音叉型水晶振動片の製造方法
【課題】 本発明は、一対の振動腕の両外側に形成される支持腕の幅を調整することで、頂点温度を調整する音叉型水晶振動片の製造方法を提供する。
【解決手段】 第１方向に伸びた一対の振動腕と、一対の振動腕が連結された基部と、一対の振動腕の両外側で基部から第１方向に伸びる一対の支持腕とを有する音叉型水晶振動片の製造方法であって、音叉型の水晶振動片の頂点温度を算出する算出工程（Ｓ１０２）と、第１方向と直交する第２方向の支持腕の腕幅と頂点温度との関連を示すデータに基づいて、一対の支持腕の腕幅を調整する調整工程（Ｓ１０６）と、を備える。
【解決手段】 第１方向に伸びた一対の振動腕と、一対の振動腕が連結された基部と、一対の振動腕の両外側で基部から第１方向に伸びる一対の支持腕とを有する音叉型水晶振動片の製造方法であって、音叉型の水晶振動片の頂点温度を算出する算出工程（Ｓ１０２）と、第１方向と直交する第２方向の支持腕の腕幅と頂点温度との関連を示すデータに基づいて、一対の支持腕の腕幅を調整する調整工程（Ｓ１０６）と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持腕を有する音叉型水晶振動片の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
音叉型水晶振動片は、周囲温度の影響を受け周囲温度の変化により発振周波数が微妙に変化する。この周波数温度特性は、例えば特定の温度で周波数が最も高くなるという放物線を描く。その最も周波数が高くなる温度が頂点温度（ＺＴＣ）と呼ばれている。この頂点温度は音叉型水晶振動片の周波数温度特性の一つの基準とされている。
【０００３】
頂点温度は、ランバード加工された人工水晶原石からのカット角度によって変化するが、同じカット角度で切り出すことが困難である。そこで、特許文献１に開示される音叉型の水晶振動片は、一対の振動腕の溝部の深さを変化させて頂点温度を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６１５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、音叉型水晶振動片が小型化されていく中、振動腕の腕幅及び厚みが１００μｍ以下になると、溝部の深さがそもそも３０〜４０μｍ程度しかない。エッチング液の温度及びエッチング時間等を調整して、溝部の深さを調整することは非常に困難である。
【０００６】
本発明は、一対の振動腕の両外側に形成される支持腕の幅を調整することで、頂点温度を調整する音叉型水晶振動片の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１観点の音叉型水晶振動片の製造方法は、第１方向に伸びた一対の振動腕と、一対の振動腕が連結された基部と、一対の振動腕の両外側で基部から第１方向に伸びる一対の支持腕とを有する音叉型水晶振動片の製造方法である。その方法は、音叉型の水晶振動片の頂点温度を算出する算出工程と、第１方向と直交する第２方向の支持腕の腕幅と頂点温度との関連を示すデータに基づいて、一対の支持腕の腕幅を調整する調整工程と、を備える。
【０００８】
第１観点において、第２観点の音叉型水晶振動片の算出工程は、水晶振動片のクリスタルインピーダンス値（ＣＩ値）を計測した結果に基づいて頂点温度を算出する。
【０００９】
第１観点または第２観点において、第３観点の調整工程は、一対の支持腕の腕幅を一対の振動腕の腕幅に対する割合を調整する。
【００１０】
第４観点の音叉型水晶振動片において、支持腕は、基部側の第１支持腕部と第１支持腕部の先端側でパッケージ内に導電性接着剤により載置される第２支持腕部とを有する。そして、調整工程は、一対の第１支持腕の腕幅を一対の振動腕の腕幅に対する割合を調整する。
【００１１】
第５観点の振動腕と支持腕とは、基部の第１方向の同じ位置から伸びており、支持腕の腕幅が細くなるように調整されると、第２方向に基部の幅が狭くなる。
【００１２】
第６観点の音叉型水晶振動片において、音叉型水晶振動片は一対の支持腕と接続され、一対の振動腕と基部とを囲む外枠を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の音叉型水晶振動片の製造方法によれば、小型化された音叉型水晶振動片であっても容易に頂点温度を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は、水晶デバイス１００の斜視図である。 （ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 （ｃ）は、図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図２】音叉型水晶振動片３０の平面図である。
【図３】音叉型水晶振動片１００の製造方法を示したフローチャートである。
【図４】音叉型水晶振動片３０のＣＩ値と頂点温度（ＺＴＣ）との関係を示したグラフである。
【図５】音叉型水晶振動片３０の第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２と振動腕３２の腕幅Ｗ１との比Ｗ２／Ｗ１と頂点温度（ＺＴＣ）との関係を示したグラフである。
【図６Ａ】（ａ）は、第１支持腕部３３ａ及び基部３１が細くされた音叉型水晶振動片３０ａの平面図である。 （ｂ）は、第１支持腕部３３ａ、第２支持腕部３３ｂ及び基部３１が細くされた音叉型水晶振動片３０ｂの平面図である。
【図６Ｂ】（ｃ）は、第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２及び第２支持腕部３３ｂの腕幅Ｗ３が細くされた音叉型水晶振動片３０ｃの平面図である。
【図７】（ａ）は、水晶デバイス２００の斜視図である。 （ｂ）は、図７（ａ）のＣ−Ｃ分解断面図である。
【図８】音叉型水晶振動片２３０の平面図である。
【図９】音叉型水晶振動片３３０の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、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。
【００１６】
（第１実施形態）
＜水晶デバイス１００の構成＞
図１（ａ）は、水晶デバイス１００の斜視図である。水晶デバイス１００は主に、リッド１０と、ベース２０と、音叉型水晶振動片３０（図１（ｂ）参照）とにより構成されている。以下、水晶デバイス１００の高さ方向をＺ軸方向とし、リッド１０及びベース２０の主面の長辺方向をＹ軸方向、短辺方向をＸ軸方向として説明する。
【００１７】
水晶デバイス１００は、＋Ｚ軸方向にリッド１０が配置され、−Ｚ軸方向にベース２０が配置されている。ベース２０の−Ｚ軸側の面には外部電極２１が形成されている。また、ベース２０の＋Ｚ軸側の面には凹部２４（図１（ｂ）参照）が形成され、凹部２４には音叉型水晶振動片３０（図１（ｂ）参照）が配置される。
【００１８】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。ベース２０の＋Ｚ軸側の面には凹部２４が形成されており、凹部２４はリッド１０とベース２０とが封止材４０により接合されることにより密閉されている。凹部２４には接続電極２２が形成されており、接続電極２２は外部電極２１と貫通電極（不図示）を通して電気的に接続されている。また、音叉型水晶振動片３０は接続電極２２上に導電性接着剤４１を介して載置される。
【００１９】
図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。また図１（ｃ）は、水晶デバイス１００からリッド１０を取り外して上方より見下ろした場合の平面図でもある。音叉型水晶振動片３０は、互いに平行に伸びた一対の振動腕３２と、一対の振動腕３２が連結された基部３１と、一対の振動腕３２の両外側で基部３１から振動腕３２と同じ方向に伸びる一対の支持腕３３（３３ａ、３３ｂ）とにより形成されている。各支持腕３３は、支持腕３３の先端側の領域である第２支持腕部３３ｂと、第２支持腕部３３ｂと基部３１とをつないでいる第１支持腕部３３ａとにより構成されている。音叉型水晶振動片３０は、第２支持腕部３３ｂの−Ｚ軸側の面と接続電極２２とが導電性接着剤４１により接着されることによって凹部２４に載置される。図１（ｃ）では、導電性接着剤４１が塗布される領域が点線によって示されている。また、各振動腕３２の＋Ｚ軸側の面及び−Ｚ軸側の面にはＹ軸方向に伸びる溝部３５が形成されている。
【００２０】
図２は、音叉型水晶振動片３０の平面図である。振動腕３２と支持腕３３とは、基部３１の＋Ｙ軸方向に対して同じ位置から伸びている。図２では、基部３１から振動腕３２と支持腕３３とが伸びる位置が点線３７で示されている。音叉型水晶振動片３０には二つの電極が形成されている。この二つの電極間に電圧がかけられることにより振動腕３２は振動する。一方の電極は、−Ｘ軸側の支持腕３３と、基部３１の−Ｘ軸側の領域と、＋Ｘ軸側の振動腕３２の溝部３５と、−Ｘ軸側の振動腕３２の先端領域及び＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側の側面とに形成され、互いに電気的に接続されている。また、他方の電極は、＋Ｘ軸側の支持腕３３と、基部３１の＋Ｘ軸側と、−Ｘ軸側の振動腕３２の溝部３５と、＋Ｘ軸側の振動腕３２の先端領域及び＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側の側面とに形成され、互いに電気的に接続されている。これら２つの電極は、図２では異なるハッチングにより区別されて表わされている。
【００２１】
音叉型水晶振動片３０は、振動腕３２の腕幅をＷ１、第１支持腕部３３ａの腕幅をＷ２、第２支持腕部３３ｂの腕幅をＷ３、基部３１の幅をＷ４とする。音叉型水晶振動片３０では、振動腕３２の腕幅Ｗ１は７０μｍとして形成される。また、第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２は、第２支持腕部３３ｂの腕幅Ｗ３よりも狭く形成される。
【００２２】
＜頂点温度の調整方法＞
音叉型水晶振動片３０は、ベース２０に載置される前に頂点温度が調整される。以下、図３を参照して音叉型水晶振動片３０の頂点温度の調整方法を説明する。
【００２３】
図３は、音叉型水晶振動片３０の製造方法が示されたフローチャートである。図３の開始時点では、音叉型水晶振動片３０は外形及び電極が形成された図２に示された状態にある。
【００２４】
まず、ステップＳ１０１で、音叉型水晶振動片３０のクリスタルインピーダンス値（ＣＩ値）が測定される。音叉型水晶振動片３０のＣＩ値の測定は、音叉型水晶振動片３０の各第２支持腕部３３ｂにＣＩ値測定用のプローブを接触させることにより行われる。
【００２５】
つぎに、ステップＳ１０２で、音叉型水晶振動片３０の頂点温度が算出される。頂点温度の算出方法を、図４を参照して説明する。
図４は、音叉型水晶振動片３０のＣＩ値と頂点温度（ＺＴＣ）との関係を示したグラフである。図４では横軸にＣＩ値[ｋΩ]、縦軸に頂点温度[℃]が設定されている。また、図中の黒い菱形は実際に音叉型水晶振動片３０を形成してＣＩ値及び頂点温度を測定することにより求められたＣＩ値と頂点温度との関係を示しており、一点鎖線５０はこの実験値から求められた一次関数を示している。一点鎖線５０は、例えば、ＣＩ値が約４４．５ｋΩの時に頂点温度が約３０℃であり、ＣＩ値が約５２．５ｋΩの時に頂点温度が約２６℃になることを示している。ステップＳ１０２では、この一次関数により表わされたＣＩ値と頂点温度との関係を参考にしてステップＳ１０１で測定されたＣＩ値を基に音叉型水晶振動片３０の頂点温度が導かれる。
【００２６】
つぎに、ステップＳ１０３で、ステップＳ１０２で算出された頂点温度が製品の仕様として規定された範囲内の値かどうかが判断される。音叉型水晶振動片１００の頂点温度が製品の仕様範囲内にあれば頂点温度を調整する必要がない。このため、頂点温度の調整工程としてはここで終了する。頂点温度が製品の仕様範囲内にない場合は、ステップＳ１０４に進む。音叉型水晶振動片３０の頂点温度は、音叉型水晶振動片３０の使用温度範囲内において振動周波数の変動を小さくするために、例えば一般的な室温である２５℃に調整されることが好ましい。
【００２７】
ステップＳ１０４では、音叉型水晶振動片１００の頂点温度が製品の仕様温度範囲よりも高いかどうかが判断される。頂点温度が製品の仕様温度範囲よりも高い場合は、この音叉型水晶振動片１００は規格外品として取り扱われる（ステップＳ１０７）。頂点温度が製品の仕様温度範囲よりも高くない場合、つまり、仕様温度範囲よりも低い場合はステップＳ１０５に進む。
【００２８】
ステップＳ１０５では、音叉型水晶振動片３０の第１支持腕部３３ａの腕幅の調整する長さが決められる。以下、図５を参照して第１支持腕部３３ａの腕幅の調整する長さの求め方を説明する。
【００２９】
図５は、音叉型水晶振動片３０の第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２と振動腕３２の腕幅Ｗ１（図２を参照。）との比Ｗ２／Ｗ１と頂点温度（ＺＴＣ）との関係を示したグラフである。図５では、横軸にＷ２／Ｗ１[％]、縦軸に頂点温度[℃]が設定されている。図５のグラフは、実際に複数の音叉型水晶振動片３０を作製し、頂点温度を測定することにより作成されている。図中の黒い菱形は、同じＷ２／Ｗ１の比で作製された音叉型水晶振動片３０の頂点温度の平均値を示している。また、同じＷ２／Ｗ１における頂点温度の最大値及び最小値が横棒により示されており、互いに縦線によりつながれている。また、黒い菱形で示された平均値は図中の直線５１に示されるように直線上に並んでいる。図５では、Ｗ２／Ｗ１が４３％の時に頂点温度の平均値は約２５．１℃となり、Ｗ２／Ｗ１が５７％の時に頂点温度の平均値は約２４．１℃となり、Ｗ２／Ｗ１が７１％の時に頂点温度の平均値は約２３．１℃となることが示されている。音叉型水晶振動片３０では、振動腕３２の腕幅Ｗ１は７０μｍであるので、Ｗ２／Ｗ１が４３％の時は第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２が３０μｍ、Ｗ２／Ｗ１が５７％の時は第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２が４０μｍ、Ｗ２／Ｗ１が７１％の時は第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２が５０μｍであることに相当する。つまり、各第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２の幅をそれぞれ１０μｍ狭くすることにより、頂点温度を約１℃上げることができる。
【００３０】
実際に頂点温度が調整される場合の例を説明する。例えば、音叉型水晶振動片３０の製品の仕様が２５℃であり、ステップＳ１０１で測定された音叉型水晶振動片３０のＣＩ値が約５６．５ｋΩであり、図４から算出された頂点温度が２４℃であったとする。この場合、図５より頂点温度を約１℃上げるためにＷ２／Ｗ１が約１４％下げられると、つまり音叉型水晶振動片３０では第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２が１０μｍ狭くされれば良い。
【００３１】
図３に戻って、ステップＳ１０６では、第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２が細くされる。ドライエッチングまたはサンドブラストを使用する方法がある。ドライエッチングによる腕幅Ｗ２を細くする方法は、領域３６以外の領域に金属膜等のマスクを形成し、領域３６のみをドライエッチングすることにより行われる。サンドブラストによる腕幅Ｗ２を細くする方法は、領域３６以外の領域に金属マスク等を配置し、領域３６に研磨材を吹き付けることによって領域３６を削ることにより行われる。
【００３２】
また、第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２を細くする際には、それに対応して基部３１の幅Ｗ４も狭くしたり、第２支持腕部３３ｂの腕幅Ｗ３も細くしたりしても良い。図６を参照して腕幅Ｗ２が細くされた音叉型水晶振動片について説明する。
【００３３】
図６Ａ（ａ）は、第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２が細くされ基部３１の幅Ｗ４が狭くされた音叉型水晶振動片３０ａの平面図である。図６Ａ（ａ）には、ステップＳ１０６で削られる領域３６が斜線で示されている。実際に音叉型水晶振動片３０の第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２及び基部３１の幅Ｗ４の一部が削られた結果、図６Ａ（ａ）に示される音叉型水晶振動片３０ａのように第１支持腕部３３ａの腕幅はＷ２ａとなり、基部３１の幅はＷ４ａとなっている。例えば、ステップＳ１０５で頂点温度を約１℃上げる必要がある場合、腕幅Ｗ２ａは腕幅Ｗ２よりも１０μｍ細く、基部３１の幅Ｗ４ａは幅Ｗ４よりも２０μｍ狭く形成される。
【００３４】
図６Ａ（ｂ）は、第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２及び第２支持腕部３３ｂの腕幅Ｗ３が細くされ、基部３１の幅Ｗ４が狭くされた音叉型水晶振動片３０ｂの平面図である。音叉型水晶振動片３０ｂでは、音叉型水晶振動片３０ａに比べて第２支持腕部３３ｂも削られており、その腕幅がＷ３からＷ３ａに細く形成されている。ステップＳ１０６では音叉型水晶振動片３０ｂに示されるように、第２支持腕部３３ｂの腕幅も第１支持腕部３３ａ及び基部３１と共に細く形成されても良い。これは、第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２の腕幅が頂点温度に影響を与えており、第２支持腕部３３ｂの腕幅Ｗ３は頂点温度に大きな影響を与えないと考えられるためである。第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２が細くなることにより振動腕３２で発生した振動エネルギーは音叉型水晶振動片３０の外部に伝わりにくくなるため、音叉型水晶振動片３０のＣＩ値は低くなる。図４に示されるようにＣＩ値と頂点温度とには相関があるためＣＩ値が低くなると頂点温度は高くなる。つまり、第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２と頂点温度との間に相関が見られることになる。
【００３５】
図６Ｂ（ｃ）は、第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２及び第２支持腕部３３ｂの腕幅Ｗ３が細くされた音叉型水晶振動片３０ｃの平面図である。音叉型水晶振動片３０ｃでは、基部３１の幅Ｗ４が狭く形成されていない。ステップＳ１０６では音叉型水晶振動片３０ｃに示されるように、基部３１の幅Ｗ４が狭く形成されなくても良い。これは、図６Ａ（ｂ）と同様に第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２の腕幅が頂点温度に影響を与えており、基部３１の幅Ｗ４は頂点温度に大きな影響を与えないと考えられるためである。
【００３６】
音叉型水晶振動片３０では図５に示されるようにＷ２／Ｗ１と頂点温度との間に相関があるため、腕幅Ｗ１及び腕幅Ｗ２を仕様通りに作製することで頂点温度が制御される。しかし、腕幅Ｗ１及び腕幅Ｗ２は仕様からずれて作製されることがあり、また腕幅Ｗ１及び腕幅Ｗ２が仕様通りに作製されても図５に示されるように頂点温度の誤差が１℃以上生じてしまう場合がある。このような時に、図３に示された頂点温度の調整方法で音叉型水晶振動片３０の頂点温度を調整しなおすことができる。また、腕幅Ｗ１及び腕幅Ｗ２以外の要因により頂点温度がずれてしまった場合でも、図３に示された頂点温度の調整方法で音叉型水晶振動片３０の頂点温度を調整しなおすことができる。
【００３７】
（第２実施形態）
音叉型水晶振動片３０の周囲には、外枠が形成されていても良い。以下、外枠が形成された音叉型水晶振動片２３０を備える水晶デバイス２００について説明する。
【００３８】
＜水晶デバイス２００の構成＞
図７（ａ）は、水晶デバイス２００の斜視図である。水晶デバイス２００は主に、リッド２１０と、ベース２２０と、音叉型水晶振動片２３０とにより構成されている。水晶デバイス２００の＋Ｚ軸側にはリッド２１０が配置され、−Ｚ軸側にはベース２２０が配置される。また、水晶デバイス２００は、音叉型水晶振動片２３０がリッド２１０とベース２２０とにより挟まれるように配置されることにより形成されている。ベース２２０の−Ｚ軸側の面には外部電極２２１が形成されている。この外部電極２２１は、水晶デバイス２００がプリント基板等に実装される際に水晶デバイス２００とプリント基板等とを電気的に接続する。
【００３９】
図７（ｂ）は、図７（ａ）のＣ−Ｃ分解断面図である。リッド２１０の−Ｚ軸側の面には凹部２１４が形成されている。また、ベース２２０の＋Ｚ軸側の面には凹部２２４が形成されている。水晶デバイス２００が形成された時に、凹部２１４と凹部２２４とにより水晶デバイス２００内に密閉された空間であるキャビティ２０１が形成される。音叉型水晶振動片２３０は、主に振動腕２３２と、基部２３１と、支持腕２３３（図８参照）と、外枠２３７とにより形成されている。外枠２３７は、振動腕２３２と、基部２３１と、支持腕２３３とを囲むように形成されている。また、外枠２３７の＋Ｚ軸側の面及び−Ｚ軸側の面にはリッド２１０及びベース２２０がそれぞれ接合される。音叉型水晶振動片２３０の振動腕２３２、基部２３１及び支持腕２３３はキャビティ２０１内に配置される。ベース２２０の＋Ｚ軸側の面には接続電極２２２が形成されており、貫通電極（不図示）を通して外部電極２２１と電気的に接続されている。また接続電極２２２は、音叉型水晶振動片２３０の外枠２３７の−Ｚ軸側の面に形成された電極と電気的に接続される。
【００４０】
図８は、音叉型水晶振動片２３０の平面図である。音叉型水晶振動片２３０は、互いに平行に伸び溝部２３５が形成された一対の振動腕２３２と、一対の振動腕２３２が連結された基部２３１と、一対の振動腕３２の両外側で基部２３１から振動腕２３２と同じ方向に伸びる一対の支持腕２３３と、振動腕２３２、基部２３１及び支持腕２３３を囲むように形成されている外枠２３７とにより形成されている。振動腕２３２と支持腕２３３とは基部２３１のＹ軸方向に対して同じ位置（点線２３８）から＋Ｙ軸方向に伸びている。振動腕２３２は、振動腕２３２の−Ｙ軸側に形成されている第１振動腕部２３２ａと振動腕２３２の＋Ｙ軸側に形成されている第２振動腕部２３２ｂとにより構成されており、溝部２３５は第１振動腕部２３２ａに形成されている。音叉型水晶振動片は小型化されると振動周波数が高くなる傾向がある。第２振動腕部２３２ａは錘として振動腕２３２の振動を安定化させ、音叉型水晶振動片の振動周波数を低くする役割がある。また、音叉型水晶振動片２３０の第１振動腕部２３２ａの腕幅をＷ２１、第２振動腕部２３２ｂの腕幅をＷ２３、支持腕２３３の腕幅をＷ２２、基部２３１の幅をＷ２４とする。第２振動腕部２３２ｂの腕幅Ｗ２３は第１振動腕部２３２ａの腕幅Ｗ２１よりも広く形成されている。
【００４１】
図８には、振動腕２３２と基部２３１、支持腕２３３と基部２３１とのＹ軸方向の境界が点線２３８で示されている。また図２と同様に、振動腕２３２、基部２３１及び支持腕２３３には２つの電極が形成されており、各電極はそれぞれの支持腕２３３から更に外枠２３７の角まで形成されている。各電極は、外枠２３７の−Ｚ軸側の面の角でベース２２０に形成されている接続電極２２２と電気的に接続される。
【００４２】
音叉型水晶振動片２３０も図３と同様の方法により頂点温度が調整されることができる。溝部２３５が形成されている第１振動腕部２３２ａと支持腕２３３との腕幅の比Ｗ２２／Ｗ２１は、図５のＷ２／Ｗ１と同様に頂点温度に比例する。そのため図３のステップＳ１０５で、支持腕２３３の腕幅Ｗ２２を腕幅Ｗ２２ａ、基部２３１の幅Ｗ２４を幅Ｗ２４ａに狭く形成することにより頂点温度を調整できる。調整する際には、ステップＳ１０６で、ステップＳ１０５で計算された幅になるように音叉型水晶振動片２３０が削られる。図８にはステップＳ１０６で削られる領域２３６が斜線で示されている。領域２３６は、＋Ｘ軸側の支持腕２３３の＋Ｘ軸側の面及び−Ｘ軸側の支持腕２３３の−Ｘ軸側の面と、基部２３１の＋Ｘ軸側の面及び−Ｘ軸側の面とを含んでいる。また、領域２３６を削る場合は、音叉型水晶振動片３０と同様にドライエッチング又はサンドブラストの方法を用いることにより行うことができる。
【００４３】
また図８の音叉型水晶振動片２３０では、音叉型水晶振動片２３０に外枠２３７が形成されず、図１（ｃ）に示された音叉型水晶振動片３０と同様に支持腕２３３の先端側の領域で導電性接着剤４１によりベース２０の凹部２４に載置されてもよい。その場合でも、第１振動腕部２３２ａと支持腕２３３との腕幅の比Ｗ２２／Ｗ２１が図５のＷ２／Ｗ１と同様に頂点温度に比例し、支持腕２３３の腕幅Ｗ２２を腕幅Ｗ２２ａ、基部２３１の幅Ｗ２４を幅Ｗ２４ａに狭く形成することにより頂点温度を調整できる。
【００４４】
（第３実施形態）
音叉型水晶振動片３０では、振動腕３２の腕幅が徐々に狭くテーパー状に形成され、そこから広くなるように形成されていても良い。以下、外枠が形成された音叉型水晶振動片３３０について説明する。
【００４５】
＜音叉型水晶振動片３３０の構成＞
図９は、音叉型水晶振動片３３０の平面図である。音叉型水晶振動片３３０は、互いに平行に伸びた一対の振動腕３３２と、一対の振動腕３３２が連結された基部３３１と、一対の振動腕３３２の両外側で基部３３１から振動腕３３２と同じ方向に伸びる一対の支持腕３３３とにより形成されている。各振動腕３３２は、先端側の領域である第２振動腕部３３２ｂと、第２振動腕部３３２ｂと基部３３１とをつないでいる第１振動腕部３３２ａとにより構成されている。また、各支持腕３３３は、支持腕３３３の先端側の領域である第２支持腕部３３３ｂと、第２支持腕部３３３ｂと基部３３１とをつないでいる第１支持腕部３３３ａとにより構成されている。さらに、第１振動腕部３３２ａと第１支持腕３３３ａとは、基部３３１の＋Ｙ軸方向に対して同じ位置から伸びている。図９では、基部３３１から第１振動腕部３３２ａと第１支持腕３３３ａとが伸びる位置が点線３３７で示されている。
【００４６】
振動腕３３２の第１振動腕部３３２ａ及び第２振動腕部３３２ｂは一方の先端の腕幅と他方の先端の腕幅とが異なっている。第１振動腕部３３２ａは、基部３３１と接続されている部分の腕幅が最も広く形成されており、＋Ｙ軸側に向かって腕幅が徐々に狭くなるように形成されている。また、第２振動腕部３３２ｂは、第１振動腕部３３２ａと接続されている部分が最も狭く＋Ｙ軸側に向かって腕幅が徐々に広くなるように形成されている。その他の構成は音叉型水晶振動片３０と同様であるのでその説明を省略する。また、音叉型水晶振動片３３０の第１振動腕部３３２ａの腕幅の平均値をＷ３１、第２振動腕部３３２ｂの＋Ｙ軸側の腕幅をＷ３５、第１支持腕部３３３ａの腕幅をＷ３２、第２支持腕部３３３ｂの腕幅をＷ３３、基部３３１の幅をＷ３４とする。
【００４７】
音叉型水晶振動片３３０も図３と同様の方法により頂点温度が調整されることができる。溝部３３５が形成されている第１振動腕部３３２ａの腕幅の平均値と第１支持腕３３３ａとの腕幅の比Ｗ３２／Ｗ３１は、図５のＷ２／Ｗ１と同様に頂点温度に比例する。そのため図３のステップＳ１０５で、図６Ａ（ａ）または図６Ａ（ｂ）と同様に第１支持腕部３３３ａの腕幅Ｗ３２及び基部３３１の幅Ｗ３４等を狭く形成することにより頂点温度を調整できると算出された場合は、ステップＳ１０６で、ステップＳ１０５で計算された幅になるように音叉型水晶振動片３３０が削られる。音叉型水晶振動片３３０を削る方法は、音叉型水晶振動片３０と同様にドライエッチング又はサンドブラストの方法を用いることにより行うことができる。
【００４８】
様々な製品の小型化に伴って、音叉型水晶振動片にも小型化が求められている。しかし、小型化された音叉型水晶振動片では振動腕の剛性が低下するために不要振動が発生し、音叉型水晶片のＣＩ値を増加させる。音叉型水晶振動片３３０では、第１振動腕部３３２ａの基部３３１との接続部の腕幅が広くそこから徐々に狭くなっていることにより振動腕３３２の剛性が増加され、ＣＩ値が低減されている。また、第２支持腕部３３３ｂの＋Ｙ軸側の腕幅が広がっていることは、音叉型水晶振動片２３０の第２振動腕部２３２ａと同様に、錘となって振動腕３３２の振動を安定化させ、音叉型水晶振動片３３０の振動周波数を低くする役割がある。
【符号の説明】
【００４９】
１０、２１０ リッド
２０、２２０ ベース
２１、２２１ 外部電極
２２、２２２ 接続電極
２４、２１４、２２４ 凹部
３０、２３０、３３０ 音叉型水晶振動片
３１、２３１、３３１ 基部
３２、２３２、３３２ 振動腕
３３、２３３、３３３ 支持腕
３３ａ、３３３ａ 第１支持腕部
３３ｂ、３３３ｂ 第２支持腕部
３５、２３５，３３５ 溝部
４０ 封止材
４１ 導電性接着剤
１００、２００ 水晶デバイス
２０１ キャビティ
２３２ａ、３３２ａ 第１振動腕部
２３２ｂ、３３２ｂ 第２振動腕部
２３７ 外枠
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持腕を有する音叉型水晶振動片の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
音叉型水晶振動片は、周囲温度の影響を受け周囲温度の変化により発振周波数が微妙に変化する。この周波数温度特性は、例えば特定の温度で周波数が最も高くなるという放物線を描く。その最も周波数が高くなる温度が頂点温度（ＺＴＣ）と呼ばれている。この頂点温度は音叉型水晶振動片の周波数温度特性の一つの基準とされている。
【０００３】
頂点温度は、ランバード加工された人工水晶原石からのカット角度によって変化するが、同じカット角度で切り出すことが困難である。そこで、特許文献１に開示される音叉型の水晶振動片は、一対の振動腕の溝部の深さを変化させて頂点温度を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６１５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、音叉型水晶振動片が小型化されていく中、振動腕の腕幅及び厚みが１００μｍ以下になると、溝部の深さがそもそも３０〜４０μｍ程度しかない。エッチング液の温度及びエッチング時間等を調整して、溝部の深さを調整することは非常に困難である。
【０００６】
本発明は、一対の振動腕の両外側に形成される支持腕の幅を調整することで、頂点温度を調整する音叉型水晶振動片の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１観点の音叉型水晶振動片の製造方法は、第１方向に伸びた一対の振動腕と、一対の振動腕が連結された基部と、一対の振動腕の両外側で基部から第１方向に伸びる一対の支持腕とを有する音叉型水晶振動片の製造方法である。その方法は、音叉型の水晶振動片の頂点温度を算出する算出工程と、第１方向と直交する第２方向の支持腕の腕幅と頂点温度との関連を示すデータに基づいて、一対の支持腕の腕幅を調整する調整工程と、を備える。
【０００８】
第１観点において、第２観点の音叉型水晶振動片の算出工程は、水晶振動片のクリスタルインピーダンス値（ＣＩ値）を計測した結果に基づいて頂点温度を算出する。
【０００９】
第１観点または第２観点において、第３観点の調整工程は、一対の支持腕の腕幅を一対の振動腕の腕幅に対する割合を調整する。
【００１０】
第４観点の音叉型水晶振動片において、支持腕は、基部側の第１支持腕部と第１支持腕部の先端側でパッケージ内に導電性接着剤により載置される第２支持腕部とを有する。そして、調整工程は、一対の第１支持腕の腕幅を一対の振動腕の腕幅に対する割合を調整する。
【００１１】
第５観点の振動腕と支持腕とは、基部の第１方向の同じ位置から伸びており、支持腕の腕幅が細くなるように調整されると、第２方向に基部の幅が狭くなる。
【００１２】
第６観点の音叉型水晶振動片において、音叉型水晶振動片は一対の支持腕と接続され、一対の振動腕と基部とを囲む外枠を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の音叉型水晶振動片の製造方法によれば、小型化された音叉型水晶振動片であっても容易に頂点温度を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は、水晶デバイス１００の斜視図である。 （ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 （ｃ）は、図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図２】音叉型水晶振動片３０の平面図である。
【図３】音叉型水晶振動片１００の製造方法を示したフローチャートである。
【図４】音叉型水晶振動片３０のＣＩ値と頂点温度（ＺＴＣ）との関係を示したグラフである。
【図５】音叉型水晶振動片３０の第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２と振動腕３２の腕幅Ｗ１との比Ｗ２／Ｗ１と頂点温度（ＺＴＣ）との関係を示したグラフである。
【図６Ａ】（ａ）は、第１支持腕部３３ａ及び基部３１が細くされた音叉型水晶振動片３０ａの平面図である。 （ｂ）は、第１支持腕部３３ａ、第２支持腕部３３ｂ及び基部３１が細くされた音叉型水晶振動片３０ｂの平面図である。
【図６Ｂ】（ｃ）は、第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２及び第２支持腕部３３ｂの腕幅Ｗ３が細くされた音叉型水晶振動片３０ｃの平面図である。
【図７】（ａ）は、水晶デバイス２００の斜視図である。 （ｂ）は、図７（ａ）のＣ−Ｃ分解断面図である。
【図８】音叉型水晶振動片２３０の平面図である。
【図９】音叉型水晶振動片３３０の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、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。
【００１６】
（第１実施形態）
＜水晶デバイス１００の構成＞
図１（ａ）は、水晶デバイス１００の斜視図である。水晶デバイス１００は主に、リッド１０と、ベース２０と、音叉型水晶振動片３０（図１（ｂ）参照）とにより構成されている。以下、水晶デバイス１００の高さ方向をＺ軸方向とし、リッド１０及びベース２０の主面の長辺方向をＹ軸方向、短辺方向をＸ軸方向として説明する。
【００１７】
水晶デバイス１００は、＋Ｚ軸方向にリッド１０が配置され、−Ｚ軸方向にベース２０が配置されている。ベース２０の−Ｚ軸側の面には外部電極２１が形成されている。また、ベース２０の＋Ｚ軸側の面には凹部２４（図１（ｂ）参照）が形成され、凹部２４には音叉型水晶振動片３０（図１（ｂ）参照）が配置される。
【００１８】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。ベース２０の＋Ｚ軸側の面には凹部２４が形成されており、凹部２４はリッド１０とベース２０とが封止材４０により接合されることにより密閉されている。凹部２４には接続電極２２が形成されており、接続電極２２は外部電極２１と貫通電極（不図示）を通して電気的に接続されている。また、音叉型水晶振動片３０は接続電極２２上に導電性接着剤４１を介して載置される。
【００１９】
図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。また図１（ｃ）は、水晶デバイス１００からリッド１０を取り外して上方より見下ろした場合の平面図でもある。音叉型水晶振動片３０は、互いに平行に伸びた一対の振動腕３２と、一対の振動腕３２が連結された基部３１と、一対の振動腕３２の両外側で基部３１から振動腕３２と同じ方向に伸びる一対の支持腕３３（３３ａ、３３ｂ）とにより形成されている。各支持腕３３は、支持腕３３の先端側の領域である第２支持腕部３３ｂと、第２支持腕部３３ｂと基部３１とをつないでいる第１支持腕部３３ａとにより構成されている。音叉型水晶振動片３０は、第２支持腕部３３ｂの−Ｚ軸側の面と接続電極２２とが導電性接着剤４１により接着されることによって凹部２４に載置される。図１（ｃ）では、導電性接着剤４１が塗布される領域が点線によって示されている。また、各振動腕３２の＋Ｚ軸側の面及び−Ｚ軸側の面にはＹ軸方向に伸びる溝部３５が形成されている。
【００２０】
図２は、音叉型水晶振動片３０の平面図である。振動腕３２と支持腕３３とは、基部３１の＋Ｙ軸方向に対して同じ位置から伸びている。図２では、基部３１から振動腕３２と支持腕３３とが伸びる位置が点線３７で示されている。音叉型水晶振動片３０には二つの電極が形成されている。この二つの電極間に電圧がかけられることにより振動腕３２は振動する。一方の電極は、−Ｘ軸側の支持腕３３と、基部３１の−Ｘ軸側の領域と、＋Ｘ軸側の振動腕３２の溝部３５と、−Ｘ軸側の振動腕３２の先端領域及び＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側の側面とに形成され、互いに電気的に接続されている。また、他方の電極は、＋Ｘ軸側の支持腕３３と、基部３１の＋Ｘ軸側と、−Ｘ軸側の振動腕３２の溝部３５と、＋Ｘ軸側の振動腕３２の先端領域及び＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側の側面とに形成され、互いに電気的に接続されている。これら２つの電極は、図２では異なるハッチングにより区別されて表わされている。
【００２１】
音叉型水晶振動片３０は、振動腕３２の腕幅をＷ１、第１支持腕部３３ａの腕幅をＷ２、第２支持腕部３３ｂの腕幅をＷ３、基部３１の幅をＷ４とする。音叉型水晶振動片３０では、振動腕３２の腕幅Ｗ１は７０μｍとして形成される。また、第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２は、第２支持腕部３３ｂの腕幅Ｗ３よりも狭く形成される。
【００２２】
＜頂点温度の調整方法＞
音叉型水晶振動片３０は、ベース２０に載置される前に頂点温度が調整される。以下、図３を参照して音叉型水晶振動片３０の頂点温度の調整方法を説明する。
【００２３】
図３は、音叉型水晶振動片３０の製造方法が示されたフローチャートである。図３の開始時点では、音叉型水晶振動片３０は外形及び電極が形成された図２に示された状態にある。
【００２４】
まず、ステップＳ１０１で、音叉型水晶振動片３０のクリスタルインピーダンス値（ＣＩ値）が測定される。音叉型水晶振動片３０のＣＩ値の測定は、音叉型水晶振動片３０の各第２支持腕部３３ｂにＣＩ値測定用のプローブを接触させることにより行われる。
【００２５】
つぎに、ステップＳ１０２で、音叉型水晶振動片３０の頂点温度が算出される。頂点温度の算出方法を、図４を参照して説明する。
図４は、音叉型水晶振動片３０のＣＩ値と頂点温度（ＺＴＣ）との関係を示したグラフである。図４では横軸にＣＩ値[ｋΩ]、縦軸に頂点温度[℃]が設定されている。また、図中の黒い菱形は実際に音叉型水晶振動片３０を形成してＣＩ値及び頂点温度を測定することにより求められたＣＩ値と頂点温度との関係を示しており、一点鎖線５０はこの実験値から求められた一次関数を示している。一点鎖線５０は、例えば、ＣＩ値が約４４．５ｋΩの時に頂点温度が約３０℃であり、ＣＩ値が約５２．５ｋΩの時に頂点温度が約２６℃になることを示している。ステップＳ１０２では、この一次関数により表わされたＣＩ値と頂点温度との関係を参考にしてステップＳ１０１で測定されたＣＩ値を基に音叉型水晶振動片３０の頂点温度が導かれる。
【００２６】
つぎに、ステップＳ１０３で、ステップＳ１０２で算出された頂点温度が製品の仕様として規定された範囲内の値かどうかが判断される。音叉型水晶振動片１００の頂点温度が製品の仕様範囲内にあれば頂点温度を調整する必要がない。このため、頂点温度の調整工程としてはここで終了する。頂点温度が製品の仕様範囲内にない場合は、ステップＳ１０４に進む。音叉型水晶振動片３０の頂点温度は、音叉型水晶振動片３０の使用温度範囲内において振動周波数の変動を小さくするために、例えば一般的な室温である２５℃に調整されることが好ましい。
【００２７】
ステップＳ１０４では、音叉型水晶振動片１００の頂点温度が製品の仕様温度範囲よりも高いかどうかが判断される。頂点温度が製品の仕様温度範囲よりも高い場合は、この音叉型水晶振動片１００は規格外品として取り扱われる（ステップＳ１０７）。頂点温度が製品の仕様温度範囲よりも高くない場合、つまり、仕様温度範囲よりも低い場合はステップＳ１０５に進む。
【００２８】
ステップＳ１０５では、音叉型水晶振動片３０の第１支持腕部３３ａの腕幅の調整する長さが決められる。以下、図５を参照して第１支持腕部３３ａの腕幅の調整する長さの求め方を説明する。
【００２９】
図５は、音叉型水晶振動片３０の第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２と振動腕３２の腕幅Ｗ１（図２を参照。）との比Ｗ２／Ｗ１と頂点温度（ＺＴＣ）との関係を示したグラフである。図５では、横軸にＷ２／Ｗ１[％]、縦軸に頂点温度[℃]が設定されている。図５のグラフは、実際に複数の音叉型水晶振動片３０を作製し、頂点温度を測定することにより作成されている。図中の黒い菱形は、同じＷ２／Ｗ１の比で作製された音叉型水晶振動片３０の頂点温度の平均値を示している。また、同じＷ２／Ｗ１における頂点温度の最大値及び最小値が横棒により示されており、互いに縦線によりつながれている。また、黒い菱形で示された平均値は図中の直線５１に示されるように直線上に並んでいる。図５では、Ｗ２／Ｗ１が４３％の時に頂点温度の平均値は約２５．１℃となり、Ｗ２／Ｗ１が５７％の時に頂点温度の平均値は約２４．１℃となり、Ｗ２／Ｗ１が７１％の時に頂点温度の平均値は約２３．１℃となることが示されている。音叉型水晶振動片３０では、振動腕３２の腕幅Ｗ１は７０μｍであるので、Ｗ２／Ｗ１が４３％の時は第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２が３０μｍ、Ｗ２／Ｗ１が５７％の時は第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２が４０μｍ、Ｗ２／Ｗ１が７１％の時は第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２が５０μｍであることに相当する。つまり、各第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２の幅をそれぞれ１０μｍ狭くすることにより、頂点温度を約１℃上げることができる。
【００３０】
実際に頂点温度が調整される場合の例を説明する。例えば、音叉型水晶振動片３０の製品の仕様が２５℃であり、ステップＳ１０１で測定された音叉型水晶振動片３０のＣＩ値が約５６．５ｋΩであり、図４から算出された頂点温度が２４℃であったとする。この場合、図５より頂点温度を約１℃上げるためにＷ２／Ｗ１が約１４％下げられると、つまり音叉型水晶振動片３０では第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２が１０μｍ狭くされれば良い。
【００３１】
図３に戻って、ステップＳ１０６では、第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２が細くされる。ドライエッチングまたはサンドブラストを使用する方法がある。ドライエッチングによる腕幅Ｗ２を細くする方法は、領域３６以外の領域に金属膜等のマスクを形成し、領域３６のみをドライエッチングすることにより行われる。サンドブラストによる腕幅Ｗ２を細くする方法は、領域３６以外の領域に金属マスク等を配置し、領域３６に研磨材を吹き付けることによって領域３６を削ることにより行われる。
【００３２】
また、第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２を細くする際には、それに対応して基部３１の幅Ｗ４も狭くしたり、第２支持腕部３３ｂの腕幅Ｗ３も細くしたりしても良い。図６を参照して腕幅Ｗ２が細くされた音叉型水晶振動片について説明する。
【００３３】
図６Ａ（ａ）は、第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２が細くされ基部３１の幅Ｗ４が狭くされた音叉型水晶振動片３０ａの平面図である。図６Ａ（ａ）には、ステップＳ１０６で削られる領域３６が斜線で示されている。実際に音叉型水晶振動片３０の第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２及び基部３１の幅Ｗ４の一部が削られた結果、図６Ａ（ａ）に示される音叉型水晶振動片３０ａのように第１支持腕部３３ａの腕幅はＷ２ａとなり、基部３１の幅はＷ４ａとなっている。例えば、ステップＳ１０５で頂点温度を約１℃上げる必要がある場合、腕幅Ｗ２ａは腕幅Ｗ２よりも１０μｍ細く、基部３１の幅Ｗ４ａは幅Ｗ４よりも２０μｍ狭く形成される。
【００３４】
図６Ａ（ｂ）は、第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２及び第２支持腕部３３ｂの腕幅Ｗ３が細くされ、基部３１の幅Ｗ４が狭くされた音叉型水晶振動片３０ｂの平面図である。音叉型水晶振動片３０ｂでは、音叉型水晶振動片３０ａに比べて第２支持腕部３３ｂも削られており、その腕幅がＷ３からＷ３ａに細く形成されている。ステップＳ１０６では音叉型水晶振動片３０ｂに示されるように、第２支持腕部３３ｂの腕幅も第１支持腕部３３ａ及び基部３１と共に細く形成されても良い。これは、第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２の腕幅が頂点温度に影響を与えており、第２支持腕部３３ｂの腕幅Ｗ３は頂点温度に大きな影響を与えないと考えられるためである。第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２が細くなることにより振動腕３２で発生した振動エネルギーは音叉型水晶振動片３０の外部に伝わりにくくなるため、音叉型水晶振動片３０のＣＩ値は低くなる。図４に示されるようにＣＩ値と頂点温度とには相関があるためＣＩ値が低くなると頂点温度は高くなる。つまり、第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２と頂点温度との間に相関が見られることになる。
【００３５】
図６Ｂ（ｃ）は、第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２及び第２支持腕部３３ｂの腕幅Ｗ３が細くされた音叉型水晶振動片３０ｃの平面図である。音叉型水晶振動片３０ｃでは、基部３１の幅Ｗ４が狭く形成されていない。ステップＳ１０６では音叉型水晶振動片３０ｃに示されるように、基部３１の幅Ｗ４が狭く形成されなくても良い。これは、図６Ａ（ｂ）と同様に第１支持腕部３３ａの腕幅Ｗ２の腕幅が頂点温度に影響を与えており、基部３１の幅Ｗ４は頂点温度に大きな影響を与えないと考えられるためである。
【００３６】
音叉型水晶振動片３０では図５に示されるようにＷ２／Ｗ１と頂点温度との間に相関があるため、腕幅Ｗ１及び腕幅Ｗ２を仕様通りに作製することで頂点温度が制御される。しかし、腕幅Ｗ１及び腕幅Ｗ２は仕様からずれて作製されることがあり、また腕幅Ｗ１及び腕幅Ｗ２が仕様通りに作製されても図５に示されるように頂点温度の誤差が１℃以上生じてしまう場合がある。このような時に、図３に示された頂点温度の調整方法で音叉型水晶振動片３０の頂点温度を調整しなおすことができる。また、腕幅Ｗ１及び腕幅Ｗ２以外の要因により頂点温度がずれてしまった場合でも、図３に示された頂点温度の調整方法で音叉型水晶振動片３０の頂点温度を調整しなおすことができる。
【００３７】
（第２実施形態）
音叉型水晶振動片３０の周囲には、外枠が形成されていても良い。以下、外枠が形成された音叉型水晶振動片２３０を備える水晶デバイス２００について説明する。
【００３８】
＜水晶デバイス２００の構成＞
図７（ａ）は、水晶デバイス２００の斜視図である。水晶デバイス２００は主に、リッド２１０と、ベース２２０と、音叉型水晶振動片２３０とにより構成されている。水晶デバイス２００の＋Ｚ軸側にはリッド２１０が配置され、−Ｚ軸側にはベース２２０が配置される。また、水晶デバイス２００は、音叉型水晶振動片２３０がリッド２１０とベース２２０とにより挟まれるように配置されることにより形成されている。ベース２２０の−Ｚ軸側の面には外部電極２２１が形成されている。この外部電極２２１は、水晶デバイス２００がプリント基板等に実装される際に水晶デバイス２００とプリント基板等とを電気的に接続する。
【００３９】
図７（ｂ）は、図７（ａ）のＣ−Ｃ分解断面図である。リッド２１０の−Ｚ軸側の面には凹部２１４が形成されている。また、ベース２２０の＋Ｚ軸側の面には凹部２２４が形成されている。水晶デバイス２００が形成された時に、凹部２１４と凹部２２４とにより水晶デバイス２００内に密閉された空間であるキャビティ２０１が形成される。音叉型水晶振動片２３０は、主に振動腕２３２と、基部２３１と、支持腕２３３（図８参照）と、外枠２３７とにより形成されている。外枠２３７は、振動腕２３２と、基部２３１と、支持腕２３３とを囲むように形成されている。また、外枠２３７の＋Ｚ軸側の面及び−Ｚ軸側の面にはリッド２１０及びベース２２０がそれぞれ接合される。音叉型水晶振動片２３０の振動腕２３２、基部２３１及び支持腕２３３はキャビティ２０１内に配置される。ベース２２０の＋Ｚ軸側の面には接続電極２２２が形成されており、貫通電極（不図示）を通して外部電極２２１と電気的に接続されている。また接続電極２２２は、音叉型水晶振動片２３０の外枠２３７の−Ｚ軸側の面に形成された電極と電気的に接続される。
【００４０】
図８は、音叉型水晶振動片２３０の平面図である。音叉型水晶振動片２３０は、互いに平行に伸び溝部２３５が形成された一対の振動腕２３２と、一対の振動腕２３２が連結された基部２３１と、一対の振動腕３２の両外側で基部２３１から振動腕２３２と同じ方向に伸びる一対の支持腕２３３と、振動腕２３２、基部２３１及び支持腕２３３を囲むように形成されている外枠２３７とにより形成されている。振動腕２３２と支持腕２３３とは基部２３１のＹ軸方向に対して同じ位置（点線２３８）から＋Ｙ軸方向に伸びている。振動腕２３２は、振動腕２３２の−Ｙ軸側に形成されている第１振動腕部２３２ａと振動腕２３２の＋Ｙ軸側に形成されている第２振動腕部２３２ｂとにより構成されており、溝部２３５は第１振動腕部２３２ａに形成されている。音叉型水晶振動片は小型化されると振動周波数が高くなる傾向がある。第２振動腕部２３２ａは錘として振動腕２３２の振動を安定化させ、音叉型水晶振動片の振動周波数を低くする役割がある。また、音叉型水晶振動片２３０の第１振動腕部２３２ａの腕幅をＷ２１、第２振動腕部２３２ｂの腕幅をＷ２３、支持腕２３３の腕幅をＷ２２、基部２３１の幅をＷ２４とする。第２振動腕部２３２ｂの腕幅Ｗ２３は第１振動腕部２３２ａの腕幅Ｗ２１よりも広く形成されている。
【００４１】
図８には、振動腕２３２と基部２３１、支持腕２３３と基部２３１とのＹ軸方向の境界が点線２３８で示されている。また図２と同様に、振動腕２３２、基部２３１及び支持腕２３３には２つの電極が形成されており、各電極はそれぞれの支持腕２３３から更に外枠２３７の角まで形成されている。各電極は、外枠２３７の−Ｚ軸側の面の角でベース２２０に形成されている接続電極２２２と電気的に接続される。
【００４２】
音叉型水晶振動片２３０も図３と同様の方法により頂点温度が調整されることができる。溝部２３５が形成されている第１振動腕部２３２ａと支持腕２３３との腕幅の比Ｗ２２／Ｗ２１は、図５のＷ２／Ｗ１と同様に頂点温度に比例する。そのため図３のステップＳ１０５で、支持腕２３３の腕幅Ｗ２２を腕幅Ｗ２２ａ、基部２３１の幅Ｗ２４を幅Ｗ２４ａに狭く形成することにより頂点温度を調整できる。調整する際には、ステップＳ１０６で、ステップＳ１０５で計算された幅になるように音叉型水晶振動片２３０が削られる。図８にはステップＳ１０６で削られる領域２３６が斜線で示されている。領域２３６は、＋Ｘ軸側の支持腕２３３の＋Ｘ軸側の面及び−Ｘ軸側の支持腕２３３の−Ｘ軸側の面と、基部２３１の＋Ｘ軸側の面及び−Ｘ軸側の面とを含んでいる。また、領域２３６を削る場合は、音叉型水晶振動片３０と同様にドライエッチング又はサンドブラストの方法を用いることにより行うことができる。
【００４３】
また図８の音叉型水晶振動片２３０では、音叉型水晶振動片２３０に外枠２３７が形成されず、図１（ｃ）に示された音叉型水晶振動片３０と同様に支持腕２３３の先端側の領域で導電性接着剤４１によりベース２０の凹部２４に載置されてもよい。その場合でも、第１振動腕部２３２ａと支持腕２３３との腕幅の比Ｗ２２／Ｗ２１が図５のＷ２／Ｗ１と同様に頂点温度に比例し、支持腕２３３の腕幅Ｗ２２を腕幅Ｗ２２ａ、基部２３１の幅Ｗ２４を幅Ｗ２４ａに狭く形成することにより頂点温度を調整できる。
【００４４】
（第３実施形態）
音叉型水晶振動片３０では、振動腕３２の腕幅が徐々に狭くテーパー状に形成され、そこから広くなるように形成されていても良い。以下、外枠が形成された音叉型水晶振動片３３０について説明する。
【００４５】
＜音叉型水晶振動片３３０の構成＞
図９は、音叉型水晶振動片３３０の平面図である。音叉型水晶振動片３３０は、互いに平行に伸びた一対の振動腕３３２と、一対の振動腕３３２が連結された基部３３１と、一対の振動腕３３２の両外側で基部３３１から振動腕３３２と同じ方向に伸びる一対の支持腕３３３とにより形成されている。各振動腕３３２は、先端側の領域である第２振動腕部３３２ｂと、第２振動腕部３３２ｂと基部３３１とをつないでいる第１振動腕部３３２ａとにより構成されている。また、各支持腕３３３は、支持腕３３３の先端側の領域である第２支持腕部３３３ｂと、第２支持腕部３３３ｂと基部３３１とをつないでいる第１支持腕部３３３ａとにより構成されている。さらに、第１振動腕部３３２ａと第１支持腕３３３ａとは、基部３３１の＋Ｙ軸方向に対して同じ位置から伸びている。図９では、基部３３１から第１振動腕部３３２ａと第１支持腕３３３ａとが伸びる位置が点線３３７で示されている。
【００４６】
振動腕３３２の第１振動腕部３３２ａ及び第２振動腕部３３２ｂは一方の先端の腕幅と他方の先端の腕幅とが異なっている。第１振動腕部３３２ａは、基部３３１と接続されている部分の腕幅が最も広く形成されており、＋Ｙ軸側に向かって腕幅が徐々に狭くなるように形成されている。また、第２振動腕部３３２ｂは、第１振動腕部３３２ａと接続されている部分が最も狭く＋Ｙ軸側に向かって腕幅が徐々に広くなるように形成されている。その他の構成は音叉型水晶振動片３０と同様であるのでその説明を省略する。また、音叉型水晶振動片３３０の第１振動腕部３３２ａの腕幅の平均値をＷ３１、第２振動腕部３３２ｂの＋Ｙ軸側の腕幅をＷ３５、第１支持腕部３３３ａの腕幅をＷ３２、第２支持腕部３３３ｂの腕幅をＷ３３、基部３３１の幅をＷ３４とする。
【００４７】
音叉型水晶振動片３３０も図３と同様の方法により頂点温度が調整されることができる。溝部３３５が形成されている第１振動腕部３３２ａの腕幅の平均値と第１支持腕３３３ａとの腕幅の比Ｗ３２／Ｗ３１は、図５のＷ２／Ｗ１と同様に頂点温度に比例する。そのため図３のステップＳ１０５で、図６Ａ（ａ）または図６Ａ（ｂ）と同様に第１支持腕部３３３ａの腕幅Ｗ３２及び基部３３１の幅Ｗ３４等を狭く形成することにより頂点温度を調整できると算出された場合は、ステップＳ１０６で、ステップＳ１０５で計算された幅になるように音叉型水晶振動片３３０が削られる。音叉型水晶振動片３３０を削る方法は、音叉型水晶振動片３０と同様にドライエッチング又はサンドブラストの方法を用いることにより行うことができる。
【００４８】
様々な製品の小型化に伴って、音叉型水晶振動片にも小型化が求められている。しかし、小型化された音叉型水晶振動片では振動腕の剛性が低下するために不要振動が発生し、音叉型水晶片のＣＩ値を増加させる。音叉型水晶振動片３３０では、第１振動腕部３３２ａの基部３３１との接続部の腕幅が広くそこから徐々に狭くなっていることにより振動腕３３２の剛性が増加され、ＣＩ値が低減されている。また、第２支持腕部３３３ｂの＋Ｙ軸側の腕幅が広がっていることは、音叉型水晶振動片２３０の第２振動腕部２３２ａと同様に、錘となって振動腕３３２の振動を安定化させ、音叉型水晶振動片３３０の振動周波数を低くする役割がある。
【符号の説明】
【００４９】
１０、２１０ リッド
２０、２２０ ベース
２１、２２１ 外部電極
２２、２２２ 接続電極
２４、２１４、２２４ 凹部
３０、２３０、３３０ 音叉型水晶振動片
３１、２３１、３３１ 基部
３２、２３２、３３２ 振動腕
３３、２３３、３３３ 支持腕
３３ａ、３３３ａ 第１支持腕部
３３ｂ、３３３ｂ 第２支持腕部
３５、２３５，３３５ 溝部
４０ 封止材
４１ 導電性接着剤
１００、２００ 水晶デバイス
２０１ キャビティ
２３２ａ、３３２ａ 第１振動腕部
２３２ｂ、３３２ｂ 第２振動腕部
２３７ 外枠
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に伸びた一対の振動腕と、前記一対の振動腕が連結された基部と、前記一対の振動腕の両外側で前記基部から前記第１方向に伸びる一対の支持腕とを有する音叉型水晶振動片の製造方法であって、
前記音叉型の水晶振動片の頂点温度を算出する算出工程と、
前記第１方向と直交する第２方向の前記支持腕の腕幅と前記頂点温度との関連を示すデータに基づいて、前記一対の支持腕の腕幅を調整する調整工程と、
を備える音叉型水晶振動片の製造方法。
【請求項２】
前記算出工程は、前記水晶振動片のクリスタルインピーダンス値（ＣＩ値）を計測した結果に基づいて前記頂点温度を算出する請求項１に記載の音叉型水晶振動片の製造方法。
【請求項３】
前記調整工程は、前記一対の支持腕の腕幅を前記一対の振動腕の腕幅に対する割合を調整する請求項１又は請求項２に記載の音叉型水晶振動片の製造方法。
【請求項４】
前記支持腕は、前記基部側の第１支持腕部と前記第１支持腕部の先端側でパッケージ内に導電性接着剤により載置される第２支持腕部とを有し、
前記調整工程は、前記一対の第１支持腕の腕幅を前記一対の振動腕の腕幅に対する割合を調整する請求項３に記載の音叉型水晶振動片の製造方法。
【請求項５】
前記振動腕と前記支持腕とは、前記基部の前記第１方向の同じ位置から伸びており、前記支持腕の腕幅が細くなるように調整されると、前記第２方向に前記基部の幅が狭くなる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の音叉型水晶振動片の製造方法。
【請求項６】
前記音叉型水晶振動片は前記一対の支持腕と接続され、前記一対の振動腕と前記基部とを囲む外枠を有する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の音叉型水晶振動片の製造方法。
【請求項１】
第１方向に伸びた一対の振動腕と、前記一対の振動腕が連結された基部と、前記一対の振動腕の両外側で前記基部から前記第１方向に伸びる一対の支持腕とを有する音叉型水晶振動片の製造方法であって、
前記音叉型の水晶振動片の頂点温度を算出する算出工程と、
前記第１方向と直交する第２方向の前記支持腕の腕幅と前記頂点温度との関連を示すデータに基づいて、前記一対の支持腕の腕幅を調整する調整工程と、
を備える音叉型水晶振動片の製造方法。
【請求項２】
前記算出工程は、前記水晶振動片のクリスタルインピーダンス値（ＣＩ値）を計測した結果に基づいて前記頂点温度を算出する請求項１に記載の音叉型水晶振動片の製造方法。
【請求項３】
前記調整工程は、前記一対の支持腕の腕幅を前記一対の振動腕の腕幅に対する割合を調整する請求項１又は請求項２に記載の音叉型水晶振動片の製造方法。
【請求項４】
前記支持腕は、前記基部側の第１支持腕部と前記第１支持腕部の先端側でパッケージ内に導電性接着剤により載置される第２支持腕部とを有し、
前記調整工程は、前記一対の第１支持腕の腕幅を前記一対の振動腕の腕幅に対する割合を調整する請求項３に記載の音叉型水晶振動片の製造方法。
【請求項５】
前記振動腕と前記支持腕とは、前記基部の前記第１方向の同じ位置から伸びており、前記支持腕の腕幅が細くなるように調整されると、前記第２方向に前記基部の幅が狭くなる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の音叉型水晶振動片の製造方法。
【請求項６】
前記音叉型水晶振動片は前記一対の支持腕と接続され、前記一対の振動腕と前記基部とを囲む外枠を有する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の音叉型水晶振動片の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−７５０６３（Ｐ２０１２−７５０６３Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２０３０８（Ｐ２０１０−２２０３０８）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
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