专利名称：压电振动片的制造方法、压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟的制作方法
技术领域：
本发明涉及压电振动片的制造方法、压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备 及电波钟。
背景技术：
在便携电话、便携信息终端设备中，作为用于时刻源、控制信号等的定时源、参考 信号源等的器件，众所周知具备由水晶(石英)等压电材料构成的压电振动片的压电振动 器。
作为上述压电振动片，已知各式各样的振动片，但作为其中之一，已知如图27所 示，具有平行配置的一对振动臂部110、和将这些振动臂部110的基端部悬臂支撑的基部 120的音叉型压电振动片100。在这种压电振动片100的情况下，通过向形成在一对振动臂 部110的表面的未图示的激振电极施加电压，能够使一对振动臂部110以既定的谐振频率 在彼此接近或分离的方向(图中的箭头方向)上振动。
然而，上述压电振动片100的外形一般通过对水晶等的圆片(wafer)基板进行蚀 刻加工来形成。对这一点做简单说明，则在圆片基板的表面形成蚀刻保护膜后，利用光刻 技术，如图28所示将圆片基板200上的蚀刻保护膜210构图成为压电振动片100的外形。 其后，以构图后的蚀刻保护膜210为掩模，如图29所示通过对圆片基板200进行湿蚀刻的 蚀刻加工，能够得到一对振动臂部110在基部120被悬臂支撑的、图27所示的压电振动片 100。
但是，用湿蚀刻进行蚀刻加工的情况下，圆片基板200上会出现由于水晶等的晶 轴方向而蚀刻速度不同的所谓蚀刻各向异性。具体而言，在水晶的各晶轴(X轴、Y轴、Z轴) 上，蚀刻速度按Z轴、+ X轴、一 X轴、Y轴的顺序变慢。因而,在外形形成时,受到该蚀刻各 向异性的影响而容易发生蚀刻残余，压电振动片100的外形容易成为压扁的形状。特别是， 如图27及图30所示，在一对振动臂部110的基端部(根部分)中的股部115容易发生蚀刻 残余116。
对这一点进行说明。
通常，在形成音叉型的压电振动片100时，为了通过蚀刻加工能得到所希望的外 形形状，如图27所示，以使水晶晶轴的Z轴与压电振动片100的厚度方向(LI方向)大体一 致、使Y轴与压电振动片100的长度方向(L2方向)一致、使X轴与压电振动片100的宽度 方向(L3方向)一致的方式，从水晶原石切割出圆片基板200。但是，不管怎样都存在上述 的蚀刻速度的差异，因此如图31所示，在一对振动臂部110间的股部115容易发生蚀刻残 余 116。
特别是，进行蚀刻加工而越接近上述股部115的部分时，因蚀刻保护膜210而蚀刻 液的流动越受到阻碍，蚀刻反应会迟钝。所以，进一步助长朝着最慢的Y轴方向的蚀刻加工 的进程而蚀刻速度变慢，容易发生上述蚀刻残余116。
如果在上述股部115发生了蚀刻残余116，就会导致一对振动臂部110的振动平衡 的不均衡，并导致振动特性的变化、振动泄漏引起的Cl值的增加等。
因此，预先考虑蚀刻速度的差异，对与股部对应的蚀刻保护膜的形状下工夫，从而 调整一对振动臂部的振动平衡的技术为人所知(参照专利文献I)。
专利文献专利文献1:日本特开2005 — 167992号公报。
然而，即便采用了上述专利文献I中记载的技术，蚀刻残余本身依然会残留很多。 所以，例如在振动时，应力容易集中在蚀刻残余的部分和振动臂部的连结部分，会导致该应 力集中部的强度下降。由此，因外部撞击等而该部分容易成为破损的起点，在振动臂部上容 易发生裂痕等。
此外，蚀刻残余会起到使一对振动臂部的长度发生变化这样的作用，依然容易导 致谐振频率偏移等振动特性的变化。
再者，认为通过长时间进行湿蚀刻能减少蚀刻残余，但蚀刻加工花费的时间增大， 会导致生产性下降。而且，浸溃在药液即蚀刻液的时间也增大，因此蚀刻保护膜腐蚀而不能 进行良好的蚀刻加工，会导致振动特性恶化等不良。发明内容
本发明考虑了这种情况而构思，其目的在于提供能减小位于一对振动臂部间的股 部中的蚀刻残余，并具有稳定的振动特性的同时，难以发生外部撞击导致的振动臂部的破 损的高品质的压电振动片、以及该压电振动片的制造方法。
此外，在于提供具备该压电振动片的压电振动器、具有该压电振动器的振荡器、电 子设备、电波钟。
为了解决所述课题，本发明提供以下方案。
(I)本发明的压电振动片的制造方法，其中压电振动片具备夹着中心轴而互相平 行地配置的一对振动臂部；和在该一对振动臂部的长度方向上将基端部一体地悬臂支撑的 基部，所述制造方法的特征在于具备外形形成工序，该工序中对压电圆片进行蚀刻加工， 从该压电圆片形成所述压电振动片的外形形状，所述外形形成工序具备掩模图案形成工 序，在压电圆片的两主面上形成蚀刻保护膜，利用光刻技术从该蚀刻保护膜形成与所述压 电振动片的外形形状对应的掩模图案；以及蚀刻工序，以所述掩模图案为掩模，从两主面侧 对所述压电圆片进行湿蚀刻的蚀刻加工，在进行所述掩模图案形成工序时，对所述掩模图 案中用于形成位于所述一对振动臂部的基端部间的股部的股部对应部分，形成沿着所述一 对振动臂部的长度方向向所述基部侧延伸的狭缝状的切口部。
依据本发明的压电振动片的制造方法，由于蚀刻液与压电圆片中没有被掩模图案 掩蔽的区域接触，所以进行基于化学反应的蚀刻加工。由此，能够照着掩模图案的形状蚀刻 加工压电圆片，从而能够形成压电振动片的外形形状。
可是，流动的蚀刻液络绎不绝地与压电圆片接触，从而顺利进行上述蚀刻加工，徐 徐进行压电振动片的外形形成，但是，由于一对振动臂部隔开较窄的间隙而被平行配置，所 以蚀刻液难以在这些一对振动臂部间流动。特别是，蚀刻加工的进程随着接近股部，因为掩 模图案中与振动臂部对应的臂部对应部分和与股部对应的股部对应部分而会对围三方的区域进行蚀刻加工，因此认为蚀刻液变得难以流动。
但是，在掩模图案中的上述股部对应部分形成有切口部，因此容易使蚀刻液沿着该切口部而在一对振动臂部的长度方向上流动。因而，能够加快沿着长度方向且向接近股部对应部分的方向的蚀刻加工的进程。所以，能够防止以压电圆片晶轴方向的不同蚀刻速度进行蚀刻加工，能够积极地向股部对应部分进行蚀刻加工。
其结果，即便蚀刻加工时间与以往相同，与以往相比，也能减小在位于一对振动臂部的基端部间的股部中的蚀刻残余。所以，能够抑制起因于蚀刻残余的应力集中的发生， 从而能得到难以发生外部撞击等导致的振动臂部的破损的高品质的压电振动片。此外，也难以发生因蚀刻残余而振动臂部的长度发生变化这样的不良，因此能够发挥稳定的振动特性。
(2)在上述本发明的压电振动片的制造方法中，优选所述切口部在切口长度的整个部分中具有恒定的切口宽度。
这时，容易使蚀刻液沿着切口部向一对振动臂部的长度方向稳定且顺利流动。因而，能够更加积极地向股部对应部分进行蚀刻加工，并能进一步减小股部中的蚀刻残余。
(3)在上述本发明的压电振动片的制造方法中，优选所述切口部为沿着所述中心轴而形成。
这时，沿着位于一对振动臂部之间的中心轴(S卩，压电振动片的宽度方向上的中心轴)，形成切口部，因此能够减小对股部的蚀刻残余，进而易于防止偏向任意一个振动臂部侧。
(4)在本发明的压电振动片，其特征在于用上述本发明的压电振动片的制造方法来制造。
依据本发明的压电振动片，与以往相比，位于一对振动臂部间的股部中的蚀刻残余较小，因此能够做成具有稳定的振动特性并且难以发生外部撞击等引起的振动臂部的破损的闻品质的压电振动片。
(5)本发明的压电振动器，其特征在于，具备上述本发明的压电振动片；以及具有互相接合的基底基板和盖基板，并在两基板之间形成的空腔内收纳所述压电振动片的封装件(package)。
依据本发明的压电振动器，由于具备具有稳定的振动特性的同时难以发生外部撞击引起的振动臂部的破损的高品质的压电振动片，所以能够做成提高工作的可靠性及耐久性的高品质的压电振动器。
(6)本发明的振荡器，其特征在于上述本发明的压电振动器，作为振子与集成电路电连接。
( 7 )本发明的电子设备，其特征在于上述本发明的压电振动器与计时部电连接。
( 8 )本发明的电波钟，其特征在于上述本发明的压电振动器与滤波部电连接。
依据本发明的振荡器、电子设备及电波钟，由于具备上述压电振动器，能同样地提高工作的可靠性及耐久性。
依据本发明，能够减小位于一对振动臂部间的股部中的蚀刻残余，能得到具有稳定的振动特性,并且难以发生外部撞击引起的振动臂部的破损的高品质的压电振动片。
图1是示出本发明压电振动片的实施方式的平面图；图2是图1所示的压电振动片中的股部的放大图；图3是示出制造图1所示的压电振动片时的流程的流程图；图4是示出制造图1所示的压电振动片时的流程的流程图；图5是示出制造压电振动片时的一个工序的图，并且示出在水晶圆片的两主面上形成 蚀刻保护膜的状态的图；图6是对图5所示的蚀刻保护膜进行构图而形成掩模图案的状态的图；图7是图6所示的剖面向视A —A图；图8是示出以图6所示的掩模图案为掩模对水晶圆片进行蚀刻加工的状态的图；图9是掩模图案中股部对应部分的放大图，并且示出蚀刻的进行情况的图；图10是掩模图案中股部对应部分的放大图，并且是示出切口部的变形例的图；图11是掩模图案中股部对应部分的放大图，并且是切口部的其它变形例的图；图12是本发明的压电振动片的变形例，是缺口的压电振动片的平面图；图13是本发明的压电振动片的变形例，是锤头型的压电振动片的平面图；图14是本发明的压电振动片的变形例，是带槽部型的压电振动片的平面图；图15是本发明的压电振动片的变形例，是侧臂型的压电振动片的平面图；图16是本发明的压电振动器的一实施方式的外观立体图；图17是图16所示的压电振动器的内部结构图，是以取下盖基板后的状态下从上方观 察压电振动片的图；图18是沿着图17所示的B — B线的压电振动器的剖视图；图19是图16所示的压电振动器的分解立体图；图20是示出本发明的振荡器的一实施方式的结构图；图21是示出本发明的电子设备的一实施方式的结构图；图22是示出本发明的电波钟的一实施方式的结构图；图23是示出与本发明的压电振动片的实施例对应的实验结果的图；图24是示出与本发明的压电振动片的实施例对应的实验结果的图；图25是示出与本发明的压电振动片的实施例对应的实验结果的图；图26是示出与本发明的压电振动片的实施例对应的实验结果的图；图27是示出现有的压电振动片的一例的平面图；图28是示出制造图27所示的压电振动片时的一个工序，是示出在水晶圆片的两主面 上形成蚀刻保护膜后，对该蚀刻保护膜进行构图的状态的图；图29是示出以图28所示的蚀刻保护膜为掩模对水晶圆片进行蚀刻加工的状态的图； 图30是图27所示的压电振动片的股部附近的放大立体图；图31是沿着图28所示的蚀刻保护膜中股部对应部分的放大图，是示出蚀刻的进行情 况的图。
具体实施方式
(压电振动片)以下，参照附图，对本发明的压电振动片的一实施方式进行说明。
如图1所示，本实施方式的压电振动片I是用水晶、钽酸锂、铌酸锂等压电材料形 成的音叉型振动片，在被施加既定的电压时振动。
该压电振动片I具备互相平行地配置并以前端部10a、lla为自由端的一对振动 臂部10、11 ;以及将该一对振动臂部10、11的基端部IObUlb侧(根侧)一体地悬臂支撑的 基部12。
一对振动臂部10、11夹着中心轴O而线对称地配置，在宽度方向上具有恒定宽度， 且沿着中心轴O延伸。如上所述，基部12是将一对振动臂部10、11的基端部IObUlb侧悬 臂支撑的部件，同时作为安装压电振动片I时的装配部件起作用。
位于一对振动臂部10、11的基端部IObUlb间的部分为股部15。在图示的例子 中，一对振动臂部10、11的基端部IObUlb和基部12的连结部分以曲率R弯曲，因此股部 15在厚度方向俯视时形成为U字状。
此外，在一对振动臂部10、11的外表面上形成有使这些一对振动臂部10、11振动 的未图示的激振电极。此外，在基部12的外表面上，未图示的装配电极以与激振电极导通 的状态形成。然后，经由装配电极对激振电极施加既定的电压时，因双方的相互作用而使一 对振动臂部10、11以既定的谐振频率在彼此接近或分离的方向(图1所示的箭头方向)上振动。
可是，本实施方式的压电振动片I是通过对后述的压电圆片进行湿蚀刻的蚀刻加 工来形成外形并制造出的振动片，如图1及图2所示，此时在上述股部15中出现若干蚀刻 残余16。但是，这些蚀刻残余16不仅远少于用虚线表示的现有的蚀刻残余16A的部分，而 且成为在中心轴O附近断开的状态，而不是连接一对振动臂部10、11的基端部IObUlb间 这样形成在整个股部15上。
(压电振动片的制造方法)接着，参照图3及图4所示的流程图，对上述压电振动片I的制造方法进行说明。此外， 在本实施方式中，列举说明了采用水晶圆片作为压电圆片的情况。
本实施方式的压电振动片I的制造方法，包括在准备水晶圆片20 (参照图5) (SlO)后，用湿蚀刻对该水晶圆片20进行蚀刻加工，从水晶圆片20形成多个压电振动片I 的外形形状的外形形成工序(S20);在外形形成的各压电振动片I形成各电极的电极形成 工序(S30);调整各压电振动片I的谐振频率的频率调整工序(S40);以及从水晶圆片20切 断出各压电振动片I的小片化工序(S50)。
下面对这些各工序进行详细说明。
首先，以既定的角度对水晶的朗伯(Lambert)原矿石进行切片，做成一定厚度的水 晶圆片20。这时，以使水晶晶轴的Z轴与图1所示的压电振动片I的厚度方向(LI方向)大 体一致、Y轴与压电振动片I的长度方向(L2方向)一致、X轴与压电振动片I的宽度方向 (L3方向)一致的方式进行上述切片，从而形成水晶圆片20。
然后，对该水晶圆片20进行研磨及抛光(polish)，准备以既定的厚度被高精度地 加工的水晶圆片20 (SlO)0
接着，进行上述外形形成工序(S20)。
该外形形成工序(S20)包括在水晶圆片20的两主面上形成蚀刻保护膜21 (参照图5)，利用光刻技术从蚀刻保护膜21形成与压电振动片I的外形形状对应的掩模图案22 (参照图6)的掩模图案形成工序(S21);以及以掩模图案22为掩模从水晶圆片20的两主面 侧起进行湿蚀刻的蚀刻加工的蚀刻工序(S22 )。
在上述掩模图案形成工序(S21)中，如图5所示，首先在水晶圆片20的两主面上 形成蚀刻保护膜21 (S21a)。作为该蚀刻保护膜21，能举出例如用铬构成的底膜和用金构 成的精装(仕上(f)膜层叠的金属膜，通过溅射法、蒸镀法等的成膜来形成。
然后，对上述蚀刻保护膜21进行构图，形成与压电振动片I的外形形状对应的掩 模图案22 (S21b)。
详细地说，在蚀刻保护膜21上形成未图示的光致抗蚀剂膜后，利用通常的光致抗 蚀剂技术，例如成为压电振动片I的外形形状的方式进行构图。然后，以该光致抗蚀剂膜为 掩模进行蚀刻加工，有选择地除去没有被掩蔽的蚀刻保护膜21。然后，在蚀刻加工后，除去 用作掩模的光致抗蚀剂膜。
由此，如图6及图7所示，能够形成以上述的压电振动片I的外形形状构图的掩模 图案22。
可是，在本实施方式中，在形成该掩模图案22时，如图6所示，在用于形成压电振 动片I的股部15的股部对应部分22a形成切口部23。该切口部23是沿着一对振动臂部 10、11的长度方向(L2方向)向基部12侧延伸的狭缝状的切口，不仅沿着中心轴O配置，而 且在切口长度的全体上切口宽度恒定。
再者，图示的例子中，切口部23的切口宽度Tl为股宽T2的大致1/3左右。
然后，在该时间点结束掩模图案形成工序(S21)。
接着,进行上述蚀刻工序(S22)。
详细地说，将构图了蚀刻保护膜21的水晶圆片20，以既定时间、浸溃在未图示的 蚀刻液(例如氟类)中。这样，水晶圆片20中没有被掩模图案22掩蔽的区域与蚀刻液接触， 因此通过化学反应进行蚀刻加工。由此，如图8所示，能够照着掩模图案22的形状对水晶 圆片20进行蚀刻加工，从而能形成压电振动片I的外形形状。
特别是，流动的蚀刻液络绎不绝地与水晶圆片20接触，从而顺利地进行上述蚀刻 加工，徐徐进行压电振动片I的外形形成，但是如上所述，由于以使水晶晶轴的Z轴与压电 振动片I的厚度方向(LI方向)大体一致、Y轴与压电振动片I的长度方向(L2方向)一致、 X轴与压电振动片I的宽度方向(L3方向)一致的方式形成水晶圆片20，因此容易精度良好 地进行压电振动片I的外形形成。
在该时间点，结束外形形成工序(S20 )。
此外，直到后面进行的小片化工序(S50)为止，多个压电振动片I处于经由未图示 的连结部与水晶圆片20连结的状态。
接着，对外形形成的各压电振动片I成膜未图示的金属膜后，利用通常的光刻技 术进行构图，从而进行形成激振电极等的电极的上述电极形成工序(S30 )。
再者，在进行该工序之际，与电极形成同时在一对振动臂部10、11的前端部10a、 Ila形成频率调整用的未图示的重锤金属膜。该重锤金属膜由粗调膜和微调膜构成。
接着，进行利用重锤金属膜的粗调膜，对谐振频率进行粗调的上述频率调整工序 (S40)。具体而言，对粗调膜照射激光而使其一部分蒸发，变化粗调膜的重量来进行。此外，关于对谐振频率进行更加高精度地调整的微调，是在作为压电振动器组装到封装件的阶段 进行的。
最后，进行将连结部切断，从水晶圆片20切断出各压电振动片I而小片化的上述 小片化工序(S50)。由此，能够从I个水晶圆片20—次制造出多个图1所示的音叉型压电 振动片I。
可是，在进行上述的蚀刻工序(S22)之际，由于一对振动臂部10、11隔开较窄的间 隔(股宽)而平行配置，所以蚀刻液难以在这些一对振动臂部10、11间流动。特别是，蚀刻加 工的进程随着接近股部15，如图6及图9所示，会对掩模图案22中由与振动臂部10、11对 应的臂部对应部分22b和与股部15对应的股部对应部分22a围三方的区域进行蚀刻加工， 因此认为蚀刻液难以流动。
但是，在本实施方式的掩模图案22中的股部对应部分22a形成有上述的切口部 23，因此沿着该切口部23而使蚀刻液容易在一对振动臂部10、11的长度方向(L2方向)上 流动。
因而，如图9所示，能够将沿着长度方向(L2方向)，且向接近股部对应部分22a的 方向的蚀刻加工的进行仅加快切口部23的量。所以，能够防止以水晶圆片20的晶轴方向 的不同蚀刻速度进行蚀刻加工，能够积极地向股部对应部分22a进行蚀刻加工。因而，在股 部对应部分22a难以产生蚀刻残余16。
其结果，即便蚀刻加工时间与以往相同，如图1所示，也比以往能够减小位于一对 振动臂部10、11的基端部IObUlb间的股部15中的蚀刻残余16。
所以，能够抑制起因于蚀刻残余16的应力集中的发生，能够得到难以发生外部撞 击等导致的振动臂部10、11的破损的高品质的压电振动片I。此外，也难以发生因为蚀刻残 余16而振动臂部10、11的长度发生变化这样的不良，因此能够发挥稳定的振动特性。
如以上说明的那样，依据本实施方式的制造方法，能够减小位于一对振动臂部10、 11的基端部IObUlb间的股部15中的蚀刻残余16，能够得到具有稳定的振动特性的同时， 难以发生外部撞击等导致的振动臂部10、11的破损的高品质的压电振动片I。
特别是，在上述实施方式中，切口部23在切口长度的全体切口宽度恒定，因此易 于使蚀刻液更加稳定且平滑地沿着切口部23在长度方向(L2方向)上流动。因而，能更加 积极地向股部对应部分22a进行蚀刻加工，易于减小股部15中的蚀刻残余16。
进而，由于沿着中心轴O形成切口部23，所以易于防止蚀刻残余16偏向哪一方的 振动臂部10 (或11)侧的情况。所以，能够更加显著发挥上述的作用效果。
再者，在上述实施方式中，切口部23的切口长度、切口宽度并不局限于上述的情 况，也可以自由设定。
这些优选基于股宽T2、振动臂部10、11和基部12的连结部分中的曲率R等设定。
例如，如图10 (a)所示，股宽T2较窄时，容易被与宽度方向(L3方向)一致的水晶 晶轴的X轴和与长度方向(L2方向)一致的水晶晶轴的Y轴的蚀刻速度的差异所支配，即便 形成切口部23，也在股部15容易发生与以往同样的蚀刻残余16。所以这时，如图10 (b) 所示，加长切口部23的切口长度，使流向Y轴的蚀刻液的流动更加平滑，从而能够促进对该 方向进行的蚀刻加工的进程，因此难以发生蚀刻残余16。
此外，例如，如图11 (a)所示，如果振动臂部10、11与基部12的连结部分的曲率R变小，则即便形成了切口部23，也容易较大地残留蚀刻残余16。所以在这时，如图11(b) 所示增大切口部23的切口宽度，并且缩短切口长度，从而能够尽量减小蚀刻残余16。
此外，压电振动片I的形状并不局限于上述实施方式。
例如，如图12所示，做成在基部12中与振动臂部10、11的基端部IObUlb的连接 部附近，形成从宽度方向(L3方向)的两侧面分别向宽度方向(L3方向)的中心切去的切口 部31 (缺口)的、所谓的缺口型压电振动片30也可。
上述切口部31分别向宽度方向(L3方向)的外侧开口，并且在基部12的厚度方向 上贯通。因而，基部12中与振动臂部10、11的基端部IObUlb的连接部附近，与其它部分 相比成为宽度较窄的幅窄部，呈细脖形状。
通过因切口部31而形成的上述幅窄部，能缩小会传到基部12侧的由振动臂部10、 11激励的振动的路线，因此将该振动关在振动臂部10、11侧而容易抑制漏到基部12侧的情 况。由此，能够有效地抑制振动泄漏，能够做成能抑制Cl值的上升、并能抑制输出信号品质 的下降的压电振动片30。
此外，如图13所示，做成在振动臂部10、11的前端部10a、lla形成宽度比振动臂 部10、11的其它部分扩大的锤部36的所谓的锤头型压电振动片35也可。
这时，通过锤部36能够进一步加重振动臂部10、11的前端部10a、11a，从而能增大 振动时的惯性力矩。所以能够使振动臂部10、11易于振动，相应地能够缩短振动臂部10、11 的长度，能够做成容易谋求进一步的小型化的压电振动片35。
此外，如图14所示，做成在一对振动臂部10、11的两主面形成槽部41的带槽部型 压电振动片40也可。
上述槽部41沿着振动臂部10、11的长度方向(L2方向)形成到该振动臂部10、11 的大致中间部附近。由此，振动臂部10、11被形成为截面H形状。
这时，由于能够在槽部41的两侧使激振电极彼此相向，所以能够更加有效率地使 电场作用在振动臂部10、11互相接近或分离的方向上。因而，即便缩小振动臂部10、11的 横宽也能提高电场效率，从而能够做成适合小型化的压电振动片40。
进而，如图15所示，做成与基部12—体地形成在基部12的宽度方向(L3方向)两 侧沿着长度方向(L2方向)延伸的一对侧臂46的、所谓的侧臂型压电振动片45也可。
具体而言，各侧臂46从基部12向宽度方向(L3方向)的两侧分别延伸，并且从其 外侧端部向沿着长度方向(L2方向)的振动臂部10、11侧延伸。就是说，各侧臂46位于基 部12、及振动臂部10、11的基端部IObUlb的宽度方向(L3方向)两侧。
这时，能够使侧臂46的前端部46a作为装配部起作用，通过该装配部能够安装到 例如封装件。
在这样构成的情况下，基部12中能确保与振动臂部10、11的连接部和装配部(侧 臂46的前端部46a)的距离较长。其结果，无需增大压电振动片45的全长而抑制振动泄漏 并抑制Cl值的上升，从而能抑制输出信号品质的下降。
此外，如图12 图15所示，压电振动片的形状只要为音叉型就可以自由设计。此 外，压电振动片也可以适宜组合图12所示的缺口型、图13所示的锤头型、图14所示的带槽 部型、图15所示的侧臂型的各类型。
(压电振动器)接着，对具备压电振动片的压电振动器进行说明。
在此，作为压电振动片，列举采用组合了上述的缺口型、锤头型、侧臂型的类型的 压电振动片的情况进行说明。但是，并不局限于这时的压电振动片，能采用其它方式的压电 振动片。
再者，在本实施方式中，对于与上述说明的部分共同的结构，在图中标注相同的符 号而省略其说明。此外，在本实施方式中，省略了股部15中的蚀刻残余16的图示。
如图16 图19所不,本实施方式的压电振动器50是具备基底基板51和盖基板 52例如阳极接合或通过未图示的接合膜等接合的封装件53、和被收纳于封装件53内部形 成的空腔C内的压电振动片60的表面安装型。
基底基板51及盖基板52是用玻璃材料例如碱石灰玻璃构成的透明的绝缘基板， 以近似板状地形成。在盖基板52的接合基底基板51的接合面一侧，形成有收纳压电振动 片60的矩形状的凹部52a。该凹部52a在叠合基底基板51及盖基板52时成为收纳压电振 动片60的空腔C。
在基底基板51形成有沿厚度方向贯通基底基板51的一对贯通孔65、66。该贯通 孔65、66形成在被空腔C内收纳的位置。更详细地说，本实施方式的贯通孔65、66中，一个 贯通孔65形成在与所装配的压电振动片60的基部12侧对应的位置，另一贯通孔66形成 在与振动臂部11的前端部Ila侧对应的位置。
然后，在这一对贯通孔65、66中形成有以填埋这些贯通孔65、66的方式形成的一 对贯通电极67、68。这些贯通电极67、68是例如对贯通孔65、66—体地固定的导电性芯材， 形成为两端平坦，且厚度为与基底基板51的厚度大致相同的厚度。由此，维持空腔C内的 气密性，并在基底基板51的两面确保电导通性。
此外,作为贯通电极67、68并不局限于上述的情况,例如在贯通孔65、66中插入未 图示的金属销后，向贯通孔65、66与金属销之间填充玻璃料然后烧成来形成也可。而且，也 可为埋入设置于贯通孔65、66内的导电性粘接剂。
在基底基板51的上表面侧(接合盖基板52的接合面一侧)，用导电性材料构图有 一对迂回电极70、71。一对迂回电极70、71之中，一个迂回电极70在一端侧覆盖贯通电极 67,并且另一端侧向基底基板51的长度方向(L2方向)的中心部延伸。此外,另一迂回电极 71在一端侧覆盖贯通电极68，并且另一端侧向基底基板51的长度方向(L2方向)的中心部 延伸。因而，各迂回电极70、71的另一端侧配置在基底基板51中长度方向(L2方向)的相 同位置，具体而言压电振动片60中与侧臂46的前端部46a对应的位置。
然后，在这一对迂回电极70、71的另一端侧形成有分别由金等构成的凸点(bump) B。以使基部12的装配电极接触于这些凸点B的状态装配压电振动片60。由此，压电振动 片60以从基底基板51的上表面浮起的状态被支撑，并且成为与迂回电极70、71分别电连 接的状态。
在本实施方式中，在侧臂46的前端部46a形成有装配电极，该装配电极经由凸点 B而与迂回电极70、71连接。
此外,在基底基板51的下表面形成有与一对贯通电极67、68分别电连接的外部电 极 72、73。
在使这样构成的压电振动器50工作的情况下，对形成在基底基板51的外部电极72、73施加既定的驱动电压。由此，能够使电流在压电振动片60的激振电极中流过，并能使 一对振动臂部10、11以既定的频率在互相接近/分离的方向上振动。然后，利用该一对振 动臂部10、11的振动，能够作为时刻源、控制信号的定时原、参考信号源等利用压电振动器 50。
依据本实施方式的压电振动器50，由于具备具有稳定的振动特性并且难以发生外 部撞击引起的振动臂部10、11的破损的高品质的压电振动片60，所以能够做成工作可靠性 及耐久性得到提高的高品质的压电振动器50。
(振荡器)接着，参照图20，对本发明的振荡器的一实施方式进行说明。
本实施方式的振荡器110如图20所示，将压电振动器50构成为电连接至集成电 路111的振子。该振荡器110具备安装了电容器等的电子部件112的基板113。在基板113 安装有振荡器用的上述集成电路111，在该集成电路111的附近安装有压电振动器50。这 些电子部件112、集成电路111及压电振动器50通过未图示的布线图案分别电连接。此外， 各构成部件通过未图示的树脂来模制(mould)。
在这样构成的振荡器110中，对压电振动器50施加电压时,压电振动器50内的压 电振动片60振动。通过压电振动片60所具有的压电特性，将该振动转换为电信号，以电信 号方式输入至集成电路111。通过集成电路111对输入的电信号进行各种处理，以频率信号 的方式输出。从而，压电振动器50作为振子起作用。
此外，根据需求有选择地设定集成电路111的结构,例如RTC (实时时钟)模块等， 除了钟表用单功能振荡器等之外，还能够附加控制该设备或外部设备的工作日期、时刻，或 者提供时刻、日历等的功能。
如上所述，依据本实施方式的振荡器110，由于具备上述的压电振动器50，能做成 同样地工作可靠性及耐久性得到提高的振荡器110。
(电子设备)接着，参照图21，就本发明的电子设备的一实施方式进行说明。此外作为电子设备，举 例说明了具有上述压电振动器50的便携信息设备(电子设备)120。
在此，本实施方式的便携信息设备120例如以便携电话为代表，发展并改良现有 技术中的手表。外观类似于手表，在相当于文字盘的部分配有液晶显示器，能够在该画面上 显示当前的时刻等。此外，在作为通信机而利用的情况下，从手腕取下，通过内置于表带的 内侧部分的扬声器和麦克风而能够进行与现有技术的便携电话相同的通信。然而，与现有 的便携电话相比较，明显小型化且轻型化。
下面，对本实施方式的便携信息设备120的结构进行说明。如图21所示，该便携 信息设备120具备压电振动器50和供电用的电源部121。电源部121例如由锂二次电池构 成。进行各种控制的控制部122、进行时刻等的计数的计时部123、与外部进行通信的通信 部124、显示各种信息的显示部125、和检测各功能部的电压的电压检测部126，与该电源部 121并联连接。而且，通过电源部121来对各功能部供电。
控制部122控制各功能部，进行声音数据的发送及接收、当前时刻的测量、显示等 的整个系统的动作控制。此外，控制部122具备预先写入程序的ROM、读取写入到该ROM的 程序并执行的CPU、和作为该CPU的工作区使用的RAM等。
计时部123具备内置了振荡电路、寄存器电路、计数器电路及接口电路等的集成电路和压电振动器50。对压电振动器50施加电压时压电振动片60振动，通过水晶所具有的压电特性，该振动被转换为电信号，以电信号的方式输入到振荡电路。振荡电路的输出被二值化，通过寄存器电路和计数器电路来计数。然后，通过接口电路，与控制部122进行信号的发送与接收，在显示部125显示当前时刻、当前日期或者日历信息等。
通信部124具有与现有的便携电话相同的功能，具备无线电部127、声音处理部 128、切换部129、放大部130、声音输入输出部131、电话号码输入部132、来电音发生部133 及呼叫控制存储器部134。
通过天线135，无线电部127与基站进行收发声音数据等各种数据的交换。声音处理部128对从无线电部127或放大部130输入的声音信号进行编码及解码。放大部130 将从声音处理部128或声音输入输出部131输入的信号放大到既定电平。声音输入输出部 131由扬声器或麦克风等构成，扩大来电音、受话声音，或者将声音拢音。
此外，来电音发生部133响应来自基站的呼叫而生成来电音。切换部129仅在来电时，通过将连接在声音处理部128的放大部130切换到来电音发生部133，在来电音发生部133中生成的来电音经由放大部130输出至声音输入输出部131。
此外，呼叫控制存储器部134存放与通信的呼叫及来电控制相关的程序。此外，电话号码输入部132具备例如O至9的号码键及其它键，通过按压这些号码键等，输入通话目的地的电话号码等。
电压检测部126在通过电源部121对控制部122等的各功能部施加的电压小于既定值时，检测其电压降后通知控制部122。这时的既定电压值是作为使通信部124稳定动作所需的最低限的电压而预先设定的值，例如，3V左右。从电压检测部126收到电压降的通知的控制部122禁止无线电部127、声音处理部128、切换部129及来电音发生部133的动作。 特别是，停止耗电较大的无线电部127的动作是必需的。而且，显示部125显示通信部124 由于电池余量的不足而不能使用的提示。
S卩，能够由电压检测部126和控制部122禁止通信部124的动作并在显示部125 显示该提示。该显示可以是文字消息，但作为更直观的显示，也可以在显示于显示部125的显示面的上部的电话图标打“X (叉)”标记。
此外，通过具备能够有选择地截断与通信部124的功能相关的部分的电源的电源截断部136，能够更加可靠地停止通信部124的功能。
如上所述，依据本实施方式的便携信息设备120，由于具备上述的压电振动器50， 能做成同样地工作可靠性及耐久性得到提高的便携信息设备120。
(电波钟)接着，参照图22，对本发明的电波钟的一实施方式进行说明。
如图22所示，本实施方式的电波钟140具备电连接到滤波部141的压电振动器 50，是接收包含时钟信息的标准电波，并具有自动修正为正确的时刻并加以显示的功能的钟表。
在日本国内，在福岛县(40kHz )和佐贺县(60kHz )有发送标准电波的发送站(发送局)，分别发送标准电波。40kHz或60kHz这样的长波兼有沿地表传播的性质和在电离层和地表边反射边传播的性质，因此其传播范围宽，且由上述的两个发送站覆盖整个日本国内。
以下，对电波钟140的功能性结构进行详细说明。
天线142接收40kHz或60kHz长波的标准电波。长波的标准电波是将被称为定时 码的时刻信息AM调制为40kHz或60kHz的载波。所接收的长波的标准电波由放大器143 放大，由具有多个压电振动器50的滤波部141滤波并调谐。本实施方式中的压电振动器50 分别具备与上述载波频率相同的40kHz及60kHz的谐振频率的水晶振动器部148、149。
而且，滤波后的既定频率的信号通过检波、整流电路144来检波并解调。接着，经 由波形整形电路145而抽出定时码，由CPU146计数。在CPU146中，读取当前的年、累积日、 星期、时刻等的信息。被读取的信息反映于RTC147，显示出正确的时刻信息。
由于载波为40kHz或60kHz，所以水晶振动器部148、149优选具有上述的音叉型结 构的振动器。
此外，虽然上述的说明由日本国内的示例表示，但长波的标准电波的频率在海外 是不同的。例如，在德国使用77.5KHZ的标准电波。所以，在将即使在海外也能够对应的电 波钟140装入便携设备的情况下，还需要与日本的情况不同的频率的压电振动器50。
如上所述，依据本实施方式的电波钟140，由于具备上述的压电振动器50，能做成 同样地工作可靠性及耐久性得到提高的电波钟140。
以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但具体的结构并不限于这 些实施方式，还包含不超出本发明的宗旨的范围的设计变更等。
例如，在上述实施方式中，对表面安装型的压电振动器50采用了本发明的压电振 动片，但并不限于此，在柱式(cylinder)封装型的压电振动器采用本发明的压电振动片也可。
除此之外，只要不超出本发明的宗旨，可以对上述实施方式中列举的结构进行取 舍选择或者适宜变更为其它结构。
(实施例)在此，就将图1所示的上述实施方式的压电振动片I和现有的压电振动片从200cm高 处落下，实际确认其前后谐振频率F偏移多少，或是否发生破损的实施例进行说明。
再者，这里所说的破损是指包括起因于蚀刻残余16的应力集中导致的振动臂部 10、11的裂痕、破断等的破损。
此外，本发明的压电振动片I和现有的压电振动片都是用水晶圆片20制造，其尺 寸、形状均相同。但是，在本发明的压电振动片I的情况下，利用形成有切口部23的掩模图 案22进行湿蚀刻的蚀刻加工，从而形成外形，在这一点上与现有的不同。
在相同的条件下对本发明的压电振动片I和现有的压电振动片进行上述落下实 验，分别以22个样品进行。这时，对I个样品反复3次进行落下实验。
其结果，如图23 图26所示，在本发明的压电振动片I的情况下，未确认到破损， 即破损率为O。与此相对，在现有的压电振动片的情况下，22个样品中有7个破损，其破损 率为31. 8%ο
此外，关于谐振频率的偏移量(ppm)，确认到现有的压电振动片比本发明的压电振 动片I偏移量明显大。
由此，能够实际确认这样的作用效果，即，依据本发明，股部15中的蚀刻残余16比 现有的少，从而具有稳定的振动特性，并且能够得到难以发生外部撞击引起的振动臂部10、11的破损的压电振动片I。 标号说明
0…中心轴；1、30、35、40、45、60…压电振动片;10、11…振动臂部;10b、Ilb…振动臂部的基端部；12…基部；20…水晶圆片(压电圆片)；21…蚀刻保护膜；22…掩模图案；22a…掩模图案的股部对应部分；23…切口部；50…压电振动器；51…基底基板；52…盖基板；53-封装件；110…振荡器；111…集积电路；120…便携信息设备(电子设备)；123…计时部；140…电波钟；141…滤波部。
权利要求
1.一种压电振动片的制造方法，其中压电振动片具备夹着中心轴而互相平行地配置的一对振动臂部；和在该一对振动臂部的长度方向上将基端部一体地悬臂支撑的基部，所述制造方法的特征在于 具备外形形成工序，该工序中对压电圆片进行蚀刻加工，从该压电圆片形成所述压电振动片的外形形状， 所述外形形成工序具备 掩模图案形成工序，在压电圆片的两主面上形成蚀刻保护膜，利用光刻技术从该蚀刻保护膜形成与所述压电振动片的外形形状对应的掩模图案；以及 蚀刻工序，以所述掩模图案为掩模，从两主面侧对所述压电圆片进行湿蚀刻的蚀刻加工， 在进行所述掩模图案形成工序时，对所述掩模图案中用于形成位于所述一对振动臂部的基端部间的股部的股部对应部分，形成沿着所述一对振动臂部的长度方向向所述基部侧延伸的狭缝状的切口部。
2.根据权利要求1所述的压电振动片的制造方法，其特征在于 所述切口部在切口长度的整个部分中具有恒定的切口宽度。
3.根据权利要求1或2所述的压电振动片的制造方法，其特征在于 所述切口部沿着所述中心轴而形成。
4.一种压电振动片，其特征在于用权利要求1所述的压电振动片的制造方法来制造。
5.—种压电振动器,其特征在于,具备 权利要求4所述的压电振动片；以及 封装件，该封装件具有互相接合的基底基板和盖基板，在两基板之间形成的空腔内收纳所述压电振动片。
6.一种振荡器，其特征在于权利要求5所述的压电振动器，作为振子与集成电路电连接。
7.一种电子设备，其特征在于权利要求5所述的压电振动器与计时部电连接。
8.一种电波钟，其特征在于权利要求5所述的压电振动器与滤波部电连接。
全文摘要
本发明得到能减小位于一对振动臂部间的股部中的蚀刻残余，并具有稳定的振动特性的同时，难以发生外部撞击引起的振动臂部的破损的高品质的压电振动片。具备一对振动臂部和将这些振动臂部的基端部一体地支撑的基部的音叉型压电振动片的制造方法，具备蚀刻加工压电圆片(20)而形成压电振动片的外形形状的外形形成工序，该外形形成工序包括在压电圆片的两主面上形成蚀刻保护膜后，从该保护膜形成与压电振动片的外形形状对应的掩模图案(22)的工序；以及以掩模图案为掩模对压电圆片进行湿蚀刻加工的工序，在掩模图案之中，用于形成股部的股部对应部分(22a)形成有沿着振动臂部的长度方向向基部侧延伸的狭缝状的切口部(23)。
文档编号H03H9/02GK103036519SQ20121036844
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月28日 优先权日2011年9月30日
发明者有松大志 申请人:精工电子有限公司