专利名称：压电振子及其制造方法以及压电振子用盖的制作方法
技术领域：
本发明涉及压电振子及其制造方法以及压电振子用盖。
技术背景众所周知在封装内固定压电振动片并用盖密封的方案，以及使用设 置有在密封后以光学方式可识别内部的窗部件的盖的方案(专利文献l)。 在窗部件的安装过程中，在金属框体的开口部配置尺寸比开口部的直径 小且厚度比金属框体大的玻璃，用热将其软化后压延，并对从金属框体 突出的玻璃进行研磨。这样，研磨时玻璃有破裂的危险。而且，在专利 文献1中，金属框体的整个内壁面形成曲面，因此，若对金属框体及玻 璃施加相对于厚度方向偏移的力或在对玻璃进行压缩/伸展的方向上的 力，则容易应力集中、容易破损。尤其是为了使压电振子扁平化，需要 使盖变薄，在该情况下特别容易破损。专利文献l:日本特开2005-191314号公报发明内容本发明的目的在于提供具有难以破损的光透射性窗部件的压电振子用盖。(l沐发明的压电振子具有压电振动片，其具有振动臂和形成于上述振动臂上的金属膜； 封装，其包括固定有上述压电振动片的底部和包围上述底部的框壁 部，并在上述底部的上方具有开口；以及盖，其具有框体和光透射性部件，上述框体具备贯通表面及背面的 贯通孔，上述光透射性部件位于上述贯通孔中且具备上表面及下表面， 上述光透射性部件的上述下表面配置成与上述金属膜相向，上述盖与上述底部及上述框壁部交叠，堵住上述封装的上述开口，在上述表面及上述背面的至少一方的开口端部，上述贯通孔具有通 过曲面与上述表面或上述背面连接的曲面内壁面，在上述框体的厚度方 向上的一部分上，上述贯通孔具有与上述表面及上述背面垂直的垂直内 壁面，上述光透射性部件与上述垂直内壁面的至少一部分以及上述曲面内 壁面的至少一部分紧密接触。根据本发明，由于在贯通孔中存在与表面 及背面垂直的垂直内壁面，因此在该部分中，即使对光透射性部件及框 体施加相对于厚度方向的力，应力也会分散，所以光透射性部件不易破损o(2) 在该压电振子中，在上述表面的上述开口端部，上述贯通孔具有通过上述曲面与上述 表面连接的第1上述曲面内壁面，在上述背面的上述开口端部，上述贯 通孔具有通过上述曲面与上述背面连接的第2上述曲面内壁面，上述第1曲面内壁面的曲率半径大于上述第2曲面内壁面的曲率半径。(3) 在该压电振子中，上述光透射性部件的上述上表面及上述下表面的至少一方与上述盖 的上述表面或上述背面处于同一平面。(4) 在该压电振子中，上述光透射性部件的上述上表面及上述下表面的至少一方从上述盖 的上述表面或上述背面突出。(5) 在该压电振子中， 上述贯通孔呈圆形的开口形状。(6) 在该压电振子中，在上述金属膜上形成有通过激光光束形成的孔。(7) 本发明的压电振子用盖，是与固定压电振动片的封装交叠以便堵住上述封装的开口的盖，该压电振子用盖具有框体，其具有贯通表面及背面的贯通孔；以及光透射性部件，其具有上表面及下表面，并以上述上表面朝向与上 述表面相同的方向且上述下表面朝向与上述背面相同的方向的方式位于 上述贯通孔中，在上述表面及上述背面的至少一方的开口端部，上述贯通孔具有通 过曲面与上述表面或上述背面连接的曲面内壁面，在上述框体的厚度方 向上的一部分上，上述贯通孔具有与上述表面及上述背面垂直的垂直内 壁面，上述光透射性部件与上述垂直内壁面的至少一部分以及上述曲面内 壁面的至少一部分紧密接触。根据本发明，由于在贯通孔中存在与表面 及背面垂直的垂直内壁面，因此在该部分中，即使对光透射性部件及框 体施加相对于厚度方向的力，应力也会分散，所以光透射性部件不易破 损。(8) 在该压电振子用盖中，在上述表面的上述开口端部，上述贯通孔具有通过上述曲面与上述 表面连接的第1上述曲面内壁面，在上述背面的上述开口端部，上述贯 通孔具有通过上述曲面与上述背面连接的第2上述曲面内壁面，上述第1曲面内壁面的曲率半径大于上述第2曲面内壁面的曲率半径。(9) 在该压电振子用盖中，上述光透射性部件的上述上表面及上述下表面的至少一方与上述盖 的上述表面或上述背面处于同一平面。(10) 在该压电振子用盖中，上述光透射性部件的上述上表面及上述下表面中的至少一方从上述 盖的上述表面或上述背面突出。(11) 在该压电振子用盖中， 上述贯通孔呈圆形的幵口形状。(12) 本发明的压电振子的制造方法包括以下工序 形成包括框体及光透射性部件的盖的工序，在贯通具备表面及背面8的上述框体的上述表面及上述背面的贯通孔内，配置厚度大于上述框体 的上述光透射性部件，对上述光透射性部件和盖进行加热，利用相向的 一对平行面按压上述光透射性部件，使上述光透射性部件变形，以便具有上表面及下表面并与上述贯通孔的内壁面紧密接触；固定工序，准备封装，所述封装包括底部和包围上述底部的框壁部， 并在上述底部的上方具有开口 ，将具有振动臂及形成于上述振动臂上的 金属膜的压电振动片固定在上述底部上；以及堵住上述封装的上述开口的工序，以上述光透射性部件的上述下表 面与上述金属膜相向的方式配置上述盖，将上述框壁部与上述盖接合， 利用上述盖来堵住上述封装的上述开口，在上述表面及上述背面的至少一方的开口端部，上述贯通孔具有通 过曲面与上述表面或上述背面连接的曲面内壁面，在上述框体的厚度方 向上的一部分上，上述贯通孔具有与上述表面及上述背面垂直的垂直内 壁面，上述光透射性部件与上述垂直内壁面的至少一部分以及上述曲面内 壁面的至少一部分紧密接触。根据本发明，由于在贯通孔中存在与表面 及背面垂直的垂直内壁面，因此在该部分中，即使对光透射性部件及框 体施加相对于厚度方向的力，应力也会分散，所以光透射性部件不易破 损。(13) 在该压电振子的制造方法中，形成上述盖的工序包括在载物台上以使上述背面与上述载物台相 向的方式来载置上述框体，借助上述贯通孔在上述载物台上载置上述光 透射性部件，利用与上述载物台相向的压力机来按压上述光透射性部件，在上述表面的上述开口端部，上述贯通孔具有通过上述曲面与上述 表面连接的上述曲面内壁面。(14) 在该压电振子的制造方法中，该压电振子的制造方法还包括用激光光束去除上述金属膜的一部分 的工序，去除上述金属膜的一部分的工序是在由上述盖堵住上述封装的上述开口后，通过上述光透射性部件照射上述激光光束而进行的。(15)在该压电振子的制造方法中，该压电振子的制造方法还包括抽真空工序在由上述盖堵住上述封 装的上述开口后，经由形成于上述封装上的通气孔，使被上述盖堵住的 上述封装内形成真空后堵住上述通气孔，在上述抽真空工序后，进行去除上述金属膜的一部分的工序。(16)在该压电振子的制造方法中，在将上述压电振动片固定在上述底部上的工序前，也进行去除上述 金属膜的一部分的工序。
图1是表示本发明实施方式的压电振子中使用的压电振动片(音叉型 压电振动片)的俯视图。图2是图1所示压电振动片10的沿II-II线的剖面放大图。 图3是表示本发明实施方式的压电振子的俯视图。 图4是除去图3所示压电振子的框壁部的一部分后的侧视图。 图5是图3所示压电振子的仰视图。图6是本发明实施方式的压电振子用盖的局部放大剖面图。 图7是表示本发明实施方式的压电振子用盖的变形例的图。 图8是表示本发明实施方式的压电振子用盖的变形例的图。 图9是说明盖的形成方法的图。图IO是说明本发明实施方式的压电振子的制造方法的图。 图11是表示本发明的比较例的压电振子用盖的图。
具体实施方式
(压电振动片(组装到压电振子之前))图1是表示本发明实施方式的压电振子中使用的压电振动片(音叉型 压电振动片)的俯视图。另外，压电振动片10的仰视图表现为与俯视图对 称。压电振动片10由石英、钽酸锂、铌酸锂等的压电材料构成。压电振动片10包括基部12和从基部12延伸的一对振动臂14。图2是图i所示压电振动片io的沿n-n线的剖面放大图。振动臂14具有彼此朝向相反方向的表背面16和在两侧连接表背面16的第1及 第2侧面20、 22。一方(图1左侧)的振动臂14的第1侧面20与另一方(图1右侧)的振 动臂14的第2侧面22相向排列。第1侧面20形成为在由表背面16的 间隔所定义的振动臂14的厚度的中央方向上变高的山型(参照图2)。第1 侧面20描绘的山型的高度大于由第1及第2侧面20、 22的间隔所定义 的振动臂14的宽度的0%且小于等于该宽度的12.5%。在与基部12连接的根部24中，振动臂14的宽度随着靠近基部12 侧而逐渐加宽，以较宽宽度与基部12连接，因此刚性变高。振动臂14 包含第1锥部26，该第1锥部26的由第1及第2侧面20、 22的间隔所 定义的宽度从基部12开始随着靠近前端而逐渐变细。通过形成第1锥部 26，振动臂14变得易于振动。在比第1锥部26更靠近前端的位置，振 动臂14包含第2锥部28，该第2锥部28的宽度从第1锥部26开始随着 靠近前端而逐渐变粗。第2锥部28起锤的作用，因此可降低振动频率。 振动臂14形成为，连接第1锥部26及第2锥部28的宽度变更点位于比 长槽30更靠近前端的位置处。在振动臂14中，在表背面16分别形成沿长度方向延伸的长槽30。 借助长槽30，振动臂14变得容易运动，可高效地振动，因此可降低CI 值。长槽30具有振动臂14的长度的50 70°/。的长度。另外，长槽30具 有振动臂14的宽度的60 90%的宽度。长槽30包括与第1侧面20背靠背延伸的第1内面32、和与第2侧 面22背靠背延伸的第2内面34。与第2内面34相比，第l内面32相对 于表背面16的角度更接近垂直。第1内面32可以是平坦面。第2内面 34也可以是平坦面，但是图2所示示例中，由不同角度的面连接而成。 与第2内面34相比，第1及第2侧面20、 22相对于表背面16的角度(与 表背面16连接的部分的角度)更接近垂直。压电振动片10包含一对支持臂36。 一对支持臂36从基部12开始在与一对振动臂14延伸的方向交叉的方向上分别向彼此相反的方向延 伸，再向一对振动臂14的延伸方向弯曲并进一步延伸。通过弯曲，使支 持臂36小型化。支持臂36是安装在封装60上的部分，通过支持臂36 的安装，振动臂14及基部12成为悬空的状态。在基部12上，在彼此相向的方向形成一对切口 38，以便在振动臂 14的与表背面16同一侧的面上呈现中间变细的形状。在一对支持臂36 从基部12延伸并弯曲的方向的一侧， 一对切口 38分别与一对支持臂36 相邻地形成在基部12上。通过切口 38，振动臂14的振动的传递被隔断， 因此可抑制振动经由基部12和支持臂36传递到外部(振动泄漏)，可防止 CI值的上升。切口 38的长度(深度)在可确保基部12的强度的范围内越 长(深)则振动泄漏抑制效果越大。 一对切口 38间的宽度(一对切口 38所 夹持部分的宽度)可以小于或大于一对振动臂14的相向的第1及第2侧面 20、 22的间隔，可以小于或大于一对振动臂14的彼此朝向相反方向的第 1及第2侧面20、 22的距离。在振动臂14上形成有励振电极膜。励振电极膜也可以是包含具有 100A以上300A以下厚度的底层Cr膜和在Cr膜上形成的具有200A以 上500A以下厚度的An膜的多层构造。Cr膜与石英的紧密接触性高， Au膜的电阻低，不易氧化。励振电极膜包括分别形成在第1及第2侧面 20、 22的第1及第2侧面电极膜42、 44和分别形成在第1及第2内面 32、 34的第1及第2内面电极膜46、 48。由励振电极膜构成第1及第2 励振电极50、 52。第1励振电极50包括形成在长槽30上的第1及第2内面电极膜46、 48。形成在一个长槽30上的第1及第2内面电极膜46、 48，相互连续地 形成并电连接。形成在表背面16的一方(例如表面)的长槽30上的第1及 第2内面电极膜46、 48与形成在表背面16的另一方(例如背面)的长槽 30上的第1及第2内面电极膜46、 48电连接。即，分别形成在表背面 16上的一对第1励振电极50电连接。另外，形成在一方的振动臂14上 的一对第1励振电极50，与分别形成在基部12上的表背面16上的引出 电极53连接，这些引出电极53通过与另一方的振动臂14的第1或第2侧面电极膜42、 44连接，从而第1励振电极50与第1或第2侧面电极 膜42、 44电连接。第2励振电极52包含第1及第2侧面电极膜42、 44。另外，第1 及第2侧面电极膜42、 44电连接。该电连接通过连接电极54实现，该 连接电极54形成在振动臂14的没有形成长槽30的部分中、表背面16 的至少一方(或者双方)上。形成在一方的振动臂14上的第1励振电极50与形成在另一方的振 动臂14上的第2励振电极52通过基部12上的引出电极53电连接。引 出电极53 —直形成到排列在形成有第2励振电极52的振动臂14的附近 的支持臂36上。引出电极53形成在支持臂36的表背面16(或甚至侧面)。 在支持臂36上，可将引出电极53作为与外部进行电连接的连接部。振动臂14中，在表背面16的至少一方上形成有第1及第2金属膜 56、 58。表背面16是指构成振动臂14的材料的面，第1及第2金属膜 56、 58直接形成于表背面16上，励振电极膜避开第1及第2金属膜56、 58而形成。第1金属膜56形成得比第2金属膜58更靠近振动臂14的前 端。另外，第1金属膜56形成得比第2金属膜58厚。第1及第2金属膜56、 58起振动臂14的锤的作用，通过去除其一 部分，可调节锤的重量。振动臂14的前端部的重量越重则振动臂14的 振动频率越小，越轻则振动臂14的振动频率越大。利用此特性可进行频 率调节。在第1金属膜56上形成孔57。孔57的一部分贯通，使振动臂 14的表背面16露出。(压电振动片的动作)在本实施方式中，通过在第1侧面电极膜42和第1内面电极膜46 之间施加电压，在第2侧面电极膜44和第2内面电极膜48之间施加电 压，使振动臂14的一个侧端伸长，另一个侧端縮短，使振动臂14弯曲 而振动。换言之，在一个振动臂14中，在第1及第2励振电极50、 52 间施加电压，使振动臂14的第1及第2侧面20、 22伸缩，从而使振动 臂14振动。另外可明白，在振动臂14的70%的范围内，第1及第2励 振电极50、 52越长，则CI值越低。图2是说明本实施方式的压电振动片10的动作的图。如图2所示， 对一方的振动臂14的第1及第2励振电极50、 52施加电压，对另一方 的振动臂14的第1及第2励振电极50、 52施加电压。这里，为了使一 方(左侧)的振动臂14的第1励振电极50和另一方(右侧)的振动臂14的第 2励振电极52成为相同电位(图2的例中为正电位)，以及使一方(左侧) 的振动臂14的第2励振电极52和另一方(右侧)的振动臂14的第1励振 电极50成为相同电位(图2的例中为负电位)，第1励振电极50及第2励 振电极52通过交叉布线与交流电源连接，被施加作为驱动电压的交变电 压。通过施加电压，如图2中箭头所示产生电场，由此，振动臂14以成 为彼此反相振动(振动臂14的前端侧彼此接近/离开)的方式被激励而弯 曲振动。并且，调节交变电压，以在基本模态下振动。(压电振子)图3是本发明实施方式的压电振子的俯视图，图4是除去图3所示 压电振子的框壁部的一部分后的侧视图。图5是图3所示压电振子的仰 视图。在组装到压电振子的压电振动片10中，在第2金属膜58上形成孔 59。振动臂14的表背面16从孔59露出。压电振子具有封装60。封装60包含固定压电振动片10的底部62 和包围底部62的框壁部64。在底部62形成用于进行抽真空的通气孔66， 通气孔66被由钎料(AuGe等)构成的密封部68堵住。在封装60的底部62固定有压电振动片10。支持臂36固定在底部 62，振动臂14形成从封装60悬空的状态。底部62在与振动臂14的前 端部相向的区域形成得较低，即使振动臂14弯曲也不易接触底部62。使 用导电性粘接剂70，使支持臂36上的引出电极53(参照图l)和在底部62 形成的布线72电连接。布线72与封装60的下表面的外部电极74电连 接。另外，压电振动片10具有2个支持臂36，在封装60中形成2个外 部电极74， 一方的支持臂36上的引出电极53与一方的外部电极74电连 接，另一方的支持臂36上的引出电极53与另一方的外部电极74电连接。 外部电极74通过钎焊被电连接，并安装在电路基板(未图示)上。封装60可以整体由金属形成，但是在主要以陶瓷等的非金属形成的 情况下，框壁部64的上端面76被金属喷镀。例如，在框壁部64的非金 属部上，依序层叠Mo(或W)膜、Ni膜及Au膜，上端面76由Au构成。 上端面76呈包围底部62的上方的形状。隔着例如由包含Ag的合金构成的钎料层78，在上端面76上固定环 80。环80与上端面76的法线方向重合，无缝隙地包围底部62的上方。 环80用于接缝焊接，例如由KOVAR (可伐合金)构成。在环80上固定 盖100。(压电振子用盖)图6是本发明实施方式的压电振子用盖的局部放大剖面图。盖100 与固定有压电振动片10的封装60的法线方向重合，堵住封装60的开口 。 盖100包含具有贯通表面102及背面104的贯通孔106的框体108。框体 108的表面102及背面104也是盖100的表面102及背面104。贯通孔106 呈圆形的开口形状。在框体108的厚度方向的一部分(至少中间部)，贯 通孔106具有与表面102及背面104垂直的垂直内壁面110。在表面102 及背面104中的至少一方的开口端部，贯通孔106具有通过曲面(「曲面」 意味着圆角。以下相同。)与表面102或背面104连接的曲面内壁面U2。 在图6的例子中，仅仅在表面102(与封装60相反一侧的面)的开口端部 形成曲面内壁面112，背面104(封装60侧的面)的开口端部与背面104形 成为直角。在该情况下，垂直内壁面110形成至背面104的开口端部为 止。按照本实施方式，由于在贯通孔106中存在与表面102及背面104 垂直的垂直内壁面IIO，因此在该部分中，即使对光透射性部件114及框 体108施加相对于厚度方向的力，应力也会分散，所以光透射性部件不 易破损。另外，可延长表面102和背面104之间的密封路径。另外，由 于与光透射性部件114的曲面内壁面112相向的面形成为曲面，因此产 生裂纹的可能性低。关于这一点，若由垂直内壁面110和平坦的锥面形 成贯通孔106，则由此形成突出的角，由于应力集中，导致容易在光透射 性部件114中产生裂纹。另外，如图11的比较例那样在框体408的内壁面整体形成曲面时，若施加压縮/拉伸玻璃的方向的力，则应力集中到内壁面的顶点P，在光透射性部件414中容易产生裂纹。盖100包含由玻璃或树脂等的因热而软化的材料形成的光透射性部 件114。光透射性部件114至少在中央部具有平行的上表面116及下表面 118。在光透射性部件114的端部形成圆角120。端部的圆角120在盖100 的上表面的法线方向上与框体108的贯通孔106的曲面内壁面112重合。 光透射性部件114位于贯通孔106中，其上表面116朝向与框体108的 表面102相同的方向、且其下表面118朝向与框体108的背面104相同 的方向。光透射性部件114与垂直内壁面110的至少一部分(例如全部) 和曲面内壁面112的至少一部分(例如，除了与框体108的表面102或背 面104连接的部分外的、仅与垂直内壁面110连接的部分)紧密接触。光 透射性部件114的上表面116及下表面118的至少一方与框体108的表 面102或背面104处于同一平面(不从表面102或背面104突出的形状)。 但是，在图6所示例中，在框体108的表面102和光透射性部件114的 上表面116之间，通过贯通孔106的曲面内壁面112和光透射性部件114 的圆角120形成槽。在图7所示变形例中，在表面202的开口端部，贯通孔206具有通 过曲面与表面202连接的第1曲面内壁面212，在背面204的开口端部， 贯通孔206具有通过曲面与背面204连接的第2曲面内壁面214。第1曲 面内壁面212的曲率半径比第2曲面内壁面214的曲率半径大。若采用 这样的方式，则在施加厚度方向上的力的情况下，可实现有效的应力分 散。具体地说，当在第1曲面内壁面212与光透射性部件220的界面施 加从上表面216向下表面218的方向的力时，压縮应力起作用。另一方 面，当在第2曲面内壁面214与光透射性部件220的界面施加从下表面 218向上表面216的方向的力时，压縮应力起作用。通过这些压縮应力， 可降低在垂直内壁面210和光透射性部件220之间作用的剪切应力，因 此可提高框体208和光透射性部件220的接合强度。在图7所示变形例中，在与后述的将光透射性部件114按压到贯通 孔206中同样的工序中，以背面204朝向载物台130的状态按压光透射性部件220。在该工序中，将光透射性部件220放入第2曲面内壁面214 和载物台130之间，顶起框体208的力起作用，光透射性部件220从框 体208的背面204溢出。但是，第2曲面内壁面214的曲率半径比第1 曲面内壁面212的曲率半径小，因此，与颠倒框体208的表背进行按压 的情况相比，可相对减小光透射性部件220从框体208的背面204溢出 的量。这里，第1曲面内壁面212的曲率半径比第2曲面内壁面214的 曲率半径大，因此，从光透射性部件220的上表面216朝向下表面218 的方向的力所对应的框体208与光透射性部件220之间的接合强度，比 其反方向的力所对应的接合强度高。而且，盖200的与第2曲面内壁面 214连接的背面204配置成与封装60相向，即，将第2曲面内壁面214 连接的背面204配置在内侧。其结果，抵抗从其外部作用向内部的力的 能力变强，可提供可靠性高的压电振子。另外，图7所示框体208的制 造方法具有从表面向背面方向冲压板状材料的工序和研磨背面的工序。在图8所示变形例中，光透射性部件314的上表面316及下表面318 的至少一方(例如上表面316)从框体308的表面302或背面304(例如表面 302)突出。盖100配置成使光透射性部件114的下表面118与第2金属膜58相 向，在该盖100的法线方向上与底部62及框壁部64重合，来堵住封装 60的开口。(压电振子的制造方法)压电振子的制造方法包含压电振动片10的形成。在由石英构成压电 振动片10的情况下，石英晶片采用在X轴、Y轴及Z轴组成的正交坐标 系中以Z轴为中心顺时针旋转0度到5度的范围而切出的石英Z板，并 以规定的厚度切断研磨而成。从一个石英晶片以连结的状态切出多个压 电振动片10，最终切断成单个的压电振动片10。在压电振动片10上形 成励振电极膜及第1及第2金属膜56、 58。在将压电振动片10固定到封装60中的工序前进行去除金属膜的一 部分的工序。即，在组装到压电振子之前(可以在将从石英晶片以连结的 状态切出的多个压电振动片10切断成单个之前或之后。)，通过去除第l17金属膜56的一部分(形成孔57)，来进行频率调节。也可采用激光光束进 行第1金属膜56的部分去除。由于第1金属膜56比第2金属膜58更靠 近振动臂14的前端，因此，使振动臂14易于振动(提高频率)的效果大。 而且，第1金属膜56形成得比第2金属膜58厚，因此，在以相同面积 进行去除的情况下，体积变大，所以该效果进一步增大。对第1金属膜 56进行的频率调节过程由于只是以粗略的调节为目的，因此可称为粗调。图9是说明盖的形成方法的图。压电振子的制造方法包含盖100的 形成。在盖100的形成过程中，在框体108的贯通孔106内配置厚度比 框体108大的光透射性部件114。当然，此时，光透射性部件114的外形 (例如直径)比贯通孔106的形状(例如内径)小。然后，加热光透射性部件 114和框体108，用相向的一对平行面按压光透射性部件114。例如，在 载物台130载置框体108，使背面104与载物台130相向，并借助贯通孔 106在载物台130上载置光透射性部件114，通过与载物台130相向的压 力机132来按压光透射性部件114。从而，使光透射性部件114变形为具 有平行的上表面116及下表面118，并与贯通孔106的内壁面(垂直内壁 面IIO及曲面内壁面112)紧密接触。按照本实施方式，由于在贯通孔106存在与表面102及背面104垂 直的垂直内壁面IIO，因此在该部分中，即使对光透射性部件114及框体 108施加相对于厚度方向上的力，应力也会分散，所以可使光透射性部件 114难以破损。另夕卜，由于与光透射性部件114的曲面内壁面112相向的 面是曲面，因此可降低裂纹产生的可能性。关于这一点，若由垂直内壁 面110和平坦锥面形成贯通孔106，则会形成突出的角，由于应力集中导 致在光透射性部件114中容易产生裂纹。图IO是说明本发明实施方式的压电振子的制造方法的图。在压电振 子的制造方法中，准备封装60。另外，在封装60的框壁部64，预先通 过钎焊固定环80。然后，在底部62固定压电振动片10。另外，压电振 子的制造方法包括以使光透射性部件114的下表面118与金属膜相向 的方式配置盖100，并接合框壁部64及盖IOO(框体108)。接合通过接缝 焊接进行。这样，由盖100堵住封装60的开口。在由盖100堵住封装60的开口后，借助形成在封装60上的通气孔 66，在由盖100堵住的封装60内形成真空，然后，用钎料134堵住通气 孔66。而且，压电振子的制造方法还包括去除第2金属膜58的一部分的工 序。该工序在由盖100堵住封装60的开口后(例如还在抽真空工序后)进 行。该工序通过光透射性部件114对第2金属膜58照射激光光束而进行。 第2金属膜58与第1金属膜56相比远离振动臂14的前端，因此，使振 动臂14易于振动(提高频率)的效果小，但是反过来说，由此可以进行微 调。而且，第2金属膜58形成得比第1金属膜56薄，因此在以相同面 积迸行去除的情况下体积较小，所以微调的效果进一步增大。本实施方式的压电振子的制造方法包含上述工序，还包含根据上述 压电振子的结构而显而易见的制造工序。C压电振子的应用例)使用上述压电振子可构成振荡器或传感器。若用包含压电振子的振 荡电路构成振荡器，则可获得频率精度高的交流信号。另外，使用压电 振子的传感器是利用压电振动片10的频率根据物理量而变动的特性来检 测该物理量的传感器。例如，可列举检测由温度、加速度产生的应力、 由角速度产生的科里奥利力等的传感器。本发明不限于上述的实施方式，可以有各种变形。例如，本发明包 含与实施方式所说明的结构实质上相同的结构(例如，功能、方法及结果 相同的结构或目的及结果相同的结构)。另外，本发明包含置换了实施方 式所说明的结构的非本质部分的结构。另外，本发明包含与实施方式所 说明的结构起到相同的作用效果的结构或可达到相同的目的的结构。另 外，本发明的实施方式所说明的结构中包含附加了公知技术的结构。
权利要求
1.一种压电振子，其特征在于，该压电振子具有压电振动片，其具有振动臂和形成于上述振动臂上的金属膜；封装，其包括固定有上述压电振动片的底部和包围上述底部的框壁部，并在上述底部的上方具有开口；以及盖，其具有框体和光透射性部件，上述框体具备贯通表面及背面的贯通孔，上述光透射性部件位于上述贯通孔中且具备上表面及下表面，上述光透射性部件的上述下表面配置成与上述金属膜相向，上述盖与上述底部及上述框壁部交叠，堵住上述封装的上述开口，在上述表面及上述背面的至少一方的开口端部，上述贯通孔具有通过曲面与上述表面或上述背面连接的曲面内壁面，在上述框体的厚度方向上的一部分上，上述贯通孔具有与上述表面及上述背面垂直的垂直内壁面，上述光透射性部件与上述垂直内壁面的至少一部分以及上述曲面内壁面的至少一部分紧密接触。
2. 根据权利要求1所述的压电振子，其特征在于， 在上述表面的上述幵口端部，上述贯通孔具有通过上述曲面与上述表面连接的第1上述曲面内壁面，在上述背面的上述开口端部，上述贯 通孔具有通过上述曲面与上述背面连接的第2上述曲面内壁面，上述第1曲面内壁面的曲率半径大于上述第2曲面内壁面的曲率半径。
3. 根据权利要求1或2所述的压电振子，其特征在于， 上述光透射性部件的上述上表面及上述下表面的至少一方与上述盖的上述表面或上述背面处于同一平面。
4. 根据权利要求1或2所述的压电振子，其特征在于， 上述光透射性部件的上述上表面及上述下表面的至少一方从上述盖的上述表面或上述背面突出。
5. 根据权利要求1 4中任一项所述的压电振子，其特征在于，上述贯通孔呈圆形的开口形状。
6. 根据权利要求1 5中任一项所述的压电振子，其特征在于， 在上述金属膜上形成有通过激光光束形成的孔。
7. —种压电振子用盖，其与固定压电振动片的封装交叠以便堵住上述封装的开口，其特征在于，该压电振子用盖具有 框体，其具有贯通表面及背面的贯通孔；以及光透射性部件，其具有上表面及下表面，并以上述上表面朝向与上 述表面相同的方向且上述下表面朝向与上述背面相同的方向的方式位于 上述贯通孔中，在上述表面及上述背面的至少一方的开口端部，上述贯通孔具有通 过曲面与上述表面或上述背面连接的曲面内壁面，在上述框体的厚度方 向上的一部分上，上述贯通孔具有与上述表面及上述背面垂直的垂直内 壁面，上述光透射性部件与上述垂直内壁面的至少一部分以及上述曲面内 壁面的至少一部分紧密接触。
8. 根据权利要求7所述的压电振子用盖，其特征在于， 在上述表面的上述开口端部，上述贯通孔具有通过上述曲面与上述表面连接的第1上述曲面内壁面，在上述背面的上述开口端部，上述贯 通孔具有通过上述曲面与上述背面连接的第2上述曲面内壁面，上述第1曲面内壁面的曲率半径大于上述第2曲面内壁面的曲率半径。
9. 根据权利要求7或8所述的压电振子用盖，其特征在于， 上述光透射性部件的上述上表面及上述下表面中的至少一方与上述盖的上述表面或上述背面处于同一平面。
10. 根据权利要求7或8所述的压电振子用盖，其特征在于， 上述光透射性部件的上述上表面及上述下表面中的至少一方从上述盖的上述表面或上述背面突出。
11. 根据权利要求7 10中任一项所述的压电振子用盖，其特征在上述贯通孔呈圆形的开口形状。
12. —种压电振子的制造方法，其特征在于，该压电振子的制造方法包括以下工序-形成包括框体及光透射性部件的盖的工序，在贯通具备表面及背面 的上述框体的上述表面及上述背面的贯通孔内，配置厚度大于上述框体 的上述光透射性部件，对上述光透射性部件和盖进行加热，利用相向的 一对平行面按压上述光透射性部件，使上述光透射性部件变形，以便具有上表面及下表面并与上述贯通孔的内壁面紧密接触；固定工序，准备封装，所述封装包括底部和包围上述底部的框壁部， 并在上述底部的上方具有开口，将具有振动臂及形成于上述振动臂上的 金属膜的压电振动片固定在上述底部上；以及堵住上述封装的上述开口的工序，以上述光透射性部件的上述下表 面与上述金属膜相向的方式配置上述盖，将上述框壁部与上述盖接合， 利用上述盖来堵住上述封装的上述开口，在上述表面及上述背面的至少一方的开口端部，上述贯通孔具有通 过曲面与上述表面或上述背面连接的曲面内壁面，在上述框体的厚度方 向上的一部分上，上述贯通孔具有与上述表面及上述背面垂直的垂直内 壁面，上述光透射性部件与上述垂直内壁面的至少一部分以及上述曲面内 壁面的至少一部分紧密接触。
13. 根据权利要求12所述的压电振子的制造方法，其特征在于， 形成上述盖的工序包括在载物台上以使上述背面与上述载物台相向的方式来载置上述框体，借助上述贯通孔在上述载物台上载置上述光 透射性部件，利用与上述载物台相向的压力机来按压上述光透射性部件， 在上述表面的上述开口端部，上述贯通孔具有通过上述曲面与上述 表面连接的上述曲面内壁面。
14. 根据权利要求12或13所述的压电振子的制造方法，其特征在于，该压电振子的制造方法还包括用激光光束去除上述金属膜的一部分的工序，去除上述金属膜的一部分的工序是在由上述盖堵住上述封装的上述 开口后，通过上述光透射性部件照射上述激光光束而进行的。
15. 根据权利要求14所述的压电振子的制造方法，其特征在于，该压电振子的制造方法还包括抽真空工序在由上述盖堵住上述封 装的上述开口后，经由形成于上述封装上的通气孔，使被上述盖堵住的 上述封装内形成真空后堵住上述通气孔，在上述抽真空工序后，进行去除上述金属膜的一部分的工序。
16. 根据权利要求14或15所述的压电振子的制造方法，其特征在于，在将上述压电振动片固定在上述底部上的工序前，也进行去除上述 金属膜的一部分的工序。
全文摘要
一种压电振子及其制造方法以及压电振子用盖。本发明的目的是提供具有难以破损的光透射性窗部件的压电振子用盖。压电振动片具有振动臂和形成在振动臂上的第1及第2金属膜。压电振子用盖具有具备贯通孔的框体；具备平行的上表面及下表面并位于贯通孔中的光透射性部件，光透射性部件的下表面配置成与第2金属膜相向。贯通孔在表面及背面的至少一方的开口端部，具有通过曲面与表面或背面连接的曲面内壁面，在框体的厚度方向上的一部分具有与表面及背面垂直的垂直内壁面。光透射性部件与垂直内壁面的至少一部分和曲面内壁面的至少一部分紧密接触。
文档编号H03H9/02GK101330282SQ200810128618
公开日2008年12月24日 申请日期2008年6月19日 优先权日2007年6月19日
发明者利根川幸弘, 原明稔, 石川贺津雄 申请人:爱普生拓优科梦株式会社