JP6659288B2 - A tuning fork crystal element and a crystal device on which the tuning fork crystal element is mounted. - Google Patents

A tuning fork crystal element and a crystal device on which the tuning fork crystal element is mounted. Download PDF

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Description

本発明は、例えば電子機器等に用いられる音叉型水晶素子及びこの音叉型水晶素子が実装された水晶デバイスに関するものである。   The present invention relates to a tuning-fork type crystal element used for, for example, an electronic device and a crystal device on which the tuning-fork type crystal element is mounted.

音叉型水晶素子は、水晶基部と、水晶基部の側面より同一の方向に延びる二本の平板形状の水晶振動部とによって構成されている。また、水晶デバイスは、音叉型水晶素子の圧電効果を利用して、屈曲振動を起こし、特定の周波数を発生させるものである。基板上に設けられた電極パッドに導電性接着剤を介して実装された音叉型水晶素子を備えた水晶デバイスが提案されている(例えば、下記特許文献1参照)。   The tuning-fork type crystal element includes a crystal base and two flat-plate-shaped crystal vibrating portions extending in the same direction from the side surfaces of the crystal base. Further, the crystal device generates a specific frequency by causing a bending vibration by utilizing a piezoelectric effect of a tuning fork type crystal element. There has been proposed a crystal device including a tuning fork-type crystal element mounted on an electrode pad provided on a substrate via a conductive adhesive (for example, see Patent Document 1 below).

特開2008−301297号公報JP 2008-301297 A

上述した従来の水音叉型水晶素子は、水晶デバイスの小型化に伴い、音叉型水晶素子も小型化が要求されている。音叉素子が小型化されたことにより、音叉型水晶素子の振動腕と導電性接着剤で保持されている箇所との距離が短くなり、振動腕の振動が阻害され、電気的特性が低下してしまう虞がある。   In the above-mentioned conventional water tuning fork type crystal element, the downsizing of the crystal device is required to reduce the size of the tuning fork type crystal element. Due to the miniaturization of the tuning fork element, the distance between the vibrating arm of the tuning fork type crystal element and the portion held by the conductive adhesive is shortened, the vibration of the vibrating arm is hindered, and the electrical characteristics are reduced. There is a possibility that it will end up.

本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、電気的特性を改善することができる音叉型水晶素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a tuning-fork type crystal element that can improve electrical characteristics.

本発明の一つの態様による音叉型水晶素子は、結晶軸におけるXY′Z′直交座標系を定義し、Z′軸に沿った方向に厚みを有する略矩形状の水晶基部と、前記水晶基部の側面より+Y′軸方向に延出するように設けられた水晶振動部と、前記水晶基部の前記側面と対向する位置にある側面より+X軸方向及び−X軸方向に延出するようにして設けられた略矩形形状の水晶保持部と、+X軸方向側にある前記水晶保持部の側面にのみ前記水晶振動部と同一方向である+Y′軸方向に延出するように設けられた一つの水晶支持部と、平面視して、前記水晶保持部と前記水晶振動部の間に位置し、前記水晶支持部と近接する位置にある前記水晶基部の+X軸方向側の一辺と対向する位置にある前記水晶基部の―X軸方向側の一辺にのみ設けられた切欠き部と、前記水晶振動部の上面及び下面に設けられた励振電極と、前記水晶振動部から前記水晶基部、前記水晶支持部にかけて設けられ前記励振電極と電気的に接続された引き出し電極と、を備えている。 A tuning-fork type crystal element according to one embodiment of the present invention defines an XY′Z ′ orthogonal coordinate system on a crystal axis, and has a substantially rectangular crystal base having a thickness in a direction along the Z ′ axis; A crystal vibrating portion provided to extend from the side surface in the + Y'-axis direction, and a crystal vibrating portion provided to extend in the + X-axis direction and the -X-axis direction from a side surface of the crystal base portion facing the side surface. And a single crystal provided so as to extend only in a side surface of the crystal holding portion on the + X axis direction side in the + Y ′ axis direction which is the same direction as the crystal vibrating portion. A supporting portion, which is located between the crystal holding portion and the crystal vibrating portion in plan view, and is located at a position facing one side of the + X-axis direction side of the crystal base portion which is in a position close to the crystal supporting portion; It provided only on one side of the -X-axis direction side of the crystal base Notch portion, excitation electrodes provided on the upper and lower surfaces of the crystal vibrating portion, and a lead-out electrode provided from the crystal vibrating portion to the crystal base portion and the crystal supporting portion and electrically connected to the excitation electrode, It has.

本発明の一つの態様による音叉型水晶素子は、結晶軸におけるXY′Z′直交座標系を定義し、Z′軸に沿った方向に厚みを有する略矩形状の水晶基部と、前記水晶基部の側面より+Y′軸方向に延出するように設けられた水晶振動部と、前記水晶基部の前記側面と対向する位置にある側面より+X軸方向及び−X軸方向に延出するようにして設けられた略矩形形状の水晶保持部と、+X軸方向側にある前記水晶保持部の側面にのみ前記水晶振動部と同一方向である+Y′軸方向に延出するように設けられた一つの水晶支持部と、平面視して、前記水晶保持部と前記水晶振動部の間に位置し、前記水晶支持部と近接する位置にある前記水晶基部の+X軸方向側の一辺と対向する位置にある前記水晶基部の―X軸方向側の一辺にのみ設けられた切欠き部と、前記水晶振動部の上面及び下面に設けられた励振電極と、前記水晶振動部から前記水晶基部、前記水晶支持部にかけて設けられ前記励振電極と電気的に接続された引き出し電極と、を備えている。このような音叉型水晶素子は、平面視して、水晶保持部と水晶振動部の間に位置し、水晶支持部と近接する位置にある水晶基部の一辺と対向する位置にある一辺に設けられた切欠き部を備えていることで、この間の振動の状態を急激に減衰させることができ、水晶振動部から水晶保持部への振動漏れを低減するとともに、接触している部分から水晶振動部への振動阻害を低減することが可能となる。よって、音叉型水晶素子は、電気的特性を向上させることができる。 A tuning-fork type crystal element according to one embodiment of the present invention defines an XY′Z ′ orthogonal coordinate system on a crystal axis, and has a substantially rectangular crystal base having a thickness in a direction along the Z ′ axis; A crystal vibrating portion provided to extend from the side surface in the + Y'-axis direction, and a crystal vibrating portion provided to extend in the + X-axis direction and the -X-axis direction from a side surface of the crystal base portion facing the side surface. And a single crystal provided so as to extend only in a side surface of the crystal holding portion on the + X axis direction side in the + Y ′ axis direction which is the same direction as the crystal vibrating portion. A supporting portion, which is located between the crystal holding portion and the crystal vibrating portion in plan view, and is located at a position facing one side of the + X-axis direction side of the crystal base portion which is in a position close to the crystal supporting portion; It provided only on one side of the -X-axis direction side of the crystal base Notch portion, excitation electrodes provided on the upper and lower surfaces of the crystal vibrating portion, and a lead-out electrode provided from the crystal vibrating portion to the crystal base portion and the crystal supporting portion and electrically connected to the excitation electrode, It has. Such a tuning-fork type crystal element is provided between a crystal holding portion and a crystal vibrating portion in plan view, and is provided on one side at a position opposite to one side of a crystal base portion at a position close to the crystal support portion. The vibrating state during this period can be rapidly attenuated by reducing the vibration leakage from the crystal vibrating section to the crystal holding section. Thus, it is possible to reduce the inhibition of vibration to the vibration. Therefore, the tuning fork type crystal element can improve the electrical characteristics.

第一実施形態に係る音叉型水晶素子を示す外観斜視図である。It is an appearance perspective view showing the tuning fork type crystal element concerning a first embodiment. (a)第一実施形態に係る水晶デバイスを構成する音叉型水晶素子の上面側を示す平面図であり、(b)第一本実施形態に係る水晶デバイスを構成する音叉型水晶素子の下面側を示す平面図である。FIG. 3A is a plan view illustrating an upper surface side of a tuning fork crystal element included in the crystal device according to the first embodiment, and FIG. 3B is a lower surface side of the tuning fork crystal element included in the crystal device according to the first embodiment. FIG. (a)第一実施形態の第一変形例に係る水晶デバイスを構成する音叉型水晶素子の上面側を示す平面図であり、(b)第一実施形態の第一変形例に係る水晶デバイスを構成する音叉型水晶素子の下面側を示す底面図である。(A) It is a top view which shows the upper surface side of the tuning fork type crystal element which comprises the crystal device which concerns on the 1st modification of 1st Embodiment, (b) The crystal device which concerns on 1st modification of 1st Embodiment It is a bottom view showing the lower surface side of the tuning fork type crystal element which comprises. (a)第一実施形態の第二変形例に係る水晶デバイスを構成する音叉型水晶素子の上面側を示す平面図であり、(b)第一実施形態の第二変形例に係る水晶デバイスを構成する音叉型水晶素子の下面側を示す底面図である。(A) It is a top view which shows the upper surface side of the tuning fork type crystal element which comprises the crystal device which concerns on the 2nd modification of 1st Embodiment, (b) It shows the crystal device which concerns on 2nd modification of 1st Embodiment. It is a bottom view showing the lower surface side of the tuning fork type crystal element which comprises. (a)第一実施形態の第三変形例に係る水晶デバイスを構成する音叉型水晶素子の上面側を示す平面図であり、(b)第一実施形態の第三変形例に係る水晶デバイスを構成する音叉型水晶素子の下面側を示す底面図である。(A) It is a top view which shows the upper surface side of the tuning fork type crystal element which comprises the crystal device which concerns on the 3rd modification of 1st Embodiment, (b) The crystal device which concerns on 3rd modification of 1st Embodiment It is a bottom view showing the lower surface side of the tuning fork type crystal element which comprises. 第二実施形態に係る水晶デバイスを示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view showing a crystal device concerning a second embodiment. 第二実施形態に係る水晶デバイスの蓋体を外した状態を上面から見た平面透視図である。It is the plane perspective view which looked at the state where the lid of the crystal device concerning a 2nd embodiment was removed from the upper surface. (a)第二実施形態に係る水晶デバイスを構成するパッケージを上面から見た平面図であり、(b)第二実施形態に係る水晶デバイスを構成するパッケージの基板を上面から見た平面図である。(A) It is the top view which looked at the package which comprises the crystal device concerning 2nd embodiment from the upper surface, and (b) It is the top view which looked at the board | substrate of the package which comprises the crystal device which concerns on 2nd embodiment from the upper surface. is there. (a)第二実施形態に係る水晶デバイスを構成するパッケージを下面から見た底面図である。(A) It is the bottom view which looked at the package which constitutes the crystal device concerning a second embodiment from the lower surface. 第三実施形態に係る水晶デバイスの蓋体を外した状態を上面から見た平面透視図である。It is the plane perspective view which looked at the state where the lid of the crystal device concerning a third embodiment was removed from the upper surface.

(第一実施形態)
第一実施形態における音叉型水晶素子120は、図1及び図2に示すように、水晶基部121、水晶保持部122、水晶振動部123及び水晶支持部124からなる。水晶片121の表面には、励振電極125a、125b、126a及び126bと、引き出し電極127a及び127bと、周波数調整用金属膜128a及び128b、切欠き部129とにより構成されている。
(First embodiment)
The tuning-fork type crystal element 120 according to the first embodiment includes a crystal base 121, a crystal holding part 122, a crystal vibrating part 123, and a crystal supporting part 124, as shown in FIGS. On the surface of the crystal blank 121, there are formed excitation electrodes 125a, 125b, 126a and 126b, extraction electrodes 127a and 127b, metal films 128a and 128b for frequency adjustment, and a cutout 129.

水晶基部121は、後述する水晶振動部123及び水晶保持部を支持するために用いられる。水晶基部121は、結晶の軸方向として電気軸がX軸、機械軸がY軸、及び光軸がZ軸となる直交座標系としたとき、X軸回りに−5°〜+5°の範囲内で回転させたZ′軸の方向が厚み方向となる平面視略四角形の平板である。   The crystal base 121 is used to support a crystal vibrating part 123 and a crystal holding part described later. The crystal base 121 has a rectangular coordinate system in which the electric axis is the X axis, the mechanical axis is the Y axis, and the optical axis is the Z axis. Is a substantially rectangular flat plate in a plan view in which the direction of the Z ′ axis rotated in the direction becomes the thickness direction.

水晶保持部122は、後述する水晶支持部124と共に音叉型水晶素子120をパッケージ上に保持固定するためのものである。水晶保持部122は、水晶基部121の水晶振動部123が形成されている側面と対向する面に設けられている。水晶保持部122は、平面視した際に、水晶基部121よりもX軸方向に幅が広くなるようにして設けられている。   The crystal holding unit 122 is for holding and fixing the tuning-fork type crystal element 120 on a package together with a crystal support unit 124 described later. The crystal holding portion 122 is provided on a surface of the crystal base portion 121 facing the side surface on which the crystal vibrating portion 123 is formed. The crystal holding portion 122 is provided so as to be wider in the X-axis direction than the crystal base portion 121 when viewed in plan.

水晶振動部123は、例えば、その表面に所望のパターンの励振電極125、126を形成し、その励振電極125、126に電位を印加することにより、所望の周波数の振動を励起するためのものある。水晶振動部123は、第一水晶振動部123a及び第二水晶振動部123bとからなる。第一水晶振動部123a及び第二水晶振動部123bは、水晶基部121の一辺からY′軸の方向に平行に延設されている。   The crystal vibrating section 123 is for exciting vibration of a desired frequency by, for example, forming excitation electrodes 125 and 126 of a desired pattern on the surface thereof and applying a potential to the excitation electrodes 125 and 126. . The crystal vibrating section 123 includes a first crystal vibrating section 123a and a second crystal vibrating section 123b. The first crystal vibrating portion 123a and the second crystal vibrating portion 123b extend from one side of the crystal base 121 in parallel with the Y'-axis direction.

水晶支持部124は、前述した水晶保持部122と共に音叉型水晶素子120をパッケージ110上に保持固定するためのものである。水晶支持部124は、水晶保持部122の水晶振動部123が形成されている面と同一方向の面より、水晶振動部123と同一方向に延出するように設けられている。つまり、水晶支持部124は、水晶基部123の一辺からY′軸の方向に平行に延設されている。また、水晶支持部124は、水晶振動部123よりも外側に位置するように設けられている。このような音叉型水晶素子120は、水晶基部121、水晶保持部122、各水晶振動部123及び水晶支持部124が一体となって音叉形状を成しており、フォトリソグラフィー技術と化学エッチング技術により製造される。   The crystal support portion 124 is for holding and fixing the tuning fork type crystal element 120 on the package 110 together with the crystal holding portion 122 described above. The crystal supporting portion 124 is provided so as to extend in the same direction as the crystal vibrating portion 123 from the surface of the crystal holding portion 122 in the same direction as the surface on which the crystal vibrating portion 123 is formed. In other words, the crystal support 124 extends from one side of the crystal base 123 in parallel with the Y′-axis direction. Further, the crystal supporting portion 124 is provided so as to be located outside the crystal vibrating portion 123. In such a tuning fork type crystal element 120, a crystal base 121, a crystal holding part 122, each crystal vibrating part 123 and a crystal supporting part 124 are integrally formed in a tuning fork shape, and are formed by photolithography technology and chemical etching technology. Manufactured.

水晶保持部122及び水晶支持部124により音叉型水晶素子120を保持又は支持することで、バランス良く基板110a上に固定することができる。従って、音叉型水晶素子120の振動漏れを有効に低減して、より一層振動の安定性を図ることができる。また、この水晶支持部124を設けることにより、音叉型水晶素子120を実装した後述するパッケージ110に外部より落下などにより衝撃が加わった場合でも、水晶保持部122及び水晶支持部124においてその衝撃を吸収することができ、音叉型水晶素子120としての耐衝撃性を向上させることが可能となる。   The tuning fork type crystal element 120 is held or supported by the crystal holding part 122 and the crystal supporting part 124, so that it can be fixed on the substrate 110a with good balance. Therefore, the vibration leakage of the tuning fork type crystal element 120 can be effectively reduced, and the vibration stability can be further improved. Further, by providing the crystal support portion 124, even when an impact is applied to the package 110, which will be described later, on which the tuning-fork type crystal element 120 is mounted by dropping from outside, the impact is applied to the crystal holding portion 122 and the crystal support portion 124. As a result, the shock resistance of the tuning-fork type crystal element 120 can be improved.

励振電極125aは、図1及び図2に示すように、第一水晶振動部123aの表裏主面に設けられている。また、励振電極126bは、第一水晶振動部123aの対向する両側面に設けられている。周波数調整用金属膜128aは、第一水晶振動部123aの表主面及び側面の先端部に設けられている。また、一方の引き出し電極127aは、平面視して、水晶支持部124の中心付近及び水晶保持部122に設けられている。他方の引き出し電極127bは、励振電極125a、126aと電気的に接続されており、水晶支持部124と水晶保持部122の境界付近の表裏主面に設けられている。   The excitation electrodes 125a are provided on the front and back main surfaces of the first crystal vibrating portion 123a, as shown in FIGS. Further, the excitation electrodes 126b are provided on both opposing side surfaces of the first crystal vibrating portion 123a. The frequency adjusting metal film 128a is provided on the front main surface and the end of the side surface of the first crystal vibrating portion 123a. The one extraction electrode 127 a is provided near the center of the crystal supporting portion 124 and in the crystal holding portion 122 in plan view. The other extraction electrode 127b is electrically connected to the excitation electrodes 125a and 126a, and is provided on the front and back main surfaces near the boundary between the crystal support portion 124 and the crystal holding portion 122.

また、励振電極125bは、図1及び図2に示すように、第二水晶振動部123bの表裏主面に設けられている。また、励振電極126aは、第二水晶振動部123bの対向する両側面に設けられている。周波数調整用金属膜128bは、第二水晶振動部123bの表主面及び両側面の先端部に設けられている。他方の引き出し電極127bは、励振電極125b、125bと電気的に接続されており、水晶保持部122及び水晶支持部124の表裏主面に設けられている。また、他方の引き出し電極127bは、水晶基部121及び水晶保持部122から水晶支持部124に跨るようにして設けられている。   The excitation electrodes 125b are provided on the front and back main surfaces of the second crystal vibrating portion 123b, as shown in FIGS. Further, the excitation electrodes 126a are provided on both opposing side surfaces of the second crystal vibrating portion 123b. The frequency adjusting metal film 128b is provided on the front main surface and the front end portions of both side surfaces of the second crystal vibrating portion 123b. The other extraction electrode 127b is electrically connected to the excitation electrodes 125b and 125b, and is provided on the front and back main surfaces of the crystal holding unit 122 and the crystal supporting unit 124. The other extraction electrode 127b is provided so as to extend from the crystal base 121 and the crystal holder 122 to the crystal support 124.

切欠き部129は、水晶振動部123と、水晶保持部122との間の振動の状態を減衰させることができ、水晶振動部123から水晶保持部122及び水晶支持部124への振動漏れを低減するためのものである。切欠き部129は、図1及び図2に示すように、平面視して、水晶保持部122と水晶振動部123の間に位置し、水晶支持部124と近接する位置にある水晶基部121の一辺と対向する位置にある一辺に設けられている。つまり、切欠き部129は、水晶支持部124が設けられていない方の水晶基部121に設けられている。このように切欠き部129を設けることによって、水晶振動部123と、水晶保持部122との間の振動の状態を急激に減衰させることができ、水晶振動部123から水晶保持部122及び水晶支持部124への振動漏れを低減するとともに、接触している部分から水晶振動部123への振動阻害を低減することが可能となる。よって、このような音叉型水晶素子120は、電気的特性を向上させることができる。また、切欠き部129は、水晶支持部124が設けられていない方の水晶基部121に設けられているため、音叉型水晶素子120の短辺側である水晶保持部121で保持されている場合には、後述する導電性接着剤140が水晶振動部123に付着することを低減することができる。また、水晶支持部124が設けられている(+X軸)方に比較して、水晶支持部124が設けられていない(−X軸)方向に切欠き部129を形成することで、切欠き部129に発生する残渣が大きくなるので、外部からの衝撃に対して強度を向上させた構造とすることが可能となる。   The notch 129 can attenuate the state of vibration between the crystal vibrating section 123 and the crystal holding section 122 and reduce vibration leakage from the crystal vibrating section 123 to the crystal holding section 122 and the crystal supporting section 124. It is for doing. As shown in FIGS. 1 and 2, the notch portion 129 is located between the crystal holding portion 122 and the crystal vibrating portion 123 in a plan view, and is close to the crystal support portion 124. It is provided on one side at a position facing one side. That is, the notch 129 is provided on the crystal base 121 on which the crystal support 124 is not provided. By providing the notch portion 129 in this manner, the state of vibration between the crystal vibrating portion 123 and the crystal holding portion 122 can be rapidly attenuated. It is possible to reduce the vibration leakage to the part 124 and to reduce the inhibition of vibration from the contacting part to the crystal vibrating part 123. Therefore, such a tuning fork type crystal element 120 can improve electrical characteristics. In addition, since the notch 129 is provided on the crystal base 121 on which the crystal support 124 is not provided, the notch 129 is held by the crystal holder 121 on the short side of the tuning-fork type crystal element 120. In this case, it is possible to reduce the adhesion of a conductive adhesive 140 described later to the crystal vibrating portion 123. In addition, the notch 129 is formed in the direction in which the crystal support 124 is not provided (−X axis), as compared with the direction in which the crystal support 124 is provided (+ X axis). Since the residue generated at 129 becomes large, it is possible to provide a structure having improved strength against external impact.

なお、音叉型水晶素子120は、周波数調整用金属膜128a及び128bを構成する金属の量を増減させることにより、その周波数値を所望する値に調整することができる。励振電極125b及び126bと、周波数調整用金属膜128aとは、図3に示すように、水晶片表面に設けられた引き出し電極127aにより電気的に接続している。また、励振電極125a及び126aと、周波数調整用金属膜128bとは、水晶保持部122及び水晶支持部125表面に設けられた引き出し電極127bにより電気的に接続している。   The frequency value of the tuning-fork type crystal element 120 can be adjusted to a desired value by increasing or decreasing the amount of metal constituting the frequency adjusting metal films 128a and 128b. As shown in FIG. 3, the excitation electrodes 125b and 126b and the metal film 128a for frequency adjustment are electrically connected by a lead electrode 127a provided on the surface of the crystal piece. Further, the excitation electrodes 125a and 126a and the metal film 128b for frequency adjustment are electrically connected by the extraction electrode 127b provided on the surface of the crystal holding part 122 and the crystal supporting part 125.

この音叉型水晶素子120を振動させる場合、引き出し電極127a及び127bに交番電圧を印加する。印加後のある電気的状態を瞬間的にとらえると、第二水晶振動部123bの励振電極126bは+(プラス)電位となり、励振電極126aは−(マイナス)電位となり、+から−に電界が生じる。一方、このときの第一水晶振動部123aの励振電極126は、第二水晶振動部123bの励振電極126に生じた極性とは反対の極性となる。これらの印加された電界により、第一水晶振動部123a及び第二水晶振動部123bに伸縮現象が生じ、各水晶振動部123に設定した共振周波数の屈曲振動を得る。   When vibrating the tuning-fork type crystal element 120, an alternating voltage is applied to the extraction electrodes 127a and 127b. When a certain electrical state after the application is instantaneously captured, the excitation electrode 126b of the second quartz-crystal vibrating portion 123b becomes a + (plus) potential, the excitation electrode 126a becomes a-(minus) potential, and an electric field is generated from + to-. . On the other hand, the polarity of the excitation electrode 126 of the first crystal vibrating portion 123a at this time is opposite to the polarity generated on the excitation electrode 126 of the second crystal vibrating portion 123b. Due to these applied electric fields, the first crystal vibrating portion 123a and the second crystal vibrating portion 123b expand and contract, and a bending vibration having the resonance frequency set for each crystal vibrating portion 123 is obtained.

水晶片を平面視したときの長辺寸法が0.8〜1.2mmであり、平面視したときの短辺寸法が0.2〜0.7mmである場合を例にして、水晶基部121、水晶保持部122、水晶振動部123及び水晶支持部124を説明する。水晶基部121を平面視したときの長辺寸法が0.2〜0.4mmであり、平面視したときの短辺寸法が0.1〜0.3mmである。水晶保持部122を平面視したときの長辺寸法が0.2〜0.7mmであり、平面視したときの短辺寸法が0.03〜0.12mmである。水晶振動部123を平面視したときの長辺寸法が0.6〜0.9mmであり、平面視したときの短辺寸法が0.05〜0.2mmである。水晶支持部124を平面視したときの長辺寸法が0.6〜0.9mmであり、平面視したときの短辺寸法が0.05〜0.2mmである。   The long side dimension when the crystal blank is viewed in a plan view is 0.8 to 1.2 mm, and the short side dimension when viewed in a plan view is 0.2 to 0.7 mm. The crystal holding unit 122, the crystal vibrating unit 123, and the crystal support unit 124 will be described. The long side dimension when the crystal base 121 is viewed in plan is 0.2 to 0.4 mm, and the short side dimension when viewed in plan is 0.1 to 0.3 mm. The long side dimension of the crystal holding unit 122 when viewed in plan is 0.2 to 0.7 mm, and the short side dimension when viewed in plan is 0.03 to 0.12 mm. The long side dimension of the crystal vibrating portion 123 when viewed in plan is 0.6 to 0.9 mm, and the short side dimension when viewed in plan is 0.05 to 0.2 mm. The long side dimension of the crystal supporting portion 124 when viewed in plan is 0.6 to 0.9 mm, and the short side dimension when viewed in plan is 0.05 to 0.2 mm.

ここで、音叉型水晶素子120の動作について説明する。音叉型水晶素子120は、外部からの交番電圧が引き出し電極127から励振電極125、126を介して水晶振動部123に印加されると、水晶振動部123が所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。   Here, the operation of the tuning fork type crystal element 120 will be described. When an external alternating voltage is applied from the extraction electrode 127 to the crystal vibrating section 123 via the excitation electrodes 125 and 126, the tuning fork crystal element 120 causes the crystal vibrating section 123 to excite in a predetermined vibration mode and frequency. It has become.

ここで、音叉型水晶素子120の作製方法について説明する。まず、音叉型水晶素子120は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し、水晶片121の両主面にフォトリソグラフィー技術によって、水晶基部121、水晶保持部122、水晶振動部123及び水晶支持部124を形成する。その後、フォトリソグラフィー技術、蒸着技術又はスパッタリング技術によって、金属膜を被着させることにより、励振電極125、126及び引き出し電極127を形成することにより作製される。   Here, a method for manufacturing the tuning fork type crystal element 120 will be described. First, the tuning-fork type crystal element 120 is cut from a synthetic crystal at a predetermined cut angle, and the crystal base 121, the crystal holding section 122, the crystal vibrating section 123, and the crystal supporting section are formed on both main surfaces of the crystal piece 121 by photolithography technology. 124 are formed. Thereafter, a metal film is applied by photolithography, vapor deposition, or sputtering to form the excitation electrodes 125 and 126 and the extraction electrode 127.

第一実施形態に係る音叉型水晶素子120は、矩形状の水晶基部121と、水晶基部121の側面より延出するように設けられた水晶振動部123と、水晶基部121の側面と直交する位置にある側面より延出するようにして水晶保持部122と、水晶保持部122の側面より水晶振動部123と同一方向に延出するように設けられた一つの水晶支持部124と、平面視して、水晶保持部122と水晶振動部123の間に位置し、水晶支持部124と近接する位置にある水晶基部121の一辺と対向する位置にある一辺に設けられた切欠き部129と、水晶振動部123に設けられた励振電極125、126と、水晶振動部123から水晶基部121、水晶保持部122及び水晶支持部124にかけて設けられ励振電極125、126と電気的に接続された引き出し電極127と、を備えている。   The tuning-fork type crystal element 120 according to the first embodiment has a rectangular crystal base 121, a crystal vibrating part 123 provided to extend from the side surface of the crystal base 121, and a position orthogonal to the side surface of the crystal base 121. A crystal holding portion 122 extending from the side surface of the crystal holding portion 122, and one crystal supporting portion 124 provided to extend from the side surface of the crystal holding portion 122 in the same direction as the crystal vibrating portion 123. A notch 129 provided on one side at a position opposite to one side of the crystal base 121 located between the crystal holding section 122 and the crystal vibrating section 123 and close to the crystal support section 124; The excitation electrodes 125 and 126 provided on the vibrating part 123 and the excitation electrodes 125 and 126 provided from the crystal vibrating part 123 to the crystal base 121, the crystal holding part 122 and the crystal supporting part 124 are electrically connected to each other. And a, and the extraction electrode 127 connected to the.

このような音叉型水晶素子120は、平面視して、水晶保持部122と水晶振動部123の間に位置し、水晶支持部124と近接する位置にある水晶基部121の一辺と対向する位置にある一辺に設けられた切欠き部129を備えていることで、この間の振動の状態を急激に減衰させることができ、水晶振動部123から水晶保持部122への振動漏れを低減するとともに、接触している部分から水晶振動部123への振動阻害を低減することが可能となる。よって、音叉型水晶素子120は、電気的特性を向上させることができる。また、水晶支持部124が設けられている(+X軸)方に比較して、水晶支持部124が設けられていない(−X軸)方向に切欠き部129を形成することで、切欠き部129に発生する残渣が大きくなるので、外部からの衝撃に対して強度を向上させた構造とすることが可能となる。   Such a tuning-fork type crystal element 120 is located between the crystal holding part 122 and the crystal vibrating part 123 in a plan view, and is located at a position facing one side of the crystal base 121 located at a position close to the crystal supporting part 124. By providing the notch 129 provided on one side, the state of vibration during this period can be rapidly attenuated, and vibration leakage from the crystal vibrating section 123 to the crystal holding section 122 can be reduced, and contact can be reduced. It is possible to reduce the inhibition of vibration from the portion where the vibration occurs to the crystal vibrating portion 123. Therefore, the tuning fork type crystal element 120 can improve electrical characteristics. In addition, the notch 129 is formed in the direction in which the crystal support 124 is not provided (−X axis), as compared with the direction in which the crystal support 124 is provided (+ X axis). Since the residue generated at 129 becomes large, it is possible to provide a structure having improved strength against external impact.

(第一変形例)
以下、第一実施形態の第一変形例における音叉型水晶素子120について説明する。なお、第一実施形態の第一変形例における音叉型水晶素子のうち、上述した音叉型水晶素子と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。第一実施形態の第一変形に係る音叉型水晶素子120は、図3に示すように、水晶振動部123に設けられた溝部Dを備え、溝部D内に励振電極125が設けられており、溝部D内に設けられた突起部Pと、を備えている点で異なっている。
(First modification)
Hereinafter, the tuning fork type crystal element 120 according to the first modification of the first embodiment will be described. Note that, of the tuning fork-type crystal element in the first modification of the first embodiment, the same portions as those of the above-described tuning fork-type crystal element are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. As shown in FIG. 3, the tuning fork type crystal element 120 according to the first modification of the first embodiment includes a groove D provided in the crystal vibrating section 123, and an excitation electrode 125 is provided in the groove D. And a projection P provided in the groove D.

溝部Dは、例えば、その溝部D内の表面に所望のパターンの励振電極125を形成し、その電極に電位を印加することにより、溝部Dを設けていない場合に比べてより大きな電界強度を得るために用いるものである。溝部Dは、第一溝部D1及び第二溝部D2により構成されている。第一溝部D1は、第一水晶振動部123aの表裏主面に各一本ずつ、第一水晶振動部123aの長さ方向に平行して、第一水晶振動部123aの表裏両主面で対向するように設けられている。第一溝部D1の一方の端部は、第一水晶振動部123aと基部121との境界部分に設けられており、第一溝部D1の他方の端部は、第一水晶振動部123aの先端側に位置するように設けられている。また、第二溝部D2は、第二水晶振動部123bの表裏主面に各一本ずつ、第二水晶振動部123bの長さ方向に平行して、第二水晶振動部123bの表裏両主面で対向するように設けられている。第二溝部D2の一方の端部は、第二水晶振動部123bと基部121との境界部分に設けられており、第二溝部D2の他方の端部は、第二水晶振動部123bの先端側に位置するように設けられている。第一溝部D1及び第二溝部D2の長さは、例えば、第一水晶振動部123a及び第二水晶振動部123bの長さの50〜80%となっている。   For example, by forming the excitation electrode 125 having a desired pattern on the surface in the groove D and applying a potential to the electrode, a greater electric field strength is obtained as compared with the case where the groove D is not provided. It is used for The groove D is constituted by a first groove D1 and a second groove D2. The first groove portion D1 is opposed to the front and back main surfaces of the first crystal vibrating portion 123a one by one on each of the front and back main surfaces of the first crystal vibrating portion 123a, in parallel with the longitudinal direction of the first crystal vibrating portion 123a. It is provided to be. One end of the first groove portion D1 is provided at a boundary between the first crystal vibrating portion 123a and the base 121, and the other end of the first groove portion D1 is located on the tip side of the first crystal vibrating portion 123a. Is provided. The second groove portion D2 is provided on each of the front and back main surfaces of the second crystal vibrating portion 123b, and is parallel to the longitudinal direction of the second crystal vibrating portion 123b. Are provided so as to face each other. One end of the second groove D2 is provided at the boundary between the second crystal vibrating portion 123b and the base 121, and the other end of the second groove D2 is located on the tip side of the second crystal vibrating portion 123b. Is provided. The length of the first groove portion D1 and the second groove portion D2 is, for example, 50% to 80% of the length of the first crystal vibrating portion 123a and the second crystal vibrating portion 123b.

突起部Pは、溝部Dをエッチングにより形成する際に、水晶結晶のエッチング異方性よる結晶方位によるエッチングレートの違いによって、音叉型水晶素子120の外形と溝部Dとを同時に形成するためのものである。突起部Pは、第一溝部D1内に設けられている複数の第一突起部P1と、第二溝部D2内に設けられている複数の第二突起部P2とで構成されている。突起部Pは、溝部D内の+X軸側の長さ方向側面から−X軸側の長さ方向側面に向かって、X′軸方向に延びるように、等間隔で複数個設けられている。突起部Pの突出寸法は、溝部Dの幅寸法により変わるものであり、−X´方向の長さで見ると0.005〜0.015mm程度となっている。   The projections P are used for simultaneously forming the outer shape of the tuning-fork type crystal element 120 and the grooves D due to a difference in the etching rate depending on the crystal orientation due to the etching anisotropy of the quartz crystal when the grooves D are formed by etching. It is. The protrusion P includes a plurality of first protrusions P1 provided in the first groove D1 and a plurality of second protrusions P2 provided in the second groove D2. A plurality of projections P are provided at regular intervals so as to extend in the X′-axis direction from the lengthwise side surface on the + X-axis side in the groove portion D toward the lengthwise side surface on the −X-axis side. The protrusion dimension of the protrusion P changes depending on the width of the groove D, and is about 0.005 to 0.015 mm when viewed in the length in the −X ′ direction.

また、上記した各実施形態において、突起部Pは各溝部D内に等間隔で設けられているが、音叉型水晶素子120の大きさによっては、それぞれの突起部P同士の間隔を異なるようにしている。このように突起部P同士の間隔を異ならせることで、水晶振動部123の表裏に形成された溝部D内に設けられた突起部Pが、平面透視した際に、突起部Pが重ならない位置に配置することができる。よって、エッチングにより溝部Dを形成する際に、溝部Dが貫通してしまうことを低減することができる。   In each of the above embodiments, the protrusions P are provided at equal intervals in each groove D. However, depending on the size of the tuning-fork type crystal element 120, the distance between the protrusions P may be different. ing. By making the intervals between the projections P different in this way, the projections P provided in the grooves D formed on the front and back of the crystal vibrating portion 123 are positioned such that the projections P do not overlap when viewed through a plane. Can be arranged. Therefore, it is possible to reduce penetration of the groove D when the groove D is formed by etching.

また、突起部Pを設けることによって、第一溝部D1及び第二溝部D2をエッチングにより形成する際に、水晶結晶のエッチング異方性よる結晶方位によるエッチングレートの違いによって、音叉型水晶素子120の外形と、溝部Dとを同時にエッチングにより形成することができる。よって、音叉型水晶素子120の生産性を向上させることができる。   Further, by providing the protrusion P, when the first groove D1 and the second groove D2 are formed by etching, the etching rate of the tuning fork type crystal element 120 depends on the etching rate depending on the crystal orientation due to the etching anisotropy of the crystal. The outer shape and the groove D can be simultaneously formed by etching. Therefore, the productivity of the tuning fork type crystal element 120 can be improved.

(第二変形例)
以下、第一実施形態の第二変形例における音叉型水晶素子120について説明する。なお、第一実施形態の第二変形例における音叉型水晶素子のうち、上述した音叉型水晶素子と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。第一実施形態の第二変形例に係る音叉型水晶素子120は、図4に示すように、切欠き部129の幅が外周に近付くにつれて狭くなるように形成されている点で異なっている。
(Second modification)
Hereinafter, a tuning fork type crystal element 120 according to a second modification of the first embodiment will be described. In the tuning fork-type crystal element according to the second modification of the first embodiment, the same parts as those of the above-described tuning fork-type crystal element are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated. The tuning fork type crystal element 120 according to the second modification of the first embodiment is different from the tuning fork type crystal element 120 in that, as shown in FIG.

また、切欠き部129は、励振電極125、126が形成されている面を平面視した際に、切欠き部129の幅が外周に近づくにつれて狭くなるように形成されている。つまり、切欠き部129は、水晶基部121の中心側に向かう程、開口部の長さ方向に平行な距離が長くなっている。このようにすることで、水晶振動部123と水晶基部121との間の振動の状態を急激に減衰させることができ、水晶振動部123から導電性接着剤140で固着している箇所の振動漏れをさらに低減するとともに、導電性接着剤140で固着している箇所から水晶振動部123への振動阻害をさらに低減することできる。   The notch 129 is formed such that the width of the notch 129 becomes narrower as approaching the outer periphery when the surface on which the excitation electrodes 125 and 126 are formed is viewed in a plan view. In other words, the distance parallel to the length direction of the opening of the notch 129 increases toward the center of the crystal base 121. In this manner, the state of vibration between the crystal vibrating portion 123 and the crystal base 121 can be rapidly attenuated, and the vibration leakage from the portion fixed from the crystal vibrating portion 123 with the conductive adhesive 140 can be reduced. Can be further reduced, and the inhibition of vibration from the portion fixed by the conductive adhesive 140 to the crystal vibrating portion 123 can be further reduced.

また、切欠き部129は、円弧状になるように形成することで、水晶保持部122を導電性接着剤140で固着した際に、水晶保持部122から切欠き部129に伝わる応力が分散されることになる円弧上の縁に沿って分散されるので、切欠き部129を起点して水晶基部121が欠けてしまうことを抑えることができる。   Further, by forming notch portion 129 in an arc shape, stress transmitted from crystal holding portion 122 to notch portion 129 when crystal holding portion 122 is fixed with conductive adhesive 140 is dispersed. Since it is distributed along the edge on the arc to be formed, the chipping of the crystal base 121 from the notch 129 can be suppressed.

(第三変形例)
以下、第一実施形態の第三変形例における音叉型水晶素子120について説明する。なお、第一実施形態の第三変形例における音叉型水晶素子のうち、上述した音叉型水晶素子と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。第一実施形態の第三変形例に係る音叉型水晶素子120は、図5に示すように、一つの水晶振動部123に対して、溝部Dの本数が二本になっている点で異なっている。
(Third modification)
Hereinafter, the tuning fork type crystal element 120 according to the third modification of the first embodiment will be described. Note that, of the tuning fork-type crystal element in the third modification of the first embodiment, the same portions as those of the above-described tuning fork-type crystal element are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. The tuning fork type crystal element 120 according to the third modification of the first embodiment is different from the tuning fork type crystal element 120 in that, as shown in FIG. I have.

また、溝部Dは、第一溝部D1、第二溝部D2、第三溝部D3及び第四溝部D4により構成されている。第一溝部D1及び第二溝部D2は、第一水晶振動部123aの表裏主面に各一本ずつ、第一水晶振動部123aの長さ方向に平行して、第一水晶振動部123aの表裏両主面で対向するように設けられている。第一溝部D1及び第二溝部D2の一方の端部は、第一水晶振動部123aと基部121との境界部分に設けられており、第一溝部D1及び第二溝部D2の他方の端部は、第一水晶振動部123aの先端側に位置するように設けられている。また、第三溝部D3及び第四溝部D4は、第二水晶振動部123bの表裏主面に各一本ずつ、第二水晶振動部123bの長さ方向に平行して、第二水晶振動部123bの表裏両主面で対向するように設けられている。第三溝部D3及び第四溝部D4の一方の端部は、第二水晶振動部123bと基部121との境界部分に設けられており、第三溝部D3及び第四溝部D4の他方の端部は、第二水晶振動部123bの先端側に位置するように設けられている。また、溝部Dが複数設けられていることにより、溝部D内に設けられた励振電極125、126に電位を印加することで、溝部Dが一つの場合に比べてより発振周波数を高くすることができ、周波数調整用電極128による発振周波数の調整が容易になっている。   Further, the groove D is configured by a first groove D1, a second groove D2, a third groove D3, and a fourth groove D4. The first groove portion D1 and the second groove portion D2 are respectively provided on the front and back main surfaces of the first crystal vibrating portion 123a, respectively, in parallel with the longitudinal direction of the first crystal vibrating portion 123a, and the front and back of the first crystal vibrating portion 123a. The two main surfaces are provided so as to face each other. One end of the first groove D1 and the second groove D2 is provided at a boundary between the first crystal vibrating portion 123a and the base 121, and the other end of the first groove D1 and the second groove D2 is , Are provided so as to be located on the tip side of the first crystal vibrating portion 123a. The third groove portion D3 and the fourth groove portion D4 are respectively provided on the front and back main surfaces of the second crystal vibrating portion 123b in parallel with the longitudinal direction of the second crystal vibrating portion 123b. Are provided so as to face each other on both front and back main surfaces. One end of the third groove D3 and the fourth groove D4 is provided at a boundary between the second crystal vibrating portion 123b and the base 121, and the other end of the third groove D3 and the fourth groove D4 is , Are provided on the tip side of the second crystal vibrating portion 123b. Further, by providing a plurality of grooves D, by applying a potential to the excitation electrodes 125 and 126 provided in the grooves D, it is possible to increase the oscillation frequency more than in the case where only one groove D is provided. This makes it easy to adjust the oscillation frequency using the frequency adjustment electrode 128.

(第二実施形態)
第二実施形態の水晶デバイスは、図6〜図9に示されているように、パッケージ110と、パッケージ110の上面に実装された第一実施形態の音叉型水晶素子120とを含んでいる。パッケージ110は、基板110aの上面と枠体110bの内側面によって囲まれた凹部Kが形成されている。このような水晶デバイスは、電子機器等で使用する基準信号を出力するのに用いられる。
(Second embodiment)
As shown in FIGS. 6 to 9, the crystal device of the second embodiment includes a package 110 and the tuning-fork type crystal element 120 of the first embodiment mounted on the upper surface of the package 110. The package 110 has a concave portion K formed by the upper surface of the substrate 110a and the inner surface of the frame 110b. Such a crystal device is used to output a reference signal used in electronic equipment and the like.

基板110aは、矩形状であり、上面に音叉型水晶素子120を実装するための実装部材として機能するものである。基板110aは、上面に、音叉型水晶素子120を実装するための電極パッド111が設けられている。また、基板110aの長辺側の一辺に沿って、音叉型水晶素子120を接合するための第一電極パッド111a及び第二電極パッド111bが設けられている。   The substrate 110a has a rectangular shape and functions as a mounting member for mounting the tuning-fork type crystal element 120 on the upper surface. On the upper surface of the substrate 110a, an electrode pad 111 for mounting the tuning-fork type crystal element 120 is provided. Further, a first electrode pad 111a and a second electrode pad 111b for joining the tuning fork type crystal element 120 are provided along one long side of the substrate 110a.

基板110aは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなる。基板110aは、絶縁層を一層用いたものであっても、絶縁層を複数層積層したものであってもよい。基板110aの表面及び内部には、上面に設けられた電極パッド111と、基板110aの下面に設けられた外部端子112とを電気的に接続するための配線パターン113及びビア導体114が設けられている。   The substrate 110a is made of an insulating layer made of a ceramic material such as alumina ceramics or glass-ceramics. The substrate 110a may be one having a single insulating layer or one having a plurality of insulating layers stacked. A wiring pattern 113 and a via conductor 114 for electrically connecting the electrode pads 111 provided on the upper surface and the external terminals 112 provided on the lower surface of the substrate 110a are provided on the surface and inside of the substrate 110a. I have.

枠体110bは、基板110aの上面の外周縁に沿って配置され、基板110aの上面に凹部Kを形成するためのものである。枠体110bは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料からなり、基板110aと一体的に形成されている。凹部Kの開口部は、平面視した際に、矩形状となっている。   The frame 110b is arranged along the outer peripheral edge of the upper surface of the substrate 110a, and is for forming the concave portion K on the upper surface of the substrate 110a. The frame 110b is made of a ceramic material such as alumina ceramics or glass-ceramics, and is formed integrally with the substrate 110a. The opening of the concave portion K has a rectangular shape when viewed in plan.

基板110aの下面の四隅には、外部端子112が設けられている。また、四つの外部端子112の内の二つが、音叉型水晶素子120と電気的に接続されている。また、音叉型水晶素子120と電気的に接続されている第一外部端子112a及び第二外部端子112bは、基板110aの下面の対角に位置するように設けられている。   External terminals 112 are provided at four corners on the lower surface of the substrate 110a. Two of the four external terminals 112 are electrically connected to the tuning-fork type crystal element 120. Further, the first external terminal 112a and the second external terminal 112b that are electrically connected to the tuning fork type crystal element 120 are provided so as to be located diagonally on the lower surface of the substrate 110a.

電極パッド111は、音叉型水晶素子120を実装するためのものである。電極パッド111は、基板110aの上面に一対で設けられており、基板110aの一辺に沿うように隣接して設けられている。電極パッド111は、図8及び図9に示されているように基板110aの上面に設けられた配線パターン113とビア導体114を介して、基板110aの下面に設けられた外部端子112と電気的に接続されている。   The electrode pad 111 is for mounting the tuning-fork type crystal element 120. The electrode pads 111 are provided as a pair on the upper surface of the substrate 110a, and are provided adjacent to each other along one side of the substrate 110a. The electrode pad 111 is electrically connected to the external terminal 112 provided on the lower surface of the substrate 110a via the wiring pattern 113 and the via conductor 114 provided on the upper surface of the substrate 110a as shown in FIGS. It is connected to the.

電極パッド111は、図6に示すように、第一電極パッド111a及び第二電極パッド111bによって構成されている。また、外部端子112は、図9に示すように第一外部端子112a、第二外部端子112b、第三外部端子112c及び第四外部端子112dによって構成されている。ビア導体114は、図8及び図9に示すように、第一ビア導体114a、第二ビア導体114b及び第三ビア導体114cによって構成されている。また、配線パターン113は、第一配線パターン113a及び第二配線パターン113bによって構成されている。第一電極パッド111aは、基板110aに設けられた第一配線パターン113aの一端と電気的に接続されている。また、第一配線パターン113aの他端は、第一ビア導体114aを介して、第一外部端子112aと電気的に接続されている。よって、第一電極パッド111aは、第一外部端子112aと電気的に接続されることになる。第二電極パッド111bは、基板110aに設けられた第二配線パターン113bの一端と電気的に接続されている。また、第二配線パターン113bの他端は、第二ビア導体114bを介して、第二外部端子112bと電気的に接続されている。よって、第二電極パッド111bは、第二外部端子112bと電気的に接続されることになる。   As shown in FIG. 6, the electrode pad 111 includes a first electrode pad 111a and a second electrode pad 111b. The external terminal 112 includes a first external terminal 112a, a second external terminal 112b, a third external terminal 112c, and a fourth external terminal 112d, as shown in FIG. As shown in FIGS. 8 and 9, the via conductor 114 includes a first via conductor 114a, a second via conductor 114b, and a third via conductor 114c. The wiring pattern 113 includes a first wiring pattern 113a and a second wiring pattern 113b. The first electrode pad 111a is electrically connected to one end of a first wiring pattern 113a provided on the substrate 110a. The other end of the first wiring pattern 113a is electrically connected to the first external terminal 112a via the first via conductor 114a. Therefore, the first electrode pad 111a is electrically connected to the first external terminal 112a. The second electrode pad 111b is electrically connected to one end of a second wiring pattern 113b provided on the substrate 110a. The other end of the second wiring pattern 113b is electrically connected to the second external terminal 112b via the second via conductor 114b. Therefore, the second electrode pad 111b is electrically connected to the second external terminal 112b.

また、電極パッド111の算術平均表面粗さは、0.02〜0.10μmであり、基板110a表面の算術平均表面粗さは、0.5〜1.5μmである。よって、導電性接着剤140は、電極パッド111から基板110a上に向かって広がりにくくなる。   The arithmetic average surface roughness of the electrode pad 111 is 0.02 to 0.10 μm, and the arithmetic average surface roughness of the surface of the substrate 110a is 0.5 to 1.5 μm. Therefore, the conductive adhesive 140 is unlikely to spread from the electrode pad 111 onto the substrate 110a.

外部端子112は、電子機器等の実装基板(図示せず)と電気的に接合するために用いられる。外部端子112は、基板110aの下面の四隅に設けられている。外部端子112の内の二つの端子は、基板110aの上面に設けられた一対の電極パッド111とそれぞれ電気的に接続されている。また、第三外部端子112cは、第三ビア導体114cを介して、封止用導体パターン117と電気的に接続されている。   The external terminals 112 are used to electrically connect to a mounting board (not shown) of an electronic device or the like. The external terminals 112 are provided at four corners on the lower surface of the substrate 110a. Two of the external terminals 112 are electrically connected to a pair of electrode pads 111 provided on the upper surface of the substrate 110a. The third external terminal 112c is electrically connected to the sealing conductor pattern 117 via the third via conductor 114c.

また、第一配線パターン113aは、第一電極パッド111a及び第一ビア導体114aと電気的に接続されている。第一配線パターン113aは、第一電極パッド111aから引き出されており、基板110aの上面に第一配線パターン113aの一部が露出されている。第二配線パターン113bは、第二電極パッド111b及び第二ビア導体114bと電気的に接続されている。第二配線パターン113bは、第二電極パッド111bから近接された枠体110bの短辺方向に向かって延出されており、第二配線パターン113bの一部が露出されている。   The first wiring pattern 113a is electrically connected to the first electrode pad 111a and the first via conductor 114a. The first wiring pattern 113a is drawn out from the first electrode pad 111a, and a part of the first wiring pattern 113a is exposed on the upper surface of the substrate 110a. The second wiring pattern 113b is electrically connected to the second electrode pad 111b and the second via conductor 114b. The second wiring pattern 113b extends from the second electrode pad 111b toward the short side of the frame 110b, and a part of the second wiring pattern 113b is exposed.

ビア導体114は、基板110aの内部に設けられ、その両端は、配線パターン113又は封止用導体パターン117と電気的に接続されている。ビア導体114は、基板110aに設けられた貫通孔の内部に導体を充填することで設けられている。また、ビア導体114は、図8及び図9に示すように、第一ビア導体114a、第二ビア導体114b及び第三ビア導体114cによって構成されている。   The via conductor 114 is provided inside the substrate 110a, and both ends thereof are electrically connected to the wiring pattern 113 or the sealing conductor pattern 117. The via conductor 114 is provided by filling the inside of a through hole provided in the substrate 110a with a conductor. 8 and 9, the via conductor 114 includes a first via conductor 114a, a second via conductor 114b, and a third via conductor 114c.

凸部115は、音叉型水晶素子120の短辺の上下方向の傾きが抑制され、音叉型水晶素子120の長辺側端部が基板110aや蓋体130に接触することを抑制するためのものである。凸部115は、第二電極パッド111bが近接する位置にある基板110aの一辺と対向する位置にある基板110aの一辺に沿って、基板110aの上面に設けられている。また、凸部115は、電極パッド111と同様に、例えばタングステン、モリブデン、銅、銀又は銀パラジウム等の金属粉末の焼結体等上面に金メッキ、ニッケルメッキを施すことにより設けられている。凸部115は、平面視して、後述する音叉型水晶素子120の水晶保持部122と重なる位置に設けられている。このようにすることで、音叉型水晶素子120を実装する際に、水晶基部121が基板110aに接触することを抑えることができる。   The convex portion 115 is for suppressing the vertical inclination of the short side of the tuning fork type crystal element 120 and for suppressing the long side end of the tuning fork type crystal element 120 from contacting the substrate 110 a or the lid 130. It is. The protrusion 115 is provided on the upper surface of the substrate 110a along one side of the substrate 110a located at a position facing the one side of the substrate 110a located at a position where the second electrode pad 111b is close. Similarly to the electrode pad 111, the convex portion 115 is provided by applying gold plating or nickel plating on the upper surface of a sintered body of a metal powder such as tungsten, molybdenum, copper, silver, or silver palladium. The convex portion 115 is provided at a position overlapping with a crystal holding portion 122 of a tuning-fork type crystal element 120 described later in plan view. By doing so, it is possible to prevent the crystal base 121 from contacting the substrate 110a when mounting the tuning fork type crystal element 120.

ここでパッケージ110を平面視したときの一辺の寸法が、1.0〜3.0mmであり、パッケージ110の上下方向の寸法が、0.2〜1.5mmである場合を例にして、凹部K、電極パッド111及び凸部115の大きさを説明する。凹部Kの長辺の長さは、0.7〜2.0.mmであり、短辺の長さは、0.5〜1.5mmとなっている。また、凹部Kの上下方向の長さは、0.1〜0.5mmとなっている。基板110aの一辺と平行となる電極パッド111の辺の長さは、0.25〜0.40mmとなる。また、基板110aの一辺と交わる辺と平行となる電極パッド111の辺の長さは、0.25〜0.40mmとなる。電極パッド111の上下方向の厚みの長さは、10〜50μmとなる。基板110aの一辺と平行となる凸部115の辺の長さは、0.20〜0.35mmとなる。また、基板110aの一辺と交わる辺と平行となる凸部115の辺の長さは、0.20〜0.35mmとなる。凸部115の上下方向の厚みの長さは、17〜65μmとなる。   Here, a case where the dimension of one side when the package 110 is viewed in a plan view is 1.0 to 3.0 mm and the vertical dimension of the package 110 is 0.2 to 1.5 mm is described as an example. K, the size of the electrode pad 111 and the size of the protrusion 115 will be described. The length of the long side of the concave portion K is 0.7 to 2.0. mm, and the length of the short side is 0.5 to 1.5 mm. The length of the concave portion K in the vertical direction is 0.1 to 0.5 mm. The length of the side of the electrode pad 111 parallel to one side of the substrate 110a is 0.25 to 0.40 mm. The length of the side of the electrode pad 111 that is parallel to the side intersecting with one side of the substrate 110a is 0.25 to 0.40 mm. The vertical length of the electrode pad 111 is 10 to 50 μm. The length of the side of the convex portion 115 that is parallel to one side of the substrate 110a is 0.20 to 0.35 mm. In addition, the length of the side of the convex portion 115 that is parallel to the side intersecting with one side of the substrate 110a is 0.20 to 0.35 mm. The length in the vertical direction of the protrusion 115 is 17 to 65 μm.

封止用導体パターン117は、蓋体130と接合部材131を介して接合する際に、接合部材131の濡れ性をよくする役割を果たしている。封止用導体パターン117は、枠体110bの上面を囲むようにして設けられている。封止用導体パターン117は、図2及び図4に示すように、第三ビア導体114cを介して、第三外部端子112cと電気的に接続されている。封止用導体パターン117は、例えばタングステン又はモリブデン等から成る導体パターンの表面にニッケルメッキ及び金メッキを順次、枠体110bの上面を環状に囲む形態で施すことによって、例えば10〜25μmの厚みに形成されている。   The sealing conductor pattern 117 plays a role of improving the wettability of the joining member 131 when joining with the lid 130 via the joining member 131. The sealing conductor pattern 117 is provided so as to surround the upper surface of the frame 110b. As shown in FIGS. 2 and 4, the sealing conductor pattern 117 is electrically connected to the third external terminal 112c via the third via conductor 114c. The sealing conductor pattern 117 is formed to a thickness of, for example, 10 to 25 μm by sequentially applying nickel plating and gold plating to the surface of the conductor pattern made of, for example, tungsten, molybdenum, or the like so as to annularly surround the upper surface of the frame 110b. Have been.

ここで、基板110aの作製方法について説明する。基板110aがアルミナセラミックスから成る場合、まず所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得た複数のセラミックグリーンシートを準備する。また、セラミックグリーンシートの表面或いはセラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内に、従来周知のスクリーン印刷等によって所定の導体ペーストを塗布する。さらに、これらのグリーンシートを積層してプレス成形したものを、高温で焼成する。最後に、導体パターンの所定部位、具体的には、電極パッド111、外部端子112、配線パターン113、ビア導体114、凸部115及び封止用導体パターン117となる部位にニッケルメッキ又、金メッキ、銀パラジウム等を施すことにより作製される。また、導体ペーストは、例えばタングステン、モリブデン、銅、銀又は銀パラジウム等の金属粉末の焼結体等から構成されている。   Here, a method for manufacturing the substrate 110a is described. When the substrate 110a is made of alumina ceramics, first, a plurality of ceramic green sheets obtained by adding and mixing an appropriate organic solvent or the like to a predetermined ceramic material powder are prepared. Further, a predetermined conductor paste is applied to the surface of the ceramic green sheet or a through hole formed by punching the ceramic green sheet or the like in advance by screen printing or the like known in the art. Further, those green sheets laminated and press-molded are fired at a high temperature. Finally, a predetermined portion of the conductor pattern, specifically, a portion to be the electrode pad 111, the external terminal 112, the wiring pattern 113, the via conductor 114, the convex portion 115, and the sealing conductor pattern 117, is nickel-plated or gold-plated. It is produced by applying silver palladium or the like. The conductive paste is made of, for example, a sintered body of a metal powder such as tungsten, molybdenum, copper, silver, or silver palladium.

音叉型水晶素子120の基板110aへの接合方法について説明する。まず、導電性接着剤140は、例えばディスペンサによって、一対の電極パッド111の上面に塗布される。音叉型水晶素子120は、導電性接着剤140上に搬送され、導電性接着剤140上に載置される。そして音叉型水晶素子120は、導電性接着剤140を加熱硬化させることによって一対の電極パッド111に接合される。   A method of joining the tuning fork type crystal element 120 to the substrate 110a will be described. First, the conductive adhesive 140 is applied to the upper surfaces of the pair of electrode pads 111 by, for example, a dispenser. The tuning fork type crystal element 120 is conveyed onto the conductive adhesive 140 and mounted on the conductive adhesive 140. The tuning fork type crystal element 120 is joined to the pair of electrode pads 111 by heating and curing the conductive adhesive 140.

導電性接着剤140は、引き出し電極127a、127bと対向する電極パッド111上に設けられ、音叉型水晶素子120の一端を基板110aの上面と固定するようにして設けられている。また、導電性接着剤140は、水晶デバイスに熱が印加された場合に膨張し、冷却された場合に収縮することになる。この導電性接着剤140が熱膨張及び収縮することによって、音叉型水晶素子120に応力がかかることになる。導電性接着剤140の応力は、等方性に同心円になるように分布する。このように導電性接着剤140で固定する箇所である引き出し電極127a、127bが形成されている水晶保持部122と、励振電極125、126が形成されている水晶振動部123との間に切欠き部129が設けられているため、導電性接着剤140の熱膨張により発生した応力が、同心円状に広がることなく、水晶支持部124と水晶振動部123との間に空間及び水晶基部121に設けられた切欠き部129によって遮られることになる。また、仮に、導電性接着剤140の応力が伝播したとしても、水晶支持部124から水晶基部121の縁に沿って伝播することになる。このようにすることで、導電性接着剤140の応力が励振電極125、126に伝播するまでの距離を長くすることができるので、導電性接着剤140の応力が励振電極125、126に伝播する前に十分に緩和することができる。よって、励振電極125、126への導電性接着剤140の応力の影響を低減することができる。また、切欠き部129は、水晶支持部124が設けられていない方の水晶基部121に設けられているため、音叉型水晶素子120の短辺側である水晶保持部122で保持されている場合には、後述する導電性接着剤140が水晶振動部123に付着することを低減することができる。また、水晶支持部124が設けられている(+X軸)方に比較して、水晶支持部124が設けられていない(−X軸)方向に切欠き部129を形成することで、切欠き部129に発生する残渣が大きくなるので、外部からの衝撃に対して強度を向上させた構造とすることが可能となる。   The conductive adhesive 140 is provided on the electrode pad 111 facing the extraction electrodes 127a and 127b, and is provided so as to fix one end of the tuning-fork type crystal element 120 to the upper surface of the substrate 110a. In addition, the conductive adhesive 140 expands when heat is applied to the crystal device, and contracts when cooled. When the conductive adhesive 140 thermally expands and contracts, a stress is applied to the tuning-fork type crystal element 120. The stress of the conductive adhesive 140 is distributed to be isotropic and concentric. A notch is formed between the crystal holding portion 122 on which the extraction electrodes 127a and 127b, which are portions fixed by the conductive adhesive 140, are formed, and the crystal vibrating portion 123 on which the excitation electrodes 125 and 126 are formed. Since the portion 129 is provided, the stress generated by the thermal expansion of the conductive adhesive 140 does not spread concentrically, but is provided in the space and the crystal base 121 between the crystal support portion 124 and the crystal vibrating portion 123. The cutout 129 is cut off. Even if the stress of the conductive adhesive 140 propagates, the stress propagates from the crystal supporting portion 124 along the edge of the crystal base 121. By doing so, the distance until the stress of the conductive adhesive 140 propagates to the excitation electrodes 125 and 126 can be increased, so that the stress of the conductive adhesive 140 propagates to the excitation electrodes 125 and 126. Before can be relaxed enough. Therefore, the influence of the stress of the conductive adhesive 140 on the excitation electrodes 125 and 126 can be reduced. Further, since the notch 129 is provided on the crystal base 121 on which the crystal support 124 is not provided, the notch 129 is held by the crystal holder 122 on the short side of the tuning fork type crystal element 120. In this case, it is possible to reduce the adhesion of a conductive adhesive 140 described later to the crystal vibrating portion 123. In addition, the notch 129 is formed in the direction in which the crystal support 124 is not provided (−X axis), as compared with the direction in which the crystal support 124 is provided (+ X axis). Since the residue generated at 129 becomes large, it is possible to provide a structure having improved strength against external impact.

導電性接着剤140は、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されている。導電性粉末としては、アルミニウム、モリブデン、タングステン、白金、パラジウム、銀、チタン、ニッケル又はニッケル鉄のうちのいずれか、或いはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。また、バインダーとしては、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はビスマレイミド樹脂が用いられる。   The conductive adhesive 140 contains a conductive powder as a conductive filler in a binder such as a silicone resin. As the conductive powder, one containing any of aluminum, molybdenum, tungsten, platinum, palladium, silver, titanium, nickel, or nickel iron, or a combination thereof is used. As the binder, for example, a silicone resin, an epoxy resin, a polyimide resin, or a bismaleimide resin is used.

導電性接着剤140の粘度が、35〜45Pa・sのものを使用することによって、塗布した際に、導電性接着剤140は、電極パッド111から基板110a上面に流れ出にくくなることで、電極パッド111上に留まり、上下方向の厚みが維持される。導電性接着剤140の上下方向の厚みの長さは、10〜25μmである。このように導電性接着剤140の厚みを確保できることによって、落下等の試験により加わった衝撃が音叉型水晶素子120に対して導電性接着剤140を中心にして上下方向へ加わったとしても、その衝撃を導電性接着剤140で十分に吸収緩和することができる。   The use of the conductive adhesive 140 having a viscosity of 35 to 45 Pa · s makes it difficult for the conductive adhesive 140 to flow out of the electrode pad 111 to the upper surface of the substrate 110 a when applied. 111, and the vertical thickness is maintained. The length of the conductive adhesive 140 in the vertical direction is 10 to 25 μm. Since the thickness of the conductive adhesive 140 can be secured in this manner, even if an impact applied by a test such as a drop is applied to the tuning fork type crystal element 120 in the vertical direction around the conductive adhesive 140, The impact can be sufficiently absorbed and reduced by the conductive adhesive 140.

蓋体130は、例えば、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなる。このような蓋体130は、真空状態にある凹部K、あるいは窒素ガスなどが充填された凹部Kを気密的に封止するためのものである。具体的には、蓋体130は、所定雰囲気で、パッケージ110の枠体110b上に載置される。そして、枠体110bの封止用導体パターン117と蓋体130の接合部材131とが溶接されるように、蓋体130に所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、蓋体130を枠体110bに接合する。   The lid 130 is made of, for example, an alloy containing at least one of iron, nickel, and cobalt. Such a lid 130 is for hermetically sealing the concave portion K in a vacuum state or the concave portion K filled with nitrogen gas or the like. Specifically, the lid 130 is placed on the frame 110b of the package 110 in a predetermined atmosphere. Then, by applying a predetermined current to the lid 130 and performing seam welding so that the sealing conductor pattern 117 of the frame 110b and the joining member 131 of the lid 130 are welded, the lid 130 is framed. Join to the body 110b.

接合部材131は、パッケージ110の枠体110b上面に設けられた封止用導体パターン117に相対する蓋体130の箇所に設けられている。接合部材131は、例えば、金錫又は銀ロウによって設けられている。金錫の場合は、その厚みは、10〜40μmである。例えば、成分比率が、金が78〜82%、錫が18〜22%のものが使用されている。銀ロウの場合は、その厚みは、10〜20μmである。例えば、成分比率は、銀が72〜85%、銅が15〜28%のものが使用されている。   The joining member 131 is provided at a location of the lid 130 opposite to the sealing conductor pattern 117 provided on the upper surface of the frame 110b of the package 110. The joining member 131 is provided by, for example, gold tin or silver brazing. In the case of gold tin, the thickness is 10 to 40 μm. For example, those having a component ratio of 78 to 82% for gold and 18 to 22% for tin are used. In the case of silver brazing, its thickness is 10 to 20 μm. For example, as the component ratio, silver having a content of 72 to 85% and copper having a content of 15 to 28% is used.

接合部材131は、例えば、ガラスの場合には、350℃〜400℃で溶融する鉛フリーガラスである例えばバナジウムを含有した低融点ガラスから構成されている。鉛フリーガラスは、バインダーと溶剤とが加えられペースト状であり、溶融された後固化されることで他の部材と接着する。接合部材131は、例えば、ガラスフリットペーストがスクリーン印刷法で塗布され乾燥することで設けられる。   For example, in the case of glass, the joining member 131 is made of a low-melting glass containing, for example, vanadium, which is a lead-free glass that melts at 350 ° C. to 400 ° C. The lead-free glass is in the form of a paste in which a binder and a solvent are added, and is adhered to other members by being solidified after being melted. The joining member 131 is provided, for example, by applying and drying a glass frit paste by a screen printing method.

また、第二実施形態の水晶デバイスでは、このような音叉型水晶素子120を用いることによって、導電性接着剤140の応力が導電性接着剤140で固定する箇所である引き出し電極127a、127bが形成されている水晶保持部122と励振電極125、126が形成されている水晶振動部123との間に設けられた空間及び水晶基部121に設けられた切欠き部129によって、導電性接着剤140の応力の伝播が遮られることになる。また、仮に、導電性接着剤140の応力が伝播したとしても、水晶支持部124及び水晶基部121沿って伝播することになる。このようにすることで、応力が励振電極125、126に伝播するまでの距離を長くすることができるので、応力が励振電極125、126に伝播する前に十分に緩和することができる。よって、音叉型水晶素子120の屈曲振動が阻害されることを抑制しつつ、音叉型水晶素子120のクリスタルインピーダンス値を低減することができる。   Further, in the crystal device of the second embodiment, by using such a tuning fork type crystal element 120, the extraction electrodes 127a and 127b where the stress of the conductive adhesive 140 is fixed by the conductive adhesive 140 are formed. The space provided between the crystal holding section 122 and the crystal vibrating section 123 on which the excitation electrodes 125 and 126 are formed, and the notch 129 provided in the crystal base section 121 allow the conductive adhesive 140 to be formed. The propagation of stress will be interrupted. Even if the stress of the conductive adhesive 140 propagates, the stress propagates along the crystal supporting portion 124 and the crystal base 121. By doing so, the distance until the stress propagates to the excitation electrodes 125 and 126 can be increased, so that the stress can be sufficiently reduced before the stress propagates to the excitation electrodes 125 and 126. Therefore, it is possible to reduce the crystal impedance value of the tuning fork type crystal element 120 while suppressing the bending vibration of the tuning fork type crystal element 120 from being hindered.

また、第二実施形態の水晶デバイスは、水晶基部121が凸部115と接触されていることにより、音叉型水晶素子120の水晶振動部123が基板110aに接触することを抑えることができる。よって、音叉型水晶素子120の水晶振動部123が基板110aに接触することを抑えることができるので、音叉型水晶素子120の発振周波数が変動してしまうことを低減することができる。   In the crystal device of the second embodiment, since the crystal base 121 is in contact with the protrusion 115, the crystal vibrating portion 123 of the tuning-fork type crystal element 120 can be prevented from contacting the substrate 110a. Therefore, it is possible to prevent the crystal vibrating portion 123 of the tuning fork type crystal element 120 from contacting the substrate 110a, so that it is possible to reduce the fluctuation of the oscillation frequency of the tuning fork type crystal element 120.

また、第二実施形態の水晶デバイスでは、凸部115の上下方向の厚みが、電極パッド111の上下方向の厚みよりも大きくなるように設けられている。このようにすることで、音叉型水晶素子120の水晶基部122が基板110aに接触することをさらに抑えることができる。よって、音叉型水晶素子120の水晶振動部123が基板110aに接触することをさらに抑えることができるので、音叉型水晶素子120の発振周波数が変動してしまうことをさらに低減することができる。   Further, in the crystal device of the second embodiment, the thickness of the protrusion 115 in the vertical direction is provided to be larger than the thickness of the electrode pad 111 in the vertical direction. By doing so, the contact of the crystal base 122 of the tuning-fork type crystal element 120 with the substrate 110a can be further suppressed. Therefore, the contact of the crystal vibrating portion 123 of the tuning-fork type crystal element 120 with the substrate 110a can be further suppressed, so that the fluctuation of the oscillation frequency of the tuning fork-type crystal element 120 can be further reduced.

また、第二実施形態の水晶デバイスでは、配線パターン113が、電極パッド111と電気的に接続されており、平面視した際に、枠体110bと重なる位置に設けられている。このようにすることによって、水晶デバイスは、配線パターン113と音叉型水晶素子120との間で浮遊容量が発生することを抑えるので、音叉型水晶素子120にこの浮遊容量が付与されることがないため、発振周波数が変動してしまうことを抑えることができる。また、水晶デバイスに外力が加わり、枠体110bの長辺方向に曲げモーメントが発生しても、基板110aに加えて枠体110bが設けられていることにより、枠体110bが設けられている箇所は、変形しにくくなる。よって、枠体110bと平面視して重なる位置に設けられた配線パターン113は、断線しにくくなり、発振周波数が出力されなくなることを抑制することができる。   In the crystal device of the second embodiment, the wiring pattern 113 is electrically connected to the electrode pad 111, and is provided at a position overlapping the frame 110b when viewed in plan. By doing so, the crystal device suppresses the generation of stray capacitance between the wiring pattern 113 and the tuning fork type crystal element 120, so that the stray capacitance is not applied to the tuning fork type crystal element 120. Therefore, fluctuation of the oscillation frequency can be suppressed. Further, even if an external force is applied to the quartz crystal device and a bending moment is generated in the long side direction of the frame 110b, the location where the frame 110b is provided is provided by the provision of the frame 110b in addition to the substrate 110a. Is less likely to deform. Therefore, the wiring pattern 113 provided at a position overlapping the frame 110b in a plan view is less likely to be disconnected, and can prevent the oscillation frequency from being output.

(第三実施形態)
第三実施形態の水晶デバイスは、図10に示されているように、音叉型水晶素子120が、水晶支持部124に設けられた引き出し電極127とパッケージ110に形成された電極パッド111とを導電性接着剤140を介して固着されている点において、第二実施形態と異なっている。なお、第三実施形態の水晶デバイスを構成するパッケージ及び音叉型水晶素子のうち、上述した音叉型水晶素子と同様な部分については、例えば図2に示す同一の符号を付し、上述したパッケージと同様な部分については、例えば図8に示す同一の符号を付して適宜説明を省略する。
(Third embodiment)
In the crystal device of the third embodiment, as shown in FIG. 10, the tuning-fork type crystal element 120 electrically connects the extraction electrode 127 provided on the crystal support portion 124 and the electrode pad 111 formed on the package 110. The second embodiment differs from the second embodiment in that the second embodiment is fixed via an adhesive 140. Note that, of the package and the tuning fork-type crystal element constituting the crystal device of the third embodiment, the same portions as those of the above-described tuning fork-type crystal element are denoted by the same reference numerals as shown in FIG. For the same parts, for example, the same reference numerals shown in FIG.

導電性接着剤140は、引き出し電極127a、127bと対向する電極パッド111上に設けられ、音叉型水晶素子120の一端を基板110aの上面と固定するようにして設けられている。また、導電性接着剤140は、水晶デバイスに熱が印加された場合に膨張し、冷却された場合に収縮することになる。この導電性接着剤140が熱膨張及び収縮することによって、音叉型水晶素子120に応力がかかることになる。導電性接着剤140の応力は、等方性に同心円になるように分布する。このように導電性接着剤140で固定する箇所である引き出し電極127a、127bが形成されている水晶支持部124と、励振電極125、126が形成されている水晶振動部123との間に空間が設けられているため、導電性接着剤140の熱膨張により発生した応力における伝播が、同心円状に広がることなく、水晶支持部124と水晶振動部123との間の空間によって遮られることになる。また、仮に、導電性接着剤140の応力が伝播したとしても、水晶支持部124から水晶基部122の縁に沿って伝播することになる。このようにすることで、導電性接着剤140の応力が励振電極125、126に伝播するまでの距離を長くすることができるので、導電性接着剤140の応力が励振電極125、126に伝播する前に十分に緩和することができる。よって、励振電極125、126への導電性接着剤140の応力の影響を低減することができる。また、水晶デバイスに熱が印加された際に、水晶支持部124が形成されていない側の水晶保持部122と電極パッド111aとの接触している箇所から、熱による基板110aの反りにより生じた応力が電極パッド111aから水晶保持部122に伝播したとしても、水晶基部121に設けられた切欠き部129により、励振電極125、126に伝播するまでの距離を長くすることができるので、基板110aからの応力が励振電極125、126に伝播する前に十分に緩和することができる。よって、励振電極125、126への基板110aからの応力の影響を低減することができる。   The conductive adhesive 140 is provided on the electrode pad 111 facing the extraction electrodes 127a and 127b, and is provided so as to fix one end of the tuning-fork type crystal element 120 to the upper surface of the substrate 110a. In addition, the conductive adhesive 140 expands when heat is applied to the crystal device, and contracts when cooled. When the conductive adhesive 140 thermally expands and contracts, a stress is applied to the tuning-fork type crystal element 120. The stress of the conductive adhesive 140 is distributed to be isotropic and concentric. As described above, a space is provided between the crystal supporting portion 124 where the extraction electrodes 127a and 127b, which are the portions fixed by the conductive adhesive 140, are formed, and the crystal vibrating portion 123 where the excitation electrodes 125 and 126 are formed. As a result, the propagation of the stress generated by the thermal expansion of the conductive adhesive 140 is blocked by the space between the crystal supporting portion 124 and the crystal vibrating portion 123 without spreading concentrically. Further, even if the stress of the conductive adhesive 140 propagates, the stress propagates from the crystal supporting portion 124 along the edge of the crystal base 122. By doing so, the distance until the stress of the conductive adhesive 140 propagates to the excitation electrodes 125 and 126 can be increased, so that the stress of the conductive adhesive 140 propagates to the excitation electrodes 125 and 126. Before can be relaxed enough. Therefore, the influence of the stress of the conductive adhesive 140 on the excitation electrodes 125 and 126 can be reduced. In addition, when heat is applied to the crystal device, the substrate 110a is caused by the warpage of the substrate 110a due to heat from a portion where the crystal holding portion 122 on the side where the crystal support portion 124 is not formed and the electrode pad 111a are in contact. Even if the stress propagates from the electrode pad 111a to the crystal holding portion 122, the cut-off portion 129 provided in the crystal base 121 can increase the distance until the stress propagates to the excitation electrodes 125 and 126. Can be sufficiently alleviated before the stress from the transmission to the excitation electrodes 125 and 126. Therefore, the influence of the stress from the substrate 110a on the excitation electrodes 125 and 126 can be reduced.

尚、本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。上記実施形態では、枠体110bが基板110aと同様にセラミック材で一体的に形成した場合を説明したが、枠体110bが金属製であっても構わない。この場合、枠体は、銀−銅等のロウ材を介して基板の導体膜に接合されている。   It should be noted that the present invention is not limited to the present embodiment, and various changes and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention. In the above-described embodiment, the case where the frame 110b is integrally formed of a ceramic material similarly to the substrate 110a has been described, but the frame 110b may be made of metal. In this case, the frame is joined to the conductor film of the substrate via a brazing material such as silver-copper.

第二実施形態では、基板110aの下面に四つの外部端子112が設けられている場合を説明したが、基板の下面に二つの外部端子を設けるようにしても構わない。この場合には、封止用導体パターンは、外部端子とは、電気的に接続されていない。   In the second embodiment, the case where four external terminals 112 are provided on the lower surface of the substrate 110a has been described, but two external terminals may be provided on the lower surface of the substrate. In this case, the sealing conductor pattern is not electrically connected to the external terminal.

110・・・パッケージ
110a・・・基板
110b・・・枠体
111・・・電極パッド
112・・・外部端子
113・・・配線パターン
114・・・ビア導体
115・・・凸部
117・・・封止用導体パターン
120・・・音叉型水晶素子
121・・・水晶基部
122・・・水晶保持部
123・・・水晶振動部
124・・・水晶支持部
125、126・・・励振電極
127・・・引き出し電極
128・・・周波数調整用金属膜
129・・・切欠き部
130・・・蓋体
131・・・接合部材
140・・・導電性接着剤
K・・・凹部
D・・・溝部
P・・・突起部
110 ... Package 110a ... Substrate 110b ... Frame 111 ... Electrode pad 112 ... External terminal 113 ... Wiring pattern 114 ... Via conductor 115 ... Protrusion 117 ... Sealing conductor pattern 120: tuning fork type crystal element 121: crystal base 122: crystal holding part 123: crystal vibrating part 124: crystal supporting part 125, 126 ... excitation electrode 127 ··· Lead electrode 128 ··· Metal film for frequency adjustment 129 ··· Notch 130 ··· Lid 131 ··· Joining member 140 ··· Conductive adhesive K · Concave D · Groove P ・ ・ ・ Protrusion

Claims (6)

結晶軸におけるXY′Z′直交座標系を定義し、Z′軸に沿った方向に厚みを有する略矩形状の水晶基部と、
前記水晶基部の側面より+Y′軸方向に延出するように設けられた水晶振動部と、
前記水晶基部の前記側面と対向する位置にある側面より+X軸方向及び−X軸方向に延出するようにして設けられた略矩形形状の水晶保持部と、
+X軸方向側にある前記水晶保持部の側面にのみ前記水晶振動部と同一方向である+Y′軸方向に延出するように設けられた一つの水晶支持部と、
平面視して、前記水晶保持部と前記水晶振動部の間に位置し、前記水晶支持部と近接する位置にある前記水晶基部の+X軸方向側の一辺と対向する位置にある前記水晶基部の―X軸方向側の一辺にのみ設けられた切欠き部と、
前記水晶振動部の上面及び下面に設けられた励振電極と、
前記水晶振動部から前記水晶基部、前記水晶支持部にかけて設けられ前記励振電極と電気的に接続された引き出し電極と、を備えている音叉型水晶素子。
An XY′Z ′ rectangular coordinate system in the crystal axis, a substantially rectangular crystal base having a thickness in a direction along the Z ′ axis;
A crystal vibrating portion provided to extend in the + Y′-axis direction from a side surface of the crystal base;
A substantially rectangular crystal holding portion provided so as to extend in the + X-axis direction and the −X-axis direction from a side surface at a position facing the side surface of the crystal base portion;
One crystal supporting portion provided only on the side surface of the crystal holding portion on the + X-axis direction side so as to extend in the + Y′-axis direction which is the same direction as the crystal vibrating portion;
When viewed in a plan view, the crystal base located between the crystal holding part and the crystal vibrating part and opposed to one side on the + X-axis direction side of the crystal base located in the position close to the crystal support part. -A notch provided only on one side in the X-axis direction side,
Excitation electrodes provided on the upper and lower surfaces of the quartz vibrating portion,
A tuning fork type crystal element comprising: a lead electrode provided from the crystal vibrating portion to the crystal base portion and the crystal support portion and electrically connected to the excitation electrode.
請求項1記載の音叉型水晶素子であって、
前記水晶振動部に設けられた溝部を備え、
前記溝部内に前記励振電極が設けられている音叉型水晶素子。
The tuning fork type crystal element according to claim 1,
Comprising a groove provided in the quartz vibrating part,
A tuning fork type crystal element in which the excitation electrode is provided in the groove.
請求項2記載の音叉型水晶素子であって、
前記溝部内に設けられた突起部を備えている音叉型水晶素子。
The tuning fork type crystal element according to claim 2,
A tuning fork-type crystal element comprising a projection provided in the groove.
請求項1乃至請求項3記載の音叉型水晶素子であって、
前記励振電極が形成されている面を平面視した際に、前記切欠き部の幅が外周に近付くにつれて狭くなるように形成されている音叉型水晶素子。
The tuning fork type crystal element according to claim 1, wherein:
A tuning fork-type crystal element formed such that, when the surface on which the excitation electrode is formed is viewed in a plan view, the width of the notch becomes narrower as approaching the outer periphery .
請求項1記載の音叉型水晶素子と、
基板と枠体とで構成され、前記基板上に設けられた電極パッドを有するパッケージと、
前記音叉型水晶素子を気密封止するための蓋体と、を備えた水晶デバイス。
A tuning fork type crystal element according to claim 1,
A package comprising a substrate and a frame, and having an electrode pad provided on the substrate;
A lid for hermetically sealing the tuning-fork type crystal element.
請求項5記載の水晶デバイスであって、
前記基板の上面に、上下方向の厚みが前記電極パッドの上下方向の厚みよりも大きくなる凸部を備えている水晶デバイス。
The crystal device according to claim 5, wherein
A crystal device comprising a projection on an upper surface of the substrate, the projection having a thickness in a vertical direction larger than a thickness in a vertical direction of the electrode pad.
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