１２７や微調用電極部１２８，１２９に照射し、電極を除去し、付加質量を減じることで、周波数が上昇することを利用して行う。周波数調整工程は、具体的には、粗調整工程と微調整工程とに分かれる。
【００４６】（粗調整工程）粗調整工程は、レーザを図１R>１の粗調用電極部１２６，１２７のＡｕ重り（３０００Å乃至１００００Å厚で形成）に対して照射する。音叉型水晶振動片１００の音叉腕１２１，１２２の先端部は、レーザワンスポット当りの除去量（質量減少量）が大きく、例えば２０μｍ径のレーザで、ワンスポット当り２０ｐｐｍの周波数変化がある。このような粗調用電極１２６，１２７に対して、図７に示すようにレーザを照射し、トリミングを行い、目標周波数の３２．７６８ＫＨｚ近傍まで周波数を合わせ込む。
【００４７】（微調整工程）レーザは、図７に示すように例えば、音叉腕１２１，１２２の微調用電極領域１２８、１２９の表面部１０１側の微調用電極１２８ａ、１２９ａに照射される。そして、音叉型水晶振動片１００の目標周波数である３２．７６８ＫＨｚに精度良く合わせ込むことになる。このように目標周波数に合わせ込みを行うのであるが、音叉型水晶振動片１００の音叉腕１２１，１２２に配置されている微調用電極部１２８ａ、１２９ａには、スポット毎のスポット径が微妙に相違することになる。
【００４８】すなわち、図８に示すように、レーザ光に対する音叉腕１２１，１２２の姿勢がばらつくためレーザの照射距離（発光源からの距離）が変化する。具体的には、レーザ光を絞りスポット径の小さなものを使うと焦点深度が浅くなり、音叉腕１２１，１２２の姿勢の違いによって焦点の合っているもの、焦点ズレぎみのものなどでレーザスポット径が変化する。スポット径がばらつくことにより、トリミング量がばらつくことになり、ワンスポット当りの周波数変化にばらつきが生じる。
【００４９】このため、ワンスポット当りの周波数のばらつきを小さくするためには、ワンスポット当りのトリミング量（＝周波数変化量）を小さくする必要がある。従来は、図１６で示すように振動腕部１２，１３の両面にＣｒ膜、Ａｕ膜が形成されていたが、本実施の形態では、図４に示すように音叉腕１２１，１２２の表面部１０１又は裏面部１０２のみにＣｒ膜、Ａｕ膜が形成されている。そして、Ｃｒ膜、Ａｕ膜が形成されている場合、それに対応する反対側の面（表面部１０１又は裏面部１０２）には、Ｃｒ膜、Ａｕ膜が形成されていない。したがって、両面にＣｒ膜、Ａｕ膜がある場合、レーザ照射によって両面同時にトリミングされることになるが、本実施の形態では片面のみしかＣｒ膜、Ａｕ膜がないためレーザワンスポット当りのトリミング量を半分にすることができる。
【００５０】このようにすることによって、たとえレーザスポット径にばらつきが生じても、レーザワンスポット当りの周波数変化量を小さくすることができるため、最終周波数の精度を向上できる。また、本実施の形態の音叉型水晶振動片１００では、微調用電極１２８ａ、１２９ａが図４に示すように音叉腕１２１，１２２の表面部１０１及び裏面部１０２の双方に配置され、いずれか一方のみに配置されているものではない。したがって、音叉腕１２１，１２２の表面部１０１又は裏面部１０２のいずれか一方のみに偏って微調用電極部１２８ａ、１２９ａが形成されるより、音叉型水晶振動片１００の温度特性、ドライブ特性が安定し、音叉型水晶振動片間のＣＩ値（クリスタルインピーダンス又は等価直列抵抗）のバラツキを小さくすることができる。
【００５１】図９（ａ）は、本実施の形態に係る微調用電極部１２８ａ、１２９ａを有する音叉型水晶振動片１００で発振周波数の調整を行った場合のドライブ特性を示すグラフである。図９（ｂ）は、従来の微調用電極部を有する音叉型水晶振動片で発振周波数の調整を行った場合のドライブ特性を示すグラフである。図９のグラフに示すように、最終周波数への合わせ込みが正確にでき、ドライブ特性が安定していることがわかる。したがって、調整された音叉型水晶振動片１００間のＣＩ値のバラツキも小さい優れた音叉型水晶振動片１００となる。また、音叉型水晶振動片１００の発振周波数の合わせ込みが容易なため、目標周波数への分解能も向上することになる。
【００５２】（第２の実施の形態）図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る振動子であるセラミックパッケージ音叉型振動子２００を示す図である。このセラミックパッケージ音叉型振動子２００は、上述の第１の実施の形態の音叉型水晶振動片１００を用いている。したがって、音叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号を用いて、その説明を省略する。図１０は、セラミックパッケージ音叉型振動子２００の構成を示す概略断面図である。図１０に示すようにセラミックパッケージ音叉型振動子２００は、その内側に空間を有する箱状のパッケージ２１０を有している。このパッケージ２１０には、その底部にベース部２１１を備えている。このベース部２１１は、例えばアルミナ等のセラミックス等で形成されている。
【００５３】ベース部２１１上には、封止部２１２が設けられており、この封止部２１２は、ベース部２１１と同様の材料から形成されている。また、この封止部２１２の上端部には、蓋体２１３が載置され、これらベース部２１１、封止部２１２及び蓋体２１３で、中空の箱体を形成することになる。このように形成されているパッケージ２１０のベース部２１１上にはパッケージ側電極２１４が設けられている。このパッケージ側電極２１４の上には導電性接着剤等を介して音叉型水晶振動片１００の基部１１０の固定領域１１３が固定されている。この音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように構成されているため、周波数調整の分解能を上げることができ、振動片間のＣＩ値のバラツキを抑えることができ、そして、目標周波数である３２．７６８ＫＨｚに精度良く合わせ込むことができる振動片である。したがって、この振動片を搭載したセラミックパッケージ音叉型振動子２００も小型で振動片の最終周波数のバラツキが小さい高性能な振動子となる。
【００５４】（第３の実施の形態）図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る電子機器であるデジタル携帯電話３００を示す概略図である。このデジタル携帯電話３００は、上述の第２の実施の形態のセラミックパッケージ音叉型振動子２００と音叉型水晶振動片１００とを使用している。したがって、セラミックパッケージ音叉型振動子２００と音叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号を用いる等して、その説明を省略する。図１１はデジタル携帯電話３００の回路ブロックを示しているが、図１１に示すように、デジタル携帯電話３００で送信する場合は、使用者が、自己の声をマイクロフォンに入力すると、信号はパルス幅変調・符号化のブロックと変調器／復調器のブロックを経てトランスミッター、アンテナスイッチを開始アンテナから送信されることになる。
【００５５】一方、他人の電話から送信された信号は、アンテナで受信され、アンテナスイッチ、受信フィルターを経て、レシーバーから変調器／復調器ブロックに入力される。そして、変調又は復調された信号がパルス幅変調・符号化のブロックを経てスピーカーに声として出力されるようになっている。このうち、アンテナスイッチや変調器／復調器ブロック等を制御するためのコントローラが設けられている。このコントローラは、上述の他に表示部であるＬＣＤや数字等の入力部であるキー、更にはＲＡＭやＲＯＭ等も制御するため、高精度であることが求められる。また、デジタル携帯電話３００の小型化の要請もある。このような要請に合致するものとして上述のセラミックパッケージ音叉振動子２００が用いられている。
【００５６】このセラミックパッケージ音叉型振動子２００は、図１に示す音叉型水晶振動片１００を有するため、周波数調整の分解能を上げることができ、振動片間のＣＩ値のバラツキを抑えることができ、そして、目標周波数である３２．７６８ＫＨｚに精度良く合わせ込むことができる振動子である。したがって、このセラミックパッケージ音叉型振動子２００を搭載したデジタル携帯電話３００も小型で振動片の最終周波数のバラツキが小さい高性能なデジタル携帯電話となる。
【００５７】（第４の実施の形態）図１２は、本発明の第４の実施の形態に係る発振器である音叉水晶発振器４００を示す図である。このデジタル音叉水晶発振器４００は、上述の第２の実施の形態のセラミックパケージ音叉型振動子２００と多くの部分で構成が共通している。したがって、セラミックパケージ音叉型振動子２００と音叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号を用いて、その説明を省略する。
【００５８】図１２に示す音叉型水晶発振器４００は、図１０に示すセラミックパッケージ音叉振動子２００の音叉型水晶振動片１００の下方で、ベース部２１１の上に、図１２に示すように集積回路４１０を配置したものである。すなわち、音叉水晶発振器４００では、その内部に配置された音叉型水晶振動片１００が振動すると、その振動は、集積回路４１０に入力され、その後、所定の周波数信号を取り出すことで、発振器として機能することになる。また、音叉水晶発振器４００に収容されている音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように構成されているため、周波数調整の分解能を上げることができ、振動片間のＣＩ値のバラツキを抑えることができ、そして、目標周波数である３２．７６８ＫＨｚに精度良く合わせ込むことができる振動片である。したがって、この振動片を搭載したデジタル音叉水晶発振器４００も小型で振動片の最終周波数のバラツキが小さい高性能な発振器となる。
【００５９】（第５の実施の形態）図１３は、本発明に第５の実施の形態に係る振動子であるシリンダータイプ音叉振動子５００を示す図である。このシリンダータイプ音叉振動子５００は、上述の第１の実施の形態の音叉型水晶振動片１００を使用している。したがって、音叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号を用いる等して、その説明を省略する。図１３は、シリンダータイプ音叉振動子５００の構成を示す概略図である。図１２に示すようにシリンダータイプ音叉振動子５００は、その内部に音叉型水晶振動片１００を収容するための金属製のキャップ５３０を有している。このキャップ５３０は、ステム５２０に対して圧入され、その内部が真空状態に保持されるようになっている。
【００６０】また、キャップ５３０に収容された音叉型水晶振動片１００を保持するためのリード５１０が２本配置されている。このようなシリンダータイプ音叉振動子５００に外部より電流等を印加すると音叉型水晶振動片１００の音叉腕１２１，１２２が振動し、振動子として機能することになる。このとき、音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように構成されているため、周波数調整の分解能を上げることができ、振動片間のＣＩ値のバラツキを抑えることができ、そして、目標周波数である３２．７６８ＫＨｚに精度良く合わせ込むことができる振動片である。したがって、この振動片を搭載したシリンダータイプ音叉振動子５００も小型で振動片の最終周波数のバラツキが小さい高性能な振動子となる。
【００６１】また、上述の各実施の形態では、３２．７６８ｋＨの音叉型水晶振動子を例に説明したが、１５ｋＨ乃至１５５ｋＨの音叉型水晶振動子に適用できることは明らかである。なお、上述の実施の形態に係る音叉型水晶振動片１００は、上述の例のみならず、他の電子機器、携帯情報端末、さらに、テレビジョン、ビデオ機器、所謂ラジカセ、パーソナルコンピュータ等の時計内蔵機器及び時計にも用いられることは明らかである。さらに、本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。そして、上記実施の形態の構成は、その一部を省略したり、上述していない他の任意の組み合わせに変更することができる。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、振動片の発振周波数の合わせ込みが容易で、振動片の目標周波数調整への分解能が向上する振動片、これを有する振動子、この振動子を備える発振器及び電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係る振動片である音叉型水晶振動片の表面部を示す概略図である。
【図２】 図１の音叉型水晶振動片の裏面部を示す概略図である。
【図３】 図１のＣ−Ｃ’線概略拡大断面図である。
【図４】 図１及び図２の微調用電極領域を示す概略拡大図である。
【図５】 図４のＤ−Ｄ’線概略断面図である。
【図６】 図４のＥ−Ｅ’線概略断面図である。
【図７】 粗調用電極や微調用電極に対して、レーザを照射し、トリミングする状態を示す概略説明図である。
【図８】 レーザ光に対する音叉腕の姿勢がばらつくためレーザの照射距離が変化する状態を示す概略説明図である。
【図９】 （ａ）は、本実施の形態に係る微調用電極部を有する音叉型水晶振動片で発振周波数の調整を行った場合のドライブ特性を示すグラフである。（ｂ）は、従来の微調用電極部を有する音叉型水晶振動片で発振周波数の調整を行った場合のドライブ特性を示すグラフである。
【図１０】 本発明の第２の実施の形態に係るセラミックパッケージ音叉型振動子の構成を示す概略断面図である。
【図１１】 本発明の第３の実施の形態に係るデジタル携帯電話の回路ブロックを示す概略図である。
【図１２】 本発明の第４の実施の形態に係る音叉水晶発振器の構成を示す概略断面図である。
【図１３】 本発明の第５の実施の形態に係るシリンダータイプ音叉振動子の構成を示す概略断面図である。
【図１４】 従来の音叉型水晶振動片を示す概略図である。
【図１５】 図１４のＡ−Ａ’線概略断面図である。
【図１６】 図１４のＢ−Ｂ’線概略断面図である。
【符号の説明】
１００・・・音叉型水晶振動片、１０１・・・表面部、１０２・・・裏面部、１１０・・・基部、１１１・・・基部電極、１１２・・・切込み部、１１３・・・固定領域、１２１、１２２・・・音叉腕、１２３、１２４・・・溝部、１２３ａ、１２３ｂ・・・溝部電極、１２６，１２７・・・粗調用電極部、１２８，１２９・・・微調用電極領域、１２８ａ、１２９ａ・・・微調用電極部、２００・・・セラミックパッケージ音叉振動子、２１０・・・パッケージ、２１１・・・ベース部、２１２・・・封止部、２１３・・・蓋体、２１４・・・パッケージ側電極、３００・・・デジタル携帯電話、４００・・・音叉水晶発振器、４１０・・・集積回路、５００・・・シリンダータイプ音叉振動子、５１０・・・リード、５２０・・・ステム、５３０・・・キャップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 基部と、前記基部から突出して形成されている振動腕部と、前記振動腕部の表面部及び／又は裏面部に形成される溝部と、前記振動腕部に形成される微調用電極部と、を備える振動片であって、前記微調用電極部は、前記振動腕部の表面部又は裏面部に配置され、前記表面部では前記微調用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記微調用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記微調用電極部が複数配置されていることを特徴とする振動片。
【請求項２】 前記振動腕部の前記微調用電極部の近傍に粗調用電極部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の振動片。
【請求項３】 前記粗調用電極部及び前記微調用電極部は、前記溝部が形成されている前記振動腕部の部分より先端部寄りに配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の振動片。
【請求項４】 前記微調用電極部は、前記粗調用電極部以外の電極と略同一の膜厚であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の振動片。
【請求項５】 前記粗調用電極部がＡｕ（金）重りを有すると共に、前記微調用電極部がＣｒ（クロム）膜及びＡｕ（金）膜のみにより形成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項４に記載の振動片。
【請求項６】 前記基部には、前記振動片を固定させるための固定領域が形成され、この固定領域と前記振動腕部との間の基部に切り込み部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の振動片。
【請求項７】 前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の振動片。
【請求項８】 基部と、前記基部から突出して形成されている振動腕部と、前記振動腕部の表面部及び／又は裏面部に形成される溝部と、前記振動腕部に形成される微調用電極部と、を備える振動片がパッケージ内に収容されている振動子であって、前記振動片の前記微調用電極部は、前記振動腕部の表面部又は裏面部に配置され、前記表面部では前記微調用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記微調用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記微調用電極部が複数配置されていることを特徴とする振動子。
【請求項９】 前記振動片の前記振動腕部の前記微調用電極部の近傍に粗調用電極部が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の振動子。
【請求項１０】 前記振動片の前記粗調用電極部及び前記微調用電極部は、前記溝部が形成されている前記振動腕部の部分より先端部寄りに配置されていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の振動子。
【請求項１１】 前記振動片の前記粗調用電極部がＡｕ（金）重りを有すると共に、前記微調用電極部がＣｒ（クロム）膜及びＡｕ（金）膜のみにより形成されていることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の振動子。
【請求項１２】 前記振動片の前記基部には、前記振動片を固定させるための固定領域が形成され、この固定領域と前記振動腕部との間の基部に切り込み部が設けられていることを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載の振動子。
【請求項１３】 前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片であることを特徴とする請求項８乃至請求項１２のいずれかに記載の振動子。
【請求項１４】 前記パッケージが箱状に形成されていることを特徴とする請求項８乃至請求項１３のいずれかに記載に振動子。
【請求項１５】 前記パッケージが所謂シリンダータイプに形成されていることを特徴とする請求項８乃至請求項１３のいずれかに記載の振動子。
【請求項１６】 基部と、前記基部から突出して形成されている振動腕部と、前記振動腕部の表面部及び／又は裏面部に形成される溝部と、前記振動腕部に形成される微調整用電極部と、を備える振動片と集積回路がパッケージ内に収容されている発振器であって、前記振動片の前記微調用電極部は、前記振動腕部の表面部又は裏面部に配置され、前記表面部では前記微調用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記微調用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記微調用電極部が複数配置されていることを特徴とする発振器。
【請求項１７】 基部と、前記基部から突出して形成されている振動腕部と、前記振動腕部の表面部及び／又は裏面部に形成される溝部と、前記振動腕部に形成される微調用電極部と、を備える振動片がパッケージ内に収容されている振動子であり、この振動子を制御部に接続して用いている電子機器であって、前記振動片の前記微調用電極部は、前記振動腕部の表面部又は裏面部に配置され、前記表面部では前記微調用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記微調用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記微調用電極部が複数配置されていることを特徴とする電子機器。
【請求項１】 基部と、前記基部から突出して形成されている振動腕部と、前記振動腕部の表面部及び／又は裏面部に形成される溝部と、前記振動腕部に形成される微調用電極部と、を備える振動片であって、前記微調用電極部は、前記振動腕部の表面部又は裏面部に配置され、前記表面部では前記微調用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記微調用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記微調用電極部が複数配置されていることを特徴とする振動片。
【請求項２】 前記振動腕部の前記微調用電極部の近傍に粗調用電極部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の振動片。
【請求項３】 前記粗調用電極部及び前記微調用電極部は、前記溝部が形成されている前記振動腕部の部分より先端部寄りに配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の振動片。
【請求項４】 前記微調用電極部は、前記粗調用電極部以外の電極と略同一の膜厚であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の振動片。
【請求項５】 前記粗調用電極部がＡｕ（金）重りを有すると共に、前記微調用電極部がＣｒ（クロム）膜及びＡｕ（金）膜のみにより形成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項４に記載の振動片。
【請求項６】 前記基部には、前記振動片を固定させるための固定領域が形成され、この固定領域と前記振動腕部との間の基部に切り込み部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の振動片。
【請求項７】 前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の振動片。
【請求項８】 基部と、前記基部から突出して形成されている振動腕部と、前記振動腕部の表面部及び／又は裏面部に形成される溝部と、前記振動腕部に形成される微調用電極部と、を備える振動片がパッケージ内に収容されている振動子であって、前記振動片の前記微調用電極部は、前記振動腕部の表面部又は裏面部に配置され、前記表面部では前記微調用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記微調用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記微調用電極部が複数配置されていることを特徴とする振動子。
【請求項９】 前記振動片の前記振動腕部の前記微調用電極部の近傍に粗調用電極部が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の振動子。
【請求項１０】 前記振動片の前記粗調用電極部及び前記微調用電極部は、前記溝部が形成されている前記振動腕部の部分より先端部寄りに配置されていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の振動子。
【請求項１１】 前記振動片の前記粗調用電極部がＡｕ（金）重りを有すると共に、前記微調用電極部がＣｒ（クロム）膜及びＡｕ（金）膜のみにより形成されていることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の振動子。
【請求項１２】 前記振動片の前記基部には、前記振動片を固定させるための固定領域が形成され、この固定領域と前記振動腕部との間の基部に切り込み部が設けられていることを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載の振動子。
【請求項１３】 前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片であることを特徴とする請求項８乃至請求項１２のいずれかに記載の振動子。
【請求項１４】 前記パッケージが箱状に形成されていることを特徴とする請求項８乃至請求項１３のいずれかに記載に振動子。
【請求項１５】 前記パッケージが所謂シリンダータイプに形成されていることを特徴とする請求項８乃至請求項１３のいずれかに記載の振動子。
【請求項１６】 基部と、前記基部から突出して形成されている振動腕部と、前記振動腕部の表面部及び／又は裏面部に形成される溝部と、前記振動腕部に形成される微調整用電極部と、を備える振動片と集積回路がパッケージ内に収容されている発振器であって、前記振動片の前記微調用電極部は、前記振動腕部の表面部又は裏面部に配置され、前記表面部では前記微調用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記微調用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記微調用電極部が複数配置されていることを特徴とする発振器。
【請求項１７】 基部と、前記基部から突出して形成されている振動腕部と、前記振動腕部の表面部及び／又は裏面部に形成される溝部と、前記振動腕部に形成される微調用電極部と、を備える振動片がパッケージ内に収容されている振動子であり、この振動子を制御部に接続して用いている電子機器であって、前記振動片の前記微調用電極部は、前記振動腕部の表面部又は裏面部に配置され、前記表面部では前記微調用電極部が一定の間隔を設けて複数配置されていると共に、前記裏面部では、前記表面部で前記微調用電極部が形成されている部分に対応する部分を回避して前記微調用電極部が複数配置されていることを特徴とする電子機器。
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１】
【図２】
【図４】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１６】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１】
【図２】
【図４】
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【図１１】
【図１２】
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【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００３−１３３８８５（Ｐ２００３−１３３８８５Ａ）
【公開日】平成１５年５月９日（２００３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−３２３９８５（Ｐ２００１−３２３９８５）
【出願日】平成１３年１０月２２日（２００１．１０．２２）
【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１５年５月９日（２００３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年１０月２２日（２００１．１０．２２）
【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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