專利名稱：壓電振子及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓電振子及其制造方法。
技術(shù)背景公知有將壓電振動(dòng)片固定在封裝內(nèi)并用蓋進(jìn)行密封的技術(shù)，且公知 有使用設(shè)有窗部件的蓋，以在密封后可以光學(xué)識(shí)別內(nèi)部的技術(shù)(專利文 獻(xiàn)l)。在利用金屬形成蓋，利用玻璃形成窗部件的情況下，當(dāng)蓋變形時(shí)， 容易使窗部件破損。窗部件的破損不僅在將蓋接合在封裝上時(shí)的工序中 可能發(fā)生，在將蓋接合在封裝上之后也會(huì)發(fā)生。專利文獻(xiàn)l:日本特開(kāi)2005-191314號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于防止設(shè)置在蓋上的窗部件的破損。(1)本發(fā)明的壓電振子具有壓電振動(dòng)片，其具有基部和從所述基部延伸的振動(dòng)臂；封裝，其包含固定有所述壓電振動(dòng)片的底部和包圍所 述底部的框壁部，且在所述底部的上方具有開(kāi)口；以及蓋，其堵住所述 封裝的所述開(kāi)口，所述蓋具有形成有貫通孔的主體、包圍所述主體的周圍且形成為比所述主體薄的凸緣、和位于所述貫通孔中的光透射性部 件，所述凸緣具有與所述框壁部的上端面接合的接合部，所述主體在厚 度方向上從所述凸緣向所述底部的方向突出，所述貫通孔位于從所述主 體的中心向接近該主體的第1端部的第1方向偏移的位置，所述凸緣被 接合在所述框壁部上，以使所述第1端部和最接近所述第1端部的所述凸緣的所述接合部之間的間隔，比所述主體的與所述第1方向相反的第2 方向的第2端部和最接近所述第2端部的所述凸緣的所述接合部之間的 間隔大。根據(jù)本發(fā)明，蓋的主體的接近光透射性部件的端部離開(kāi)凸緣接合在框壁部上的部分，所以能夠利用該部分吸收應(yīng)力，抑制光透射性部 件的破損。(2) 在該壓電振子中，可以是，所述凸緣的所述第l方向的寬度比 所述第2方向的寬度大。(3) 在該壓電振子中，可以是，所述蓋具有所述凸緣的朝向所述 封裝的凸緣面、所述主體的朝向所述封裝的主體面、和連接所述凸緣面 和所述主體面的連接面，所述連接面包含凹曲面。(4) 在該壓電振子中，可以是，所述連接面包含與所述主體面的 周緣連接的第1連接部分、與所述凸緣面連接的第2連接部分、以及所 述第1連接部分和第2連接部分之間的中間部分，且至少所述中間部分 是所述凹曲面，所述連接面的至少一部分與所述框壁部接觸。(5) 在該壓電振子中，可以是，所述第1連接部分與所述主體面垂直連接。(6) 在該壓電振子中，可以是，所述中間部分與所述框壁部接觸。(7) 在該壓電振子中，可以是，所述中間部分從所述主體面的周緣開(kāi)始變細(xì)，所述第1連接部分與所述框壁部接觸，在所述中間部分和所 述框壁部之間存在空間。(8) 本發(fā)明的壓電振子的制造方法包含以下工序準(zhǔn)備封裝的工序，所述封裝包含底部和包圍所述底部的框壁部，且在所述底部的上方具有開(kāi)口；將壓電振動(dòng)片固定在所述底部上的工序，所述壓電振動(dòng)片具有基 部和從所述基部延伸的振動(dòng)臂；準(zhǔn)備蓋的工序，所述蓋具有形成有貫通孔的主體、位于所述貫通孔中的光透射性部件、和包圍所述主體的周圍且形成為比所述主體薄的凸緣，所述主體從所述凸緣向厚度方向突出； 將所述主體的從所述凸緣突出的部分配置在所述框壁部的內(nèi)側(cè)并與所述 框壁部隔開(kāi)間隔，使所述凸緣與所述框壁部重疊，來(lái)配置所述蓋以堵住 所述封裝的所述開(kāi)口的工序；以及通過(guò)局部加熱將所述凸緣接合在所述 框壁部的上端面上的工序，所述貫通孔位于從所述主體的中心向接近該 主體的第1端部的第1方向偏移的位置，在配置所述蓋的工序中，配置 所述蓋，以使所述第1端部和所述凸緣與最接近所述第1端部的所述框壁部的重疊部分之間的間隔，比所述主體的與所述第1方向相反的第2 方向的第2端部和重疊部分之間的間隔大，該重疊部分指所述凸緣與最 接近所述第2端部的所述框壁部的重疊部分。根據(jù)本發(fā)明，蓋的主體的 接近光透射性部件的端部離開(kāi)凸緣接合在框壁部上的部分，所以能夠利 用該部分吸收應(yīng)力，抑制光透射性部件的破損。(9) 在該壓電振子的制造方法中，可以是，所述蓋具有所述凸緣 的朝向所述封裝的凸緣面、所述主體的朝向所述封裝的主體面、和連接 所述凸緣面和所述主體面的連接面，在配置所述蓋的工序中，使所述連 接面的至少一部分與所述框壁部接觸。(10) 在該壓電振子的制造方法中，可以是，所述連接面包含與 所述主體面的周緣連接的第1連接部分、與所述凸緣面連接的第2連接 部分、和所述第1連接部分和第2連接部分之間的中間部分，所述中間 部分從所述主體面的所述周緣開(kāi)始變細(xì)，在配置所述蓋的工序中，使所 述第1連接部分與所述框壁部接觸，在所述中間部分和所述框壁部之間 形成空間。(11) 在該壓電振子的制造方法中，可以是，在配置所述蓋的工序中，使所述蓋傾斜，將所述主體的所述第2方向的所述第2端部配置在所述框壁部的內(nèi)側(cè)后，將所述第1端部配置在所述框壁部的內(nèi)側(cè)。


圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的壓電振子中所使用的壓電振動(dòng)片 (音叉型壓電振動(dòng)片)的俯視圖。圖2是圖i所示的壓電振動(dòng)片的n-n線的剖面放大圖。圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的壓電振子的俯視圖。圖4是圖3所示的壓電振子的仰視圖。圖5是圖3所示的壓電振子的V-V線的剖面圖。圖6是圖5所示的壓電振子的局部放大圖。圖7是示出本實(shí)施方式的第1變形例的壓電振子的圖。圖8是示出本實(shí)施方式的第2變形例的蓋的圖。圖9是示出本實(shí)施方式的第3變形例的壓電振子的圖。 圖IO是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的壓電振子的制造方法的圖。 圖11是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的第4變形例的壓電振子的制造方法 的圖。
具體實(shí)施方式
(壓電振動(dòng)片(組裝到壓電振子之前))圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的壓電振子中所使用的壓電振動(dòng)片 (音叉型壓電振動(dòng)片)的俯視圖。另外，壓電振動(dòng)片IO的仰視圖與俯視 圖對(duì)稱地表示。壓電振動(dòng)片10由石英、鉅酸鋰、鈮酸鋰等壓電材料構(gòu)成。 壓電振動(dòng)片10包含基部12和從基部12延伸的一對(duì)振動(dòng)臂14。圖2是圖1所示的壓電振動(dòng)片10的II-II線的剖面放大圖。振動(dòng)臂 14具有彼此朝向相反方向的表背面16、和在兩側(cè)連接表背面16的第1 和第2側(cè)面20、 22。一方(圖1中為左側(cè))的振動(dòng)臂14的第1側(cè)面20和另一方(圖1 中為右側(cè))振動(dòng)臂14的第2側(cè)面22相向地進(jìn)行排列。第1側(cè)面20形成 為，由表背面16的間隔所定義的振動(dòng)臂14的厚度的中央方向變高的山 型(參照?qǐng)D2)。第1側(cè)面20描繪的山型的高度大于由第1和第2側(cè)面 20、 22的間隔所定義的振動(dòng)臂14的寬度的0%，且小于等于該寬度的 12.5%。在與基部12連接的根本部24中，振動(dòng)臂14的寬度隨著靠近基部 12側(cè)而變寬，利用較寬的寬度與基部12連接，所以剛性提高。振動(dòng)臂 14包含第1錐形部26，該第1錐形部26的由第1和第2側(cè)面20、 22的 間隔所定義的寬度從基部12開(kāi)始隨著靠近前端而變細(xì)。通過(guò)形成第1錐 形部26，振動(dòng)臂14容易振動(dòng)。振動(dòng)臂14在比第1錐形部26更接近前端 的位置，包含第2錐形部28，該第2錐形部28的寬度從第1錐形部26 開(kāi)始隨著靠近前端而變粗。第2錐形部28發(fā)揮錘的功能，所以能夠降低 振動(dòng)頻率。振動(dòng)臂14形成為，連接第1、第2錐形部26、 28的寬度變更 點(diǎn)位于比長(zhǎng)槽30更接近前端的位置處。在振動(dòng)臂14上，在表背面16上分別形成有沿長(zhǎng)度方向延伸的長(zhǎng)槽30。通過(guò)長(zhǎng)槽30使振動(dòng)臂14容易且有效地振動(dòng)，所以，能夠降低CI值。 長(zhǎng)槽30具有振動(dòng)臂14的長(zhǎng)度的50 70%的長(zhǎng)度。并且，長(zhǎng)槽30具有振 動(dòng)臂14的寬度的60 90%的寬度。
長(zhǎng)槽30包含與第1側(cè)面20背靠背延伸的第1內(nèi)表面32、和與第 2側(cè)面22背靠背延伸的第2內(nèi)表面34。第1內(nèi)表面32相對(duì)于表背面16 的角度比第2內(nèi)表面34相對(duì)于表背面16的角度更接近垂直。第1內(nèi)表 面32可以是平坦面。第2內(nèi)表面34也可以是平坦面，但是，在圖2所 示的例子中，是由不同角度的面連接而成。第1和第2側(cè)面20、 22相對(duì) 于表背面16的角度(與表背面16連接部分的角度)比第2內(nèi)表面34相 對(duì)于表背面16的角度更接近垂直。
壓電振動(dòng)片10包含一對(duì)支承臂36。 一對(duì)支承臂36從基部12開(kāi)始 在與一對(duì)振動(dòng)臂14延伸的方向交叉的方向上分別向彼此相反的方向延 伸，再向一對(duì)振動(dòng)臂14延伸的方向彎曲并進(jìn)一步延伸。通過(guò)進(jìn)行彎曲， 支承臂36被小型化。支承臂36是安裝在封裝60上的部分，通過(guò)利用支 承臂36的安裝，振動(dòng)臂14和基部12成為懸空狀態(tài)。
在基部12上，在彼此相向的方向上形成有一對(duì)切口 38，以便在振 動(dòng)臂14的與表背面16同一側(cè)的面上呈現(xiàn)中間變細(xì)的形狀。在一對(duì)支承 臂36從基部12延伸并彎曲的方向的一側(cè)， 一對(duì)切口 38分別與一對(duì)支承 臂36相鄰地形成在基部12上。通過(guò)切口 38，振動(dòng)臂14的振動(dòng)的傳遞被 隔斷，所以，能夠抑制振動(dòng)經(jīng)由基部12和支承臂36傳遞到外部(振動(dòng) 泄漏)，防止CI值的上升。在能夠確?；?2的強(qiáng)度的范圍內(nèi)，切口38 的長(zhǎng)度(深度)越長(zhǎng)(深)，振動(dòng)泄漏的抑制效果越大。關(guān)于一對(duì)切口 38 之間的寬度(被一對(duì)切口 38夾持的部分的寬度)，可以比一對(duì)振動(dòng)臂14 的相向的第1和第2側(cè)面20、 22的間隔小，也可以比該間隔大，可以比 一對(duì)振動(dòng)臂14的彼此朝向相反方向的第1和第2側(cè)面20、 22的距離小， 也可以比該距離大。
在振動(dòng)臂14上形成有激勵(lì)電極膜。激勵(lì)電極膜可以是包含具有大于 等于IOOA且小于等于300A的厚度的底層的Cr膜和形成在Cr膜上的具有大于等于200A且小于等于500A的厚度的Au膜的多層結(jié)構(gòu)。Cr膜與 石英的緊密接合性高，Au膜的電阻低且不易氧化。激勵(lì)電極膜包含分 別形成在第1和第2側(cè)面20、 22上的第1和第2側(cè)面電極膜42、 44、和 分別形成在第1和第2內(nèi)表面32、 34上的第1和第2內(nèi)表面電極膜46、 48。通過(guò)激勵(lì)電極膜來(lái)構(gòu)成第1和第2激勵(lì)電極50、 52。第1激勵(lì)電極50包含形成在長(zhǎng)槽30上的第1和第2內(nèi)表面電極膜 46、 48。形成在一個(gè)長(zhǎng)槽30上的第1和第2內(nèi)表面電極膜46、 48彼此 連續(xù)地形成且電連接。形成在表背面16的一方(例如表面)的長(zhǎng)槽30 上的第1和第2內(nèi)表面電極膜46、 48與形成在表背面16的另一方(例 如背面)的長(zhǎng)槽30上的第1和第2內(nèi)表面電極膜46、 48電連接。艮P， 分別形成在表背面16上的一對(duì)第1激勵(lì)電極50電連接。并且，形成在 一方的振動(dòng)臂14上的一對(duì)第1激勵(lì)電極50與分別形成在基部12上的表 背面16上的引出電極53連接，這些引出電極53與另一方的振動(dòng)臂14 的第1或第2側(cè)面電極膜42、 44連接，從而實(shí)現(xiàn)電連接。第2激勵(lì)電極52包含第1和第2側(cè)面電極膜42、 44。并且，第1 和第2側(cè)面電極膜42、 44電連接。該電連接通過(guò)連接電極54實(shí)現(xiàn)，該 連接電極54形成在振動(dòng)臂14的沒(méi)有形成長(zhǎng)槽30的部分中、表背面16 的至少一方(或者雙方)上。形成在一方的振動(dòng)臂14上的第1激勵(lì)電極50和形成在另一方的振 動(dòng)臂14上的第2激勵(lì)電極52利用基部12上的引出電極53電連接。引 出電極53 —直形成到排列在形成有第2激勵(lì)電極52的振動(dòng)臂14的旁邊 的支承臂36上。引出電極53形成在支承臂36的表背面16 (或者進(jìn)而在 側(cè)面)上。在支承臂36上，可以使引出電極53成為與外部進(jìn)行電連接 的電連接部。振動(dòng)臂14在表背面16的至少一方上具有第1和第2金屬膜形成區(qū) 域56、 58。表背面16是指構(gòu)成振動(dòng)臂14的材料的面，第1和第2金屬 膜形成區(qū)域56、 58的金屬膜直接形成在表背面16上，激勵(lì)電極膜避開(kāi) 第1和第2金屬膜形成區(qū)域56、 58來(lái)形成。第2金屬膜形成區(qū)域58形 成為比第1金屬膜形成區(qū)域56遠(yuǎn)離振動(dòng)臂14的前端。并且，第1金屬膜形成區(qū)域56的金屬膜形成為比第2金屬膜形成區(qū)域58的金屬膜厚。 并且，也可以使第1和第2金屬膜形成區(qū)域56、 58的金屬膜連續(xù)，進(jìn)而 作為連接第1和第2側(cè)面電極膜42、 44的連接電極發(fā)揮功能。第1和第2金屬膜形成區(qū)域56、 58的金屬膜發(fā)揮振動(dòng)臂14的錘的 作用，通過(guò)去除其一部分，能夠調(diào)整錘的重量。振動(dòng)臂14的前端部的重 量越重，振動(dòng)臂14的振動(dòng)頻率越低，振動(dòng)臂14的前端部的重量越輕， 振動(dòng)臂14的振動(dòng)頻率越高。利用該性質(zhì)能夠進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)。在第1金屬 膜形成區(qū)域56上形成有第1金屬膜去除部57。振動(dòng)臂14的表背面16從 第1金屬膜去除部57露出。 (壓電振動(dòng)片的動(dòng)作)在本實(shí)施方式中，通過(guò)對(duì)第1側(cè)面電極膜42和第1內(nèi)表面電極膜 46之間施加電壓，對(duì)第2側(cè)面電極膜44和第2內(nèi)表面電極膜48之間施 加電壓，使振動(dòng)臂14的一個(gè)側(cè)端伸長(zhǎng)、另一個(gè)側(cè)端縮短，使振動(dòng)臂14 彎曲并振動(dòng)。換言之，在一個(gè)振動(dòng)臂14中，對(duì)第1和第2激勵(lì)電極50、 52之間施加電壓，使振動(dòng)臂14的第1和第2側(cè)面20、 22伸縮，從而使 振動(dòng)臂14振動(dòng)。另外可知，第1和第2激勵(lì)電極50、 52在振動(dòng)臂14的 70%以內(nèi)，其長(zhǎng)度越長(zhǎng)，CI值越低。圖2是說(shuō)明本實(shí)施方式的壓電振動(dòng)片IO的動(dòng)作的圖。如圖2所示， 對(duì)一方的振動(dòng)臂14的第1和第2激勵(lì)電極50、 52施加電壓，對(duì)另一方 振動(dòng)臂14的第1和第2激勵(lì)電極50、 52施加電壓。這里，第1激勵(lì)電 極50和第2激勵(lì)電極52通過(guò)交叉布線與交流電源連接，施加作為驅(qū)動(dòng) 電壓的交變電壓，以使一方(左側(cè))的振動(dòng)臂14的第1激勵(lì)電極50和 另一方(右側(cè))振動(dòng)臂14的第2激勵(lì)電極52為相同電位(在圖2的例 子中為正電位)， 一方(左側(cè))的振動(dòng)臂14的第2激勵(lì)電極52和另一方 (右側(cè))振動(dòng)臂14的第1激勵(lì)電極50為相同電位(在圖2的例子中為 負(fù)電位)。通過(guò)施加電壓，如圖2中箭頭所示產(chǎn)生電場(chǎng)，由此，振動(dòng)臂14 以成為彼此反相振動(dòng)(振動(dòng)臂14的前端側(cè)彼此接近/離開(kāi))的方式被激勵(lì) 而彎曲振動(dòng)。并且，調(diào)節(jié)交變電壓，以在基本模態(tài)下振動(dòng)。 (壓電振子)圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的壓電振子的俯視圖，圖4是圖3所示的壓電振子的仰視圖，圖5是圖3所示的壓電振子的V-V線的剖面圖， 圖6是圖5所示的壓電振子的局部放大圖。在組裝到壓電振子中的壓電振動(dòng)片10中，在第2金屬膜形成區(qū)域 58的金屬膜上形成有第2金屬膜去除部59。振動(dòng)臂14的表背面16從第 2金屬膜去除部59露出。壓電振子具有封裝60。封裝60包含固定有壓電振動(dòng)片10的底部62 和包圍底部62的框壁部64。在底部62上形成有用于進(jìn)行抽真空的通氣 孔66，通氣孔66被由釬料(AuGe等)構(gòu)成的密封部68堵住。在封裝60的底部62上固定有壓電振動(dòng)片10。壓電振動(dòng)片10被固 定成，振動(dòng)臂14從基部12向框壁部64延伸。支承臂36被固定在底部 62上，振動(dòng)臂14處于從封裝60懸空的狀態(tài)。底部62的與振動(dòng)臂14的 前端部相向的區(qū)域變低，即使振動(dòng)臂14彎曲，也難以接觸底部62。使用 導(dǎo)電性粘接劑70，使支承臂36上的引出電極53 (參照?qǐng)D1)和形成在底 部62上的布線72電連接。布線72與封裝60的底面的外部電極74電連 接。另外，壓電振動(dòng)片10具有兩個(gè)支承臂36，在封裝60上形成有兩個(gè) 外部電極74， 一個(gè)支承臂36上的引出電極53與一個(gè)外部電極74電連接， 另一個(gè)支承臂36上的引出電極53與另一個(gè)外部電極74電連接。外部電 極74通過(guò)釬焊而電連接并安裝在電路基板(未圖示)上。封裝60的整體可以由金屬形成，但是，在主要由陶瓷等非金屬形成 的情況下，框壁部64的上端面被金屬噴鍍。在框壁部64的非金屬部上 設(shè)有密封圈80。詳細(xì)地說(shuō)，設(shè)有W (或Mo)膜、AgCu合金膜和Kovar (可伐合金)層的層疊體、以及以覆蓋這些側(cè)面和Kovar層的上表面的 方式層疊的Ni膜和Au膜。至少將Kovar層(也可以包含其他膜)稱為 密封圈80。在本實(shí)施方式中，密封圈80是框壁部64的上端部(構(gòu)成上 端面的部件)。密封圈80為沒(méi)有縫隙地包圍底部62的上方的形狀。密封 圈80用于接縫焊接。在密封圈80上固定有蓋100。蓋100包含Kovar層和包覆該Kovar層的Ni層。蓋100的表面或背 面為包含平行的四邊的形狀(矩形或用直線或曲線切下矩形的角后的形狀)。蓋100包含形成有貫通孔102的主體104和包圍主體104的周圍 且形成為比主體104薄的凸緣106。在貫通孔102貫通的表面和背面的至 少一方中，主體104從凸緣106向厚度(由表面和背面所定義的厚度。 以下同樣。)方向突出。蓋100具有凸緣106的朝向封裝的凸緣面108、 主體104的朝向封裝的主體面110、以及連接凸緣面108和主體面110的 連接面112。連接面112包含凹曲面(凹陷的圓角)，可以在一對(duì)平坦面 之間具有凹曲面。如圖6所示，連接面112的曲率半徑比連接密封圈80 的內(nèi)側(cè)面和上端面的內(nèi)表面部分的圓角82的曲率半徑大。凸緣106的第 1方向D1的寬度W1 (從主體104突出的長(zhǎng)度。以下同樣。)和第2方向 D2的寬度W2相等。并且，第1和第2方向D1、 D2的寬度W1、 W2也 和與第1和第2方向Dl、 D2正交的方向D3的寬度W3 (參照?qǐng)D3)相 等。光透射性部件114位于貫通孔102中。貫通孔102為圓形的幵口形 狀。貫通孔102位于從主體104的中心向接近主體104的第1端部116 的第1方向D1偏移的位置。蓋100與固定有壓電振動(dòng)片10的封裝60重疊，來(lái)堵住封裝60的開(kāi) 口 。凸緣106具有與框壁部64的上表面接合的接合部。蓋100的主體104 在厚度方向上從凸緣106向底部62的方向突出。并且，主體104的貫通 孔102所接近的第1端部116和最接近第1端部116的凸緣106的接合 部120之間的間隔，比主體104的與第1方向Dl相反的第2方向D2的 第2端部118和最接近第2端部118的凸緣106的接合部122之間的間 隔大。通過(guò)該配置將凸緣106接合在框壁部64上。并且，光透射性部件 114配置成，其下表面與第2金屬膜形成區(qū)域58相向。由蓋100密封的 封裝60的內(nèi)部為真空。根據(jù)本實(shí)施方式，蓋100的主體104的接近光透射性部件114的第1 端部116從凸緣106與框壁部64之間的接合部離開(kāi)，所以，能夠利用凸 緣106吸收應(yīng)力，抑制光透射性部件114的破損。圖7是示出本實(shí)施方式的第1變形例的壓電振子的圖。在該變形例 中，連接面112包含與主體面110的周緣連接的第1連接部分124、與凸緣面108連接的第2連接部分126、以及第1和第2連接部分124、 126 之間的中間部分128。至少中間部分128是凹曲面。連接面112的至少一 部分(在圖7的例子中為第1和第2連接部分124、 126以及中間部分128) 與框壁部164 (例如密封圈)接觸。中間部分128也與框壁部164接觸。 第1連接部分124與主體面110垂直連接。除此以外適用于上述實(shí)施方 式的說(shuō)明。圖8是示出本實(shí)施方式的第2變形例的蓋的圖。在該變形例中，凸 緣206的第1方向Dll的寬度Wll(從主體204突出的長(zhǎng)度。以下同樣。) 比第2方向D22的寬度W22大。除此以外適用于上述實(shí)施方式的說(shuō)明。圖9是示出本實(shí)施方式的第3變形例的壓電振子的圖。在該變形例 中，蓋300的位于主體面310和凸緣面308之間的連接面312的一部分 即中間部分328從主體面310的周緣開(kāi)始變細(xì)。換言之，中間部分328 為倒錐形。由此，第1連接部分324 (與主體面310的周緣連接的部分) 與框壁部64接觸，在中間部分328和框壁部64之間存在空間。除此以 外適用于上述實(shí)施方式的說(shuō)明。 (壓電振子的制造方法)圖IO是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的壓電振子的制造方法的圖。壓電振 子的制造方法包括壓電振動(dòng)片10的形成。在壓電振動(dòng)片10由石英構(gòu)成 的情況下，使用如下的石英晶片在由X軸、Y軸和Z軸構(gòu)成的正交坐 標(biāo)系中，以Z軸為中心順時(shí)針旋轉(zhuǎn)0度到5度范圍而切出的石英Z板， 切斷成規(guī)定厚度進(jìn)行研磨而得到。從一個(gè)石英晶片以連接的狀態(tài)切出多 個(gè)壓電振動(dòng)片10，最終切斷成各個(gè)壓電振動(dòng)片10。在壓電振動(dòng)片10上 形成激勵(lì)電極膜、第1和第2金屬膜形成區(qū)域56、 58的金屬膜。在將壓電振動(dòng)片10固定在封裝60上的工序前，進(jìn)行去除第1金屬 膜形成區(qū)域56的金屬膜的一部分的工序。即，在組裝到壓電振子之前(可 以在分別切斷從石英晶片以連接的狀態(tài)切出的多個(gè)壓電振動(dòng)片10之前， 也可以在這之后。)，通過(guò)去除第1金屬膜形成區(qū)域56的金屬膜的一部分 (形成第1金屬膜去除部57)，來(lái)進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)。通過(guò)激光束來(lái)進(jìn)行第l 金屬膜形成區(qū)域56的金屬膜的一部分的去除。第1金屬膜形成區(qū)域56比第2金屬膜形成區(qū)域58更接近振動(dòng)臂14的前端，所以，使振動(dòng)臂14 易于振動(dòng)(提高頻率)的效果大。而且，第1金屬膜形成區(qū)域56的金屬 膜形成為比第2金屬膜形成區(qū)域58的金屬膜厚，所以，在以相同面積去 除的情況下，體積變大，所以，該效果更明顯。對(duì)第1金屬膜形成區(qū)域 56進(jìn)行的頻率調(diào)節(jié)工序，以粗略調(diào)節(jié)為目的，可以稱為粗調(diào)。在將壓電 振動(dòng)片10安裝在封裝60上之前，利用激光束去除第1金屬膜形成區(qū)域 56的一部分，就已經(jīng)進(jìn)行了頻率調(diào)節(jié)，所以，能夠減少之后進(jìn)行的第2 金屬膜形成區(qū)域58的金屬膜的去除量。在壓電振子的制造方法中，準(zhǔn)備封裝60。另外，預(yù)先在封裝60的 框壁部64的非金屬部上固定密封圈80。然后，將壓電振動(dòng)片10固定在 底部62上。壓電振子的制造方法包含配置蓋100的工序。詳細(xì)地說(shuō)，將主體104 從凸緣106突出的部分配置在框壁部64的內(nèi)側(cè)并與框壁部64隔開(kāi)間隔， 使凸緣106與框壁部64重疊，來(lái)配置蓋100以堵住封裝60的開(kāi)口 。并 且，以如下方式配置蓋100:使光透射性部件114的下表面與第2金屬膜 形成區(qū)域58相向。在配置蓋100的工序中，也可以使蓋100傾斜，將主 體104的第2方向D2的第2端部118配置在框壁部64的內(nèi)側(cè)后，將主 體104的第1方向Dl的第1端部116配置在框壁部64的內(nèi)側(cè)。壓電振子的制造方法包含通過(guò)局部加熱將凸緣106接合在框壁部64 的上表面上的工序。通過(guò)接縫焊接來(lái)進(jìn)行接合。這樣，利用蓋100堵住 封裝60的開(kāi)口。通過(guò)接縫接合來(lái)接合蓋100，所以，進(jìn)行局部加熱，而 不進(jìn)行整體加熱。因此，由于熱而在壓電振動(dòng)片IO上產(chǎn)生的變形小，所 以，通過(guò)少量的去除即可完成頻率調(diào)節(jié)用的第2金屬膜形成區(qū)域58的金 屬膜的去除，氣體的產(chǎn)生少。另外，能夠抑制進(jìn)行接縫接合時(shí)光透射性 部件114的變形，所以，能夠使光透射性部件114的位置遠(yuǎn)離進(jìn)行接縫 接合的部分。另外，在圖9所示的變形例中，在第2方向D222中，通過(guò)凸緣306 與框壁部64之間的接合部322以及第1連接部分324和框壁部64之間 的接觸部分，來(lái)密封位于中間部分328和框壁部64之間的空間，所以，能夠?qū)⑼咕?06和框壁部64的接合時(shí)所產(chǎn)生的氣體封閉在該空間中。 根據(jù)本實(shí)施方式，使蓋100的主體104的接近光透射性部件114的
端部離開(kāi)凸緣106的與框壁部64接合的部分，所以，進(jìn)行蓋100的接合
時(shí)，能夠利用該部分吸收應(yīng)力，能夠抑制光透射性部件114的破損。
利用蓋100堵住封裝60的開(kāi)口后，通過(guò)形成在封裝60上的通氣孔
66，使由蓋100堵住的封裝60內(nèi)為真空，然后，利用釬料76堵住通氣
孔66。
并且，壓電振子的制造方法還包含去除第2金屬膜形成區(qū)域58的金 屬膜的一部分的工序。利用蓋100堵住封裝60的開(kāi)口后(例如還在抽真 空工序后)進(jìn)行該工序。通過(guò)光透射性部件114，對(duì)第2金屬膜形成區(qū)域 58照射激光束來(lái)進(jìn)行該工序。第2金屬膜形成區(qū)域58比第1金屬膜形成 區(qū)域56的金屬膜更遠(yuǎn)離振動(dòng)臂14的前端，所以，使振動(dòng)臂14易于振動(dòng) (提高頻率)的效果小，因此相反可以進(jìn)行微調(diào)節(jié)。而且，第2金屬膜 形成區(qū)域58的金屬膜形成為比第1金屬膜形成區(qū)域56的金屬膜薄，所 以，在以相同面積去除的情況下，體積小，所以，微調(diào)節(jié)的效果更明顯。
本實(shí)施方式的壓電振子的制造方法包含上述工序，還包含根據(jù)上述 壓電振子的結(jié)構(gòu)而顯而易見(jiàn)的制造工序。
圖11是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的第4變形例的壓電振子的制造方法 的圖。在該變形例中，使用激光束或電子束來(lái)代替上述接縫接合。該情 況下，代替上述密封圈80，在框壁部64的非金屬部上預(yù)先層疊W (或 Mo)膜、Ni膜和Au膜，在凸緣106上預(yù)先設(shè)置釬料130 (例如AgCu)。 使用激光束或電子束的接合也是基于局部加熱的接合。其他內(nèi)容與上述 實(shí)施方式所說(shuō)明的相同。
(壓電振子的應(yīng)用例)
可以使用上述壓電振子構(gòu)成振蕩器或傳感器。利用包含壓電振子的 振蕩電路構(gòu)成振蕩器時(shí)，可以獲得頻率精度高的交流信號(hào)。并且，使用 壓電振子的傳感器是利用壓電振動(dòng)片10的頻率根據(jù)物理量而變動(dòng)的性質(zhì) 來(lái)檢測(cè)該物理量的傳感器。例如，作為例子，可以列舉檢測(cè)由于溫度、 加速度產(chǎn)生的應(yīng)力、由于角速度產(chǎn)生的科里奧利力(Coriolis force)等的傳感器。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，可以進(jìn)行各種變形。例如，本發(fā)明包 含實(shí)質(zhì)上與實(shí)施方式所說(shuō)明的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)(例如功能、方法和結(jié)果 相同的結(jié)構(gòu)、或者目的和結(jié)果相同的結(jié)構(gòu))。并且，本發(fā)明包含置換實(shí)施 方式所說(shuō)明的結(jié)構(gòu)的非本質(zhì)部分的結(jié)構(gòu)。并且，本發(fā)明包含可以實(shí)現(xiàn)與 實(shí)施方式所說(shuō)明的結(jié)構(gòu)相同的作用效果的結(jié)構(gòu)或者可以達(dá)成相同目的的 結(jié)構(gòu)。并且，本發(fā)明包含在實(shí)施方式所說(shuō)明的結(jié)構(gòu)中附加公知技術(shù)的結(jié) 構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種壓電振子，該壓電振子具有壓電振動(dòng)片，其具有基部和從所述基部延伸的振動(dòng)臂；封裝，其包含固定有所述壓電振動(dòng)片的底部和包圍所述底部的框壁部，且在所述底部的上方具有開(kāi)口；以及蓋，其堵住所述封裝的所述開(kāi)口，所述蓋具有形成有貫通孔的主體、包圍所述主體的周圍且形成為比所述主體薄的凸緣、和位于所述貫通孔中的光透射性部件，所述凸緣具有與所述框壁部的上端面接合的接合部，所述主體在厚度方向上從所述凸緣向所述底部的方向突出，所述貫通孔位于從所述主體的中心向接近該主體的第1端部的第1方向偏移的位置，所述凸緣被接合在所述框壁部上，以使所述第1端部和最接近所述第1端部的所述凸緣的所述接合部之間的間隔，比所述主體的與所述第1方向相反的第2方向的第2端部和最接近所述第2端部的所述凸緣的所述接合部之間的間隔大。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電振子，其中， 所述凸緣的所述第1方向上的寬度比所述第2方向上的寬度大。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電振子，其中，所述蓋具有所述凸緣的朝向所述封裝的凸緣面、所述主體的朝向 所述封裝的主體面、和連接所述凸緣面和所述主體面的連接面， 所述連接面包含凹曲面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓電振子，其中，所述連接面包含與所述主體面的周緣連接的第1連接部分、與所 述凸緣面連接的第2連接部分、以及所述第1連接部分和第2連接部分 之間的中間部分，至少所述中間部分是所述凹曲面，所述連接面的至少一部分與所述框壁部接觸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓電振子，其中， 所述第1連接部分與所述主體面垂直連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的壓電振子，其中， 所述中間部分與所述框壁部接觸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓電振子，其中， 所述中間部分從所述主體面的周緣開(kāi)始變細(xì)，所述第1連接部分與所述框壁部接觸，在所述中間部分和所述框壁 部之間存在空間。
8. —種壓電振子的制造方法，該壓電振子的制造方法包含以下工序 準(zhǔn)備封裝的工序，所述封裝包含底部和包圍所述底部的框壁部，且在所述底部的上方具有開(kāi)口；將壓電振動(dòng)片固定在所述底部上的工序，所述壓電振動(dòng)片具有基部 和從所述基部延伸的振動(dòng)臂；準(zhǔn)備蓋的工序，所述蓋具有形成有貫通孔的主體、位于所述貫通 孔中的光透射性部件、和包圍所述主體的周圍且形成為比所述主體薄的 凸緣，所述主體從所述凸緣向厚度方向突出；將所述主體的從所述凸緣突出的部分配置在所述框壁部的內(nèi)側(cè)并與 所述框壁部隔開(kāi)間隔，使所述凸緣與所述框壁部重疊，來(lái)配置所述蓋以 堵住所述封裝的所述開(kāi)口的工序；以及通過(guò)局部加熱將所述凸緣接合在所述框壁部的上端面上的工序，所述貫通孔位于從所述主體的中心向接近該主體的第1端部的第1 方向偏移的位置，在配置所述蓋的工序中，配置所述蓋，以使所述第1端部、和所述 凸緣與最接近所述第1端部的所述框壁部的重疊部分之間的間隔，比所 述主體的與所述第1方向相反的第2方向的第2端部和重疊部分之間的 間隔大，該重疊部分指所述凸緣與最接近所述第2端部的所述框壁部的 重疊部分。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓電振子的制造方法，其中， 所述蓋具有所述凸緣的朝向所述封裝的凸緣面、所述主體的朝向所述封裝的主體面、和連接所述凸緣面和所述主體面的連接面，在配置所述蓋的工序中，使所述連接面的至少一部分與所述框壁部 接觸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓電振子的制造方法，其中，所述連接面包含與所述主體面的周緣連接的第1連接部分、與所述凸緣面連接的第2連接部分、和所述第1連接部分和第2連接部分之間的中間部分，所述中間部分從所述主體面的所述周緣開(kāi)始變細(xì)， 在配置所述蓋的工序中，使所述第1連接部分與所述框壁部接觸，在所述中間部分和所述框壁部之間形成空間。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8 10中的任一項(xiàng)所述的壓電振子的制造方法，其中，在配置所述蓋的工序中，使所述蓋傾斜，將所述主體的所述第2方 向的所述第2端部配置在所述框壁部的內(nèi)側(cè)后，將所述第1端部配置在 所述框壁部的內(nèi)側(cè)。
全文摘要
壓電振子及其制造方法，目的在于防止設(shè)在蓋(100)上的窗部件破損。凸緣(106)具有與框壁部(64)的上表面接合的接合部，主體部(104)在厚度方向上從凸緣(106)向底部(62)的方向突出，位于框壁部(64)內(nèi)側(cè)且與框壁部(64)隔開(kāi)間隔。貫通孔(102)位于從主體(104)的中心向接近主體(104)的第1端部(116)的第1方向(D1)偏移的位置。凸緣(106)接合在框壁部(64)上，使主體(104)的貫通孔(102)所接近的第1端部(116)和最接近第1端部(116)的凸緣(106)的接合部(120)間的間隔比主體(104)的與第1方向(D1)相反的第2方向(D2)的第2端部(118)和最接近第2端部(118)的凸緣(106)的接合部(122)間的間隔大。
文檔編號(hào)H03H9/00GK101335507SQ200810130289
公開(kāi)日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月28日
發(fā)明者利根川幸弘, 原明稔, 石川賀津雄 申請(qǐng)人:愛(ài)普生拓優(yōu)科夢(mèng)株式會(huì)社