CN107134987A - 晶体振荡元件及晶体振荡装置 - Google Patents

晶体振荡元件及晶体振荡装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种小型且CI较小的晶体振荡元件。振荡元件(5)具有晶片(15)、一对激励电极(17)以及一对引出电极(19)。晶片(15)是AT切割晶片，具有台面部(15m)和外周部(15p)，所述外周部(15p)比该台面部(15m)薄，且包围台面部(15m)。一对激励电极(17)设置在台面部(15m)的两个主面上。一对引出电极(19)包含在外周部(15p)的一个主面上设置于晶片(15)的长度方向端部的焊盘部(19a)，并与一对激励电极(17)连接。晶片(15)的长度方向的长度L小于1000μm，共振频率(F)为37.4MHz。当t＝1670/F时，焊盘部(19a)和台面部(15m)之间的距离y(μm)满足3.0＜y/t＜4.0。

Description

晶体振荡元件及晶体振荡装置
技术领域
本发明涉及一种晶体振荡元件及具有该晶体振荡元件的晶体振荡装置。晶体振荡装置例如为晶体振子或晶体振荡器。
背景技术
已知有一种晶体振荡元件，其通过在AT切割晶片的两个主面上设置一对激励电极而构成(例如专利文献1)。这种晶体振荡元件具有一对引出电极，用于将该晶体振荡元件安装到元件搭载构件上。一对引出电极例如在晶片的长度方向端部具有一对焊盘部。并且，焊盘部与元件搭载构件的焊盘相对地配置，两者通过凸块(例如由导电性粘结剂构成)接合，从而如悬臂梁般对晶体振荡元件进行支撑。其结果为，容许晶体振荡元件在除长度方向端部以外的大部分进行振荡。
此外，作为上述晶体振荡元件，还已知有所谓的台面型晶体振荡元件(例如专利文献1)。在台面型晶体振荡元件中，晶片具有台面部和外周部，所述台面部上设置有一对激励电极，所述外周部位于台面部的外周，比台面部薄。一对引出电极的焊盘部设置于外周部。台面型晶体振荡元件容易将能量封闭在台面部中，因此，能够降低引出电极中的接合对振荡特性的影响。
在专利文献1中，在将从外周部的外缘到台面部的外缘(外周部的内缘)的距离设为dx(mm)时，提议使焊盘部在晶体振荡元件长度方向上的长度Sx(mm)比dx－0.05要小。该提议虽然与焊盘部的大小有关，但给出了将焊盘部与台面部之间的距离设为50μm以上的启示。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2008-263387号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
近年来，人们对晶体振荡元件小型化的需求日益高涨。但是，存在如果晶体振子小型化，则晶体阻抗(CI)会变大的趋势。因此，期望能提供一种小型且CI较小的晶体振荡元件及具有该晶体振荡元件的晶体振荡装置。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的一实施方式所涉及的晶体振荡元件具有：AT切割晶片，其具有台面部，和比所述台面部薄且包围所述台面部的外周部；一对激励电极，其设置在所述台面部的两个主面上；以及一对引出电极，其包含在所述外周部的一个主面上设置于所述晶片的长度方向端部的焊盘部，并与所述一对激励电极连接，所述晶片的长度方向的长度小于1000μm，共振频率F＝37.4MHz，当t＝1670/F时，所述焊盘部和所述台面部之间的距离y(μm)满足3.0＜y/t＜4.0。
本发明的一实施方式所涉及的晶体振荡元件具有：AT切割晶片，其具有台面部，和比所述台面部薄且包围所述台面部的外周部；一对激励电极，其设置在所述台面部的两个主面上；以及一对引出电极，其包含在所述外周部的一个主面上设置于所述晶片的长度方向端部的焊盘部，并与所述一对激励电极连接，所述晶片的长度方向的长度小于1000μm，共振频率F＝27.12MHz，当t＝1670/F时，所述焊盘部和所述台面部之间的距离y(μm)满足2.5＜y/t＜3.0。
本发明的一实施方式所涉及的晶体振荡元件具有：AT切割晶片，其具有台面部，和比所述台面部薄且包围所述台面部的外周部；一对激励电极，其设置在所述台面部的两个主面上；以及一对引出电极，其包含在所述外周部的一个主面上设置于所述晶片的长度方向端部的焊盘部，并与所述一对激励电极连接，所述晶片的长度方向的长度小于1000μm，当将共振频率设为F(MHz)，t＝1670/F时，所述焊盘部和所述台面部之间的距离y(μm)满足0.048F+1.18＜y/t＜0.097F+0.36。
本发明的一实施方式所涉及的晶体振荡元件具有：AT切割晶片，其具有台面部和比所述台面部薄且包围所述台面部的外周部；一对激励电极，其设置在所述台面部的两个主面上；以及一对引出电极，其包含在所述外周部的一个主面上设置于所述晶片的长度方向端部的焊盘部，并与所述一对激励电极连接，所述晶片的长度方向的长度小于1000μm，共振频率F＝37.4MHz，当t＝1670/F，并将所述台面部主面到所述外周部主面的刻入量设为Md(μm)时，所述焊盘部和所述台面部之间的距离y(μm)满足15＜y/Md＜30。
本发明的一实施方式所涉及的晶体振荡元件具有：AT切割晶片，其具有台面部和比所述台面部薄且包围所述台面部的外周部；一对激励电极，其设置在所述台面部的两个主面上；以及一对引出电极，其包含在所述外周部的一个主面上设置于所述晶片的长度方向端部的焊盘部，并与所述一对激励电极连接，所述晶片的长度方向的长度小于1000μm，当将共振频率设为F(MHz)，t＝1670/F，并将所述台面部主面到所述外周部主面的刻入量设为Md(μm)时，所述焊盘部和所述台面部之间的距离y(μm)满足15×(0.048F+1.18)/3.0＜y/Md＜30×(0.097F+0.36)/4.0。
本发明的一实施方式所涉及的晶体振荡元件具有：AT切割晶片，其具有台面部和比所述台面部薄且包围所述台面部的外周部；一对激励电极，其设置在所述台面部的两个主面上；以及一对引出电极，其包含在所述外周部的一个主面上设置于所述晶片的长度方向端部的焊盘部，并与所述一对激励电极连接，所述晶片的长度方向的长度小于1000μm，当将共振频率设为F(MHz)，t＝1670/F，并将所述台面部主面到所述外周部主面的刻入量设为Md(μm)时，所述焊盘部和所述台面部之间的距离y(μm)满足3.0＜y/(√(Md/t)×100)＜5.5。
本发明的一实施方式所涉及的晶体振荡装置具有晶体振荡元件、元件搭载构件以及接合所述晶体振荡元件和所述元件搭载构件的凸块，所述晶体振荡元件具有：AT切割晶片，其具有台面部，和比所述台面部薄且包围所述台面部的外周部；以及一对激励电极，其设置在所述台面部的两个主面上，所述凸块接合所述外周部一个主面上的、所述晶片的长度方向端部和所述元件搭载构件，所述晶片的长度方向的长度小于1000μm，共振频率F＝37.4MHz，当t＝1670/F时，所述凸块的与所述晶体振荡元件相接合的接合范围和所述台面部之间的距离LMB(μm)满足3.0＜LMB/t＜4.0。
本发明的一实施方式所涉及的晶体振荡装置具有晶体振荡元件、元件搭载构件以及接合所述晶体振荡元件和所述元件搭载构件的凸块，所述晶体振荡元件具有：AT切割晶片，其具有台面部，和比所述台面部薄且包围所述台面部的外周部；以及一对激励电极，其设置在所述台面部的两个主面上，所述凸块接合所述外周部一个主面上的、所述晶片的长度方向端部和所述元件搭载构件，所述晶片的长度方向的长度小于1000μm，共振频率F＝27.12MHz，当t＝1670/F时，所述凸块的与所述晶体振荡元件相接合的接合范围和所述台面部之间的距离LMB(μm)满足2.5＜LMB/t＜3.0。
本发明的一实施方式所涉及的晶体振荡装置具有晶体振荡元件、元件搭载构件以及接合所述晶体振荡元件和所述元件搭载构件的凸块，所述晶体振荡元件具有：AT切割晶片，其具有台面部，和比所述台面部薄且包围所述台面部的外周部；以及一对激励电极，其设置在所述台面部的两个主面上，所述凸块接合所述外周部一个主面上的、所述晶片的长度方向端部和所述元件搭载构件，所述晶片的长度方向的长度小于1000μm，当将共振频率设为F(MHz)，t＝1670/F时，所述凸块的与所述晶体振荡元件相接合的接合范围和所述台面部之间的距离LMB(μm)满足0.048F+1.18＜LMB/t＜0.097F+0.36。
本发明的一实施方式所涉及的晶体振荡装置具有晶体振荡元件、元件搭载构件以及接合所述晶体振荡元件和所述元件搭载构件的凸块，所述晶体振荡元件具有：AT切割晶片，其具有台面部，和比所述台面部薄且包围所述台面部的外周部；以及一对激励电极，其设置在所述台面部的两个主面上，所述凸块接合所述外周部一个主面上的、所述晶片的长度方向端部和所述元件搭载构件，所述晶片的长度方向长度小于1000μm，共振频率F＝37.4MHz，当t＝1670/F，并将所述台面部主面到所述外周部主面的刻入量设为Md(μm)时，所述凸块的与所述晶体振荡元件相接合的接合范围和所述台面部之间的距离LMB(μm)满足15＜LMB/Md＜30。
发明效果
根据上述构成，可以实现小型且晶体阻抗较小的晶体振荡元件及晶体振荡装置。
附图说明
图1是表示本发明实施方式所涉及的晶体振子概要构成的分解立体图。
图2是图1的晶体振子的Ⅱ-Ⅱ线所视剖面图。
图3是表示图1的晶体振子的晶体振荡元件的顶视图。
图4(a)是表示图3的晶体振荡元件的底视图，图4(b)是图3中Ⅳb-Ⅳb线所视剖面图，图4(c)是图3中Ⅳc-Ⅳc线所视剖面图。
图5(a)及图5(b)是表示共振频率为37.4MHz时CI测定结果的图表及曲线图。
图6(a)及图6(b)是表示共振频率为27.12MHz时CI测定结果的图表及曲线图。
图7是用于说明y/t(LMB/t)的优选范围的图。
图8是用于说明共振频率为37.4MHz时y/Md的优选范围的图。
图9是表示F＝37.4MHz且Md/t×100＝20％时y的优选范围的图。
图10是表示F＝37.4MHz且Md/t×100＝18％时y的优选范围的图。
图11是表示F＝37.4MHz且Md/t×100＝15％时y的优选范围的图。
图12是表示F＝37.4MHz且Md/t×100＝14％时y的优选范围的图。
图13是表示F＝37.4MHz且Md/t×100＝10％时y的优选范围的图。
图14是表示F＝27.12MHz且Md/t×100＝20％时y的优选范围的图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。另外，以下说明中使用的图是示意图，图上的尺寸比率等与实物并不一定一致。此外，为了便于说明，有时会在层状构件的表面(即并非剖面的面)上加阴影。
(晶体振子的概要构成)
图1是表示本发明实施方式所涉及的晶体振子1(以下，有时会省略“晶体”。)的概要构成的分解立体图。另外，图2是图1的Ⅱ-Ⅱ线所视剖面图。
振子1例如整体大致为薄型的长方体形状的电子元器件，其尺寸可以适当地设定。例如，若为较小元器件，则长边或短边长度为1～2mm，厚度为0.2～0.4mm。
振子1例如具有：形成有凹部3a的元件搭载构件3、收纳于凹部3a中的晶体振荡元件5(以下，有时会省略“晶体”。)以及堵塞凹部3a的盖构件7。
利用元件搭载构件3及盖构件7，构成对振荡元件5进行封装的封装件8。元件搭载构件3的凹部3a被盖构件7密封，其内部例如为真空，或者封入适当的气体(例如氮气)。
元件搭载构件3例如具有：作为元件搭载构件3的主体的基体9，用于安装振荡元件5的元件搭载焊盘11，以及用于将振子1安装到未图示的电路基板等的外部端子13。
基体9由陶瓷等绝缘材料构成，并构成上述凹部3a。元件搭载焊盘11及外部端子13例如由金属等形成的导电层构成，并通过配置在基体9内的导体(图2。省略标号)相互连接。盖构件7例如由金属构成，通过缝焊焊接等方式接合到元件搭载构件3的上表面。
振荡元件5例如具有：晶片15，用于对晶片15施加电压的一对激励电极17，以及用于将振荡元件5安装到元件搭载焊盘11上的一对引出电极19。
晶片15是所谓的AT切割晶片。即，如图1所示，在晶体中，使由X轴(电轴)、Y轴(机械轴)及Z轴(光轴)构成的正交坐标系XYZ绕X轴旋转30°以上、40°以下(作为其一例，旋转35°15′)，并定义为正交坐标系XY＇Z＇时，与XZ＇平面平行地切割出的板状。
一对激励电极17及一对引出电极19由金属等形成的导电层构成。一对激励电极17例如设置在晶片15的两个主面的中央侧。一对引出电极19例如从一对激励电极17向X轴方向的一侧(正负侧均可。)延伸，在晶片15的一端具有一对焊盘部19a(图4(a))。
振荡元件5以其主面与凹部3a的底面相对的方式收纳于凹部3a中。引出电极19的焊盘部19a通过凸块21(图2)与元件搭载焊盘11相接合。由此，振荡元件5如悬臂梁般被元件搭载构件3所支撑。此外，一对激励电极17和一对元件搭载焊盘11电连接，进而，和多个外部端子13中的任意2个电连接。凸块21例如由导电性粘结剂构成。导电性粘结剂例如通过将导电性填料混入热固性树脂中来构成。
以上述方式构成的振子1例如配置为使元件搭载构件3的下表面与未图示的电路基板的安装面相对，通过焊料等将外部端子13接合到电路基板的焊盘，从而振子1被安装到电路基板上。电路基板上例如构成有振荡电路23(图2)。振荡电路23经由外部端子13及元件搭载焊盘11对一对激励电极17施加交流电压，生成振荡信号。此时，振荡电路23例如使用晶片15的厚度剪切模式振荡中的基波振荡。
(晶体振荡元件的形状)
图3是表示振荡元件5的顶视图。图4(a)是表示振荡元件5的底视图。图4(b)是图3中Ⅳb-Ⅳb线所视剖面图。图4(c)是图3中Ⅳc-Ⅳc线所视剖面图。另外，在图4(a)中，振荡元件5的下表面高度中凸块21的XZ＇剖面也用虚线表示。
晶片15例如为所谓的台面型。也就是说，晶片15具有台面部15m和外周部15p，所述外周部15p包围台面部15m的外周，比台面部15m薄。利用这种形状，能够提高能量封闭效应，进而，能够降低晶体阻抗(CI，无负载电容时的等效串联电阻)。
台面部15m的形状例如为具有平行于XZ＇的一对主面的薄型长方体，其主面为矩形，该矩形具有平行于X轴的长边及平行于Z＇轴的短边。如果忽略台面部15m，那么外周部15p的形状例如为具有平行于XZ＇的一对主面的薄型长方体，其外缘形状为矩形，该矩形具有平行于X轴的长边及平行于Z＇轴的短边。另外，如上所述，晶片15以X轴方向为长度方向。
俯视时(图3或图4(a))，相对于晶片15(外周部15p)的外形(外缘)，台面部15m在Z＇轴方向上位于中心处，在X轴方向上位于向引出电极19的相反侧偏移的位置。从另一角度来看，相对于晶片15的中心C(图3)，台面部15m的中心Cm(图3)在X轴方向上向引出电极19的相反侧偏移。中心C及Cm是俯视时的图形重心，在矩形中是一对对角线的交点。如上所述，通过使台面部15m相对于晶片15的外形向引出电极19侧的相反侧偏心，从而能够降低振荡元件5的振荡因凸块21而受到限制这一情况所带来的影响。另外，在本实施方式中，针对台面部15m的中心Cm和晶片15的中心C不一致的情况进行了说明，但台面部15m的中心和晶片15的中心C也可以一致。
剖视时(图4(b)或图4(c))，晶片15的形状例如为上下方向上呈线对称的形状。也就是说，相对于台面部15m，外周部15p位于上下方向的中央。
台面部15m的一对主面例如为通过研磨等操作而以较高精度平行于XZ＇平面的平面。从另一角度来看，台面部15m的厚度较高精度地保持为固定且特定值。外周部15p的一对主面、台面部15m的外周面、外周部15p的外周面例如通过蚀刻而形成。
另外，晶片15及其他各构件中当然可以有加工误差，尤其是晶片15中，可以产生较大的误差，实现与上述形状存在若干差异的形状。这是因为晶体相对于蚀刻具有各向异性，容易产生误差。例如，台面部15m及外周部15p的外周面为基本平行于Y＇轴的平面，但也可以具有若干倾斜或圆角。此外，例如晶片15的角部可以具有圆角。
激励电极17的平面形状例如为具有平行于X轴的长边及平行于Z＇轴的短边的矩形。激励电极17例如收纳在台面部15m的主面内，并且其中心(图形重心)和台面部15m的主面中心(图形重心)一致。另外，在本实施方式中，针对激励电极17的中心和台面部15m的中心一致的情况进行了说明，但也可以使激励电极17的中心向引出电极19的相反侧偏移。
如上所述，引出电极19具有焊盘部19a。另外，在本实施方式中，焊盘部19a仅设置在晶片15的下表面，但焊盘部19a也可以设置在一对主面上，使晶片15的一对主面(上表面及下表面)中的任一个均可以和凹部3a的底面相对。例如，一对引出电极19可以形成为相对于通过晶片15的中心，且平行于X轴的中心线(未图示)呈180°旋转对称的形状。
焊盘部19a例如至少在外周部15p的主面(下表面)具有位于晶片15的长度方向(X轴方向)端部的部分。该位于下表面的部分例如在晶片15的长度方向上到达外周部15p的外缘(短边)，且远离外周部15p的内缘(台面部15m的外缘)。另外，如图中示例所示，该部分在晶片的宽度方向上也可以到达外周部15p的外缘(长边)。该部分的形状例如为矩形。此外，如图中示例所示，焊盘部19a也可以形成为扩大至外周部15p的X轴方向一侧端面及外周部15p的上表面。
(晶体振荡元件中尺寸的定义)
在本实施方式的说明中，对晶体振荡元件中各部分的尺寸，分配如下所示的标号。
L：晶片15的长度(X轴方向)
W：晶片15的宽度(Z＇轴方向)
Lm：台面部15m的长度(X轴方向)
Wm：台面部15m的宽度(Z＇轴方向)
t：台面部15m的厚度(根据共振频率换算的换算值，Y＇轴方向)
Le：激励电极17的长度(X轴方向)
We：激励电极17的宽度(Z＇轴方向)
Md：从台面部15m的主面到外周部15p的主面的刻入量
y：从焊盘部19a到台面部15m的距离
LMB：凸块21的与晶体振荡元件5接合的接合区域与台面部15m之间的距离
在这里，厚度t并非台面部15m的实际厚度(以下，设为t＇。)，而是根据共振频率F换算的换算值。也就是说，t(μm)＝1670/F(MHz)。考虑到激励电极17的重量等对共振频率F的影响，实际厚度t＇是根据激励电极17的膜厚等，由厚度t适当调整而得到。激励电极17的膜厚等基于各制造者的经验等适当设定。因此，相较于实际厚度t＇，换算出的厚度t更适于调查尺寸对振荡元件5的特性的一般或普遍影响。
这里所说的共振频率F是振荡元件5自身的共振频率，不包括封装件8的寄生电容及振荡电路23的负载电容等的影响。在判断实际产品是否符合本申请发明时，共振频率例如可以通过产品测定来确定，也可以根据规格说明书等资料中所示的值来确定。此外，共振频率F基本是指基于厚度剪切模式的基波振荡的共振频率，但严格来说，还会受其他振荡模式的影响。
距离y及LMB是与元件搭载焊盘11相对的一侧(图中示例中为Y＇轴方向负侧)的距离。如上所述，晶片15上下对称，上下表面的刻入量Md相同。考虑使凸块21的与振荡元件5接合的接合区域(参照图4(a)的虚线)在台面部15m侧的外缘与台面部15m的外缘不平行。这种情况下，只要接合区域没有形成凸部等特异形状，距离LMB就可以为接合区域和台面部15m之间的最短距离。这是因为后述接合对振荡的影响在最短距离时生效。但是，如果有凸部等，也可以使用接合区域在台面部15m侧的外缘与台面部15m之间的平均距离。对于距离y也是相同的。
(实施例)
作为振荡元件5小型化时CI变大的原因，本申请发明者着眼于凸块21和台面部15m之间的距离较小，振荡元件5与元件搭载构件3的固定对振荡的影响较大。并且，制作了距离y或LMB(以下，有时会省略LMB，仅列出y。)及刻入量Md的尺寸各不相同的多个样品(振荡元件5)，开展实验以调查其CI。由其结果可知，在晶片15的长度L被限制为较短尺寸(例如小于1000μm)时，关于减小CI，存在距离y的优选范围。具体如下所述。
(实施例的尺寸)
样品的共振频率F有2种，即37.4MHz或27.12MHz。各共振频率所涉及的样品尺寸如下所述。
(F＝37.4MHz样品的尺寸)
L：590μm以上、790μm以下(例如690μm)
W：440μm以上、640μm以下(例如540μm)
Lm：300μm以上、590μm以下(例如490μm)
Wm：325μm以上、525μm以下(例如425μm)
Le：340μm以上、540μm以下(例如440μm)
We：295μm以上、495μm以下(例如395μm)
t：1670/37.4＝约44.65μm
Md：以下所示5种。厚度t的10％(约4.47μm)、14％(约6.25μm)、15％(约6.70μm)、18％(约8.04μm)或者20％(约8.93μm)。
y(LMB)：在80μm以上的范围内以10μm为单位变化。
(F＝27.12MHz样品的尺寸)
L：730μm以上、930μm以下(例如830μm)
W：570μm以上、770μm以下(例如670μm)
Lm：500μm以上、700μm以下(例如600μm)
Wm：465μm以上、665μm以下(例如565μm)
Le：530μm以上、630μm以下(例如530μm)
We：390μm以上、590μm以下(例如490μm)
t：1670/27.12＝约61.58μm
Md：厚度t的20％(约12.32μm)
y(LMB)：在120μm以上、200μm以下的范围内以10μm为单位变化。
振荡元件5安装为距离y及LMB互相相等。使多个样品之间的距离y及刻入量Md各不相同的原因在于，认为在振荡元件5与元件搭载构件3的固定对台面部15m的振荡产生影响的尺寸中，这两者是具有代表性的尺寸。
多个样品之间长度L、宽度W、宽度Wm及宽度We、以及焊盘部19a的形状及面积相同。因此，例如增大距离y时，则缩小长度Lm及Le。但是，此时晶片15的中心C和台面部15m的中心Cm之间的距离固定。
在未密封振荡元件5的状态下测定CI。另外，振荡元件5被元件搭载构件3及盖构件7所密封，如果放置在真空环境下，CI会比本次测定值更小。
1个尺寸制作约30个样品。例如，在F＝37.4MHz时，制作刻入量Md为厚度t的10％且距离y为80μm的样品约30个。然后，针对各个样品测定CI。以下所示的各个距离y及刻入量Md对应的CI测定值是这约30个样品的平均值。
在表示测定结果时，有时会使用距离y除以厚度t的无量纲量(例如y/t)。如本实施方式所述，在使用厚度剪切模式振荡的振荡元件5中，共振频率F和厚度t基本上成正比。因此，通过使用y/t这种无量纲量，容易发现其不依赖于共振频率的特性。
(F＝37.4MHz的测定结果)
图5(a)是表示共振频率F为37.4MHz时CI测定结果的图表。该图表示出关于y/t值和Md值的各个组合的CI(Ω)值。
此外，图5(b)是表示图5(a)所示测定结果的曲线图。在该图中，横轴表示y/t，纵轴表示CI(Ω)。并且，对于各Md值，画出表示相对于y/t变化的CI的变化的线。
如这些图所示，可知存在如下趋势：在任一条线(任一个刻入量Md)中，如果y/t变大，则首先(y/t大致在3.0以下的范围)CI值变小，之后CI值会变大。也就是说，可知y/t值并非越大越好，而是有一个优选范围。
此外，除刻入量Md为厚度t的10％情况以外，在CI值变小后到CI值变大前的期间(大致3.0＜y/t＜4.0)，存在CI值大致固定的范围。也就是说，可知存在特异范围。
在y/t较小的范围(y/t＜3.0)中，y/t越大，CI值越小，其原因在于，如果y/t较小，台面部15m的振荡会受到焊盘部19a的固定的阻碍。
在y/t较大的范围(4.0＜y/t)中，y/t越大，CI值越大，其原因在于，如果y/t变大，台面部15m及激励电极17的面积会变小。
此外，在y/t位于上述2个范围之间的范围(例如3.0＜y/t＜4.0)中，CI值固定，其原因在于，即便使y/t为特定大小以上，也无法获得降低焊盘部19a的固定对台面部15m的振荡造成的影响的效果，另一方面，台面部15m及激励电极17的面积变小所带来的影响较小。
另外，刻入量Md为10％时，CI值下降后并不会保持为固定(或者值保持为固定的范围较窄)，其原因在于，例如如果刻入量Md较小，台面部15m和外周部15p之间的质量差较小，能量封闭效应容易减弱，因此台面部15m的面积缩小的影响较大。
如图5(b)所示，如果刻入量Md不同，CI值变小时(y/t＜3.0的范围)以及CI值变大时(4.0＜y/t的范围)CI值及变化率不同。
另一方面，在CI值最小时，从另一角度来看，在CI值保持为固定时(3.0＜y/t＜4.0)，即便刻入量Md不同，CI值仍然互相大致相等。若刻入量Md变为某一程度的大小后，则即便继续增大到该大小以上，CI值仍保持为固定，这在专利文献1中也有说明。根据本次的测定结果可知，该效果仅在使y/t变化时CI值为最小值或者固定值这一y/t的特异范围内成立。
此外，除刻入量Md为厚度t的10％情况以外，CI值变为最小的y/t范围、从另一角度来看，CI值变为固定的y/t范围大致相等，而不取决于刻入量Md。也就是说，无论刻入量Md的大小如何，在3.0＜y/t＜4.0范围中，CI值变为最小或为固定值。另外，即便是在刻入量Md为10％的情况下，CI值结束降低时仍大致是3.0左右，和刻入量Md为其他大小时的情况一样。
CI变为最小或固定时的y/t范围不由Md大小决定这一结果与如下所述的直观猜测相反，即：若刻入量Md变小，则如果不增大y/t，焊盘部19a的固定对台面部15m的振荡的影响会变大。也就是说，这一结果是根据本次测定结果首次得到的见解。
(F＝27.12MHz的测定结果)
图6(a)及图6(b)是表示共振频率F为27.12MHz时CI测定结果的图，和图5(a)及图5(b)相同。
在共振频率F为27.12MHz时，和共振频率F为37.4MHz的情况一样，如果y/t变大，CI值首先会变小，接着CI值变为固定，之后，CI值变大。CI值变为最小或固定时的特异范围大致为2.5＜y/t＜3.0范围。
(y/t的优选范围)
由上述测定结果可以列举出CI值足够小以及/或者CI值固定的以下范围来作为y/t(或LMB/t)的优选范围。
在F＝37.4MHz中，
3.0＜y/t(或LMB/t)＜4.0
在F＝27.12MHz中，
2.5＜y/t(或LMB/t)＜3.0
另外，在共振频率F为37.4MHz、刻入量Md为厚度t的10％时，在上述范围中，CI值并不固定，而是足够小。例如，在图5(a)中，即使y/t为4.03，CI为70Ω。因此，即便在刻入量Md为厚度t的10％的情况下，上述范围仍为非常优选的范围。
y/t是用与共振频率成正比的厚度t对距离y进行无量纲化处理而得到的，因此，在共振频率F为27.12MHz的情况和共振频率F为37.4MHz的情况下，基本上应该可以得到相同的结果。然而，如上所述，在共振频率F为27.12MHz的情况和共振频率F为37.4MHz的情况下，CI值变为固定的特异范围并不相同。因此，如下所示，求取将共振频率的影响考虑在内的优选范围。
图7是用于说明y/t的优选范围的图。
在该图中，横轴表示共振频率F(MHz)，纵轴表示y/t。绘制的4个标记表示共振频率F为37.4MHz或27.12MHz时y/t的优选范围的上限值或下限值。并且，图中2条直线是连结2个上限值的线以及连结2个下限值的线。图中的算式是表示2条直线的公式。
因此，可以将两条直线之间设为y/t的优选范围。也就是说，y/t的优选范围可用以下公式表示。
0.048F+1.18＜y/t＜0.097F+0.36
另外，为了确保上述公式成立，当然要以下述公式成立为前提。
0.048F+1.18＜0.097F+0.36
从另一角度来看，表示上限值的直线及表示下限值的直线大致在16MHz处交叉，上述优选范围位于共振频率高于上述交点的范围中。
上述表示下限值及上限值的2条直线是基于2个共振频率F相关的测定结果计算得出。因此，例如，若与基于3个以上共振频率F相关的测定结果计算得出的下限值及上限值相比，上述优选范围的精度较低。但是，如图5(b)及图6(b)所示，该下限值及上限值是用来规定CI最低的y/t范围的值，在该范围的周围CI也足够低，例如小于100Ω。另一方面，如果CI小于100Ω，则已足够实际使用。因此认为，即使是基于上述2个共振频率F相关的测定结果计算得出的y/t的优选范围，也已足够实际使用。
(y/Md的优选范围)
上述内容中着眼于基本没有刻入量Md的影响的特异范围(例如F＝37.4MHz时3.0＜y/t＜4.0的范围)，使用以厚度t对距离y进行无量纲化处理后得到的y/t，来求得距离y(LMD)的优选范围。
但是，在该特异范围的外侧，会显示出刻入量Md的影响。此外，在特异范围及其周边，如果对CI值进行详细比较，也会显示出刻入量Md值的影响。因此，将刻入量Md的影响考虑在内来求取距离y的优选范围。
如上所述，在特异范围(例如3.0＜y/t＜4.0)中，即便刻入量Md不同，CI值仍然大致相等(大致为50Ω)。但是，详细观察后会发现，在该特异范围及其周边，刻入量Md越小，CI变为最小时的y/t就越小。例如，在共振频率F为37.4MHz时，刻入量Md各个大小的CI最小值及该最小值对应的y/t如下所示。
另外，上述结果与如下所述的直观猜测相反，即：若刻入量Md变小，则如果不增大y/t，焊盘部19a的固定对台面部15m的振荡的影响会变大。
如果考虑到上述CI相对于刻入量Md的变化趋势，则考虑以下述方式来求取距离y的优选范围，即：刻入量Md越大，距离y的优选范围越向较大侧偏移。例如，关于用刻入量Md对距离y进行无量纲化处理后的值y/Md，如果规定了优选范围的上限值及下限值，则实质上刻入量Md越大，距离y的优选范围就越大。
图8是横轴为y/Md，和图5(b)一样表示CI测定结果的图。
将该图和图5(b)进行比较后发现，通过使横轴为y/Md，除部分(Md＝10％的y/Md＞30，以及Md＝14％的y/Md＜23)外，不仅在CI值变为固定的特异范围中，在整个测定范围，多条线(Md各个大小的线)都良好地重合。另外，如果仅限CI值变为固定的特异范围，以y/t为横轴的情况下多条线的重合更加良好。
因此，y/Md适合于规定如下范围，即比使用y/t规定的特异范围(例如F＝37.4MHz的3.0＜y/t＜4.0)更大，且CI值在某一程度以下的优选范围。
具体而言，使用y/Md，可以列举以下范围作为优选范围。
在F＝37.4MHz中，
15＜y/Md＜30
如果为上述范围，除特异案例(Md＝14％的y/Md＜23)外，CI值小于100Ω，振荡元件5足够实际使用。
在F＝27.12MHz的情况下，没有使刻入量Md变化的测定结果。但是，可以根据y/t的优选范围在F＝27.12MHz时和F＝37.4MHz时的差异，以及上述F＝37.4MHz时y/Md的优选范围，类推出F＝27.12MHz时y/Md的优选范围的下限值及上限值。
具体而言，可以将F＝27.12MHz时y/t的下限值2.5与F＝37.4MHz时y/t的下限值3.0之比乘以F＝37.4MHz时y/Md的下限值，获得F＝27.12MHz时y/Md的下限值12.5(15×2.5/3.0)。同样，将F＝27.12MHz时y/t的上限值3.0与F＝37.4MHz时y/t的上限值4.0之比乘以F＝37.4MHz时y/Md的上限值，获得F＝27.12MHz时y/Md的上限值22.2(30×3.0/4.0)。
因此，优选范围用以下公式表示。
在F＝27.12MHz中，
12.5＜y/Md＜22.2
关于该范围的妥当性，如后所述(图14)。
如果普遍化为能够适用于各种共振频率F，而不仅仅是F＝27.12MHz的情况，则可以使用已述的、求取与共振频率F相对应的t/y的优选范围的公式。也就是说，共振频率F(MHz)时t/Md的优选范围用以下公式表示。
15×(0.048F+1.18)/3.0＜y/Md
＜30×(0.097F+0.36)/4.0
(其他指标)
在本次获得的测定结果中，如果使用y/√(Md/t)，则无论刻入量Md及共振频率F如何，作为优选范围，可以设定为包括CI变为固定的特异范围在内，且CI较小的范围。例如，在以下范围中，CI值小于100Ω。
3.0＜y/(√(Md/t)×100)＜5.5
距离y的优选范围如上所述，原本应是以厚度t进行无量纲化处理后得到的情况较为普遍。但事实却是，如上所述，共振频率F变低(t变大)，会导致y/t的优选范围向较小侧偏移。此外，如上所述，与直观猜测相反，Md变大，会导致y/t的优选范围向较大侧偏移。其结果为，厚度t变大的影响与刻入量Md变大的影响有一部分会相互抵消，可以利用这种指标设定优选范围。
(优选范围的比较)
图9～图14是表示上述各种共振频率F及各个刻入量Md时的优选范围的图。图9～图13对应F＝37.4MHz，图14对应F＝27.12MHz。此外，图9～图13对应刻入量Md为厚度t的20％、18％、15％、14％以及10％的情况。
在各图中，“CI(Ω)”、“y/t”、“y/Md”以及“y/r”栏中示出这些参数的值。另外，r＝√(Md/t)×100。
在“CI＜100”、“3＜y/t＜4”(或者“2.5＜y/t＜3”)、“15＜y/Md＜30”(或者“12.5＜y/Md＜22.2”)以及“3＜y/r＜5.5”栏中，在该条件式成立时显示为圆圈，在该条件式不成立时，显示为叉号。也就是说，在上述优选范围中，显示为圆圈。
在所有图中，任一优选范围均大致收敛在CI值小于100Ω的范围内。此外，除图13(Md＝10％)外，y/t的优选范围收敛在y/Md的优选范围内。另外，在所有图中，y/t的优选范围收敛在y/(√(Md/t)×100)的优选范围内。
在图14(F＝27.12MHz)中，y/Md的优选范围下限值及上限值如上所述，根据y/t的优选范围在F＝27.12MHz时和F＝37.4MHz时的差异，以及F＝37.4MHz时y/Md的优选范围推导出。但是，y/Md的优选范围包括y/t的优选范围，并且，在此次测定的距离y的范围中，y/Md的优选范围中CI值小于100Ω。也就是说，可以确认在F＝37.4MHz以外的情况下y/Md的优选范围的导出是妥当的。
如上所述，在本实施方式中，振荡元件5具有晶片15、一对激励电极17以及一对引出电极19。晶片15是AT切割晶片，具有台面部15m和外周部15p，所述外周部15p比该台面部15m要薄，且包围台面部15m。一对激励电极17设置在台面部15m的两个主面上。一对引出电极19包含在外周部15p的一个主面上设置于晶片15的长度方向端部的焊盘部19a，并与一对激励电极17连接。
并且，晶片15的长度方向的长度L小于1000μm，共振频率F为37.4MHz。进而，当t＝1670/F时，焊盘部19a和台面部15m之间的距离y(μm)满足
3.0＜y/t＜4.0。
或者，如果着眼于晶体振子1，则晶体振子1中，利用凸块21对振荡元件5和元件搭载构件3进行接合，凸块21的与振荡元件5接合的接合范围与台面部15m之间的距离LMB(μm)满足
3.0＜LMB/t＜4.0。
因此，如参照图5(b)等所说明的那样，在长度L较短(小型化)的振荡元件5中，能够使CI值大致为最小值。此外，在刻入量Md为厚度t的14％以上时，上述范围确定为CI值变为固定值的特异范围。其结果为，例如虽然使CI值为最小值，但设计的自由度仍然较高。从另一角度来看，能够降低引出电极19的图案形成的误差，或者凸块21的接合误差的影响。
以上对F＝37.4MHz的情况进行了说明，在F＝27.12MHz时，在满足
2.5＜y/t＜3.0、或者
2.5＜LMB/t＜3.0
的情况下也一样，即便使CI值为最小值，仍然可以提高设计的自由度。进而，对于各种共振频率F，在满足
0.048F+1.18＜y/t＜0.097F+0.36、或者
0.048F+1.18＜LMB/t＜0.097F+0.36
时，能够降低引出电极19的图案形成的误差，或者凸块21的接合误差的影响。
此外，从另一角度来看，在本实施方式中晶片15的长度方向的长度L小于1000μm，共振频率F为37.4MHz。进而，当t＝1670/F，将台面部15m主面到外周部15p主面的刻入量设为Md(μm)时，焊盘部19a和台面部15m之间的距离y(μm)满足
15＜y/Md＜30。
或者，如果着眼于晶体振子1，则晶体振子1中，利用凸块21对振荡元件5和元件搭载构件3进行接合，凸块21的与振荡元件5接合的接合范围与台面部15m之间的距离LMB(μm)满足
15＜LMB/Md＜30。
因此，如参照图8所说明的那样，在长度L较短(小型化)的振荡元件5中，除特异情况外，能够使CI值小于100Ω。也就是说，振荡元件5足够实际使用。另外，从另一角度来看，使用y/t的优选范围确定了较狭窄的特异范围，但上述y/Md的优选范围确定了能适当地评估Md的影响且较宽广的范围，设计的自由度高。
以上对F＝37.4MHz的情况进行了说明，在F＝27.12MHz时，在满足
12.5＜y/Md＜22.2、或者
12.5＜LMB/Md＜22.2
的情况下也一样，即便使CI值为最小值，仍然可以提高设计的自由度。进而，对于各种共振频率F，在满足
15×(0.048F+1.18)/3.0＜y/Md
＜30×(0.097F+0.36)/4.0、或者
15×(0.048F+1.18)/3.0＜LMB/Md
＜30×(0.097F+0.36)/4.0
时，也同样能够降低引出电极19的图案形成的误差，或者凸块21的接合误差的影响。
此外，从另一角度来看，在本实施方式中晶片15的长度方向的长度L小于1000μm。进而，当将共振频率设为F(MHz)，t＝1670/F，将台面部15m主面到外周部15p主面的刻入量设为Md(μm)时，焊盘部19a和台面部15m之间的距离y(μm)满足
3.0＜y/(√(Md/t)×100)＜5.5。
或者，如果着眼于晶体振子1，则晶体振子1中，利用凸块21对振荡元件5和元件搭载构件3进行接合，凸块21的与振荡元件5接合的接合范围与台面部15m之间的距离LMB(μm)满足
3.0＜LMB/(√(Md/t)×100)＜5.5。
因此，如上所述，在长度L较短(小型化)的振荡元件5中，能够使CI值小于100Ω。也就是说，振荡元件5足够实际使用。另外，从另一角度来看，使用y/t的优选范围确定了较狭窄的特异范围，但上述优选范围确定了能适当地评估Md的影响且较宽广的范围，设计的自由度高。此外，其与使用y/t的优选范围的一致性比使用y/Md的优选范围高，容易与使用y/t的优选范围并用。
本发明并不仅限于以上实施方式，还能以各种方式实施。
具有晶体振荡元件的晶体振荡装置并不限定为晶体振子。例如，也可以是除晶体振荡元件外，还具有对晶体振荡元件施加电压、生成振荡信号的集成电路元件(IC)的振荡器。此外，例如晶体振荡装置(晶体振子)可以是除晶体振荡元件之外还具有热敏电阻等其他电子元件的装置。另外，晶体振荡装置还可以是带恒温槽的装置。在晶体振荡装置中，对晶体振荡元件进行封装的封装件结构可以采用适宜的构成。例如，封装件可以是上表面及下表面都有凹部的剖面H型结构。
晶体振荡元件的形状及尺寸并不仅限于实施方式中例示的内容，可以适当地设定。其原因在于，振荡元件的固定对台面部的振荡的影响中，距离y(或者LMB)及刻入量Md的影响较大。例如，对照晶片长度(L)小于1000μm的条件，Z＇轴方向晶片尺寸(W及Wm)以及激励电极俯视时的尺寸(Le、We)只要不极端地偏离常规尺寸，就不会影响本次的实验结果。此外，晶片外缘、台面部外缘及焊盘部外缘等的形状并不限定于矩形，也可以是椭圆形等形状。另外，该情况下的y或LMB例如可以是台面部和焊盘部(或凸块)之间的最短距离。
标号说明
1…晶体振子(晶体振荡装置)、3…元件搭载构件、5…晶体振荡元件、7…盖构件、15…晶片(AT切割晶片)、15m…台面部、15p…外周部、17…激励电极、19…引出电极、19a…焊盘部。

Claims (10)

1.一种晶体振荡元件，具有：
AT切割晶片，其具有台面部，和比所述台面部薄且包围所述台面部的外周部；
一对激励电极，其设置在所述台面部的两个主面上；以及
一对引出电极，其包含在所述外周部的一个主面上设置于所述晶片的长度方向端部的焊盘部，并与所述一对激励电极连接，
所述晶片的长度方向的长度小于1000μm，
共振频率F＝37.4MHz，
当t＝1670/F时，所述焊盘部和所述台面部之间的距离y(μm)满足
3.0＜y/t＜4.0。
2.一种晶体振荡元件，具有：
AT切割晶片，其具有台面部，和比所述台面部薄且包围所述台面部的外周部；
一对激励电极，其设置在所述台面部的两个主面上；以及
一对引出电极，其包含在所述外周部的一个主面上设置于所述晶片的长度方向端部的焊盘部，并与所述一对激励电极连接，
所述晶片的长度方向的长度小于1000μm，
共振频率F＝27.12MHz，
当t＝1670/F时，所述焊盘部和所述台面部之间的距离y(μm)满足
2.5＜y/t＜3.0。
3.一种晶体振荡元件，具有：
AT切割晶片，其具有台面部，和比所述台面部薄且包围所述台面部的外周部；
一对激励电极，其设置在所述台面部的两个主面上；以及
一对引出电极，其包含在所述外周部的一个主面上设置于所述晶片的长度方向端部的焊盘部，并与所述一对激励电极连接，
所述晶片的长度方向的长度小于1000μm，
当将共振频率设为F(MHz)，t＝1670/F时，所述焊盘部和所述台面部之间的距离y(μm)满足
0.048F+1.18＜y/t＜0.097F+0.36。
4.一种晶体振荡元件，具有：
AT切割晶片，其具有台面部，和比所述台面部薄且包围所述台面部的外周部；
一对激励电极，其设置在所述台面部的两个主面上；以及
一对引出电极，其包含在所述外周部的一个主面上设置于所述晶片的长度方向端部的焊盘部，并与所述一对激励电极连接，
所述晶片的长度方向的长度小于1000μm，
共振频率F＝37.4MHz，
当t＝1670/F，并将所述台面部主面到所述外周部主面的刻入量设为Md(μm)时，所述焊盘部和所述台面部之间的距离y(μm)满足
15＜y/Md＜30。
5.一种晶体振荡元件，具有：
AT切割晶片，其具有台面部，和比所述台面部薄且包围所述台面部的外周部；
一对激励电极，其设置在所述台面部的两个主面上；以及
一对引出电极，其包含在所述外周部的一个主面上设置于所述晶片的长度方向端部的焊盘部，并与所述一对激励电极连接，
所述晶片的长度方向的长度小于1000μm，
当将共振频率设为F(MHz)，t＝1670/F，并将所述台面部主面到所述外周部主面的刻入量设为Md(μm)时，所述焊盘部和所述台面部之间的距离y(μm)满足
15×(0.048F+1.18)/3.0＜y/Md
＜30×(0.097F+0.36)/4.0。
6.一种晶体振荡元件，具有：
AT切割晶片，其具有台面部，和比所述台面部薄且包围所述台面部的外周部；
一对激励电极，其设置在所述台面部的两个主面上；以及
一对引出电极，其包含在所述外周部的一个主面上设置于所述晶片的长度方向端部的焊盘部，并与所述一对激励电极连接，
所述晶片的长度方向的长度小于1000μm，
当将共振频率设为F(MHz)，t＝1670/F，并将所述台面部主面到所述外周部主面的刻入量设为Md(μm)时，所述焊盘部和所述台面部之间的距离y(μm)满足
<mrow> <mn>3.0</mn> <mo>&lt;</mo> <mi>y</mi> <mo>/</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msqrt> <mn></mn> </msqrt> <mrow> <mo>(</mo> <mi>Md</mi> <mo>/</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;times;</mo> <mn>100</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&lt;</mo> <mn>5.5</mn> <mo>.</mo> </mrow>
7.一种晶体振荡装置，具有：
晶体振荡元件；
元件搭载构件；以及
接合所述晶体振荡元件和所述元件搭载构件的凸块，
所述晶体振荡元件具有：
AT切割晶片，其具有台面部，和比所述台面部薄且包围所述台面部的外周部；以及
一对激励电极，其设置在所述台面部的两个主面上，
所述凸块接合所述外周部一个主面上的、所述晶片的长度方向端部和所述元件搭载构件，
所述晶片的长度方向的长度小于1000μm，
共振频率F＝37.4MHz，
当t＝1670/F时，所述凸块的与所述晶体振荡元件相接合的接合范围和所述台面部之间的距离LMB(μm)满足
3.0＜LMB/t＜4.0。
8.一种晶体振荡装置，具有：
晶体振荡元件；
元件搭载构件；以及
接合所述晶体振荡元件和所述元件搭载构件的凸块，
所述晶体振荡元件具有：
AT切割晶片，其具有台面部，和比所述台面部薄且包围所述台面部的外周部；以及
一对激励电极，其设置在所述台面部的两个主面上，
所述凸块接合所述外周部一个主面上的、所述晶片的长度方向端部和所述元件搭载构件，
所述晶片的长度方向的长度小于1000μm，
共振频率F＝27.12MHz，
当t＝1670/F时，所述凸块的与所述晶体振荡元件相接合的接合范围和所述台面部之间的距离LMB(μm)满足
2.5＜LMB/t＜3.0。
9.一种晶体振荡装置，具有：
晶体振荡元件；
元件搭载构件；以及
接合所述晶体振荡元件和所述元件搭载构件的凸块，
所述晶体振荡元件具有：
AT切割晶片，其具有台面部，和比所述台面部薄且包围所述台面部的外周部；以及
一对激励电极，其设置在所述台面部的两个主面上，
所述凸块接合所述外周部一个主面上的、所述晶片的长度方向端部和所述元件搭载构件，
所述晶片的长度方向的长度小于1000μm，
当将共振频率设为F(MHz)，t＝1670/F时，所述凸块的与所述晶体振荡元件相接合的接合范围和所述台面部之间的距离LMB(μm)满足
0.048F+1.18＜LMB/t＜0.097F+0.36。
10.一种晶体振荡装置，具有：
晶体振荡元件；
元件搭载构件；以及
接合所述晶体振荡元件和所述元件搭载构件的凸块，
所述晶体振荡元件具有：
AT切割晶片，其具有台面部，和比所述台面部薄且包围所述台面部的外周部；以及
一对激励电极，其设置在所述台面部的两个主面上，
所述凸块接合所述外周部一个主面上的、所述晶片的长度方向端部和所述元件搭载构件，
所述晶片的长度方向的长度小于1000μm，
共振频率F＝37.4MHz，
当t＝1670/F，并将所述台面部主面到所述外周部主面的刻入量设为Md(μm)时，所述凸块的与所述晶体振荡元件相接合的接合范围和所述台面部之间的距离LMB(μm)满足
15＜LMB/Md＜30。
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