CN105122643A - 音叉型石英晶体谐振片及石英晶体谐振器 - Google Patents

Abstract

一种音叉型石英晶体谐振片，设有根部、和从根部向一个方向伸出的一对脚部。各脚部的至少一个主面上形成有沟槽和坎部。坎部是因沟槽的形成而成形的，坎部的宽度在厚度方向上不同。坎部由宽度较宽的宽壁部、和宽度较窄的窄壁部构成。

Description

音叉型石英晶体谐振片及石英晶体谐振器

技术领域

本发明涉及一种音叉型石英晶体谐振片及石英晶体谐振器。

背景技术

在音叉型石英晶体谐振片中，已有一种由根部和从该根部伸出的两个脚部构成的音叉型石英晶体谐振片(例如，参照专利文献1)。在这样的音叉型石英晶体谐振片中，以不同电位构成的一对激励电极形成在两个脚部。通过将该音叉型石英晶体谐振片气密密封在由基座和盖体构成的主体壳体的内部空间内，而构成音叉型石英晶体谐振器(例如，参照专利文献1)。该音叉型石英晶体谐振片中，在脚部形成有沟槽，通过在脚部形成沟槽而使坎部成形在脚部。该沟槽的形成能够使CI值降低。扩大沟槽的宽度能减小坎部的宽度、提高电流效率，因而能使CI值进一步减小。然而，要使脚部振荡，坎部的宽度必须在所需的最下限内，相应于脚部的尺寸，沟槽宽度、坎部宽度也有限度。即，通过扩大沟槽的宽度来实现CI值的降低是有限度的。另外，以往，因石英晶体的各向异性刻蚀，脚部侧面会产生尖头突起，由于该突起，在脚部的厚度方向上，沟槽的内面电极与脚部侧面电极间的距离会改变，从而振荡效率降低。

然而，近年来，音叉型石英晶体谐振片不断向小型化发展，随着音叉型石英晶体谐振片的小型化，对形成有沟槽的脚部形成激励电极变得较困难。

另外，以往，能够充分确保坎部的宽度，实现良好的振荡，但将音叉型石英晶体谐振片小型化之后，坎部的宽度变窄了。其结果，一对激励电极的间隙变得极其窄，而间隙极其窄，会使振荡变得不稳定，另外，因刚性降低，有时会产生其他振荡模。

【专利文献1】：日本特开2012-217140号公报

发明内容

于是，为了解决上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种对于设有形成了沟槽的脚部的音叉型石英晶体谐振片，即使相对于脚部宽度而言沟槽宽度较大也能实现稳定振荡的音叉型石英晶体谐振片及石英晶体谐振器。

为了达到上述目的，本发明所涉及的音叉型石英晶体谐振片由具有结晶取向的石英晶片构成，其特征在于：设有根部、和从所述根部向一个方向伸出的一对脚部，所述各脚部的至少一个主面上形成有沟槽和坎部，所述坎部是因所述沟槽的形成而成形的，所述坎部的宽度在(音叉型石英晶体谐振片的)厚度方向上不同，所述坎部由宽度较宽的宽壁部和宽度较窄的窄壁部构成。

基于本发明，对于设有形成了沟槽的脚部的音叉型石英晶体谐振片，即使相对脚部宽度而言沟槽宽度较大，也能进行稳定的振荡。具体而言，由于所述坎部由所述窄壁部和所述宽壁部构成，所以，能够实质上将所述坎部的宽度设定得较宽，其结果，能够抑制其它振荡模的发生(乱真的发生)，进行稳定的振荡。另外，基于以往的音叉型石英晶体谐振片，可以通过扩大沟槽宽度来实现CI值的降低，但另一方面，若使脚部侧面的形状平坦则会使坎部宽度整体上变窄，其结果，导致刚性降低。因此，以往的音叉型石英晶体谐振片中，若采用扩大沟槽宽度来实现CI值的降低的方式，则难以确保振荡所需的坎部宽度。然而，基于本发明，采用上述结构，能够扩大沟槽宽度来实现CI值的降低，而且还能确保振荡所需的坎部宽度。

另外，基于本发明，由于所述坎部由所述宽壁部和所述窄壁部构成，所以，利用所述宽壁部，既能实现该音叉型石英晶体谐振片的小型化，又能强化刚性，其结果，能够获得稳定的振荡，抑制振荡频率的增加。另外，利用所述窄壁部，既能实现该音叉型石英晶体谐振片的小型化，又能使CI值降低。如此，由于所述坎部由所述宽壁部和所述窄壁部构成，能够在利用所述宽壁部维持刚性的同时，相对于所述脚部的宽度将所述沟槽的宽度设定得较大，从而能够实现既抑制了振荡频率的增加又降低了CI值的小型音叉型石英晶体谐振片。

另外，在所述结构中，较佳为，所述沟槽被形成为相对于所述脚部的宽度方向的中心偏位，所述沟槽为，在所述宽度方向的截面形状中，所述沟槽的最低点至所述脚部的两侧面为止的长度相同。

在此情况下，虽然所述沟槽被形成为相对于所述脚部的宽度方向的中心偏位，但所述沟槽的最低点至所述脚部的两侧面为止的长度相同，由于所述宽壁部，在所述宽度方向的截面形状中，所述沟槽的左右的重量平衡良好。其结果，能够实现振荡的稳定化。

另外，在此所说的“偏位”是指，沟槽被形成为相对于所述脚部的宽度方向的中心，位置偏置即可，但所述沟槽(所述沟槽的内面)至脚部的两侧面为止的距离(脚部的主面上形成的坎的尺寸)必须相同。

在此情况下，该音叉型石英晶体谐振片由石英晶片构成，所述脚部的两主面上形成的所述沟槽的内面中，不能将所有的侧面都形成为与所述主面间的角度为直角。即使是这样的结构，由于所述沟槽被形成为相对于所述脚部的所述宽度方向的中心偏位，所以成为能保持各所述脚部的重量平衡的有效结构。例如，基于构成所述沟槽的多个面大小互不相同的结构，所述最低点位于所述脚部的中心的情况较少，所述脚部的重量平衡不良。因此，所述沟槽被形成为相对于所述脚部的宽度方向的中心偏位，便能使重量平衡良好。即，能够使所述脚部为，在所述宽度方向的截面形状中，截面左右的截面面积的差异较小，而通过使所述差异变小能够改善重量平衡。

但是，只是将该沟槽形成为相对于所述脚部的所述宽度方向的中心偏位，还不是保持各所述脚部的重量平衡的最佳方法。即，就算是形成为相对于所述脚部的所述宽度方向的中心最大限度地偏位，到保持重量平衡为止，也无法使所述脚部的重量均一。该现象特别是与目前该音叉型石英晶体谐振片的小型化趋势有关，如以往那样大尺寸的音叉型石英晶体谐振片即使不考虑重量平衡也能够保持平衡，但是，小型化的该音叉型石英晶体谐振片则是，所述脚部也被小型化、狭小化，在小型或狭小的所述脚部形成沟槽便会使重量失去平衡。这样，因为小型化，而产生了对以往的音叉型石英晶体谐振片而言未曾考虑过的技术问题。

对此，本发明的特征在于，所述沟槽被形成为相对于所述脚部的所述宽度方向的中心偏位，所述沟槽为，在所述宽度方向的截面形状中，所述沟槽的最低点至所述脚部的两侧面为止的长度相同。基于本结构，对于所述由石英晶片构成、且所述沟槽被形成为相对于所述脚部的宽度方向的中心偏位的结构，能进一步进行重量补偿来保持重量平衡。这与该音叉型石英晶体谐振片采用了所述石英晶片有关，所述沟槽的多个面构成的侧面具有倾斜面，侧面(多个面)的倾斜面的面积差不相同。因此，由于形成所述沟槽，虽然会使所述脚部的重量失去平衡，但基于本发明，由于所述沟槽为，在所述宽度方向的截面形状中，所述沟槽的最低点至所述脚部的两侧面为止的长度相同，所以能够防止所述脚部的重量失去平衡。

其结果，能够保持重量平衡，防止因所述脚部上形成的沟槽的形状而对特性(CI值等)产生影响。

具体而言，基于本发明，由石英晶片构成，在各个所述脚部，所述沟槽被形成为相对于所述脚部的宽度方向的中心偏位，所述沟槽为，在宽度方向的截面形状中，所述沟槽的最低点至所述脚部的两侧面为止的长度相同，因此，能够防止各所述脚部重量失去平衡。

另外，基于本结构，能通过使所述沟槽的位置相对于所述脚部的宽度方向的中心偏置，来取得在所述脚部中的所述宽度方向的左右重量平衡。进一步，由于所述沟槽为，在宽度方向的截面形状中，所述沟槽的最低点至所述脚部的两侧面为止的长度相同，所以能够减小侧面(多个面)的斜面的面积差。其结果，能够改善重量平衡。

对此，以往的音叉型石英晶体谐振片则由于脚部中的左右的斜面的面积差大为不同，所以，夹着沟槽的脚部左右的厚度不同。因此，在脚部的左右会引起不同频率的振荡，结果使振荡失去平衡。

另外，与本发明不同，在沟槽存在底面的情况下，最低点的位置不明确而会使重量失去平衡，但基于本发明，则不会发生这样的问题。另外，基于本发明，不存在底面而只存在所述最低点。

另外，以往的在各脚部形成有沟槽的音叉型石英晶体谐振片中，除了激振所需的主振荡之外，还会发生其它振荡模(纵向振荡模等)。这与以往的结构中沟槽的最低点或底面被形成为，相对于脚部的宽度方向的中心较大地偏位有关，另外，还起因于沟槽的内面(侧面)是相对于主面倾斜的倾斜面。

对此，基于本发明，在所述各脚部，所述沟槽被形成为相对于所述宽度方向的中心偏位，所述沟槽为，在所述宽度方向的截面形状中，所述沟槽的最低点至所述脚部的两侧面为止的长度相同，所以，能够使所述宽度方向的截面形状中，所述沟槽的内面中的侧面的形状对称，或接近对称。另外，与以往的音叉型石英晶体谐振片相比，可以将所述沟槽的内面中的倾斜面减少一个以上。即，通过减少一个以上的所述沟槽的内面，使其它倾斜面的构成比率(面积)改变，并因减少了面，能将所述沟槽的最低点定位到所述脚部的中间。

其结果，能够防止被减少的倾斜面所引起的其它振荡模(纵向振荡模等)的发生。通过防止音叉型石英晶体谐振片的特性恶化，例如能够降低CI值、抑制CI值的上升。

然而，現在，装载有音叉型石英晶体谐振片的石英晶体谐振器或振荡器等的石英晶体谐振装置的封装尺寸有变小的倾向(例如，封装尺寸：2.0mm×1.2mm以下，音叉型石英晶体谐振片的全长(作为长边方向的所述脚部的延伸方向的尺寸)：1.5mm以下)，发明者已确认，随着小型化，音叉型石英晶体谐振片的振荡中容易发生乱真。而在以往，音叉型石英晶体谐振片中几乎不会发生乱真，不用考虑要抑制乱真，但对于现在的小型音叉型石英晶体谐振片，有必要考虑抑制乱真。对于该乱真的发生，基于本发明，能够通过减少所述沟槽的侧面的倾斜面、减小倾斜面的陡度差来抑制乱真，其结果，通过抑制乱真，能够使CI值降低。本发明最适合于小型的音叉型石英晶体谐振片。另外，还能防止乱真发生所引起的振荡频率值(主振荡的值)的改变。

在所述结构中，较佳为，在所述宽度方向的截面形状中，所述宽壁部的截面形状为梯形，所述沟槽的最低点所在位置的宽度方向上有所述宽壁部。

在此情况下，由于所述宽壁部的截面形状为梯形，所述沟槽的最低点所在位置的宽度方向上有所述宽壁部，所以，能够使形成在所述沟槽的激励电极与配置在所述两侧面的激励电极隔着所述坎部相互背对，其结果，能使振荡效率改善、CI值降低。

在所述结构中，较佳为，所述宽壁部的梯形的顶面被配置为与所述沟槽的侧面相互背对。

在此情况下，由于所述宽壁部的梯形的顶面被配置为与所述沟槽的侧面相互背对，所以，能够形成平行电极，从而能够获得最理想的电流效率。特别是，通过将所述宽壁部构成为梯形形状，能够使所述坎部的一部分区域相对于弯曲方向具有一定的厚度，从而有望抑制其它振荡模(纵向振荡模等)的发生、降低CI值。

在所述结构中，较佳为，所述脚部的两主面上，分别形成有一个主面侧的沟槽和另一主面侧的沟槽，一个主面侧的沟槽和另一主面侧的沟槽在延伸方向的截面形状中，所述最低点所处的位置相对。

在此情况下，由于所述一个主面侧的所述沟槽和所述另一主面侧的所述沟槽在延伸方向的截面形状中，所述最低点所处的位置相对，所以，能够防止相对所述各脚部的厚度方向重量失去平衡。其结果，能够抑制因重量失去平衡而引起的其它振荡模(纵向振荡模等)的发生，进而抑制该音叉型石英晶体谐振片的特性恶化，例如能够降低CI值、抑制CI值的上升。即，能够实现低CI值。

为了达到上述目的，本发明所涉及的石英晶体谐振器的其特征在于：具备本发明所涉及的音叉型石英晶体谐振片。

基于本发明，由于具备本发明所涉及的音叉型石英晶体谐振片，所以具有与上述本发明所涉及的音叉型石英晶体谐振片相同的作用和效果。

发明的效果：

基于本发明，对于设有形成了沟槽的脚部的音叉型石英晶体谐振片而言，即便是坎部的宽度较窄也能进行稳定的振荡。尤其有效于实现了小型化的音叉型石英晶体谐振片。

附图说明

图1是示出本实施方式的石英晶体谐振器的内部的图，也是装载有石英晶体谐振片的基座的示意俯视图。另外，图1中示出石英晶体谐振片的示意俯视图。

图2是图1所示的石英晶体谐振片的示意仰视图。

图3是图2所示的石英晶体谐振片的平板的A-A线截面图。

图4是将图2所示的石英晶体谐振片的平板的一部分(脚部的根部侧)放大后的石英晶体谐振片的平板的局部放大示意俯视图。

图5是与图4对应的以往的石英晶体谐振片的平板的局部放大示意俯视图。

图6是与图3对应的其它实施方式的石英晶体谐振片的平板的截面图。

＜附图标记说明＞

1音叉型石英晶体谐振器

11内部空间

2音叉型石英晶体谐振片

3基座

31底部

32堤部

33台阶部

34金属化层

35电极垫

4基板

41、42两主面(一个主面41、另一主面42)

43侧面

51、52脚部(第一脚部51、第二脚部52)

53沟槽

531内面

532侧面

533最低点

54第一面

541第一倾斜面

55第二面

551第二倾斜面

552第3倾斜面

56坎部

561第一坎部

562第二坎部

563宽壁部

564窄壁部

565前端部

566根端部

6根部

61导电性凸块

62一个端面

7间隙部

81第一激励电极

82第二激励电极

83、84引出电极

9前端部

91前端面

92前端面的两端部

93金属膜

94周边部

95凹部

96前端金属膜

具体实施方式

以下，结合附图对本发明的实施方式进行说明。其中，以下的实施方式中示出，用石英晶体作为压电振动片的平板材料，并进一步用音叉型石英晶体谐振器作为石英晶体谐振器的方式。但是，这是较佳的实施方式，本发明不局限于音叉型石英晶体谐振器，只要是设有音叉型石英晶体谐振片的音叉型石英晶体谐振装置即可，例如，也可以是石英晶体振荡器。

如图1、2所示，本实施方式所涉及的音叉型石英晶体谐振器1(以下，称为石英晶体谐振器)设置有，用光刻法成形的音叉型石英晶体谐振片2(以下，称为石英晶体谐振片)；装载有石英晶体谐振片2的基座3；以及用于将基座3中装载的(保持的)石英晶体谐振片2气密密封在主体壳体内的盖体(省略图示)。

该石英晶体谐振器1中，基座3与盖体接合而构成主体壳体。具体而言，基座3与盖体之间通过密封材料(省略图示)接合，通过该接合而形成了主体壳体的内部空间11。并且，石英晶体谐振片2通过导电性凸块61而被接合保持在该主体壳体的内部空间11内的基座3上，同时，主体壳体的内部空间11被气密密封。此时，以石英晶体谐振片2的金属膜93(参照后述)、前端金属膜96(参照后述)、及凹部95(参照后述)与基座3相向而对的状态，石英晶体谐振片2被配置在基座3上，并通过使用由金属材料(例如金)等构成的导电性凸块61的FCB(FlipChipBonding，倒装焊接)法，石英晶体谐振片2与基座3之间在机电上超声波接合。

下面，对该石英晶体谐振器1的各结构进行说明。

基座3如图1所示那样被形成为，由底部31、和从该底部31向上方延伸出的堤部32构成的盒形体。另外，堤部32是通过两层层压而构成的，内部空间11内设置有台阶部33。该基座3是通过在陶瓷材料所构成的俯视长方形的实心板上将陶瓷材料的长方体层压、并一体地烧制成凹状而构成的。另外，堤部32被成形在图1所示的底部31的俯视外周上。在该堤部32的上表面，设置有与盖体接合用的金属化层34(密封材料的一部分)。其中，金属化层34例如是在钨层、或钼层上按镍、金的顺序施镀而构成的。

另外，将陶瓷材料层叠并一体地烧制成凹状而得的基座3中，其内部空间11内的长边方向的一个端部及顺着长边方向的端部的一部分，形成有台阶部33。台阶部33中，在长边方向的一个端部，如图1所示那样，形成有一对电极垫35，石英晶体谐振片2通过在石英晶体谐振片2上形成的导电性凸块61而被装载保持在这些电极垫35上。这些电极垫35通过各自所对应的迂回电极(省略图示)而与基座3的背面形成的端子电极(省略图示)电连接，端子电极与外部部件、外部器件的外部电极连接。其中，这些电极垫35、迂回电极、及端子电极是印刷了钨、钼等金属化材料后与基座3一体地烧制而形成的。并且，这些电极垫35、迂回电极、及端子电极中的一部分是通过在金属化材料上部形成镍镀，再在其上部形成金镀而构成的。

盖体例如由金属材料构成，被成形为俯视长方形的实心板。该盖体的下表面上，形成有一部分密封材料。该盖体通过缝焊、束焊接、加热熔化接合等手法被密封材料接合在基座3上，从而，由盖体和基座3构成石英晶体谐振器1的主体壳体。

下面，对在由基座3和盖体构成的石英晶体谐振器1的主体壳体的内部空间11内配置的石英晶体谐振片2进行说明。

石英晶体谐振片2是由具有结晶取向性的各向异性材料的石英晶体Z板(平板)构成的石英晶圆(省略图示)成形的石英晶片。石英晶体谐振片2的基板4的外形是采用光刻技术(光刻法)，将保护涂层或金属膜作为掩膜，例如通过湿法刻蚀而总括(一体地)成形的。

该石英晶体谐振片2的基板4(平板)如图1、2所示，具有包含脚部51、52(第一脚部51及第二脚部52)和根部6的外形，其中，两根成一对的脚部51、52作为振荡部，根部6上设有从根部6的一个端面62延伸出的脚部51、52。

如图1所示，根部6被形成为俯视左右对称的形状，且宽度比第一脚部51及第二脚部52更宽。如图1、2所示，用于与基座3的电极垫35接合的两个导电性凸块61(本发明所说的凸块)被电镀形成在根部6上。导电性凸块61分别被设置在根部6的另一主面42的两端附近。

一对脚部51、52如图1、2所示，被设置为隔着间隙部7而从根部6的一个端面62并排延伸出。其中，在此所说的间隙部7设在一个端面62的宽度方向的中间位置(中间区域)。

下面，参照附图(图1、2)，对两根脚部51、52(第一脚部51及第二脚部52)进行详细说明。

两根脚部51、52为，各自的前端部9被形成为比其它部位宽度更宽，前端部9的前端面91的两侧端92被成形为坡面(形成斜坡)。另外，在两主面41、42上形成有，沿脚部51、52的延伸方向(图1所示的Y轴方向)延伸的沟槽53，以改善因石英晶体谐振片2的小型化而恶化的CI值。有关此处所说的沟槽53，一个主面41侧的沟槽53和另一主面42侧的沟槽53分别被形成为相对于脚部51、52的宽度方向的中心偏位。

如图1～3所示，利用湿法刻蚀，在第一脚部51形成的一个主面41侧的沟槽53及另一主面42侧的沟槽53被成形为凹状，内面531如图3所示那样由多个面(侧面532等)构成。

另外，一个主面41侧的沟槽53和另一主面42侧的沟槽53如图3所示那样，最低点533所处的位置相对，在图1、2所示的第一脚部51的长边方向(延伸方向)的截面形状中，为线对称形状。

另外，如图3所示，第一脚部51及第二脚部52的宽度方向(图1、2所示的X轴方向)的截面形状大致呈H字形。石英晶体谐振片2如图1、2所示那样，在俯视或仰视的两主面41、42上，沟槽53相对于第一脚部51、第二脚部52的宽度方向(X轴方向)的中心偏位地分别形成在第一脚部51、第二脚部52上。其中，此处所说的“偏位”是指，只要沟槽53在两主面41、42上被形成为，相对于第一脚部51、第二脚部52的宽度方向(X轴方向)的中心，位置偏置即可。

另外，沟槽53中形成有，由在图3所示的第一脚部51及第二脚部52的宽度方向(X轴方向)上夹着最低点533的第一面54(侧面532和第一倾斜面541)和第二面55(侧面532、及第二倾斜面551和第3倾斜面552)构成的内面531。第二面55的宽度方向的宽度尺寸与第一面54的宽度方向的宽度尺寸之比R为，1≦R≦1.3，第一面54的宽度方向的宽度尺寸与第二面55的宽度方向的宽度尺寸相同(包含大致相同)。其中，此处所说的R＝1.3例如是因制造误差等而产生的误差尺寸的数值上限，1.3＜R(例如，R＝1.35、1.56、1.86、2.33等)时，无法解决本处的技术问题。另外，在本实施方式中，第一面54的宽度方向的宽度尺寸与第二面55的宽度方向的宽度尺寸之比为，50：50～47：53，具体而言，第一面54与第二面55的宽度尺寸例如分别为19.7、22.3μm。如此，本实施方式所涉及的第一脚部51及第二脚部52中，沟槽53在图3所示的X轴方向的截面形状中，沟槽53的最低点533至两侧面为止的宽度方向的尺寸(W1、W2)的长度相同。

在两根脚部51、52上，各自形成有以不同电位构成的第一激励电极81、第二激励电极82；及为了使这些第一激励电极81、第二激励电极82与基座3的电极垫35电接合而从第一激励电极81及第二激励电极82引出的引出电极83、84。引出电极83、84被形成在根部6、以及比第一激励电极81及第二激励电极82更靠两根脚部51、52的前端侧的部位上。

第一激励电极81被形成在第一脚部51的两主面41、42、以及第二脚部52的两方的侧面43(两侧面43)，并通过引出电极83而导通。同样，第二激励电极82被形成在第二脚部52的两主面41、42、以及第一脚部51的两方的侧面43(两侧面43)，并通过引出电极84而导通。

第一激励电极81及第二激励电极82的一部分形成在沟槽53的内部(内面531)。为此，即使将石英晶体谐振片2小型化，也能够抑制第一脚部51及第二脚部52的振荡损失，将CI值压低。

相对于以往的石英晶体谐振片，本实施方式所涉及的石英晶体谐振片2为，在一个主面41侧的沟槽53和另一主面42侧的沟槽53分别被形成为相对于脚部51、52的宽度方向的中心偏位的形状中，一个主面41侧的沟槽53的最低点533位于脚部51、52的宽度方向的中间位置；另一主面42侧的沟槽53的最低点533位于脚部51、52的宽度方向的中间位置。相对于以往的石英晶体谐振片，基于本实施方式所涉及的石英晶体谐振片2，最低点533的长度变长，侧面532的数量减少。

基于本实施方式所涉及的石英晶体谐振片2，由石英晶片构成，且在第一脚部51及第二脚部52的两主面41、42上形成的沟槽53的内面531中，无法将所有侧面532都形成为与一个主面41(或另一主面42)成直角。即便是这样的结构，由于沟槽53被形成为相对于第一脚部51、第二脚部52的宽度方向(X轴方向)的中心偏位，所以，能够获得能保持第一脚部51及第二脚部52各自的重量平衡的有效结构。

例如，基于构成沟槽53的多个面的大小互不相同的结构，最低点533位于脚部51、52的中心的情况较少，脚部51、52的重量平衡不佳。因此，将沟槽53形成为相对于脚部51、52的宽度方向的中心偏位，能够改善重量平衡。即，能使脚部51、52在宽度方向的截面形状中，截面左右侧的截面面积的差异减小，通过减小所述差异而改善重量平衡(例如，参照日本专利第4001029号公报中的图9(B))。

但是，如果只是将沟槽53形成为相对于第一脚部51、第二脚部52的宽度方向(X轴方向)的中心偏位，则还不能成为保持第一脚部51及第二脚部52各自的重量平衡的最佳方法。即，就算形成为相对于第一脚部51、第二脚部52的宽度方向(X轴方向)的中心最大限度地偏位，也无法使第一脚部51及第二脚部52的重量均等以保持重量平衡。该现象尤其与现在石英晶体谐振片2趋向于小型化有关，如以往那样大尺寸的音叉型石英晶体谐振片即使不考虑重量平衡也能保持平衡，但被小型化的石英晶体谐振片2中，由于第一脚部51及第二脚部52也被小型化、狭小化，所以在小型、狭小的第一脚部51及第二脚部52形成沟槽53，则会使重量失去平衡。如此，会因小型化而产生以往的音叉型石英晶体谐振片中不会出现的技术问题。

对此，本实施方式的结构的特征在于，沟槽53被形成为相对于第一脚部51、第二脚部52的宽度方向(X轴方向)的中心偏位，而且，沟槽53在宽度方向(X轴方向)的截面形状中，沟槽53的最低点533至脚部的两个侧面为止的长度(W1和W2)相同。基于本实施方式，由于沟槽53的最低点533至脚部的两个侧面为止的长度(W1和W2)相同，所以，对于由石英晶片构成，且沟槽53被形成为相对于第一脚部51、第二脚部52的宽度方向(X轴方向)的中心偏位的结构，能够进一步进行重量补偿来保持重量平衡。这与对石英晶体谐振片2采用石英晶片有关，沟槽53的由多个面构成的侧面532具有倾斜面，侧面532(多个面)的倾斜面的角度(宽度尺寸)不同。因此，虽然因形成沟槽53而使脚部(第一脚部51及第二脚部52)重量失去平衡，但基于本实施方式，由于沟槽53在第一脚部51及第二脚部52的宽度方向(X轴方向)的截面形状中，沟槽53的最低点533至脚部的两个侧面为止的长度(W1和W2)相同，所以，能够防止脚部(第一脚部51及第二脚部52)重量失去平衡。

具体而言，基于本实施方式，由石英晶片构成，且在第一脚部51、第二脚部52，各自的沟槽53被形成为相对于第一脚部51、第二脚部52的宽度方向(X轴方向)的中心偏位，沟槽53在图3所示的宽度方向(X轴方向)的截面形状中，沟槽53的最低点533至脚部的两个侧面为止的长度(W1和W2)相同，所以能够防止第一脚部51及第二脚部52各自重量失去平衡。

使沟槽53的位置相对于第一脚部51、第二脚部52的宽度方向(X轴方向)的中心偏位，能够实现第一脚部51及第二脚部52在宽度方向(X轴方向)上的左右重量平衡。进一步，沟槽53在第一脚部51及第二脚部52的宽度方向(X轴方向)的截面形状中，沟槽53的最低点533至脚部的两个侧面为止的长度(W1和W2)相同，因而能够减小侧面532(多个面)的斜面的面积差(X轴方向的宽度尺寸差)。

其结果，能够实现良好的重量平衡。另外，在这一点上，以往的音叉型石英晶体谐振片则由于脚部的左右斜面的面积差较大，所以夹着沟槽的脚部左右的厚度不同。因此，在脚部左右会引起不同频率的振荡，结果会失去振荡平衡。

另外，与本实施方式不同，沟槽存在底面的情况下，最低点的位置不清楚而重量失去平衡，但基于本实施方式，则不会发生这样的问题。基于本实施方式，不存在底面，只存在最低点533。

另外，以往的、在各脚部形成有沟槽的音叉型石英晶体谐振片不只产生激励所需要的主振荡，还会产生其它振荡模(纵向振荡模等)。这与以往的结构中、沟槽的最低点或底面被形成为相对于脚部的宽度方向的中心大大偏位有关，另外，原因在于，沟槽的内面为相对于主面倾斜的倾斜面。

对此，基于本实施方式，在第一脚部51、第二脚部52，各自的沟槽53分别被形成为相对于第一脚部51、第二脚部52的宽度方向(X轴方向)的中心偏位，沟槽53在第一脚部51、第二脚部52的宽度方向(X轴方向)的截面形状中，沟槽53的最低点533至脚部的两个侧面为止的长度(W1和W2)相同，所以，在第一脚部51及第二脚部52的宽度方向(X轴方向)的截面形状中，沟槽53的内面531中的侧面532的形状基本对称。另外，与以往的音叉型石英晶体谐振片相比，沟槽53的内面中，倾斜面能被减少一个以上。即，由于沟槽53的内面的一个以上被减少，所以使其它倾斜面的构成比率(面积)发生变化，而且，由于被减少的面，沟槽53的最低点533能被配置到脚部51、52的中间位置。

其结果，能够避免被减少的倾斜面所引起的其它振荡模(纵向振荡模等)的发生。

然而，现在，装载石英晶体谐振片2的石英晶体谐振器1或振荡器(省略图示)等石英晶体谐振装置的封装尺寸有减小的趋势(例如，封装尺寸：2.0mm×1.2mm以下，石英晶体谐振片2的全长(作为长边方向的第一脚部51及第二脚部52的延伸方向的尺寸)：1.5mm以下)，发明者已经确认到，随着小型化，石英晶体谐振片2的振荡中容易发生乱真。另一方面，以往，由于石英晶体谐振片2中几乎不会发生乱真，所以没有考虑抑制乱真，但是，对于现在的小型石英晶体谐振片2，还有必要考虑抑制乱真。对于该乱真的发生，基于本实施方式，通过减少沟槽53的侧面532的倾斜面、减小倾斜面的倾斜度差，能够实现乱真抑制，其结果，能够通过抑制乱真而降低CI值。本实施方式最适合于小型的石英晶体谐振片2。另外，还能防止出现因乱真发生而使振荡频率的值(主振荡的值)变化的情况。

另外，一个主面41侧的沟槽53和另一主面42侧的沟槽53在延伸方向的截面形状中，最低点533所处的位置相对，所以，能防止相对于第一脚部51及第二脚部52各自的厚度方向重量失去平衡的情况发生。其结果，能够抑制因重量失去平衡而引起的其它振荡模(纵向振荡模等)的发生，抑制石英晶体谐振片2的特性恶化，例如能降低CI值、抑制CI值的上升。

通过如上所述那样在脚部51、52形成沟槽53，能够将坎部56成形于脚部51、52。换言之，能在脚部51、52同时形成沟槽53和坎部56。

坎部56由宽度在厚度方向上不同的第一坎部561、及宽度在厚度方向上大致不变的第二坎部562构成。另外，第一坎部561和第二坎部562都具有沟槽53的侧面532和脚部51、52的侧面。

在第一脚部51及第二脚部52的主面(一个主面41、另一主面42)上，相对于第二坎部562，第一坎部561被构成为，从沟槽53(沟槽53的侧面532)至脚部(第一脚部51及第二脚部52)的两侧面43为止的距离较短(宽度窄)。

第一坎部561由宽度较宽的宽壁部563、和宽度较窄的窄壁部564构成。本实施方式中，在脚部51、52的厚度方向上，坎部56的宽度不同，位于脚部51、52的主面41、42侧的坎部56的前端部565侧的宽度较窄；位于脚部51、52的厚度方向的中间的坎部56的根端部566侧的宽度较宽，第一坎部561(具体而言，是脚部51、52的侧面43)被成形为斜坡形，从而从窄壁部564至宽壁部563宽度尺寸逐渐改变。因此，第一坎部561中，使斜坡形状的部位包含在宽壁部563中，则图3所示的第一坎部561的宽壁部563的截面形状为梯形，成为梯形上表面(顶面)的脚部51、52的侧面43与相当于下表面的沟槽53的侧面532隔着第一坎部561相互背对。该斜坡被成形在脚部51、52各自的侧面43。另外，窄壁部564中，脚部51、52的侧面43与沟槽53的侧面532隔着第一坎部561相互背对。

第二坎部562中，脚部51、52的侧面43未被成形为斜坡，而被成形为大致平坦面。与第二坎部562对应的脚部51、52的侧面43和第一坎部561的宽壁部563的梯形的顶面为平行关系。

如上所述那样，本实施方式所涉及的第一脚部51及第二脚部52中，沟槽53在图3所示的X轴方向的截面形状中，沟槽53的最低点533至两侧面为止的尺寸(W1、W2)的长度相同，另外，沟槽53的最低点533位于脚部51、52的中间。这是因为，沟槽53被形成为相对于第一脚部51、第二脚部52的宽度方向(X轴方向)的中心偏位；与第一坎部561相比第二坎部562宽度更宽(宽度尺寸大)；第一坎部561由宽壁部563和窄壁部564构成；以及沟槽53的最低点533所处的位置的宽度方向上有宽壁部563，所以，沟槽53的最低点533到两侧面为止的尺寸(W1、W2)的长度相同。

另外，在本实施方式中，只在两根脚部51、52的至少一个主面(本实施方式中是另一主面42)中，比形成有引出电极83、84的部位(与激励相关的部位)更靠前端的前端部9上电镀形成了金属膜93。金属膜93对于第一激励电极81、第二激励电极82、及引出电极83、84为非导通状态。另外，两根脚部51、52的至少一个主面(本实施方式中是另一主面42)中，金属膜93周围的基板4被露出。

进一步，在比前端部9的金属膜93更靠前端侧，电镀形成有振荡频率微调节用的前端金属膜96。有关该前端金属膜96，斜面部位(前端面91的两侧端92)及前端部9的两主面41、42上也形成有前端金属膜96。该前端金属膜96对于第一激励电极81、第二激励电极82、及引出电极83、84为导通状态，对于金属膜93为非导通状态。

具有上述结构的石英晶体谐振片2，采用由具有结晶取向的各向异性材料的石英晶体Z板构成的石英晶圆(省略图示)，利用光刻技术(光刻法)，将保护涂层作为掩膜，例如通过湿法刻蚀来实现石英晶体谐振片2的基板4的外形成形。

基板4的平板成形之后，利用光刻法，将保护涂层作为掩膜，例如通过湿法刻蚀，电镀形成第一激励电极81、第二激励电极82、引出电极83、84、金属膜93、及前端金属膜96(金属膜形成工序)。

金属膜形成工序中，在两根脚部51、52的前端部9的至少一个主面(另一主面42)上，形成周围(周边部94)为基板4平板的岛状金属膜93，以使金属膜93对于第一激励电极81、第二激励电极82、引出电极83、引出电极84、及前端金属膜96成为非导通状态。

在金属膜形成工序之后，电镀形成与外部电连接用的导电性凸块61。

然后，根据需要，利用干法刻蚀将前端金属膜除去，进行振荡频率的微调节，从而完成石英晶体谐振片2的频率调节。

通过上述制造工序制造出的、具有上述结构的石英晶体谐振片2的平板(基板4)被成形为图3、4所示的形状。从图3、4可知，本实施方式所涉及的石英晶体谐振片2中，石英晶体谐振片2的脚部51、52的根部6侧的平板形状为左右对称的平衡良好的形状。

基于本实施方式所涉及的石英晶体谐振片2及石英晶体谐振器1，对于设置有形成了沟槽53的脚部51、52的石英晶体谐振片2，即便是相对于脚部51、52的宽度，沟槽53的宽度较大，也能实现稳定的振荡。具体而言，由于第一坎部561由宽壁部563和窄壁部564构成，所以，能够使第一坎部561的宽度实质上较厚，其结果，能够抑制其它振荡模的发生(乱真的发生)，实现稳定的振荡。另外，基于以往的音叉型石英晶体谐振片，虽然可以通过扩宽沟槽的宽度来实现CI值的降低，但另一方面，如果使脚部侧面的形状平坦，则会使坎部的宽度整体上变窄，其结果，会导致刚性降低。因此，以往的音叉型石英晶体谐振片中，将沟槽的宽度扩宽而实现CI值的降低的方式，会使振荡所需的坎部宽度难于得到确保。对此，基于本实施方式所涉及的石英晶体谐振片2及石英晶体谐振器1，通过扩宽沟槽53的宽度能实现CI值的降低，并能确保振荡所需的坎部56的宽度。

另外，基于本实施方式所涉及的石英晶体谐振片2及石英晶体谐振器1，由于第一坎部561由宽壁部563和窄壁部564构成，所以通过宽壁部563，既能实现石英晶体谐振片2的小型化，又能使刚性强化，其结果，能够获得稳定的振荡，抑制振荡频率的增加。另外，通过窄壁部564，既能实现石英晶体谐振片2的小型化，又能使CI值降低。这样，通过采用宽壁部563和窄壁部564的结构，能够提供在利用宽壁部563维持刚性的同时，相对于脚部51、52的宽度扩大了沟槽53的宽度，并在抑制振荡频率的增加的同时降低了CI值的小型石英晶体谐振片2。

另外，虽然沟槽53被形成为相对于脚部51、52的宽度方向的中心偏位，但沟槽53的最低点533至脚部51、52的两侧面43为止的长度相同，借助于宽壁部563，在宽度方向的截面形状中，沟槽53左右的重量平衡良好。其结果，能够实现振荡的稳定化。

另外，宽壁部563的截面形状为梯形，沟槽53的最低点533所处位置的宽度方向上有宽壁部563，因而，能够使形成在沟槽53的激励电极82与配置在两侧面43的激励电极81隔着第一坎部561相互背对，其结果，能够提高振荡效率并使CI值降低。

另外，由于宽壁部563的梯形顶面被配置为与沟槽53的侧面相互背对，所以能够利用作为一对的第一激励电极81、第二激励电极82来形成平行电极，获得最理想的电流效率。特别是，通过将宽壁部563构成为梯形形状，能够使第一坎部561的一部分区域相对于弯曲方向有一定的厚度，从而有望抑制其它振荡模(纵向振荡模等)的发生并降低CI值。

另外，在比前端部9的金属膜93更靠前端侧，形成有调节振荡频率用的前端金属膜96，由于前端金属膜96与金属膜93之间为非导通状态，所以，因凹部95形成而调节频率之后，还可以用其它方式进行振荡频率的微调节。另外，由于在比前端部9的金属膜93更靠前端侧形成有前端金属膜96，所以能够对物理上的冲撞(例如，装载有石英晶体谐振片2的基座3与石英晶体谐振片2相碰等)起到保护作用。

另外，本实施方式中，在各脚部51、52的两主面41、42上分别形成有沟槽53，但不局限于此，也可以只在各脚部51、52的两主面41、42中的任意一个主面上形成沟槽53。即使在这种情况下，也能够获得本实施方式的效果，但较佳为，在两主面41、42上形成沟槽53。

另外，本实施方式中，在两根脚部51、52的前端部9的另一主面42上形成有金属膜93，但不局限于此，也可以在脚部51、52的前端部9的两主面41、42上形成金属膜93。

另外，有关坎部56的宽度，不局限于图3所示的本实施方式，例如，也可以如图6所示那样，将坎部56的前端部565的宽度设定得比图3所示的形态更窄。另外，图6所示的坎部56中，第一坎部561及第二坎部562的前端部565的宽度较窄，但不局限于此，也可以是至少使有宽壁部563和窄壁部564的第一坎部561的前端部565的宽度较窄。

另外，本实施方式中，如图3所示那样，相当于第一坎部561的宽壁部563(除去斜坡形状的部位)的侧面43为平坦面，但也可以为图6所示那样的向外侧凸出的形状。

本发明可以不超越其构思及主要特征，而以其它各种形式实施。因此，上述实施方式只不过是对各方面的示例而已，不能作限定性的解释。本发明的范围是权利要求书所表达的范围，说明书中不存在任何限定。而且，属于权利要求书的同等范围内的变形和变更均涵盖在本发明的范围之内。

另外，本申请要求基于2013年4月11日向日本提出了申请的特愿2013-083066号的优先权。因而，其所有内容被导入本申请。

工业实用性

本发明对于设有形成了沟槽的脚部的音叉型石英晶体谐振片有效，尤其适合于实现了小型化的音叉型石英晶体谐振片。

Claims (6)

1.一种音叉型石英晶体谐振片，其特征在于：

设有根部、和从所述根部向一个方向伸出的一对脚部，

所述各脚部的至少一个主面上形成有沟槽和坎部，

所述坎部是因所述沟槽的形成而成形的，

所述坎部的宽度在厚度方向上不同，所述坎部由宽度较宽的宽壁部和宽度较窄的窄壁部构成。

2.如权利要求1所述的音叉型石英晶体谐振片，其特征在于：

所述沟槽被形成为相对于所述脚部的宽度方向的中心偏位，

所述沟槽为，在所述宽度方向的截面形状中，所述沟槽的最低点至所述脚部的两侧面为止的长度相同。

3.如权利要求1或2所述的音叉型石英晶体谐振片，其特征在于：

在所述宽度方向的截面形状中，所述宽壁部的截面形状为梯形，

所述沟槽的最低点所在位置的宽度方向上有所述宽壁部。

4.如权利要求3所述的音叉型石英晶体谐振片，其特征在于：

所述宽壁部的梯形的顶面被配置为与所述沟槽的侧面相互背对。

5.如权利要求2至4中任一项所述的音叉型压电振荡片，其特征在于：

所述脚部的两主面上，分别形成有一个主面侧的沟槽和另一主面侧的沟槽，

一个主面侧的沟槽和另一主面侧的沟槽在延伸方向的截面形状中，所述最低点所处的位置相对。

6.一种石英晶体谐振器，其特征在于：具备权利要求1至5中任一项所述的音叉型石英晶体谐振片。