特許 7528565 振動素子の製造方法、振動素子および振動デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-29

(45)【発行日】2024-08-06

(54)【発明の名称】振動素子の製造方法、振動素子および振動デバイス

(51)【国際特許分類】

   H03H 3/02 20060101AFI20240730BHJP

   H03H 9/19 20060101ALI20240730BHJP

   H03H 9/215 20060101ALI20240730BHJP

【ＦＩ】

H03H3/02 D

H03H9/19 J

H03H9/215

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020112533

(22)【出願日】2020-06-30

(65)【公開番号】P2022011408

(43)【公開日】2022-01-17

【審査請求日】2023-05-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】小倉 誠一郎

【審査官】志津木 康

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１９７８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２８２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２１３２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０１２９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８６３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１６４７５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｈ３／００７－３／１０

Ｈ０３Ｈ９／００－９／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基部と、
前記基部と前記基部に接続されている連結腕との少なくとも一方から延出する腕部と、
前記腕部の先端側に位置し表裏関係にある第１主面および第２主面を有する錘部と、を備
える振動腕と、
前記錘部の前記第１主面に配置された錘膜と、を有し、
前記第１主面に、第１平面と、前記第１平面に対して傾斜する傾斜面と、前記傾斜面を
介して前記第１平面と接続され、前記第１平面よりも前記第２主面側に位置し、前記第１
平面と平行な第２平面と、を有する振動素子を準備する準備工程と、
前記錘膜にエネルギー線を照射して前記錘膜の一部を除去する除去工程と、を含み、
前記除去工程では、前記エネルギー線を前記第１平面の法線方向から前記錘膜に照射し
、前記傾斜面に配置された前記錘膜を除去せずに、少なくとも前記第１平面に配置された
前記錘膜を除去することを特徴とする振動素子の製造方法。

【請求項2】

前記除去工程では、前記エネルギー線を前記錘膜に照射し、前記第２平面に配置された
前記錘膜を除去せずに、前記第１平面に配置された前記錘膜を除去する請求項１に記載の
振動素子の製造方法。

【請求項3】

前記第２平面は、平面視で、前記第１平面に対して前記腕部の延在方向に直交する幅方
向の両側に配置されている請求項１または２に記載の振動素子の製造方法。

【請求項4】

前記第１平面は、平面視で、前記第２平面に対して前記腕部の延在方向に直交する幅方
向の両側に配置されている請求項１または２に記載の振動素子の製造方法。

【請求項5】

基部と、
前記基部と前記基部に接続されている連結腕との少なくとも一方から延出する腕部と、
前記腕部の先端側に位置し表裏関係にある第１主面および第２主面を有する錘部と、を備
える振動腕と、
前記錘部の前記第１主面に配置された錘膜と、を有し、
前記第１主面に、第１平面と、前記第１平面に対して傾斜する傾斜面と、前記傾斜面を
介して前記第１平面と接続され、前記第１平面よりも前記第２主面側に位置し、前記第１
平面と平行な第２平面と、を有し、
前記錘膜には、一部が除去されて前記振動腕の厚さ方向に凹んだ加工痕が形成され、
前記加工痕は、前記傾斜面に配置された前記錘膜には形成されず、少なくとも前記第1
平面に配置された前記錘膜に形成されていることを特徴とする振動素子。

【請求項6】

前記加工痕は、前記第２平面に配置された前記錘膜には形成されず、前記第１平面に配
置された前記錘膜に形成されている請求項５に記載の振動素子。

【請求項7】

前記第２平面は、平面視で、前記第１平面に対して前記腕部の延在方向に直交する幅方
向の両側に配置されている請求項５または６に記載の振動素子。

【請求項8】

前記第１平面は、平面視で、前記第２平面に対して前記腕部の延在方向に直交する幅方
向の両側に配置されている請求項５または６に記載の振動素子。

【請求項9】

請求項５ないし８のいずれか１項に記載の振動素子と、
前記振動素子を収納するパッケージと、を備えることを特徴とする振動デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、振動素子の製造方法、振動素子および振動デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、基部と、基部から延出し、腕部および錘部を備える振動腕と、錘部上に形成された錘膜と、を有する振動素子が開示されている。また、錘部の上面は、凸形状となっており、第１平坦面と、第１平坦面の両側に位置し、第１平坦面よりも下面側に位置する第２平坦面と、第１平坦面と第２平坦面とを接続する傾斜面と、を有する。そして、これら第１平坦面、第２平坦面および傾斜面にわたって錘膜が成膜されている。このような振動素子では、錘膜にレーザー光を照射して錘膜の一部を除去することにより、振動素子の周波数を調整することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１２８２１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載された振動素子では、傾斜面上の錘膜に対してレーザー光が照射されると、傾斜面の傾斜角度に応じてレーザー光が斜めに反射し、反射したレーザー光が意図しない部分に照射され、照射された箇所に意図していない加工が施されてしまうおそれがある。例えば、反射したレーザー光が、隣接する振動腕上の錘膜や配線に照射されて当該部分が加工されてしまうと、振動素子の周波数精度や信頼性が悪化するという課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の振動素子の製造方法は、基部と、
前記基部から延出する腕部と、前記腕部の先端側に位置し表裏関係にある第１主面および第２主面を有する錘部と、を備える振動腕と、
前記錘部の前記第１主面に配置された錘膜と、を有し、
前記第１主面は、平面と、前記平面に対して傾斜する傾斜面と、を有する振動素子を準備する準備工程と、
前記錘膜にエネルギー線を照射して前記錘膜の一部を除去する除去工程と、を含み、
前記除去工程では、前記エネルギー線を前記平面の法線方向から前記錘膜に照射し、前記傾斜面に配置された前記錘膜を除去せずに、前記平面に配置された前記錘膜を除去する。

【0006】

本発明の振動素子は、基部と、
前記基部から延出する腕部と、前記腕部の先端側に位置し表裏関係にある第１主面および第２主面を有する錘部と、を備える振動腕と、
前記錘部の前記第１主面に配置された錘膜と、を有し、
前記第１主面は、平面と、前記平面に対して傾斜する傾斜面と、を有し、
前記錘膜には、一部が除去されて前記振動腕の厚さ方向に凹んだ加工痕が形成され、
前記加工痕は、前記傾斜面に配置された前記錘膜には形成されず、前記平面に配置された前記錘膜に形成されている。

【0007】

本発明の振動デバイスは、上述の振動素子と、
前記振動素子を収納するパッケージと、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１実施形態に係る振動デバイスを示す断面図である。

【図2】図１の振動デバイスが有する振動素子を示す平面図である。

【図3】図２中のＡ－Ａ線断面図である。

【図4】図２中のＢ－Ｂ線断面図である。

【図5】振動素子の駆動振動モードを示す模式図である。

【図6】振動素子の検出振動モードを示す模式図である。

【図7】駆動腕が有する錘部を示す断面図である。

【図8】振動デバイスの製造工程を示す図である。

【図9】水晶ウエハ上に形成された振動素子を示す平面図である。

【図10】本発明の第２実施形態に係る振動素子を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の振動素子の製造方法、振動素子および電子デバイスを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0010】

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る振動デバイスを示す断面図である。図２は、図１の振動デバイスが有する振動素子を示す平面図である。図３は、図２中のＡ－Ａ線断面図である。図４は、図２中のＢ－Ｂ線断面図である。図５は、振動素子の駆動振動モードを示す模式図である。図６は、振動素子の検出振動モードを示す模式図である。図７は、駆動腕が有する錘部を示す断面図である。図８は、振動デバイスの製造工程を示す図である。図９は、水晶ウエハ上に形成された振動素子を示す平面図である。

【0011】

なお、説明の便宜上、図８を除く各図には、互いに直交する３軸であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を示す。また、Ｘ軸に沿う方向を「Ｘ軸方向」とも言い、Ｙ軸に沿う方向を「Ｙ軸方向」とも言い、Ｚ軸に沿う方向を「Ｚ軸方向」とも言う。また、各軸の矢印側をプラス側とも言い、反対側をマイナス側とも言う。また、Ｚ軸方向のプラス側を「上」とも言い、マイナス側を「下」とも言う。また、Ｚ軸方向からの平面視を、単に「平面視」とも言う。また、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、後述するように、水晶の結晶軸にも相当する。

【0012】

また、本願明細書に記載の「平行」とは、互いの面または線同士が平行な場合の他、技術常識的に見て平行と同一視できる程度の範囲内において平行から若干ずれている場合も含む。「直交」についても同様に、互いの面または線同士が直交する場合の他、技術常識的に見て直交と同一視できる程度の範囲内において直交から若干ずれている場合も含む。

【0013】

図１に示す振動デバイス１００は、Ｚ軸を検出軸とする角速度ωｚを検出する物理量センサーである。振動デバイス１００を物理量センサーに適用することにより、振動デバイス１００を各種電子機器、移動体等に幅広く搭載することができ、高い需要を有する利便性の高い振動デバイス１００となる。振動デバイス１００は、パッケージ６と、パッケージ６に収納された回路素子７、支持基板８および振動素子１と、を有する。

【0014】

パッケージ６は、上面に開口する凹部６１１を備えるベース６１と、凹部６１１の開口を塞いでベース６１の上面に接合部材６３を介して接合されているリッド６２と、を有する。パッケージ６の内側には内部空間Ｓが形成され、この内部空間Ｓに回路素子７、支持基板８および振動素子１がそれぞれ収容されている。内部空間Ｓは、気密であり、減圧状態、好ましくはより真空に近い状態である。ただし、内部空間Ｓの雰囲気は、特に限定されず、例えば、大気圧状態、加圧状態となっていてもよい。

【0015】

また、凹部６１１は、複数の凹部で構成され、ベース６１の上面に開口する凹部６１１ａと、凹部６１１ａの底面に開口し、凹部６１１ａよりも開口幅が小さい凹部６１１ｂと、凹部６１１ｂの底面に開口し、凹部６１１ｂよりも開口幅が小さい凹部６１１ｃと、を有する。そして、凹部６１１ａの底面に、振動素子１を支持した状態で支持基板８が固定され、凹部６１１ｃの底面に回路素子７が固定されている。

【0016】

回路素子７は、振動素子１を駆動する駆動回路および振動素子１から出力される信号に基づいて振動素子１に加わった角速度ωｚを検出する検出回路を含む。支持基板８は、振動素子１をベース６１に実装するための基板である。支持基板８は、枠状の基板８１と、基板８１に設けられた複数のリード８２と、を有する。基板８１は、凹部６１１ａの底面に固定されている。また、各リード８２の先端部には振動素子１が固定され、各リード８２およびベース６１に形成された図示しない内部配線を介して、振動素子１と回路素子７とが電気的に接続されている。

【0017】

振動素子１は、角速度ωｚを検出する角速度検出素子である。図２に示すように、振動素子１は、振動片２と、振動片２上に配置された電極膜４と、電極膜４上に配置された錘膜３と、を有する。

【0018】

振動片２は、Ｚカットの水晶基板から構成されている。Ｚカット水晶基板は、水晶の結晶軸である電気軸としてのＸ軸および機械軸としてのＹ軸で規定されるＸ－Ｙ平面に広がりを有し、光軸としてのＺ軸に沿った方向に厚みを有する。ただし、振動片２は、水晶以外の圧電体材料で構成されていてもよい。水晶以外の圧電体材料としては、例えば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム、チタン酸バリウム等が挙げられる。また、振動片２の構成によっては、振動片２をＺカット以外のカット角の水晶板で構成してもよい。また、振動片２は、圧電性を有しない材料、例えば、シリコン等で構成されていてもよく、この場合、後述する各腕部上に通電により伸縮する圧電素子を配置すればよい。

【0019】

振動片２は、素子中央部に位置する基部２１と、基部２１からＹ軸方向両側に延出する一対の検出腕２２、２３と、基部２１からＸ軸方向両側に延出する一対の連結腕２４、２５と、連結腕２４の先端部からＹ軸方向両側に延出する一対の駆動腕２６、２７と、連結腕２５の先端部からＹ軸方向両側に延出する一対の駆動腕２８、２９と、を有する。本実施形態では、駆動腕２６、２７、２８、２９が本発明の「振動腕」に相当する。

【0020】

検出腕２２は、基部２１からＹ軸方向プラス側に延出する腕部２２１と、腕部２２１の先端側に位置し、腕部２２１よりもＸ軸方向の幅が大きい錘部２２２と、腕部２２１の上下面に形成された一対の溝２２０と、を有する。同様に、検出腕２３は、基部２１からＹ軸方向マイナス側に延出する腕部２３１と、腕部２３１の先端側に位置し、腕部２３１よりもＸ軸方向の幅が大きい錘部２３２と、腕部２３１の上下面に形成された一対の溝２３０と、を有する。これら検出腕２２、２３は、基部２１に対して対称に形成されている。

【0021】

また、駆動腕２６は、連結腕２４の先端部からＹ軸方向プラス側に延出する腕部２６１と、腕部２６１の先端側に位置し、腕部２６１よりもＸ軸方向の幅が大きい錘部２６２と、腕部２６１の上下面に形成された一対の溝２６０と、を有する。同様に、駆動腕２７は、連結腕２４の先端部からＹ軸方向マイナス側に延出する腕部２７１と、腕部２７１の先端側に位置し、腕部２７１よりもＸ軸方向の幅が大きい錘部２７２と、腕部２７１の上下面に形成された一対の溝２７０と、を有する。これら駆動腕２６、２７は、連結腕２４に対して対称に形成されている。

【0022】

また、駆動腕２８は、連結腕２５の先端部からＹ軸方向プラス側に延出する腕部２８１と、腕部２８１の先端側に位置し、腕部２８１よりもＸ軸方向の幅が大きい錘部２８２と、腕部２８１の上下面に形成された一対の溝２８０と、を有する。同様に、駆動腕２９は、連結腕２５の先端部からＹ軸方向マイナス側に延出する腕部２９１と、腕部２９１の先端側に位置し、腕部２９１よりもＸ軸方向の幅が大きい錘部２９２と、腕部２９１の上下面に形成された一対の溝２９０と、を有する。これら駆動腕２８、２９は、連結腕２５に対して対称に形成されている。

【0023】

また、このような振動片２の表面に成膜された電極膜４は、図３および図４に示すように、駆動信号電極４１と、駆動接地電極４２と、第１検出信号電極４３と、第１検出接地電極４４と、第２検出信号電極４５と、第２検出接地電極４６と、を有する。

【0024】

駆動信号電極４１は、腕部２６１、２７１の両側面と、腕部２８１、２９１の上下面と、に配置されている。一方、駆動接地電極４２は、腕部２６１、２７１の上下面と、腕部２８１、２９１の両側面と、に配置されている。また、第１検出信号電極４３は、腕部２２１の上下面に配置され、第１検出接地電極４４は、腕部２２１の両側面に配置されている。一方、第２検出信号電極４５は、腕部２３１の上下面に配置され、第２検出接地電極４６は、腕部２３１の両側面に配置されている。図示しないが、これら電極４１～４６は、それぞれ、基部２１の下面まで引き回され、複数のリード８２のうちの対応するものと電気的に接続されている。

【0025】

また、電極膜４は、錘部２２２、２３２、２６２、２７２、２８２、２９２にも配置されている。そして、錘部２２２では、当該部分に配置された電極膜４によって腕部２２１の両側面に配置された第１検出接地電極４４同士が電気的に接続され、同様に、錘部２３２では、当該部分に配置された電極膜４によって腕部２３１の両側面に配置された第２検出接地電極４６同士が電気的に接続されている。また、錘部２６２では、当該部分に配置された電極膜４によって腕部２６１の両側面に配置された駆動信号電極４１同士が電気的に接続され、同様に、錘部２７２では、当該部分に配置された電極膜４によって腕部２７１の両側面に配置された駆動信号電極４１同士が電気的に接続されている。また、錘部２８２では、当該部分に配置された電極膜４によって腕部２８１の両側面に配置された駆動接地電極４２同士が電気的に接続され、同様に、錘部２９２では、当該部分に配置された電極膜４によって腕部２９１の両側面に配置された駆動接地電極４２同士が電気的に接続されている。

【0026】

このような構成の振動素子１は、次のようにして角速度ωｚを検出する。まず、駆動信号電極４１および駆動接地電極４２間に駆動信号を印加すると、駆動腕２６～２９が図５中の矢印ａに示すようにＸ－Ｙ平面に沿ってＸ軸方向に屈曲振動する。以下、この駆動モードを駆動振動モードと言う。そして、駆動振動モードで駆動している状態で、振動素子１に角速度ωｚが加わると、図６に示す検出振動モードが新たに励振される。検出振動モードでは、駆動腕２６～２９に振動方向であるＸ軸および入力軸であるＺ軸に直交するＹ軸方向のコリオリの力が作用して矢印ｂに示す方向の振動が励振され、この振動に呼応して、検出腕２２、２３が矢印ｃに示す方向に屈曲振動である検出振動が生じる。

【0027】

そして、検出振動モードによって検出腕２２に発生した電荷を第１検出信号電極４３および第１検出接地電極４４の間から第１検出信号として取り出し、検出腕２３に発生した電荷を第２検出信号電極４５および第２検出接地電極４６の間から第２検出信号として取り出し、これら第１、第２検出信号に基づいて角速度ωｚを検出することができる。

【0028】

図２に示すように、錘膜３は、錘部２２２、２３２、２６２、２７２、２８２、２９２の上面に配置されている。このうち、錘部２６２、２７２、２８２、２９２上の錘膜３は、駆動振動モードの共振周波数（各駆動腕２６～２９の共振周波数）および振動バランスを調整するための錘であり、錘部２２２、２３２上の錘膜３は、検出振動モードの共振周波数（各検出腕２２、２３の共振周波数）および振動バランスを調整するための錘である。

【0029】

次に、錘部２６２、２７２、２８２、２９２の構成について詳細について説明する。ただし、錘部２６２、２７２、２８２、２９２は、互いに同様の構成であるため、以下では、説明の便宜上、錘部２６２について代表して説明し、他の錘部２７２、２８２、２９２の構成についてはその説明を省略する。

【0030】

図７に示すように、錘部２６２は、駆動腕２６の厚さ方向であるＺ軸方向に対向して配置され、互いに表裏関係にある第１主面としての上面２６３および第２主面としての下面２６４を有する。また、錘部２６２は、平面視で、腕部２６１の延長線上に位置し、厚さが腕部２６１と同じ厚肉部２６５と、厚肉部２６５の幅方向すなわちＸ軸方向の両側に位置し、厚肉部２６５よりも厚さが薄い一対の薄肉部２６６、２６７と、厚肉部２６５と薄肉部２６６との間に位置し、その厚さが厚肉部２６５側から薄肉部２６６側に向けて減少する傾斜部２６８と、厚肉部２６５と薄肉部２６７との間に位置し、その厚さが厚肉部２６５側から薄肉部２６７側に向けて減少する傾斜部２６９と、を有する。

【0031】

また、薄肉部２６６、２６７は、下面２６４側に偏って配置されている。そして、下面２６４側では、厚肉部２６５、薄肉部２６６、２６７および傾斜部２６８、２６９が段差なく連続して接続されている。そのため、錘部２６２の下面２６４は、Ｘ－Ｙ平面からなる平坦面で構成されている。これに対して、上面２６３側では、厚肉部２６５と薄肉部２６６、２６７との間に傾斜部２６８、２６９で構成された段差が形成されている。そのため、錘部２６２の上面２６３は、凸形状となっている。このように、薄肉部２６６、２６７が下面２６４側に偏っているため、錘部２６２の重心Ｇ１は、駆動腕２６の厚さ方向の中心Ｃと交わるＸ－Ｙ平面である中心面ＣＰに対して下面２６４側に位置する。

【0032】

凸形状の上面２６３は、Ｘ－Ｙ平面で構成された平面Ｆ０と、平面Ｆ０に対して傾斜した傾斜面Ｆ３と、を有する。また、平面Ｆ０は、振動片２の上面と面一である第１平面Ｆ１と、第１平面Ｆ１のＸ軸方向両側に位置し、第１平面Ｆ１よりも下面２６４側に位置する一対の第２平面Ｆ２１、Ｆ２２と、を有する。第１平面Ｆ１は、厚肉部２６５の上面で構成され、第２平面Ｆ２１は、薄肉部２６６の上面で構成され、第２平面Ｆ２２は、薄肉部２６７の上面で構成されている。これら第１平面Ｆ１および第２平面Ｆ２１、Ｆ２２は、互いに平行であり、振動片２の厚さ方向であるＺ軸方向に直交するＸ－Ｙ平面で構成されている。

【0033】

また、傾斜面Ｆ３は、第１平面Ｆ１と第２平面Ｆ２１との間に位置し、これらを接続する第１傾斜面Ｆ３１と、第１平面Ｆ１と第２平面Ｆ２２との間に位置し、これらを接続する第２傾斜面Ｆ３２と、を有する。第１傾斜面Ｆ３１は、傾斜部２６８の上面で構成されており、第２傾斜面Ｆ３２は、傾斜部２６９の上面で構成されている。これら第１傾斜面Ｆ３１および第２傾斜面Ｆ３２は、それぞれ、Ｘ－Ｙ平面をＹ軸まわりに回転させた少なくとも１つの平面で構成されている。

【0034】

後述する振動デバイス１００の製造方法でも説明するが、振動片２は、研磨加工によって予め振動片２の厚さに調整された水晶ウエハをウェットエッチングでパターニングすることにより、その外形形状を形成すると共に、上面２６３の凸形状を形成する。そのため、上面２６３のうち、第１平面Ｆ１は、研磨面で構成され、その他の面すなわち第２平面Ｆ２１、Ｆ２２および第１、第２傾斜面Ｆ３１、Ｆ３２は、それぞれ、エッチング面で構成されている。なお、当該エッチング面は、ウェットエッチングにより出現する水晶の結晶面である。図の構成では、第１傾斜面Ｆ３１が傾きの異なる２つの結晶面で構成されているが、第１傾斜面Ｆ３１に現れる結晶面の数は、エッチングスピードやエッチング深さによって異なり、特に限定されない。第２傾斜面Ｆ３２についても同様である。

【0035】

次に、錘膜３について説明する。図２に示すように、錘膜３は、検出腕２２の錘部２２２上に配置された錘膜３２と、検出腕２３の錘部２３２上に配置された錘膜３３と、駆動腕２６の錘部２６２上に配置された錘膜３６と、駆動腕２７の錘部２７２上に配置された錘膜３７と、駆動腕２８の錘部２８２上に配置された錘膜３８と、駆動腕２９の錘部２９２上に配置された錘膜３９と、を有する。

【0036】

錘膜３６、３７、３８、３９は、駆動振動モードの共振周波数および振動バランスを調整するための膜であり、エネルギー線であるレーザー光Ｌの照射によってその一部を除去することにより共振周波数および振動バランスを調整する。また、錘膜３２、３３は、検出振動モードの共振周波数および振動バランスを調整するための膜であり、エネルギー線であるレーザー光Ｌの照射によってその一部を除去することにより共振周波数および振動バランスを調整する。

【0037】

次に、錘膜３６、３７、３８、３９の構成について説明する。ただし、錘膜３６、３７、３８、３９は、互いに同様の構成であるため、以下では、説明の便宜上、錘膜３６について代表して説明し、他の錘膜３７、３８、３９の構成については、その説明を省略する。

【0038】

図７に示すように、錘膜３６は、錘部２６２の上面２６３に配置されおり、下面２６４および側面には配置されていない。また、錘膜３６は、錘部２６２の基端側の一部を除いて錘部２６２の幅方向すなわちＸ軸方向の全域にわたって設けられている。そのため、錘膜３６の重心Ｇ２は、駆動腕２６の中心面ＣＰに対して上面２６３側に位置する。つまり、重心Ｇ２は、中心面ＣＰに対して錘部２６２の重心Ｇ１と反対側に位置する。これにより、錘部２６２および錘膜３６からなる構造体全体の重心Ｇ０を中心面ＣＰに近づけることができ、好ましくは図示のように一致させることができる。そのため、駆動振動モードにおける駆動腕２６の不要振動、特に、Ｚ軸方向への屈曲振動を低減することができ、振動漏れが低減され、角速度ωｚの検出精度が高まる。

【0039】

錘膜３６の位置、大きさおよび範囲等は、図示の位置、大きさおよび範囲等に限定されない。例えば、錘膜３６は、上面２６３に加えて、錘部２６２の下面２６４や側面に配置されていてもよい。この場合、錘膜３６の重心Ｇ２が中心面ＣＰよりも上面２６３側に位置するように、その厚さおよび配置等を調整すればよい。また、錘膜３６は、錘部２６２の長さ方向すなわちＹ軸方向の全域にわたって設けられていてもよい。

【0040】

錘膜３の構成材料としては、特に限定されず、例えば、金属、無機化合物、樹脂等を用いることができるが、金属または無機化合物を用いるのが好ましい。金属または無機化合物は、気相成膜法により簡単かつ高精度に成膜することができる。また、金属または無機化合物で構成された錘膜３は、エネルギー線であるレーザー光Ｌの照射により効率的かつ高精度に除去することができる。

【0041】

なお、レーザー光Ｌとしては、例えば、ＹＡＧ、ＹＶＯ４、エキシマレーザー等のパルスレーザー、炭酸ガスレーザー等の連続発振レーザー等を用いることができる。また、エネルギー線としては、レーザー光Ｌの他にも、例えば、ＦＩＢ（Focused Ion Beam）、ＩＢＦ（Ion Beam Figuring）等のイオンビーム等を用いることができる。

【0042】

なお、本実施形態では、レーザー光Ｌとしてパルス状レーザー光を用いる。つまり、スポット状に集光されたレーザー光Ｌを連続して照射することにより、錘膜３６の加工を行う。このように、レーザー光Ｌとしてパルス状レーザー光を用いることにより、レーザー光Ｌの強度を変化させることなく一定としたまま、照射時間や照射ピッチを変更することにより、錘膜３６に対する単位面積当たりのレーザー光Ｌの照射量すなわちエネルギー量を制御することができる。そのため、レーザー光Ｌが安定し、錘膜３６を精度よく加工することができる。

【0043】

図７に示すように、レーザー光Ｌを錘膜３６に照射すると、照射された部分の一部または全部が除去されて表面から凹んだ加工痕３０が形成される。なお、レーザー光Ｌが照射された部分の一部が除去されれば、当該部分の錘膜３６が薄膜化されて、図示のように加工痕３０が凹部で構成される。また、レーザー光Ｌが照射された部分の全部が除去されれば、加工痕３０が貫通孔で構成される。加工痕３０としては、このいずれであってもよい。また、前述したように、レーザー光Ｌとしてパルス状レーザー光を用いるため、加工痕３０は、略円形のスポット状となる。ただし、加工痕３０の平面視形状は、特に限定されない。

【0044】

振動素子１では、加工痕３０を形成する位置に特徴を有する。具体的には、図７に示すように、上面２６３に含まれる傾斜面Ｆ３上の錘膜３６には加工痕３０を形成せず、平面Ｆ０上の錘膜３６に加工痕３０を形成する。傾斜面Ｆ３上の錘膜３６に対してＺ軸方向からレーザー光Ｌが照射されると、傾斜面Ｆ３の傾斜角度に応じてレーザー光ＬがＸ軸方向に反射し、反射したレーザー光Ｌが振動素子１の他の部分に意図せず照射され、照射された箇所に意図しない加工痕３０が形成される。例えば、図示するように、傾斜面Ｆ３上の錘膜３６で反射したレーザー光Ｌが、隣接する検出腕２２の錘膜３２に照射されて錘膜３２の一部が除去されてしまうと、離調周波数が設定値からずれたり、検出振動モードの振動バランスが悪化したりするおそれがある。

【0045】

また、傾斜面Ｆ３上の錘膜３６で反射したレーザー光Ｌが、隣接する検出腕２２の電極膜４に照射され、第１検出信号電極４３や第１検出接地電極４４の一部が除去されてしまうと、これら電極４３、４４が断線し、角速度ωｚを検出できない或いは検出精度が著しく低下した不良品となるおそれがある。そのため、振動デバイス１００の製造歩留まりが低下する。また、出荷時には良品であったとしても、ユーザー側の使用中に意図しない加工痕３０を起点として断線が生じ、振動デバイス１００が故障するといったことも考えられ、振動デバイス１００の信頼性の低下にもつながる。

【0046】

特に、本実施形態では、傾斜面Ｆ３がエッチング面で構成されており、研磨面で構成された第１平面Ｆ１と比べて表面粗さが大きい。そのため、傾斜面Ｆ３上の錘膜３６についても表面粗さが大きくなり易い。したがって、傾斜面Ｆ３上の錘膜３６で反射したレーザー光Ｌが鏡面反射のみならず様々な方向に拡散反射し、駆動腕２６の周囲に位置する各部位に広範囲にわたって照射される。そのため、上述した問題がより顕著となるおそれがある。また、錘膜３６の表面の凹凸形状によってレーザー光Ｌの反射方向が変化するため、反射したレーザー光Ｌが振動素子１の他の部分に照射されないようにレーザー光Ｌを照射する向きを調整するといった制御も困難である。

【0047】

そこで、傾斜面Ｆ３上の錘膜３６にはレーザー光Ｌを照射することなく、平面Ｆ０上の錘膜３６にレーザー光Ｌを照射する。つまり、傾斜面Ｆ３上の錘膜３６には加工痕３０を形成せず、平面Ｆ０上の錘膜３６に加工痕３０を形成する。これにより、レーザー光Ｌが振動素子１の厚さ方向であるＺ軸方向に反射するため、反射したレーザー光Ｌが駆動腕２６の周囲に位置する他の部位に意図せずに照射され、当該部分に意図しない加工痕３０が形成されてしまうことを効果的に抑制することができる。したがって、優れた振動特性および信頼性を有する振動素子１となる。

【0048】

本実施形態の平面Ｆ０は、第１平面Ｆ１と、そのＸ軸方向の両側に位置する第２平面Ｆ２１、Ｆ２２と、を有する。このような構成によれば、レーザー光Ｌを照射するエリアをより大きく確保することができ、より大きな調整幅を有する錘膜３６となる。また、レーザー光Ｌを照射する面を、第１平面Ｆ１および第２平面Ｆ２１、Ｆ２２から選択することで、重心Ｇ０のＸ軸方向の位置を調整することができ、構造体全体の幅方向の質量バランスをより容易に整えることができる。

【0049】

なお、前述したように、第２平面Ｆ２１、Ｆ２２は、エッチング面で構成されているため、研磨面で構成された第１平面Ｆ１と比べて表面粗さが大きい。そのため、第２平面Ｆ２１、Ｆ２２上の錘膜３６についても、傾斜面Ｆ３と同様に表面粗さが大きくなり易い。また、第２平面Ｆ２１、Ｆ２２は、第１平面Ｆ１よりも下面２６４側に凹んで位置している。そのため、第１平面Ｆ１上の錘膜３６で反射したレーザー光Ｌと比べて、第２平面Ｆ２１、Ｆ２２上の錘膜３６で反射したレーザー光Ｌは、拡散反射し易く、傾斜面Ｆ３上の錘膜３６で反射したレーザー光Ｌ程ではないが、駆動腕２６の周囲に位置する他の部位に照射されるおそれがある。

【0050】

したがって、第２平面Ｆ２１、Ｆ２２上の錘膜３６にはレーザー光Ｌを照射することなく、第１平面Ｆ１上の錘膜３６にレーザー光Ｌを照射することが特に好ましい。すなわち、第２平面Ｆ２１、Ｆ２２上の錘膜３６には加工痕３０を形成せず、第１平面Ｆ１上の錘膜３６に加工痕３０を形成することが好ましい。これにより、錘膜３６で反射したレーザー光Ｌが駆動腕２６の周囲に位置する他の部位に意図せずに照射され、当該部分に加工痕３０が形成されてしまうことをより効果的に抑制することができる。

【0051】

以上、振動デバイス１００の構成について説明した。次に、この振動デバイス１００の製造方法について説明しつつ、振動素子１の製造方法についても合わせて説明する。図８に示すように、振動デバイス１００の製造方法は、振動素子１を準備する準備工程と、水晶ウエハ１０上で振動素子１の周波数を調整する第１周波数調整工程と、振動素子１をベース６１にマウントするマウント工程と、ベース６１上で振動素子１の周波数を調整する第２周波数調整工程と、ベース６１にリッド６２を接合する封止工程と、を含む。振動素子１の製造方法は、これら工程のうち、準備工程と、第１周波数調整工程および第２周波数調整工程からなる除去工程と、を含む。

【0052】

［準備工程］
まず、水晶ウエハ１０を準備し、その両主面に対してラッピング加工、ポリッシング加工等の各種研磨加工を行うことにより、水晶ウエハ１０の両主面を平坦化すると共に、水晶ウエハ１０の厚さを振動片２の厚さとする。次に、ウェットエッチング（異方性エッチング）によって水晶ウエハ１０をパターニングし、水晶ウエハ１０に複数の振動片２を形成する。このように形成された振動片２では、錘部２６２の上面２６３のうち、第１平面Ｆ１が研磨面で構成され、その他の第２平面Ｆ２１、Ｆ２２および第１、第２傾斜面Ｆ３１、Ｆ３２がそれぞれエッチング面で構成される。

【0053】

次に、スパッタリング等によって振動片２の表面に電極膜４を形成し、さらに、蒸着等によって電極膜４上に錘膜３を形成する。これにより、図９に示すように、水晶ウエハ１０に複数の振動素子１が一体形成された状態となる。なお、図９では、説明の便宜上、振動素子１を簡略化して図示しており、各振動素子１が連結梁１０Ａを介してフレーム１０Ｂに接続されている。

【0054】

［第１周波数調整工程］
次に、水晶ウエハ１０上で振動素子１の共振周波数および振動バランスを調整する。具体的には、錘膜３６、３７、３８、３９にレーザー光Ｌを照射して、錘膜３６、３７、３８、３９の一部を除去して駆動腕２６、２７、２８、２９の質量を減少させることにより、振動素子１の駆動振動モードの共振周波数を調整すると共に、駆動腕２６、２７、２８、２９の振動バランスを整えて、駆動振動モードでの振動漏れを低減する。また、錘膜３２、３３にレーザー光Ｌを照射して、錘膜３２、３３の一部を除去して検出腕２２、２３の質量を減少させることにより、振動素子１の検出振動モードの共振周波数を調整して離調周波数を所定範囲に合わせ込むと共に、検出腕２２、２３の振動バランスを整えて、検出振動モードでの振動漏れを低減する。なお、本工程は、必要に応じて行えばよく、本工程を行う場合には、錘膜３２、３３、３６、３７、３８、３９毎に除去が必要か否か、除去が必要な場合には、除去量および加工痕３０の形成位置を選択することができる。

【0055】

なお、本工程は、必要がなければ省略してもよい。また、本実施形態とは異なる方法で振動素子１の共振周波数や振動バランスを調整してもよい。異なる方法を用いる場合にも、前述と同様に傾斜面Ｆ３上の錘膜３にはエネルギー線を照射しないことが好ましい。異なる方法としては、例えば、レーザー光に替えて、エネルギー線としてイオンビームを用いて錘膜３を除去する方法が挙げられる。この場合、イオンビームをレーザー光Ｌのようにスポット状に絞り込むことが困難なため、イオンビームが傾斜面Ｆ３上の錘膜３に照射されないように、マスクを介してイオンビームを照射すればよい。

【0056】

レーザー光Ｌの照射方法については、前述した通りであるため、以下では、前述した図７を参照しつつ、錘膜３６を代表にして簡単に説明する。本工程では、平面Ｆ０の法線方向であるＺ軸方向からレーザー光Ｌを照射する。また、レーザー光Ｌは、傾斜面Ｆ３上の錘膜３６には照射せず、平面Ｆ０上の錘膜３６に照射する。これにより、錘膜３６で反射したレーザー光Ｌがその振動素子１或いは水晶ウエハ１０に形成された他の振動素子１の意図しない部分に照射され、照射された箇所が意図せず加工されてしまうのを効果的に抑制することができる。そのため、振動素子１の振動特性および信頼性の低下を効果的に抑制することができる。

【0057】

特に、本実施形態では、傾斜面Ｆ３がエッチング面で構成されており、研磨面で構成された第１平面Ｆ１と比べて表面粗さが大きい。そのため、傾斜面Ｆ３上の錘膜３６についても、表面粗さが大きくなり易い。したがって、傾斜面Ｆ３上の錘膜３６で反射したレーザー光Ｌが鏡面反射のみならず様々な方向に拡散反射し、駆動腕２６の周囲に位置する各部位に広範囲にわたって照射される。そのため、上述した問題がより顕著となる。

【0058】

本実施形態の平面Ｆ０は、第１平面Ｆ１と、そのＸ軸方向の両側に位置する第２平面Ｆ２１、Ｆ２２と、を有する。そのため、レーザー光Ｌを照射するエリアをより大きく確保することができ、より大きな調整幅を有する錘膜３６となる。また、レーザー光Ｌを照射する面を、第１平面Ｆ１および第２平面Ｆ２１、Ｆ２２から選択することで、重心Ｇ０のＸ軸方向の位置を調整することができ、構造体全体の幅方向の質量バランスをより容易に整えることができる。

【0059】

なお、第２平面Ｆ２１、Ｆ２２は、エッチング面で構成されているため、研磨面で構成された第１平面Ｆ１と比べて表面粗さが大きい。そのため、第２平面Ｆ２１、Ｆ２２上の錘膜３６についても、傾斜面Ｆ３と同様に表面粗さが大きくなり易い。また、第２平面Ｆ２１、Ｆ２２は、第１平面Ｆ１よりも下面２６４側に凹んで位置している。そのため、第１平面Ｆ１上の錘膜３６で反射したレーザー光Ｌと比べて、第２平面Ｆ２１、Ｆ２２上の錘膜３６で反射したレーザー光Ｌは、拡散反射し易く、傾斜面Ｆ３上の錘膜３６で反射したレーザー光Ｌ程ではないが、駆動腕２６の周囲に位置する他の部位に照射されるおそれがある。

【0060】

したがって、第２平面Ｆ２１、Ｆ２２上の錘膜３６にはレーザー光Ｌを照射することなく、第１平面Ｆ１上の錘膜３６にレーザー光Ｌを照射することが特に好ましい。これにより、錘膜３６で反射したレーザー光Ｌが駆動腕２６の周囲に位置する他の部位に意図せずに照射され、当該部分に加工痕３０が形成されてしまうことをより効果的に抑制することができる。

【0061】

［マウント工程］
次に、振動素子１を水晶ウエハ１０から折り取って、折り取った振動素子１を支持基板８を介してベース６１に接合する。

【0062】

［第２周波数調整工程］
マウント工程において振動素子１をベース６１に固定することにより、振動素子１の駆動振動モードや検出振動モードの共振周波数や振動バランスが水晶ウエハ１０上でのそれから変動するおそれがある。また、共振周波数や振動バランスの粗調整を第１周波数調整工程で行い、微調整を本工程で行う場合もある。そのため、本工程では、前述した第１周波数調整工程と同様の方法で錘膜３の一部を除去し、振動素子１の共振周波数や振動バランスを調整する。なお、本工程は、必要がなければ省略してもよい。また、第１周波数調整工程とは異なる方法で振動素子１の共振周波数や振動バランスを調整してもよい。異なる方法を用いる場合にも、前述と同様に、傾斜面Ｆ３上の錘膜３にはエネルギー線を照射しないことが好ましい。

【0063】

［封止工程］
次に、真空状態で、例えば、シームリングからなる接合部材６３を介してリッド６２をベース６１の上面にシーム溶接する。これにより、内部空間Ｓが気密封止され、振動デバイス１００が得られる。

【0064】

以上、振動デバイス１００の製造方法について説明した。このような製造方法によれば、製造中に振動素子１の意図しない箇所がレーザー光Ｌによって加工されてしまうことを抑制することができるため、振動素子１の駆動特性および信頼性の低下を抑制することができる。

【0065】

以上、振動デバイス１００および振動デバイス１００の製造方法について詳細に説明した。このような振動デバイス１００に含まれる振動素子１は、前述したように、基部２１と、基部２１から延出する腕部２６１と、腕部２６１の先端側に位置し表裏関係にある第１主面である上面２６３および第２主面である下面２６４を有する錘部２６２と、を備える振動腕としての駆動腕２６と、錘部２６２の上面２６３に配置された錘膜３６と、を有する。また、上面２６３は、平面Ｆ０と、平面Ｆ０に対して傾斜する傾斜面Ｆ３と、を有する。そして、錘膜３６には、一部が除去されて駆動腕２６の厚さ方向に凹んだ加工痕３０が形成され、加工痕３０は、傾斜面Ｆ３に配置された錘膜３６には形成されず、平面Ｆ０に配置された錘膜３６に形成されている。

【0066】

これにより、加工痕３０を形成する工程において、錘膜３６で反射したレーザー光Ｌがその振動素子１或いは水晶ウエハ１０に形成された他の振動素子１の意図しない部分に照射され、照射された箇所が意図せず加工されてしまうのを効果的に抑制することができる。そのため、振動素子１の振動特性および信頼性の低下を効果的に抑制することができる。

【0067】

また、前述したように、平面Ｆ０は、第１平面Ｆ１と、傾斜面Ｆ３を介して第１平面Ｆ１と接続され、第１平面Ｆ１よりも下面２６４側に位置し、第１平面Ｆ１と平行な第２平面Ｆ２１、Ｆ２２と、を有する。そのため、レーザー光Ｌを照射するエリアをより大きく確保することができ、より大きな調整幅を有する錘膜３６となる。

【0068】

また、前述したように、第２平面Ｆ２１、Ｆ２２は、平面視で、第１平面Ｆ１に対して腕部２６１の延在方向であるＹ軸方向に直交する幅方向すなわちＸ軸方向の両側に配置されている。このような構成によれば、加工痕３０を形成する面を、第１平面Ｆ１および第２平面Ｆ２１、Ｆ２２から選択することで、重心Ｇ０のＸ軸方向の位置を調整することができ、構造体全体の幅方向の質量バランスをより容易に整えることができる。

【0069】

また、前述したように、加工痕３０は、第２平面Ｆ２１、Ｆ２２に配置された錘膜３６には形成されず、第１平面Ｆ１に配置された錘膜３６に形成されている。これにより、加工痕３０を形成する工程において、錘膜３６で反射したレーザー光Ｌがその振動素子１或いは水晶ウエハ１０に形成された他の振動素子１の意図しない部分に照射され、照射された箇所が意図せず加工されてしまうのをより効果的に抑制することができる。そのため、振動素子１の振動特性および信頼性の低下をより効果的に抑制することができる。

【0070】

また、前述したように、振動デバイス１００は、振動素子１と、振動素子１を収納するパッケージ６と、を備える。これにより、振動素子１の効果を享受することができ、優れた振動特性および信頼性を有する振動デバイス１００となる。

【0071】

また、前述したように、振動デバイス１００の製造方法に含まれる振動素子１の製造方法は、基部２１と、基部２１から延出する腕部２６１と、腕部２６１の先端側に位置し表裏関係にある第１主面である上面２６３および第２主面である下面２６４を有する錘部２６２と、を備える振動腕としての駆動腕２６と、錘部２６２の上面２６３に配置された錘膜３６と、を有し、上面２６３は、平面Ｆ０と、平面Ｆ０に対して傾斜する傾斜面Ｆ３と、を有する振動素子１を準備する準備工程と、錘膜３６にエネルギー線であるレーザー光Ｌを照射して錘膜３６の一部を除去する除去工程と、を含む。そして、除去工程では、レーザー光Ｌを平面Ｆ０の法線方向であるＺ軸方向から錘膜３６に照射し、傾斜面Ｆ３に配置された錘膜３６を除去せずに、平面Ｆ０に配置された錘膜３６を除去する。

【0072】

これにより、除去工程において、錘膜３６で反射したレーザー光Ｌがその振動素子１或いは水晶ウエハ１０に形成された他の振動素子１の意図しない部分に照射され、照射された箇所が意図せず加工されてしまうのを効果的に抑制することができる。そのため、振動素子１の振動特性および信頼性の低下を効果的に抑制することができる。

【0073】

また、前述したように、平面Ｆ０は、第１平面Ｆ１と、傾斜面Ｆ３を介して第１平面Ｆ１と接続され、第１平面Ｆ１よりも下面２６４側に位置し、第１平面Ｆ１と平行な第２平面Ｆ２１、Ｆ２２と、を有する。そのため、レーザー光Ｌを照射するエリアをより大きく確保することができ、より大きな調整幅を有する錘膜３６となる。

【0074】

また、前述したように、第２平面Ｆ２１、Ｆ２２は、平面視で、第１平面Ｆ１に対して腕部２６１の延在方向であるＹ軸方向に直交する幅方向すなわちＸ軸方向の両側に配置されている。このような構成によれば、レーザー光Ｌを照射する面を、第１平面Ｆ１および第２平面Ｆ２１、Ｆ２２から選択することで、重心Ｇ０のＸ軸方向の位置を調整することができ、構造体全体の幅方向の質量バランスをより容易に整えることができる。

【0075】

また、前述したように、除去工程では、レーザー光Ｌを錘膜３６に照射し、第２平面Ｆ２１、Ｆ２２に配置された錘膜３６を除去せずに、第１平面Ｆ１に配置された錘膜３６を除去する。これにより、除去工程において、錘膜３６で反射したレーザー光Ｌがその振動素子１或いは水晶ウエハ１０に形成された他の振動素子１の意図しない部分に照射され、照射された箇所が意図せず加工されてしまうのをより効果的に抑制することができる。そのため、振動素子１の振動特性および信頼性の低下をより効果的に抑制することができる。

【0076】

以上、本実施形態について説明した。なお、本実施形態の振動素子１は、振動腕としての駆動腕２６、２７、２８、２９を備えているが、これに限定されず、例えば、駆動腕２６、２７、２８、２９の少なくとも１つが振動腕であればよい。また、駆動腕２６、２７、２８、２９に替えて或いは加えて、検出腕２２、２３の少なくとも１つが振動腕であってもよい。つまり、検出腕２２、２３の少なくとも１つが、前述した錘部２６２および錘膜３６と同様の構成となっていてもよい。また、振動素子１の製造方法において、除去工程が第１周波数調整工程と第２周波数調整工程とを含んでいるが、これに限定されず、第１周波数調整工程および第２周波数調整工程の少なくとも１つを含んでいればよい。つまり、除去工程は、水晶ウエハ１０上で行ってもよいし、ベース６１に搭載された状態で行ってもよい。また、第１周波数調整工程および第２周波数調整工程では、それぞれ、振動バランスと周波数を調整しているが、これに限定されず、これらのうちのいずれか一方だけを調整してもよい。

【0077】

また、例えば、本実施形態では、第１平面Ｆ１のＸ軸方向の両側に第２平面Ｆ２１、Ｆ２２が形成されているが、第２平面Ｆ２１、Ｆ２２の配置は、これに限定されない。例えば、第１平面Ｆ１のＹ軸方向の一方側または両側に形成されてもよいし、平面視で、第１平面Ｆ１の周囲を囲むように枠状に形成されていてもよい。また、第２平面Ｆ２１、Ｆ２２の少なくとも一方を省略してもよい。省略する分、第１平面Ｆ１が広くなり、第１平面Ｆ１だけにレーザー光Ｌを照射する場合には、その照射エリアが増大するという利点がある。

【0078】

＜第２実施形態＞
図１０は、本発明の第２実施形態に係る振動素子を示す断面図である。

【0079】

本実施形態に係る振動デバイス１００は、振動素子１が有する錘部２６２、２７２、２８２、２９２の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の振動デバイス１００と同様である。そのため、以下の説明では、第２実施形態の振動デバイス１００に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１０では、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。なお、錘部２６２、２７２、２８２、２９２は、互いに同様の構成であるため、以下では、説明の便宜上、錘部２６２について代表して説明し、錘部２７２、２８２、２９２については、その説明を省略する。

【0080】

図１０に示すように、本実施形態の錘部２６２では、前述の第１実施形態とは逆に、上面２６３が凹形状となっている。凹形状の上面２６３は、Ｘ－Ｙ平面で構成された平面Ｆ０と、平面Ｆ０に対して傾斜した傾斜面Ｆ３と、を有する。また、平面Ｆ０は、振動片２の上面と面一でありＸ軸方向に離間して配置された一対の第１平面Ｆ１１、Ｆ１２と、一対の第１平面Ｆ１１、Ｆ１２の間に位置し、第１平面Ｆ１よりも下面２６４側に位置する第２平面Ｆ２と、を有する。第１平面Ｆ１１、Ｆ１２および第２平面Ｆ２は、互いに平行であり、振動片２の厚さ方向であるＺ軸方向に直交するＸ－Ｙ平面で構成されている。

【0081】

傾斜面Ｆ３は、第１平面Ｆ１１と第２平面Ｆ２との間に位置し、これらを接続する第１傾斜面Ｆ３１と、第１平面Ｆ１２と第２平面Ｆ２との間に位置し、これらを接続する第２傾斜面Ｆ３２と、を有する。このような構成によれば、レーザー光Ｌを照射する面を、第１平面Ｆ１１、Ｆ１２および第２平面Ｆ２から選択することで、重心Ｇ０のＸ軸方向の位置を調整することができ、構造体全体の幅方向の質量バランスをより容易に整えることができる。また、前述した第１実施形態と比べて、錘部２６２の外周部の機械的強度が高まるため、例えば、過度な力が加わった際の他の部分との意図しない接触等による錘部２６２の損傷を抑制することができる。

【0082】

また、傾斜面Ｆ３上の錘膜３６には加工痕３０が形成されず、平面Ｆ０上の錘膜３６に加工痕３０が形成されている。つまり、除去工程において、傾斜面Ｆ３上の錘膜３６にはレーザー光Ｌを照射することなく、平面Ｆ０上の錘膜３６にレーザー光Ｌを照射する。これにより、錘膜３６で反射したレーザー光Ｌが駆動腕２６の周囲に位置する他の部位に意図せずに照射され、当該部分に意図しない加工痕３０が形成されてしまうことを効果的に抑制することができる。したがって、優れた振動特性および信頼性を有する振動素子１となる。

【0083】

以上のように、本実施形態の振動素子１では、第１平面Ｆ１１、Ｆ１２は、平面視で、第２平面Ｆ２に対して腕部２６１の延在方向であるＹ軸方向に直交する幅方向であるＸ軸方向の両側に配置されている。このような構成によれば、レーザー光Ｌを照射する面を、第１平面Ｆ１、Ｆ１２および第２平面Ｆ２から選択することで、重心Ｇ０のＸ軸方向の位置を調整することができ、構造体全体の幅方向の質量バランスをより容易に整えることができる。また、前述した第１実施形態と比べて、錘部２６２の外周部の機械的強度が高まるため、例えば、過度な力が加わった際の他の部分との意図しない接触等による錘部２６２の損傷を抑制することができる。

【0084】

このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0085】

なお、本実施形態では、第２平面Ｆ２のＸ軸方向の両側に第１平面Ｆ１１、Ｆ１２が形成されているが、第１平面Ｆ１１、Ｆ１２の配置は、これに限定されない。例えば、第１平面Ｆ１１、Ｆ１２の一方を省略してもよい。また、第２平面Ｆ２のＹ軸方向の一方側または両側に形成されてもよいし、平面視で、第２平面Ｆ２の周囲を囲むように枠状に形成されていてもよい。

【0086】

以上、本発明の振動素子の製造方法、振動素子および振動デバイスを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、前述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

【0087】

また、振動素子１としては、前述した実施形態に限定されず、例えば、基部からＹ軸方向プラス側に延出する一対の検出腕と、基部からＹ軸方向マイナス側に延出する一対の駆動腕と、を有するＨ型の角速度検出素子であってもよい。この場合、駆動振動モードでは、一対の駆動腕がＸ軸方向に互いに逆相で振動し、この状態でＹ軸まわりの角速度が加わると、コリオリの力が作用して、一対の検出腕がＺ軸方向に互いに逆相で振動する。そのため、検出腕から出力される信号に基づいてＹ軸まわりの角速度を検出することができる。また、振動素子１としては、この他、二脚音叉型、三脚音叉等の角速度検出素子であってもよい。また、振動素子１としては、角速度検出素子に限定されず、例えば、角速度以外の物理量を検出する検出素子であってもよいし、発振器に用いられるような発振素子であってもよい。

【符号の説明】

【0088】

１…振動素子、２…振動片、３…錘膜、４…電極膜、６…パッケージ、７…回路素子、８…支持基板、１０…水晶ウエハ、１０Ａ…連結梁、１０Ｂ…フレーム、２１…基部、２２、２３…検出腕、２４、２５…連結腕、２６、２７、２８、２９…駆動腕、３０…加工痕、３２、３３、３６、３７、３８、３９…錘膜、４１…駆動信号電極、４２…駆動接地電極、４３…第１検出信号電極、４４…第１検出接地電極、４５…第２検出信号電極、４６…第２検出接地電極、６１…ベース、６２…リッド、６３…接合部材、８１…基板、８２…リード、１００…振動デバイス、２２０、２３０、２６０、２７０、２８０、２９０…溝、２２１、２３１、２６１、２７１、２８１、２９１…腕部、２２２、２３２、２６２、２７２、２８２、２９２…錘部、２６３…上面、２６４…下面、２６５…厚肉部、２６６、２６７…薄肉部、２６８、２６９…傾斜部、６１１、６１１ａ、６１１ｂ、６１１ｃ…凹部、Ｃ…中心、ＣＰ…中心面、Ｆ０…平面、Ｆ１、Ｆ１１、Ｆ１２…第１平面、Ｆ２、Ｆ２１、Ｆ２２…第２平面、Ｆ３…傾斜面、Ｆ３１…第１傾斜面、Ｆ３２…第２傾斜面、Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２…重心、Ｌ…レーザー光、Ｓ…内部空間、ａ、ｂ、ｃ…矢印、ωｚ…角速度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】