JP6959873B2 - Piezoelectric vibrating piece and piezoelectric vibrator, and manufacturing method - Google Patents

Description

本発明は、水晶を使用したいわゆる音叉型の圧電振動片及び圧電振動子、及び製造方法に関する。 The present invention relates to a so-called tuning fork type piezoelectric vibrating piece and piezoelectric vibrator using quartz, and a manufacturing method.

例えば、携帯電話や携帯情報端末機器等の電子機器には、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等に用いるデバイスとして、音叉型に形成した圧電振動片を使用した圧電振動子が用いられる。
この音叉型の圧電振動片は、基部と、この基部から延出する一対の振動腕部と、基部から振動腕部の両外側に延出する一対の振動腕部を備えた、いわゆるサイドアーム型の圧電振動片が知られている（特許文献１、２参照）。 For example, in electronic devices such as mobile phones and personal digital assistants, a piezoelectric vibrator using a tuning fork-shaped piezoelectric vibrating piece is used as a device used as a timing source such as a time source or a control signal, a reference signal source, or the like. Used.
This tuning fork type piezoelectric vibrating piece is a so-called side arm type having a base, a pair of vibrating arms extending from the base, and a pair of vibrating arms extending from the base to both outer sides of the vibrating arm. Piezoelectric vibrating pieces are known (see Patent Documents 1 and 2).

ところで、近年における電子機器の小型化に伴い、圧電振動子や圧電振動片に対しても小型化への要求が益々高まっている。
そして、小型の圧電振動片を得る方法として、ウエハをウェットエッチング加工する方法が知られている。 By the way, with the miniaturization of electronic devices in recent years, there is an increasing demand for miniaturization of piezoelectric vibrators and piezoelectric vibrating pieces.
Then, as a method of obtaining a small piezoelectric vibrating piece, a method of wet-etching a wafer is known.

図１０は、サイドアーム型の圧電振動片６００について表したものである。図１０（ａ）は平面形状を表し、（ｂ）〜（ｅ）は、叉部と支持腕部の製造過程の断面を表したものである。
水晶等の圧電材料からなるウエハの両面に、圧電振動片の外形形状に対応した形状のマスク５０１、５０２（図１０（ｂ）、（ｄ））を形成し、これをエッチング液に浸漬することで、エッチング液と接触するウエハ部分（マスク５０１、５０２以外の部分）が、両面側から徐々に貫通するまで除去されることで外形形状が形成される。すなわち、マスク５０１、５０２以外の部分が貫通除去されて圧電振動片の外形形状が形成される。 FIG. 10 shows a sidearm type piezoelectric vibrating piece 600. 10 (a) shows a planar shape, and FIGS. 10 (b) to 10 (e) show a cross section of a fork and a support arm in the manufacturing process.
Masks 501 and 502 (FIGS. 10B and 10D) having shapes corresponding to the outer shape of the piezoelectric vibrating piece are formed on both sides of a wafer made of a piezoelectric material such as quartz and immersed in an etching solution. Then, the wafer portion (the portion other than the masks 501 and 502) that comes into contact with the etching solution is removed from both sides until it gradually penetrates, so that the outer shape is formed. That is, the portions other than the masks 501 and 502 are removed through the masks to form the outer shape of the piezoelectric vibrating piece.

しかし、ウェットエッチングにより圧電振動片を形成すると、図１０（ａ）（ｃ）に示すように、一対の振動腕部７００と振動腕部７００との叉部や、支持腕部９００と基部８００（振動腕部７００）との叉部に異形部７７０が形成されてしまう。この異形部７７０は、水晶のエッチング異方性によるエッチング残渣として形成されてしまうもので、傾斜した形状に形成される。
この傾斜形状の異形部７７０は、左右の振動腕部７００、７００の剛性に差を生じさせ、振動特性が悪化するため、できるだけ小さいことが望ましい。
そこで、従来では、マスク５０１、５０２以外の部分がエッチング液で除去され貫通した後も、しばらくの間はエッチング液に浸漬しておくことで、異形部７７０を小さくしている。 However, when the piezoelectric vibrating piece is formed by wet etching, as shown in FIGS. 10A and 10C, the fork between the pair of vibrating arm 700 and the vibrating arm 700, and the support arm 900 and the base 800 ( A deformed portion 770 is formed at the fork of the vibrating arm portion 700). The deformed portion 770 is formed as an etching residue due to the etching anisotropy of quartz, and is formed in an inclined shape.
The inclined portion 770 is preferably as small as possible because it causes a difference in rigidity between the left and right vibrating arms 700 and 700 and the vibration characteristics deteriorate.
Therefore, conventionally, even after the portions other than the masks 501 and 502 are removed by the etching solution and penetrated, the deformed portion 770 is made smaller by immersing the masks in the etching solution for a while.

特開２００４−３５７１７８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-357178 特開２００５−１０２１３８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-102138

しかし、異形部７７０を小さくするために、貫通後もエッチング液に浸けておくことで、異形部７７０が存在しない長さ方向の端面（叉部になっていない部分）に、厚さ方向に傾斜した傾斜面４３１が形成されてしまう。
すなわち、図１０（ｃ）、（ｅ）の図面左側に示す基部８００の端面（異形部７７０と反対側の端面）や、同図右側に示す支持腕部９００や振動腕部７００の開放端側端面に、これも水晶のエッチング異方性によって、厚さ方向に傾斜した傾斜面４３１が形成される。 However, in order to make the deformed portion 770 smaller, by immersing it in the etching solution even after penetrating, it is inclined in the thickness direction to the end face (the portion that is not a fork) in the length direction in which the deformed portion 770 does not exist. The inclined surface 431 is formed.
That is, the end face of the base 800 shown on the left side of the drawings of FIGS. 10 (c) and 10 (e) (the end face opposite to the deformed portion 770), and the open end side of the support arm 900 and the vibrating arm 700 shown on the right side of the same figure. An inclined surface 431 inclined in the thickness direction is formed on the end surface due to the etching anisotropy of the crystal.

この場合、振動腕部７００や、支持腕部９００における断面形状が厚み方向でアンバランスな形状となってしまうため、振動漏れが発生したり耐衝撃性が低下する一因となっている。
特に、水晶による音叉型の圧電振動片を、より小型化した場合、温度特性（Ｔ．Ｐ）を調整するために、水晶をカットする際の結晶軸に対する角度（カット角）を大きくすることが一般的である。ところが形成される傾斜面４３１の傾斜は、カット角により変化するため、カット角を大きくすると、より大きな傾斜の傾斜面４３１が形成され、よりアンバランスな形状となってしまう。 In this case, the cross-sectional shape of the vibrating arm portion 700 and the supporting arm portion 900 becomes unbalanced in the thickness direction, which is one of the causes of vibration leakage and deterioration of impact resistance.
In particular, when the tuning fork type piezoelectric vibrating piece made of quartz is made smaller, the angle (cut angle) with respect to the crystal axis when cutting the quartz can be increased in order to adjust the temperature characteristics (TP). It is common. However, since the inclination of the inclined surface 431 to be formed changes depending on the cut angle, if the cut angle is increased, the inclined surface 431 having a larger inclination is formed, resulting in a more unbalanced shape.

また、図１０（ｃ）に示すように、複数の叉部では、異形部７７０の反対側の面が斜めに形成されることで、主面の一方側の幅がＬ１と狭くなり、振動に対する強度が低下してしまうという問題がある。叉部の狭くなった側の幅Ｌ１を、振動に十分耐え得る長さにすることも可能であるが、そうすると反対側の主面（図面上側）の幅が大きくなり、圧電振動片全体の長さが長くなってしまう。 Further, as shown in FIG. 10 (c), in the plurality of forks, the surface on the opposite side of the deformed portion 770 is formed diagonally, so that the width of one side of the main surface is narrowed to L1 and is resistant to vibration. There is a problem that the strength is reduced. It is possible to set the width L1 on the narrowed side of the fork to a length that can sufficiently withstand vibration, but then the width of the main surface (upper side of the drawing) on the opposite side becomes large, and the length of the entire piezoelectric vibrating piece becomes large. Will be long.

本発明は、圧電振動片における、長さ方向の断面形状において、厚み方向のアンバランスがより少なく、振動漏れの発生及び耐衝撃性の低下を抑制することを目的とする。 An object of the present invention is to suppress the occurrence of vibration leakage and the deterioration of impact resistance in the cross-sectional shape of the piezoelectric vibrating piece in the length direction with less imbalance in the thickness direction.

（１）請求項１に記載の発明では、基部と、前記基部から並行して延設された一対の振動腕部と、前記振動腕部の少なくとも開放端側の端面に形成された段部と、を備え、前記段部は、前記振動腕部の長手方向と平行かつ前記一対の振動腕部の幅方向と直交する断面視で、前記振動腕部の厚み方向の内側ほど、長手方向内側に位置するように一方の主面から傾斜する第１傾斜部と、前記振動腕部の厚み方向の内側ほど、長手方向外側に位置するように他方の主面から傾斜する第２傾斜部と、前記第１傾斜部と前記第２傾斜部とを連結する連結部と、を備えることを特徴とする圧電振動片を提供する。
（２）請求項２に記載の発明では、前記基部における、前記振動腕部が延設される側と反対側の端面に基部段部が形成され、前記基部段部は、前記振動腕部の長手方向と平行かつ前記一対の振動腕部の幅方向と直交する断面視で、前記振動腕部の厚み方向の内側ほど、長手方向内側に位置するように前記他方の主面から傾斜する基部第１傾斜部と、前記振動腕部の厚み方向の内側ほど、長手方向外側に位置するように前記一方の主面から傾斜する基部第２傾斜部と、前記基部第１傾斜部と前記基部第２傾斜部とを連結する基部連結部と、を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の圧電振動片を提供する。
（３）請求項３に記載の発明では、前記基部から前記一対の振動腕部と並行して延設された支持腕部を備え、前記支持腕部の開放端側の端面に支持腕部段部が形成され、前記支持腕部段部は、前記支持腕部の長手方向と平行かつ前記支持腕部の幅方向と直交する断面視で、前記支持腕部の厚み方向の内側ほど、長手方向内側に位置するように前記一方の主面から傾斜する支持腕部第１傾斜部と、前記支持腕部の厚み方向の内側ほど、長手方向外側に位置するように前記他方の主面から傾斜する支持腕部第２傾斜部と、前記支持腕部第１傾斜部と前記支持腕部第２傾斜部とを連結する支持腕部連結部と、を備える、ことを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の圧電振動片を提供する。
（４）請求項４に記載の発明では、前記支持腕部は、前記一対の振動腕部の両外側に形成された一対の支持腕部、又は、前記一対の振動腕部の間に形成された１つの支持単腕部である、ことを特徴とする請求項３に記載の圧電振動片を提供する。
（５）請求項５に記載の発明では、請求項１から請求項４のうちの何れか１の請求項に記載の圧電振動片と、前記圧電振動片を収容するパッケージと、を備えることを特徴とする圧電振動子を提供する。
（６）請求項６に記載の発明では、少なくとも基部と前記基部から並行して延設された一対の振動腕部を有する音叉型の圧電振動片の形成方法であって、水晶を所定のカット角θで切り出されたウエハの両主面に、前記圧電振動片の外形形状に対応する形状のマスクを形成するマスク工程と、前記マスクを形成したウエハをエッチング液に浸漬して圧電振動片の外形形状を形成する外形形成工程と、前記振動腕部に２系統の電極を形成する電極形成工程と、を備え、前記マスク工程は、前記両主面のうち、水晶の光学軸との角度が鈍角となる主面側の前記振動腕部に対応する部分のマスクを、水晶の光学軸との角度が鋭角となる主面側の前記振動腕部に対応する部分のマスクよりも前記振動腕部の開放端側に距離Ｍだけ長く形成され、前記距離Ｍは、前記ウエハの厚さをｔとした場合、０＜Ｍ＜２×ｔ×ｔａｎθの範囲である、ことを特徴とする圧電振動片の製造方法を提供する。
（７）請求項７に記載の発明では、前記マスク工程は、前記両主面のうち、水晶の光学軸との角度が鈍角となる主面側の前記基部に対応する部分のマスクを、水晶の光学軸との角度が鋭角となる主面側の前記基部に対応する部分のマスクよりも前記振動腕部が形成される側と反対側に、前記距離Ｍだけ長く形成する、ことを特徴とする請求項６に記載の圧電振動片の製造方法を提供する。
（８）請求項８に記載の発明では、前記マスク工程は、前記基部から前記一対の振動腕部と並行して延設された支持腕部を備えた圧電振動片の外形形状に対応する形状のマスクを形成する、ことを特徴とする請求項６、又は請求項７に記載の圧電振動片の製造方法を提供する。
（９）請求項９に記載の発明では、請求項６から請求項８のうちの何れか１の請求項の各工程により圧電振動片を製造する工程と、前記圧電振動片を、パッケージ内に形成された実装部に実装する実装工程と、前記パッケージを封止する封止工程と、を有することを特徴とする圧電振動子の製造方法を提供する。 (1) In the invention according to claim 1, a base portion, a pair of vibrating arm portions extending in parallel from the base portion, and a step portion formed on at least an open end side end surface of the vibrating arm portion. , And the step portion is parallel to the longitudinal direction of the vibrating arm portion and orthogonal to the width direction of the pair of vibrating arm portions. A first inclined portion that is inclined from one main surface so as to be located, a second inclined portion that is inclined from the other main surface so as to be located outside in the longitudinal direction toward the inside in the thickness direction of the vibrating arm portion, and the above. Provided is a piezoelectric vibrating piece including a connecting portion for connecting the first inclined portion and the second inclined portion.
(2) In the invention according to claim 2, a base step portion is formed on an end surface of the base portion opposite to the side on which the vibrating arm portion is extended, and the base step portion is the vibrating arm portion. In a cross-sectional view parallel to the longitudinal direction of the vibration arm portion and orthogonal to the width direction of the pair of vibrating arms, the base portion inclined from the other main surface so as to be located inward in the longitudinal direction toward the inside in the thickness direction of the vibrating arms. The first inclined portion, the second inclined portion of the base portion inclined from the one main surface so as to be located on the outer side in the longitudinal direction toward the inner side in the thickness direction of the vibrating arm portion, the first inclined portion of the base portion, and the first inclined portion of the base portion. The piezoelectric vibrating piece according to claim 1, further comprising a base connecting portion for connecting the two inclined portions.
(3) In the invention according to claim 3, a support arm portion extending from the base portion in parallel with the pair of vibrating arm portions is provided, and a support arm portion step is provided on an end surface of the support arm portion on the open end side. A portion is formed, and the step portion of the support arm portion is longitudinally longer toward the inside in the thickness direction of the support arm portion in a cross-sectional view parallel to the longitudinal direction of the support arm portion and orthogonal to the width direction of the support arm portion. The first inclined portion of the support arm portion that is inclined from the one main surface so as to be located inward in the direction, and the inner side in the thickness direction of the support arm portion is inclined from the other main surface so as to be located outward in the longitudinal direction. The second inclined portion of the supporting arm portion and the supporting arm portion connecting portion connecting the first inclined portion of the supporting arm portion and the second inclined portion of the supporting arm portion are provided . Alternatively, the piezoelectric vibrating piece according to claim 2 is provided.
(4) In the invention according to claim 4, the support arm portion is formed between a pair of support arm portions formed on both outer sides of the pair of vibrating arm portions or between the pair of vibrating arm portions. The piezoelectric vibrating piece according to claim 3, further comprising one supporting single arm portion.
(5) The invention according to claim 5 includes the piezoelectric vibrating piece according to any one of claims 1 to 4, and a package containing the piezoelectric vibrating piece. Provided is a characteristic piezoelectric vibrator.
(6) The invention according to claim 6 is a method for forming a tuning fork type piezoelectric vibrating piece having at least a base portion and a pair of vibrating arms extending in parallel from the base portion, and cuts a crystal by a predetermined position. A masking step of forming a mask having a shape corresponding to the outer shape of the piezoelectric vibrating piece on both main surfaces of the wafer cut out at an angle θ, and immersing the wafer on which the mask is formed in an etching solution to form a piezoelectric vibrating piece. The masking process includes an outer shape forming step of forming the outer shape and an electrode forming step of forming two systems of electrodes on the vibrating arm, and the masking step has an angle between the two main surfaces and the optical axis of the crystal. a mask portion corresponding to the vibrating arms of the main surface side of an obtuse angle, the vibrating arms than the mask portion the angle between the optical axis of the crystal corresponding to the vibrating arms of the main surface side which is an acute angle The piezoelectric vibrating piece is formed longer on the open end side of the above by a distance M, and the distance M is in the range of 0 <M <2 × t × tan θ, where t is the thickness of the wafer. Providing a manufacturing method for.
( 7 ) In the invention according to claim 7 , in the masking step, the mask of the portion of both main surfaces corresponding to the base portion on the main surface side where the angle with the optical axis of the crystal is an acute angle is crystallized. angle between the optical axis on the side opposite to the side where the vibrating arms than the mask of the portion corresponding to the base of the main surface side of an acute angle is formed, is formed longer by the distance M, and wherein the The method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to claim 6 is provided.
( 8 ) In the invention according to claim 8 , the masking step has a shape corresponding to the outer shape of a piezoelectric vibrating piece having a support arm portion extending in parallel with the pair of vibrating arm portions from the base portion. forming a mask according to claim 6, characterized in that, or to provide a method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to claim 7.
( 9 ) In the invention according to claim 9 , a step of manufacturing a piezoelectric vibrating piece by each step of any one of claims 6 to 8 and the piezoelectric vibrating piece are placed in a package. Provided is a method for manufacturing a piezoelectric vibrator, which comprises a mounting step of mounting on a formed mounting portion and a sealing step of sealing the package.

本発明によれば、振動腕部の長手方向と平行かつ振動腕部の幅方向と直交する断面視で、振動腕部の少なくとも開放端側の端面に、第１傾斜部、第２傾斜部、連結部を有する段部が形成されているので、厚み方向のアンバランスがより少なく、振動漏れの発生及び耐衝撃性の低下を抑制することが可能な、圧電振動片、圧電振動子、及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, in a cross-sectional view parallel to the longitudinal direction of the vibrating arm portion and orthogonal to the width direction of the vibrating arm portion, the first inclined portion, the second inclined portion, Since the stepped portion having the connecting portion is formed, the imbalance in the thickness direction is lessened, and the occurrence of vibration leakage and the decrease in impact resistance can be suppressed. A manufacturing method can be provided.

実施形態に係る圧電振動片の外形を表した平面図と断面図である。It is a top view and the cross-sectional view which showed the outer shape of the piezoelectric vibrating piece which concerns on embodiment. 圧電振動片の断面における本実施形態と従来の比較図である。It is a comparative figure of this embodiment and a conventional type in the cross section of a piezoelectric vibrating piece. 両主面における両マスクの配置関係を表した説明図である。It is explanatory drawing which showed the arrangement relation of both masks on both main surfaces. 実施形態におけるエッチングの状態説明図である。It is a state explanatory drawing of the etching in embodiment. 叉部における両主面のマスク配置と、形成される端部形状の断面図である。It is sectional drawing of the mask arrangement of both main surfaces in a fork part, and the shape of an end part formed. 振動腕部と支持腕部における両主面のマスク配置と、形成される端部形状の、第１変形例の断面図である。It is sectional drawing of the 1st modification of the mask arrangement of both main surfaces in a vibrating arm part and a support arm part, and the shape of an end part formed. 振動腕部と支持腕部における両主面のマスク配置と、形成される端部形状の、第２変形例の断面図である。It is sectional drawing of the 2nd modification of the mask arrangement of both main surfaces in a vibrating arm part and a support arm part, and the shape of an end part formed. 圧電振動片の他の形状について表した平面図である。It is a top view which showed the other shape of a piezoelectric vibrating piece. 本実施形態の圧電振動片が実装された圧電振動子の分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the piezoelectric vibrator on which the piezoelectric vibrating piece of this embodiment is mounted. 従来の圧電振動片の平面形状と、叉部、支持腕部の製造過程の断面を表した説明図である。It is explanatory drawing which showed the plane shape of the conventional piezoelectric vibrating piece, and the cross section of the manufacturing process of a fork part and a support arm part.

以下、本発明の好適な実施形態について、図１から図９を参照して詳細に説明する。
（１）実施形態の概要
本実施形態は、基部８から平行して同一方向に一対の振動腕部７が延出した音叉型の圧電振動片６を対象とする。
圧電振動片６における長手方向の両側に存在する各端部（叉部の端部を除く）の端面は、第１主面４１から第２主面４２に向けて、水晶のカット角（例えば、＋２°）分の傾斜が形成される。本実施形態の圧電振動片６は、この第１主面４１から第２主面４２に向けて形成される各傾斜面に、第１傾斜部４３、第２傾斜部４４、連結部４５を有する段部４６を形成する。
この段部４６は、ウェットエッチングで圧電振動片６の外形を形成する際に、水晶のカット角を加味して、第１主面４１と第２主面４２におけるマスクの形成位置を長手方向にずらすことで形成する。
この段部４６を形成することにより、厚さ方向におけるアンバランスが抑制される。その結果、バランスの良い振動腕部７を形成することができ、振動漏れ特性や耐衝撃性に優れた振動片を製造することができる。
段部４６は、少なくとも振動腕部７の先端側端面（開放端側端面）に形成するが、振動腕部７の反対側の端面（基部８の端面）や、圧電振動片６の実装用に形成される支持腕部（一対の支持腕部９や支持単腕部９ｃ）の両端面に形成することで、全体のアンバランスがより抑制される。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 9.
(1) Outline of the Embodiment This embodiment targets a tuning fork type piezoelectric vibrating piece 6 in which a pair of vibrating arm portions 7 extend in parallel from the base portion 8 in the same direction.
The end faces of the respective ends (excluding the ends of the forks) of the piezoelectric vibrating piece 6 existing on both sides in the longitudinal direction are cut angles (for example, for example) of quartz from the first main surface 41 to the second main surface 42. An inclination of + 2 °) is formed. The piezoelectric vibrating piece 6 of the present embodiment has a first inclined portion 43, a second inclined portion 44, and a connecting portion 45 on each inclined surface formed from the first main surface 41 to the second main surface 42. The step portion 46 is formed.
When the outer shape of the piezoelectric vibrating piece 6 is formed by wet etching, the step portion 46 takes into account the cut angle of the crystal and sets the mask forming positions on the first main surface 41 and the second main surface 42 in the longitudinal direction. Formed by shifting.
By forming the step portion 46, imbalance in the thickness direction is suppressed. As a result, a well-balanced vibrating arm portion 7 can be formed, and a vibrating piece having excellent vibration leakage characteristics and impact resistance can be manufactured.
The step portion 46 is formed at least on the distal end side end surface (open end side end surface) of the vibrating arm portion 7, but is used for mounting the opposite end surface (end surface of the base portion 8) of the vibrating arm portion 7 and the piezoelectric vibrating piece 6. By forming on both end faces of the support arm portions (a pair of support arm portions 9 and the support single arm portions 9c) to be formed, the overall imbalance is further suppressed.

（２）実施形態の詳細
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。以下の実施形態では、圧電振動片の一例として、いわゆるサイドアーム型の圧電振動子を例に説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。 (2) Details of Embodiments Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiment, a so-called sidearm type piezoelectric vibrator will be described as an example of the piezoelectric vibrating piece. In the drawings used in the following description, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member recognizable.

以下の説明においては、ＸＹＺ座標系を設定し、このＸＹＺ座標系を参照しつつ各部材の位置関係を説明する。この際、圧電振動片の主面と垂直な方向（すなわち、圧電振動片の厚み方向）を「Ｚ軸方向」、振動腕部の長手方向（すなわち、圧電振動片の長手方向）を「Ｙ軸方向」、Ｙ軸方向及びＺ軸方向と直交する方向（すなわち、圧電振動片の幅方向）を「Ｘ軸方向」とする。
なお図示したＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を、水晶における電気軸、機械軸、光学軸に対応させると、Ｘ軸が電気軸で、Ｘ軸を回転軸としてカット角θだけ回転させた、Ｙ’軸が機械軸、Ｚ’軸が光学軸である。 In the following description, the XYZ coordinate system is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ coordinate system. At this time, the direction perpendicular to the main surface of the piezoelectric vibrating piece (that is, the thickness direction of the piezoelectric vibrating piece) is the "Z-axis direction", and the longitudinal direction of the vibrating arm (that is, the longitudinal direction of the piezoelectric vibrating piece) is the "Y-axis". The "direction", the direction orthogonal to the Y-axis direction and the Z-axis direction (that is, the width direction of the piezoelectric vibrating piece) is defined as the "X-axis direction".
When the X-axis, Y-axis, and Z-axis shown in the figure correspond to the electric axis, the mechanical axis, and the optical axis in the crystal, the X-axis is the electric axis, and the X-axis is the rotation axis and is rotated by the cut angle θ. The'axis is the mechanical axis and the Z'axis is the optical axis.

図１は、本実施形態における圧電振動片６の外形形状を表した平面（ａ）と、長手方向に沿った断面（ｂ）を表したものである。
なお、本実施形態の圧電振動片６は左右対称な構造となっているため、振動腕部７ａと振動腕部７ｂというように、対称配置された両部分を同一の数字で表すと共に、両者を区別する区別符合ａｂ、ＡＢを付して説明する。そして区別符号を適宜省略する場合には各々の部分を指しているものとする。但し、段部４６ａ、４６ｂについてのａ、ｂの区別を除く。
また、以下の各図面では、各部材の形状や状態を認識可能にするため、縮尺を適宜変更している。なお、各断面図では便宜上、断面ハッチを適宜省略している。 FIG. 1 shows a plane (a) showing the outer shape of the piezoelectric vibrating piece 6 in the present embodiment and a cross section (b) along the longitudinal direction.
Since the piezoelectric vibrating piece 6 of the present embodiment has a symmetrical structure, both symmetrically arranged parts such as the vibrating arm portion 7a and the vibrating arm portion 7b are represented by the same number, and both are represented by the same number. It will be described with the distinction symbols ab and AB for distinction. When the distinction code is omitted as appropriate, it is assumed that each part is pointed out. However, the distinction between a and b for the step portions 46a and 46b is excluded.
Further, in each of the following drawings, the scale is appropriately changed in order to make the shape and state of each member recognizable. In each cross-sectional view, the cross-sectional hatch is omitted as appropriate for convenience.

本実施形態では、圧電材料として水晶を使用する圧電振動片のうちの、図１（ａ）に示すように、いわゆるサイドアーム型の圧電振動片６を例に説明する。
圧電振動片６は、基部８から平行に延びる振動腕部７（７ａ、７ｂ）と、この両振動腕部７の外側に同方向に基部８から延びる支持腕部９（９ａ、９ｂ）を備えている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 1A, among the piezoelectric vibrating pieces using quartz as the piezoelectric material, the so-called side arm type piezoelectric vibrating piece 6 will be described as an example.
The piezoelectric vibrating piece 6 includes a vibrating arm portion 7 (7a, 7b) extending in parallel from the base portion 8 and a supporting arm portion 9 (9a, 9b) extending from the base portion 8 in the same direction on the outside of both vibrating arm portions 7. ing.

一対の振動腕部７は、互いに平行となるように配置されており、基部８側の端部を固定端とし、先端が自由端として振動する。
一対の振動腕部７の先端側には、全長のほぼ中央部分よりも両側に広くなるように形成された拡幅部７１（７１ａ、７１ｂ）を備えている。この振動腕部７に形成された拡幅部７１は、振動腕部７の重量及び振動時の慣性モーメントを増大する機能を有している。これにより、振動腕部７は振動し易くなり、振動腕部７の長さを短くすることができ、小型化が図られている。
そして、この拡幅部７１の主面には、周波数調整用の重り膜が形成され、この重り膜にレーザトリミングを行うことで、周波数のずれ量に応じて重り膜の一部分を取り除いて周波数調整がなされている。
なお、本実施形態の圧電振動片６は、振動腕部７に拡幅部７１を形成しているが、振動腕部７の先端部の幅を略中央部分と同じ幅に形成した、拡幅部７１がない圧電振動片（例えば、後述する図８（ａ）参照）を使用することも可能である。 The pair of vibrating arm portions 7 are arranged so as to be parallel to each other, and the end portion on the base portion 8 side is a fixed end, and the tip vibrates as a free end.
The tip side of the pair of vibrating arm portions 7 is provided with widening portions 71 (71a, 71b) formed so as to be wider on both sides than the substantially central portion of the total length. The widening portion 71 formed in the vibrating arm portion 7 has a function of increasing the weight of the vibrating arm portion 7 and the moment of inertia during vibration. As a result, the vibrating arm portion 7 is likely to vibrate, the length of the vibrating arm portion 7 can be shortened, and the size is reduced.
A weight film for frequency adjustment is formed on the main surface of the widening portion 71, and by performing laser trimming on the weight film, a part of the weight film is removed according to the amount of frequency deviation to adjust the frequency. It has been done.
The piezoelectric vibrating piece 6 of the present embodiment has a widening portion 71 formed in the vibrating arm portion 7, but the widening portion 71 in which the width of the tip portion of the vibrating arm portion 7 is formed to be substantially the same as the central portion. It is also possible to use a piezoelectric vibrating piece (for example, see FIG. 8A described later).

振動腕部７の両主面には、基部８側から拡幅部７１の手前まで伸びる溝部７２（７２ａ、７２ｂ）が形成されている。その結果、振動腕部７のＸＺ平面での断面形状はＨ型となっている。
一対の振動腕部７の外表面上（外周面）には、振動腕部７ａの外側の両側面と、振動腕部７ｂの溝部７２ｂに形成された第１系統と、振動腕部７ｂの外側の両側面と、振動腕部７ａの溝部７２ａに形成された第２系統からなる、一対の（２系統の）励振電極が形成されている（図示しない）。
また図示しないが、第１系統の励振電極に接続する第１マウント電極が、基部８から支持腕部９ａの外表面上（外周面）まで形成され、第２系統の励振電極に接続する第２マウント電極が、基部８から支持腕部９ｂの外表面上（外周面）まで形成されている。
なお、励振電極とマウント電極は、１層目のクロム（Ｃｒ）層と２層目の金（Ａｕ）層からなる積層膜で、電極スパッタ等で形成される。 Grooves 72 (72a, 72b) extending from the base 8 side to the front of the widening portion 71 are formed on both main surfaces of the vibrating arm portion 7. As a result, the cross-sectional shape of the vibrating arm 7 on the XZ plane is H-shaped.
On the outer surface (outer peripheral surface) of the pair of vibrating arm portions 7, both side surfaces on the outer side of the vibrating arm portion 7a, the first system formed in the groove portion 72b of the vibrating arm portion 7b, and the outer side of the vibrating arm portion 7b. A pair of (two systems) excitation electrodes are formed (not shown), which are composed of a second system formed on both side surfaces of the vibration arm portion 7a and a groove portion 72a of the vibrating arm portion 7a.
Although not shown, a first mount electrode connected to the excitation electrode of the first system is formed from the base portion 8 to the outer surface (outer peripheral surface) of the support arm portion 9a, and is connected to the excitation electrode of the second system. The mount electrode is formed from the base portion 8 to the outer surface (outer peripheral surface) of the support arm portion 9b.
The excitation electrode and the mount electrode are laminated films composed of a first layer of chromium (Cr) and a second layer of gold (Au), and are formed by electrode sputtering or the like.

基部８には、圧電振動片６の幅方向の両端面から外側に延びる延長部８１（８１ａ、８１ｂ）が連結され、この延長部８１の端部に支持腕部９が連結されている。一対の支持腕部９ａ、９ｂは、振動腕部７ａ、７ｂの両外側に配置されている。
本実施形態の支持腕部９の長さは、振動腕部７の拡幅部７１よりも手前までの長さに形成されているが、振動腕部７（各幅部７１を含む）と同じ場合、振動腕部７よりも長い場合、圧電振動片６の重心周辺（重心と同じ位置、僅かに短い、長い位置）までの長さの場合、圧電振動片６の全長の１／２の位置周辺までの長さ等に形成される。
この支持腕部９は、後述する圧電振動子１に形成された実装部１４に導電性接着剤５１で接着されることで、圧電振動片６全体が支持腕部９の接着位置で固定され支持される。なお、支持腕部９の固定箇所（接着箇所）は、支持腕部９の長さ方向の先端部や、中央部分の１箇所の場合、中央を挟んだ２箇所の場合、中央から端部に掛けた長い領域１箇所の場合など、種々の態様で固定される。 Extensions 81 (81a, 81b) extending outward from both end faces in the width direction of the piezoelectric vibrating piece 6 are connected to the base 8, and a support arm 9 is connected to the ends of the extension 81. The pair of support arm portions 9a and 9b are arranged on both outer sides of the vibrating arm portions 7a and 7b.
The length of the support arm portion 9 of the present embodiment is formed to be in front of the widening portion 71 of the vibrating arm portion 7, but is the same as the vibrating arm portion 7 (including each width portion 71). If it is longer than the vibrating arm 7, it is around the center of gravity of the piezoelectric vibrating piece 6 (same position as the center of gravity, slightly shorter, longer), and if it is longer than the vibrating arm 7, it is around 1/2 of the total length of the piezoelectric vibrating piece 6. It is formed up to a length of up to.
The support arm portion 9 is bonded to the mounting portion 14 formed on the piezoelectric vibrator 1 to be described later with a conductive adhesive 51, so that the entire piezoelectric vibrating piece 6 is fixed and supported at the bonding position of the support arm portion 9. Will be done. The fixing points (adhesive points) of the support arm portion 9 are the tip portion in the length direction of the support arm portion 9, one location in the center portion, and two locations sandwiching the center from the center to the end portion. It is fixed in various ways, such as in the case of one long area that is hung.

本実施形態の圧電振動片６も、ウェットエッチングにより外形が形成される。このため、図１０で説明した従来の圧電振動片と同様に、振動腕部７ａと支持腕部９ａとの間の叉部（延長部８１ａの部分）、振動腕部７ａと振動腕部７ｂの間の叉部、振動腕部７ｂと支持腕部９ｂとの間の叉部（延長部８１ｂの部分）の３箇所に、異形部７７が形成されている。この異形部７７は、従来と同様にエッチング時間を調整（マスク以外の部分が貫通するまでの時間よりも長く）することで、できるだけ小さくなるように形成されている。 The outer shape of the piezoelectric vibrating piece 6 of the present embodiment is also formed by wet etching. Therefore, similarly to the conventional piezoelectric vibrating piece described with reference to FIG. 10, the fork portion (the portion of the extension portion 81a) between the vibrating arm portion 7a and the supporting arm portion 9a, and the vibrating arm portion 7a and the vibrating arm portion 7b. Deformed portions 77 are formed at three locations, a fork between them and a fork (extension 81b) between the vibrating arm 7b and the support arm 9b. The deformed portion 77 is formed to be as small as possible by adjusting the etching time (longer than the time until the portion other than the mask penetrates) as in the conventional case.

次に本実施形態による、圧電振動片６各部の長手方向（Ｙ方向）における端部の形状について、図１（ｂ）を参照して説明する。
図１（ｂ）は、振動腕部７と支持腕部９における、長手方向の線に沿った断面（ＺＹ平面による断面）を表したもので、厚さの中心を通る長手方向の中心線をＪで表し、振動腕部７と支持腕部９を腕部４０で表している。
図１（ｂ）に示されるように、腕部４０の先端側（基部８と反対側）の端面と、基部８側の端面には、第１主面４１側から第２主面４２側にかけて段部４６が形成されている。
すなわち、段部４６は、振動腕部７の長手方向と平行で、一対の振動腕部７の幅方向と直交する断面（ＺＹ平面）視で、次の各部を備えている。
（ａ）一方の第１主面４１側から中心線Ｊ方向（−Ｚ方向）に向かって先端側方向（＋Ｙ方向）に傾斜する第１傾斜部４３。
（ｂ）他方の第２主面４２から中心線Ｊ方向（＋Ｚ方向）に向かって基部８側方向（−Ｙ方向）に傾斜する第２傾斜部４４。
（ｃ）第１傾斜部４３と第２傾斜部４４とを連結する連結部４５。
このように断面（ＺＹ平面）視で、第１傾斜部４３、第２傾斜部４４、連結部４５からなる段部４６が腕部４０の端面に形成されることで、当該端面周辺における中心線Ｊから第１主面４１側と第２主面４２側とのアンバランスが従来に比べて抑制される。 Next, the shape of the end portion in the longitudinal direction (Y direction) of each portion of the piezoelectric vibrating piece 6 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 1 (b).
FIG. 1B shows the cross section (cross section in the ZY plane) of the vibrating arm portion 7 and the support arm portion 9 along the longitudinal line, and shows the longitudinal center line passing through the center of the thickness. It is represented by J, and the vibrating arm portion 7 and the supporting arm portion 9 are represented by the arm portion 40.
As shown in FIG. 1 (b), the end face of the arm 40 on the tip end side (opposite side of the base 8) and the end face on the base 8 side are from the first main surface 41 side to the second main surface 42 side. The step portion 46 is formed.
That is, the step portion 46 includes the following portions in a cross-sectional view (ZY plane) parallel to the longitudinal direction of the vibrating arm portion 7 and orthogonal to the width direction of the pair of vibrating arm portions 7.
(A) A first inclined portion 43 that is inclined from one side of the first main surface 41 toward the tip end side (+ Y direction) toward the center line J direction (−Z direction).
(B) A second inclined portion 44 that inclines from the other second main surface 42 toward the base 8 side direction (−Y direction) toward the center line J direction (+ Z direction).
(C) A connecting portion 45 that connects the first inclined portion 43 and the second inclined portion 44.
In this way, in the cross-sectional (ZY plane) view, the step portion 46 including the first inclined portion 43, the second inclined portion 44, and the connecting portion 45 is formed on the end face of the arm portion 40, so that the center line around the end face is formed. The imbalance between the first main surface 41 side and the second main surface 42 side from J is suppressed as compared with the conventional case.

図２は、本実施形態における段部４６が形成された端面（ａ）と、従来の端面（ｂ）における断面（ＺＹ平面）形状を比較したものである。
図２に示した断面において、中心線Ｊ、端面において中心線Ｊと直行するＺ方向の基準線Ｑ、及び、端面で形成される各領域の面積をａ、ｂ、ｃとする。
この場合、図２（ｂ）に示すように、従来の圧電振動片では、中心線Ｊよりも第１主面４１側では基準線Ｑまでの断面積よりも面積ａだけ大きく、第２主面４２側では面積ａだけ小さくなっている。その結果、従来の圧電振動片では、第１主面４１側と第２主面４２側とで断面積２ａの差分が存在している。 FIG. 2 compares the cross-sectional (ZY plane) shape of the end face (a) on which the step portion 46 is formed in the present embodiment and the conventional end face (b).
In the cross section shown in FIG. 2, the area of each region formed by the center line J, the reference line Q in the Z direction orthogonal to the center line J on the end face, and the end face is defined as a, b, and c.
In this case, as shown in FIG. 2B, in the conventional piezoelectric vibrating piece, the area a larger than the center line J on the first main surface 41 side is larger than the cross-sectional area up to the reference line Q, and the second main surface. On the 42 side, the area a is smaller. As a result, in the conventional piezoelectric vibrating piece, there is a difference in cross-sectional area 2a between the first main surface 41 side and the second main surface 42 side.

一方、図２（ａ）に示すように、実施形態の圧電振動片６では、第１主面４１側では基準線Ｑまでの断面積よりも面積ｂだけ小さく、第２主面４２側では面積ｂだけ多くなっている。その結果、本実施形態の圧電振動片６では、第１主面４１側と第２主面４２側とで断面積２ｂの差分が存在する。
ここで、断面積ｂ＝ａ−ｃであるから、本実施形態における差分２ｂと従来の差分２ａとの差δは、δ＝２ａ−２ｂ＝２ａ−２（ａ−ｃ）＝２ｃとなる。
すなわち、本実施形態の圧電振動片６は、振動腕部７や支持腕部９の端面における、中心線Ｊより第１主面４１側と、第２主面４２側との（上下方向の）アンバランスが、断面積で２ｃ分だけ従来よりも小さくなっていることがわかる。 On the other hand, as shown in FIG. 2A, in the piezoelectric vibrating piece 6 of the embodiment, the area b is smaller on the first main surface 41 side than the cross-sectional area up to the reference line Q, and the area on the second main surface 42 side. Only b has increased. As a result, in the piezoelectric vibrating piece 6 of the present embodiment, there is a difference in cross-sectional area 2b between the first main surface 41 side and the second main surface 42 side.
Here, since the cross-sectional area b = a-c, the difference δ between the difference 2b in the present embodiment and the conventional difference 2a is δ = 2a-2b = 2a-2 (ac) = 2c.
That is, the piezoelectric vibrating piece 6 of the present embodiment has the first main surface 41 side and the second main surface 42 side (in the vertical direction) of the end faces of the vibrating arm portion 7 and the supporting arm portion 9 with respect to the center line J. It can be seen that the imbalance is smaller than the conventional one by 2c in cross-sectional area.

図３は、外形形成工程において、断面（ＺＹ平面）視で図１（ｂ）の段部４６を両端部に形成する、マスク５１、５２の配置の一例を示す断面図である。
図３に示すように、腕部４０の第１主面４１に形成するマスク５１のＹ軸方向の両端は、第２主面４２に形成するマスク５２よりも＋Ｙ軸方向側に距離Ｍだけずらした位置となるように形成する。
すなわち、腕部４０に対応するマスクの長手方向の両端部（腕部４０の−Ｙ側端部と＋Ｙ側（開放端側）端部）が、水晶の光学軸との角度が鋭角となる主面側のマスクよりも、鈍角となる主面側のマスク（−Ｙ側では第２主面４２側のマスク５２、＋Ｙ側では第１主面４１側のマスク５１）のほうが長手方向の外側に位置するように形成する。
その結果、水晶の光学軸との角度が鈍角となる主面側の腕部４０に対応する部分のマスク（−Ｙ側では第２主面４２側のマスク５２、＋Ｙ側では第１主面４１側のマスク５１）が、鋭角となる主面側よりも距離Ｍだけ長く形成される。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of arrangement of masks 51 and 52 in which step portions 46 of FIG. 1 (b) are formed at both ends in a cross-sectional (ZY plane) view in the outer shape forming step.
As shown in FIG. 3, both ends of the mask 51 formed on the first main surface 41 of the arm portion 40 in the Y-axis direction are shifted by a distance M from the mask 52 formed on the second main surface 42 in the + Y-axis direction. It is formed so that it is in the correct position.
That is, both ends of the mask corresponding to the arm 40 in the longitudinal direction (-Y side end and + Y side (open end side) end of the arm 40) have an acute angle with the optical axis of the crystal. The obtuse-angled main surface side mask (-Y side mask 52 on the second main surface 42 side, + Y side mask 51 on the first main surface 41 side) is on the outside in the longitudinal direction than the surface side mask. Form to be located.
As a result, the mask of the portion corresponding to the arm 40 on the main surface side where the angle with the optical axis of the crystal is an acute angle (the mask 52 on the second main surface 42 side on the −Y side and the first main surface 41 on the + Y side). The mask 51) on the side is formed longer than the main surface side having an acute angle by a distance M.

図３に示すように、腕部４０を含むウエハの厚さをｔ、ウエハから圧電板を切り出すときの結晶軸（機械軸Ｙ’：図中Ｖで表す）に対する角度（以下、カット角）をθとすると、マスク５１とマスク５２とをずらす距離Ｍは、次の条件式（１）を満たしている。
０＜Ｍ＜２×ｔ×ｔａｎθ …（１） As shown in FIG. 3, the thickness of the wafer including the arm 40 is t, and the angle (hereinafter, cut angle) with respect to the crystal axis (mechanical axis Y': represented by V in the figure) when the piezoelectric plate is cut out from the wafer is defined. Assuming θ, the distance M for shifting the mask 51 and the mask 52 satisfies the following conditional expression (1).
0 <M <2 × t × tan θ… (1)

なお、Ｍ＝０の場合、既存設計（従来）と同じとなる。
一方、Ｍ≧２×ｔ×ｔａｎθの場合、叉部に形成される異形部７７の断面形状が厚さ方向でアンバランスな形状となる可能性がある。これに対し、本実施形態によれば、条件式（１）を満たすことで、異形部７７（図１（ａ）参照）の厚さ方向の断面形状をバランスの良い形状とすることができる。 When M = 0, it is the same as the existing design (conventional).
On the other hand, when M ≧ 2 × t × tan θ, the cross-sectional shape of the deformed portion 77 formed at the fork portion may be unbalanced in the thickness direction. On the other hand, according to the present embodiment, by satisfying the conditional expression (1), the cross-sectional shape of the deformed portion 77 (see FIG. 1A) in the thickness direction can be made into a well-balanced shape.

図４は、距離Ｍのずれを設けてマスク５１とマスク５２を形成したウエハ５０をウェットエッチング加工による進行状態を断面（ＺＹ面）について表したものである。この図４では、圧電振動片６の外形形状を形成するためのウエハ５０の腕部４０（振動腕部７、支持腕部９）に対応する箇所を表している。
なお、エッチングの進行状態を解り易くするための基準として、マスク５１、５２の−Ｙ側の両端面と、＋Ｙ側の両端面うち、中央側に位置している端面の位置に基準線Ｑ２、Ｑ３を表示している。この基準線Ｑ２、Ｑ３は、水晶の光学軸（主面からカット角θだけ傾斜）との角度が鋭角となる、主面に直交しマスクの長手方向の端面に引いた仮想線である。 FIG. 4 shows a cross section (ZY surface) of the progress state of the wafer 50 on which the mask 51 and the mask 52 are formed by providing a deviation of the distance M by wet etching. In FIG. 4, a portion corresponding to the arm portion 40 (vibrating arm portion 7, supporting arm portion 9) of the wafer 50 for forming the outer shape of the piezoelectric vibrating piece 6 is shown.
As a reference for making it easier to understand the progress of etching, the reference lines Q2 are located at the positions of the end faces located on the center side of both end faces on the −Y side and both end faces on the + Y side of the masks 51 and 52. Q3 is displayed. The reference lines Q2 and Q3 are virtual lines drawn on the end face in the longitudinal direction of the mask, orthogonal to the main surface, at an acute angle with the optical axis of the crystal (inclined by the cut angle θ from the main surface).

図４（ａ）に示すように、両面にマスク５１、５２を形成したウエハ５０を、エッチング液に浸漬する。
これにより、ウエハ５０の第１主面４１と第２主面４２の両側からエッチング加工を同時に進行させることができる。すなわち、ウエハ５０の両面から、水晶のエッチング異方性により、カット角θ方向にエッチングが進行していく。すなわち、マスク５１の端部からは、ｓ１、ｓ２方向にエッチングが進行し、マスク５２の端部からはｓ３、ｓ４方向にエッチングが進行する。 As shown in FIG. 4A, the wafer 50 having the masks 51 and 52 formed on both sides is immersed in the etching solution.
As a result, the etching process can be simultaneously advanced from both sides of the first main surface 41 and the second main surface 42 of the wafer 50. That is, etching proceeds from both sides of the wafer 50 in the cut angle θ direction due to the etching anisotropy of the crystal. That is, etching proceeds in the s1 and s2 directions from the end of the mask 51, and etching proceeds in the s3 and s4 directions from the end of the mask 52.

図４（ｂ）は、エッチング液により水晶が両面側からエッチングされて貫通した直後の状態を表している。
この貫通した直後の状態では、カット角θのエッチング面がズレるため、主面に４１と略平行な連結面４５ｐが形成される。
なお、連結面４５ｐは、幅方向（Ｚ方向）の中心からズレた位置に形成される。この形成位置は、基準線Ｑ２、Ｑ３とマスクの端部が一致している側であり、−Ｙ（左）側の端部ではマスク５１側に、＋Ｙ（右）側の端部ではマスク５２側にズレて形成される。
このズレは、エッチングの進行方向が基準線Ｑ２、Ｑ３に対して鋭角となる方向（ｓ１、ｓ３）のエッチング速度が、鈍角となる方向（ｓ２、ｓ４）のエッチング速度よりも遅くなるためである。 FIG. 4B shows a state immediately after the crystal is etched from both sides by the etching solution and penetrates.
Immediately after this penetration, the etching surface of the cut angle θ is displaced, so that a connecting surface 45p substantially parallel to 41 is formed on the main surface.
The connecting surface 45p is formed at a position deviated from the center in the width direction (Z direction). This formation position is on the side where the end portions of the mask coincide with the reference lines Q2 and Q3, the end portion on the −Y (left) side is on the mask 51 side, and the end portion on the + Y (right) side is the mask 52. It is formed by shifting to the side.
This deviation is because the etching rate in the direction in which the etching progress direction is an acute angle with respect to the reference lines Q2 and Q3 (s1, s3) is slower than the etching rate in the direction in which the etching progress direction is an obtuse angle (s2, s4). ..

図４（ｃ）は、貫通後に更にエッチングを所定時間だけ継続した後の状態を表している。
貫通直後に形成された連結面４５ｐに対して、傾斜角θ方向のエッチングが進行するが、長手方向外側ほど進行が早いため、連結面４５ｐは徐々に傾斜していく。この連結面４５ｐに対して傾斜しながら進行するエッチングの速度を進行速度をｖ１とする。
また、カット角θ方向（ｓ１〜ｓ４）の進行によって形成された２つの傾斜面に対しては、Ｙ方向にエッチングが進行し（この進行速度をｖ２とする）、傾斜面は長手方向の中心に向かって平行移動していく。この２方向のエッチングの速度はｖ２＞ｖ１である。
そして、貫通から所定時間経過してエッチング処理を終了した時点では、長手方向の両端面には、第１傾斜部４３ａ、第２傾斜部４４ａ、及び連結部４５ａからなる段部４６ａが基準線Ｑ２側に形成され、第１傾斜部４３ｂ、第２傾斜部４４ｂ、及び連結部４５ｂからなる段部４６ｂが基準線Ｑ３側に形成される。 FIG. 4C shows a state after etching is further continued for a predetermined time after penetration.
Etching proceeds in the inclination angle θ direction with respect to the connecting surface 45p formed immediately after the penetration, but since the progress is faster toward the outside in the longitudinal direction, the connecting surface 45p gradually inclines. Let v1 be the speed of etching that progresses while inclining with respect to the connecting surface 45p.
Further, etching proceeds in the Y direction with respect to the two inclined surfaces formed by the progress in the cut angle θ direction (s1 to s4) (this traveling speed is defined as v2), and the inclined surface is the center in the longitudinal direction. It moves in parallel toward. The etching rate in these two directions is v2> v1.
When the etching process is completed after a lapse of a predetermined time from the penetration, a step portion 46a composed of a first inclined portion 43a, a second inclined portion 44a, and a connecting portion 45a is a reference line Q2 on both end faces in the longitudinal direction. A step portion 46b formed on the side and including a first inclined portion 43b, a second inclined portion 44b, and a connecting portion 45b is formed on the reference line Q3 side.

なお、図４（ｂ）に示した連結面４５ｐは、距離Ｍ＝０の従来の場合にも同様に形成される。しかし、マスク５１、マスク５２の両端面が共にＱ２、Ｑ３に形成されるため本実施形態よりも小さい。このため、エッチングによる貫通後も継続してエッチングを行うことで消失し、図１０（ｅ）に示すように、段差が形成されず１傾斜面だけになる。
以上のエッチング処理の後、マスク５１、５２を除去することで、長手方向の両端面に段部４６ａ、段部４６ｂが形成された圧電振動片６の外形形状が形成される。 The connecting surface 45p shown in FIG. 4B is similarly formed in the conventional case where the distance M = 0. However, since both end faces of the mask 51 and the mask 52 are formed in Q2 and Q3, the size is smaller than that of the present embodiment. Therefore, even after the penetration by etching, it disappears by continuous etching, and as shown in FIG. 10 (e), no step is formed and only one inclined surface is formed.
After the above etching treatment, the masks 51 and 52 are removed to form the outer shape of the piezoelectric vibrating piece 6 in which the step portions 46a and the step portions 46b are formed on both end faces in the longitudinal direction.

以上説明したように、本実施形態によるエッチング処理では、カット角θとの関係で、エッチングがされやすい側のマスク端部（マスク５１は＋Ｙ側端部、マスク５２は−Ｙ側端部）を、エッチングがされにくい側のマスク端部（マスク５１は−Ｙ側端部、マスク５２は＋Ｙ側端部）よりも、軸方向外側まで延出させている。これにより、ウエハ５０のＹ方向の両端面部において、＋Ｚ軸方向側の部分と−Ｚ軸方向側の部分とのエッチング速度がバランスよくなるよう調整している。 As described above, in the etching process according to the present embodiment, the mask end portion (the mask 51 is the + Y side end portion and the mask 52 is the −Y side end portion) on the side where etching is likely to be performed in relation to the cut angle θ. , It extends outward in the axial direction from the end of the mask on the side where etching is difficult (the mask 51 is the end on the −Y side and the mask 52 is the end on the + Y side). As a result, the etching rates of the portion on the + Z axis direction side and the portion on the −Z axis direction side are adjusted to be well-balanced on both end surface portions of the wafer 50 in the Y direction.

また、両主面側からのエッチングによる貫通後におけるエッチングの継続は、連結部４５ａ、４５ｂを残した状態で終了する。
そして、図２で説明したように、中心線Ｊの第１主面４１側と第２主面４２側に形成される端面が、中心線Ｊと基準線Ｑとの交点を中心に点対称となる状態で終了するのが好ましい。 Further, the continuation of etching after penetration by etching from both main surface sides ends with the connecting portions 45a and 45b left.
Then, as described with reference to FIG. 2, the end faces formed on the first main surface 41 side and the second main surface 42 side of the center line J are point-symmetrical about the intersection of the center line J and the reference line Q. It is preferable to finish in the state of.

以上のエッチング処理による外形形成工程の後、電極形成工程、重り金属膜形成工程、周波数調整工程、個片化工程を順に行う。これにより、ウエハ５０から圧電振動片６を製造することができる。
但し、圧電振動片６の製造工程において周波数調整工程を行わず、完成した圧電振動片６を、圧電振動子１の実装部に実装した後に行うようにしてもよい。 After the outer shape forming step by the above etching process, the electrode forming step, the weight metal film forming step, the frequency adjusting step, and the individualizing step are performed in this order. Thereby, the piezoelectric vibrating piece 6 can be manufactured from the wafer 50.
However, the frequency adjustment step may not be performed in the manufacturing process of the piezoelectric vibrating piece 6, but may be performed after the completed piezoelectric vibrating piece 6 is mounted on the mounting portion of the piezoelectric vibrator 1.

図５は、上述したエッチング処理における、叉部での両主面のマスク配置と、形成される端部形状の断面図である。
叉部では、エッチングによって＋Ｙ方向の端部に異形部７７が形成される（図１（ａ）参照）。
このため、図５（ａ）に示すように、第１主面４１側のマスク５１と第２主面４２側のマスク５２は、＋Ｙ側の端部の位置を同じ位置にし、−Ｙ側の端部を、図４（ａ）と同様に、マスク５２側の端部を−Ｙ方向の外側に延出させる。
これにより、エッチング処理の後において、図５（ｂ）に示すように、叉部に形成される異形部７７は、従来と同様に上下方向のバランスがとれた形で小さく形成され、異形部７７の反対側には、図１（ｂ）で説明したように、第１傾斜部４３ａ、第２傾斜部４４ａ、連結部４５ａを有する段部４６ａが形成される。 FIG. 5 is a cross-sectional view of the mask arrangement of both main surfaces at the fork and the formed end shape in the etching process described above.
At the fork, a deformed portion 77 is formed at the end in the + Y direction by etching (see FIG. 1A).
Therefore, as shown in FIG. 5A, the mask 51 on the first main surface 41 side and the mask 52 on the second main surface 42 side have the same position at the end on the + Y side, and are on the −Y side. As in FIG. 4A, the end portion on the mask 52 side is extended outward in the −Y direction.
As a result, after the etching process, as shown in FIG. 5B, the deformed portion 77 formed at the fork portion is formed small in a vertically balanced shape as in the conventional case, and the deformed portion 77 is formed. On the opposite side of the above, as described with reference to FIG. 1B, a step portion 46a having a first inclined portion 43a, a second inclined portion 44a, and a connecting portion 45a is formed.

そして、図４（ｂ）に示すように、第２傾斜部４４ａは、第１傾斜部４３ａよりも軸方向外側（−Ｙ側）に形成されるため、第２主面４２側の長さＬ２を、従来の長さＬ１（図１０（ｃ）参照）よりも長くすることができる。
これにより叉部における振動に対する強度が低下すること、または、圧電振動片６の長さが長くなることを抑制することができる。 Then, as shown in FIG. 4B, since the second inclined portion 44a is formed on the lateral side (−Y side) in the axial direction with respect to the first inclined portion 43a, the length L2 on the second main surface 42 side is formed. Can be longer than the conventional length L1 (see FIG. 10C).
As a result, it is possible to suppress a decrease in the strength against vibration at the fork portion or an increase in the length of the piezoelectric vibration piece 6.

次に、腕部４０（振動腕部７、支持腕部９）におけるＹ方向の両端面の形状の変形例について説明する。
説明した実施形態では、両端面に段部４６ａ、４６ｂを形成する場合について説明したが、この変形例では何れか一方の端部に段部を形成するものである。
図６は、腕部４０における両主面４１、４２のマスク配置と、形成される端部形状の、第１変形例の断面図である。
図６（ａ）に示すように、第１変形例では、第１主面４１側のマスク５１と第２主面４２側のマスク５２を、−Ｙ側の端部の位置を同じ位置にし、＋Ｙ側の端部では、図４（ａ）と同様に、マスク５１側の端部を＋Ｙ方向の外側に延出させる。
これにより、図６（ｂ）に示すように、腕部４０は、＋Ｙ側の端面に段部４６ｂが形成され、−Ｙ側の端面には従来と同じ１つの傾斜面４３１が形成される。この傾斜面４３１は、第１傾斜面４３ａが第２主面４２まで延長したものである。
この第１変形例によれば、叉部を含め基部８と延長部８１の−Ｙ側の端面全体が傾斜面４３１となる。
この第１変形例の対象となる腕部４０は、振動腕部７と支持腕部９の両方である。 Next, a modified example of the shape of both end faces in the Y direction of the arm portion 40 (vibrating arm portion 7, supporting arm portion 9) will be described.
In the above-described embodiment, the case where the step portions 46a and 46b are formed on both end faces has been described, but in this modification, the step portions are formed on one of the end portions.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a first modification of the mask arrangement of both main surfaces 41 and 42 on the arm portion 40 and the shape of the formed end portion.
As shown in FIG. 6A, in the first modification, the mask 51 on the first main surface 41 side and the mask 52 on the second main surface 42 side are set to the same positions at the ends on the −Y side. At the end on the + Y side, the end on the mask 51 side extends outward in the + Y direction, as in FIG. 4A.
As a result, as shown in FIG. 6B, the arm portion 40 has a stepped portion 46b formed on the end surface on the + Y side, and one inclined surface 431 similar to the conventional one is formed on the end surface on the −Y side. The inclined surface 431 is an extension of the first inclined surface 43a to the second main surface 42.
According to this first modification, the entire end face on the −Y side of the base portion 8 and the extension portion 81 including the fork portion becomes the inclined surface 431.
The arm portion 40 that is the target of this first modification is both the vibrating arm portion 7 and the support arm portion 9.

図７は、第２変形例における、両主面４１，４２のマスク配置と、形成される端部形状を表したものである。
図７（ａ）に示すように、第２変形例では、第１変形例とは逆に、第１主面４１側のマスク５１と第２主面４２側のマスク５２を、＋Ｙ側の端部の位置を同じ位置にし、−Ｙ側の端部では、マスク５２側の端部を−Ｙ方向の外側に延出させる。
これにより、図７（ｂ）に示すように、腕部４０は、−Ｙ側の端面に段部４６ａが形成され、＋Ｙ側の端面には従来と同じ１つの傾斜面４３１が形成される。この傾斜面４３１は、第１傾斜面４３ｂが第１主面４１まで延長したものである。
この第２変形例によれば、実施形態と同様に、叉部を含め基部８と延長部８１の−Ｙ側の端面全体に段部４６ａが形成される。 FIG. 7 shows the mask arrangement of both main surfaces 41 and 42 and the shape of the formed end portion in the second modification.
As shown in FIG. 7A, in the second modification, contrary to the first modification, the mask 51 on the first main surface 41 side and the mask 52 on the second main surface 42 side are placed at the + Y side ends. The positions of the portions are the same, and at the end portion on the −Y side, the end portion on the mask 52 side is extended outward in the −Y direction.
As a result, as shown in FIG. 7B, the arm portion 40 has a stepped portion 46a formed on the end surface on the −Y side, and one inclined surface 431 similar to the conventional one is formed on the end surface on the + Y side. The inclined surface 431 is a first inclined surface 43b extended to the first main surface 41.
According to this second modification, the step portion 46a is formed on the entire end face on the −Y side of the base portion 8 and the extension portion 81 including the fork portion, as in the embodiment.

この第２変形例の対象となる腕部４０は、支持腕部９である。すなわち、第２変形例においても、振動腕部７は実施形態で説明したように、Ｙ方向の両端面に段部４６ａと段部４６ｂが形成される。
支持腕部９は、後述するように導電性接着剤２９でパッケージ２の実装部１４に固定されるため、支持腕部９の開放端（＋Ｙ側の端面）側が傾斜面４３１でも、圧電振動片６の振動に与える影響が小さいためである。
これに対して、振動腕部７の場合、その開放端（＋Ｙ側の端面）部分は励振により大きく振動する部分であり、バランス調整の効果が最も大きい箇所であるため段部４６ｂを必ず形成するようにしている。 The arm portion 40 that is the target of this second modification is the support arm portion 9. That is, also in the second modification, the vibrating arm portion 7 is formed with the step portions 46a and the step portions 46b on both end faces in the Y direction as described in the embodiment.
Since the support arm portion 9 is fixed to the mounting portion 14 of the package 2 with the conductive adhesive 29 as described later, even if the open end (+ Y side end surface) side of the support arm portion 9 is an inclined surface 431, the piezoelectric vibrating piece This is because the influence on the vibration of 6 is small.
On the other hand, in the case of the vibrating arm portion 7, the open end (+ Y side end face) portion vibrates greatly due to excitation, and the step portion 46b is always formed because the balance adjustment effect is the greatest. I am trying to do it.

以上説明した実施形態及び、変形例では、いわゆるサイドアーム型の圧電振動片６の構成について説明したが、音叉型であれば他の形式の圧電振動片の長手方向の端部に段部４６を形成することも可能である。
図８は、圧電振動片の他の形状について表した平面図で、（ａ）は片持ち型の圧電振動片６１、（ｂ）はセンターアーム型の圧電振動片６２を表している。
図８（ａ）に示す片持ち型の圧電振動片６１は、基部８から長手方向に平行に延出する振動腕部７ａ、７ｂが形成され、支持腕部は存在しない。
一方、図８（ｂ）に示す圧電振動片６２は、基部８から長手方向に平行に延出する振動腕部７ａ、７ｂの間に、支持単腕部９ｃが形成されている。
これら圧電振動片６１、６２においても、説明した実施形態、変形例と同様に、腕部（振動腕部７、支持単腕部９ｃ）のＹ方向の両端面の少なくとも一方に、段部４６ａ、段部４６ｂを形成することで、厚さ方向のバランスを良くした圧電振動片６１、６２を形成することができる。 In the above-described embodiment and the modified example, the configuration of the so-called side arm type piezoelectric vibrating piece 6 has been described, but in the case of the tuning fork type, a step portion 46 is provided at the end portion in the longitudinal direction of another type of piezoelectric vibrating piece. It is also possible to form.
8A and 8B are plan views showing other shapes of the piezoelectric vibrating piece. FIG. 8A shows a cantilever type piezoelectric vibrating piece 61, and FIG. 8B shows a center arm type piezoelectric vibrating piece 62.
In the cantilever type piezoelectric vibrating piece 61 shown in FIG. 8A, vibrating arm portions 7a and 7b extending in parallel in the longitudinal direction from the base portion 8 are formed, and there is no supporting arm portion.
On the other hand, in the piezoelectric vibrating piece 62 shown in FIG. 8B, a supporting single arm portion 9c is formed between the vibrating arm portions 7a and 7b extending in parallel in the longitudinal direction from the base portion 8.
Also in these piezoelectric vibrating pieces 61 and 62, as in the embodiment and the modified example described above, the step portions 46a, By forming the step portion 46b, the piezoelectric vibrating pieces 61 and 62 having a good balance in the thickness direction can be formed.

以上、本実施形態、変形例における圧電振動片のＹ方向の端面に段部４６を形成した圧電振動片６、６１、６２について説明した。
次に、このように形成された圧電振動片６、６１、６２を収容した圧電振動子１について、圧電振動片６を収容する場合を例に説明する。
図９は、圧電振動片を収容した圧電振動子１の分解斜視図である。
図９に示すように、本実施形態の圧電振動子１は、内部に気密封止されたキャビティＣを有するパッケージ２と、キャビティＣ内に収容された圧電振動片６と、を備えたセラミックパッケージタイプの表面実装型振動子とされている。
パッケージ２は、概略直方体状に形成され、パッケージ本体３と、パッケージ本体３に接合されることでパッケージ本体３との間にキャビティＣを形成する封口板４と、を備えている。
パッケージ本体３は、互いに重ね合わされた状態で接合された第１ベース基板１０および第２ベース基板１１と、第２ベース基板１１上に接合されたシールリング１２と、を備えている。 The piezoelectric vibrating pieces 6, 61, and 62 in which the step portion 46 is formed on the end surface of the piezoelectric vibrating piece in the Y direction in the present embodiment and the modified example have been described above.
Next, the piezoelectric vibrator 1 accommodating the piezoelectric vibrating pieces 6, 61, 62 thus formed will be described by taking the case of accommodating the piezoelectric vibrating pieces 6 as an example.
FIG. 9 is an exploded perspective view of the piezoelectric vibrator 1 accommodating the piezoelectric vibrating piece.
As shown in FIG. 9, the piezoelectric vibrator 1 of the present embodiment is a ceramic package including a package 2 having a cavity C hermetically sealed inside and a piezoelectric vibrating piece 6 housed in the cavity C. It is a type of surface mount type oscillator.
The package 2 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and includes a sealing plate 4 that forms a cavity C between the package main body 3 and the package main body 3 by being joined to the package main body 3.
The package main body 3 includes a first base substrate 10 and a second base substrate 11 bonded to each other in a state of being overlapped with each other, and a seal ring 12 bonded onto the second base substrate 11.

第１ベース基板１０の上面は、キャビティＣの底面に相当する。
第２ベース基板１１は、第１ベース基板１０に重ねられており、第１ベース基板１０に対して焼結などにより結合されている。すなわち、第２ベース基板１１は、第１ベース基板１０と一体化されている。
なお、第１ベース基板１０と第２ベース基板１１の間には、両ベース基板１０、１１に挟まれた状態で接続電極（図示せず）が形成されている。 The upper surface of the first base substrate 10 corresponds to the lower surface of the cavity C.
The second base substrate 11 is superposed on the first base substrate 10 and is bonded to the first base substrate 10 by sintering or the like. That is, the second base substrate 11 is integrated with the first base substrate 10.
A connection electrode (not shown) is formed between the first base substrate 10 and the second base substrate 11 while being sandwiched between the base substrates 10 and 11.

第２ベース基板１１には、キャビティＣの側壁の一部を構成する貫通部１１ａが形成されている。
貫通部１１ａの短手方向で対向する両側の内側面には、内方に突出する実装部１４Ａ、１４Ｂが設けられている。
この実装部１４Ａ、１４Ｂの上面には、圧電振動片６との接続電極である一対の電極パッド（電極部）２０Ａ、２０Ｂが形成されている。また、第１ベース基板１０の下面には、一対の外部電極２１Ａ、２１Ｂがパッケージ２の長手方向に間隔をあけて形成されている。電極パッド２０Ａ、２０Ｂおよび外部電極２１Ａ、２１Ｂは、例えば蒸着やスパッタ等で形成された単一金属による単層膜、または異なる金属が積層された積層膜である。
電極パッド２０Ａ、２０Ｂと外部電極２１Ａ、２１Ｂとは、第２ベース基板１１の実装部１４Ａ、１４Ｂに形成された第２貫通電極（図示せず）、第１ベース基板１０と第２ベース基板１１の間に形成された接続電極（図示せず）、及び、第１ベース基板１０に形成された第１貫通電極（図示せず）を介して互いにそれぞれ導通している。
一方、電極パッド２０Ａ、２０Ｂ上には、導電性接着剤２９が塗布され、支持腕部９ａ、９ｂのマウント電極と接合している。 The second base substrate 11 is formed with a penetrating portion 11a that forms a part of the side wall of the cavity C.
Mounting portions 14A and 14B projecting inward are provided on the inner side surfaces of both sides of the penetrating portion 11a facing each other in the lateral direction.
A pair of electrode pads (electrode portions) 20A and 20B, which are connection electrodes for the piezoelectric vibrating piece 6, are formed on the upper surfaces of the mounting portions 14A and 14B. Further, a pair of external electrodes 21A and 21B are formed on the lower surface of the first base substrate 10 at intervals in the longitudinal direction of the package 2. The electrode pads 20A and 20B and the external electrodes 21A and 21B are, for example, a single-layer film made of a single metal formed by vapor deposition, sputtering, or the like, or a laminated film in which different metals are laminated.
The electrode pads 20A and 20B and the external electrodes 21A and 21B are the second through electrodes (not shown) formed on the mounting portions 14A and 14B of the second base substrate 11, the first base substrate 10 and the second base substrate 11. They are electrically connected to each other via a connection electrode (not shown) formed between the two, and a first through electrode (not shown) formed on the first base substrate 10.
On the other hand, the conductive adhesive 29 is applied on the electrode pads 20A and 20B and joined to the mount electrodes of the support arm portions 9a and 9b.

シールリング１２は、第１ベース基板１０および第２ベース基板１１の外形よりも一回り小さい導電性の枠状部材であり、第２ベース基板１１の上面に接合されている。具体的には、シールリング１２は、銀ロウ等のロウ材や半田材等による焼付けによって第２ベース基板１１上に接合、あるいは、第２ベース基板１１上に形成（例えば、電解メッキや無電解メッキの他、蒸着やスパッタ等により）された金属接合層に対する溶着等によって接合されている。 The seal ring 12 is a conductive frame-shaped member that is one size smaller than the outer shape of the first base substrate 10 and the second base substrate 11, and is joined to the upper surface of the second base substrate 11. Specifically, the seal ring 12 is bonded onto the second base substrate 11 by baking with a brazing material such as silver brazing or a solder material, or formed on the second base substrate 11 (for example, electroplating or electroless plating). In addition to plating, it is bonded by welding or the like to a metal bonding layer that has been vapor-deposited or sputtered.

封口板４は、シールリング１２上に重ねられた導電性基板であり、シールリング１２に対する接合によってパッケージ本体３に対して気密に接合されている。そして、封口板４、シールリング１２、第２ベース基板１１の貫通部１１ａ、および第１ベース基板１０の上面により画成された空間が、気密に封止されたキャビティＣとして機能する。 The sealing plate 4 is a conductive substrate laminated on the seal ring 12, and is airtightly bonded to the package body 3 by bonding to the seal ring 12. Then, the space defined by the sealing plate 4, the seal ring 12, the penetrating portion 11a of the second base substrate 11, and the upper surface of the first base substrate 10 functions as an airtightly sealed cavity C.

図１に示した圧電振動子１は次の各工程で形成される。
（ａ）圧電振動片製造工程では、説明した実施形態、変形例により（図４の説明参照）、Ｙ方向の端面に段部４６ａ、４６ｂの圧電振動片６を製造する。
（ｂ）実装工程では、製造した圧電振動片６を、パッケージ本体３に形成された実装部１４の電極パッド２０に導電性接着剤２９で支持腕部９を接着することで実装する。
（ｃ）封止工程では、圧電振動片６を実装したパッケージ本体３に封口板４により封止する。 The piezoelectric vibrator 1 shown in FIG. 1 is formed in each of the following steps.
(A) In the piezoelectric vibrating piece manufacturing step, the piezoelectric vibrating pieces 6 of the step portions 46a and 46b are manufactured on the end faces in the Y direction according to the described embodiment and modification (see the description of FIG. 4).
(B) In the mounting step, the manufactured piezoelectric vibrating piece 6 is mounted by adhering the support arm portion 9 to the electrode pad 20 of the mounting portion 14 formed on the package body 3 with a conductive adhesive 29.
(C) In the sealing step, the package body 3 on which the piezoelectric vibrating piece 6 is mounted is sealed with the sealing plate 4.

以上説明したように、本実施形態の圧電振動片、圧電振動子によれば、振動腕部７、支持腕部９の長手方向の端面に段部４６ａ、４６ｂが形成されることで、厚さ方向における形状のアンバランスが抑制され、振動漏れや耐衝撃性の低下を抑制することができる。
また、叉部を含め基部８と延長部８１の−Ｙ側の端面全体に段部４６ａが形成され、幅Ｌ２＞Ｌ１とすることができるので、叉部における耐振動強度の低下を抑制することができる。 As described above, according to the piezoelectric vibrating piece and the piezoelectric vibrator of the present embodiment, the step portions 46a and 46b are formed on the end faces of the vibrating arm portion 7 and the supporting arm portion 9 in the longitudinal direction to obtain the thickness. The imbalance of the shape in the direction is suppressed, and vibration leakage and deterioration of impact resistance can be suppressed.
Further, since the step portion 46a is formed on the entire end surface of the base portion 8 and the extension portion 81 on the −Y side including the fork portion and the width L2> L1 can be set, the decrease in the vibration resistance strength at the fork portion can be suppressed. Can be done.

１ 圧電振動子
２ パッケージ
４０ 腕部（振動腕部、支持腕部）
４１ 第１主面
４２ 第２主面
４３ 第１傾斜部
４４ 第２傾斜部
４５ 連結部
４６ 段部
５１、５２ マスク
６、６１、６２ 圧電振動片
７ 振動腕部
８ 基部
８１ 延長部
９ 支持腕部
θ カット角 1 Piezoelectric vibrator 2 Package 40 Arms (vibrating arms, supporting arms)
41 1st main surface 42 2nd main surface 43 1st inclined part 44 2nd inclined part 45 Connecting part 46 Steps 51, 52 Mask 6, 61, 62 Piezoelectric vibrating piece 7 Vibrating arm 8 Base 81 Extension 9 Support arm Part θ Cut angle

Claims (9)

基部と、
前記基部から並行して延設された一対の振動腕部と、
前記振動腕部の少なくとも開放端側の端面に形成された段部と、を備え、
前記段部は、前記振動腕部の長手方向と平行かつ前記一対の振動腕部の幅方向と直交する断面視で、前記振動腕部の厚み方向の内側ほど、長手方向内側に位置するように一方の主面から傾斜する第１傾斜部と、前記振動腕部の厚み方向の内側ほど、長手方向外側に位置するように他方の主面から傾斜する第２傾斜部と、前記第１傾斜部と前記第２傾斜部とを連結する連結部と、
を備えることを特徴とする圧電振動片。 At the base,
A pair of vibrating arms extending in parallel from the base,
A step portion formed on at least an end surface on the open end side of the vibrating arm portion is provided.
The step portion is located inward in the longitudinal direction toward the inside in the thickness direction of the vibrating arm portion in a cross-sectional view parallel to the longitudinal direction of the vibrating arm portion and orthogonal to the width direction of the pair of vibrating arm portions. A first inclined portion inclined from one main surface, a second inclined portion inclined from the other main surface so as to be located outside in the longitudinal direction toward the inside in the thickness direction of the vibrating arm portion, and the first inclined portion. And the connecting portion that connects the second inclined portion and the second inclined portion,
A piezoelectric vibrating piece comprising. 前記基部における、前記振動腕部が延設される側と反対側の端面に基部段部が形成され、
前記基部段部は、前記振動腕部の長手方向と平行かつ前記一対の振動腕部の幅方向と直交する断面視で、前記振動腕部の厚み方向の内側ほど、長手方向内側に位置するように前記他方の主面から傾斜する基部第１傾斜部と、前記振動腕部の厚み方向の内側ほど、長手方向外側に位置するように前記一方の主面から傾斜する基部第２傾斜部と、前記基部第１傾斜部と前記基部第２傾斜部とを連結する基部連結部と、を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の圧電振動片。 A base step portion is formed on the end surface of the base portion opposite to the side on which the vibrating arm portion is extended .
The base step portion is located inward in the longitudinal direction toward the inside in the thickness direction of the vibrating arm in a cross-sectional view parallel to the longitudinal direction of the vibrating arm and orthogonal to the width direction of the pair of vibrating arms. The first inclined portion of the base portion inclined from the other main surface, and the second inclined portion of the base portion inclined from the one main surface so as to be located on the outer side in the longitudinal direction toward the inner side in the thickness direction of the vibrating arm portion. A base connecting portion for connecting the first inclined portion of the base portion and the second inclined portion of the base portion is provided .
The piezoelectric vibrating piece according to claim 1. 前記基部から前記一対の振動腕部と並行して延設された支持腕部を備え、
前記支持腕部の開放端側の端面に支持腕部段部が形成され、
前記支持腕部段部は、前記支持腕部の長手方向と平行かつ前記支持腕部の幅方向と直交する断面視で、前記支持腕部の厚み方向の内側ほど、長手方向内側に位置するように前記一方の主面から傾斜する支持腕部第１傾斜部と、前記支持腕部の厚み方向の内側ほど、長手方向外側に位置するように前記他方の主面から傾斜する支持腕部第２傾斜部と、前記支持腕部第１傾斜部と前記支持腕部第２傾斜部とを連結する支持腕部連結部と、を備える、
ことを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の圧電振動片。 A support arm portion extending in parallel with the pair of vibrating arms portions from the base portion is provided.
A support arm step portion is formed on the end surface of the support arm portion on the open end side.
The step portion of the support arm portion is located inward in the longitudinal direction toward the inside in the thickness direction of the support arm portion in a cross-sectional view parallel to the longitudinal direction of the support arm portion and orthogonal to the width direction of the support arm portion. The first inclined portion of the support arm portion that is inclined from the one main surface, and the second support arm portion that is inclined from the other main surface so as to be located on the outer side in the longitudinal direction toward the inner side in the thickness direction of the support arm portion. A support arm portion connecting portion for connecting the inclined portion, the first inclined portion of the supporting arm portion, and the second inclined portion of the supporting arm portion is provided.
The piezoelectric vibrating piece according to claim 1 or 2, wherein the piezoelectric vibrating piece is characterized in that. 前記支持腕部は、前記一対の振動腕部の両外側に形成された一対の支持腕部、又は、前記一対の振動腕部の間に形成された１つの支持単腕部である、
ことを特徴とする請求項３に記載の圧電振動片。 The support arm portion is a pair of support arm portions formed on both outer sides of the pair of vibrating arm portions, or one support single arm portion formed between the pair of vibrating arm portions.
The piezoelectric vibrating piece according to claim 3. 請求項１から請求項４のうちの何れか１の請求項に記載の圧電振動片と、
前記圧電振動片を収容するパッケージと、
を備えることを特徴とする圧電振動子。 The piezoelectric vibrating piece according to any one of claims 1 to 4,
A package containing the piezoelectric vibrating piece and
A piezoelectric vibrator characterized in that 少なくとも基部と前記基部から並行して延設された一対の振動腕部を有する音叉型の圧電振動片の形成方法であって、
水晶を所定のカット角θで切り出されたウエハの両主面に、前記圧電振動片の外形形状に対応する形状のマスクを形成するマスク工程と、
前記マスクを形成したウエハをエッチング液に浸漬して圧電振動片の外形形状を形成する外形形成工程と、
前記振動腕部に２系統の電極を形成する電極形成工程と、を備え、
前記マスク工程は、前記両主面のうち、水晶の光学軸との角度が鈍角となる主面側の前記振動腕部に対応する部分のマスクを、水晶の光学軸との角度が鋭角となる主面側の前記振動腕部に対応する部分のマスクよりも前記振動腕部の開放端側に距離Ｍだけ長く形成され、
前記距離Ｍは、前記ウエハの厚さをｔとした場合、０＜Ｍ＜２×ｔ×ｔａｎθの範囲である、
ことを特徴とする圧電振動片の製造方法。 A method for forming a tuning fork type piezoelectric vibrating piece having at least a base and a pair of vibrating arms extending in parallel from the base.
A masking step of forming a mask having a shape corresponding to the outer shape of the piezoelectric vibrating piece on both main surfaces of a wafer cut out from a crystal at a predetermined cut angle θ.
The outer shape forming step of immersing the wafer on which the mask is formed in the etching solution to form the outer shape of the piezoelectric vibrating piece,
An electrode forming step of forming two systems of electrodes on the vibrating arm is provided.
In the masking step, the mask of the portion of both main surfaces corresponding to the vibrating arm portion on the main surface side where the angle with the optical axis of the crystal is an obtuse angle becomes an acute angle with the optical axis of the crystal. It is formed on the open end side of the vibrating arm portion by a distance M longer than the mask of the portion corresponding to the vibrating arm portion on the main surface side.
The distance M is in the range of 0 <M <2 × t × tan θ, where t is the thickness of the wafer.
A method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece. 前記マスク工程は、前記両主面のうち、水晶の光学軸との角度が鈍角となる主面側の前記基部に対応する部分のマスクを、水晶の光学軸との角度が鋭角となる主面側の前記基部に対応する部分のマスクよりも前記振動腕部が形成される側と反対側に、前記距離Ｍだけ長く形成する、
ことを特徴とする請求項６に記載の圧電振動片の製造方法。 In the masking step, the mask of the portion of both main surfaces corresponding to the base portion on the main surface side where the angle with the optical axis of the crystal is an obtuse angle is the main surface having an acute angle with the optical axis of the crystal. to the side where the vibrating arm portion is formed than the mask of the portion corresponding to the base side to the opposite side, formed long by the distance M,
The method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to claim 6. 前記マスク工程は、前記基部から前記一対の振動腕部と並行して延設された支持腕部を備えた圧電振動片の外形形状に対応する形状のマスクを形成する、
ことを特徴とする請求項６、又は請求項７に記載の圧電振動片の製造方法。 The masking step forms a mask having a shape corresponding to the outer shape of the piezoelectric vibrating piece provided with the supporting arms extending in parallel with the pair of vibrating arms from the base.
Claim 6, characterized in that, or a method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece of claim 7. 請求項６から請求項８のうちの何れか１の請求項の各工程により圧電振動片を製造する工程と、
前記圧電振動片を、パッケージ内に形成された実装部に実装する実装工程と、
前記パッケージを封止する封止工程と、
を有することを特徴とする圧電振動子の製造方法。 A step of manufacturing a piezoelectric vibrating piece by each step of any one of claims 6 to 8.
The mounting process of mounting the piezoelectric vibrating piece on the mounting portion formed in the package, and
The sealing process for sealing the package and
A method for manufacturing a piezoelectric vibrator.

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