[發(fā)明專利]壓電振動片、壓電振動器、振蕩器、電子設備及電波鐘表

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310426924.3
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103684334A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 小林高志
• 申請（專利權）人: 精工電子水晶科技股份有限公司
• 主分類號: H03H9/02
• 分類號: H03H9/02;H03H3/02;H03H9/15;G04G3/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 何欣亭;王忠忠

技術領域

本發(fā)明涉及壓電振動片、壓電振動器、振蕩器、電子設備以及電波鐘表。

背景技術

在便攜電話、便攜信息終端設備中，作為時刻源、控制信號的定時源、參考信號源等，使用利用了水晶等的壓電振動器。關于此種壓電振動器，提供有各種壓電振動器，作為其中的一種，已知具有所謂音叉型壓電振動片的壓電振動器。

圖16是示出現(xiàn)有的壓電振動片的截面圖。

如圖16所示，音叉型的壓電振動片200由平行地設置的一對振動臂部210、211、和支持一對振動臂部210、211的基端部的基部(未圖示)構成。而且，在壓電振動片200的外表面形成有電極膜，通過對該電極膜施加電壓，能夠使一對振動臂部210、211沿相互接近或分離的方向以既定的諧振頻率振動。

另外，近年來，伴隨搭載壓電振動器的設備的小型化，期望壓電振動片200的小型化。但是，若例如將振動臂部210、211的寬度縮窄，則在振動腕部210、211上形成的電極膜的形成寬度也變窄，其等效串聯(lián)電阻值(晶體阻抗(Crystal?Impedance)：CI值)上升，輸出信號的精度惡化。

相對于此，如圖16所示，已知在振動臂部210、211的兩主面上通過蝕刻加工而形成槽部212的構成。根據(jù)該構成，由于在槽部212的側面處，成對的激振電極(未圖示)彼此對置，故能夠使電場沿該對置方向高效地作用。由此，即使將振動臂部210、211的寬度縮窄，也能夠提高電場效率，能夠維持諧振頻率F并且謀求小型化。

專利文獻

專利文獻1：日本特開2009－81520號公報。

發(fā)明內容

然而，若在壓電振動片200的振動臂部210、211中形成槽部212，則振動臂部210、211的剛性降低。尤其在將槽部形成于振動臂部210、211的基端部與基部的連接部附近時，振動臂部210、211不能夠獲得充分的強度，而且應力集中易產生于該部分。因此，若外部沖擊等作用于壓電振動片200，則有可能以振動臂部210、211的基端部與基部的連接部附近為起點產生斷裂等。即，在將槽部212設于振動臂部210、211時，存在振動臂的剛性降低的問題。

而且，在將槽部212形成于振動臂部210、211時，除上述“振動臂的剛性降低的問題”之外，還存在以下問題。即，槽部212通過使用掩模圖案對水晶等圓片（wafer）實施濕法蝕刻而形成，但水晶等材質具有既定的晶軸，具有根據(jù)晶軸方向，蝕刻速度不同的性質。此種性質也稱為“蝕刻各向異性”。具體而言，已知在水晶的各晶軸(X軸、Y軸、Z軸)中，蝕刻速度以Z軸、＋X軸、－X軸、Y軸的順序變慢。而且已知由于具有該“蝕刻各向異性”，蝕刻后的槽部212的截面形狀不成為單純的矩形狀，而是成為具有圖16那樣的傾斜面的形狀。

在此將如圖16所示的槽部212內的傾斜面的部分稱為“蝕刻殘余213”。通常，在形成音叉型的壓電振動片200時，為了能夠通過蝕刻加工獲得所希望的外形形狀，以晶軸的Z軸與壓電振動片200的厚度方向大體一致、Y軸與壓電振動片200的長度方向大體一致、X軸與壓電振動片200的寬度方向大體一致的方式，從水晶原石切割圓片，但在形成槽部212時，由于受到上述蝕刻各向異性的影響，在槽部212的側面產生蝕刻殘余213。具體而言，由于蝕刻速度隨著從＋X軸側朝向－X軸側而產生延遲，故在槽部212的在X軸方向上對置的側面中，位于－X軸側的－X軸側側面212a成為隨著朝向槽部212的底部而逐漸朝向＋X軸方向傾斜的傾斜面。而且，該傾斜的部分成為上述蝕刻殘余213。此外，位于＋X軸側的＋X軸側側面212b成為與Z軸方向平行的側面(無蝕刻殘余213的側面)。此外，蝕刻殘余不僅僅形成于槽部212，還形成于振動臂部210、211的側面。在圖16中，圖示出在振動臂部210、211的兩個側面中，在＋X軸側的側面形成了傾斜(蝕刻殘余)的情況。

而且，若在槽部212產生蝕刻殘余213，則在以將各振動臂部210、211在X軸方向上二等分的中心線O’為中心的兩側形狀不同，重量平衡變得不均衡。其結果，存在招致振動臂部210、211的驅動電平特性(諧振頻率F相對于施加于壓電振動片200的電壓的舉動)的變化、振動泄漏引起的CI值的增加等的問題。即，在振動臂部210、211設置槽部212的情況下，除“振動臂的剛性降低的問題”之外，還存在由蝕刻殘余213引起的“振動平衡不均衡的問題”。