[發明專利]壓電振動元件及其制造方法、壓電振子及壓電振蕩器

在審

• 申請號: 201410171614.6
• 申請日: 2011-12-01
• 公開（公告）號: CN103973251A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 山田明法
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: H03H3/02
• 分類號: H03H3/02;H03H9/21;H03H9/02
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;蘇萌萌

本申請為，申請號為201110393650.3、申請日為2011年12月1日、發明名稱為壓電振動元件及其制造方法、壓電振子及壓電振蕩器的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及壓電振動元件、壓電振動元件的制造方法、壓電振子及壓電振蕩器。

背景技術

目前，作為壓電振子，已知有例如音叉型晶體振子。音叉型晶體振子被用于鐘表用的基準頻率源或壓電陀螺裝置用的角速度傳感器等，且正在推進搭載有這些部件的電子設備等的小型化。伴隨于此，壓電振子也具有小型化的需求。

音叉型壓電振子的振動頻率與振動臂的寬度成正比，且與長度的平方成反比。為了實現壓電振子的小型化，需要在縮短振動臂的長度的同時減小振動臂的寬度。但是，當以此種方式構成時，將容易產生高階振動模式，從而振動模式將容易變得不穩定。

在專利文獻1中公開了如下的壓電振動元件(晶體振動元件)，即，為了抑制這種高階振動模式的產生，以獲得穩定的振動狀態，從而在壓電振動元件的振動臂的頂端部上形成了寬于振動臂的臂部的寬度的錘部(均衡頭)的壓電振動元件。如圖13中的俯視圖所示，該音叉型壓電振動元件具有如下的結構，即，在形成于振動臂的頂端部的錘部上設置了大致四方形的孔部。壓電振動元件150從其基部180的一端邊緣起以并行的方式突出形成有一對細棒狀的振動臂170，并且在各個振動臂170的長度方向上的頂端部處，分別連接形成有被設定為寬于振動臂170的臂部171的寬度的大致四方形的錘部160。一對振動臂170為相似形狀。各個錘部160關于各個振動臂170的振動中心線B左右對稱，并且在臂部171上，沿著振動中心線B而形成有槽部172。該槽部172也被形成為關于振動中心線B對稱的形狀。

在錘部160的寬度方向中央部上，設置有從表面貫穿至背面的大致四方形的孔部163。該孔部163為，用于連接被形成在壓電振動元件150的表面及背面上的電極的通孔，且位于振動臂170的振動中心線B的延長線上，呈對稱形狀。

圖14為，表示壓電振動片150的錘部160的改變例的俯視圖。從錘部160的兩個角部起，以與臂部171分離且沿著臂部171的方式，朝向圖13所示的基部180突出有一對突出部166。兩個突出部166為相同的形狀。

此外，在專利文獻2中公開了一種振動陀螺元件。如圖15所示，振動陀螺元件具備：基部200，其位于中心部；一對檢測用振動臂211a、211b，其從基部200的上下端邊緣的中央部起分別以直線狀突出設置；一對連結臂213a、213b，其從基部200的左右兩端邊緣的中央部起分別向與檢測用振動臂211a、211b正交的方向延伸；各一對驅動用振動臂214a、214b、215a、215b，其從各個連結臂的頂端部起以與該各個連結臂正交的方式向上下方向突出設置。而且，采用了如下的結構，即，在相同的平面上具有從基部200的各個角部起分別以L字狀延伸的兩對梁220a、220b、221a、221b，和對梁220a、220b的頂端部之間及梁221a、221b的頂端部之間進行連結的支承部222a、222b，并且，在檢測用振動臂的延伸方向上且檢測用振動臂的外側，而且在所述驅動用振動臂之間配置支承部222a、222b。

在專利文獻1中，公開了如下的內容，即，由于在振動臂部的頂端部上形成有錘部，因此能夠實現壓電振動元件的小型化，并且能夠獲得振動頻率的穩定性。但是，當通過光刻方法和蝕刻方法來形成壓電振動基板時，由于蝕刻液的濃度、溫度、蝕刻時間等的誤差，將使壓電振動基板的形狀無法形成為與設計形狀相同而產生微妙的誤差，從而在利用該壓電振動基板而構成壓電振動元件時，將存在其頻率從預定頻率產生誤差的問題。

此外，在專利文獻2中，公開了如下的振動陀螺元件，所述振動陀螺元件具備：一對檢測用振動臂，其從基部向兩側以直線狀延伸；一對連結臂，其從基部延伸出來；各一對驅動用振動臂，其從各個連結臂的頂端部以與該各個連結臂正交的方式向兩側延伸。但是，當用光刻方法和蝕刻方法形成振動陀螺元件用的壓電基板時，將由于蝕刻時間等的誤差而無法獲得與設計時的形狀相同的振動陀螺元件用的壓電基板，從而存在無法獲得所預期的特性的問題。

專利文獻1：日本特開2009-201162號公報

專利文獻2：日本特開2010-2430號公報

發明內容

本發明是為了解決上述問題而完成的，其提供一種即使由于蝕刻時間等的誤差而在壓電基板上發生了過度蝕刻，也能夠減少壓電振動元件及振動陀螺元件的頻率誤差的壓電振動元件和振動陀螺元件、及其制造方法。