專利名稱：壓電振動(dòng)片及壓電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用由水晶構(gòu)成的壓電基板來制造具有支撐臂的音叉型壓電振動(dòng)元
件的技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往，在手表或家電、各種信息/通信機(jī)器或OA機(jī)器等的民生/產(chǎn)業(yè)用電子機(jī)器 上，作為其電路時(shí)鐘脈沖源而廣泛使用振蕩器或?qū)崟r(shí)時(shí)鐘模件等的壓電裝置。其中，振蕩 器將壓電振子、壓電振動(dòng)片和IC芯片封裝在同一包裝件內(nèi)。尤其，最近這些壓電裝置隨著 搭載這些的電子機(jī)器的小型化、薄型化，要求進(jìn)一步的小型化、薄型化。另外，要求確保低 CI(水晶阻抗)值，且高品質(zhì)、穩(wěn)定性優(yōu)良的壓電裝置。壓電裝置為了保持低CI值，開發(fā)出 了例如具有振動(dòng)臂音叉型振動(dòng)片，而且為了小型化，提供了縮短基部長度，且具有支撐臂的 音叉型壓電振動(dòng)片。 根據(jù)專利文獻(xiàn)l(日本特開2005-102138)，如圖8所示，音叉型壓電振動(dòng)片10在基 部12設(shè)置有振動(dòng)臂16，在基部12的下部形成短邊部ll，且從短邊部11沿著振動(dòng)臂16的 長度方向形成支撐臂14及支架部15。由此，減少包裝件外部的溫度變化或驟降等的沖擊 所帶來的影響。通過形成支撐臂14而減少包裝件內(nèi)部的振動(dòng)臂16的振動(dòng)滲漏對(duì)外部的波 及，改善了CI值。 可是，針對(duì)進(jìn)一步小型化的需求，若要進(jìn)一步縮短基部的長度，僅增加現(xiàn)有的支撐 臂是不能充分地吸收振動(dòng)滲漏，CI值會(huì)增大。另外，就形成音叉型壓電振動(dòng)片的外形時(shí)的 蝕刻而言，音叉型壓電振動(dòng)片由水晶的各向異性而產(chǎn)生異形部。由這種蝕刻所產(chǎn)生的異形 部隨著小型化，對(duì)音叉型壓電振動(dòng)片的特性的影響會(huì)增加。蝕刻的異形部使音叉型壓電振 動(dòng)片產(chǎn)生歪曲，且微小的尺寸的偏差會(huì)使左右振動(dòng)臂的平衡不均勻、振動(dòng)滲漏。尤其，隨著 一對(duì)振動(dòng)臂的根部等的小型化，使蝕刻藥劑不容易流動(dòng)，還由水晶的各向異性使加工變得 困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供為了使音叉型壓電振動(dòng)片進(jìn)一步小型化而縮短了基部的
長度，并設(shè)置減少振動(dòng)臂的振動(dòng)滲漏波及外部的影響的振動(dòng)臂及支撐臂，另外做成考慮了
由蝕刻引起的各向異性的外形，即使在蝕刻后也對(duì)稱的音叉型壓電振動(dòng)片。
第1觀點(diǎn)的壓電振動(dòng)片，具有至少一對(duì)從基部的一端側(cè)向規(guī)定方向延伸的振動(dòng)
臂；在振動(dòng)臂的兩個(gè)外側(cè)，在前端具有接合部的同時(shí)從基板的一端側(cè)向規(guī)定方向延伸的一
對(duì)支撐臂；形成在一對(duì)振動(dòng)臂一方和支撐臂一方之間的支撐臂根部。并且，壓電振動(dòng)片從支
撐臂根部至接合部，振動(dòng)臂一方的側(cè)面和支撐臂一方的側(cè)面相對(duì)于振動(dòng)臂和支撐臂之間的
中心線是線對(duì)稱。 由于振動(dòng)臂一方的側(cè)面和支撐臂一方的側(cè)面相對(duì)于中心線為線對(duì)稱，因此支撐臂 相對(duì)于振動(dòng)臂而能夠保持平衡。因而，可以控制CI值的增加或減少震動(dòng)滲漏。
第2觀點(diǎn)的壓電振動(dòng)片，具有形成在一對(duì)振動(dòng)臂之間的振動(dòng)臂根部，且從基部的另一端側(cè)到支撐臂根部的距離和到振動(dòng)臂根部的距離相等。 根據(jù)這種構(gòu)成，蝕刻液在振動(dòng)臂和支撐臂之間均勻地流動(dòng)，從而可以進(jìn)行保持平衡的蝕刻。
第3觀點(diǎn)的壓電振動(dòng)片，具有至少一對(duì)從基部的一端側(cè)向規(guī)定方向延伸的振動(dòng)
臂；在振動(dòng)臂的兩個(gè)外側(cè)，在前端具有接合部的同時(shí)從基板的一端側(cè)向規(guī)定方向延伸的一
對(duì)支撐臂。并且，從基部的一端側(cè)至所述接合部，一對(duì)支撐臂的寬度變窄。 根據(jù)這種構(gòu)成，從振動(dòng)臂產(chǎn)生的振動(dòng)滲漏不容易通過基部到達(dá)接合部上，還可以
減小振動(dòng)滲漏。 第4觀點(diǎn)的壓電振動(dòng)片，在第3觀點(diǎn)中通過支撐臂的至少一方的側(cè)面從規(guī)定方向傾斜而延伸，使一對(duì)支撐臂的寬度變窄。 就一對(duì)支撐臂的寬度而言，可以通過支撐臂的至少一方的側(cè)面向規(guī)定方向傾斜地延伸而變窄。 第5觀點(diǎn)的壓電振動(dòng)片，在第3或第4觀點(diǎn)中具有形成在一對(duì)振動(dòng)臂一方和支撐臂一方之間的支撐臂根部，并且從支撐臂根部至接合部，振動(dòng)臂一方的側(cè)面和支撐臂一方的側(cè)面相對(duì)于振動(dòng)臂和支撐臂之間的中心線是線對(duì)稱。 若振動(dòng)臂一方的側(cè)面和支撐臂一方的側(cè)面相對(duì)于振動(dòng)臂和支撐臂之間的中心線
而線對(duì)稱，則可以使蝕刻液的流動(dòng)變得均衡，且蝕刻后的振動(dòng)臂和支撐臂的平衡優(yōu)良。 第6觀點(diǎn)的壓電振動(dòng)片，在第5觀點(diǎn)中具有形成在一對(duì)振動(dòng)臂之間的振動(dòng)臂根部，
并且從基部的另一端側(cè)到支撐臂根部的距離和到振動(dòng)臂根部的距離相等。 使振動(dòng)臂根部和支撐臂根部的形狀近似，可以使蝕刻液的流動(dòng)變得均衡，且蝕刻
后的振動(dòng)臂和支撐臂的平衡優(yōu)良。 第7觀點(diǎn)的壓電振動(dòng)片的支撐臂根部，在第2或第6觀點(diǎn)中與振動(dòng)臂根部為相同形狀。 振動(dòng)臂根部和支撐臂根部為同一形狀，可以使蝕刻液的流動(dòng)變得均衡，且蝕刻后的振動(dòng)臂和支撐臂的平衡優(yōu)良。 第8觀點(diǎn)的壓電振動(dòng)片的振動(dòng)臂的寬度從一端側(cè)向規(guī)定方向變窄成為第1寬度，并以比所述第1寬度還寬的第2寬度延伸至前端。 根據(jù)這種振動(dòng)臂的構(gòu)成，可以使振動(dòng)臂容易振動(dòng)的同時(shí)得到穩(wěn)定的振動(dòng)頻率。
第9觀點(diǎn)的壓電振動(dòng)片的振動(dòng)臂的寬度從一端側(cè)向規(guī)定方向變窄成為第1寬度，之后逐漸變寬至前端。 根據(jù)這種振動(dòng)臂的構(gòu)成，可以使振動(dòng)臂容易振動(dòng)的同時(shí)得到穩(wěn)定的振動(dòng)頻率。 第IO觀點(diǎn)的壓電振動(dòng)片，具有第l觀點(diǎn)至第IO觀點(diǎn)的任意一項(xiàng)所述的壓電振動(dòng)
片；覆蓋該壓電振動(dòng)片的蓋部；連接有支撐臂且支撐所述壓電振動(dòng)片的底部。 通過使用第1至第9觀點(diǎn)中的任意的壓電振動(dòng)片，成為小型化且能夠得到穩(wěn)定的
振動(dòng)的壓電裝置。 本發(fā)明的音叉型水晶振動(dòng)片即使做成小型化也可以抑制CI值的增加，另外可以降低振動(dòng)滲漏。另外，可以響應(yīng)使用了其音叉型水晶振動(dòng)片的壓電裝置的小型化的期望。


圖1A是第1音叉型壓電振動(dòng)片100的平面圖。 圖IB是圖1A所示的音叉型壓電振動(dòng)片100的A-A剖視圖。 圖2A是壓電裝置50的平面圖。 圖2B是圖2A所示的壓電裝置50的概略剖視圖。 圖3是第2音叉型壓電振動(dòng)片110的平面圖。 圖4A是放大了第1音叉型水晶振動(dòng)片100的支撐臂根部26的圖。
圖4B是放大了第2音叉型水晶振動(dòng)片110的支撐臂根部26的圖。
圖5是第3音叉型壓電振動(dòng)片120的平面圖。
圖6是第4音叉型壓電振動(dòng)片130的平面圖。
圖7A是表示第1音叉型壓電振動(dòng)片100的變形例的平面圖。
圖7B是表示第2音叉型壓電振動(dòng)片110的變形例的平面圖。
圖7C是表示第3音叉型壓電振動(dòng)片120的變形例的平面圖。
圖7D是表示第4音叉型壓電振動(dòng)片130的變形例的平面圖。
圖8是現(xiàn)有的具有支撐臂的音叉型壓電振動(dòng)片10的平面圖。
圖中 22a、22b、22c-支撐臂，23-基部，24-槽部，25、28-接合部，26-振動(dòng)臂根部，27-支撐臂根部，29-接合部電極，31-基部電極，32-激勵(lì)電極，41-第1振動(dòng)臂，42-第2振動(dòng)臂，43-第3振動(dòng)臂，44-另一端部，45-第5縮頸部，46-第1縮頸部，47-第2縮頸部，48-第3縮頸部，49-第4縮頸部，50-壓電裝置，53-蓋體，54-封裝材料，100-第1音叉型水晶振動(dòng)片，110-第2音叉型水晶振動(dòng)片，120-第3音叉型水晶振動(dòng)片，130-第4音叉型水晶振動(dòng)片，EG-導(dǎo)電性粘接劑，HW-錘寬，HL-錘長，Kl-第1基部的長度，K2-第2基部的長度，KH-基部錘長，LK-基部的長度，SL-第2振動(dòng)臂42的長度，Wl-第1寬度，W2-第2寬度，W3-第3寬度，W4-第4寬度，W5-第5寬度，W6-第3振動(dòng)臂43的寬度，W7-第2縮頸部47的寬度，PKG-包裝件。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的音叉型水晶振動(dòng)片是例如在32. 768Hz下使信號(hào)產(chǎn)生振蕩的振動(dòng)片，并且是Y方向的長度約為1. 45mrn， X方向的長度約為0. 5mm， Z方向的厚度約為0. lmm的微型形狀。在形成該音叉型水晶振動(dòng)片的外形的工程的蝕刻中產(chǎn)生微小的尺寸的偏差，由于是微型形狀因此這種微小的尺寸的偏差對(duì)音叉型水晶振動(dòng)片的影響比較大。以下的實(shí)施例表示CI值的增加較小的小型音叉型水晶振動(dòng)片的形狀。
〈實(shí)施例1> 圖1A是本實(shí)施例的第1音叉型水晶振動(dòng)片100。第1音叉型水晶振動(dòng)片100具有第1振動(dòng)臂41，還具有支撐臂22a。圖IB是圖1A的A_A剖視圖。 第1音叉型水晶振動(dòng)片100在基部23上具有一對(duì)音叉型的第1振動(dòng)臂41，且基部23的長度LK約為0. 15mrn， 一對(duì)第1振動(dòng)臂41的長度約為1. 3mm。 第1振動(dòng)臂41從基部23大致平行地向Y方向延伸，且在第1振動(dòng)臂41的表里兩面形成有槽部24。例如，1根第1振動(dòng)臂41的表面上形成有2個(gè)槽部24，且第1振動(dòng)臂41
6的里面?zhèn)纫餐瑯有纬捎?個(gè)槽部24。 S卩，一對(duì)第l振動(dòng)臂41上形成有4個(gè)槽部24。如圖 IB所示，槽部24的剖面大致形成H形狀，具有降低第1音叉型水晶振動(dòng)片100的CI值的效 果。在此，雖然在本實(shí)施例中1根振動(dòng)臂上形成有2個(gè)槽部24，但是形成1個(gè)或者多個(gè)槽部 24也具有同樣效果。另外，槽部24的形成在以下的實(shí)施例2、實(shí)施例3及實(shí)施例4也是同 樣的。 第1振動(dòng)臂41的根部在X方向上以較寬的寬度形成。這樣可以使第1振動(dòng)臂41 的振動(dòng)將集中到根部的應(yīng)力轉(zhuǎn)移到第l縮頸部46上，并可以減少朝向基部的振動(dòng)滲漏。從 基部23延伸的第1振動(dòng)臂41從根部逐漸變窄，從而形成第1縮頸部46。再有，第1振動(dòng)臂 41從第1縮頸部46逐漸變窄，且在第1振動(dòng)臂41的前端附近形成第2縮頸部47。第1振 動(dòng)臂41在第2縮頸部47上急劇變寬，以振動(dòng)臂不彼此沖突的寬度形成錘形形狀。
由于從第1振動(dòng)臂41的較寬的根部到第1縮頸部46，或到第2縮頸部是以2階段 變窄，因此通過集中在根部的應(yīng)力向第1振動(dòng)臂41的前端方向轉(zhuǎn)移來減少朝向基部23的 振動(dòng)滲漏。另外，可以通過調(diào)整錘形的寬度HW及錘形的長度HL，以及作為從基部到錘形的 長度的基部錘形的長度KH，可以一邊抑制CI值的增加， 一邊防止2次高頻波的振蕩，從而可 以振蕩出穩(wěn)定的基本波。 第1音叉型水晶振動(dòng)片100的基部23在兩端部上具有支撐臂22a。支撐臂22a 的根部以較寬的寬度形成。支撐臂22a的第1振動(dòng)臂41側(cè)的側(cè)面向X方向側(cè)傾斜，支撐臂 22a的寬度(X方向)從根部逐漸變窄并形成第3縮頸部48。再有，支撐臂22a的寬度從第 3縮頸部48逐漸變窄，且在支撐臂22a的前端附近形成第4縮頸部49。支撐臂22a在第4 縮頸部49急劇變寬并形成錘形形狀。在錘形形狀部上形成有與后述的包裝件PKG(參照?qǐng)D 2A及圖2B)接合的接合部25。支撐臂22a從第3縮頸部48逐漸變窄，由此具有緩和振動(dòng) 滲漏的功能。 第1音叉型水晶振動(dòng)片100的基部23，其整體大致以板狀形成。為了縮短第1音 叉型水晶振動(dòng)片100的整體長度，最好盡量縮短基部23的長度LK。但是，若縮短基部的長 度LK，則可能會(huì)使第l振動(dòng)臂41的振動(dòng)以振動(dòng)滲漏形式傳向包裝件外部，另外容易受到包 裝件外部的溫度或沖擊的影響。因此，在本實(shí)施例中通過在第1音叉型水晶振動(dòng)片100上 形成支撐臂22a來減少第1振動(dòng)臂41的振動(dòng)滲漏或外部變化的影響。再有，第1音叉型水 晶振動(dòng)片100和包裝件的接合部25設(shè)置在遠(yuǎn)離基部的支撐臂22a的端部上，由此減少振動(dòng) 滲漏或外部變化所帶來的影響。再有將第1音叉型水晶振動(dòng)片100的外形做成如下所示的 構(gòu)造，由此可以抑制蝕刻的異形部所帶來的影響，并可以形成左右均勻且保持了平衡的第1 音叉型水晶振動(dòng)片100。 如圖1A所示，第1音叉型水晶振動(dòng)片100的基部23是以相同的基部長度LK向?qū)?度方向延伸，并且是從其已延伸的基部23延伸出支撐臂22a的形狀。另外，作為第1音叉 型水晶振動(dòng)片100的第1振動(dòng)臂41和第1振動(dòng)臂41之間的距離的第2寬度W2與作為第1 振動(dòng)臂的寬度的第1寬度Wl相同，另外作為第1振動(dòng)臂41和支撐臂22a的距離的第3寬 度W3也與第1寬度Wl相同。S卩，第1音叉型水晶振動(dòng)片100的第1寬度Wl，第2寬度W2， 第3寬度W3，第4寬度W4設(shè)計(jì)成相同的寬度。 將第l寬度W1、第2寬度W2、第3寬度W3、第4寬度W4設(shè)計(jì)成相同的寬度，可以使 蝕刻液在蝕刻工序中的流動(dòng)相同，從而形成保持左右平衡的第1音叉型水晶振動(dòng)片100。
7
由基部23和一對(duì)第1振動(dòng)臂41所形成的振動(dòng)臂根部27的形狀為直線的U字形 狀。另外，由基部23和第1振動(dòng)臂41及支撐臂22a所形成的2個(gè)支撐臂根部26的形狀也 是相同的直線的U字形狀。另外，由于第1音叉型水晶振動(dòng)片100的基部23設(shè)計(jì)成以相同 的基部長度LK向?qū)挾确较蜓由?，因此以相同長度形成振動(dòng)臂根部27的最深部的第1基部 的長度Kl和2個(gè)支撐臂根部26的最深部的第2基部的長度K2。 將振動(dòng)臂根部27和支撐臂根部26做成相同的形狀，且將第1基部的長度Kl和第 2基部的長度K2做成相同長度。由此，使因水晶的各向異性而引起的蝕刻的異形部成相同 形狀，從而成為整體均勻的形狀。即，第1音叉型水晶振動(dòng)片100通過使上述各個(gè)寬度、各 個(gè)根部形狀及各個(gè)基部的長度一致，使其成為即使經(jīng)過蝕刻也可以保持左右平衡的構(gòu)造。
支撐臂22a的長度比第1振動(dòng)臂41的長度短，且在第1振動(dòng)臂41的前端與電極 同時(shí)形成金屬覆膜。第1振動(dòng)臂41前端的金屬覆膜起到錠子的作用而穩(wěn)定振動(dòng)臂使其容 易振動(dòng)。另外，通過穩(wěn)定地振動(dòng)使Q值上升。另外，第1振動(dòng)臂41前端的金屬覆膜是為了 更容易對(duì)作為壓電裝置而搭載的第1音叉型水晶振動(dòng)片IOO進(jìn)行頻率調(diào)整而形成的。這些 第1音叉型水晶振動(dòng)片100的外形和槽部24可以通過眾所周知的光刻技術(shù)而形成。以下， 表示由蝕刻形成外形及槽部24的方法的概略。 [OO57](外形的形成) 外形的蝕刻由圓形或方形的水晶晶片同時(shí)形成多個(gè)第1音叉型水晶振動(dòng)片100的 外形。第1音叉型水晶振動(dòng)片100的外形使用未圖示的耐蝕膜等的掩膜，例如將氟酸溶液 作為蝕刻液對(duì)從掩膜露出的水晶晶片進(jìn)行第1音叉型水晶振動(dòng)片100的外形蝕刻。作為耐 蝕膜例如可以使用以鉻為質(zhì)地蒸鍍了金的金屬覆膜。這種蝕刻工序?yàn)闈窨蹋S著氟酸溶液 的濃度或種類、溫度等而變化。 [OO59](槽部的形成) 其次，由槽形成用抗蝕劑使夾持各槽部24的兩側(cè)的壁部留下，在不形成槽部24的 部分使用耐蝕膜，在與外形蝕刻相同的蝕刻條件下，對(duì)第1振動(dòng)臂41的表面和里面分別進(jìn) 行濕刻而形成槽部24。槽部24的深度相對(duì)于厚度，以30%至45%形成。
在此，上述外形蝕刻及槽蝕刻中的一個(gè)或兩個(gè)也可以使用干刻。這種情況，例如在 水晶晶片上形成第1音叉型水晶振動(dòng)片100的外形后，每次通過配置金屬掩膜而覆蓋相當(dāng) 于槽部24的區(qū)域。在這種狀態(tài)，例如可以將水晶鏡片收放在未圖示的容器內(nèi)，以規(guī)定的真 空度供給蝕刻氣體，形成蝕刻等離子體而進(jìn)行干刻。即，在真空容器(未圖示)上例如連接 有氟利昂氣缸和氧氣氣缸，再有，在真空容器上設(shè)置有排氣管，使得成為規(guī)定的真空度。
真空容器內(nèi)被真空排氣成規(guī)定的真空度，輸送氟利昂氣體和氧氣，在填充至其混 合氣體成規(guī)定的氣壓為止的狀態(tài)下，若印加直流電壓，則產(chǎn)生等離子。之后，含有被離子化 的粒子的混合氣體撞到從金屬掩膜露出的壓電材料上。由這種沖擊被物理地削去而飛散， 由此進(jìn)行蝕刻。
(電極的形成) 如圖1A所示，電極由基部電極31和激勵(lì)電極32形成，如圖1B所示，激勵(lì)電極32 還形成在第1振動(dòng)臂41的側(cè)面。設(shè)置在支撐臂22a上的接合部25搭載在導(dǎo)電性粘接劑EG 上?；侩姌O31和激勵(lì)電極32是例如以Ni膜為質(zhì)地且形成了 Au膜的2層構(gòu)造。
電極的形成是由蒸鍍或噴鍍等全面覆蓋作為電極的金屬，其次使用露出了不形成電極的部位的抗蝕劑，利用光刻法形成電極。之后，利用噴鍍或蒸鍍?cè)诘?振動(dòng)臂41的前 端部形成錘式電極(金屬覆膜)。錘式電極利用在頻率調(diào)整上。由于在以下的實(shí)施例中與 實(shí)施例1相同地對(duì)電極進(jìn)行配線，因此省略電極的圖。(壓電裝置的形成) 圖2A表示壓電裝置50的概略平面圖，圖2B表示圖2A的概略剖視圖。壓電裝置 50是在具有空間的包裝件PKG內(nèi)放入第1音叉型水晶振動(dòng)片IOO，并在真空容器內(nèi)保持真 空狀態(tài)且利用封裝材料54接合蓋體53和包裝件PKG。蓋體53由硼硅玻璃等形成，由此即 使構(gòu)筑了壓電裝置之后也可以進(jìn)行頻率的調(diào)整。 包裝件PKG是例如由陶瓷形成的陶瓷包裝件，將多張?zhí)沾杀“鍖盈B形成箱體形狀 后進(jìn)行燒結(jié)。在包裝件PKG的底部形成外部電極51而成為可以進(jìn)行表面安裝(SMD :Surface Mount Device)的類型。 第1音叉型水晶振動(dòng)片100通過支撐臂22a的接合部25與壓電裝置50的包裝件 PKG進(jìn)行結(jié)合。例如，接合部25搭載在涂布于包裝件PKG的接合部電極29上的導(dǎo)電性粘接 劑EG上，臨時(shí)固化導(dǎo)電性粘接劑EG。其次，第1音叉型水晶振動(dòng)片IOO通過在固化爐內(nèi)真 正地固化導(dǎo)電性粘接劑EG來接合接合部25和包裝件PKG的接合部電極29，與包裝件外部 的外部電極51進(jìn)行電連接。 之后，對(duì)壓電裝置50進(jìn)行頻率的調(diào)整。即，通過向第1音叉型水晶振動(dòng)片100的 第1振動(dòng)臂41的前端照射激光，使錘的金屬覆膜的一部分蒸發(fā)、升華且削減質(zhì)量，由此調(diào)整 振動(dòng)頻率。另外，壓電裝置50通過進(jìn)行驅(qū)動(dòng)特性等的檢查而完成。 第1音叉型水晶振動(dòng)片100通過改變第1振動(dòng)臂41及支撐臂22a的形狀，可以制 造CI值的增加更少并具有緩和沖擊功能的壓電裝置50。以下的實(shí)施例2、實(shí)施例3及實(shí)施 例4表示CI值的增加較少且振動(dòng)滲漏較少的同時(shí)具有緩和沖擊功能的振動(dòng)臂形狀及支撐 臂形狀的具體例子。
〈實(shí)施例2> 圖3表示具備CI值的增加較少且振動(dòng)滲漏較少的同時(shí)具有緩和沖擊功能的第2 振動(dòng)臂42及支撐臂22b的第2音叉型水晶振動(dòng)片110。由于本實(shí)施例的第2音叉型水晶振 動(dòng)片110的第2振動(dòng)臂42及支撐臂22b之外的構(gòu)成部分與實(shí)施例1相同，因此省略同一部 分的說明。另外，為了使圖更加清晰，因此沒有圖示電極。 如圖3所示，從基部23的一端延伸的第2振動(dòng)臂42的根部在X方向上以較寬的 寬度形成。另外，從基部23延伸的第2振動(dòng)臂42的寬度從根部逐漸變窄而形成第1縮頸 部46，且以一定的寬度向Y軸方向延伸而形成第5寬度W5。第2振動(dòng)臂42具有長度為第 2振動(dòng)臂42的長度的55%至60%的槽部24，由此減少CI值。支撐臂22b的根部在X方向 上以較寬的寬度形成。另外，寬度從支撐臂22b的根部逐漸變窄而形成第3縮頸部48。與 第2振動(dòng)臂42對(duì)向的支撐臂22b的內(nèi)側(cè)面，平行于第2振動(dòng)臂42的側(cè)面而筆直地向Y軸 方向延伸。 支撐臂22b的外側(cè)的寬度從基部23的另一端部44逐漸變窄且向Y軸方向延伸而 形成第5縮頸部45。支撐臂22b的寬度在第5縮頸部45急劇增大，使得支撐臂22b的前端 成錘形形狀。就第2音叉型水晶振動(dòng)片110而言，第2振動(dòng)臂42以一定的寬度向Y軸方向 延伸，且振動(dòng)臂22b的內(nèi)側(cè)也沿著直線向Y軸方向延伸。僅使支撐臂22b的外側(cè)的寬度變窄而形成向Y軸方向延伸的形狀。支撐臂22b的寬度從基部23的另一端部44逐漸變窄， 使在第2振動(dòng)臂42所產(chǎn)生的振動(dòng)到達(dá)基部23，另外具有緩和傳遞到支撐臂22b上的振動(dòng)滲 漏的功能。 本實(shí)施例也與實(shí)施例1相同地作為壓電裝置50，可以將第2音叉型水晶振動(dòng)片 IIO封裝在包裝件PKG內(nèi)。另外，可以在封裝后進(jìn)行頻率的調(diào)整。 圖4A是放大了實(shí)施例1的第1音叉型水晶振動(dòng)片100的支撐臂根部26的圖，圖 4B是放大了實(shí)施例2的第2音叉型水晶振動(dòng)片110的支撐臂根部26的圖。
在圖4A中，從基部23向Y方向延伸的第1振動(dòng)臂41的支撐臂22a側(cè)的側(cè)面SF 和從基部23向Y方向延伸的支撐臂22a的第1振動(dòng)臂41側(cè)的側(cè)面SF相對(duì)于從支撐臂根 部26向Y方向延伸的中心線CL為左右線對(duì)稱。S卩，從支撐臂根部26至接合部25的支撐 臂22a的側(cè)面SF與第1振動(dòng)臂41的側(cè)面相對(duì)于中心線CL為線對(duì)稱。在圖4B中，從基部 23向Y方向延伸的第2振動(dòng)臂42的支撐臂22b側(cè)的側(cè)面SF和從基部23向Y方向延伸的 支撐臂22b的第2振動(dòng)臂42側(cè)的側(cè)面SF也相對(duì)于從支撐臂根部26向Y方向延伸的中心 線CL為線對(duì)稱。 這樣，隨著支撐臂22a及支撐臂22b從支撐臂根部26延伸至接合部25，即使支撐 臂22a及支撐臂22b的寬度變窄，振動(dòng)臂和支撐臂所面對(duì)的側(cè)面SF也相對(duì)于中心線CL為 線對(duì)稱。 水晶自身具有蝕刻各向異性，且對(duì)于圖4A及圖4B所示的機(jī)械軸X、電氣軸Y、光學(xué) 軸Z而產(chǎn)生。S卩，對(duì)于在其X-Y平面內(nèi)的蝕刻速率，在正X方向的相對(duì)于X軸的正120度的 方向及負(fù)120度的方向的平面內(nèi)蝕刻的進(jìn)行會(huì)變快。相對(duì)于此，在負(fù)X方向的相對(duì)于正X 軸的30度方向及負(fù)30度的方向的平面內(nèi)蝕刻的進(jìn)行會(huì)變慢。同樣，Y方向的蝕刻速率，在 正30度方向及負(fù)30度方向上加快，在正Y方向的相對(duì)于Y軸的正120度方向及負(fù)120度 方向上會(huì)變慢。 通過這樣的蝕刻各向異性，第1音叉型水晶振動(dòng)片100或第2音叉型水晶振動(dòng)片 IIO在各振動(dòng)臂及各支撐臂的側(cè)面上形成以翅片形狀突出的異形部(未圖示)。但是，由于 在第1振動(dòng)臂41的支撐臂22a側(cè)的側(cè)面SF和從基部23向Y方向延伸的支撐臂22a的第 1振動(dòng)臂41側(cè)的側(cè)面SF中，能夠使第1振動(dòng)臂41 一側(cè)和支撐臂22a —側(cè)之間保持均勻的 平衡，因此在蝕刻工序中蝕刻液的流動(dòng)相同，并能夠形成保持了平衡的第1音叉型水晶振 動(dòng)片100或第2音叉型水晶振動(dòng)片110。 另外，在圖4A中，通過使第1振動(dòng)臂41側(cè)的支撐臂22a的側(cè)面傾斜，支撐臂22a 的寬度逐漸變窄。在圖4B中，通過使位于第2振動(dòng)臂42的相反側(cè)的支撐臂22b的側(cè)面傾 斜，支撐臂22b的寬度逐漸變窄。即，支撐臂22a及支撐臂22b的寬度從支撐臂根部26到 接合部25逐漸變窄。通過這樣使支撐臂的寬度變窄，由振動(dòng)臂22a或22b產(chǎn)生的振動(dòng)滲漏 不容易到達(dá)接合部25上。 在此，振動(dòng)臂和支撐臂的對(duì)向的側(cè)面SF相對(duì)于中心線CL為線對(duì)稱，在以下說明的
實(shí)施例3及實(shí)施例4也相同?！磳?shí)施例3> 圖5表示具有降低了 CI值的第3振動(dòng)臂43的第3音叉型水晶振動(dòng)片120。由于 本實(shí)施例的第3音叉型水晶振動(dòng)片120的構(gòu)成部分除了第3振動(dòng)臂43之外也與實(shí)施例1相同，因此省略其說明。另外，為了使圖更加清晰，因此沒有圖示電極。 如圖5所示，與實(shí)施例1相同地從基部23延伸的第3振動(dòng)臂43的寬度從根部逐
漸變窄而形成第1縮頸部46，并朝向第2縮頸部47且寬度逐漸變窄。第3振動(dòng)臂43從第
2縮頸部47至第3振動(dòng)臂43的前端，以振動(dòng)臂彼此不沖突的寬度逐漸變寬。 在本實(shí)施例中，由于從第3振動(dòng)臂43的寬度較寬的根部至第1縮頸部46及第2
縮頸部47也是以2階段形式變窄，因此集中在根部的應(yīng)力向第3振動(dòng)臂43的前端方向移
動(dòng)，由此減少朝向基部23的振動(dòng)滲漏。另外，可以通過調(diào)節(jié)第3振動(dòng)臂43的寬度怖或第
2縮頸部47的寬度W7， 一邊抑制CI值的增加， 一邊防止2次高頻波的振蕩，從而可以振蕩
出穩(wěn)定的基本波。 本實(shí)施例也與實(shí)施例l相同地作為壓電裝置50可以將第3音叉型水晶振動(dòng)片120封裝在包裝件PKG內(nèi)。另外，可以在封裝后進(jìn)行頻率的調(diào)整。
〈實(shí)施例4> 圖6表示具有第1振動(dòng)臂41及支撐臂22c的第4音叉型水晶振動(dòng)片130。由于本實(shí)施例的第4音叉型水晶振動(dòng)片130的構(gòu)成部分除了支撐臂22c之外也與實(shí)施例1相同，因此省略其說明。另外，為了使圖更加清晰，因此沒有圖示電極。 第4音叉型水晶振動(dòng)片130的第1振動(dòng)臂41從基部23大致平行地延伸，并形成第1縮頸部46及第2縮頸部47。支撐臂22c具有與支撐臂22a及支撐臂22b相同的形狀。支撐臂22c的寬度從第3縮頸部48逐漸變窄，并在支撐臂22的前端附近形成第4縮頸部49。再有，支撐臂22c從基部23的另一端部44逐漸變窄，并形成第5縮頸部45。支撐臂22c在第4縮頸部49及第5縮頸部45急劇變寬而成錘形形狀。支撐臂22c通過從第3縮頸部48及基部23的另一端部44逐漸變窄而具有緩和振動(dòng)滲漏的功能。
本實(shí)施例也與實(shí)施例l相同地作為壓電裝置50可以將第4音叉型水晶振動(dòng)片130封裝在包裝件PKG內(nèi)。另外，可以在封裝后進(jìn)行頻率的調(diào)整。 圖7A、圖7B、圖7C以及圖7D表示音叉型水晶振動(dòng)片的變形例。雖然在實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3以及實(shí)施例4中振動(dòng)臂根部26和支撐臂根部27的形狀為直線的U字型形狀，但是也可以做成如圖7A、圖7B、圖7C以及圖7D所示的平滑的U字型形狀。另外，雖然在實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3以及實(shí)施例4中是由2個(gè)第1接合部25固定在包裝件上，但是如圖7A、圖7B、圖7C以及圖7D所示，也可以增加2個(gè)第2接合部28。通過設(shè)置第2接合部28來增加支撐各支撐臂的剛性，并且不容易使各振動(dòng)臂的振動(dòng)滲漏傳遞到包裝件PKG上，另外由溫度變化等引起的從包裝件外部的應(yīng)力變化不容易傳遞到各振動(dòng)臂上。在此，在圖7A、圖7B、圖7C以及圖7D中沒有圖示電極。 在產(chǎn)業(yè)利用上，雖然詳細(xì)說明了本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)對(duì)上述各實(shí)施例進(jìn)行各式各樣的變化、變形。例如，本發(fā)明的壓電振動(dòng)片可以使用水晶以外的鈮酸鋰晶體(LiNb03)等的各式各樣的壓電單晶體材料。
1權(quán)利要求
一種壓電振動(dòng)片，其特征在于，具有至少一對(duì)從基部的一端側(cè)向規(guī)定方向延伸的振動(dòng)臂；在所述振動(dòng)臂的兩個(gè)外側(cè)，在前端具有接合部的同時(shí)從所述基板的所述一端側(cè)向所述規(guī)定方向延伸的一對(duì)支撐臂；以及，形成在所述一對(duì)振動(dòng)臂一方和所述支撐臂一方之間的支撐臂根部，并且，從所述支撐臂根部至所述接合部，所述振動(dòng)臂一方的側(cè)面和所述支撐臂一方的側(cè)面相對(duì)于所述振動(dòng)臂和所述支撐臂之間的中心線是線對(duì)稱。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓電振動(dòng)片，其特征在于， 具有形成在所述一對(duì)振動(dòng)臂之間的振動(dòng)臂根部，從所述基部的另一端側(cè)到所述支撐臂根部的距離和到所述振動(dòng)臂根部的距離相等。
3. —種壓電振動(dòng)片，其特征在于，具有至少一對(duì)從基部的一端側(cè)向規(guī)定方向延伸的振動(dòng)臂；以及，在所述振動(dòng)臂的兩個(gè)外側(cè)，在前端具有接合部的同時(shí)從所述基板的所述一端側(cè)向所述 規(guī)定方向延伸的一對(duì)支撐臂，并且，從所述基部的一端側(cè)至所述接合部，所述一對(duì)支撐臂的寬度變窄。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓電振動(dòng)片，其特征在于，通過所述支撐臂的至少一方的側(cè)面從所述規(guī)定方向傾斜而延伸，使所述一對(duì)支撐臂的 寬度變窄。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的壓電振動(dòng)片，其特征在于， 具有形成在所述一對(duì)振動(dòng)臂一方和所述支撐臂一方之間的支撐臂根部，并且，從所述支撐臂根部至所述接合部，所述振動(dòng)臂一方的側(cè)面和所述支撐臂一方的 側(cè)面相對(duì)于所述振動(dòng)臂和所述支撐臂之間的中心線是線對(duì)稱。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電振動(dòng)片，其特征在于， 具有形成在所述一對(duì)振動(dòng)臂之間的振動(dòng)臂根部，并且，從所述基部的另一端側(cè)到所述支撐臂根部的距離和到所述振動(dòng)臂根部的距離相等。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2或6所述的壓電振動(dòng)片，其特征在于， 所述支撐臂根部與所述振動(dòng)臂根部為相同形狀。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、6的任意一項(xiàng)所述的壓電振動(dòng)片，其特征在于， 所述振動(dòng)臂的寬度從所述一端側(cè)向規(guī)定方向變窄成為第1寬度，并以比所述第1寬度還寬的第2寬度延伸至前端。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電振動(dòng)片，其特征在于，所述振動(dòng)臂的寬度從所述一端側(cè)向規(guī)定方向變窄成為第1寬度，并以比所述第1寬度 還寬的第2寬度延伸至前端。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓電振動(dòng)片，其特征在于，所述振動(dòng)臂的寬度從所述一端側(cè)向規(guī)定方向變窄成為第1寬度，并以比所述第1寬度 還寬的第2寬度延伸至前端。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、6的任意一項(xiàng)所述的壓電振動(dòng)片，其特征在于， 所述振動(dòng)臂的寬度從所述一端側(cè)向規(guī)定方向變窄成為第1寬度，之后逐漸變寬至前
12. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電振動(dòng)片，其特征在于，所述振動(dòng)臂的寬度從所述一端側(cè)向規(guī)定方向變窄成為第1寬度，之后逐漸變寬至前丄山順。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓電振動(dòng)片，其特征在于，所述振動(dòng)臂的寬度從所述一端側(cè)向規(guī)定方向變窄成為第1寬度，之后逐漸變寬至前丄山順。
14. 一種壓電裝置，其特征在于，具有所述權(quán)利要求1至權(quán)利要求13的任意一項(xiàng)所述的壓電振動(dòng)片； 覆蓋該壓電振動(dòng)片的蓋部；以及， 連接有所述支撐臂且支撐所述壓電振動(dòng)片的底部。
全文摘要
提供一種音叉型壓電振動(dòng)片。該壓電振動(dòng)片縮短了基部的長度，并設(shè)置減少振動(dòng)臂的振動(dòng)滲漏波及外部的影響的振動(dòng)臂及支撐臂。該壓電振動(dòng)片(100)具有至少一對(duì)從基部(23)的一端側(cè)向規(guī)定方向延伸的振動(dòng)臂(41)；以及在振動(dòng)臂的兩個(gè)外側(cè)，在前端具有接合部的同時(shí)從基板的一端側(cè)向規(guī)定方向延伸的一對(duì)支撐臂(22a)，并且，從基部的一端側(cè)至接合部(25)，一對(duì)支撐臂的寬度變窄。即，支撐臂(22a)從支撐臂根部(26)向縮頸點(diǎn)(48、49)傾斜而延伸，使得支撐臂的寬度變窄。
文檔編號(hào)H03H9/15GK101714856SQ20091017785
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月29日
發(fā)明者巖井宏樹 申請(qǐng)人:日本電波工業(yè)株式會(huì)社