CN110463037A - 晶体振动片及晶体振动器件 - Google Patents

晶体振动片及晶体振动器件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及晶体振动片及晶体振动器件。晶体振动片(2)中，保持部(24)只从位于振动部(22)的+X方向及‑Z′方向的一个角部朝着‑Z′方向延伸到外框部(23)。另外，振动部(22)和保持部(24)的至少一部分为比外框部(23)厚度薄的蚀刻区域(Eg)，在蚀刻区域(Eg)的边界上形成有台阶，第一引出布线(223)被构成为，与该台阶重叠地从保持部(24)延伸到外框部(23)。与第一引出布线(223)重叠的部分的台阶的至少一部分被形成为俯视时不与X轴平行。

Description

晶体振动片及晶体振动器件
技术领域
本发明涉及一种用AT切型的石英晶体片一体地构成有形成有激励电极的振动部、配置在振动部周围的外框部、及将振动部与外框部连接并保持的保持部的晶体振动片、及具备该晶体振动片的晶体振动器件。
背景技术
近年，各种电子设备朝着工作频率高频化、封装体小型化(特别是低矮化)方向发展。因此，随着高频化、封装体小型化，要求晶体振动器件(例如晶体谐振器、晶体振荡器等)也能应对高频化及封装体小型化。
作为适合于小型化及低矮化的晶体振动器件，已知有被称为三明治结构的晶体振动器件。三明治结构的晶体振动器件的壳体由近似长方体的封装体构成。该封装体包括例如由玻璃或石英晶体构成的第一密封构件及第二密封构件、和在两个主面上形成有激励电极的晶体振动片，第一密封构件与第二密封构件隔着晶体振动片层叠接合。并且，配置在封装体内部(内部空间)的晶体振动片的振动部被第一密封构件和第二密封构件气密密封。
三明治结构的晶体振动器件中使用的晶体振动片是在石英晶体片中一体地构成有形成有激励电极的振动部、配置在振动部周围的外框部、及将振动部与外框部连接并保持的保持部的晶体振动片。该晶体振动片中，使用最为广泛的是加工容易且频率温度特性优异的AT切型石英晶体片。
振动部、外框部及保持部形成为一体的晶体振动片中，会出现振动部产生的压电振动容易经由保持部而泄漏到外框部这样的振动泄漏问题。对此，专利文献1中公开了一种能抑制这样的振动泄漏的晶体振动片。
具体而言，专利文献1中公开了一种将保持部形成为从振动部向AT切的Z′轴方向突出的结构。在此，将人工石英晶体的晶轴作为X轴、Y轴、Z轴，将绕X轴旋转35°15′后的AT切型石英晶体的Y轴及Z轴分别作为Y′轴及Z′轴。
AT切型晶体振动片中，已知在振动部中，沿着X轴方向的压电振动的位移大于沿着Z′轴方向的压电振动的位移。专利文献1的结构中，保持部沿着压电振动的位移较小的Z′轴方向保持振动部。因此，使晶体振动片进行压电振动的情况下，该压电振动不容易经由保持部而泄漏，从而能使振动部高效地进行压电振动。
然而，上述专利文献1中公开的晶体振动片虽然具有适于抑制振动部的振动泄漏的结构，但存在激励电极的引出电极容易发生断线等故障的问题。以下，对该问题进行说明。
上述晶体振动片是通过用蚀刻工序形成石英晶体片的外形轮廓之后，在石英晶体片的两个主面上形成电极及布线而制成的。上述蚀刻工序中，对矩形的石英晶体片至少进行外形形成蚀刻及频率调整蚀刻这两次蚀刻处理。另外，在振动部的中间形成台面结构的情况下，还可增加台面形成蚀刻。
外形形成蚀刻中，在矩形的石英晶体片上形成切取部，从而形成振动部、保持部及外框部的外形轮廓。频率调整蚀刻中，为了使晶体振动器件的振荡频率成为规定值，需要调整振动部及保持部的厚度。频率调整蚀刻中，基本上是振动部及保持部的区域被蚀刻。
对振动部及保持部的区域实施频率调整蚀刻的情况下，保持部与外框部间的边界上形成有因石英晶体片的厚度差而造成的台阶。若形成从振动部向AT切的Z′轴方向突出的保持部，则保持部与外框部间的边界成为与X轴平行的边界。因而，上述台阶也会是沿着与X轴平行的线形成的。
上述台阶的截面形状受石英晶体片的结晶各向异性影响，若是与X轴平行的边界，则至少在一个主面上会成为具有与主面垂直的侧面的台阶。另外，若上述台阶被形成为偏向保持部侧，则台阶的一部分可能出现内曲形状的截面。此处，内曲形状是指，台阶的侧面相对于主面(保持部的主面或外框部的主面)非垂直而是倾斜，即，台阶的侧面与主面间的夹角为锐角的形状。
晶体振动片中，由于与形成在振动部的激励电极连接的引出布线被形成为经由保持部而延伸到外框部，所以该引出布线需要越过保持部与外框部间的边界上的台阶部分。另外，引出布线是通过溅射而进行金属膜的成膜之后，对该金属膜进行图案化而形成的。
在保持部与外框部间的边界上形成有垂直台阶的情况下，如上所述那样形成的引出布线难以确保溅射而得的金属膜厚，存在引出布线中容易发生断线这样的问题。或者，就算没有到断线的地步，也有可能因布线的薄膜化而造成引出布线的高电阻化。激励电极中的引出布线的高电阻化会给晶体振动器件的振动特性带来不良影响。而且，在上述台阶出现内曲形状的截面的情况下，上述问题尤为显著。
【专利文献1】国际公开第2016/121182号公报
发明内容
鉴于上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种既能减少振动部的振动泄漏，又能防止引出布线中的断线等的晶体振动片及晶体振动器件。
为了解决上述技术问题，作为本发明的第一种形态的晶体振动片是具有包括在一个主面上形成的第一激励电极和在另一个主面上形成的第二激励电极的近似矩形的振动部；从所述振动部的角部向AT切的Z′轴方向突出并保持着该振动部的保持部；及包围着所述振动部的外周的同时保持着所述保持部的外框部的AT切型晶体振动片，其特征在于：所述保持部与所述外框部间的边界位于所述外框部的内周边中与X轴平行的边上的情况下，所述振动部和所述保持部的至少一部分被形成为比所述外框部厚度薄的蚀刻区域，由于该蚀刻区域，所述保持部与所述外框部间的边界附近形成台阶，所述第一激励电极及所述第二激励电极的引出布线被形成为，与所述台阶重叠地从所述保持部延伸到所述外框部，所述一个主面和所述另一个主面的至少一方中，与所述引出布线重叠的部分的所述台阶的至少一部分被形成为俯视时不与X轴平行。
用于使保持部的厚度比外框部薄的蚀刻区域中，在该蚀刻区域的边界上形成有因石英晶体片的厚度差而造成的台阶。该台阶中，在蚀刻区域的边界与X轴平行的部分，一个主面和另一个主面的至少一方中形成垂直截面(因情况而异可能为内曲形状的截面)。对此，基于上述结构，台阶的与引出布线重叠的部分中的至少一部分被形成为俯视时不与X轴平行的部分，该部分成为平缓的台阶，从而能防止台阶上的引出布线发生断线等。
另外，上述晶体振动片中，较佳为，与所述引出布线重叠的部分的所述台阶的至少一部分被形成为俯视时不与X轴平行的直线部分。
基于上述结构，通过使与引出布线重叠的台阶的至少一部分成为直线部分，能将平缓的台阶部分形成得较长，从而能更有效地防止台阶上的引出布线发生断线等。
另外，上述晶体振动片中，较佳为，所述直线部分俯视时与X轴垂直。
基于上述结构，由于台阶为俯视时越接近与X轴垂直的角度越平缓，从而台阶在俯视时与X轴垂直的部位最平缓，因而能更有效地防止台阶上的引出布线发生断线等。
另外，上述晶体振动片中，可以为，所述直线部分的长度大于等于所述引出布线的线宽度的一半。或者，上述晶体振动片中，也可以为，所述直线部分的长度大于等于所述引出布线的线宽度。
基于上述结构，相对于引出布线的线宽度，使直线部分尽量长，从而能更有效地防止引出布线的断线等。
另外，上述晶体振动片中，较佳为，所述台阶形成在比所述保持部与所述外框部间的边界更位于外框部侧之处。
基于上述结构，既能使保持部的强度提高，又能防止台阶中出现内曲形状的截面。
另外，上述晶体振动片中，较佳为，所述一个主面及所述另一个主面的至少一方中，所述蚀刻区域具有从所述保持部进入到所述外框部的一部分内的进入部，该进入部的所述蚀刻区域的边界线成为所述台阶，所述台阶的-X侧的起点形成在所述保持部与所述外框部间的连接区域的内侧。
基于上述结构，能减小进入部的面积，从而能确保外框部中与密封构件间的接合面积。由此，能防止晶体振动器件中的接合强度及密封性能降低。
另外，作为本发明的第二种形态的晶体振动片是具有包括在一个主面上形成的第一激励电极和在另一个主面上形成的第二激励电极的近似矩形的振动部；从所述振动部的角部向AT切的Z′轴方向突出并保持着该振动部的保持部；及包围着所述振动部的外周的同时保持着所述保持部的外框部的AT切型晶体振动片，其特征在于：所述振动部及所述保持部为比所述外框部厚度薄的蚀刻区域，并且，所述一个主面及所述另一个主面的至少一方中，所述蚀刻区域具有从所述保持部进入到所述外框部的一部分内的进入部，所述进入部中的所述蚀刻区域的边界线的起点形成在，偏离所述保持部的-X侧的边的延长线的位置。
若进入部中的蚀刻区域的边界线的起点形成在保持部的-X侧的边的延长线上，则蚀刻时保持部与外框部间的连接部的角落上会产生凹陷，该凹陷会成为应力集中点而使耐冲击性降低。基于上述结构，通过将进入部中的蚀刻区域的边界线的起点形成在偏离保持部的-X侧的边的延长线的位置，能避免产生凹陷，从而能防止耐冲击性降低。另外，通过在蚀刻区域形成进入部而形成蚀刻台阶的平缓部位，并使布线(激励电极的引出布线)从该台阶的平缓部位通过，便能防止断线等故障发生。
另外，上述晶体振动片中，较佳为，所述进入部中的所述蚀刻区域的边界线的-X侧的起点形成在，所述保持部与所述外框部间的连接区域的内侧。
基于上述结构，能减小进入部的面积，从而能在使用该晶体振动片的晶体振动器件中确保外框部中与密封构件间的接合面积。由此，能防止接合强度及密封性能降低。另外，通过使作为薄壁部区域的进入部较小，能使外框部与保持部间的连接部分的刚性提高。
另外，上述晶体振动片中，较佳为，所述进入部只形成在所述一个主面和所述另一个主面中的一方上。
基于上述结构，能避免因形成进入部而不必要地使板厚减小，从而能防止晶体振动片的刚性降低。
另外，为了解决上述技术问题，本发明的晶体振动器件的特征在于：具备如上所述的晶体振动片、将所述晶体振动片的所述一个主面覆盖的第一密封构件、及将所述晶体振动片的所述另一个主面覆盖的第二密封构件。
发明效果：
本发明的晶体振动片及晶体振动器件中，在外框部与保持部间的连接部附近的蚀刻区域的边界上形成有平缓的台阶部分，通过将激励电极的引出布线形成为越过该平缓的台阶部分，能获得可防止在蚀刻区域的边界产生的台阶上的布线发生断线或高电阻化这样的效果。
另外，本发明的晶体振动片及晶体振动器件中，由于将进入部中的蚀刻区域的边界线的起点形成在偏离保持部的-X侧的边的延长线的位置，所以能避免在保持部与外框部间的连接部产生凹陷，从而能获得防止该凹陷引起耐冲击性降低这样的效果。
附图说明
图1是示意性地表示本实施方式所涉及的晶体振荡器的各构成部分的概要结构图。
图2是晶体振荡器的第一密封构件的第一主面侧的概要俯视图。
图3是晶体振荡器的第一密封构件的第二主面侧的概要俯视图。
图4是晶体振荡器的晶体振动片的第一主面侧的概要俯视图。
图5是晶体振荡器的晶体振动片的第二主面侧的概要俯视图。
图6是晶体振荡器的第二密封构件的第一主面侧的概要俯视图。
图7是晶体振荡器的第二密封构件的第二主面侧的概要俯视图。
图8(a)是表示刚对石英晶体片实施了蚀刻工序后的晶体振动片的状态的第一主面侧的概要俯视图。
图8(b)是表示刚对石英晶体片实施了蚀刻工序后的晶体振动片的状态的第二主面侧的概要俯视图。
图9(a)是将晶体振动片中的保持部与外框部间的连接部位附近放大表示的第一主面侧的概要俯视图。
图9(b)是将晶体振动片中的保持部与外框部间的连接部位附近放大表示的第一主面侧的概要截面图。
图9(c)是将晶体振动片中的保持部与外框部间的连接部位附近放大表示的第一主面侧的概要截面图。
图9(d)是将晶体振动片中的保持部与外框部间的连接部位附近放大表示的第二主面侧的概要截面图。
图10是将晶体振动片中的保持部与外框部间的连接部位附近放大表示的图，也是表示蚀刻区域及引出布线的形状的概要俯视图。
图11(a)是将晶体振动片中的保持部与外框部间的连接部位附近放大表示的图，也是表示蚀刻区域及引出布线的形状的变形例的概要俯视图。
图11(b)是将晶体振动片中的保持部与外框部间的连接部位附近放大表示的图，也是表示蚀刻区域及引出布线的形状的变形例的概要俯视图。
图12(a)是将晶体振动片中的保持部与外框部间的连接部位附近放大表示的图，也是表示蚀刻区域及引出布线的形状的变形例的概要俯视图。
图12(b)是将晶体振动片中的保持部与外框部间的连接部位附近放大表示的图，也是表示蚀刻区域及引出布线的形状的变形例的概要俯视图。
图13是将晶体振动片中的保持部与外框部间的连接部位附近放大表示的图，也是表示蚀刻区域及引出布线的形状的变形例的概要俯视图。
图14是将晶体振动片中的保持部与外框部间的连接部位附近放大表示的图，也是表示蚀刻区域的进入部的形状的概要俯视图。
图15(a)是将晶体振动片中的保持部与外框部间的连接部位附近放大表示的图，也是表示在蚀刻区域形成有进入部的晶体振动片中保持部与外框部间的连接部的角落上产生凹陷的例子的图。
图15(b)是将晶体振动片中的保持部与外框部间的连接部位附近放大表示的图，也是表示在蚀刻区域形成有进入部的晶体振动片中保持部与外框部间的连接部的角落上产生凹陷的例子的图。
图15(c)是将晶体振动片中的保持部与外框部间的连接部位附近放大表示的图，也是表示在蚀刻区域形成有进入部的晶体振动片中保持部与外框部间的连接部的角落上产生凹陷的例子的图。
图16是将晶体振动片中的保持部与外框部间的连接部位附近放大表示的图，也是表示进入部的形状的变形例的图。
图17(a)是将晶体振动片中的保持部与外框部间的连接部位附近放大表示的图，也是表示进入部的形状的变形例的图。
图17(b)是将晶体振动片中的保持部与外框部间的连接部位附近放大表示的图，也是表示进入部的形状的变形例的图。
<附图标记说明>
2 晶体振动片
3 第一密封构件
4 第二密封构件
5 IC芯片
12 封装体
22 振动部
23 外框部
24 保持部
101 晶体振荡器(晶体振动器件)
211 第一主面
212 第二主面
221 第一激励电极
222 第二激励电极
223 第一引出布线
224 第二引出布线
Eg 蚀刻区域
Eg1 进入部
P1 进入部的边界线的-X侧的起点
P2 进入部的边界线的+X侧的起点
L1 不与X轴平行的边界线
L3 保持部的-X侧的边的延长线
L4 保持部的+X侧的边的延长线
具体实施方式
<实施方式一>
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。另外，在以下的实施方式中，对应用了本发明的晶体振动器件是晶体振荡器的情况进行说明。但是，适用本发明的晶体振动器件不局限于晶体振荡器，也可以将本发明应用于晶体谐振器。
-晶体振荡器-
本实施方式所涉及的晶体振荡器101如图1所示那样，具备晶体振动片2、第一密封构件3、第二密封构件4、及IC芯片5。该晶体振荡器101中，晶体振动片2与第一密封构件3接合，晶体振动片2与第二密封构件4接合，从而构成近似长方体的三明治结构的封装体12。另外，在第一密封构件3中的与晶体振动片2接合的接合面的相反侧的主面上，安装有IC芯片5。作为电子部件元件的IC芯片5是与晶体振动片2一起构成振荡电路的单芯片集成电路元件。
晶体振动片2中，作为一方的主面的第一主面211上形成有第一激励电极221，作为另一方的主面的第二主面212上形成有第二激励电极222。并且，在晶体振荡器101中，晶体振动片2的两个主面(第一主面211、第二主面212)分别与第一密封构件3及第二密封构件4接合，从而形成封装体12的内部空间，在该内部空间中，包含第一激励电极221及第二激励电极222的振动部22(参照图4、图5)被气密密封。
本实施方式所涉及的晶体振荡器101例如采用1.0×0.8mm的封装体尺寸，从而实现了小型化和低矮化。另外，随着小型化，封装体12中未形成雉堞墙，而是采用后述的通孔来实现电极的导通。
下面，参照图1～图7，对上述晶体振荡器101中的晶体振动片2、第一密封构件3及第二密封构件4的各构成部分进行说明。在此，是对尚未接合的各个单体构件的结构进行说明。
如图4、图5所示，晶体振动片2是由石英晶体构成的压电基板，其两个主面(第一主面211、第二主面212)被加工(镜面加工)成平坦平滑面。本实施方式中，作为晶体振动片2，采用进行厚度剪切振动的AT切石英晶体片。图4、图5所示的晶体振动片2中，晶体振动片2的两个主面211、212在XZ′平面上。该XZ′平面中，与晶体振动片2的短边方向平行的方向为X轴方向；与晶体振动片2的长边方向平行的方向为Z′轴方向。另外，AT切是指，人工石英晶体的三个晶轴，即电轴(X轴)、机械轴(Y轴)、及光轴(Z轴)中，以相对Z轴绕X轴转动35°15′的倾斜角度进行切割的加工手法。AT切石英晶体片中，X轴与石英晶体的晶轴一致。Y′轴及Z′轴与相对石英晶体的晶轴的Y轴及Z轴分别倾斜了35°15′的轴一致。Y′轴方向及Z′轴方向相当于将AT切石英晶体片切割时的切割方向。
晶体振动片2的两个主面211、212上形成有一对激励电极(第一激励电极221、第二激励电极222)。晶体振动片2具有被形成为近似矩形的振动部22、包围着该振动部22的外周的外框部23、及通过将振动部22与外框部23连接而保持振动部22的保持部24。即，晶体振动片2被构成为，振动部22、外框部23、及保持部24设置成一体的结构。
本实施方式中，保持部24只设置在振动部22与外框部23之间的一个部位。另外，如后述中详细说明那样，振动部22及保持部24被构成为基本上比外框部23薄。由于这样的外框部23与保持部24间的厚度差异，外框部23与保持部24的压电振动的固有振动频率不同，从而能使外框部23不容易与保持部24的压电振动发生共振。但形成保持部24的部位不局限于一个部位，也可以将保持部24设置在振动部22与外框部23之间的两个部位(例如，-Z′轴方向的两侧)。
保持部24只从位于振动部22的+X方向及-Z′方向的一个角部朝着-Z′方向延伸(突出)到外框部23。如此，保持部24被设置在振动部22的外周端部中压电振动的位移较小的角部，因而，与将保持部24设置在角部以外的部分(边的中间部位)的情况相比，能防止压电振动经由保持部24而泄露到外框部23，从而能使振动部22更高效地进行压电振动。另外，与设置两个以上的保持部24的情况相比，能降低作用于振动部22的应力，从而能降低由这样的应力引起的压电振动的频移，使压电振动的稳定性提高。
第一激励电极221设置在振动部22的第一主面211侧，第二激励电极222设置在振动部22的第二主面212侧。在第一激励电极221、第二激励电极222上连接有用于将这些激励电极连接至外部电极端子的引出布线(第一引出布线223、第二引出布线224)。第一引出布线223从第一激励电极221延伸出，并经由保持部24而与外框部23上形成的连接用接合图案27相连。第二引出布线224从第二激励电极222延伸出，并经由保持部24而与外框部23上形成的连接用接合图案28相连。如此，在保持部24的第一主面211侧形成有第一引出布线223，在保持部24的第二主面212侧形成有第二引出布线224。
在晶体振动片2的两个主面(第一主面211、第二主面212)上，分别设置有用于将晶体振动片2与第一密封构件3及第二密封构件4接合的振动侧密封部。作为第一主面211的振动侧密封部，形成有用于与第一密封构件3接合的振动侧第一接合图案251。另外，作为第二主面212的振动侧密封部，形成有用于与第二密封构件4接合的振动侧第二接合图案252。振动侧第一接合图案251及振动侧第二接合图案252被设置在外框部23上，并被形成为俯视呈环形。第一激励电极221、第二激励电极222不与振动侧第一接合图案251及振动侧第二接合图案252电连接。
另外，如图4、图5所示那样，在晶体振动片2上形成有将第一主面211与第二主面212之间贯通的五个通孔。具体而言，四个第一通孔261分别被形成在外框部23的四个角落(角部)的区域中。第二通孔262被形成在外框部23上的、振动部22的Z′轴方向的一侧(图4、图5中的-Z′方向侧)。在第一通孔261的周围分别形成有连接用接合图案253。另外，在第二通孔262的周围，第一主面211侧形成有连接用接合图案254，第二主面212侧形成有连接用接合图案28。
第一通孔261及第二通孔262中，沿着各通孔的内壁面形成有，用于将第一主面211上形成的电极与第二主面212上形成的电极导通的贯通电极。另外，第一通孔261及第二通孔262各自的中间部分成为将第一主面211与第二主面212之间贯通的中空状态的贯通部分。
在晶体振动片2中，可以通过同一工序来形成第一激励电极221、第二激励电极222、第一引出布线223、第二引出布线224、振动侧第一接合图案251、振动侧第二接合图案252、及连接用接合图案253、254、27、28。具体而言，这些构件可通过在晶体振动片2的两个主面211、212上进行物理气相沉积而形成的基膜、及在该基膜上进行物理气相沉积而叠层形成的接合膜构成。另外，本实施方式中，对基膜使用Ti(钛)(或Cr(铬))，对接合膜使用Au(金)。
如图2、图3所示，第一密封构件3是由一枚玻璃晶片构成的长方体基板，该第一密封构件3的第二主面312(与晶体振动片2接合的面)被加工(镜面加工)成平坦平滑面。
如图2所示，在第一密封构件3的第一主面311(安装IC芯片5的面)上形成有六个电极图案37，该六个电极图案37包含用于安装作为振荡电路元件的IC芯片5的安装垫。可通过FCB(Flip Chip Bonding)法，用金属凸点(例如Au凸点等)38(参照图1)将IC芯片5接合在电极图案37上。
如图2、图3所示，在第一密封构件3上形成有分别与六个电极图案37连接、并将第一主面311与第二主面312之间贯通的六个通孔。具体而言，四个第三通孔322形成在第一密封构件3的四个角落(角部)的区域中。第四通孔323、第五通孔324分别形成在图2、图3的A2方向、A1方向上。另外，图2、图3、图6、图7中的A1、A2方向分别与图4、图5的-Z′、+Z′方向一致；图2、图3、图6、图7中的B1、B2方向分别与图4、图5的-X、+X方向一致。
第三通孔322、第四通孔323、及第五通孔324中，沿着各通孔的内壁面分别形成有用于将第一主面311上形成的电极与第二主面312上的形成的电极导通的贯通电极。另外，第三通孔322、第四通孔323、及第五通孔324各自的中间部分成为将第一主面311与第二主面312之间贯通的中空状态的贯通部分。
在第一密封构件3的第二主面312上，形成有用于与晶体振动片2接合的密封侧第一密封部，即，密封侧第一接合图案321。密封侧第一接合图案321被形成为俯视呈环形。
另外，第一密封构件3的第二主面312中，在各第三通孔322的周围分别形成有连接用接合图案34。在第四通孔323的周围形成有连接用接合图案351；在第五通孔324的周围形成有连接用接合图案352。并且，在相对于连接用接合图案351为第一密封构件3的长轴方向的相反侧(A1方向侧)，形成有连接用接合图案353，连接用接合图案351与连接用接合图案353间通过布线图案33连接。另外，连接用接合图案353未与连接用接合图案352连接。
第一密封构件3中，可以通过同一工序来形成密封侧第一接合图案321、连接用接合图案34、351～353、及布线图案33。具体而言，这些图案可由在第一密封构件3的第二主面312上进行物理气相沉积而形成的基膜、和在该基膜上进行物理气相沉积而叠层形成的接合膜构成。另外，本实施方式中，对基膜使用Ti(或Cr)，对接合膜使用Au。
如图6、图7所示，第二密封构件4是由一枚玻璃晶片构成的长方体基板，该第二密封构件4的第一主面411(与晶体振动片2接合的面)被加工(镜面加工)成平坦平滑面。
在该第二密封构件4的第一主面411上，形成有用于与晶体振动片2接合的密封侧第二密封部，即，密封侧第二接合图案421。密封侧第二接合图案421被形成为俯视呈环形。
在第二密封构件4的第二主面412(不面向晶体振动片2的、外侧的主面)上，设置有与外部电连接的四个外部电极端子43。外部电极端子43分别位于第二密封构件4的四个角落(角部)上。
如图6、图7所示，在第二密封构件4上形成有将第一主面411与第二主面412之间贯通的四个通孔。具体而言，四个第六通孔44被形成在第二密封构件4的四个角落(角部)的区域中。第六通孔44中，沿着各通孔的内壁面形成有，用于将第一主面411上形成的电极与第二主面412上形成的电极导通的贯通电极。另外，第六通孔44各自的中间部分成为将第一主面411与第二主面412之间贯通的中空状态的贯通部分。另外，第二密封构件4的第一主面411中，在各第六通孔44的周围分别形成有连接用接合图案45。
第二密封构件4中，同样可用同一工序来形成密封侧第二接合图案421及连接用接合图案45。具体而言，这些接合图案可由在第二密封构件4的第一主面411上进行物理气相沉积而形成的基膜、和在该基膜上进行物理气相沉积而叠层形成的接合膜构成。另外，本实施方式中，对基膜使用Ti(或Cr)，对接合膜使用Au。
包括上述晶体振动片2、第一密封构件3、及第二密封构件4的晶体振荡器101中，晶体振动片2与第一密封构件3在振动侧第一接合图案251与密封侧第一接合图案321相叠合的状态下扩散接合，晶体振动片2与第二密封构件4在振动侧第二接合图案252与密封侧第二接合图案421相叠合的状态下扩散接合，从而制成图1所示的三明治结构的封装体12。由此，封装体12的内部空间，即，振动部22的容置空间被气密密封。
此时，上述连接用接合图案彼此也在相叠合的状态下扩散接合。并且，晶体振荡器101中，通过连接用接合图案彼此的接合，能实现第一激励电极221、第二激励电极222、IC芯片5、及外部电极端子43的电导通。
具体而言，第一激励电极221依次经由第一引出布线223、连接用接合图案27与连接用接合图案353间的接合部、布线图案33、连接用接合图案351、第四通孔323内的贯通电极、及电极图案37而与IC芯片5连接。第二激励电极222依次经由第二引出布线224、连接用接合图案28、第二通孔262内的贯通电极、连接用接合图案254与连接用接合图案352间的接合部、第五通孔324内的贯通电极、及电极图案37而与IC芯片5连接。另外，IC芯片5依次经由电极图案37、第三通孔322内的贯通电极、连接用接合图案34与连接用接合图案253间的接合部、第一通孔261内的贯通电极、连接用接合图案253与连接用接合图案45间的接合部、及第六通孔44内的贯通电极而与外部电极端子43连接。
以上，对本实施方式所涉及的晶体振荡器101的基本结构进行了说明，而本发明的特征在于，在晶体振动片2中因外框部23与保持部24间的厚度差而产生的台阶部的形状、以及在该台阶部上形成的引出布线的位置关系。下面，对该特征部分进行详细说明。
图8(a)是表示刚对石英晶体片实施了蚀刻工序后(形成电极、布线之前)晶体振动片2的状态的第一主面211侧的俯视图。图8(b)是表示刚对石英晶体片实施了蚀刻工序后(形成电极、布线之前)晶体振动片2的状态的第二主面212侧的俯视图。另外，图8(a)及图8(b)所示的例中，示出了在振动部的中间未形成台面结构，对矩形的石英晶体片进行了外形形成蚀刻及频率调整蚀刻这两次蚀刻处理。
外形形成蚀刻中，在矩形的石英晶体片上形成切取部，从而形成振动部22、外框部23、及保持部24的外形轮廓。另外，晶体振动片2上的通孔也是在外形形成蚀刻中形成的。
频率调整蚀刻是为了使晶体振动器件的振荡频率成为规定值，而对振动部22及保持部24的厚度进行调整的蚀刻工序。图8(a)及图8(b)中用斜线阴影示出了进行频率调整蚀刻的蚀刻区域Eg。蚀刻区域Eg包含振动部22、及保持部24的至少一部分，厚度比外框部23的厚度薄。
蚀刻区域Eg的边界上形成有因石英晶体片的厚度差而造成的台阶。此时，若成为台阶的边界线与X轴平行，则该台阶会成为具有与石英晶体片的主面垂直的截面的台阶，或因情况而异，如上所述那样，台阶的侧面会比垂直更倾斜，台阶的侧面与主面(保持部的主面或外框部的主面)间的夹角为锐角地成为内曲形状。另外，若从激励电极引出的引出布线被构成为越过上述垂直截面的台阶或具有内曲形状的台阶，则如上所述那样，该引出布线中容易发生断线。
并且，本实施方式中，保持部24只从位于振动部22的+X方向及-Z′方向的一个角部朝着-Z′方向延伸(突出)到外框部23。在此情况下，保持部24与外框部23间的边界存在于外框部的内周边中与X轴平行的边上。因而，若使蚀刻区域Eg的边界与保持部24和外框部23间的边界一致(参照图9(a))，则如上所述那样，蚀刻区域Eg的边界上会产生垂直截面的台阶(参照图9(b))、或具有内曲形状的台阶(参照图9(c))。但是，因石英晶体片的结晶各向异性，这样的垂直截面的台阶不会产生在两个主面上，基本上只会产生在一个主面上。即，若第一主面211侧的蚀刻区域Eg的边界成为垂直截面的台阶，则第二主面212侧的蚀刻区域Eg的边界会成为平缓的台阶(参照图9(d))。另外，在此，平缓的台阶是指，台阶的侧面倾斜，且与台阶的侧面与主面(保持部的主面或外框部的主面)间的夹角为钝角的形状。
本实施方式所涉及的晶体振动片2的特征在于，为防止从激励电极引出的引出布线中的断线等而对蚀刻区域Eg的边界形状进行了改进。但需要改进的只是石英晶体片的一个主面(在此是第一主面211)，另一个主面(在此是第二主面212)可同以往一样采用蚀刻区域Eg的边界与保持部24和外框部23间的边界一致的结构(参照图8(b))。
实施了作为本发明的特征的断线防止对策的晶体振动片2的第一主面211中，如图10所示那样，蚀刻区域Eg的边界不与保持部24和外框部23间的边界一致，蚀刻区域Eg的边界中至少一部分为不与X轴平行的边界线L1。在此情况下，边界线L1中产生的台阶不会成为垂直截面或具有内曲形状的台阶，而会成为平缓的台阶。并且，第一主面211上形成的第一引出布线223被形成为越过边界线L1的至少一部分。
由此，与第一引出布线223重叠的部分的台阶的至少一部分被形成为俯视时不与X轴平行。由于在与第一引出布线223重叠的台阶中的不与X轴平行的部分，第一引出布线223被形成在平缓的台阶之上，所以能充分确保在该部分的布线的膜厚，从而能防止第一引出布线223的断线或高电阻化。
另外，蚀刻区域Eg的边界形状不局限于图10所示的例子，也可以是其它各种各样的形状。图11(a)、图11(b)、图12(a)、图12(b)、及图13中示出蚀刻区域Eg的边界形状的几个变形例。
图10所示的例中，蚀刻区域Eg的边界并非全都是不与X轴平行的边界线L1，一部分还包含有与X轴平行的边界线L2。然而，也可以如图11(a)、图11(b)、及图13所示那样，蚀刻区域Eg的边界全部是不与X轴平行的边界线L1。
另外，不与X轴平行的边界线L1可如图11(a)所示那样俯视为曲线(例如圆弧)，也可以如图11(b)、图12(a)、图12(b)、及图13所示那样俯视为直线。但是，边界线L1为直线的情况下，能将平缓的台阶部分形成得更长，因而，为了更有效地防止台阶上的第一引出布线223发生断线等，较佳为，将与第一引出布线223重叠的台阶的至少一部分形成为直线部分。
另外，较佳为，被形成为直线的边界线L1如图12(a)、图12(b)所示那样，俯视时与X轴垂直。这是因为，上述台阶为，俯视时越接近与X轴垂直的角度台阶越平缓，形成为与X轴垂直的部位最为平缓。即，通过使与第一引出布线223重叠的台阶的至少一部分成为与X轴垂直的直线，能更有效地防止第一引出布线223的断线等。
另外，在与第一引出布线223重叠的台阶中设置直线部分的情况下，较佳为，该直线部分的长度W1大于等于第一引出布线223的线宽度W2的一半(参照图12(b))。进一步，在与第一引出布线223重叠的台阶中设置直线部分的情况下，较佳为，该直线部分的长度大于等于第一引出布线223的线宽度(参照图11(b)、图12(a))。即，相对于第一引出布线223的线宽度，上述直线部分的长度越长，越能有效地防止第一引出布线223发生断线等。
另外，在图10、图11(a)、图11(b)、图12(a)、及图12(b)的例中，蚀刻区域Eg的边界(即台阶)被形成在比保持部24与外框部23间的边界更位于外框部23侧之处。但本发明不局限于此，也可以如图13所示那样，将蚀刻区域Eg的边界形成在比保持部24与外框部23间的边界更位于保持部24侧之处。但是，将台阶形成在保持部24侧的情况下，由于该台阶中的+X侧的边界上容易产生上述内曲形状的截面，所以为了防止这种情况，较佳为，将蚀刻区域Eg的边界形成在外框部23侧。
另外，将蚀刻区域Eg的边界(即台阶)形成在比保持部24与外框部23间的边界靠外框部23侧的情况下，蚀刻区域Eg具有进入到外框部23的一部分内的进入部。并且，该进入部中的-X侧的起点P可如图10所示那样形成在保持部24与外框部23间的连接区域R的内侧。这样的结构中，由于进入部的面积减小，所以能确保外框部23中的与密封构件(第一密封构件3、第二密封构件4)的接合面积。由此，能防止晶体振动器件(例如，晶体振荡器101)中的接合强度及密封性能降低。
另外，本申请的发明人发现，在外框部23中形成有上述进入部的情况下，若将起点P形成在保持部24的-X侧的边的延长线上，则进行频率调整蚀刻时在保持部24与外框部23间的连接部会产生凹陷。若产生这样的凹陷，则在保持部24与外框部23间的连接部中该凹陷会成为应力集中点，从而会使晶体振动器件的耐冲击性降低。对此，如图10所示那样，采用将起点P形成在保持部24与外框部23间的连接区域R的内侧的结构，便能避免上述凹陷产生，其结果，能防止晶体振动器件中的耐冲击性降低。
<实施方式二>
实施方式一中示出的晶体振动片2的例中大多是，为了防止第一引出布线223发生断线，而在频率调整蚀刻中将从保持部24进入到外框部23的进入部形成在蚀刻区域中。另一方面，本申请的发明人发现，将进入部形成在蚀刻区域中的情况下，因该进入部的形状而异，有可能因频率调整蚀刻而在保持部24与外框部23间的连接部的角落上产生凹陷，由此，会出现对抗落下等冲击的耐冲击性降低的问题。
本实施方式二中，对于既能减少振动部24的振动泄漏，又能防止在外框部23与保持部24间的连接部产生凹陷，从而防止该凹陷引起耐冲击性降低的结构例进行说明。
本实施方式二所涉及的晶体振荡器101的基本结构与在实施方式一中参照图1～图7说明过的结构相同，因而在此省略对晶体振荡器101的基本结构的说明。本实施方式二的特征在于，晶体振动片2中，进行频率调整蚀刻时在外框部23上形成的进入部的形状。以下，对该特征部分进行详细说明。
本实施方式二所涉及的晶体振动片2的特征在于，为了防止从激励电极引出的引出布线发生断线等并防止外框部23与保持部24间的连接部的耐冲击性降低，而对蚀刻区域Eg的边界形状进行了改进。本实施方式二中，实施了断线防止对策的晶体振动片2的第一主面211中，如图14所示那样，未使蚀刻区域Eg的边界与保持部24和外框部23间的边界一致，而在蚀刻区域Eg形成了进入到外框部23内的进入部Eg1。由此，进入部Eg1的蚀刻区域Eg的边界的至少一部分成为不与X轴平行的边界线L1。边界线L1中产生的台阶未成为有垂直截面或内曲形状的台阶，而成为平缓的台阶。并且，通过将第一主面211上形成的第一引出布线223构成为至少越过边界线L1的一部分，能防止第一引出布线223发生断线等。
但是，本申请的发明人发现，如图15(a)、图15(b)、及图15(c)所示那样，若进入部Eg1中的蚀刻区域的边界线的一方的起点(具体而言是-X侧的起点)P1形成在保持部24的-X侧的边的延长线L3上，则进行频率调整蚀刻时，在保持部24与外框部23间的连接部会产生凹陷。具体而言，在对保持部24而言为-X侧及-Z′侧的角落上会产生上述凹陷。若产生这样的凹陷，则在保持部24与外框部23间的连接部中，该凹陷成为应力集中点，从而会使晶体振动器件的耐冲击性降低。
为了避免这样的凹陷的形成，图14所示的晶体振动片2中，将进入部Eg1中的蚀刻区域的边界线的起点P1形成在偏离保持部24的-X侧的边的延长线L3的位置。更具体而言，使起点P1相对于延长线L3向+X侧偏离，将起点P1形成在保持部24与外框部23间的连接区域R的内侧。
如此，通过将进入部Eg1中的蚀刻区域的边界线的起点P1形成在偏离保持部24的-X侧的边的延长线L3的位置，能避免在保持部24与外框部23间的连接部产生凹陷。其结果，能防止晶体振动器件中的耐冲击性降低。
另外，在图14所示的例中，起点P1相对于延长线L3向+X侧偏离，但本发明不局限于此。即，也可以如图16所示那样，采用起点P1相对于延长线L3向-X侧偏离的结构。如此，即便是采用起点P1相对于延长线L3向-X侧偏离的结构，也能避免产生上述凹陷，防止晶体振动器件中的耐冲击性降低。
但是，如图14所示那样采用起点P1相对于延长线L3向+X侧偏离的结构的情况下，能减小外框部23内的进入部Eg1的面积，从而能确保外框部23中与密封构件(第一密封构件3、第二密封构件4)间的接合面积。由此，能防止晶体振动器件(例如，晶体振荡器101)中的接合强度及密封性能降低。另外，通过使作为薄壁部区域的进入部Eg1较小，能使外框部23与保持部24间的连接部分的刚性提高。
另外，因石英晶体片的结晶各向异性，本发明中所要防止的上述凹陷只会产生在对保持部24而言为-X侧及-Z′侧的角落部分。因此，可如图17(a)、图17(b)所示那样，将进入部Eg1的边界线的另一方的起点(具体而言是+X侧的起点)P2形成在保持部24的+X侧的边的延长线L4上。
另外，较佳为，采用将蚀刻区域Eg中的进入部Eg1只形成在石英晶体片的一个主面(在此是第一主面211)上的结构。在此情况下，能避免因进入部Eg1的形成而不必要地使板厚减小，从而能防止晶体振动片2的刚性降低。
本次公开的实施方式只不过是对各方面的示例，不能将其作为进行限定性解释的根据。即，本发明的技术范围由权利要求书的记载来界定而非仅通过上述实施方式来解释。另外，与权利要求书同等意义及范围内的所有变更均包含在本发明的范围内。

Claims (12)

1.一种晶体振动片，是具有包括在一个主面上形成的第一激励电极和在另一个主面上形成的第二激励电极的近似矩形的振动部；从所述振动部的角部向AT切的Z′轴方向突出并保持着该振动部的保持部；及包围着所述振动部的外周的同时保持着所述保持部的外框部的AT切型晶体振动片，其特征在于：
所述保持部与所述外框部间的边界位于所述外框部的内周边中与X轴平行的边上的情况下，
所述振动部和所述保持部的至少一部分被形成为比所述外框部厚度薄的蚀刻区域，由于该蚀刻区域，所述保持部与所述外框部间的边界附近形成台阶，
所述第一激励电极及所述第二激励电极的引出布线被形成为，与所述台阶重叠地从所述保持部延伸到所述外框部，
所述一个主面和所述另一个主面的至少一方中，与所述引出布线重叠的部分的所述台阶的至少一部分被形成为俯视时不与X轴平行。
2.如权利要求1所述的晶体振动片，其特征在于：
与所述引出布线重叠的部分的所述台阶的至少一部分被形成为俯视时不与X轴平行的直线部分。
3.如权利要求2所述的晶体振动片，其特征在于：
所述直线部分俯视时与X轴垂直。
4.如权利要求2或3所述的晶体振动片，其特征在于：
所述直线部分的长度大于等于所述引出布线的线宽度的一半。
5.如权利要求4所述的晶体振动片，其特征在于：
所述直线部分的长度大于等于所述引出布线的线宽度。
6.如权利要求1至5中任一项所述的晶体振动片，其特征在于：
所述台阶形成在比所述保持部与所述外框部间的边界更位于外框部侧之处。
7.如权利要求1至6中任一项所述的晶体振动片，其特征在于：
所述一个主面及所述另一个主面的至少一方中，所述蚀刻区域具有从所述保持部进入到所述外框部的一部分内的进入部，该进入部中的所述蚀刻区域的边界线成为所述台阶，
所述台阶的-X侧的起点形成在所述保持部与所述外框部间的连接区域的内侧。
8.如权利要求1至6中任一项所述的晶体振动片，其特征在于：
所述振动部及所述保持部为比所述外框部厚度薄的所述蚀刻区域，并且，所述一个主面及所述另一个主面的至少一方中，所述蚀刻区域具有从所述保持部进入到所述外框部的一部分内的进入部，
所述进入部中的所述蚀刻区域的边界线的起点形成在，偏离所述保持部的-X侧的边的延长线的位置。
9.一种晶体振动片，是具有包括在一个主面上形成的第一激励电极和在另一个主面上形成的第二激励电极的近似矩形的振动部；从所述振动部的角部向AT切的Z′轴方向突出并保持着该振动部的保持部；及包围着所述振动部的外周的同时保持着所述保持部的外框部的AT切型晶体振动片，其特征在于：
所述振动部及所述保持部为比所述外框部厚度薄的蚀刻区域，并且，所述一个主面及所述另一个主面的至少一方中，所述蚀刻区域具有从所述保持部进入到所述外框部的一部分内的进入部，
所述进入部中的所述蚀刻区域的边界线的起点形成在，偏离所述保持部的-X侧的边的延长线的位置。
10.如权利要求8或9所述的晶体振动片，其特征在于：
所述进入部中的所述蚀刻区域的边界线的-X侧的起点形成在，所述保持部与所述外框部间的连接区域的内侧。
11.如权利要求8或9所述的晶体振动片，其特征在于：
所述进入部只形成在所述一个主面和所述另一个主面中的一方上。
12.一种晶体振动器件，其特征在于：具备
如权利要求1至11中任一项所述的晶体振动片；
将所述晶体振动片的所述一个主面覆盖的第一密封构件；及
将所述晶体振动片的所述另一个主面覆盖的第二密封构件。
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