压电振动片的制造方法、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟的制作方法

专利名称：压电振动片的制造方法、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：
本发明涉及在振动腕部形成有沟部的压电振动片的制造方法、具有所述压电振动片的压电振动器、具有所述压电振动器的振荡器、电子设备及电波钟。
背景技术：
近年来，在便携电话或便携信息终端设备上，采用具有利用了水晶等作为时刻源或控制信号的定时源、参考信号源等的压电振动片的压电振动器。随着被搭载的设备的小型化，越来越希望该压电振动器进一步小型化。作为谋求小型化的方法，可以考虑几个方法，但作为其中之一，有利用在振动腕部的两面形成沟部的音叉型压电振动片的方法。通常，该音叉型压电振动片具有互相平行配置并且基端侧在基部固定成一体的一对振动腕部、和形成在所述一对振动腕部的外表面上(包含沟部)并使一对振动腕部振动的激振电极。激振电极是使一对振动腕部以既定的谐振频率在互相接近或分离的方向上振动的电极，经由引出电极而与形成在基部的外表面上的装配电极电连接。而且压电振动片构成为经由该装配电极被施加电压。在此，在一对振动腕部形成有沟部的情况下，如图27所示，在振动腕部90、91的侧面及沟部92的侧面上形成有不同极性的两个激振电极93、94。这时，两个激振电极93、94 成为对置的位置关系，因此与没有形成沟部92的情况相比，电场容易更加有效率地作用。 因此，即便使压电振动片95的尺寸小型化，振动损耗也低且能够极力降低地抑制CI值(等效电阻值)。因而，具有适合小型化的优点。可是，该压电振动片95 —般通过蚀刻加工水晶(石英)等的圆片(wafer)基板来制造(例如，参照专利文献1)。此外，在制造具有沟部92的压电振动片95时，通过最初的蚀刻加工来形成压电振动片95的外形形状后，通过其次的蚀刻加工来形成沟部92。这时， 通过利用氟化氢水等的药液的湿蚀刻来进行加工。专利文献1 日本特许第37四249号公报

发明内容
但是，上述现有方法中，还遗留以下的课题。首先，利用湿蚀刻进行的蚀刻加工，具有受圆片基板的晶体的面方位影响的特性。 因此，在利用湿蚀刻来进行外形形状的加工和沟部92的加工的现有方法中，被蚀刻的沟部 92的侧面或底面不会成为平坦面，而如图观所示会成为压扁的形状，其面内偏差变大。此外，外形形状也用湿蚀刻来加工，因此不仅沟部92，而且振动腕部90、91和基部的侧面也不会成为平坦面，而成为压扁的形状。因此，无法在压电振动片95高精度形成所希望形状的沟部92。此外，根据面内偏差的程度，有时还需要进行追加蚀刻。
此外，若使沟部92的形状为图观那样的状态形成激振电极93、94，则激振电极 93、94的位置关系不会成为切实对置的状态，其结果无法使CI值成为所设计的值。此外，还有各电极短路的可能性。由此，难以谋求高质量化、高性能化。另一方面，用干蚀刻而不用湿蚀刻来进行上述蚀刻加工的情况下，由于不受晶体的面方位的影响，所以不出现上述的问题。但是，采用干蚀刻时存在如下问题。在进行干蚀刻之际，一般在圆片基板面中进行蚀刻的区域以外的面上形成保护膜后，对圆片基板进行干蚀刻而加工成所希望的形状。在此，在圆片基板形成沟部92时，需要深挖圆片基板，因此采用Ti、M或Cr等的硬质金属元素的膜作为保护膜，并且需要加厚保护膜的膜厚。但是，硬质金属元素的膜，由于应力较大，所以在加厚保护膜的膜厚时，存在圆片基板发生翘曲的问题。即，在圆片基板翘曲的状态下进行干蚀刻，也有可能无法形成所希望的沟部92。本发明鉴于上述状况构思而成，提供能够用干蚀刻来在振动腕部形成所希望的沟部的压电振动片的制造方法、具有所述压电振动片的压电振动器、而且具有所述压电振动器的振荡器、电子设备及电波钟。本发明为了解决上述课题，提供以下方案。本发明的压电振动片的制造方法，从圆片制造具有平行配置的一对振动腕部、将所述一对振动腕部的基端侧固定成一体的基部、和在所述一对振动腕部的两面沿着所述振动腕部的长度方向分别形成的沟部的压电振动片，该压电振动片的制造方法的特征在于， 包括在所述圆片中的与所述沟部对应的位置以外的区域形成保护膜的保护膜形成工序； 以及以所述保护膜为掩模对所述圆片进行干蚀刻来形成所述沟部的沟部形成工序，在所述保护膜形成工序中，交互多次进行对所述圆片的第一面形成既定厚度的所述保护膜的第一保护膜形成工序和对所述圆片的第二面形成既定厚度的所述保护膜的第二保护膜形成工序。在本发明的压电振动片的制造方法中，首先，在圆片中的相当于沟部的位置以外的区域形成保护膜之后，通过进行干蚀刻，能够在圆片的两面形成不受晶体的面方位的影响的所希望形状的沟部。在此，在保护膜形成工序中，交互地重复进行第一保护膜形成工序和第二保护膜形成工序，构成为每次以既定厚度对圆片的两面交互地形成保护膜，以成为所希望的膜厚， 因此能够在圆片形成保护膜之际防止圆片上发生翘曲。即，既定厚度是指即便在圆片形成保护膜也不会发生翘曲的程度的较薄的膜，通过对圆片的两面交互地成膜该既定厚度的保护膜，在形成保护膜时一边消除产生在圆片两面的应力，一边形成保护膜。因而，在形成保护膜时圆片上不会发生翘曲，所以通过对圆片进行干蚀刻，能够形成所希望的沟部。如此，通过用干蚀刻进行沟部的加工，能高精度进行加工，并且能够使沟部的侧面及底面都成为平坦面，而不是压扁的形状。因而，能够在压电振动片的外表面按设计的那样形成激振电极，并能使CI值比用现有方法制造时更低。因而，能够谋求高质量化、高性能化。此外，本发明的压电振动片的制造方法，从圆片制造具有平行配置的一对振动腕部、将所述一对振动腕部的基端侧固定成一体的基部、和在所述一对振动腕部的两面沿着振动腕部的长度方向分别形成的沟部的压电振动片，该压电振动片的制造方法的特征在于，包括在所述圆片中的与所述沟部对应的位置以外的区域形成保护膜的保护膜形成工序；以及通过对所述圆片进行干蚀刻来形成所述沟部的沟部形成工序，在所述保护膜形成工序中，对所述圆片的两面同时形成所述保护膜。在本发明的压电振动片的制造方法中，首先，在圆片中的与沟部相当的位置以外的区域形成保护膜之后，通过进行干蚀刻，能够在圆片的两面形成不受晶体的面方位的影响的所希望形状的沟部。在此，在保护膜形成工序中，构成为对圆片的两面同时形成保护膜，因此在圆片形成保护膜之际能够防止在圆片发生翘曲。即，通过对圆片的两面同时成膜保护膜，在形成保护膜时一边消除在圆片两面产生的应力一边形成保护膜。因而，在形成保护膜时圆片上不会发生翘曲，因此，通过对圆片进行干蚀刻，能够形成所希望的沟部。如此，用干蚀刻来进行沟部的加工，从而能高精度地进行加工，并能使沟部的侧面及底面都成为平坦面，而不是压扁的形状。因而，能够在压电振动片的外表面按设计的那样形成激振电极，并能使CI值比用现有方法来制造时更低。因而，能够谋求高质量化、高性能化。此外，本发明的压电振动器，其特征在于，具有用上述本发明的制造方法来制造的压电振动片。在本发明的压电振动器中，由于具备用干蚀刻来高精度加工沟部的压电振动片， 所以能谋求压电振动器的高质量化。此外，形成在压电振动片的外表面(包含沟部的外表面)的激振电极也高精度形成。因此，能够使CI值比现有的更低，并能谋求压电振动器的高性能化。作为这样的压电振动器，例如，有圆柱封装型(cylinder package type)的压电振动器和箱型的陶瓷封装型的压电振动器。此外，本发明的振荡器，其特征在于，使上述本发明的压电振动器，作为振子与集成电路电连接。此外，本发明的电子设备，其特征在于，使上述本发明的压电振动器，与计时部电连接。此外，本发明的电波钟，其特征在于，使上述本发明的压电振动器，与滤波部电连接。在本发明的振荡器、电子设备及电波钟中，由于具有上述的压电振动器，所以同样能谋求高质量化、高性能化。(发明效果)依据本发明的压电振动片的制造方法，由于构成为在保护膜形成工序中，每次以既定厚度交互地对圆片的两面形成保护膜而成为所希望的膜厚，因此能够在圆片形成保护膜之际防止在圆片发生翘曲。即，既定厚度是指即便在圆片形成保护膜也不会发生翘曲的程度的较薄的膜，通过对圆片的两面交互成膜该既定厚度的保护膜，在形成保护膜时一边消除在圆片两面产生的应力一边形成保护膜。因而，在形成保护膜时在圆片不会发生翘曲， 所以通过对圆片进行干蚀刻，能够形成所希望的沟部。


图1是表示本发明的压电振动片的第一实施方式的图，并且是从上表面观看压电振动片的图。图2是从下表面观看图1所示的压电振动片的图。图3是图1所示的切断线A-A上的剖视图。图4是从图1所示的压电振动片除去电极部分的状态的斜视图。图5是图1所示的压电振动片的制造方法的流程图。图6是图5所示的流程图的一个工序图，并且是表示在圆片的两面成膜蚀刻保护膜的状态的图。图7是表示形成蚀刻保护膜的阶段的局部剖视图(1)。图8是表示形成蚀刻保护膜的阶段的局部剖视图(2)。图9是表示形成蚀刻保护膜的阶段的局部剖视图(3)。图10是表示从图6所示的状态构图蚀刻保护膜后的状态的图，并且是俯视圆片的图。图11是表示从图6所示的状态构图蚀刻保护膜后的状态的图。图12是表示从图11所示的状态以所构图的蚀刻保护膜为掩模并利用干蚀刻对圆片进行蚀刻加工的状态的图。图13是表示从图10所示的状态对圆片的两面成膜另外的蚀刻保护膜的状态的图。图14是表示从图13所示的状态构图后面成膜的蚀刻保护膜后的状态的图。图15是表示从图14所示的状态以两个蚀刻保护膜为掩模并利用湿蚀刻对圆片进行蚀刻加工的状态的图。图16是表示从图15所示的状态除去两个蚀刻保护膜而制造形成有沟部的一对振动腕部的状态的图。图17是表示从图16所示的状态对一对振动腕部的外表面成膜导电膜及光刻胶膜后曝光所述光刻胶膜的既定位置的状态的图。图18是表示从图17所示的状态使曝光的光刻胶膜显影的状态的图。图19是本发明的第二实施方式中的溅镀时使用的夹具的正面图。图20是沿着图19的B-B线的剖视图。图21是表示具有本发明的压电振动片的圆柱型封装式的压电振动器的一实施方式的图。图22是表示具有本发明的压电振动片的陶瓷封装型的压电振动器的一实施方式的剖视图。图23是图22所示的切断线C-C上的剖视图。图M是表示具有本发明的压电振动器的振荡器的一实施方式的结构图。图25是表示具有本发明的压电振动器的电子设备的一实施方式的结构图。图沈是表示具有本发明的压电振动器的电波钟的一实施方式的结构图。图27是现有的具有沟部的一对振动腕部的剖视图。图观是通过湿蚀刻而沟部成为压扁的形状的现有的压电振动片的剖视图。附图标记说明1压电振动片；2振动腕部；3振动腕部；4基部；5沟部；8激振电极；20圆片；20a一个面(第一面)；20b另一面(第二面)；21蚀刻保护膜；22蚀刻保护膜；40压电振动器； 50压电振动器；60振荡器；61集成电路；70电子设备(便携信息设备)；73计时部；80电波钟；81滤波部。
具体实施例方式(第一实施方式)以下，参照图1 图18，对本发明的压电振动片及所述压电振动片的制造方法的第一实施方式进行说明。如图1至图3所示，本实施方式的压电振动片1具备平行配置的一对振动腕部2、 3 ；将一对振动腕部2、3的基端侧固定成一体的基部4 ；在一对振动腕部2、3的两面分别形成的沟部5 ；在包含沟部5的一对振动腕部2、3的外表面上形成并使一对振动腕部2、3振动的由第一激振电极6和第二激振电极7构成的激振电极8 ；以及与两激振电极6、7电连接的装配电极9、10。如图4所示，上述沟部5沿着一对振动腕部2、3的长度方向X分别形成，并且从振动腕部2、3的基部4侧形成到大致中间附近。此外，在图4中省略了各电极的图示。由第一激振电极6和第二激振电极7构成的激振电极8，是使一对振动腕部2、3以既定的谐振频率在互相接近或分离的方向上振动的电极，在一对振动腕部2、3的外表面以分别电性切断的状态构图而形成。具体而言，如图3所示，第一激振电极6主要形成在一个振动腕部2的沟部5上和另一振动腕部3的两侧面上，而第二激振电极7主要形成在一个振动腕部2的两侧面上和另一振动腕部3的沟部5上。此外，如图1及图2所示，第一激振电极6及第二激振电极7在基部4的两面中， 分别经由引出电极11、12而与装配电极9、10电连接。然后压电振动片1构成为经由该装配电极9、10被施加电压。此外，激振电极8、装配电极9、10及引出电极11、12，例如，用铬(Cr)、镍(Ni)、铝 (Al)或钛(Ti)等的导电膜的覆膜来形成。此外，在一对振动腕部2、3的前端，覆盖有用于调整(频率调整)的重锤金属膜 13，以使本身的振动状态在既定频率的范围内振动。此外，该重锤金属膜13被分为在粗调频率时使用的粗调膜13a和微调时使用的微调膜13b。利用这些粗调膜13a及微调膜1 进行频率调整，从而能够使一对振动腕部2、3的频率落在器件的标称频率的范围内。如图4所示，这样构成的压电振动片1用由水晶、钽酸锂或铌酸锂等的压电材料构成的圆片20制造。这时，沟部5是对圆片20进行干蚀刻的蚀刻加工来制造。对于该制造方法，将在后面做详细说明。此外，一对振动腕部2、3及基部4，通过对圆片20分别轮流进行干蚀刻及湿蚀刻这不同的两个蚀刻加工来制造。 此外，作为压电振动片1的尺寸例，如图4所示，宽度W约为0. 5mm 0. 6mm、全长L 约为2. Omm 3. 2mm、厚度T约为0. 10mm，沟部5的深度hi (参照图3)约为40 μ m。此外， 激振电极8等的各电极，例如在圆片20为水晶的情况下，是铬(Cr)和金(Au)的层叠膜，以与水晶的密合性良好的铬膜为基底成膜之后，对表面实施金的薄膜。此外，并不限于该情况，例如，在铬和镍铬(NiCr)的层叠膜的表面再层叠金的薄膜也可。
在使上述的压电振动片1动作时，对装配电极9、10施加既定的驱动电压。由此，经由引出电极11、12，能够使电流在由第一激振电极6和第二激振电极7构成的激振电极8 中流过，并能使一对振动腕部2、3以既定频率在接近/分离的方向上振动。然后，利用该一对振动腕部2、3的振动，能够作为时刻源、控制信号的定时源或参考信号源等加以利用。接着，参照图5所示的流程图，下面对上述压电振动片1的制造方法进行说明。本实施方式的制造方法是轮流进行保护膜形成工序、构图工序、第一蚀刻工序、保护工序、第二蚀刻工序、和除去工序，从圆片20 —次性制造多个压电振动片1的方法。下面详细说明这些各工序。首先，在Sl中，准备圆片20。其次，在S2中，利用溅镀等，在圆片20的两面如图6 所示，分别形成蚀刻加工时保护圆片20的蚀刻保护膜21 (保护膜形成工序)。作为该蚀刻保护膜21，例如，将钛(Ti)约成膜3μπι。在此，在本实施方式中，构成为每次以既定厚度对圆片20的两面交互地形成蚀刻保护膜21而成为所希望的膜厚。即，如图7所示，首先在圆片20的一个面20a形成既定厚度tl(例如，tl = 0.25ym)的保护膜21a (第一保护膜形成工序)。接着，如图8所示，在圆片20的另一面20b同样形成既定厚度tl的保护膜21a (第二保护膜形成工序)。接着， 再度在圆片20的一个面20a形成既定厚度tl的保护膜21a，反复进行该工序。然后，如图 9所示，若在各面20a、20b各12次形成既定厚度tl的保护膜21a，则在圆片20的两面分别形成厚度约3μπι的蚀刻保护膜21。如此，每次以既定厚度tl形成保护膜21a时，在圆片 20形成保护膜之际，能够防止在圆片20发生翘曲。此外，如上述那样圆片20的单个面逐面上成膜保护膜21a时，例如将配置在溅镀装置内的圆片20按每个既定时间翻转而边更换成膜面边进行成膜即可。接着，在S3中，以空出沟部5的区域的状态将蚀刻保护膜21构图成为压电振动片 1的外形形状(构图工序)。详细地说，首先利用光刻技术在蚀刻保护膜21上对未图示的光刻胶膜进行构图。这时，以包围沟部5及压电振动片1周围的方式进行构图。然后，以该光刻胶膜为掩模进行蚀刻加工，有选择地除去未被掩蔽的蚀刻保护膜21。而且，在蚀刻加工后除去光刻胶膜。由此，如图10及图11所示，能够将蚀刻保护膜21构图成为上述形状。 即，以空出沟部5的区域的状态能够沿着压电振动片1的外形形状，即，一对振动腕部2、3 及基部4的外形形状进行构图。此外这时，按多个压电振动片1的数量进行构图。接着，在S4中，以被构图的蚀刻保护膜21为掩模，利用氟类气体的干蚀刻，对圆片 20的两面分别进行蚀刻加工(第一蚀刻工序)。这时，将圆片20蚀刻加工到沟部5的深度 hi。由此，如图12所示，能够在圆片20的两面形成沟部5，并且以从表面起沟部5的深度 hi除去没有被蚀刻保护膜21掩蔽的区域，能够以沟部5的深度hi的量形成压电振动片1 的外形形状。此外，在本实施方式中圆片20上不会发生翘曲，因此能够高精度以深度hi的量除去沟部5。此外，在第一蚀刻工序进行了蚀刻加工的部分，如图12所示，成为没有被蚀刻保护膜21掩蔽而露出的状态。因此，在S5中，仅在该露出的部分中的沟部5，成膜当蚀刻加工时保护圆片20的蚀刻保护膜22 (保护工序)。详细地说，如图13所示，首先在圆片20的两面分别成膜蚀刻保护膜22。该蚀刻保护膜22例如为树脂类的光刻胶膜，通过实施喷涂或喷涂和旋涂的组合来进行成膜。这时，在本实施方式中，将蚀刻保护膜22的成膜进行到不仅圆片20而且之前成膜的蚀刻保护膜21完全隐藏为止。
接着，在S6中，与构图蚀刻保护膜21时同样，通过利用未图示的光刻胶膜的光刻技术，对成膜的蚀刻保护膜22进行构图，如图14所示，成为仅在沟部5的部分残留的状态。 由此，圆片20成为只有包围压电振动片1的周围的区域才露出的状态。
此外，在本实施方式中，暂且在圆片20的整个面成膜蚀刻保护膜22后，进行构图， 从而使蚀刻保护膜22仅成膜在沟部5，但并不限于该情况，例如将仅以沟部5的部分开口的未图示的掩模叠加到圆片20之后，隔着所述掩模成膜蚀刻保护膜22也可。在该情况下，也能仅在沟部5成膜蚀刻保护膜22。不管怎样，只要能仅在沟部5成膜蚀刻保护膜22，就可以为任何方法。接着，在S7中，以之前成膜的蚀刻保护膜21和后面成膜的蚀刻保护膜22为掩模， 通过氢氟酸等的湿蚀刻来对圆片20进行蚀刻加工(第二蚀刻加工)。这时，通过第一蚀刻工序从表面蚀刻到沟部5的深度hi的量的圆片20的剩余部分被完全除去。即，使圆片20 的两面贯通。由此，如图15所示，能够完整地形成一对振动腕部2、3及基部4，并能得到在基部4 一体地固定一对振动腕部2、3的压电振动片1。然后，在S8中，如图16所示，最后分别除去蚀刻保护膜21、22(除去工序)。由此， 能够制造在一对振动腕部2、3的两面分别形成沟部5的、图4所示的压电振动片1。接着，在S9中，分别形成激振电极8、引出电极11、12及装配电极9、10(电极形成工序)。详细地说，在压电振动片1的外表面上，如图17所示，将在后面成为激振电极8、引出电极11、12及装配电极9、10的导电膜23成膜，并且在所述导电膜23上成膜正型的光刻胶膜对。接着，使形成既定大小的开口部25a的光掩模25，位于光刻胶膜M上。这时，将光掩模25正确地定位，以使开口部2 分别位于夹着沟部5的振动腕部2、3上。接着，从光掩模25的上方照射平行光L，穿过开口部2 而曝光光刻胶膜M。这时，光刻胶膜对成为仅曝光形成开口部25a的区域的状态。接着，在除去光掩模2 之后，进行光刻胶膜M的显影。由此，如图18所示，光刻胶膜M成为仅除去了曝光的区域的状态。然后，以该光刻胶膜M为掩模对导电膜23进行蚀刻加工后，除去光刻胶膜对。由此，如图3所示，能够在包含沟部5的振动腕部2、3的外表面上形成不同极性的两个激振电极8。此外，在相同的定时，从导电膜23也能分别形成引出电极11、12、装配电极9、10及重锤金属膜13。其结果，能够制造图1到图3所示的压电振动片1。依据本实施方式的制造方法，首先，在圆片20中与沟部5相当的位置以外的区域形成蚀刻保护膜21之后，通过进行干蚀刻，能够在圆片20的两面形成不受晶体的面方位的影响的所希望形状的沟部5。此外，构成为对于圆片20的两面交互地形成既定厚度tl的保护膜21a，从而成为所希望的膜厚的蚀刻保护膜21，因此能够防止在圆片20发生翘曲。即，既定厚度tl是指即便对圆片20成膜也不会发生翘曲的程度的较薄的膜(保护膜21a)，通过对圆片20的两面交互地成膜该既定厚度tl的保护膜21a，在形成保护膜时一边消除在圆片20的两面产生的应力一边形成蚀刻保护膜21。因而，在形成保护膜时不会在圆片20发生翘曲，所以通过对圆片20进行干蚀刻，能够形成所希望的沟部5。如此，利用干蚀刻来进行沟部5的加工，从而能够高精度地进行加工，能够使沟部 5的侧面及底面都成为平坦面，而不是压扁的形状。因而，能够在压电振动片1的外表面按设计的那样形成激振电极8，并且能够使CI值比用现有方法制造时更低。S卩，如图3所示，能够使形成在沟部5的侧面的一个激振电极6 (7)和形成在振动腕部2、3的侧面的另一激振电极7(6)，成为比以往更正确地对置的位置关系。因此，能够使 CI值比用现有方法来制造时更低。因而，能够谋求高质量化、高性能化。(第二实施方式)接着，参照图19、图20，对本发明的压电振动片的制造方法的第二实施方式进行说明。此外，在该第二实施方式中，对于与第一实施方式中的构成要素相同的部分，标注相同的符号，并省略其说明。第二实施方式和第一实施方式的不同点，仅在圆片20上成膜蚀刻保护膜21的成膜方法上，其它的构成大致相同。首先，准备圆片20 (Si)。接着，如图6所示，利用溅镀等来在圆片20的两面分别形成蚀刻加工时保护圆片20的蚀刻保护膜21 (S2)。作为该蚀刻保护膜21，例如，将钛(Ti) 约成膜3 μ m。在此，在本实施方式中，构成为对圆片20的两面同时形成蚀刻保护膜21而成为所希望的膜厚。即，若对圆片20的一个面20a及另一面20b同时成膜蚀刻保护膜21，则能够防止在圆片20发生翘曲。此外，要在圆片20的两面同时成膜蚀刻保护膜21时，使用例如图19、图20所示，在圆片20的两面的形成蚀刻保护膜21的区域具有开口部(窗框)31的夹具30。夹具30由一对板材32、32构成，在板材32适宜形成有开口部31。此外，成为能在一对板材32、32之间隔着圆片20。在一对板材32、32中四角设有固定用磁体33，并且在夹具30设有定位销34，该定位销34用于在配置了圆片20时将圆片20定位。在这样的夹具30安装圆片20，并将夹具30配置在溅镀装置(未图示)内，从而能够在圆片20的两面同时形成蚀刻保护膜21。在本实施方式中，构成为能对圆片20的两面同时形成蚀刻保护膜21，因此能够防止在圆片20形成蚀刻保护膜21之际在圆片20发生翘曲。即，通过对圆片20的两面同时形成成膜蚀刻保护膜21，一边消除在圆片20的两面产生的应力，一边形成蚀刻保护膜21。 因而，在形成蚀刻保护膜21时在圆片20不会发生翘曲，通过对圆片20进行干蚀刻，能够形成所希望的沟部5。如此，通过用干蚀刻来进行沟部5的加工，能够高精度地进行加工，并能使沟部5 的侧面及底面都成为平坦面，而不是压扁的形状。因而，能够按照设计的那样在压电振动片 1的外表面形成激振电极8，并能使CI值比用现有方法来制造时更低。因而，能谋求高质量化、高性能化。接着，参照图21，对具有本发明的压电振动片的压电振动器的一个实施方式进行说明。此外，在本实施方式中，以圆柱封装型的压电振动器为例，对压电振动器进行说明。本实施方式的压电振动器40，如图21所示，具备压电振动片1、气密端子41、和以在内部密封电振动片1的状态与气密端子41接合的壳体42。气密端子41包括环状的心柱(stem) 43 ；以贯穿所述心柱43的方式配置并且与压电振动片1的两装配电极9、10电性及物理性地分别连接的2根引脚44;以及以绝缘状态将所述引脚44和心柱43固定成一体并密封壳体42内的填充材料45。上述心柱43用金属材料(例如，低碳钢0 )、铁镍合金O^e-Ni)、铁镍钴合金(Fe-Ni-Co))形成为环状。此外，心柱43的外周被覆膜了耐热焊锡镀层或锡铜合金、金锡合金等的未图示的金属膜。此外，作为上述填充材料45的材料，例如，为硼硅酸玻璃。此外，2根引脚44中，向壳体42内突出的部分在为内引脚44a，而向壳体42外突出的部分成为外引脚44b。而且， 该外引脚44b作为外部连接端子起作用。上述壳体42对于心柱43的外周压入并嵌合固定。具体而言，隔着覆膜在心柱43 的外周上的金属膜，壳体42和心柱43通过冷间压接来固定。该壳体42的压入是在真空气氛下进行的，因此壳体42内的围绕压电振动片1的空间以保持真空的状态被密闭。依据这样构成的圆柱封装型的压电振动器40，具有更加高质量化及高性能化的压电振动片1，因此压电振动器40本身也能谋求高质量化及高性能化。特别是，由于能够使壳体42内处于真空状态，所以能够提高一对振动腕部2、3的振动效率。(压电振动器)接着，参照图22及图23，对具有本发明的压电振动片1的压电振动器的其它例子进行说明。此外，在本实施方式中，以在带有盖的箱中固定压电振动片1的陶瓷封装型的压电振动器50为例，对压电振动器进行说明。本实施方式的压电振动器50，如图22及图23所示，包括压电振动片1、底座51及由金属或玻璃构成的盖体52。压电振动片1的基部4用导电粘接剂53来固接并固定在底座51的接合部51a。此外，通过成为盖子的盖体52，底座51在真空中利用电子束熔敷或真空焊缝熔敷，或者，低熔点玻璃或共晶金属的接合等的各种手段来被真空气密密封。此外， 形成在压电振动片1的基部4上的装配电极9、10，穿过接合部51a并通过未图示的内部连接来与底座51的外侧的外部电极M电连接。在这样构成的陶瓷封装型的压电振动器50中，由于具有更加高质量化及高性能化的压电振动片1，压电振动器50本身也能谋求高质量化及高性能化。此外，能够使由底座 51和盖体52围住的空间处于真空状态，因此同样能提高一对振动腕部2、3的振动效率。(振荡器)接着，参照图M，对本发明的振荡器的一个实施方式进行说明。此外，本实施方式中，举例说明具备包括压电振动片1的压电振动器40的振荡器60。本实施方式的振荡器60如图M所示，将压电振动器40构成为电连接至集成电路 61的振子。该振荡器60具备安装了电容器等的电子部件62的基板63。在基板63安装有振荡器60用的上述集成电路61，在该集成电路61的附近安装有压电振动器40的压电振动片1。这些电子部件62、集成电路61及压电振动器40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60中，对压电振动器40施加电压时，所述压电振动器40内的压电振动片1振动。通过压电振动片1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61。通过集成电路61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40作为振子起作用。此外，根据需求有选择地设定集成电路61的结构，例如RTC(实时时钟)模块等， 除了钟表用单功能振荡器60等之外，还能够附加控制该设备或外部设备的工作日期或时刻或者提供时刻或日历等的功能。
依据本实施方式的振荡器60，由于具备谋求高质量化及高性能化的压电振动器 40，能够谋求振荡器60本身的高质量化及高性能化，并能提高制品的可靠性。而且，除此之外，能够得到长期稳定的高精度的频率信号。(电子设备)接着，参照图25，就本发明的电子设备的一个实施方式进行说明。此外作为电子设备，举例说明了具备包括压电振动片1的压电振动器40的便携信息设备70。最初本实施方式的便携信息设备70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70的结构进行说明。如图25所示，该便携信息设备70具备压电振动器40和供电用的电源部71。电源部71例如由锂二次电池构成。 进行各种控制的控制部72、进行时刻等的计数的计时部73、与外部进行通信的通信部74、 显示各种信息的显示部75、和检测各功能部的电压的电压检测部76与该电源部71并联连接。而且，通过电源部71来对各功能部供电。控制部72控制各功能部，进行声音数据的发送及接收、当前时刻的测量或显示等的整个系统的动作控制。此外，控制部72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73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40。对压电振动器40施加电压时压电振动片1振动，通过水晶所具有的压电特性，所述振动转换为电信号，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72进行信号的发送与接收，在显示部75显示当前时刻或当前日期或者日历信息等。通信部74具有与现有的便携电话相同的功能，具备无线电部77、声音处理部78、 切换部79、放大部80、声音输入/输出部81、电话号码输入部82、来电音发生部83及呼叫控制存储器部84。通过天线85，无线电部77与基站进行收发声音数据等各种数据的交换。声音处理部78对从无线电部77或放大部80输入的声音信号进行编码及解码。放大部80将从声音处理部78或声音输入/输出部81输入的信号放大到既定电平。声音输入/输出部81由扬声器或麦克风等构成，扩大来电音或受话声音，或者将声音集音。此外，来电音发生部83响应来自基站的呼叫而生成来电音。切换部79仅在来电时，通过将连接在声音处理部78的放大部80切换到来电音发生部83，在来电音发生部83 中生成的来电音经由放大部80输出至声音输入/输出部81。此外，呼叫控制存储器部84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82具备例如0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76在通过电源部71对控制部72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72。
这时的既定电压值是作为使通信部74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76收到电压降的通知的控制部72禁止无线电部77、声音处理部78、切换部79及来电音发生部83的动作。特别是，停止耗电较大的无线电部77 的动作是必需的。而且，显示部75显示通信部74由于电池余量的不足而不能使用的提示。即，能够由电压检测部76和控制部72禁止通信部74的动作并在显示部75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75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74的功能相关的部分的电源的电源截断部86，能够更加可靠地停止通信部74的功能。依据本实施方式的便携信息设备70，由于具备谋求高质量化及高性能化的压电振动器40，能够谋求便携信息设备70本身的高质量化及高性能化，并能提高制品的可靠性。 而且，除此之外，能够显示长期稳定的高精度的时钟信息。(电波钟)接着，参照图沈，就本发明的电波钟的一个实施方式进行说明。此外，在本实施方式中，举例说明具备包括压电振动片1的压电振动器40的电波钟。如图沈所示，本实施方式的电波钟80具备电连接到滤波部81的压电振动器40， 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一边反射一边传播的性质，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80的功能性结构进行详细说明。天线82接收40kHz或60kHz长波的标准电波。长波的标准电波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83放大， 由具有多个压电振动器40的滤波部81滤波并调谐。本实施方式中的压电振动器40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84、85。而且，滤波后的既定频率的信号通过检波、整流电路86来检波并解调。接着，经由波形整形电路87而抽出定时码，由CPU88计数。在CPU88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RTC89，显示出准确的时刻信息。由于载波为40kHz或60kHz，所以水晶振动器部84、85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80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40。依据本实施方式的电波钟80，由于具备谋求高质量化及高性能化的压电振动器 40，能够谋求电波钟80本身的高质量化及高性能化，并能提高制品的可靠性。而且，除此之外，能够长期稳定且高精度地对时刻进行计数。
此外，本发明的技术范围并不局限于上述实施的方式，在不超出本发明的宗旨的范围内可做各种变更。例如，形成沟部的工序，也可以不是上述的方法，而是在形成沟部的区域粘贴聚酰亚胺胶带等的掩模部件后，对圆片整个面实施溅镀，其后，在除去掩模部件后利用干蚀刻来形成沟部。即，在使与圆片中的沟部相当的位置露出之后，用干蚀刻来形成沟部即可。产业上的利用可能性本发明的压电振动片的制造方法能够适用于在振动腕部形成有沟部的压电振动片。
权利要求
1.一种压电振动片的制造方法，从圆片制造具有平行配置的一对振动腕部、将所述一对振动腕部的基端侧固定成一体的基部、和在所述一对振动腕部的两面沿着所述振动腕部的长度方向分别形成的沟部的压电振动片，该压电振动片的制造方法的特征在于，包括在所述圆片中的与所述沟部对应的位置以外的区域形成保护膜的保护膜形成工序；以及以所述保护膜为掩模对所述圆片进行干蚀刻来形成所述沟部的沟部形成工序， 在所述保护膜形成工序中，交互多次进行对所述圆片的第一面形成既定厚度的所述保护膜的第一保护膜形成工序和对所述圆片的第二面形成既定厚度的所述保护膜的第二保护膜形成工序。
2.一种压电振动片的制造方法，从圆片制造具有平行配置的一对振动腕部、将所述一对振动腕部的基端侧固定成一体的基部、和在所述一对振动腕部的两面沿着振动腕部的长度方向分别形成的沟部的压电振动片，该压电振动片的制造方法的特征在于，包括在所述圆片中的与所述沟部对应的位置以外的区域形成保护膜的保护膜形成工序；以及通过对所述圆片进行干蚀刻来形成所述沟部的沟部形成工序， 在所述保护膜形成工序中，对所述圆片的两面同时形成所述保护膜。
3.一种压电振动器，其特征在于，具有用权利要求1或2所述的制造方法来制造的压电振动片。
4.一种振荡器，其特征在于，使权利要求3所述的压电振动器，作为振子与集成电路电连接。
5.一种电子设备，其特征在于，使权利要求3所述的压电振动器，与计时部电连接。
6.一种电波钟，其特征在于，使权利要求3所述的压电振动器，与滤波部电连接。
全文摘要
本发明的压电振动片的制造方法，从圆片制造具有平行配置的一对振动腕部、将所述一对振动腕部的基端侧固定成一体的基部、和在所述一对振动腕部的两面沿着振动腕部的长度方向分别形成的沟部的压电振动片，该压电振动片的制造方法，包括在所述圆片中的与所述沟部对应的位置以外的区域形成保护膜的保护膜形成工序；以及以所述保护膜为掩模对所述圆片进行干蚀刻来形成所述沟部的沟部形成工序，在所述保护膜形成工序中，交互多次进行对所述圆片的第一面形成既定厚度的所述保护膜的第一保护膜形成工序和对所述圆片的第二面形成既定厚度的所述保护膜的第二保护膜形成工序。
文档编号H03H9/215GK102204089SQ200880131919
公开日2011年9月28日 申请日期2008年8月28日 优先权日2008年8月28日
发明者峰岸孝 申请人:精工电子有限公司