压电振动元件及其制造方法、压电振子及压电振荡器技术

本发明专利技术涉及压电振动元件及其制造方法、压电振子及压电振荡器。所述压电振动元件小型且由于过度蚀刻而导致的、自预定的频率的频率偏差较少。压电基板(10)具备：多个棒状的振动臂(15a、15b)；基部(12)，其对各个振动臂(15a、15b)的一侧端部之间进行连接；锤部(20a、20b)，其分别被形成在各个振动臂(15a、15b)的另一侧端部上且宽度宽于各个振动臂(15a、15b)；槽部(17a、17b)，其分别被形成在沿着各个振动臂(15a、15b)的振动中心线(B)的表面及背面上。而且，具备分别被形成在包括各槽部内部在内的各个振动臂的表面及背面上的激励电极(30～36)，在各个锤部(20)上形成有多条分别贯穿表面及背面且沿着各个所述振动臂的长度方向而以直线状延伸的频率调节用狭缝(25)。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及压电振动元件及其制造方法、压电振子及压电振荡器。所述压电振动元件小型且由于过度蚀刻而导致的、自预定的频率的频率偏差较少。压电基板(10)具备：多个棒状的振动臂(15a、15b)；基部(12)，其对各个振动臂(15a、15b)的一侧端部之间进行连接；锤部(20a、20b)，其分别被形成在各个振动臂(15a、15b)的另一侧端部上且宽度宽于各个振动臂(15a、15b)；槽部(17a、17b)，其分别被形成在沿着各个振动臂(15a、15b)的振动中心线(B)的表面及背面上。而且，具备分别被形成在包括各槽部内部在内的各个振动臂的表面及背面上的激励电极(30～36)，在各个锤部(20)上形成有多条分别贯穿表面及背面且沿着各个所述振动臂的长度方向而以直线状延伸的频率调节用狭缝(25)。【专利说明】压电振动元件及其制造方法、压电振子及压电振荡器本申请为，申请号为201110393650.3、申请日为2011年12月I日、专利技术名称为压电振动元件及其制造方法、压电振子及压电振荡器的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及压电振动元件、压电振动元件的制造方法、压电振子及压电振荡器。
技术介绍
目前，作为压电振子，已知有例如音叉型晶体振子。音叉型晶体振子被用于钟表用的基准频率源或压电陀螺装置用的角速度传感器等，且正在推进搭载有这些部件的电子设备等的小型化。伴随于此，压电振子也具有小型化的需求。音叉型压电振子的振动频率与振动臂的宽度成正比，且与长度的平方成反比。为了实现压电振子的小型化，需要在缩短振动臂的长度的同时减小振动臂的宽度。但是，当以此种方式构成时，将容易产生高阶振动模式，从而振动模式将容易变得不稳定。在专利文献I中公开了如下的压电振动元件(晶体振动元件)，即，为了抑制这种高阶振动模式的产生，以获得稳定的振动状态，从而在压电振动元件的振动臂的顶端部上形成了宽于振动臂的臂部的宽度的锤部(均衡头)的压电振动元件。如图13中的俯视图所示，该音叉型压电振动元件具有如下的结构，即，在形成于振动臂的顶端部的锤部上设置了大致四方形的孔部。压电振动元件150从其基部180的一端边缘起以并行的方式突出形成有一对细棒状的振动臂170，并且在各个振动臂170的长度方向上的顶端部处，分别连接形成有被设定为宽于振动臂170的臂部171的宽度的大致四方形的锤部160。一对振动臂170为相似形状。各个锤部160关于各个振动臂170的振动中心线B左右对称，并且在臂部171上，沿着振动中心线B而形成有槽部172。该槽部172也被形成为关于振动中心线B对称的形状。在锤部160的宽度方向中央部上，设置有从表面贯穿至背面的大致四方形的孔部163。该孔部163为，用于连接被形成在压电振动元件150的表面及背面上的电极的通孔，且位于振动臂170的振动中心线B的延长线上，呈对称形状。图14为，表示压电振动片150的锤部160的改变例的俯视图。从锤部160的两个角部起，以与臂部171分离且沿着臂部171的方式，朝向图13所示的基部180突出有一对突出部166。两个突出部166为相同的形状。此外，在专利文献2中公开了一种振动陀螺元件。如图15所示，振动陀螺元件具备:基部200，其位于中心部；一对检测用振动臂211a、211b，其从基部200的上下端边缘的中央部起分别以直线状突出设置；一对连结臂213a、213b，其从基部200的左右两端边缘的中央部起分别向与检测用振动臂211a、211b正交的方向延伸；各一对驱动用振动臂214a、214b、215a、215b，其从各个连结臂的顶端部起以与该各个连结臂正交的方式向上下方向突出设置。而且，采用了如下的结构，即，在相同的平面上具有从基部200的各个角部起分别以L字状延伸的两对梁220a、220b、221a、221b，和对梁220a、220b的顶端部之间及梁221a、221b的顶端部之间进行连结的支承部222a、222b，并且，在检测用振动臂的延伸方向上且检测用振动臂的外侧，而且在所述驱动用振动臂之间配置支承部222a、222b。在专利文献I中，公开了如下的内容，S卩，由于在振动臂部的顶端部上形成有锤部，因此能够实现压电振动元件的小型化，并且能够获得振动频率的稳定性。但是，当通过光刻方法和蚀刻方法来形成压电振动基板时，由于蚀刻液的浓度、温度、蚀刻时间等的误差，将使压电振动基板的形状无法形成为与设计形状相同而产生微妙的误差，从而在利用该压电振动基板而构成压电振动元件时，将存在其频率从预定频率产生误差的问题。此外，在专利文献2中，公开了如下的振动陀螺元件，所述振动陀螺元件具备:一对检测用振动臂，其从基部向两侧以直线状延伸；一对连结臂，其从基部延伸出来；各一对驱动用振动臂，其从各个连结臂的顶端部以与该各个连结臂正交的方式向两侧延伸。但是，当用光刻方法和蚀刻方法形成振动陀螺元件用的压电基板时，将由于蚀刻时间等的误差而无法获得与设计时的形状相同的振动陀螺元件用的压电基板，从而存在无法获得所预期的特性的问题。专利文献1:日本特开2009-201162号公报专利文献2:日本特开2010-2430号公报
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其提供一种即使由于蚀刻时间等的误差而在压电基板上发生了过度蚀刻，也能够减少压电振动元件及振动陀螺元件的频率误差的压电振动元件和振动陀螺元件、及其制造方法。本专利技术是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的，其可以通过以下的方式或者应用例而实现。应用例I本专利技术所涉及的压电振动元件的特征在于，具备多个棒状的振动臂、和对该各个振动臂的一侧端部之间进行连接的基部，并且，在所述振动臂的另一侧端部侧具有多条狭缝。利用如下的压电基板，而构成音叉型压电振动元件，所述压电基板在一对振动臂的端部上分别设置有宽度宽于各个振动臂的锤部，且在各个锤部上分别形成有多个频率调节用狭缝。通过在宽度较宽的锤部上配置频率调节用狭缝，从而具有如下的效果，即，即使在通过利用了光刻技术的蚀刻加工而形成压电基板的外形时，发生了蚀刻时间的超过、即过度蚀刻，也由于各个振动臂的宽度变窄而导致的音叉振动的共振频率的降低、和由于频率调节用狭缝的宽度变宽而产生的共振频率的上升将会相互抵消，从而能够大幅度地减少由于过度蚀刻而导致的、自预定的频率的偏差。并且具有如下的效果，即，即使蚀刻时间不足，也由于各个振动臂的宽度宽于设计值而导致的音叉振动的共振频率的上升、和由于频率调节用狭缝的宽度窄于设计值而产生的共振频率的降低将会相互抵消，从而能够大幅度地减少由于蚀刻时间的不足而导致的、自预定的频率的偏差。并且，通过设置锤部，还具有如下的效果，即，能够实现压电振动元件的小型化。应用例2此外，如应用例I所述的压电振动元件，其特征在于，各条所述狭缝的长度方向尺寸互为相同，且长度方向两端部的位置相一致。通过在宽度较宽的锤部上形成宽度尺寸及长度方向尺寸互为相同、且长度方向两端部的位置相一致的频率调节用狭缝，从而具有如下的效果，即，当利用蚀刻方法而形成压电基板的形状时，能够大幅度地减少由于过度蚀刻而导致的、自预定的频率的偏差，且使频率调节用狭缝的光掩膜图案的制作变得容易。应用例3如应用例I所述的压电振动元件，其特征在于，各条所述狭缝的长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动元件，其特征在于，包括：一对振动臂；基部，其与一对所述振动臂的一侧端部侧连接；狭缝，其将所述振动臂的互为表背关系的第一主面与第二主面连通，并沿着所述振动臂的延伸方向以直线状延伸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山田明法，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP