JP2008205657A - Method of manufacturing piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus, and radio-controlled clock - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently mass-produce high quality and high performance piezoelectric vibrating pieces having low CI value. <P>SOLUTION: The method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece includes steps of: forming a first protective film 20 on both faces of a piezoelectric plate 20; patterning the first protective film into the external shape of a piezoelectric vibrating piece with areas of groove parts 5 reserved; processing the piezoelectric plate by dry etching with the first protective film as a mask to form groove parts and etching areas not masked with the first protective film by a depth h1 of the groove parts from the surface of the piezoelectric plate; protecting the groove parts by formation of a second protective film; processing the piezoelectric plate by wet etching with the first and second protective films as a mask, completely removing remaining parts of the piezoelectric plate etched up to the depth of the groove parts from the surface and forming a pair of vibrating arm parts and a base part; and removing the first and second protective films. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、振動腕部に溝部が形成された圧電振動片、該圧電振動片の製造方法、圧電振動片を有する圧電振動子、該圧電振動子を有する発振器、電子機器及び電波時計に関するものである。   The present invention relates to a piezoelectric vibrating piece having a groove formed in a vibrating arm, a method for manufacturing the piezoelectric vibrating piece, a piezoelectric vibrator having a piezoelectric vibrating piece, an oscillator having the piezoelectric vibrator, an electronic device, and a radio timepiece. is there.

近年、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として水晶等を利用した圧電振動片を有する圧電振動子が用いられている。
この圧電振動子は、搭載される機器の小型化に伴って、今後さらなる小型化が望まれている。小型化を図る方法としては、いくつかの方法が考えられているが、その１つとして振動腕部の両面に溝部を形成した音叉型の圧電振動片を利用する方法がある。
通常、この音叉型の圧電振動片は、互いに平行に配置され、基端側が基部に一体的に固定された一対の振動腕部と、該一対の振動腕部の外表面上（溝部を含む）に形成されて一対の振動腕部を振動させる励振電極と、を有している。 In recent years, a piezoelectric vibrator having a piezoelectric vibrating piece using crystal or the like as a time source, a control signal timing source, a reference signal source, or the like is used in a mobile phone or a portable information terminal device.
The piezoelectric vibrator is desired to be further miniaturized in the future as the equipment to be mounted is miniaturized. Several methods are conceivable as a method for reducing the size, and one of them is a method using a tuning-fork type piezoelectric vibrating piece in which grooves are formed on both surfaces of a vibrating arm.
Usually, this tuning-fork type piezoelectric vibrating piece is arranged in parallel with each other, and a pair of vibrating arm portions whose base end sides are integrally fixed to the base portion, and on the outer surface of the pair of vibrating arm portions (including a groove portion) And an excitation electrode for vibrating the pair of vibrating arms.

励振電極は、一対の振動腕部を互いに接近又は離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極であり、引き出し電極を介して基部の外表面上に形成されたマウント電極に電気的に接続されている。そして圧電振動片は、このマウント電極を介して電圧が印加されるようになっている。   The excitation electrode is an electrode that vibrates the pair of vibrating arms at a predetermined resonance frequency in a direction approaching or separating from each other, and is electrically connected to a mount electrode formed on the outer surface of the base via an extraction electrode. ing. A voltage is applied to the piezoelectric vibrating piece through the mount electrode.

ここで、一対の振動腕部に溝部が形成されている場合には、図４２に示すように、振動腕部９０、９１の側面及び溝部９２の側面上に極性の異なる２つの励振電極９３、９４が形成される。この際、２つの励振電極９３、９４は、対向した位置関係となるので、溝部９２が形成されていない場合と比較して、より効率良く電界が作用し易い。そのため、圧電振動片９５のサイズを小型化したとしても、振動損失が低くＣＩ値（等価抵抗値）を極力低く抑えることができる。従って、小型化に適しているという利点を有している。   Here, when the groove portion is formed in the pair of vibrating arm portions, as shown in FIG. 42, two excitation electrodes 93 having different polarities on the side surfaces of the vibrating arm portions 90 and 91 and the side surface of the groove portion 92, 94 is formed. At this time, since the two excitation electrodes 93 and 94 are in a positional relationship facing each other, the electric field easily acts more efficiently than in the case where the groove portion 92 is not formed. Therefore, even if the size of the piezoelectric vibrating piece 95 is reduced, the vibration loss is low and the CI value (equivalent resistance value) can be suppressed as low as possible. Therefore, it has the advantage of being suitable for downsizing.

ところでこの圧電振動片９５は、一般的に水晶等のウエハ基板を複数回繰り返しエッチング加工することで製造されている（例えば、特許文献１参照）。この製造方法について、図４３に示すフローチャートを参照しながら簡単に説明する。
まず、ウエハ基板を準備（Ｓ１００）した後、ウエハ基板の表面にエッチング保護膜を成膜する（Ｓ１０１）。次いで、このエッチング保護膜にフォトリソ技術を利用して圧電振動片９５の外形パターンをパターニングする（Ｓ１０２）。次いで、パターニングしたエッチング保護膜をマスクとしてウエハ基板をウェットエッチングによりエッチング加工する（Ｓ１０３）。これにより、圧電振動片９５を形作ることができる。即ち、基部及び一対の振動腕部９０、９１を形成することができる。 By the way, the piezoelectric vibrating piece 95 is generally manufactured by repeatedly etching a wafer substrate such as a crystal a plurality of times (for example, see Patent Document 1). This manufacturing method will be briefly described with reference to the flowchart shown in FIG.
First, after preparing a wafer substrate (S100), an etching protective film is formed on the surface of the wafer substrate (S101). Next, the outer shape pattern of the piezoelectric vibrating piece 95 is patterned on the etching protective film using a photolithography technique (S102). Next, the wafer substrate is etched by wet etching using the patterned etching protective film as a mask (S103). Thereby, the piezoelectric vibrating piece 95 can be formed. That is, the base portion and the pair of vibrating arm portions 90 and 91 can be formed.

次いで、マスクとして利用したエッチング保護膜を除去する（Ｓ１０４）。次に、一対の振動腕部９０、９１に溝部９２を形成する工程を行う。そのため、圧電振動片９５の表面に再度溝部９２用のエッチング保護膜を成膜する（Ｓ１０５）。次いで、この溝部９２用のエッチング保護膜にフォトリソ技術を利用して溝部９２の外形パターンをパターニングする（Ｓ１０６）。次いで、パターニングしたエッチング保護膜をマスクとして、一対の振動腕部９０、９１をウェットエッチングによりエッチング加工する（Ｓ１０７）。これにより、一対の振動腕部９０、９１の両面に溝部９２を形成することができる。次いで、マスクとして利用した溝部９２用のエッチング保護膜を除去する（Ｓ１０８）。そして、最後に圧電振動片９５の外表面に励振電極９３、９４、引き出し電極及びマウント電極をそれぞれ形成する。これにより、一対の振動腕部９０、９１に溝部９２が形成された圧電振動片９５を製造することができる。   Next, the etching protective film used as a mask is removed (S104). Next, the process of forming the groove part 92 in a pair of vibrating arm parts 90 and 91 is performed. Therefore, an etching protective film for the groove 92 is formed again on the surface of the piezoelectric vibrating piece 95 (S105). Next, the outer shape pattern of the groove 92 is patterned on the etching protective film for the groove 92 using a photolithography technique (S106). Next, using the patterned etching protective film as a mask, the pair of vibrating arm portions 90 and 91 are etched by wet etching (S107). Thereby, the groove part 92 can be formed in both surfaces of a pair of vibrating arm part 90 and 91. FIG. Next, the etching protective film for the groove 92 used as a mask is removed (S108). Finally, excitation electrodes 93 and 94, extraction electrodes, and mount electrodes are formed on the outer surface of the piezoelectric vibrating piece 95, respectively. Thereby, the piezoelectric vibrating piece 95 in which the groove portion 92 is formed in the pair of vibrating arm portions 90 and 91 can be manufactured.

上述したように、一般的に溝部９２を有する圧電振動片９５を製造する場合には、最初のエッチング加工で圧電振動片９５の外形形状を形作った後、次のエッチング加工で溝部９２を形成している。また、通常いずれのエッチング加工を行う場合であっても、フッ化水素酸等の薬液を利用したウェットエッチングにより加工を行っているが、溝部９２のエッチング加工を行うときだけ、ウェットエッチングではなくプラズマを利用したドライエッチングで加工を行う方法も容易に考えられる。
特許第３７２９２４９号公報 As described above, in general, when the piezoelectric vibrating piece 95 having the groove 92 is manufactured, the outer shape of the piezoelectric vibrating piece 95 is formed by the first etching process, and then the groove 92 is formed by the next etching process. ing. In addition, in any case where etching is usually performed, processing is performed by wet etching using a chemical solution such as hydrofluoric acid. However, plasma etching is performed instead of wet etching only when the groove 92 is etched. A method of performing processing by dry etching using the above can be easily considered.
Japanese Patent No. 3729249

しかしながら、上記従来の方法では、以下の課題が残されている。
始めに、ウェットエッチングによるエッチング加工は、ウエハ基板の結晶の面方位の影響を受けてしまう特性を有している。そのため、外形形状の加工と溝部９２の加工とをウェットエッチングにより加工する従来の方法では、エッチングされた溝部９２の側面や底面が平坦面にならず、図４４に示すようにいびつな形状になってしまい、面内ばらつきが大きかった。また、外形形状もウェットエッチングで加工しているので、溝部９２だけでなく振動腕部９０、９１や基部の側面も平坦面にならず、いびつな形状になってしまっていた。そのため、圧電振動片９５を精度良く形成することができなかった。また、面内ばらつきの程度によっては、追加エッチングが必要な場合もあった。 However, the following problems remain in the conventional method.
First, the etching process by wet etching has a characteristic of being affected by the crystal plane orientation of the wafer substrate. Therefore, in the conventional method in which the processing of the outer shape and the processing of the groove portion 92 are processed by wet etching, the side surface and the bottom surface of the etched groove portion 92 are not flat surfaces, and have an irregular shape as shown in FIG. The in-plane variation was large. Further, since the outer shape is also processed by wet etching, not only the groove portion 92 but also the vibrating arm portions 90 and 91 and the side surfaces of the base portion are not flat surfaces, and are distorted. Therefore, the piezoelectric vibrating piece 95 cannot be formed with high accuracy. Further, depending on the degree of in-plane variation, additional etching may be necessary.

また、溝部９２の側面や振動腕部９０、９１の側面に形成した２つの励振電極９３、９４が、確実に対向した位置関係とならず、結果的にＣＩ値を設計通りの値にすることができなかった。また、各電極がショートしてしまう可能性もあった。これらのことから、高品質化、高性能化を図ることが難しかった。   Further, the two excitation electrodes 93 and 94 formed on the side surface of the groove portion 92 and the side surfaces of the vibrating arm portions 90 and 91 do not surely face each other, and as a result, the CI value is set to a value as designed. I could not. In addition, each electrode may be short-circuited. For these reasons, it has been difficult to achieve high quality and high performance.

ところで、上述した２回のエッチング加工をウェットエッチングではなく全てドライエッチングで行った場合には、結晶の面方位の影響を受けないので、上述した問題が生じない。しかしながら、生産性の点でドライエッチングを採用することは難しく、現実的なものではなかった。
つまり、実際に圧電振動片９５を製造する場合には、一度に効率良く大量生産することが望まれる。ここで、ウェットエッチングを行う場合には、数百枚のウエハ基板を一度に薬液に入れるので、加工時間がかかったとしても一度に大量の圧電振動片９５を扱うことができ、生産性に優れている。 By the way, when the above-described two etching processes are all performed by dry etching instead of wet etching, the above-described problem does not occur because the etching is not affected by the crystal plane orientation. However, it is difficult to adopt dry etching in terms of productivity, and it is not realistic.
That is, when actually manufacturing the piezoelectric vibrating piece 95, it is desired to efficiently mass-produce it at once. Here, when wet etching is performed, hundreds of wafer substrates are put into a chemical solution at a time, so that even if processing time is required, a large amount of piezoelectric vibrating reeds 95 can be handled at a time, which is excellent in productivity. ing.

これに対して、ドライエッチングを行う場合には、ウェットエッチングに比べて加工時間が短時間で済むという利点はあるものの、通常専用の装置内に数十枚のウエハ基板しか入れることができないという欠点がある。そのため、一度に少量の圧電振動片９５しか扱うことができず、生産性が悪いものであった。よって、ドライエッチングは、大量生産には不向きなものであった。
そのため、現状の生産ラインでは、ウェットエッチングによる方法が一般的に採用されている。従って、上述した問題が生じてしまっていた。 On the other hand, when dry etching is performed, there is an advantage that processing time is shorter than that of wet etching, but it is disadvantageous that only a few tens of wafer substrates can be usually placed in a dedicated apparatus. There is. Therefore, only a small amount of the piezoelectric vibrating piece 95 can be handled at a time, and the productivity is poor. Therefore, dry etching is not suitable for mass production.
Therefore, in the current production line, a method by wet etching is generally adopted. Therefore, the above-described problem has occurred.

一方、溝部９２のエッチング加工だけをドライエッチングで行う方法によれば、溝部９２に関しては側面及び底面とも平坦面にすることができるが、圧電振動片９５の側面については、いびつな形状になってしまう。そのため、上述した方法ほどではないにしろ、やはり同じ問題が生じるものであった。しかも、溝部９２のエッチング加工だけのためにドライエッチングを行うので、生産性が悪く、大量生産には不向きなものであった。   On the other hand, according to the method in which only the etching process of the groove portion 92 is performed by dry etching, the side surface and the bottom surface of the groove portion 92 can be made flat, but the side surface of the piezoelectric vibrating piece 95 has an irregular shape. End up. Therefore, the same problem still occurs, although not as much as the method described above. In addition, since dry etching is performed only for the etching process of the groove 92, the productivity is poor and it is not suitable for mass production.

本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、ＣＩ値が低く、高品質化及び高性能化された圧電振動片、該圧電振動片を低コストで効率良く大量生産する圧電振動片の製造方法、圧電振動片を有する圧電振動子、更には圧電振動子を有する発振器、電子機器及び電波時計を提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a piezoelectric resonator element having a low CI value, high quality and high performance, and a large amount of the piezoelectric resonator element efficiently at low cost. A manufacturing method of a piezoelectric vibrating piece to be produced, a piezoelectric vibrator having a piezoelectric vibrating piece, an oscillator having a piezoelectric vibrator, an electronic device, and a radio timepiece.

本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係る圧電振動片の製造方法は、平行に配された一対の振動腕部と、該一対の振動腕部の基端側を一体的に固定する基部と、前記一対の振動腕部の両面に振動腕部の長手方向に沿ってそれぞれ形成された溝部と、前記一対の振動腕部の外表面上に形成され、一対の振動腕部を振動させる励振電極とを有する圧電振動片を、圧電材料からなる圧電板から製造する方法であって、前記圧電板の両面に第１の保護膜をそれぞれ成膜する成膜工程と、前記第１の保護膜を、前記溝部の領域を空けた状態で前記圧電振動片の外形形状にパターニングするパターニング工程と、パターニングされた前記第１の保護膜をマスクとしてドライエッチングにより前記圧電板をエッチング加工して、前記溝部を形成すると共に、第１の保護膜でマスクされていない領域を表面から溝部の深さだけエッチングする第１のエッチング工程と、露出している前記溝部を第２の保護膜の成膜により保護する保護工程と、パターニングされた前記第１の保護膜及び前記第２の保護膜をマスクとしてウェットエッチングにより前記圧電板をエッチング加工して、表面から溝部の深さまでエッチングされた圧電板の残りの部分を完全に取り除き、前記一対の振動腕部及び前記基部を形成する第２のエッチング工程と、前記第１の保護膜及び前記第２の保護膜を除去する除去工程と、を行うことを特徴とするものである。 The present invention provides the following means in order to solve the above problems.
A method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to the present invention includes a pair of vibrating arm portions arranged in parallel, a base portion that integrally fixes a base end side of the pair of vibrating arm portions, and a pair of the vibrating arm portions. A piezoelectric vibrating piece having grooves formed on the both surfaces along the longitudinal direction of the vibrating arms, and an excitation electrode formed on the outer surface of the pair of vibrating arms and vibrating the pair of vibrating arms. A method of manufacturing from a piezoelectric plate made of a piezoelectric material, wherein a film forming step of forming a first protective film on both surfaces of the piezoelectric plate, and a region of the groove portion are formed in the first protective film. A patterning step of patterning the outer shape of the piezoelectric vibrating piece in a state, and etching the piezoelectric plate by dry etching using the patterned first protective film as a mask to form the groove, Masked with protective film A first etching step that etches a non-existing region from the surface by the depth of the groove, a protective step that protects the exposed groove by forming a second protective film, and the patterned first protective film And etching the piezoelectric plate by wet etching using the second protective film as a mask to completely remove the remaining portion of the piezoelectric plate etched from the surface to the depth of the groove, and the pair of vibrating arms and the A second etching step for forming a base and a removal step for removing the first protective film and the second protective film are performed.

この発明に係る圧電振動片の製造方法においては、まず、水晶ウエハ等の圧電板の両面に、エッチング加工時に圧電板を保護する第１の保護膜をそれぞれ成膜する成膜工程を行う。次いで、第１の保護膜を、例えばフォトリソグラフィ技術によりパターニングするパターニング工程を行う。この際、溝部の領域を空けた状態で圧電振動片の外形形状、即ち、一対の振動腕部及び基部の外形形状に沿ってパターニングする。次いで、このパターニングされた第１の保護膜をマスクとして、ドライエッチングにより圧電板の両面をそれぞれエッチング加工する第１のエッチング工程を行う。これにより、圧電板の両面に溝部を形成することができると共に、第１の保護膜でマスクされていない領域を表面から溝部の深さだけ除去して、圧電振動片の外形形状を溝部の深さ分だけ形作ることができる。   In the method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to the present invention, first, a film forming process is performed in which a first protective film for protecting the piezoelectric plate during etching is formed on both surfaces of the piezoelectric plate such as a quartz wafer. Next, a patterning process for patterning the first protective film by, for example, a photolithography technique is performed. At this time, patterning is performed along the outer shape of the piezoelectric vibrating piece, that is, the outer shape of the pair of vibrating arms and the base, with the region of the groove portion left open. Next, using the patterned first protective film as a mask, a first etching process is performed in which both surfaces of the piezoelectric plate are etched by dry etching. Thus, the groove portions can be formed on both surfaces of the piezoelectric plate, and the region not masked by the first protective film is removed from the surface by the depth of the groove portions, so that the outer shape of the piezoelectric vibrating piece is changed to the depth of the groove portions. It can be formed as much as possible.

なお、上記エッチング加工を行った部分は、第１の保護膜でマスクされずに露出している。そこで、この露出している部分のうち、エッチング加工時に圧電板を保護する第２の保護膜を溝部だけに成膜する保護工程を行う。次いで、第１の保護膜及び第２の保護膜をマスクとして、ウェットエッチングにより圧電板をエッチング加工する第２のエッチング加工を行う。この際、第１のエッチング工程で表面から溝部の深さ分だけエッチングされた圧電板の残りの部分を完全に取り除く。つまり、圧電板の両面を貫通させる。これにより、一対の振動腕部及び基部を完全に形成することができ、基部に一対の振動腕部が一体的に固定された圧電振動片を得ることができる。そして最後に、第１の保護膜及び第２の保護膜をそれぞれ除去する除去工程を行う。これにより、一対の振動腕部の両面にそれぞれ溝部が形成された圧電振動片を製造することができる。   Note that the etched portion is exposed without being masked by the first protective film. Therefore, a protection process is performed in which the second protective film for protecting the piezoelectric plate during the etching process is formed only in the groove portion in the exposed portion. Next, a second etching process for etching the piezoelectric plate by wet etching is performed using the first protective film and the second protective film as a mask. At this time, the remaining portion of the piezoelectric plate etched by the depth of the groove from the surface in the first etching step is completely removed. That is, both sides of the piezoelectric plate are penetrated. Accordingly, the pair of vibrating arm portions and the base portion can be formed completely, and a piezoelectric vibrating piece in which the pair of vibrating arm portions are integrally fixed to the base portion can be obtained. Finally, a removal process for removing the first protective film and the second protective film is performed. Thereby, it is possible to manufacture a piezoelectric vibrating piece in which grooves are formed on both surfaces of the pair of vibrating arms.

特に、溝部の加工をドライエッチングにより行っているので、精度良く加工でき、溝部の側面及び底面をいびつな形状ではなく、ともに平坦面にすることができる。しかも、圧電振動片の外形加工の途中までもドライエッチングで行っているので、一対の振動腕部の側面に関しても、従来に比べて面内ばらつきを小さくして精度良く加工でき、平坦面が占める割合をより多くすることができる。従って、圧電振動片の外表面に励振電極を設計通りに形成することができ、従来の方法で製造されたものに比べてＣＩ値をより低くすることができる。従って、高品質化、高性能化を図ることができる。   In particular, since the grooves are processed by dry etching, the grooves can be processed with high accuracy, and the side surfaces and the bottom surface of the grooves can be flattened rather than distorted. Moreover, since the etching of the piezoelectric vibrating reed is partly performed by dry etching, the side surfaces of the pair of vibrating arms can also be processed with high accuracy with less in-plane variation than before, and a flat surface occupies. The ratio can be increased. Therefore, the excitation electrode can be formed on the outer surface of the piezoelectric vibrating piece as designed, and the CI value can be made lower than that manufactured by the conventional method. Therefore, high quality and high performance can be achieved.

また、従来の方法では圧電振動片の外形加工が終了した後に、溝部の加工を行っているが、本発明に係る製造方法では、第１のエッチング工程時に、溝部の加工と同時に圧電振動片の外形加工を途中まで行っている。そのため、第２のエッチング工程で加工する圧電板のエッチング量をできるだけ少なくすることができる。よって、加工時間のかかるウェットエッチングに費やす時間を大幅に削減することができる。従って、効率良く生産することができ、生産性を高めて大量生産を可能にすることができる。また、効率良く生産できるので、低コスト化を図ることができる。
なお、一度に数十枚の圧電板しか取り扱えないドライエッチングを採用する欠点よりも、大量の圧電板を一度に取り扱うことができ、加工時間のかかるウェットエッチングに費やす時間を削減できる利点の方が、遥かに効果が高い。そのため、生産性を高めることができる。 Further, in the conventional method, the groove portion is processed after the outer shape of the piezoelectric vibrating piece is finished. However, in the manufacturing method according to the present invention, the piezoelectric vibrating piece is simultaneously formed with the groove portion during the first etching step. Outline machining is performed halfway. Therefore, the etching amount of the piezoelectric plate processed in the second etching process can be reduced as much as possible. Therefore, it is possible to greatly reduce the time spent for wet etching which requires processing time. Therefore, it can produce efficiently and can improve productivity and enable mass production. Moreover, since it can produce efficiently, cost reduction can be achieved.
The advantage of being able to handle a large number of piezoelectric plates at a time and reducing the time spent on wet etching, which requires processing time, is more than the disadvantage of adopting dry etching that can handle only a few dozen piezoelectric plates at a time. , Much more effective. Therefore, productivity can be increased.

また、本発明に係る圧電振動片の製造方法は、平行に配された一対の振動腕部と、該一対の振動腕部の基端側を一体的に固定する基部と、前記一対の振動腕部の両面に振動腕部の長手方向に沿ってそれぞれ形成された溝部と、前記一対の振動腕部の外表面上に形成され、一対の振動腕部を振動させる励振電極とを有する圧電振動片を、圧電材料からなる圧電板から製造する方法であって、前記圧電板の両面に保護膜をそれぞれ成膜する成膜工程と、前記保護膜を、前記圧電振動片の外形形状でパターニングする第１のパターニング工程と、パターニングされた前記保護膜をマスクとしてウェットエッチングにより前記圧電板をエッチング加工して、保護膜でマスクされていない領域を表面から所定の深さだけエッチングする第１のエッチング工程と、パターニングされた前記保護膜をさらにパターニングして、前記溝部の領域を空けた状態にする第２のパターニング工程と、再度パターニングされた前記保護膜をマスクとしてドライエッチングにより前記圧電板をエッチング加工して、前記溝部を形成すると共に、表面から所定の深さまでエッチングされた圧電板の残りの部分を完全に取り除き、前記一対の振動腕部及び前記基部を形成する第２のエッチング工程と、前記保護膜を除去する除去工程と、を行うことを特徴とするものである。   In addition, the piezoelectric vibrating piece manufacturing method according to the present invention includes a pair of vibrating arm portions arranged in parallel, a base portion that integrally fixes a base end side of the pair of vibrating arm portions, and the pair of vibrating arms. Piezoelectric vibrating piece having groove portions respectively formed along the longitudinal direction of the vibrating arm portion on both surfaces of the vibrating portion and an excitation electrode formed on the outer surface of the pair of vibrating arm portions and vibrating the pair of vibrating arm portions In which a protective film is formed on both sides of the piezoelectric plate, and the protective film is patterned with the outer shape of the piezoelectric vibrating piece. And a first etching step of etching the piezoelectric plate by wet etching using the patterned protective film as a mask, and etching a region not masked by the protective film to a predetermined depth from the surface. Further, the patterned protective film is further patterned to form a groove region, and the piezoelectric plate is etched by dry etching using the patterned protective film as a mask. Processing to form the groove portion, and completely remove the remaining portion of the piezoelectric plate etched from the surface to a predetermined depth to form the pair of vibrating arm portions and the base portion; and And a removing step of removing the protective film.

この発明に係る圧電振動片の製造方法においては、まず、水晶ウエハ等の圧電板の両面に、エッチング加工時に圧電板を保護する保護膜をそれぞれ成膜する成膜工程を行う。次いで、保護膜を、例えばフォトリソグラフィ技術によりパターニングするパターニング工程を行う。この際、圧電振動片の外形形状、即ち、一対の振動腕部及び基部の外形形状に沿ってパターニングする。次いで、このパターニングされた保護膜をマスクとして、ウェットエッチングにより圧電板の両面をそれぞれエッチング加工する第１のエッチング工程を行う。これにより、圧電板の両面において、保護膜でマスクされていない領域を表面から所定の深さだけ除去して、圧電振動片の外形形状を所定の深さ分だけ形作ることができる。   In the method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to the present invention, first, a film forming process is performed in which protective films for protecting the piezoelectric plate during etching are formed on both surfaces of the piezoelectric plate such as a quartz wafer. Next, a patterning process for patterning the protective film by, for example, photolithography technology is performed. At this time, patterning is performed along the outer shape of the piezoelectric vibrating piece, that is, the outer shape of the pair of vibrating arms and the base. Next, using the patterned protective film as a mask, a first etching process is performed in which both surfaces of the piezoelectric plate are etched by wet etching. Thereby, on both surfaces of the piezoelectric plate, regions not masked by the protective film are removed from the surface by a predetermined depth, and the outer shape of the piezoelectric vibrating piece can be formed by a predetermined depth.

次いで、既にパターニングされている保護膜を、フォトリソグラフィ技術等を利用してさらにパターニングして、溝部の領域を空けた状態にする第２のパターニング工程を行う。これにより、溝部の形状で圧電板が露出した状態となる。次いで、この再度パターニングされた保護膜をマスクとして、ドライエッチングにより圧電板をエッチング加工する第２のエッチング加工を行う。これにより、溝部を形成することができる。またこの際、第１のエッチング工程で表面から所定の深さ分だけエッチングされた圧電板の残りの部分を完全に取り除く。つまり、圧電板の両面を貫通させる。これにより、一対の振動腕部及び基部を完全に形成することができ、基部に一対の振動腕部が一体的に固定された圧電振動片を得ることができる。そして最後に、保護膜を除去する除去工程を行う。これにより、一対の振動腕部の両面にそれぞれ溝部が形成された圧電振動片を製造することができる。   Next, a second patterning process is performed in which the protective film that has already been patterned is further patterned using a photolithography technique or the like to leave a groove region. As a result, the piezoelectric plate is exposed in the shape of the groove. Next, a second etching process for etching the piezoelectric plate by dry etching is performed using the protective film patterned again as a mask. Thereby, a groove part can be formed. At this time, the remaining portion of the piezoelectric plate etched by a predetermined depth from the surface in the first etching step is completely removed. That is, both sides of the piezoelectric plate are penetrated. Accordingly, the pair of vibrating arm portions and the base portion can be formed completely, and a piezoelectric vibrating piece in which the pair of vibrating arm portions are integrally fixed to the base portion can be obtained. Finally, a removal process for removing the protective film is performed. Thereby, it is possible to manufacture a piezoelectric vibrating piece in which grooves are formed on both surfaces of the pair of vibrating arms.

特に、溝部の加工をドライエッチングにより行っているので、従来に比べて面内ばらつきを小さくして精度良く加工でき、溝部の側面及び底面をいびつな形状ではなく、ともに平坦面にすることができる。しかも、圧電振動片の外形加工を途中からドライエッチングで行っているので、一対の振動腕部の側面に関しても、従来に比べて精度良く加工でき、平坦面が占める割合をより多くすることができる。従って、圧電振動片の外表面に励振電極を設計通りに形成することができ、従来の方法で製造されたものに比べてＣＩ値をより低くすることができる。従って、高品質化、高性能化を図ることができる。   In particular, since the grooves are processed by dry etching, the in-plane variation can be reduced with high precision compared to the conventional case, and the side and bottom surfaces of the grooves can be made flat instead of distorted. . Moreover, since the outer shape of the piezoelectric vibrating piece is processed by dry etching from the middle, the side surfaces of the pair of vibrating arms can be processed with higher accuracy than in the past, and the proportion of the flat surface can be increased. . Therefore, the excitation electrode can be formed on the outer surface of the piezoelectric vibrating piece as designed, and the CI value can be made lower than that manufactured by the conventional method. Therefore, high quality and high performance can be achieved.

また、従来の方法では圧電振動片の外形加工が終了した後に、溝部の加工を行っているが、本発明に係る製造方法では、第２のエッチング工程時に、溝部の加工と同時に圧電振動片の外形加工を行っている。そのため、第１のエッチング工程で加工する圧電板のエッチング量をできるだけ少なくすることができる。よって、加工時間のかかるウェットエッチングに費やす時間を大幅に削減することができる。従って、効率良く生産することができ、生産性を高めて大量生産を可能にすることができる。また、効率良く生産できるので、低コスト化を図ることができる。
なお、一度に数十枚の圧電板しか取り扱えないドライエッチングを採用する欠点よりも、大量の圧電板を一度に取り扱うことができ、加工時間のかかるウェットエッチングに費やす時間を削減できる利点の方が、遥かに効果が高い。そのため、生産性を高めることができる。 In the conventional method, the groove is processed after the outer shape of the piezoelectric vibrating piece is finished. However, in the manufacturing method according to the present invention, the piezoelectric vibrating piece is simultaneously formed with the processing of the groove during the second etching step. We are processing the outer shape. Therefore, the etching amount of the piezoelectric plate processed in the first etching process can be reduced as much as possible. Therefore, it is possible to greatly reduce the time spent for wet etching which requires processing time. Therefore, it can produce efficiently and can improve productivity and enable mass production. Moreover, since it can produce efficiently, cost reduction can be achieved.
The advantage of being able to handle a large number of piezoelectric plates at a time and reducing the time spent on wet etching, which requires processing time, is more than the disadvantage of adopting dry etching that can handle only a few dozen piezoelectric plates at a time. , Much more effective. Therefore, productivity can be increased.

また、本発明に係る圧電振動片の製造方法は、平行に配された一対の振動腕部と、該一対の振動腕部の基端側を一体的に固定する基部と、前記一対の振動腕部の両面に振動腕部の長手方向に沿ってそれぞれ形成された溝部と、前記一対の振動腕部の外表面上に形成され、一対の振動腕部を振動させる励振電極とを有する圧電振動片を、圧電材料からなる圧電板から製造する方法であって、前記圧電板の両面に保護膜をそれぞれ成膜する成膜工程と、前記保護膜を、前記圧電振動片の外形形状でパターニングするパターニング工程と、パターニングされた前記保護膜上に、前記溝部の領域を空けた状態でパターニングされたレジスト膜を重ねて形成するレジスト膜形成工程と、パターニングされた前記保護膜をマスクとしてウェットエッチングにより前記圧電板をエッチング加工して、保護膜でマスクされていない領域を表面から所定の深さだけエッチングする第１のエッチング工程と、前記レジスト膜をマスクとしてパターニングされた前記保護膜の一部を除去して、該保護膜を前記溝部の領域を空けた状態にする第１の除去工程と、前記溝部の領域が空いた前記保護膜をマスクとしてドライエッチングにより前記圧電板をエッチング加工して、前記溝部を形成すると共に表面から所定の深さまでエッチングされた圧電板の残りの部分を完全に取り除き、前記一対の振動腕部及び前記基部を形成する第２のエッチング工程と、前記保護膜及び前記レジスト膜を除去する第２の除去工程と、を行うことを特徴とするものである。   In addition, the piezoelectric vibrating piece manufacturing method according to the present invention includes a pair of vibrating arm portions arranged in parallel, a base portion that integrally fixes a base end side of the pair of vibrating arm portions, and the pair of vibrating arms. Piezoelectric vibrating piece having groove portions respectively formed along the longitudinal direction of the vibrating arm portion on both surfaces of the vibrating portion and an excitation electrode formed on the outer surface of the pair of vibrating arm portions and vibrating the pair of vibrating arm portions Is formed from a piezoelectric plate made of a piezoelectric material, a film forming step of forming protective films on both surfaces of the piezoelectric plate, and patterning of patterning the protective film with the outer shape of the piezoelectric vibrating piece. A resist film forming step in which a patterned resist film is formed on the patterned protective film while leaving the groove region open, and wet etching is performed using the patterned protective film as a mask. A first etching step in which the piezoelectric plate is etched to etch a region not masked by the protective film by a predetermined depth from the surface; and a part of the protective film patterned using the resist film as a mask A first removing step of removing the film to leave the groove region open, and etching the piezoelectric plate by dry etching using the protective film with the groove region open as a mask. A second etching step of forming the groove and removing the remaining portion of the piezoelectric plate etched from the surface to a predetermined depth to form the pair of vibrating arms and the base, the protective film, And a second removal step of removing the resist film.

この発明に係る圧電振動片の製造方法においては、まず、水晶ウエハ等の圧電板の両面に、エッチング加工時に圧電板を保護する保護膜をそれぞれ成膜する成膜工程を行う。次に、この保護膜を、例えばフォトリソグラフィ技術によりパターニングするパターニング工程を行う。この際、圧電振動片の外形形状、即ち、一対の振動腕部及び基部の外形形状に沿ってパターニングする。次いで、このパターニングされた第１の保護膜上に、溝部の領域を空けた状態でパターニングされたレジスト膜を重ねて形成するレジスト膜形成工程を行う。この工程を行った時点で、パターニングされた保護膜は、溝部の領域が露出した状態となっている。   In the method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to the present invention, first, a film forming process is performed in which protective films for protecting the piezoelectric plate during etching are formed on both surfaces of the piezoelectric plate such as a quartz wafer. Next, a patterning process for patterning the protective film by, for example, a photolithography technique is performed. At this time, patterning is performed along the outer shape of the piezoelectric vibrating piece, that is, the outer shape of the pair of vibrating arms and the base. Next, a resist film forming step is performed in which a patterned resist film is formed on the patterned first protective film so as to overlap the groove portion. When this step is performed, the patterned protective film is in a state in which the region of the groove is exposed.

次いで、パターニングされた保護膜をマスクとして、ウェットエッチングにより圧電板の両面をそれぞれエッチング加工する第１のエッチング工程を行う。これにより、圧電板の両面において、保護膜でマスクされていない領域を表面から所定の深さだけ除去して、圧電振動片の外形形状を所定の深さ分だけ形作ることができる。次いで、保護膜に重ねて形成されたレジスト膜をマスクとしてパターニングされた保護膜の一部を除去して、溝部の領域を空けた状態にする第１の除去工程を行う。これにより、溝部の形状で圧電板が露出した状態となる。   Next, using the patterned protective film as a mask, a first etching step is performed in which both surfaces of the piezoelectric plate are etched by wet etching. Thereby, on both surfaces of the piezoelectric plate, regions not masked by the protective film are removed from the surface by a predetermined depth, and the outer shape of the piezoelectric vibrating piece can be formed by a predetermined depth. Next, a first removal process is performed in which a part of the protective film patterned using the resist film formed on the protective film as a mask is removed to leave a groove region. As a result, the piezoelectric plate is exposed in the shape of the groove.

次いで、溝部の領域が空いた保護膜をマスクとして、ドライエッチングにより圧電板をエッチング加工する第２のエッチング加工を行う。これにより、溝部を形成することができる。またこの際、第１のエッチング工程で表面から所定の深さ分だけエッチングされた圧電板の残りの部分を完全に取り除く。つまり、圧電板の両面を貫通させる。これにより、一対の振動腕部及び基部を完全に形成することができ、基部に一対の振動腕部が一体的に固定された圧電振動片を得ることができる。そして最後に、保護膜及びレジスト膜を除去する第２の除去工程を行う。これにより、一対の振動腕部の両面にそれぞれ溝部が形成された圧電振動片を製造することができる。   Next, a second etching process is performed in which the piezoelectric plate is etched by dry etching using the protective film in which the groove region is open as a mask. Thereby, a groove part can be formed. At this time, the remaining portion of the piezoelectric plate etched by a predetermined depth from the surface in the first etching step is completely removed. That is, both sides of the piezoelectric plate are penetrated. Accordingly, the pair of vibrating arm portions and the base portion can be formed completely, and a piezoelectric vibrating piece in which the pair of vibrating arm portions are integrally fixed to the base portion can be obtained. Finally, a second removal process for removing the protective film and the resist film is performed. Thereby, it is possible to manufacture a piezoelectric vibrating piece in which grooves are formed on both surfaces of the pair of vibrating arms.

特に、溝部の加工をドライエッチングにより行っているので、従来に比べて面内ばらつきを小さくして精度良く加工でき、溝部の側面及び底面をいびつな形状ではなく、ともに平坦面にすることができる。しかも、圧電振動片の外形加工を途中からドライエッチングで行っているので、一対の振動腕部の側面に関しても、従来に比べて精度良く加工でき、平坦面が占める割合をより多くすることができる。従って、圧電振動片の外表面に励振電極を設計通りに形成することができ、従来の方法で製造されたものに比べてＣＩ値をより低くすることができる。従って、高品質化、高性能化を図ることができる。   In particular, since the grooves are processed by dry etching, the in-plane variation can be reduced with high precision compared to the conventional case, and the side and bottom surfaces of the grooves can be made flat instead of distorted. . Moreover, since the outer shape of the piezoelectric vibrating piece is processed by dry etching from the middle, the side surfaces of the pair of vibrating arms can be processed with higher accuracy than in the past, and the proportion of the flat surface can be increased. . Therefore, the excitation electrode can be formed on the outer surface of the piezoelectric vibrating piece as designed, and the CI value can be made lower than that manufactured by the conventional method. Therefore, high quality and high performance can be achieved.

また、従来の方法では圧電振動片の外形加工が終了した後に、溝部の加工を行っているが、本発明に係る製造方法では、第２のエッチング工程時に、溝部の加工と同時に圧電振動片の外形加工を行っている。そのため、第１のエッチング工程で加工する圧電板のエッチング量をできるだけ少なくすることができる。よって、加工時間のかかるウェットエッチングに費やす時間を大幅に削減することができる。従って、効率良く生産することができ、生産性を高めて大量生産を可能にすることができる。また、効率良く生産できるので、低コスト化を図ることができる。
なお、一度に数十枚の圧電板しか取り扱えないドライエッチングを採用する欠点よりも、大量の圧電板を一度に取り扱うことができ、加工時間のかかるウェットエッチングに費やす時間を削減できる利点の方が、遥かに効果が高い。そのため、生産性を高めることができる。 In the conventional method, the groove is processed after the outer shape of the piezoelectric vibrating piece is finished. However, in the manufacturing method according to the present invention, the piezoelectric vibrating piece is simultaneously formed with the processing of the groove during the second etching step. We are processing the outer shape. Therefore, the etching amount of the piezoelectric plate processed in the first etching process can be reduced as much as possible. Therefore, it is possible to greatly reduce the time spent for wet etching which requires processing time. Therefore, it can produce efficiently and can improve productivity and enable mass production. Moreover, since it can produce efficiently, cost reduction can be achieved.
The advantage of being able to handle a large number of piezoelectric plates at a time and reducing the time spent on wet etching, which requires processing time, is more than the disadvantage of adopting dry etching that can handle only a few dozen piezoelectric plates at a time. , Much more effective. Therefore, productivity can be increased.

また、本発明に係る圧電振動片は、平行に配された一対の振動腕部と、該一対の振動腕部の基端側を一体的に固定する基部と、前記一対の振動腕部の両面に、該振動腕部の長手方向に沿ってそれぞれ形成された溝部と、前記一対の振動腕部の外表面上に形成され、一対の振動腕部を振動させる励振電極と、を備え、前記溝部が、圧電材料からなる圧電板から、ドライエッチングによりエッチング加工されており、前記一対の振動腕部及び前記基部が、前記圧電板から、ドライエッチング及びウェットエッチングの異なる２つのエッチング加工をそれぞれ順番に行って形成されていることを特徴とするものである。   The piezoelectric vibrating piece according to the present invention includes a pair of vibrating arm portions arranged in parallel, a base portion that integrally fixes a base end side of the pair of vibrating arm portions, and both surfaces of the pair of vibrating arm portions. A groove portion formed along the longitudinal direction of the vibrating arm portion, and an excitation electrode formed on an outer surface of the pair of vibrating arm portions to vibrate the pair of vibrating arm portions. However, the piezoelectric plate made of a piezoelectric material is etched by dry etching, and the pair of vibrating arms and the base are sequentially etched from the piezoelectric plate by two etching processes different in dry etching and wet etching. It is formed by performing.

この発明に係る圧電振動片においては、溝部がドライエッチングによりエッチング加工されているので、精度良く加工されて、側面及び底面がいびつな形状ではなく、ともに平坦面となっている。また、一対の振動腕部及び基部は、ドライエッチング及びウェットエッチングの異なる２つのエッチング加工をそれぞれ順番に行って形成されているので、従来のウェットエッチングだけによる方法に比べて精度良く加工されて平坦面が占める割合がより多くなっている。なお、一対の振動腕部及び基部は、ドライエッチングの後にウェットエッチングの順番、或いは、ウェットエッチングの後にドライエッチングの順番のいずれかの順番で形成されている。   In the piezoelectric vibrating piece according to the present invention, since the groove portion is etched by dry etching, the groove portion is processed with high accuracy, and the side surface and the bottom surface are not distorted and both are flat surfaces. In addition, the pair of vibrating arms and the base are formed by performing two etching processes different in dry etching and wet etching in order, so that the pair of vibrating arms and base are processed with high precision and flat compared with the conventional method using only wet etching. The proportion of the face is increasing. Note that the pair of vibrating arms and the base are formed either in the order of wet etching after dry etching or in the order of dry etching after wet etching.

上述したように、溝部及び一対の振動腕部のいずれもが、面内ばらつきが小さく精度良く形成されているので、高品質化を図ることができる。また、圧電振動片の外表面（溝部を含む外表面）に形成された励振電極に関しても高精度に形成されている。そのため、従来のものに比べてＣＩ値をより低くすることができ、高性能化を図ることができる。   As described above, since both the groove portion and the pair of vibrating arm portions are formed with high accuracy and small in-plane variation, high quality can be achieved. The excitation electrode formed on the outer surface of the piezoelectric vibrating piece (the outer surface including the groove) is also formed with high accuracy. Therefore, the CI value can be made lower than that of the conventional one, and high performance can be achieved.

また、本発明に係る圧電振動子は、上記本発明の圧電振動片を備えることを特徴とするものである。   In addition, a piezoelectric vibrator according to the present invention includes the above-described piezoelectric vibrating piece according to the present invention.

この発明に係る圧電振動子においては、上述した圧電振動片を有しているので、同様に高品質化、高性能化を図ることができる。このような圧電振動子としては、例えば、シリンダパッケージタイプの圧電振動子や箱型のセラミックパッケージタイプの圧電振動子である。   Since the piezoelectric vibrator according to the present invention includes the above-described piezoelectric vibrating piece, high quality and high performance can be achieved in the same manner. Examples of such a piezoelectric vibrator include a cylinder package type piezoelectric vibrator and a box-type ceramic package type piezoelectric vibrator.

また、本発明に係る発振器は、上記本発明の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とするものである。
また、本発明に係る電子機器は、上記本発明の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とするものである。
また、本発明に係る電波時計は、上記本発明の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とするものである。 An oscillator according to the present invention is characterized in that the piezoelectric vibrator of the present invention is electrically connected to an integrated circuit as an oscillator.
An electronic apparatus according to the present invention is characterized in that the piezoelectric vibrator of the present invention is electrically connected to a time measuring unit.
The radio-controlled timepiece according to the present invention is characterized in that the piezoelectric vibrator of the present invention is electrically connected to a filter portion.

この発明に係る発振器、電子機器及び電波時計においては、上述した圧電振動子を有しているので、同様に高品質化、高性能化を図ることができる。   Since the oscillator, electronic device, and radio timepiece according to the present invention have the above-described piezoelectric vibrator, high quality and high performance can be achieved in the same manner.

本発明に係る圧電振動片の製造方法によれば、ＣＩ値が低く、高品質化及び高性能化された圧電振動片を、効率良く生産することができ、低コストで大量生産を実現することができる。
また、本発明に係る圧電振動片によれば、従来のものに比べてＣＩ値を低くすることができ、高品質化及び高性能化を図ることができる。
また、本発明に係る圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計によれば、同様に高品質化、高性能化を図ることができる。 According to the method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to the present invention, a piezoelectric vibrating piece having a low CI value, high quality and high performance can be efficiently produced, and mass production can be realized at low cost. Can do.
In addition, according to the piezoelectric vibrating piece according to the present invention, the CI value can be lowered as compared with the conventional one, and high quality and high performance can be achieved.
Further, according to the piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, and radio timepiece according to the present invention, it is possible to achieve high quality and high performance in the same manner.

（第１実施形態）
以下、本発明に係る圧電振動片及び該圧電振動片の製造方法の第１実施形態を、図１から図１５を参照して説明する。
本実施形態の圧電振動片１は、図１から図３に示すように、平行に配置された一対の振動腕部２、３と、一対の振動腕部２、３の基端側を一体的に固定する基部４と、一対の振動腕部２、３の両面にそれぞれ形成された溝部５と、溝部５を含む一対の振動腕部２、３の外表面上に形成され、一対の振動腕部２、３を振動させる第１の励振電極６と第２の励振電極７とからなる励振電極８と、両励振電極６、７に電気的に接続されたマウント電極９、１０とを備えている。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a piezoelectric vibrating piece and a method of manufacturing the piezoelectric vibrating piece according to the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 to 3, the piezoelectric vibrating reed 1 according to the present embodiment integrally forms a pair of vibrating arm portions 2 and 3 arranged in parallel and a base end side of the pair of vibrating arm portions 2 and 3. A pair of vibrating arms formed on the outer surface of the pair of vibrating arms 2 and 3 including the groove 5. An excitation electrode 8 including a first excitation electrode 6 and a second excitation electrode 7 for vibrating the portions 2 and 3, and mount electrodes 9 and 10 electrically connected to the excitation electrodes 6 and 7. Yes.

上記溝部５は、図４に示すように、一対の振動腕部２、３の長手方向Ｘに沿ってそれぞれ形成されており、振動腕部２、３の基端側から略中間付近まで形成されている。なお、図４においては、各電極を省略して図示している。   As shown in FIG. 4, the groove portion 5 is formed along the longitudinal direction X of the pair of vibrating arm portions 2 and 3, and is formed from the base end side of the vibrating arm portions 2 and 3 to approximately the middle. ing. In FIG. 4, the electrodes are not shown.

第１の励振電極６と第２の励振電極７とからなる励振電極８は、一対の振動腕部２、３を互いに接近又は離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極であり、一対の振動腕部２、３の外表面にそれぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。具体的には、図３に示すように、第１の励振電極６が、一方の振動腕部２の溝部５上と、他方の振動腕部３の両側面上とに主に形成され、第２の励振電極７が、一方の振動腕部２の両側面上と他方の振動腕部３の溝部５上とに主に形成されている。   The excitation electrode 8 composed of the first excitation electrode 6 and the second excitation electrode 7 is an electrode that vibrates the pair of vibrating arms 2 and 3 at a predetermined resonance frequency in a direction approaching or separating from each other. It is formed by patterning on the outer surfaces of the vibrating arms 2 and 3 while being electrically separated from each other. Specifically, as shown in FIG. 3, the first excitation electrode 6 is mainly formed on the groove portion 5 of one vibration arm portion 2 and on both side surfaces of the other vibration arm portion 3. Two excitation electrodes 7 are mainly formed on both side surfaces of one vibrating arm portion 2 and on the groove portion 5 of the other vibrating arm portion 3.

また、第１の励振電極６及び第２の励振電極７は、図１及び図２に示すように、基部４の両面において、それぞれ引き出し電極１１、１２を介してマウント電極９、１０に電気的に接続されている。そして圧電振動片１は、このマウント電極９、１０を介して電圧が印加されるようになっている。
なお、励振電極８、マウント電極９、１０及び引き出し電極１１、１２は、例えば、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）等の導電性膜の被膜により形成されたものである。 Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the first excitation electrode 6 and the second excitation electrode 7 are electrically connected to the mount electrodes 9 and 10 via the extraction electrodes 11 and 12, respectively, on both surfaces of the base portion 4. It is connected to the. The piezoelectric vibrating reed 1 is applied with a voltage via the mount electrodes 9 and 10.
The excitation electrode 8, the mount electrodes 9, 10 and the extraction electrodes 11, 12 are formed of a coating of a conductive film such as chromium (Cr), nickel (Ni), aluminum (Al), titanium (Ti), or the like. It is a thing.

また、一対の振動腕部２、３の先端には、自身の振動状態を所定の周波数の範囲内で振動するように調整（周波数調整）を行うための重り金属膜１３が被膜されている。なお、この重り金属膜１３は、周波数を粗く調整する際に使用される粗調膜１３ａと、微小に調整する際に使用される微調膜１３ｂとに分かれている。これら粗調膜１３ａ及び微調膜１３ｂを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部２、３の周波数をデバイスの公称周波数の範囲内に収めることができる。   Further, a weight metal film 13 for adjusting (frequency adjustment) to vibrate its own vibration state within a predetermined frequency range is coated on the tips of the pair of vibrating arm portions 2 and 3. The weight metal film 13 is divided into a coarse adjustment film 13a used when the frequency is coarsely adjusted and a fine adjustment film 13b used when the frequency is finely adjusted. By adjusting the frequency using the coarse adjustment film 13a and the fine adjustment film 13b, the frequency of the pair of vibrating arm portions 2 and 3 can be kept within the range of the nominal frequency of the device.

このように構成された圧電振動片１は、図４に示すように、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料からなる圧電板２０から製造されている。この際、溝部５は、圧電板２０をドライエッチングによるエッチング加工によって製造されたものである。また、一対の振動腕部２、３及び基部４は、圧電板２０をドライエッチング及びウェットエッチングの異なる２つのエッチング加工をそれぞれ順番に行って製造されたものである。この製造方法については、後に詳細に説明する。   As shown in FIG. 4, the piezoelectric vibrating reed 1 configured as described above is manufactured from a piezoelectric plate 20 made of a piezoelectric material such as quartz, lithium tantalate, or lithium niobate. At this time, the groove 5 is produced by etching the piezoelectric plate 20 by dry etching. Further, the pair of vibrating arm portions 2 and 3 and the base portion 4 are manufactured by sequentially performing two etching processes different in dry etching and wet etching on the piezoelectric plate 20. This manufacturing method will be described in detail later.

また、圧電振動片１の寸法例としては、図４に示すように、幅Ｗが約０．５ｍｍ〜０．６ｍｍ、全長Ｌが約２．０ｍｍ〜３．２ｍｍ、厚みＴが約０．１０ｍｍである。また、励振電極８等の各電極は、例えば、圧電板２０が水晶である場合には、クロム（Ｃｒ）と金（Ａｕ）との積層膜であり、水晶と密着性の良いクロム膜を下地として成膜した後に、表面に金の薄膜を施したものである。なお、この場合に限られず、例えば、クロムとニクロム（ＮｉＣｒ）の積層膜の表面にさらに金の薄膜を積層しても構わない。   As an example of dimensions of the piezoelectric vibrating reed 1, as shown in FIG. 4, the width W is about 0.5 mm to 0.6 mm, the total length L is about 2.0 mm to 3.2 mm, and the thickness T is about 0.10 mm. It is. Each electrode such as the excitation electrode 8 is a laminated film of chromium (Cr) and gold (Au), for example, when the piezoelectric plate 20 is a crystal, and a chromium film having good adhesion to the crystal is used as a base. After the film formation, a gold thin film is applied to the surface. However, the present invention is not limited to this, and for example, a gold thin film may be further laminated on the surface of a laminated film of chromium and nichrome (NiCr).

上述した圧電振動片１を作動させる場合には、マウント電極９、１０に所定の駆動電圧を印加する。これにより、引き出し電極１１、１２を介して、第１の励振電極６と第２の励振電極７とからなる励振電極８に電流を流すことができ、一対の振動腕部２、３を接近・離間させる方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部２、３の振動を利用して、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として利用することができる。   When the piezoelectric vibrating reed 1 described above is operated, a predetermined drive voltage is applied to the mount electrodes 9 and 10. As a result, a current can be passed to the excitation electrode 8 composed of the first excitation electrode 6 and the second excitation electrode 7 via the extraction electrodes 11 and 12, and the pair of vibrating arm portions 2 and 3 can be brought close to each other. It can be vibrated at a predetermined frequency in the direction of separation. The vibration of the pair of vibrating arm portions 2 and 3 can be used as a time source, a control signal timing source, a reference signal source, and the like.

次に、上述した圧電振動片１の製造方法について、図５に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。
本実施形態の製造方法は、成膜工程と、パターニング工程と、第１のエッチング工程と、保護工程と、第２のエッチング工程と、除去工程とを順番に行って、圧電板２０から一度に複数の圧電振動片１を製造する方法である。これら各工程について、以下に詳細に説明する。 Next, a method for manufacturing the above-described piezoelectric vibrating piece 1 will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.
The manufacturing method of the present embodiment performs a film forming process, a patterning process, a first etching process, a protection process, a second etching process, and a removing process in order, from the piezoelectric plate 20 at a time. This is a method for producing a plurality of piezoelectric vibrating reeds 1. Each of these steps will be described in detail below.

まず、水晶ウエハ等の圧電板２０を準備する（Ｓ１）。次いで、圧電板２０の両面に、図６に示すように、エッチング加工時に圧電板２０を保護するエッチング保護膜（第１の保護膜）２１をそれぞれ成膜する（Ｓ２）成膜工程を行う。このエッチング保護膜２１としては、例えば、クロム（Ｃｒ）を数μｍ成膜する。   First, a piezoelectric plate 20 such as a quartz wafer is prepared (S1). Next, as shown in FIG. 6, an etching protective film (first protective film) 21 that protects the piezoelectric plate 20 during etching is formed on both surfaces of the piezoelectric plate 20 (S2). As this etching protective film 21, for example, chromium (Cr) is formed to a thickness of several μm.

次いで、エッチング保護膜２１を、溝部５の領域を空けた状態で圧電振動片１の外形形状にパターニングする（Ｓ３）パターニング工程を行う。詳細には、まずエッチング保護膜２１上に図示しないフォトレジスト膜を、フォトリソグラフィ技術によってパターニングする。この際、溝部５及び圧電振動片１の周囲を囲むようにパターニングする。そして、このフォトレジスト膜をマスクとしてエッチング加工（例えば、ウェットエッチング）を行い、マスクされていないエッチング保護膜２１を選択的に除去する。そして、エッチング加工後にフォトレジスト膜を除去する。これにより、図７及び図８に示すように、エッチング保護膜２１を上述した形状にパターニングすることができる。つまり、溝部５の領域を空けた状態で圧電振動片１の外形形状、即ち、一対の振動腕部２、３及び基部４の外形形状に沿ってパターニングすることができる。またこの際、複数の圧電振動片１の数だけパターニングしておく。   Next, the etching protection film 21 is patterned to the outer shape of the piezoelectric vibrating reed 1 with the region of the groove 5 left open (S3). Specifically, first, a photoresist film (not shown) is patterned on the etching protective film 21 by a photolithography technique. At this time, patterning is performed so as to surround the periphery of the groove 5 and the piezoelectric vibrating piece 1. Then, etching (for example, wet etching) is performed using the photoresist film as a mask, and the etching protection film 21 that is not masked is selectively removed. Then, the photoresist film is removed after the etching process. Thereby, as shown in FIG.7 and FIG.8, the etching protective film 21 can be patterned in the shape mentioned above. That is, the patterning can be performed along the outer shape of the piezoelectric vibrating piece 1, that is, the outer shapes of the pair of vibrating arm portions 2, 3 and the base portion 4 with the region of the groove portion 5 left open. At this time, the patterning is performed by the number of the plurality of piezoelectric vibrating reeds 1.

次いで、パターニングされたエッチング保護膜２１をマスクとして、フッ素系のガスによるドライエッチングにより圧電板２０の両面をそれぞれエッチング加工する（Ｓ４）第１のエッチング工程を行う。この際、圧電板２０を溝部５の深さｈ１だけエッチング加工を行う。これにより、図９に示すように、圧電板２０の両面に溝部５を形成することができると共に、エッチング保護膜２１でマスクされていない領域を表面から溝部５の深さｈ１だけ除去して、圧電振動片１の外形形状を溝部５の深さｈ１分だけ形作ることができる。   Next, using the patterned etching protective film 21 as a mask, both surfaces of the piezoelectric plate 20 are etched by dry etching with a fluorine-based gas (S4), and a first etching process is performed. At this time, the piezoelectric plate 20 is etched by a depth h 1 of the groove 5. As a result, as shown in FIG. 9, the groove portions 5 can be formed on both surfaces of the piezoelectric plate 20, and the region not masked by the etching protective film 21 is removed from the surface by the depth h1 of the groove portions 5, The outer shape of the piezoelectric vibrating piece 1 can be formed by the depth h1 of the groove 5.

なお、第１のエッチング工程でエッチング加工が行われた部分は、図９に示すように、エッチング保護膜２１でマスクされずに露出した状態となっている。そこで、この露出している部分のうち溝部５だけに、エッチング加工時に圧電板２０を保護するエッチング保護膜（第２の保護膜）２２を成膜する（Ｓ５）成膜工程を行う。詳細には、図１０に示すように、まず圧電板２０の両面にそれぞれエッチング保護膜２２を成膜する。このエッチング保護膜２２は、例えば、樹脂系のフォトレジスト膜であり、スプレーコートや、スプレーコートとスピンコートとを組み合わせて実施することで成膜を行う。この際、本実施形態では、圧電板２０だけでなく、先に成膜したエッチング保護膜２１が完全に隠れるまでエッチング保護膜２２の成膜を行う。   Note that the portion etched in the first etching step is exposed without being masked by the etching protective film 21, as shown in FIG. Therefore, an etching protective film (second protective film) 22 that protects the piezoelectric plate 20 during the etching process is formed only in the groove portion 5 in the exposed portion (S5). Specifically, as shown in FIG. 10, first, an etching protection film 22 is formed on each surface of the piezoelectric plate 20. The etching protective film 22 is, for example, a resin-based photoresist film, and is formed by spray coating or a combination of spray coating and spin coating. At this time, in this embodiment, not only the piezoelectric plate 20 but also the etching protective film 22 is formed until the previously formed etching protective film 21 is completely hidden.

次いで、成膜したエッチング保護膜２２を、エッチング保護膜２１のパターニング時と同様に、図示しないフォトレジスト膜を利用したフォトリソグラフィ技術によってパターニングして（Ｓ６）、図１１に示すように溝部５の部分だけに残った状態にする。これにより、圧電板２０は、圧電振動片１の周囲を囲む領域だけが露出した状態となる。
なお、本実施形態では、一旦圧電板２０の全面にエッチング保護膜２２を成膜した後、パターニングすることでエッチング保護膜２２を溝部５だけに成膜したが、この場合に限られず、例えば溝部５の部分だけ開口した図示しないマスクを圧電板２０に重ねた後、該マスクを介してエッチング保護膜２２を成膜しても構わない。この場合であっても、溝部５だけにエッチング保護膜２２を成膜することができる。いずれにしても、溝部５だけにエッチング保護膜２２を成膜できれば、その方法は何でも構わない。 Next, similarly to the patterning of the etching protection film 21, the formed etching protection film 22 is patterned by a photolithography technique using a photoresist film (not shown) (S6), and as shown in FIG. Leave only in the part. Thereby, the piezoelectric plate 20 is in a state where only the region surrounding the periphery of the piezoelectric vibrating piece 1 is exposed.
In the present embodiment, the etching protection film 22 is once formed on the entire surface of the piezoelectric plate 20, and then the etching protection film 22 is formed only on the groove 5 by patterning. However, the present invention is not limited to this. After a mask (not shown) having an opening 5 is overlaid on the piezoelectric plate 20, the etching protective film 22 may be formed through the mask. Even in this case, the etching protective film 22 can be formed only in the groove 5. In any case, any method may be used as long as the etching protective film 22 can be formed only in the groove 5.

次いで、先に成膜したエッチング保護膜２１と後に成膜したエッチング保護膜２２とをマスクとして、フッ酸等によるウェットエッチングにより圧電板２０をエッチング加工する（Ｓ７）第２のエッチング加工を行う。この際、第１のエッチング工程で表面から溝部５の深さｈ１分だけエッチングされた圧電板２０の残りの部分を完全に取り除く。つまり、圧電板２０の両面を貫通させる。これにより、図１２に示すように、一対の振動腕部２、３及び基部４を完全に形成することができ、基部４に一対の振動腕部２、３が一体的に固定された圧電振動片１を得ることができる。   Next, using the etching protective film 21 formed first and the etching protective film 22 formed later as a mask, the piezoelectric plate 20 is etched by wet etching using hydrofluoric acid or the like (S7), and a second etching process is performed. At this time, the remaining portion of the piezoelectric plate 20 etched from the surface by the depth h1 of the groove 5 in the first etching step is completely removed. That is, both sides of the piezoelectric plate 20 are penetrated. As a result, as shown in FIG. 12, the pair of vibrating arm portions 2, 3 and the base portion 4 can be completely formed, and the pair of vibrating arm portions 2, 3 are integrally fixed to the base portion 4. Piece 1 can be obtained.

そして、図１３に示すように、最後にエッチング保護膜２１、２２をそれぞれ除去する（Ｓ８）除去工程を行う。これにより、一対の振動腕部２、３の両面にそれぞれ溝部５が形成された、図４に示す圧電振動片１を製造することができる。   And finally, as shown in FIG. 13, the etching protection films 21 and 22 are removed respectively (S8), and a removal process is performed. Accordingly, the piezoelectric vibrating piece 1 shown in FIG. 4 in which the groove portions 5 are formed on both surfaces of the pair of vibrating arm portions 2 and 3 can be manufactured.

次に、励振電極８、引き出し電極１１、１２及びマウント電極９、１０をそれぞれ形成する（Ｓ９）電極形成工程を行う。詳細には、圧電振動片１の外表面上に、図１４に示すように、後に励振電極８、引き出し電極１１、１２及びマウント電極９、１０となる導電性膜２３を成膜すると共に、該導電性膜２３上にポジ型のフォトレジスト膜２４を成膜する。次いで、所定の大きさの開口部２５ａが形成されたフォトマスク２５を、フォトレジスト膜２４上に位置させる。この際、開口部２５ａが溝部５を挟んだ振動腕部２、３上にそれぞれ位置するように、フォトマスク２５を正確に位置決めする。次いで、フォトマスク２５の上方から平行光Ｌを照射し、開口部２５ａを通じてフォトレジスト膜２４を露光する。この際、フォトレジスト膜２４は、開口部２５ａが形成された領域のみ露光された状態となる。   Next, an electrode forming step is performed in which the excitation electrode 8, lead electrodes 11 and 12, and mount electrodes 9 and 10 are formed (S9). Specifically, as shown in FIG. 14, a conductive film 23 to be the excitation electrode 8, the extraction electrodes 11 and 12, and the mount electrodes 9 and 10 is formed on the outer surface of the piezoelectric vibrating piece 1. A positive photoresist film 24 is formed on the conductive film 23. Next, the photomask 25 in which the opening 25 a having a predetermined size is formed is positioned on the photoresist film 24. At this time, the photomask 25 is accurately positioned so that the opening 25a is positioned on each of the vibrating arms 2 and 3 with the groove 5 interposed therebetween. Next, the parallel light L is irradiated from above the photomask 25, and the photoresist film 24 is exposed through the opening 25a. At this time, the photoresist film 24 is exposed only to the region where the opening 25a is formed.

次いで、フォトマスク２５ａを取り除いた後、フォトレジスト膜２４の現像を行う。これにより、図１５に示すように、フォトレジスト膜２４は、露光された領域のみが除去された状態となる。そして、このフォトレジスト膜２４をマスクとして導電性膜２３をエッチング加工した後、フォトレジスト膜２４を除去する。これにより、図３に示すように、極性の異なる２つの励振電極８を、溝部５を含む振動腕部２、３の外表面上に形成することができる。また、同じタイミングで引き出し電極１１、１２、マウント電極９、１０及び重り金属膜１３に関しても、導電性膜２３からそれぞれ形成することができる。その結果、図１から図３に示す圧電振動片１を製造することができる。   Next, after removing the photomask 25a, the photoresist film 24 is developed. As a result, as shown in FIG. 15, the photoresist film 24 is in a state where only the exposed region is removed. Then, after etching the conductive film 23 using the photoresist film 24 as a mask, the photoresist film 24 is removed. Thereby, as shown in FIG. 3, two excitation electrodes 8 having different polarities can be formed on the outer surfaces of the vibrating arm portions 2 and 3 including the groove portion 5. Further, the extraction electrodes 11 and 12, the mount electrodes 9 and 10, and the weight metal film 13 can also be formed from the conductive film 23 at the same timing. As a result, the piezoelectric vibrating piece 1 shown in FIGS. 1 to 3 can be manufactured.

特に、本実施形態の製造方法によれば、溝部５の加工をドライエッチングにより行っているので、精度良く加工でき、溝部５の側面及び底面をいびつな形状ではなく、ともに平坦面にすることができる。しかも、圧電振動片１の外形加工の途中までに関してもドライエッチングで行っているので、一対の振動腕部２、３の側面に関しても従来に比べて面内ばらつきを小さくして精度良く加工でき、平坦面が占める割合をより多くすることができる。従って、圧電振動片１の外表面に励振電極８を設計通りに形成することができる。
即ち、図３に示すように、溝部５の側面に形成された一方の励振電極６（７）と、振動腕部２、３の側面に形成された他方の励振電極７（６）とを、従来のものに比べてより正確に対向させた位置関係にすることができる。そのため、従来の方法で製造されたものに比べてＣＩ値をより低くすることができる。従って、高品質化、高性能化を図ることができる。
また、従来よりも高精度に溝部５及び圧電振動片１の外形を加工できるので、追加エッチングを行う必要がない。特に、従来の方法では、一対の振動腕部２、３の付け根の部分（股部）に、ヒレ状の突起部がエッチング加工後に残ってしまうことがあったが、本実施形態の製造方法によれば、そのようなことがない。そのため、電極を形成した後、股部におけるショートをなくすことができる。 In particular, according to the manufacturing method of the present embodiment, since the groove portion 5 is processed by dry etching, the groove portion 5 can be processed with high accuracy, and the side surface and the bottom surface of the groove portion 5 are not distorted but are both flat. it can. In addition, since the etching of the piezoelectric vibrating reed 1 is performed by dry etching, the side surfaces of the pair of vibrating arms 2 and 3 can be processed with high accuracy by reducing in-plane variation compared to the prior art. The proportion of the flat surface can be increased. Therefore, the excitation electrode 8 can be formed on the outer surface of the piezoelectric vibrating piece 1 as designed.
That is, as shown in FIG. 3, one excitation electrode 6 (7) formed on the side surface of the groove portion 5 and the other excitation electrode 7 (6) formed on the side surface of the vibrating arm portions 2 and 3, The positional relationship can be made to be more accurately opposed than the conventional one. Therefore, the CI value can be made lower than that manufactured by the conventional method. Therefore, high quality and high performance can be achieved.
In addition, since the outer shape of the groove 5 and the piezoelectric vibrating piece 1 can be processed with higher accuracy than in the past, there is no need to perform additional etching. In particular, in the conventional method, fin-like protrusions may remain after the etching process at the base portions (crotch portions) of the pair of vibrating arm portions 2 and 3. According to, there is no such thing. Therefore, it is possible to eliminate a short circuit at the crotch after forming the electrode.

また、従来方法では、圧電振動片１の外形加工が終了した後に、溝部５の加工を行っていたが、上述したように本実施形態の製造方法では、第１のエッチング工程時に溝部５の加工と同時に圧電振動片１の外形加工を途中まで行っている。そのため、第２のエッチング工程で加工する圧電板２０のエッチング量をできるだけ少なくすることができる。よって、加工時間のかかるウェットエッチングに費やす時間を大幅に削減することができる。従って、効率良く生産することができ、生産性を高めて大量生産を可能にすることができる。また、効率良く生産できるので、低コスト化を図ることができる。   Further, in the conventional method, the groove portion 5 is processed after the outer shape processing of the piezoelectric vibrating piece 1 is completed. However, as described above, in the manufacturing method of the present embodiment, the groove portion 5 is processed during the first etching step. At the same time, the outer shape of the piezoelectric vibrating piece 1 is partially processed. Therefore, the etching amount of the piezoelectric plate 20 processed in the second etching process can be reduced as much as possible. Therefore, it is possible to greatly reduce the time spent for wet etching which requires processing time. Therefore, it can produce efficiently and can improve productivity and enable mass production. Moreover, since it can produce efficiently, cost reduction can be achieved.

なお、一度に数十枚の圧電板２０しか取り扱えないドライエッチングを採用する欠点よりも、大量の圧電板２０を一度に取り扱うことができ、加工時間のかかるウェットエッチングに費やす時間を削減できる利点の方が遥かに効果が高い、そのため、生産性を高めることができる。   In addition, the advantage of being able to handle a large amount of piezoelectric plates 20 at a time and reducing the time spent on wet etching, which requires processing time, is more than the disadvantage of employing dry etching that can handle only a few tens of piezoelectric plates 20 at a time. It is much more effective, so productivity can be increased.

また、エッチング保護膜２２をパターニングする際に、先に成膜したエッチング保護膜２１をそのままの状態にしている。つまり、溝部５の形状及び圧電振動片１の外形形状に正確に一致しているエッチング保護膜２１をそのままの状態にしている。よって、位置合わせに余裕をもたせながらエッチング保護膜２２をパターニングすることができる。仮に、先に成膜したエッチング保護膜２１を除去してしまった場合には、２回目のエッチング保護膜２２を圧電振動片１上に正確に位置合わせしながらパターニングする必要がある。しかしながら、先に成膜したエッチング保護膜２１を残しているので、エッチング保護膜２２をパターニングする際には、圧電振動片１の外形形状に正確に位置合わせする必要が無い。この点においても、製造し易く、生産性を高めることができる。特に、圧電振動片１のサイズが小型になるほど位置合わせがより困難になるので、位置合わせに若干の余裕を与える本実施形態の製造方法の効果はより顕著となる。   Further, when the etching protective film 22 is patterned, the etching protective film 21 previously formed is left as it is. That is, the etching protective film 21 that exactly matches the shape of the groove 5 and the outer shape of the piezoelectric vibrating piece 1 is left as it is. Therefore, the etching protective film 22 can be patterned while providing a margin for alignment. If the previously formed etching protective film 21 is removed, it is necessary to pattern the second etching protective film 22 while accurately aligning it on the piezoelectric vibrating piece 1. However, since the etching protective film 21 previously formed is left, it is not necessary to accurately align the outer shape of the piezoelectric vibrating reed 1 when the etching protective film 22 is patterned. Also in this respect, it is easy to manufacture and productivity can be improved. In particular, since the positioning becomes more difficult as the size of the piezoelectric vibrating piece 1 becomes smaller, the effect of the manufacturing method of the present embodiment that gives a slight margin for positioning becomes more remarkable.

上述したように、本実施形態の製造方法によれば、ＣＩ値が低く、高品質化及び高性能化された圧電振動片１を効率良く生産することができ、低コストで大量生産を実現することができる。   As described above, according to the manufacturing method of the present embodiment, the piezoelectric resonator element 1 having a low CI value, high quality and high performance can be efficiently produced, and mass production is realized at low cost. be able to.

（第２実施形態）
次に、本発明に係る圧電振動片の第２実施形態を、図１６から図２５を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、圧電板２０をエッチング加工する際に、先にドライエッチングを行った後、ウェットエッチングを行う順番であったが、第２実施形態では、先にウェットエッチングを行った後に、ドライエッチングを行う順番で製造する点である。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the piezoelectric vibrating piece according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that in the first embodiment, when the piezoelectric plate 20 is etched, the dry etching is performed first, followed by the wet etching. In the second embodiment, the wet etching is performed first and then the dry etching is performed in this order.

本実施形態の圧電振動片１の製造方法は、成膜工程と、第１のパターニング工程と、第１のエッチング工程と、第２のパターニング工程と、第２のエッチング工程と、除去工程とを順番に行って、圧電板２０から一度に複数の圧電振動片１を製造する方法である。これら各工程について、図１６に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。   The method for manufacturing the piezoelectric vibrating reed 1 according to the present embodiment includes a film forming process, a first patterning process, a first etching process, a second patterning process, a second etching process, and a removing process. In this method, a plurality of piezoelectric vibrating reeds 1 are manufactured from the piezoelectric plate 20 at a time in order. Each of these steps will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、第１実施形態と同様に、圧電板２０を準備する（Ｓ１）と共に、圧電板２０の両面に、図１７に示すようにエッチング保護膜（保護膜）３０をそれぞれ成膜する（Ｓ１１）成膜工程を行う。次いで、エッチング保護膜３０を、圧電振動片１の外形形状でパターニングする（Ｓ１２）第１のパターニング工程を行う。詳細には、まずエッチング保護膜３０上に図示しないフォトレジスト膜を、フォトリソグラフィ技術によってパターニングする。この際、圧電振動片１の周囲を囲むようにパターニングする。そして、このフォトレジスト膜をマスクとしてエッチング加工（例えば、ウェットエッチング）を行い、マスクされていないエッチング保護膜３０を選択的に除去する。そして、エッチング加工後にフォトレジスト膜を除去する。これにより、図１８及び図１９に示すように、エッチング保護膜３０を上述した形状にパターニングすることができる。つまり、圧電振動片１の外形形状、即ち、一対の振動腕部２、３及び基部４の外形形状に沿ってパターニングすることができる。またこの際、複数の圧電振動片１の数だけパターニングを行う。   First, as in the first embodiment, the piezoelectric plate 20 is prepared (S1), and an etching protective film (protective film) 30 is formed on both surfaces of the piezoelectric plate 20 as shown in FIG. 17 (S11). A film forming process is performed. Next, the etching protection film 30 is patterned with the outer shape of the piezoelectric vibrating piece 1 (S12), and a first patterning step is performed. Specifically, first, a photoresist film (not shown) is patterned on the etching protection film 30 by a photolithography technique. At this time, patterning is performed so as to surround the periphery of the piezoelectric vibrating piece 1. Then, etching (for example, wet etching) is performed using this photoresist film as a mask, and the etching protection film 30 that is not masked is selectively removed. Then, the photoresist film is removed after the etching process. Thereby, as shown in FIGS. 18 and 19, the etching protective film 30 can be patterned into the shape described above. That is, patterning can be performed along the outer shape of the piezoelectric vibrating piece 1, that is, the outer shape of the pair of vibrating arm portions 2 and 3 and the base portion 4. At this time, patterning is performed by the number of the plurality of piezoelectric vibrating reeds 1.

次いで、パターニングされたエッチング保護膜３０をマスクとして、フッ酸等によるウェットエッチングにより圧電板２０の両面をそれぞれエッチング加工する（Ｓ１３）第１のエッチング工程を行う。この際、圧電板２０を所定の深さｈ２だけエッチング加工を行う。これにより、図２０に示すように、圧電板２０の両面において、エッチング保護膜３０でマスクされていない領域を表面から所定の深さｈ２だけ除去して、圧電振動片１の外形形状を所定の深さｈ２分だけ形作ることができる。   Next, using the patterned etching protective film 30 as a mask, both surfaces of the piezoelectric plate 20 are etched by wet etching using hydrofluoric acid or the like (S13), and a first etching process is performed. At this time, the piezoelectric plate 20 is etched by a predetermined depth h2. As a result, as shown in FIG. 20, on both surfaces of the piezoelectric plate 20, the regions not masked by the etching protection film 30 are removed from the surface by a predetermined depth h2, and the outer shape of the piezoelectric vibrating piece 1 is changed to a predetermined value. It can be formed by the depth h2.

次いで、既にパターニングされているエッチング保護膜３０をさらにパターニング（Ｓ１４）して、溝部５の領域を空けた状態にする第２のパターニング工程を行う。詳細には、まず図２１に示すように、エッチング保護膜３０上にフォトレジスト膜３１をスプレー塗布等により成膜する。そして、このフォトレジスト膜３１を、フォトリソグラフィ技術によってパターニングする。この際、図２２に示すように、溝部５の領域を空けた状態で圧電振動片１の外形形状に沿ってパターニングする。そして、パターニングされたフォトレジスト膜３１をマスクとしてエッチング加工を行い、マスクされていないエッチング保護膜３０を選択的に除去する。そして、エッチング加工後にフォトレジスト膜３１を除去する。これにより、図２３に示すように、既にパターニングされたエッチング保護膜３０を、溝部５の領域を空けた状態でさらにパターニングすることができる。   Next, a second patterning step is performed in which the already patterned etching protection film 30 is further patterned (S14) to leave the region of the groove 5 open. Specifically, first, as shown in FIG. 21, a photoresist film 31 is formed on the etching protection film 30 by spray coating or the like. Then, the photoresist film 31 is patterned by a photolithography technique. At this time, as shown in FIG. 22, the patterning is performed along the outer shape of the piezoelectric vibrating reed 1 with the region of the groove 5 left open. Then, etching is performed using the patterned photoresist film 31 as a mask, and the etching protection film 30 that is not masked is selectively removed. Then, the photoresist film 31 is removed after the etching process. Accordingly, as shown in FIG. 23, the already patterned etching protection film 30 can be further patterned in a state where the region of the groove portion 5 is opened.

次いで、この再度パターニングされたエッチング保護膜３０をマスクとして、フッ素系のガスによるドライエッチングにより圧電板２０をエッチング加工する（Ｓ１５）第２のエッチング加工を行う。これにより、図２４に示すように、溝部５を形成することができる。またこの際、第１のエッチング工程で表面から所定の深さｈ２分だけエッチングされた圧電板２０の残りの部分を完全に取り除く。つまり、圧電板２０の両面を貫通させる。これにより、一対の振動腕部２、３及び基部４を完全に形成することができ、基部４に一対の振動腕部２、３が一体的に固定された圧電振動片１を得ることができる。   Next, with the etching protective film 30 patterned again as a mask, the piezoelectric plate 20 is etched by dry etching with a fluorine-based gas (S15), and a second etching process is performed. Thereby, as shown in FIG. 24, the groove part 5 can be formed. At this time, the remaining portion of the piezoelectric plate 20 etched from the surface by a predetermined depth h2 in the first etching process is completely removed. That is, both sides of the piezoelectric plate 20 are penetrated. Thus, the pair of vibrating arm portions 2 and 3 and the base portion 4 can be completely formed, and the piezoelectric vibrating piece 1 in which the pair of vibrating arm portions 2 and 3 are integrally fixed to the base portion 4 can be obtained. .

そして、図２５に示すように、最後にエッチング保護膜３０を除去する（Ｓ１６）除去工程を行う。これにより、一対の振動腕部２、３の両面にそれぞれ溝部５が形成された、図４に示す圧電振動片１を製造することができる。その後、第１実施形態と同様に電極形成工程を行って（Ｓ９）、励振電極８、引き出し電極１１、１２、マウント電極９、１０及び重り金属膜１３をそれぞれ形成する。その結果、図１から図３に示す圧電振動片１を製造することができる。   Then, as shown in FIG. 25, the etching protection film 30 is finally removed (S16), and a removal process is performed. Accordingly, the piezoelectric vibrating piece 1 shown in FIG. 4 in which the groove portions 5 are formed on both surfaces of the pair of vibrating arm portions 2 and 3 can be manufactured. Thereafter, an electrode formation step is performed in the same manner as in the first embodiment (S9), and the excitation electrode 8, the lead electrodes 11, 12, the mount electrodes 9, 10 and the weight metal film 13 are formed. As a result, the piezoelectric vibrating piece 1 shown in FIGS. 1 to 3 can be manufactured.

上述したように、ウェットエッチングを先に行い、その後ドライエッチングを行う順番であっても、圧電振動片１を製造することができる。しかも、本実施形態の方法であっても、溝部５の加工はドライエッチングで行っている。そのため、第１実施形態と同様に、精度良く加工でき、溝部５の側面及び底面をいびつな形状ではなく、ともに平坦面にすることができる。また、圧電振動片１の外形加工を途中からドライエッチングで行っているので、一対の振動腕部２、３の側面に関しても従来に比べて精度良く加工でき、平坦面が占める割合をより多くすることができる。
従って、第１実施形態と同様に、圧電振動片１の外表面に励振電極８を設計通りに形成することができ、従来の方法で製造されたものに比べてＣＩ値をより低くすることができる。従って、高品質化、高性能化を図ることができる。 As described above, the piezoelectric vibrating reed 1 can be manufactured even in the order in which wet etching is performed first and then dry etching is performed. Moreover, even in the method of this embodiment, the processing of the groove 5 is performed by dry etching. Therefore, similarly to the first embodiment, it can be processed with high accuracy, and the side surface and the bottom surface of the groove 5 can be flattened instead of an irregular shape. In addition, since the outer shape of the piezoelectric vibrating reed 1 is processed by dry etching from the middle, the side surfaces of the pair of vibrating arm portions 2 and 3 can be processed with higher accuracy than before, and the proportion of the flat surface is increased. be able to.
Therefore, as in the first embodiment, the excitation electrode 8 can be formed on the outer surface of the piezoelectric vibrating piece 1 as designed, and the CI value can be made lower than that manufactured by the conventional method. it can. Therefore, high quality and high performance can be achieved.

また、本実施形態の製造方法では、第２のエッチング工程時に、溝部５の加工と同時に圧電振動片１の外形加工を行っている。そのため、第１のエッチング工程で加工する圧電板２０のエッチング量をできるだけ少なくすることができる。よって、加工時間のかかるウェットエッチングに費やす時間を大幅に削減することができる。従って、第１実施形態と同様に、効率良く生産することができ、生産性を高めて大量生産を可能にすることができる。また、効率良く生産できるので、低コスト化を図ることができる。   In the manufacturing method of the present embodiment, the outer shape of the piezoelectric vibrating reed 1 is processed simultaneously with the processing of the groove 5 during the second etching step. Therefore, the etching amount of the piezoelectric plate 20 processed in the first etching process can be reduced as much as possible. Therefore, it is possible to greatly reduce the time spent for wet etching which requires processing time. Therefore, as in the first embodiment, it is possible to produce efficiently, and it is possible to increase productivity and enable mass production. Moreover, since it can produce efficiently, cost reduction can be achieved.

（第３実施形態）
次に、本発明に係る圧電振動片の第３実施形態を、図２６から図３５を参照して説明する。なお、この第３実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、圧電板２０をエッチング加工する際に、先にドライエッチングを行った後、ウェットエッチングを行う順番であったが、第３実施形態では、先にウェットエッチングを行った後に、ドライエッチングを行う順番で製造する点である。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment of the piezoelectric vibrating piece according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
The difference between the third embodiment and the first embodiment is that in the first embodiment, when the piezoelectric plate 20 is etched, the dry etching is performed first, followed by the wet etching. In the third embodiment, the manufacturing is performed in the order in which the dry etching is performed after the wet etching is performed first.

本実施形態の圧電振動片１の製造方法は、成膜工程と、パターニング工程と、レジスト膜形成工程と、第１のエッチング工程と、第１の除去工程と、第２のエッチング工程と、第２の除去工程とを順番に行って、圧電板２０から一度に複数の圧電振動片１を製造する方法である。これら各工程について、図２６に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。   The method of manufacturing the piezoelectric vibrating reed 1 of the present embodiment includes a film forming process, a patterning process, a resist film forming process, a first etching process, a first removing process, a second etching process, 2 is a method of manufacturing a plurality of piezoelectric vibrating reeds 1 at a time from the piezoelectric plate 20 by sequentially performing the two removing steps. Each of these steps will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、第１実施形態と同様に、圧電板２０を準備する（Ｓ１）と共に、圧電板２０の両面に、図２７に示すように、エッチング加工時に圧電板２０を保護するエッチング保護膜（保護膜）３５をそれぞれ成膜する（Ｓ２０）成膜工程を行う。次いで、このエッチング保護膜３５を、圧電振動片１の外形形状でパターニングする（Ｓ２１）パターニング工程を行う。詳細には、まずエッチング保護膜３５上に図示しないフォトレジスト膜を、フォトリソグラフィ技術によってパターニングする。この際、圧電振動片１の周囲を囲むようにパターニングする。そして、このフォトレジスト膜をマスクとしてエッチング加工（例えば、ウェットエッチング）を行い、マスクされていないエッチング保護膜３５を選択的に除去する。そして、エッチング加工後にフォトレジスト膜を除去する。これにより、図２８及び図２９に示すように、エッチング保護膜３５を上述した形状にパターニングすることができる。つまり、圧電振動片１の外形形状、即ち、一対の振動腕部２、３及び基部４の外形形状に沿ってパターニングすることができる。またこの際、複数の圧電振動片１の数だけパターニングを行う。   First, as in the first embodiment, the piezoelectric plate 20 is prepared (S1), and an etching protective film (protective film) is provided on both surfaces of the piezoelectric plate 20 to protect the piezoelectric plate 20 during etching as shown in FIG. ) 35 is formed (S20). Next, the etching protection film 35 is patterned with the outer shape of the piezoelectric vibrating piece 1 (S21), and a patterning step is performed. Specifically, first, a photoresist film (not shown) is patterned on the etching protection film 35 by a photolithography technique. At this time, patterning is performed so as to surround the periphery of the piezoelectric vibrating piece 1. Then, etching (for example, wet etching) is performed using the photoresist film as a mask, and the etching protection film 35 that is not masked is selectively removed. Then, the photoresist film is removed after the etching process. Thereby, as shown in FIGS. 28 and 29, the etching protection film 35 can be patterned into the above-described shape. That is, patterning can be performed along the outer shape of the piezoelectric vibrating piece 1, that is, the outer shape of the pair of vibrating arm portions 2 and 3 and the base portion 4. At this time, patterning is performed by the number of the plurality of piezoelectric vibrating reeds 1.

次いで、パターニングされたエッチング保護膜３５上に、溝部５の領域を空けた状態でパターニングされたフォトレジスト膜（レジスト膜）３６を重ねて形成する（Ｓ２２）レジスト膜形成工程を行う。
詳細には、図３０に示すように、まず圧電板２０の両面にそれぞれフォトレジスト膜３６をスプレー塗布等により成膜する。これにより、圧電板２０及びエッチング保護膜３６上に均等にフォトレジスト膜３６が成膜される。そして、このフォトレジスト膜３６を、フォトリソグラフィ技術によってパターニングする。この際、図３１に示すように、溝部５の領域が空いた状態で、エッチング保護膜３５上だけに残るようにパターニングする。この工程により、パターニングされたエッチング保護膜３５は、溝部５の領域が空いた状態となる。 Next, a patterned photoresist film (resist film) 36 is formed on the patterned etching protective film 35 in a state where the region of the groove 5 is left open (S22), and a resist film forming step is performed.
Specifically, as shown in FIG. 30, first, a photoresist film 36 is formed on each surface of the piezoelectric plate 20 by spray coating or the like. As a result, the photoresist film 36 is uniformly formed on the piezoelectric plate 20 and the etching protection film 36. Then, the photoresist film 36 is patterned by a photolithography technique. At this time, as shown in FIG. 31, patterning is performed so that only the etching protection film 35 remains in a state where the region of the groove 5 is vacant. By this step, the patterned etching protective film 35 is in a state where the region of the groove 5 is vacant.

次いで、パターニングされたエッチング保護膜３５をマスクとして、フッ酸等によるウェットエッチングにより圧電板２０の両面をそれぞれエッチング加工する（Ｓ２３）第１のエッチング工程を行う。この際、圧電板２０を所定の深さｈ３だけエッチング加工を行う。これにより、図３２に示すように、圧電板２０の両面において、エッチング保護膜３５でマスクされていない領域を表面から所定の深さｈ３だけ除去して、圧電振動片１の外形形状を所定の深さｈ３分だけ形作ることができる。   Next, both surfaces of the piezoelectric plate 20 are etched by wet etching using hydrofluoric acid or the like using the patterned etching protective film 35 as a mask (S23), and a first etching process is performed. At this time, the piezoelectric plate 20 is etched by a predetermined depth h3. As a result, as shown in FIG. 32, on both surfaces of the piezoelectric plate 20, areas not masked by the etching protection film 35 are removed from the surface by a predetermined depth h3, and the outer shape of the piezoelectric vibrating piece 1 is changed to a predetermined value. It can be formed by depth h3.

次いで、エッチング保護膜３５に重ねて形成されたフォトレジスト膜３６をマスクとしてエッチング保護膜３５の一部を選択的に除去する（Ｓ２４）第１の除去工程を行う。これにより、図３３に示すように、パターニングされたエッチング保護膜３５は、溝部５の領域が空いた状態となる。そのため、圧電板２についても同様に溝部５の領域が露出した状態となる。
次いで、溝部５の領域が空いたエッチング保護膜３５をマスクとして、フッ素系のガスによるドライエッチングにより圧電板２０をエッチング加工する（Ｓ２５）第２のエッチング加工を行う。これにより、図３４に示すように、溝部５を形成することができる。またこの際、第１のエッチング工程で表面から所定の深さｈ３分だけエッチングされた圧電板２０の残りの部分を完全に取り除く。つまり、圧電板２０の両面を貫通させる。これにより、一対の振動腕部２、３及び基部４を完全に形成することができ、基部４に一対の振動腕部２、３が一体的に固定された圧電振動片１を得ることができる。 Next, a part of the etching protection film 35 is selectively removed using the photoresist film 36 formed on the etching protection film 35 as a mask (S24), and a first removal process is performed. As a result, as shown in FIG. 33, the patterned etching protective film 35 is in a state in which the region of the groove 5 is vacant. For this reason, the region of the groove 5 is also exposed in the piezoelectric plate 2 as well.
Next, the piezoelectric plate 20 is etched by dry etching with a fluorine-based gas using the etching protective film 35 in which the region of the groove 5 is vacant as a mask (S25), and a second etching process is performed. Thereby, as shown in FIG. 34, the groove part 5 can be formed. At this time, the remaining portion of the piezoelectric plate 20 etched from the surface by a predetermined depth h3 in the first etching step is completely removed. That is, both sides of the piezoelectric plate 20 are penetrated. Thus, the pair of vibrating arm portions 2 and 3 and the base portion 4 can be completely formed, and the piezoelectric vibrating piece 1 in which the pair of vibrating arm portions 2 and 3 are integrally fixed to the base portion 4 can be obtained. .

そして、図３５に示すように、最後にエッチング保護膜３５及びフォトレジスト膜３６を除去する（Ｓ２６）除去工程を行う。これにより、一対の振動腕部２、３の両面にそれぞれ溝部５が形成された、図４に示す圧電振動片１を製造することができる。その後、第１実施形態と同様に電極形成工程を行って（Ｓ９）、励振電極８、引き出し電極１１、１２、マウント電極９、１０及び重り金属膜１３をそれぞれ形成する。その結果、図１から図３に示す圧電振動片１を製造することができる。   Then, as shown in FIG. 35, the etching protection film 35 and the photoresist film 36 are finally removed (S26), and a removal process is performed. Accordingly, the piezoelectric vibrating piece 1 shown in FIG. 4 in which the groove portions 5 are formed on both surfaces of the pair of vibrating arm portions 2 and 3 can be manufactured. Thereafter, an electrode formation step is performed in the same manner as in the first embodiment (S9), and the excitation electrode 8, the lead electrodes 11, 12, the mount electrodes 9, 10 and the weight metal film 13 are formed. As a result, the piezoelectric vibrating piece 1 shown in FIGS. 1 to 3 can be manufactured.

上述したように、ウェットエッチングを先に行い、その後ドライエッチングを行う順番であっても、圧電振動片１を製造することができる。しかも、本実施形態の方法であっても、溝部５の加工はドライエッチングで行っている。そのため、第１実施形態と同様に、精度良く加工でき、溝部５の側面及び底面をいびつな形状ではなく、ともに平坦面にすることができる。また、圧電振動片１の外形加工を途中からドライエッチングで行っているので、一対の振動腕部２、３の側面に関しても従来に比べて精度良く加工でき、平坦面が占める割合をより多くすることができる。
従って、第１実施形態と同様に、圧電振動片１の外表面に励振電極８を設計通りに形成することができ、従来の方法で製造されたものに比べてＣＩ値をより低くすることができる。従って、高品質化、高性能化を図ることができる。 As described above, the piezoelectric vibrating reed 1 can be manufactured even in the order in which wet etching is performed first and then dry etching is performed. Moreover, even in the method of this embodiment, the processing of the groove 5 is performed by dry etching. Therefore, similarly to the first embodiment, it can be processed with high accuracy, and the side surface and the bottom surface of the groove 5 can be flattened instead of an irregular shape. In addition, since the outer shape of the piezoelectric vibrating reed 1 is processed by dry etching from the middle, the side surfaces of the pair of vibrating arm portions 2 and 3 can be processed with higher accuracy than before, and the proportion of the flat surface is increased. be able to.
Therefore, as in the first embodiment, the excitation electrode 8 can be formed on the outer surface of the piezoelectric vibrating piece 1 as designed, and the CI value can be made lower than that manufactured by the conventional method. it can. Therefore, high quality and high performance can be achieved.

また、本実施形態の製造方法では、第２のエッチング工程時に、溝部５の加工と同時に圧電振動片１の外形加工を行っている。そのため、第１のエッチング工程で加工する圧電板２０のエッチング量をできるだけ少なくすることができる。よって、加工時間のかかるウェットエッチングに費やす時間を大幅に削減することができる。従って、第１実施形態と同様に、効率良く生産することができ、生産性を高めて大量生産を可能にすることができる。また、効率良く生産できるので、低コスト化を図ることができる。   In the manufacturing method of the present embodiment, the outer shape of the piezoelectric vibrating reed 1 is processed simultaneously with the processing of the groove 5 during the second etching step. Therefore, the etching amount of the piezoelectric plate 20 processed in the first etching process can be reduced as much as possible. Therefore, it is possible to greatly reduce the time spent for wet etching which requires processing time. Therefore, as in the first embodiment, it is possible to produce efficiently, and it is possible to increase productivity and enable mass production. Moreover, since it can produce efficiently, cost reduction can be achieved.

次に、本発明に係る圧電振動片を有する圧電振動子の一実施形態について、図３６を参照して説明する。なお、本実施形態では、圧電振動子として、シリンダパッケージタイプの圧電振動子を例にして説明する。
本実施形態の圧電振動子４０は、図３６に示すように、圧電振動片１と、気密端子４１と、圧電振動片１を内部に封止した状態で気密端子４１に接合されたケース４２とを備えている。 Next, an embodiment of a piezoelectric vibrator having a piezoelectric vibrating piece according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, a cylinder package type piezoelectric vibrator will be described as an example of the piezoelectric vibrator.
As shown in FIG. 36, the piezoelectric vibrator 40 of the present embodiment includes a piezoelectric vibrating piece 1, an airtight terminal 41, and a case 42 joined to the airtight terminal 41 with the piezoelectric vibrating piece 1 sealed inside. It has.

気密端子４１は、環状のステム４３と、該ステム４３を貫くように配され、圧電振動片１の両マウント電極９、１０に電気的及び物理的にそれぞれ接続された２本のリード４４と、該リード４４とステム４３とを絶縁状態で一体的に固定すると共にケース４２内を密封させる充填材４５とで構成されている。
上記ステム４３は、金属材料（例えば、低炭素鋼（Ｆｅ）、鉄ニッケル合金（Ｆｅ−Ｎｉ）、鉄ニッケルコバルト合金（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ））で環状に形成されたものである。なお、ステム４３の外周には、耐熱ハンダメッキや、錫銅合金や金錫合金等の図示しない金属膜が被膜されている。また、上記充填材４５の材料としては、例えば、ホウ珪酸ガラスである。また、２本のリード４４は、ケース４２内に突出している部分がインナーリード４４ａとなり、ケース４２外に突出している部分がアウターリード４４ｂとなっている。そして、このアウターリード４４ｂが、外部接続端子として機能するようになっている。 The airtight terminal 41 includes an annular stem 43, two leads 44 that are disposed so as to penetrate the stem 43, and are electrically and physically connected to both the mount electrodes 9 and 10 of the piezoelectric vibrating piece 1, The lead 44 and the stem 43 are integrally fixed in an insulated state, and at the same time, a filler 45 that seals the inside of the case 42 is formed.
The stem 43 is formed of a metal material (for example, low carbon steel (Fe), iron nickel alloy (Fe—Ni), iron nickel cobalt alloy (Fe—Ni—Co)) in an annular shape. The outer periphery of the stem 43 is coated with a metal film (not shown) such as heat-resistant solder plating, tin-copper alloy or gold-tin alloy. Further, the material of the filler 45 is, for example, borosilicate glass. In addition, in the two leads 44, a portion protruding into the case 42 is an inner lead 44a, and a portion protruding outside the case 42 is an outer lead 44b. The outer lead 44b functions as an external connection terminal.

上記ケース４２は、ステム４３の外周に対して圧入されて、嵌合固定されている。具体的には、ステム４３の外周に被膜された金属膜を介在させて、ケース４２とステム４３とが冷間圧接により固定されている。このケース４２の圧入は、真空雰囲気下で行われているため、ケース４２内の圧電振動片１を囲む空間は、真空に保たれた状態で密閉されている。   The case 42 is press-fitted into the outer periphery of the stem 43 and is fitted and fixed. Specifically, the case 42 and the stem 43 are fixed by cold welding with a metal film coated on the outer periphery of the stem 43 interposed. Since the press-fitting of the case 42 is performed in a vacuum atmosphere, the space surrounding the piezoelectric vibrating reed 1 in the case 42 is hermetically sealed in a vacuum state.

このように構成されたシリンダパッケージタイプの圧電振動子４０によれば、より高品質化及び高性能化された圧電振動片１を有しているので、圧電振動子４０自体についても高品質化及び高性能化を図ることができる。特に、ケース４２内を真空状態にすることができるので、一対の振動腕部２、３の振動効率を向上することができる。   According to the cylinder package type piezoelectric vibrator 40 configured as described above, the piezoelectric vibrator piece 1 with higher quality and higher performance is provided. High performance can be achieved. In particular, since the inside of the case 42 can be evacuated, the vibration efficiency of the pair of vibrating arm portions 2 and 3 can be improved.

次に、本発明に係る圧電振動片１を有する圧電振動子の他の例について、図３７及び図３８を参照して説明する。なお、本実施形態では、圧電振動子として、圧電振動片１を蓋付きの箱の中に固定したセラミックパッケージタイプの圧電振動子５０を例にして説明する。   Next, another example of the piezoelectric vibrator having the piezoelectric vibrating piece 1 according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, as a piezoelectric vibrator, a ceramic package type piezoelectric vibrator 50 in which the piezoelectric vibrating piece 1 is fixed in a box with a lid will be described as an example.

本実施形態の圧電振動子５０は、図３７及び図３８に示すように、圧電振動片１、ベース５１及び金属或いはガラスからなるリッド５２によって構成されている。圧電振動片１の基部４は、ベース５１の接合部５１ａに導電性接着剤５３で固着されて固定されている。また、ベース５１は、蓋となるリッド５２により、真空中で電子ビーム溶接や真空シーム溶接、或いは、低融点ガラスや共晶金属による接合等の各種手段を用いて真空気密封止されている。また、圧電振動片１の基部４上に形成されたマウント電極９、１０は、接合部５１ａを通して図示しない内部接続によりベース５１の外側の外部電極５４と電気的に接続されている。    As shown in FIGS. 37 and 38, the piezoelectric vibrator 50 according to the present embodiment includes a piezoelectric vibrating piece 1, a base 51, and a lid 52 made of metal or glass. The base portion 4 of the piezoelectric vibrating piece 1 is fixed and fixed to the joint portion 51 a of the base 51 with a conductive adhesive 53. The base 51 is hermetically sealed with a lid 52 serving as a lid using various means such as electron beam welding, vacuum seam welding, or joining with low melting point glass or eutectic metal in vacuum. Further, the mount electrodes 9 and 10 formed on the base portion 4 of the piezoelectric vibrating reed 1 are electrically connected to the external electrode 54 outside the base 51 by an internal connection (not shown) through the joint portion 51a.

このように構成されたセラミックパッケージタイプの圧電振動子５０においても、より高品質化及び高性能化された圧電振動片１を有しているので、圧電振動子５０自体についても高品質化及び高性能化を図ることができる。また、ベース５１とリッド５２とで囲まれた空間を真空状態にすることができるので、同様に一対の振動腕部２、３の振動効率を向上することができる。   The ceramic package type piezoelectric vibrator 50 configured as described above also has the piezoelectric vibrator element 1 with higher quality and higher performance, and therefore the piezoelectric vibrator 50 itself is also improved in quality and higher quality. Performance can be improved. In addition, since the space surrounded by the base 51 and the lid 52 can be in a vacuum state, the vibration efficiency of the pair of vibrating arm portions 2 and 3 can be improved similarly.

次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図３９を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、圧電振動片１を有する圧電振動子４０を備えた発振器６０を例に挙げて説明する。
本実施形態の発振器６０は、図３９に示すように、圧電振動子４０を、集積回路６１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器６０は、コンデンサ等の電子部品６２が実装された基板６３を備えている。基板６３には、発振器６０用の上記集積回路６１が実装されており、この集積回路６１の近傍に、圧電振動子４０の圧電振動片１が実装されている。これら電子部品６２、集積回路６１及び圧電振動子４０は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。 Next, an embodiment of an oscillator according to the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, an oscillator 60 including the piezoelectric vibrator 40 having the piezoelectric vibrating piece 1 will be described as an example.
As shown in FIG. 39, the oscillator 60 according to the present embodiment is configured by configuring the piezoelectric vibrator 40 as an oscillator electrically connected to an integrated circuit 61. The oscillator 60 includes a substrate 63 on which an electronic component 62 such as a capacitor is mounted. The integrated circuit 61 for the oscillator 60 is mounted on the substrate 63, and the piezoelectric vibrating piece 1 of the piezoelectric vibrator 40 is mounted in the vicinity of the integrated circuit 61. The electronic component 62, the integrated circuit 61, and the piezoelectric vibrator 40 are electrically connected by a wiring pattern (not shown). Each component is molded with a resin (not shown).

このように構成された発振器６０において、圧電振動子４０に電圧を印加すると、該圧電振動子４０内の圧電振動片１が振動する。この振動は、圧電振動片１が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路６１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路６１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。これにより、圧電振動子４０が発振子として機能する。
また、集積回路６１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器６０等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。 In the oscillator 60 configured as described above, when a voltage is applied to the piezoelectric vibrator 40, the piezoelectric vibrating reed 1 in the piezoelectric vibrator 40 vibrates. This vibration is converted into an electric signal by the piezoelectric characteristics of the piezoelectric vibrating piece 1 and input to the integrated circuit 61 as an electric signal. The input electrical signal is subjected to various processes by the integrated circuit 61 and output as a frequency signal. Thereby, the piezoelectric vibrator 40 functions as an oscillator.
Further, by selectively setting the configuration of the integrated circuit 61, for example, an RTC (real-time clock) module or the like according to a request, in addition to the clock single function oscillator 60 and the like, It is possible to add functions for controlling the time and providing the time and calendar.

本実施形態の発振器６０によれば、高品質化及び高性能化が図られた圧電振動子４０を備えているので、発振器６０自体の高品質化及び高性能化を図ることができ、製品の信頼性を向上することができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定した高精度な周波数信号を得ることができる。   According to the oscillator 60 of the present embodiment, since the piezoelectric vibrator 40 with high quality and high performance is provided, the quality and performance of the oscillator 60 itself can be improved, Reliability can be improved. In addition to this, it is possible to obtain a highly accurate frequency signal that is stable over a long period of time.

次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図４０を参照して説明する。なお電子機器として、圧電振動片１を有する圧電振動子４０を備えた携帯情報機器７０を例に挙げて説明する。
始めに本実施形態の携帯情報機器７０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカ及びマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化及び軽量化されている。 Next, an embodiment of an electronic apparatus according to the invention will be described with reference to FIG. Note that a portable information device 70 including the piezoelectric vibrator 40 having the piezoelectric vibrating piece 1 will be described as an example of the electronic device.
First, the portable information device 70 of this embodiment is typified by, for example, a mobile phone, and is a development and improvement of a wrist watch in the prior art. The appearance is similar to that of a wristwatch, and a liquid crystal display is arranged in a portion corresponding to a dial so that the current time and the like can be displayed on this screen. Further, when used as a communication device, it is possible to perform communication similar to that of a conventional mobile phone by using a speaker and a microphone that are removed from the wrist and incorporated in the inner portion of the band. However, it is much smaller and lighter than conventional mobile phones.

次に、本実施形態の携帯情報機器７０の構成について説明する。この携帯情報機器７０は、図４０に示すように、圧電振動子４０と、電力を供給するための電源部７１とを備えている。電源部７１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部７１には、各種制御を行う制御部７２と、時刻等のカウントを行う計時部７３と、外部との通信を行う通信部７４と、各種情報を表示する表示部７５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部７６とが並列に接続されている。そして、電源部７１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。   Next, the configuration of the portable information device 70 of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 40, the portable information device 70 includes a piezoelectric vibrator 40 and a power supply unit 71 for supplying power. The power supply unit 71 is made of, for example, a lithium secondary battery. The power supply unit 71 includes a control unit 72 that performs various controls, a clock unit 73 that counts time, a communication unit 74 that communicates with the outside, and a display unit 75 that displays various types of information. A voltage detection unit 76 that detects the voltage of the functional unit is connected in parallel. Power is supplied to each functional unit by the power supply unit 71.

制御部７２は、各機能部を制御して音声データの送信及び受信、現在時刻の計測や表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部７２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、該ＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、該ＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等とを備えている。   The control unit 72 controls each function unit to control operation of the entire system such as transmission and reception of audio data, measurement and display of the current time, and the like. The control unit 72 includes a ROM in which a program is written in advance, a CPU that reads and executes the program written in the ROM, and a RAM that is used as a work area for the CPU.

計時部７３は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路及びインターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子４０とを備えている。圧電振動子４０に電圧を印加すると圧電振動片１が振動し、該振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部７２と信号の送受信が行われ、表示部７５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。   The timer unit 73 includes an integrated circuit including an oscillation circuit, a register circuit, a counter circuit, an interface circuit, and the like, and the piezoelectric vibrator 40. When a voltage is applied to the piezoelectric vibrator 40, the piezoelectric vibrating piece 1 vibrates, and the vibration is converted into an electric signal by the piezoelectric characteristics of the crystal, and is input to the oscillation circuit as an electric signal. The output of the oscillation circuit is binarized and counted by a register circuit and a counter circuit. Then, signals are transmitted to and received from the control unit 72 via the interface circuit, and the display unit 75 displays the current time, the current date, calendar information, and the like.

通信部７４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部７７、音声処理部７８、切替部７９、増幅部８０、音声入出力部８１、電話番号入力部８２、着信音発生部８３及び呼制御メモリ部８４を備えている。
無線部７７は、音声データ等の各種データを、アンテナ８５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部７８は、無線部７７又は増幅部８０から入力された音声信号を符号化及び複号化する。増幅部８０は、音声処理部７８又は音声入出力部８１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部８１は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。 The communication unit 74 has functions similar to those of a conventional mobile phone, and includes a radio unit 77, a voice processing unit 78, a switching unit 79, an amplification unit 80, a voice input / output unit 81, a telephone number input unit 82, and a ring tone generation unit. 83 and a call control memory unit 84.
The wireless unit 77 exchanges various data such as audio data with the base station via the antenna 85. The audio processing unit 78 encodes and decodes the audio signal input from the radio unit 77 or the amplification unit 80. The amplifying unit 80 amplifies the signal input from the audio processing unit 78 or the audio input / output unit 81 to a predetermined level. The voice input / output unit 81 includes a speaker, a microphone, and the like, and amplifies a ringtone and a received voice or collects a voice.

また、着信音発生部８３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部７９は、着信時に限って、音声処理部７８に接続されている増幅部８０を着信音発生部８３に切り替えることによって、着信音発生部８３において生成された着信音が増幅部８０を介して音声入出力部８１に出力される。
なお、呼制御メモリ部８４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部８２は、例えば、０から９の番号キー及びその他のキーを備えており、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。 The ring tone generator 83 generates a ring tone in response to a call from the base station. The switching unit 79 switches the amplifying unit 80 connected to the voice processing unit 78 to the ringing tone generating unit 83 only when an incoming call is received, so that the ringing tone generated by the ringing tone generating unit 83 passes through the amplifying unit 80. To the voice input / output unit 81.
The call control memory unit 84 stores a program related to incoming / outgoing call control of communication. The telephone number input unit 82 includes, for example, a number key from 0 to 9 and other keys, and the telephone number of the call destination is input by pressing these number keys.

電圧検出部７６は、電源部７１によって制御部７２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部７２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部７４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部７６から電圧降下の通知を受けた制御部７２は、無線部７７、音声処理部７８、切替部７９及び着信音発生部８３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部７７の動作停止は、必須となる。更に、表示部７５に、通信部７４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。   When the voltage applied to each functional unit such as the control unit 72 by the power supply unit 71 is lower than a predetermined value, the voltage detection unit 76 detects the voltage drop and notifies the control unit 72 of the voltage drop. . The predetermined voltage value at this time is a value set in advance as a minimum voltage necessary for stably operating the communication unit 74, and is, for example, about 3V. Upon receiving the voltage drop notification from the voltage detection unit 76, the control unit 72 prohibits the operations of the radio unit 77, the voice processing unit 78, the switching unit 79, and the ring tone generation unit 83. In particular, it is essential to stop the operation of the wireless unit 77 with high power consumption. Further, the display unit 75 displays that the communication unit 74 has become unusable due to insufficient battery power.

即ち、電圧検出部７６と制御部７２とによって、通信部７４の動作を禁止し、その旨を表示部７５に表示することができる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部７５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしても良い。
なお、通信部７４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部８６を備えることで、通信部７４の機能をより確実に停止することができる。 That is, the operation of the communication unit 74 can be prohibited by the voltage detection unit 76 and the control unit 72, and that effect can be displayed on the display unit 75. This display may be a text message, but as a more intuitive display, a x (X) mark may be attached to the telephone icon displayed at the top of the display surface of the display unit 75.
In addition, the function of the communication part 74 can be more reliably stopped by providing the power supply cutoff part 86 which can selectively interrupt the power supply of the part which concerns on the function of the communication part 74.

本実施形態の携帯情報機器７０によれば、高品質化及び高性能化が図られた圧電振動子４０を備えているので、携帯情報機器７０自体の高品質化及び高性能化を図ることができ、製品の信頼性を向上することができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定した高精度な時計情報を表示することができる。   According to the portable information device 70 of the present embodiment, since the piezoelectric vibrator 40 with high quality and high performance is provided, it is possible to improve the quality and performance of the portable information device 70 itself. And the reliability of the product can be improved. In addition to this, it is possible to display highly accurate clock information that is stable over a long period of time.

次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図４１を参照して説明する。なお、本実施形態では、圧電振動片１を有する圧電振動子４０を備えた電波時計を例に挙げて説明する。
本実施形態の電波時計８０は、図４１に示すように、フィルタ部８１に電気的に接続された圧電振動子４０を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
日本国内には、福島県（４０ｋＨｚ）と佐賀県（６０ｋＨｚ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、上述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。 Next, an embodiment of a radio timepiece according to the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a radio timepiece including the piezoelectric vibrator 40 having the piezoelectric vibrating piece 1 will be described as an example.
As shown in FIG. 41, the radio timepiece 80 of this embodiment includes a piezoelectric vibrator 40 that is electrically connected to a filter unit 81, and receives a standard radio wave including timepiece information to accurately It is a clock with a function of automatically correcting and displaying the correct time.
In Japan, there are transmitting stations (transmitting stations) that transmit standard radio waves in Fukushima Prefecture (40 kHz) and Saga Prefecture (60 kHz), each transmitting standard radio waves. Long waves such as 40 kHz or 60 kHz have the property of propagating the surface of the earth and the property of propagating while reflecting the ionosphere and the surface of the earth, so the propagation range is wide, and the above two transmitting stations cover all of Japan. is doing.

以下、電波時計８０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ８２は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ８３によって増幅され、複数の圧電振動子４０を有するフィルタ部８１によって濾波、同調される。
本実施形態における圧電振動子４０は、上記搬送周波数と同一の４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部８４、８５をそれぞれ備えている。 Hereinafter, the functional configuration of the radio timepiece 80 will be described in detail.
The antenna 82 receives a long standard wave of 40 kHz or 60 kHz. The long-wave standard radio wave is obtained by subjecting time information called a time code to AM modulation on a 40 kHz or 60 kHz carrier wave. The received long standard wave is amplified by the amplifier 83 and filtered and tuned by the filter unit 81 having the plurality of piezoelectric vibrators 40.
The piezoelectric vibrator 40 in the present embodiment includes crystal vibrator portions 84 and 85 having resonance frequencies of 40 kHz and 60 kHz that are the same as the carrier frequency, respectively.

更に、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路８６により検波復調される。続いて、波形整形回路８７を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ８８でカウントされる。ＣＰＵ８８では、現在の年、積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ８９に反映され、正確な時刻情報が表示される。
搬送波は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚであるから、水晶振動子部８４、８５は、上述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。 Further, the filtered signal having a predetermined frequency is detected and demodulated by a detection and rectification circuit 86. Subsequently, the time code is taken out via the waveform shaping circuit 87 and counted by the CPU 88. The CPU 88 reads information such as the current year, accumulated date, day of the week, and time. The read information is reflected in the RTC 89, and accurate time information is displayed.
Since the carrier wave is 40 kHz or 60 kHz, the crystal vibrator portions 84 and 85 are preferably vibrators having the tuning fork type structure described above.

なお、上述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは７７．５ＫＨｚの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計８０を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子４０を必要とする。   In addition, although the above-mentioned description was shown in the example in Japan, the frequency of the long standard wave is different overseas. For example, in Germany, a standard radio wave of 77.5 KHz is used. Therefore, when the radio timepiece 80 that can be used overseas is incorporated in a portable device, the piezoelectric vibrator 40 having a frequency different from that in Japan is required.

本実施形態の電波時計８０によれば、高品質化及び高性能化が図られた圧電振動子４０を備えているので、電波時計８０自体の高品質化及び高性能化を図ることができ、製品の信頼性を向上することができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定して高精度に時刻をカウントすることができる。   According to the radio timepiece 80 of the present embodiment, since the piezoelectric vibrator 40 with high quality and high performance is provided, it is possible to improve the quality and performance of the radio timepiece 80 itself. Product reliability can be improved. In addition to this, it is possible to count time stably and with high accuracy over a long period of time.

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。   The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明に係る圧電振動片の第１実施形態を示す図であって、圧電振動片を上面から見た図である。It is a figure showing a 1st embodiment of a piezoelectric vibrating piece concerning the present invention, and is a figure which looked at a piezoelectric vibrating piece from the top. 図１に示す圧電振動片を下面から見た図である。It is the figure which looked at the piezoelectric vibrating piece shown in FIG. 1 from the lower surface. 図１に示す切断線Ａ−Ａでの断面図である。It is sectional drawing in the cutting line AA shown in FIG. 図１に示す圧電振動片から電極部分を取り除いた状態の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a state where an electrode portion is removed from the piezoelectric vibrating piece illustrated in FIG. 1. 図１に示す圧電振動片の製造方法のフローチャートである。It is a flowchart of the manufacturing method of the piezoelectric vibrating piece shown in FIG. 図５に示すフローチャートの一工程図であって、圧電板の両面にエッチング保護膜を成膜した状態を示す図である。FIG. 6 is a process diagram of the flowchart shown in FIG. 5, showing a state in which an etching protective film is formed on both surfaces of the piezoelectric plate. 図６に示す状態から、エッチング保護膜をパターニングした後の状態を示す図であって、圧電板を上方から見た図である。It is a figure which shows the state after patterning an etching protective film from the state shown in FIG. 6, Comprising: It is the figure which looked at the piezoelectric plate from upper direction. 図６に示す状態から、エッチング保護膜をパターニングした後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after patterning an etching protective film from the state shown in FIG. 図８に示す状態から、パターニングしたエッチング保護膜をマスクとして、圧電板をドライエッチングによりエッチング加工した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which etched the piezoelectric plate by the dry etching from the state shown in FIG. 8 by using the patterned etching protective film as a mask. 図９に示す状態から、圧電板の両面に別のエッチング保護膜を成膜した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which formed another etching protective film on both surfaces of the piezoelectric plate from the state shown in FIG. 図１０に示す状態から、後に成膜したエッチング保護膜をパターニングした後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after patterning the etching protective film formed into a film later from the state shown in FIG. 図１１に示す状態から、２つのエッチング保護膜をマスクとして、圧電板をウェットエッチングによりエッチング加工した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which etched the piezoelectric plate by the wet etching from the state shown in FIG. 11 by using two etching protective films as a mask. 図１２に示す状態から、２つのエッチング保護膜を除去して、溝部が形成された一対の振動腕部を製造した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which removed the two etching protective films from the state shown in FIG. 12, and manufactured the pair of vibrating arm part in which the groove part was formed. 図１３に示す状態から、一対の振動腕部の外表面に導電性膜及びフォトレジスト膜を成膜した後、該フォトレジスト膜の所定位置を露光している状態を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a state where a conductive film and a photoresist film are formed on the outer surfaces of a pair of vibrating arms from the state illustrated in FIG. 13 and then a predetermined position of the photoresist film is exposed. 図１４に示す状態から、露光したフォトレジスト膜を現像した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which developed the exposed photoresist film from the state shown in FIG. 図１に示す圧電振動片を別の製造方法で製造する場合のフローチャートである。It is a flowchart in the case of manufacturing the piezoelectric vibrating piece shown in FIG. 1 by another manufacturing method. 図１６に示すフローチャートの一工程図であって、圧電板の両面にエッチング保護膜を成膜した状態を示す図である。FIG. 17 is a process diagram of the flowchart shown in FIG. 16, showing a state in which an etching protective film is formed on both surfaces of the piezoelectric plate. 図１７に示す状態から、エッチング保護膜をパターニングした後の状態を示す図であって、圧電板を上方から見た図である。It is a figure which shows the state after patterning an etching protective film from the state shown in FIG. 17, Comprising: It is the figure which looked at the piezoelectric plate from upper direction. 図１７に示す状態から、エッチング保護膜をパターニングした後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after patterning an etching protective film from the state shown in FIG. 図１９に示す状態から、パターニングしたエッチング保護膜をマスクとして、圧電板をウェットエッチングによりエッチング加工した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which etched the piezoelectric plate by the wet etching from the state shown in FIG. 19 by using the patterned etching protective film as a mask. 図２０に示す状態から、圧電板の両面にフォトレジスト膜を成膜した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which formed the photoresist film into both surfaces of the piezoelectric plate from the state shown in FIG. 図２１に示す状態から、フォトレジスト膜をパターニングした後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after patterning a photoresist film from the state shown in FIG. 図２２に示す状態から、パターニングしたフォトレジスト膜をマスクとして、エッチング保護膜をエッチング加工してさらにパターニングした後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after carrying out the etching process of the etching protective film further using the patterned photoresist film as a mask from the state shown in FIG. 図２３に示す状態から、さらにパターニングしたエッチング保護膜をマスクとして、圧電板をドライエッチングによりエッチング加工した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which etched the piezoelectric plate by the dry etching from the state shown in FIG. 23 by using the etching protective film further patterned as a mask. 図２４に示す状態から、エッチング保護膜を除去して、溝部が形成された一対の振動腕部を製造した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which removed the etching protective film from the state shown in FIG. 24, and manufactured the pair of vibrating arm part in which the groove part was formed. 図１に示す圧電振動片をさらに別の製造方法で製造する場合のフローチャートである。6 is a flowchart when the piezoelectric vibrating piece shown in FIG. 1 is manufactured by still another manufacturing method. 図２６に示すフローチャートの一工程図であって、圧電板の両面にエッチング保護膜を成膜した状態を示す図である。FIG. 27 is a process diagram of the flowchart shown in FIG. 26, showing a state in which an etching protective film is formed on both surfaces of the piezoelectric plate. 図２７に示す状態から、エッチング保護膜をパターニングした後の状態を示す図であって、圧電板を上方から見た図である。It is a figure which shows the state after patterning an etching protective film from the state shown in FIG. 27, Comprising: It is the figure which looked at the piezoelectric plate from upper direction. 図２７に示す状態から、エッチング保護膜をパターニングした後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after patterning an etching protective film from the state shown in FIG. 図２９に示す状態から、圧電板の両面にフォトレジスト膜を成膜した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which formed the photoresist film into both surfaces of the piezoelectric plate from the state shown in FIG. 図３０に示す状態から、フォトレジスト膜をパターニングした後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after patterning a photoresist film from the state shown in FIG. 図３１に示す状態から、パターニングしたエッチング保護膜をマスクとして、圧電板をウェットエッチングによりエッチング加工した状態を示す図である。FIG. 32 is a diagram showing a state in which the piezoelectric plate is etched by wet etching from the state shown in FIG. 31 using the patterned etching protective film as a mask. 図３２に示す状態から、フォトレジスト膜をマスクとして、エッチング保護膜の一部を選択的に除去した状態を示す図である。FIG. 33 is a diagram showing a state in which a part of the etching protective film is selectively removed from the state shown in FIG. 32 using the photoresist film as a mask. 図３３に示す状態から、エッチング保護膜をマスクとして、圧電板をドライエッチングによりエッチング加工した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which etched the piezoelectric plate by the dry etching from the state shown in FIG. 33 by using an etching protective film as a mask. 図３４に示す状態から、エッチング保護膜及びフォトレジスト膜を除去して、溝部が形成された一対の振動腕部を製造した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which removed the etching protective film and the photoresist film from the state shown in FIG. 34, and manufactured the pair of vibrating arm part in which the groove part was formed. 本発明に係る圧電振動片を有するシリンダ型パッケージタイプの圧電振動子の一実施形態を示す図である。It is a figure showing one embodiment of a cylinder type package type piezoelectric vibrator having a piezoelectric vibrating piece according to the present invention. 本発明に係る圧電振動片を有するセラミックパッケージタイプの圧電振動子の一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the ceramic package type piezoelectric vibrator which has a piezoelectric vibrating piece which concerns on this invention. 図３７に示す切断線Ｂ−Ｂでの断面図である。FIG. 38 is a cross-sectional view taken along a cutting line BB shown in FIG. 37. 本発明に係る圧電振動子を有する発振器の一実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows one Embodiment of the oscillator which has a piezoelectric vibrator which concerns on this invention. 本発明に係る圧電振動子を有する電子機器の一実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows one Embodiment of the electronic device which has a piezoelectric vibrator which concerns on this invention. 本発明に係る圧電振動子を有する電波時計の一実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows one Embodiment of the radio timepiece which has a piezoelectric vibrator which concerns on this invention. 従来の溝部を有する一対の振動腕部の断面図である。It is sectional drawing of a pair of vibrating arm part which has the conventional groove part. 図４２に示す一対の振動腕部を有する圧電振動片を製造する場合の、従来のフローチャートである。It is a conventional flowchart in the case of manufacturing the piezoelectric vibrating piece which has a pair of vibrating arm part shown in FIG. 図４３のフローチャートにそって製造された結果、溝部がいびつな形状となった従来の圧電振動片の断面図である。FIG. 44 is a cross-sectional view of a conventional piezoelectric vibrating piece in which a groove has an irregular shape as a result of being manufactured along the flowchart of FIG. 43.

符号の説明Explanation of symbols

１ 圧電振動片
２、３ 振動腕部
４ 基部
５ 溝部
８ 励振電極
２０ 圧電板
２１ エッチング保護膜（第１の保護膜）
２２ エッチング保護膜（第２の保護膜）
３０、３５ エッチング保護膜（保護膜）
３６ フォトレジスト膜（レジスト膜）
４０、５０ 圧電振動子
６０ 発振器
６１ 集積回路
７０ 電子機器（携帯情報機器）
７３ 計時部
８０ 電波時計
８１ フィルタ部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric vibrating piece 2, 3 Vibrating arm part 4 Base part 5 Groove part 8 Excitation electrode 20 Piezoelectric plate 21 Etching protective film (1st protective film)
22 Etch protection film (second protection film)
30, 35 Etching protective film (protective film)
36 Photoresist film (resist film)
40, 50 Piezoelectric vibrator 60 Oscillator 61 Integrated circuit 70 Electronic equipment (portable information equipment)
73 Timekeeping unit 80 Radio clock 81 Filter unit

Claims (8)

平行に配された一対の振動腕部と、該一対の振動腕部の基端側を一体的に固定する基部と、前記一対の振動腕部の両面に振動腕部の長手方向に沿ってそれぞれ形成された溝部と、前記一対の振動腕部の外表面上に形成され、一対の振動腕部を振動させる励振電極とを有する圧電振動片を、圧電材料からなる圧電板から製造する方法であって、
前記圧電板の両面に第１の保護膜をそれぞれ成膜する成膜工程と、
前記第１の保護膜を、前記溝部の領域を空けた状態で前記圧電振動片の外形形状にパターニングするパターニング工程と、
パターニングされた前記第１の保護膜をマスクとしてドライエッチングにより前記圧電板をエッチング加工して、前記溝部を形成すると共に、第１の保護膜でマスクされていない領域を表面から溝部の深さだけエッチングする第１のエッチング工程と、
露出している前記溝部を第２の保護膜の成膜により保護する保護工程と、
パターニングされた前記第１の保護膜及び前記第２の保護膜をマスクとしてウェットエッチングにより前記圧電板をエッチング加工して、表面から溝部の深さまでエッチングされた圧電板の残りの部分を完全に取り除き、前記一対の振動腕部及び前記基部を形成する第２のエッチング工程と、
前記第１の保護膜及び前記第２の保護膜を除去する除去工程と、を行うことを特徴とする圧電振動片の製造方法。 A pair of resonating arm portions arranged in parallel, a base portion for integrally fixing the base end sides of the pair of resonating arm portions, and both sides of the pair of resonating arm portions along the longitudinal direction of the resonating arm portions, respectively This is a method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece having a formed groove and an excitation electrode formed on the outer surface of the pair of vibrating arms and vibrating the pair of vibrating arms from a piezoelectric plate made of a piezoelectric material. And
A film forming step of forming a first protective film on both surfaces of the piezoelectric plate;
A patterning step of patterning the first protective film into an outer shape of the piezoelectric vibrating piece in a state where the region of the groove portion is opened;
The piezoelectric plate is etched by dry etching using the patterned first protective film as a mask to form the groove, and a region not masked by the first protective film is removed from the surface by the depth of the groove. A first etching step for etching;
A protection step of protecting the exposed groove by forming a second protective film;
The piezoelectric plate is etched by wet etching using the patterned first protective film and second protective film as a mask, and the remaining portion of the piezoelectric plate etched from the surface to the depth of the groove is completely removed. A second etching step for forming the pair of vibrating arms and the base;
And removing the first protective film and the second protective film. A method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece, comprising: removing the first protective film; 平行に配された一対の振動腕部と、該一対の振動腕部の基端側を一体的に固定する基部と、前記一対の振動腕部の両面に振動腕部の長手方向に沿ってそれぞれ形成された溝部と、前記一対の振動腕部の外表面上に形成され、一対の振動腕部を振動させる励振電極とを有する圧電振動片を、圧電材料からなる圧電板から製造する方法であって、
前記圧電板の両面に保護膜をそれぞれ成膜する成膜工程と、
前記保護膜を、前記圧電振動片の外形形状でパターニングする第１のパターニング工程と、
パターニングされた前記保護膜をマスクとしてウェットエッチングにより前記圧電板をエッチング加工して、保護膜でマスクされていない領域を表面から所定の深さだけエッチングする第１のエッチング工程と、
パターニングされた前記保護膜をさらにパターニングして、前記溝部の領域を空けた状態にする第２のパターニング工程と、
再度パターニングされた前記保護膜をマスクとしてドライエッチングにより前記圧電板をエッチング加工して、前記溝部を形成すると共に、表面から所定の深さまでエッチングされた圧電板の残りの部分を完全に取り除き、前記一対の振動腕部及び前記基部を形成する第２のエッチング工程と、
前記保護膜を除去する除去工程と、を行うことを特徴とする圧電振動片の製造方法。 A pair of resonating arm portions arranged in parallel, a base portion for integrally fixing the base end sides of the pair of resonating arm portions, and both sides of the pair of resonating arm portions along the longitudinal direction of the resonating arm portions, respectively This is a method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece having a formed groove and an excitation electrode formed on the outer surface of the pair of vibrating arms and vibrating the pair of vibrating arms from a piezoelectric plate made of a piezoelectric material. And
A film forming step of forming protective films on both sides of the piezoelectric plate;
A first patterning step of patterning the protective film with an outer shape of the piezoelectric vibrating piece;
A first etching step of etching the piezoelectric plate by wet etching using the patterned protective film as a mask and etching a region not masked by the protective film by a predetermined depth from the surface;
A second patterning step of further patterning the patterned protective film to leave a region of the groove,
The piezoelectric plate is etched by dry etching using the protective film patterned again as a mask to form the groove, and the remaining portion of the piezoelectric plate etched from the surface to a predetermined depth is completely removed, A second etching step for forming a pair of vibrating arms and the base;
And a removing step of removing the protective film. 平行に配された一対の振動腕部と、該一対の振動腕部の基端側を一体的に固定する基部と、前記一対の振動腕部の両面に振動腕部の長手方向に沿ってそれぞれ形成された溝部と、前記一対の振動腕部の外表面上に形成され、一対の振動腕部を振動させる励振電極とを有する圧電振動片を、圧電材料からなる圧電板から製造する方法であって、
前記圧電板の両面に保護膜をそれぞれ成膜する成膜工程と、
前記保護膜を、前記圧電振動片の外形形状でパターニングするパターニング工程と、
パターニングされた前記保護膜上に、前記溝部の領域を空けた状態でパターニングされたレジスト膜を重ねて形成するレジスト膜形成工程と、
パターニングされた前記保護膜をマスクとしてウェットエッチングにより前記圧電板をエッチング加工して、保護膜でマスクされていない領域を表面から所定の深さだけエッチングする第１のエッチング工程と、
前記レジスト膜をマスクとしてパターニングされた前記保護膜の一部を除去して、該保護膜を前記溝部の領域を空けた状態にする第１の除去工程と、
前記溝部の領域が空いた前記保護膜をマスクとしてドライエッチングにより前記圧電板をエッチング加工して、前記溝部を形成すると共に表面から所定の深さまでエッチングされた圧電板の残りの部分を完全に取り除き、前記一対の振動腕部及び前記基部を形成する第２のエッチング工程と、
前記保護膜及び前記レジスト膜を除去する第２の除去工程と、を行うことを特徴とする圧電振動片の製造方法。 A pair of resonating arm portions arranged in parallel, a base portion for integrally fixing the base end sides of the pair of resonating arm portions, and both sides of the pair of resonating arm portions along the longitudinal direction of the resonating arm portions, respectively This is a method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece having a formed groove and an excitation electrode formed on the outer surface of the pair of vibrating arms and vibrating the pair of vibrating arms from a piezoelectric plate made of a piezoelectric material. And
A film forming step of forming protective films on both sides of the piezoelectric plate;
A patterning step of patterning the protective film with the outer shape of the piezoelectric vibrating piece;
A resist film forming step of superposing a patterned resist film on the patterned protective film while leaving a region of the groove,
A first etching step of etching the piezoelectric plate by wet etching using the patterned protective film as a mask and etching a region not masked by the protective film by a predetermined depth from the surface;
Removing a part of the protective film patterned using the resist film as a mask, and leaving the protective film in a state in which the region of the groove is left;
The piezoelectric plate is etched by dry etching using the protective film in which the groove portion is vacant as a mask to form the groove portion and completely remove the remaining portion of the piezoelectric plate etched from the surface to a predetermined depth. A second etching step for forming the pair of vibrating arms and the base;
And a second removal step of removing the protective film and the resist film. 平行に配された一対の振動腕部と、
該一対の振動腕部の基端側を一体的に固定する基部と、
前記一対の振動腕部の両面に、該振動腕部の長手方向に沿ってそれぞれ形成された溝部と、
前記一対の振動腕部の外表面上に形成され、一対の振動腕部を振動させる励振電極と、を備え、
前記溝部は、圧電材料からなる圧電板から、ドライエッチングによりエッチング加工されており、
前記一対の振動腕部及び前記基部は、前記圧電板から、ドライエッチング及びウェットエッチングの異なる２つのエッチング加工をそれぞれ順番に行って形成されていることを特徴とする圧電振動片。 A pair of vibrating arms arranged in parallel;
A base portion that integrally fixes the base end sides of the pair of vibrating arm portions;
Groove portions formed on both surfaces of the pair of vibrating arm portions respectively along the longitudinal direction of the vibrating arm portions;
An excitation electrode formed on the outer surface of the pair of vibrating arms and vibrating the pair of vibrating arms,
The groove is etched from a piezoelectric plate made of a piezoelectric material by dry etching,
The pair of vibrating arms and the base are formed by sequentially performing two etching processes different in dry etching and wet etching from the piezoelectric plate. 請求項４に記載の圧電振動片を有することを特徴とする圧電振動子。   A piezoelectric vibrator comprising the piezoelectric vibrating piece according to claim 4. 請求項５に記載の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする発振器。   An oscillator, wherein the piezoelectric vibrator according to claim 5 is electrically connected to an integrated circuit as an oscillator. 請求項５に記載の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。   6. An electronic apparatus, wherein the piezoelectric vibrator according to claim 5 is electrically connected to a timer unit. 請求項５に記載の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする電波時計。   6. A radio timepiece wherein the piezoelectric vibrator according to claim 5 is electrically connected to a filter portion.
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