CN110622416A - 水晶振动元件和水晶振子以及它们的制造方法 - Google Patents

水晶振动元件和水晶振子以及它们的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供抑制振动特性的劣化并且能够小型化的水晶振动元件和水晶振子以及它们的制造方法。水晶振动元件具备：主体部，其具有相互对置的第1和第2主面，在从第1或者第2主面俯视观察时，具有沿着第1方向延伸的一对长边和沿着第2方向延伸的一对短边；第1激发电极，其设置于第1主面；第2激发电极，其设置于第2主面；框部，其为包围主体部的框部，且在主体部的第2方向的两端部，与两端部分离设置；以及第1和第2连结部，其以该短边的宽度从主体部的一对短边起沿着第1方向延伸，并将主体部与框部连结，主体部、框部、第1连结部和第2连结部由水晶形成，在沿着第3方向的厚度中，第1连结部和第2连结部中至少一者的厚度具有比主体部的第1激发电极与第2激发电极对置的区域的厚度薄的部分。

Description

水晶振动元件和水晶振子以及它们的制造方法
技术领域
本发明涉及通过水晶的连结构件将水晶片、包围水晶片的水晶的框体连结的水晶振动元件和水晶振子以及它们的制造方法。
背景技术
作为振荡装置、带通滤波器等所使用的压电器件，广泛使用通过盖部和基座部夹着压电芯片这种构造的压电器件。作为这样的压电芯片的具体例，例如专利文献1公开以下结构，即，振动部与包围该振动部的框部通过一处连结部接合，在振动部的四周与框部之间的除去连结部之外的部分设置有贯通部。该压电芯片例如整体由AT切割的水晶板构成，并被通过湿式蚀刻加工。
专利文献1:日本特开2016-201624号公报
水晶具有结晶构造的各向异性，因此在湿式蚀刻时溶解的速度因结晶方位而异。因此，若通过湿式蚀刻对水晶基板进行加工，则例如在形成上述贯通部时，溶解没有沿着水晶基板的主面的法线方向行进，而是边斜着行进。因此，如专利文献1所示那样为了在振动部的几乎整周上形成贯通部，需要根据结晶方位来在振动部与框部之间确保比较长的距离。即，在以往的结构中若实现压电芯片的小型化，则振动部的面积变小而能使振动特性劣化。或者，若优先确保适当的振动部的面积，则存在压电芯片的外形变大这样的问题。
发明内容
本发明是鉴于这样的状况而发明的，本发明的目的在于提供抑制振动特性的劣化并且能够小型化的水晶振动元件和水晶振子以及它们的制造方法。
本发明的一方面所涉及的水晶振动元件具备：主体部，其具有相互对置的第1主面和第2主面，在从第1主面侧或者第2主面侧俯视观察时，具有沿着第1方向延伸的一对长边和沿着与第1方向交叉的第2方向延伸的一对短边；第1激发电极，其设置于第1主面；第2激发电极，其与第1激发电极对置地设置于第2主面；框部，其为包围主体部的框部，且在主体部的第2方向的两端部处，与该两端部分离设置；第1连结部，其以该短边的宽度，从主体部的一对短边中一者起沿着第1方向延伸，并将主体部与框部连结；以及第2连结部，其以该短边的宽度，从主体部的一对短边中另一者起沿着第1方向延伸，并将主体部与框部连结，主体部、框部、第1连结部和第2连结部由水晶形成，在沿着与第1方向和第2方向交叉的第3方向的厚度中，第1连结部和第2连结部中至少一者的厚度具有比主体部中的第1激发电极与第2激发电极对置的区域的厚度薄的部分。
本发明的一方面所涉及的水晶振动元件具备：主体部，其具有相互对置的第1主面和第2主面，在从第1主面侧或者第2主面侧俯视观察时，具有沿着第1方向延伸的一对长边和沿着与第1方向交叉的第2方向延伸的一对短边；第1激发电极，其设置于第1主面；第2激发电极，其与第1激发电极对置地设置于第2主面；框部，其具有包围主体部地存在的内侧面、以及在与第1方向和第2方向交叉的第3方向上分别位于上侧和下侧的上表面和下表面；第1连结部，其以该短边的宽度沿着第1方向延伸，将主体部的一对短边中一者与框部的内侧面连结，并具有在第3方向上分别位于上侧和下侧的上表面和下表面；以及第2连结部，其以该短边的宽度沿着第1方向延伸，将主体部的一对短边中另一者与框部的内侧面连结并，并具有在第3方向上分别位于上侧和下侧的上表面和下表面，在主体部的第2方向的两端部与框部之间，遍及主体部、第1连结部和第2连结部的第1方向的长度地分别形成有第1贯通部和第2贯通部，在第3方向上，第1主面和第2主面位于框部的上表面与下表面之间，第1连结部的上表面和下表面分别具有：从主体部朝向框部并朝向第3方向上的上侧倾斜的倾斜部，第2连结部的上表面和下表面分别具有：从主体部朝向框部并朝向第3方向上的下侧倾斜的倾斜部。
本发明的一方面所涉及的水晶振动元件的制造方法包括以下步骤，(a)准备由AT切割的水晶构成的第1基板，上述AT切割的水晶在分别将使水晶的结晶轴亦即X轴、Y轴、Z轴中的Y轴和Z轴以绕X轴从Y轴向Z轴的方向旋转了规定角度而得到的轴线作为Y′轴和Z′轴的情况下，将由X轴和Z′轴确定的面作为主面；(b)通过对第1基板进行湿式蚀刻而形成主体部、框部、以及第1连结部和第2连结部，其中，上述主体部具有相互对置的第1主面和第2主面，在从第1主面侧或者第2主面侧俯视观察时，具有沿着Z′轴方向延伸的一对长边和沿着X轴方向延伸的一对短边，上述框部包围主体部，上述第1连结部和第2连结部在主体部的位于Z′轴方向的两端部处将主体部与框部连结；以及(c)在第1主面形成第1激发电极、并在第2主面形成与第1激发电极对置的第2激发电极，在(b)中，包括以下步骤，使主体部的在X轴方向上的两端部，与框部分离，使第1连结部以该短边的宽度从主体部的一对短边中一者起沿着Z′轴方向延伸至框部，使第2连结部以该短边的宽度从主体部的一对短边中另一者起沿着Z′轴方向延伸至框部，在沿着Y′轴方向的厚度中，，使第1连结部和第2连结部中至少一者的厚度中的至少一部分厚度比主体部中的第1激发电极与第2激发电极对置的区域的厚度薄。
本发明的一方面所涉及的水晶振动元件的制造方法包括以下步骤，(a)准备由AT切割的水晶构成的第1基板，上述AT切割的水晶在分别将使水晶的结晶轴亦即X轴、Y轴、Z轴中的Y轴和Z轴以绕X轴从Y轴向Z轴的方向旋转了规定角度得到的轴线作为Y′轴和Z′轴的情况下，将由X轴和Z′轴特定的面作为主面；(b)通过对第1基板进行湿式蚀刻而形成主体部、框部、第1连结部、第2连结部、以及第1贯通部和第2贯通部，其中，上述主体部具有相互对置的第1主面和第2主面，在从第1主面侧或者第2主面侧俯视观察时，具有沿着Z′轴方向延伸的一对长边和沿着X轴方向延伸的一对短边，上述框部具有：包围主体部地存在的内侧面、以及在Y′轴方向上分别位于上侧和下侧的上表面和下表面，上述第1连结部以该短边的宽度沿着Z′轴方向延伸，将主体部的一对短边中一者与框部的内侧面连结，并具有在Y′轴方向上分别位于上侧和下侧的上表面和下表面，上述第2连结部以该短边的宽度沿着Z′轴方向延伸，将主体部的一对短边中另一者与框部的内侧面连结，并具有在Y′轴方向上分别位于上侧和下侧的上表面和下表面，上述第1贯通部和第2贯通部分别在主体部的字X轴方向上的两端部与框部之间遍及主体部、第1连结部和第2连结部的Z′轴方向的长度地设置；(c)在第1主面形成第1激发电极、并在第2主面形成与第1激发电极对置的第2激发电极，在(b)中，使在Y′轴方向上，第1主面和第2主面位于框部的上表面与下表面之间，在第1连结部的上表面和下表面分别形成从主体部朝向框部并朝向Y′轴方向上的上侧上升的倾斜部，在第2连结部的上表面和下表面分别形成从主体部朝向框部并朝向Y′轴方向上的下侧下降的倾斜部。
根据本发明，能够提供抑制振动特性的劣化并且能够小型化的水晶振动元件和水晶振子以及它们的制造方法。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式所涉及的水晶振子1的分解立体图。
图2是本发明的第1实施方式所涉及的水晶片110的从主面112侧观察到的俯视图。
图3是本发明的第1实施方式所涉及的水晶片110的从主面114侧观察到的俯视图。
图4是图1的IV-IV线剖视图。
图5是本发明的第1实施方式所涉及的水晶振子1的立体图。
图6是表示本发明的第1实施方式所涉及的水晶振子1的制造方法的流程图。
图7是表示对水晶片与框体之间进行蚀刻的情况下的溶解的情况的剖视图。
图8是本发明的第2实施方式所涉及的水晶振动元件500的剖视图，具体而言，是表示在与图4相同的剖视时引出电极不同的方式的图。
图9是本发明的第3实施方式所涉及的水晶振动元件600的剖视图，具体而言，是表示在与图4相同的剖视时水晶片不同的方式的图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下的附图的记载中相同或者类似的构成要素由相同或者类似的附图标记表示。附图为例示，各部的尺寸、形状是示意性的，应该理解为未将本申请发明的技术范围限定为该实施方式。
参照图1～图5对本发明的第1实施方式所涉及的水晶振子进行说明。此处，图1是本发明的第1实施方式所涉及的水晶振子1的分解立体图，图2是本发明的第1实施方式所涉及的水晶片110的从主面112侧观察到的俯视图，图3是本发明的第1实施方式所涉及的水晶片110的从主面114侧观察到的俯视图，图4是图1的IV-IV线剖视图，图5是本发明的第1实施方式所涉及的水晶振子1的立体图。
如图1所示那样，本实施方式所涉及的水晶振子1(Quartz Crystal ResonatorUnit)具备水晶振动元件100(Quartz Crystal Resonator)、盖构件200和基座构件300。此外，图1中省略后述的外部电极。
水晶振动元件100、盖构件200和基座构件300均由AT切割的水晶基板构成。AT切割的水晶基板，是以将水晶的结晶轴亦即X轴、Y轴、Z轴中的Y轴和Z轴绕X轴从Y轴方向Z轴的方向旋转35度15分±1分30秒后得到的轴线分别作为Y′轴和Z′轴的情况下，将与由X轴和Z′轴确定的面平行的面作为主面而切割的基板。此外，X轴、Z′轴和Y′轴彼此交叉(本实施方式中正交)。在本实施方式中，水晶振动元件使用由人工水晶(Synthetic Quartz Crystal)进行了AT切割得到的水晶基板。另外，使用了AT切割的水晶基板的水晶振动元件，使用厚度切变振动模式(Thickness Shear Vibration Mode)作为主振动的情况较多。以下，以AT切割的轴向作为基准对水晶振子的各结构进行说明。
水晶振动元件100具备：水晶片110(Quartz Crystal Blank)、包围水晶片110外周的框体120、以及连结水晶片110与框体120的连结构件111a、111b。水晶片110、框体120和连结构件111a、111b均由AT切割的水晶基板形成。以下，参照图2～图4，对水晶振动元件100的各构成要素详细地进行说明。
水晶片110构成水晶振动元件100的主体部，形成具有相互对置的两个主面的平板状。具体而言，水晶片110具有靠Y′轴正方向侧的主面112(第1主面)和靠Y′轴负方向侧的主面114(第2主面)。此外，如以下说明的那样，水晶片110和连结构件111a、111b连续地形成，但在本实施方式中，为了方便说明，将相当于水晶片110的区域、即水晶振动元件100中的不包含连结构件111a、111b和框体120的区域的主面称为主面112、114。此外，如上述那样，也可以是，水晶片110与连结构件111a、111b分别未做区别而连续地形成。
在从主面112侧俯视时和从主面114侧俯视时，水晶片110具有：分别与Z′轴(第1方向)平行的一对长边(主面112、114的长边)和与X轴(第2方向)平行的一对短边(主面112、114的短边)。并且，水晶片110具有与Y′轴(第3方向)平行的厚度(以下，也将与Y′轴平行的厚度仅称为“厚度”)。此处，在本说明书中，将水晶片110的长边、短边和厚度方向的边分别与对应的轴线平行的方式作为一个例子进行说明，但本发明不限定于此，水晶片110的各边沿着轴线延伸即可，不局限于与轴线严格地平行的方式。这些在后述的水晶片610中也相同。水晶片110与框体120分开设置，两者通过两个连结构件111a、111b连结。水晶片110以规定频率振动。
框体120构成水晶振动元件100的框部，在从水晶片110的主面112侧或者主面114侧俯视观察时，包围水晶片110的Z′X平面的外周。具体而言，在水晶片110的Z′轴方向的两端部处，通过连结构件111a、111b而与水晶片110连结，在水晶片110的X轴方向的两端部处，框体120具有规定间隙地与该两端部分开设置。即，如图2和图3所示那样，在水晶片110的X轴方向的两端部与框体120之间，分别夹设有贯通部113a(第1贯通部)、113b(第2贯通部)。贯通部113a、113b分别遍及将水晶片110与连结构件111a、111b加和得到的Z′轴方向的长度地延伸设置。另外，框体120具有：水晶片110的靠主面112侧的上表面122、水晶片110的靠主面114侧的下表面124、与水晶片110对置的内侧面、以及外侧的外侧面。框体120构成与后述的盖构件200和基座构件300接合的框部。当框体120的厚度大于水晶片110的厚度，在水晶振动元件100上接合了盖构件200和基座构件300时，确保水晶片110能够振动的空间。换言之，水晶片110的主面112和主面114在Y′轴方向上位于框体120的上表面122与下表面124之间。
连结构件111a(第1连结构件)和连结构件111b(第2连结构件)构成连结水晶片110和框体120的连结部，并配置于水晶片110的Z′轴方向的两端。连结构件111a从水晶片110的一对短边中的靠Z′轴正方向侧(一端侧)的短边起，保持该短边的在X轴方向上的长度(以下也称为“宽度”)，沿着Z′轴正方向(第1方向)延伸，将水晶片110与框体120连结。另外，连结构件111b从水晶片110的一对短边中的靠Z′轴负方向侧(另一端侧)的短边起，保持该短边的宽度，沿着Z′轴负方向(第1方向)延伸，将水晶片110与框体120连结。即，将水晶片110和连结构件111a、111b连续设置，以使得位于X轴方向的两端部并沿着Z′轴方向延伸的水晶片110的两侧面和位于X轴方向的两端部并沿着Z′轴方向延伸的连结构件111a和连结构件111b的两侧面具有在Z′轴方向上连续延伸的共用面。这样，连结构件111a、111b的在X轴方向上的长度例如与水晶片110的短边的长度实质上大致相同。在对连结构件111a、111b的形状的详情进行说明之前，对形成于水晶振动元件100的各电极进行说明。
如图2和图3所示那样，在水晶片110的主面112形成有一个激发电极130(第1激发电极)，在主面114形成有另一个激发电极140(第2激发电极)。激发电极130和激发电极140隔着水晶片110相互对置地设置，并配置为隔着水晶片110而大致整体重合。
在框体120的上表面122形成有与激发电极130电连接的引出电极132(第1引出电极)，在框体120的下表面124形成有与激发电极140电连接的引出电极142(第2引出电极)。如图2所示那样，引出电极132从激发电极130起经由一个连结构件111a向框体120的上表面122上引出，并被引出至靠Z′轴正方向侧的外侧面。另一方面，如图3所示那样，引出电极142从激发电极140起经由另一个连结构件111b向框体120的下表面124上引出，并被引出至靠Z′轴负方向侧的外侧面。由此，能够在水晶振动元件100的在Z′轴方向上的两端面，设置分别经由引出电极132、142而与激发电极130、140电连接的外部电极。此外，引出引出电极132、142的方向不限定于Z′轴方向的两端部。例如引出引出电极132、142的方向也可以是X轴方向的两端部，能够根据外部电极的形成位置适当地变更引出电极132、142的引出方向。
在本实施方式中，如图2所示那样，引出电极132被引出为包围框体120的上表面122的整周，如图3所示那样，引出电极142被引出为包围框体120的下表面124的整周。并且，在从Y′轴正方向俯视观察时，引出电极132、142设置为相互至少局部彼此不重叠。具体而言，在图2和图3所示的例子中，除去Z′轴正方向侧的区域之外，引出电极132都设置于框体120的内周附近，引出电极142设置于框体120的外周附近。由此，能将引出电极132与引出电极142的隔着框体120的距离确保得较长，可使在该引出电极之间产生的寄生电容减少。因此，一个引出电极对另一个的引出电极带来的噪声的影响减少。
这样，通过将引出电极132、142引出至水晶振动元件100的端面，能够经由水晶振动元件100的端面实现激发电极130、140与水晶振子1的外部间的电导通。
接下来，参照图4，对连结构件111a、111b的形状的详情进行说明。如图4所示那样，连结构件111a、111b分别具有，令Y′轴方向的厚度Ha、Hb比水晶片110中的使激发电极130与激发电极140对置的区域的在Y′轴方向上的厚度Hc薄的部分。
具体而言，连结构件111a具有：水晶片110的靠主面112侧(以下，也将Y′轴正方向侧(一侧)称为“上方”)的上表面116a和水晶片110的靠主面114侧(以下，也将Y′轴负方向侧(另一侧)称为“下方”)的下表面118a。连结构件111a的上表面116a具有：从水晶片110朝向框体120相对于主面112向上方倾斜的倾斜部。另外，连结构件111a的下表面118a具有：从水晶片110朝向框体120相对于主面114向上方倾斜的倾斜部。这样，通过下表面118a向上方(Y′轴正方向)倾斜，从而形成有连结构件111a的厚度Ha比水晶片110的厚度Hc薄的部分。
另外，连结构件111b具有上方的上表面116b和下方的下表面118b。连结构件111b的上表面116b具有：从水晶片110朝向框体120相对于主面112向下方倾斜的倾斜部。另外，连结构件111b的下表面118b具有：从水晶片110朝向框体120相对于主面114向下方倾斜的倾斜部。这样，通过上表面116b向下方(Y′轴负方向)倾斜，从而形成有连结构件111b的厚度Hb比水晶片110的厚度Hc薄的部分。
进一步具体而言，连结构件111a的上表面116a具有如下形状：从水晶片110的主面112到框体120的上表面122，通过与主面112连接并成为向上方开口的凹状的倾斜部116ax，将主面112与框体120的上表面122连接。另外，连结构件111a的下表面118a具有如下形状：从水晶片110的主面114到框体120的内侧面，通过成为向下方开口的凹状的倾斜部118ax和成为与水晶片110的主面114平行的平面状的平面部118ay，将主面114与框体120的内侧面连接。另外，连结构件111b的上表面116b具有如下形状：从水晶片110的主面112到框体120的内侧面，通过与主面112连接并成为向上方开口的凹状的倾斜部116bx和成为与水晶片110的主面112平行的平面状的平面部116by，将主面112与框体120的内侧面连接。另外，连结构件111b的下表面118b具有如下形状：从水晶片110的主面114到框体120的下表面124，通过与主面114连接并成为向下方开口的凹状的倾斜部118bx，将主面114与框体120的下表面124连接。换言之，倾斜部116ax与倾斜部116bx成为朝向下侧凹陷的弯曲形状，倾斜部118ax与倾斜部118bx成为朝向上侧凹陷的弯曲形状。由此，连结构件111a、111b具有从水晶振动元件100的内侧到外侧厚度单调递减后厚度单调增加的形状。此外，也可以是，连结构件111a的上表面116a与框体120的上表面122连接为两者的边界成为曲面状。这样的边界的形状在连结构件111a的下表面118a与水晶片110的主面114之间的边界、连结构件111b的上表面116b与水晶片110的主面112之间的边界、以及连结构件111b的下表面118b与框体120的下表面124之间的边界处也相同。另外，也能通过上表面116a、116b和下表面118a、118b的任一者或者全部为平面的变形例、或者由平面和曲面的组合构成的变形例来实施本发明。
另外，在图4所示的例子中，水晶片110、连结构件111a、111b和框体120具备以Y′Z′平面的水晶片110的中心(未图示)为基准点对称的形状。即，上表面116a与下表面118b具有相同的形状，下表面118a与上表面116b具有相同的形状。
根据上述结构，水晶片110与连结构件111a、111b的厚度、以及连结构件111a、111b与框体120的厚度在两者的边界处不同。由此，水晶片110通过连结构件111a、111b而受框体120支承，并且可抑制水晶片110的振动经由连结构件111a、111b而向框体120侧漏出这种情况。因此，能够将振动封入水晶片110的内部。
另外，上表面116a与水晶片110的靠Z′轴正方向侧(第1方向的一侧)的短边连接的部分即水晶片110的主面112与连结构件111a的上表面116a之间的边界附近处的上表面116a的倾斜角，小于下表面118a与水晶片110的靠Z′轴正方向侧(第1方向的一侧)的短边连接的部分即水晶片110的主面114与连结构件111a的下表面118a之间的边界附近处的下表面118a的倾斜角。换言之，上表面116a朝向框体120缓缓向上方倾斜，与框体120的上表面122呈连续状连接。另一方面，下表面118a从沿着X轴方向延伸的边界起朝向框体120向上方弯曲，并与框体120的内侧面正交连接。这样，从水晶片110的主面112起经由连结构件111a的上表面116a而至框体120的上表面122为止的角度变化，小于从水晶片110的主面114起经由连结构件111a的下表面118a和框体120的内侧面而至框体120的下表面124为止的角度变化。
同样，下表面118b与水晶片110的靠Z′轴负方向侧(第1方向的另一侧)的短边连接的部分即水晶片110的主面114与连结构件111b的下表面118b之间的边界附近的下表面118b的倾斜角，小于上表面116b与水晶片110的靠Z′轴负方向侧(第1方向的另一侧)的短边连接的部分即水晶片110的主面112与连结构件111b的上表面116b之间的边界附近的上表面116b的倾斜角。换言之，下表面118b朝向框体120缓缓向下方倾斜，与框体120的下表面124呈连续状连接。另一方面，上表面116b从在X轴方向上延伸的边界起朝向框体120向下方弯曲，与框体120的内侧面正交连接。这样，从水晶片110的主面114起经由连结构件111b的下表面118b而至框体120的下表面124为止的角度变化，小于从水晶片110的主面112起经由连结构件111b的上表面116b和框体120的内侧面而至框体120的上表面122为止的角度变化。
对于这样的连结构件111a、111b的形状而言，上述引出电极132、142分别经由相对于水晶片110的主面112、114倾斜的倾斜角小的一个面(上表面116a和下表面118b)而向框体120的外侧面引出。由此，与引出电极经由下表面118a和上表面116b的结构相比，可避免在连结构件与框体之间的边界和框体的内侧面与框体的上表面或者下表面之间的边界处，引出电极以直角引出。因此，能够减少由于引出电极的热收缩、应力的集中而使引出电极断线的可能性。
接下来，返回图1，对盖构件200和基座构件300进行说明。盖构件200和基座构件300均为封装构件的一个例子，收容水晶振动元件100的局部(至少包含水晶片110)地与水晶振动元件100接合。在观察到各构件的厚度的平面视图中，水晶振动元件100、盖构件200和基座构件300分别具有大致相同的平面形状例如矩形状。
盖构件200配置于水晶片110的一个主面112侧，基座构件300配置于水晶片110的另一个主面114侧，盖构件200、水晶振动元件100和基座构件300依次层叠，成为3层构造。
如图1所示的那样，盖构件200和基座构件300成为平板状。盖构件200与水晶振动元件100的框体120的上表面122的整周接合，基座构件300与水晶振动元件100的框体120的下表面124的整周接合。由此，水晶片110和连结构件111a、111b密封为密封的内部空间亦即腔。
此外，盖构件200和基座构件300的材质不特别限定，但在本实施方式中，盖构件200和基座构件300由与水晶振动元件100相同的材料并且相同切割的AT切割的人工水晶构成。由此，接合的各构件为相同材料，因此盖构件200与框体120的上表面122和基座构件300与框体120的下表面124能够不使用粘合剂、金属钎焊材料或者玻璃接合材等接合构件，就能相互直接接合。此外，不是意味着排除应用接合构件，也可以将盖构件200、框体120和基座构件300经由接合构件接合。另外，作为盖构件200和基座构件300，也可以是使用除水晶以外的材料。例如也可以通过使环氧类树脂渗入玻璃材料或者玻璃纤维的环氧玻璃树脂等形成。另外，盖构件200和基座构件300的形状不局限于平板状。
接下来，参照图5对外部电极进行说明。如图5所示那样，在本实施方式所涉及的水晶振子1中，在端面(水晶振动元件100、盖构件200和基座构件300各自端面)和底面(基座构件300的与水晶振动元件100相反一侧的面)上形成有外部电极410、420、430、440。
外部电极410、420、430、440与激发电极130和激发电极140中任一个激发电极电连接，实现与水晶振子1的外部之间的电导通并且确保安装性。具体而言，外部电极410设置于水晶振子1的端面中的引出引出电极132这一侧的面F1。另一方面，外部电极420设置于水晶振子1的端面中的引出引出电极142这一侧的面F2。另外，外部电极430与外部电极410电连接，并设置于水晶振子1的底面F3(Y′轴负方向侧的面)，外部电极440与外部电极420电连接，并设置于水晶振子1的底面F3。这样，水晶振子1具有：与激发电极130电连接的外部电极410、430和与激发电极140电连接的外部电极420、440。在该结构中，通过经由外部电极410、430和外部电极420、440而在水晶振动元件100的激发电极130与激发电极140之间施加交流电压，从而能够使水晶片110以厚度切变振动模式等规定的振动模式振动，并能够得到伴随着该振动形成的共振特性。
根据上述结构，与例如专利文献1公开的结构(以下也被称为“以往结构”)相比，本实施方式所涉及的水晶振子1不需要在水晶片110的Z′轴方向的两端部设置贯通部，因此能够适当地确保水晶片110的面积。另外，在水晶片110的X轴方向的两端部形成有贯通部113a、113b，而且连结构件111a、111b的厚度分别具有比水晶片110的厚度薄的部分。由此，能够抑制振动的泄漏，将振动封入水晶片110的内部。因此，能够抑制振动特性的劣化并且实现水晶振子1的小型化。
另外，连结构件111a、111b分别以与水晶片110的短边实质上大致相同的宽度从水晶片110连结至框体120，由此与以往结构相比，连结构件对抗来自外部的冲击的强度提高。
另外，根据水晶振子1，能够不形成导通孔电极，就通过引出电极132、142将激发电极130和激发电极140电连接于外部的电极。因此，与具备导通孔电极的结构相比，产品的连接可靠性提高。
并且，根据水晶振子1，引出电极132、142分别经由平缓地倾斜而与框体120连接的面，向框体120的外侧面引出。因此，与引出电极以直角引出的结构相比，引出电极的断线的可能性减少。
此外，在本实施方式中，引出电极132、142形成为分别包围框体120的上表面122和下表面124的整周，但这些引出电极的配置方式不特别限定。即，引出电极132、142引出至与框体120的任一个外侧面接触为止即可，也可以不包围框体120的上表面122或者下表面124的整周。
另外，框体120的厚度也可以大于水晶片110的厚度，例如也可以与水晶片的厚度相同。在该情况下，也可以是，通过在盖构件和基座构件中的与水晶振动元件接合一侧的面上，设置向Y′轴方向凹陷的凹部，由此确保水晶片可振动的空间。
另外，在本实施方式中，连结构件111a、111b双方具有比水晶片110的厚度薄的部分，但两个连结构件中至少一者具有比水晶片110的厚度薄的部分即可。另外，水晶片110与连结构件111a、111b之间的边界、和连结构件111a、111b与框体120之间的边界也可以连续地形成，或者也可以在Y′轴方向上设置有阶梯差。
接下来，参照图7基于图6的流程图对本发明的第1实施方式所涉及的水晶振子1的制造方法进行说明。此处，图6是表示本发明的第1实施方式所涉及的水晶振子1的制造方法的流程图，图7是表示对水晶片与框体之间进行蚀刻的情况下的溶解的情况的剖视图。此外，在本说明书中，以应用在晶圆状态下进行封装的晶圆等级封装技术来制造水晶振子的方法作为例子进行说明。另外，以下，为了方便说明，对多个水晶振子1单片化之前的状态下的构成要素中的与单片化后的状态相同的构成要素使用相同的术语和附图标记进行说明。
首先，准备第1基板(S10)。第1基板是用于形成多个水晶振动元件100的基板。在本实施方式中，第1基板是例如由AT切割的人工水晶构成的水晶基板。
接下来，通过光刻和湿式蚀刻在第1基板形成水晶片110、框体120、连结构件111a、111b和贯通部113a、113b(S20)。在本实施方式中，配置多个水晶振动元件100，并使水晶片110的主面112、114的长边与Z′轴平行，短边与X轴平行，水晶片110的厚度与Y′轴平行。具体而言，通过在第1基板上形成掩模、并利用湿式蚀刻溶解第1基板，从而形成水晶片110、框体120、连结构件111a、111b和贯通部113a、113b。
此处，水晶基板具有结晶各向异性，因此溶解的速度根据结晶方位而不同。具体而言，在欲沿水晶基板的主面的法线方向(即，水晶基板的厚度方向)加工的情况下，在与Y′X平面平行的截面中，溶解容易与该法线平行地进行，但在与Y′Z′平面平行的截面中，在掩模的开口部的下侧处溶解没有在该法线方向上进行，而是与Z′轴方向倾斜地进行。例如，如图7所示的那样，假设在水晶片10与框体20之间欲设置贯通部的情况下，若从Y′轴方向的两侧的主面开始蚀刻，则蚀刻进行成，形成与水晶基板的主面所成的角为θ度的倾斜面30a、30b。例如在AT切割的切割角为35度的情况下，该角度θ约为35度。与以Z′轴和X轴为法线的面相比，以水晶的Y轴为法线的倾斜面30a、30b蚀刻率更低。因此，倾斜面30a、30b的溶解的进行变慢，溶解在Z′轴方向上进行。
即，如图7所示的那样，若将假定为水晶片10与框体20的厚度相等的情况下的水晶基板的厚度设为H，则即将水晶片10与框体20之间贯通之前的水晶片10与框体20之间的距离L由L＝H/tanθ表达。换言之，若水晶片10与框体20之间的距离L不满足L＞H/tanθ，则不形成贯通部。因此，若欲在水晶片与框体之间的几乎整周设置贯通部，则水晶片的在Z′轴方向上的两端部处，水晶片与框体的距离L满足L＞H/tanθ，与不设置该贯通部的结构相比，水晶片与框体之间的距离变长。即，若使水晶振动元件的小型化优先，则水晶片的面积变小，若使确保水晶片的面积优先，则存在水晶振动元件的外形变大这样的问题。
另一方面，在本实施方式中，在湿式蚀刻的溶解容易在法线方向上进行的方向上设置贯通部113a、113b，在该溶解倾斜的方向上未设置贯通部并保持使水晶基板的厚度较薄，故而作为水晶片110与框体120之间的连结构件111a、111b留下来。即，在本实施方式中，若将连结构件111a、111b的在Z′轴方向上的长度分别设为L1、L2(参照图4)，将水晶片110的厚度设为H1，则L1＜H1/tanθ和L2＜H1/tanθ成立。由此，能够适当地确保水晶片的面积，并且实现水晶振动元件100的小型化。
返回图6，通过溅射使导电性材料成膜，形成激发电极130、140和引出电极132、142(S30)。针对引出电极132、142的形成位置，与上述的水晶振动元件100相同，因此省略说明。
接下来，准备第2基板和第3基板(S40)。第2基板是用于形成多个盖构件200的基板，第3基板是用于形成多个基座构件300的基板。此外，第2基板和第3基板是例如由AT切割的人工水晶构成的水晶基板。
接下来，在第1基板的上表面(在水晶片110上形成有激发电极130一侧)接合第2基板，在第1基板的下表面(在水晶片110上形成有激发电极140一侧)接合第3基板，得到层叠构件(S50)。即，将第3基板、第1基板和第2基板依次在Y′轴方向上层叠并接合。此时，在第1基板的框体120的上表面或者下表面上的整周接合有第2基板和第3基板。这样，通过将第2基板和第3基板接合，将第1基板上的多个水晶片110密封。此外，在第1基板、第2基板和第3基板均为水晶基板的情况下，基于分子间力的接合力提高，密封性提高。
接下来，切割层叠构件，得到多个片(S60)。通过刀具切割或者线切割等将层叠构件沿Y′轴方向切割，按每个水晶振子单片化。
其后，在各个片上形成外部电极(S70)。例如适当地组合溅射法、真空蒸镀法或者镀敷法而在水晶振子的端面和底面形成外部电极。通过形成外部电极，确保水晶振子的安装性。
通过这样的制造方法，能够制造如上述那样能够抑制振动特性的劣化并且实现小型化的水晶振子1。另外，在第1基板中，通过配置水晶振动元件100，并使水晶片110的主面112、114的长边与Z′轴平行，短边与X轴平行，由此能够利用蚀刻的各向异性，形成贯通部113a、113b和连结构件111a、111b的倾斜部。因此，能够通过简单的制造工序，形成将振动封入水晶片110并且能够小型化的水晶振动元件100。
此外，也能够取代湿式蚀刻而通过干式蚀刻，沿着水晶基板的主面的法线方向进行蚀刻，但相比于湿式蚀刻，干式蚀刻的蚀刻率高，并且需要在平面内逐个排列晶圆并加工。即，与干式蚀刻的情况相比，通过湿式蚀刻，能够以短的时间加工水晶基板，并且量产性优异。此外，没有意图排除应用基于干式蚀刻的加工。
接下来，参照图8，对本发明的第2实施方式所涉及的水晶振动元件进行说明。此处，图8是本发明的第2实施方式所涉及的水晶振动元件500的剖视图，具体而言，是表示在与图4相同的剖视中引出电极不同的方式的图。在以下的说明中，对与上述的第1实施方式的不同点进行叙述。
如图8所示的那样，与图4所示的水晶振动元件100相比，本实施方式所涉及的水晶振动元件500引出引出电极的方向不同。具体而言，与激发电极130电连接的引出电极532经由连结构件111b的上表面116b而引出至框体120的靠Z′轴负方向侧的外侧面。另外，与激发电极140电连接的引出电极542经由连结构件111a的下表面118a而引出至框体120的靠Z′轴正方向侧的外侧面。这样，引出引出电极的方向不局限于图4所示的引出电极132、142的方向。
在上述的结构中，水晶振动元件500也能够得到与水晶振动元件100相同的效果。
接下来，参照图9，对本发明的第3实施方式所涉及的水晶振动元件进行说明。此处，图9是本发明的第3实施方式所涉及的水晶振动元件600的剖视图，具体而言，是表示在与图4相同的剖视中水晶片不同的方式的图。
在图4所示的水晶振动元件100中，水晶片110成为平板状，但在图9所示的水晶振动元件600中，水晶片610成为台地形状。具体而言，水晶片610包括：包含X轴方向和Z′轴方向的中央的中央部615、和在XZ′平面的俯视时位于该中央部615的周边且厚度比该中央部615薄的周边部617。水晶片610的中央部615具有Y′轴正方向侧的主面612(第1主面)和Y′轴负方向侧的主面614(第2主面)。另外，在从主面612侧或者主面614侧看到平面视图中，水晶片610整体上具有与Z′轴平行的一对长边和与X轴平行的一对短边。
与图4所示的连结构件111a、111b相同，连结构件611a、611b从水晶片610的在Z′轴方向上的两端部处的上述一对短边即水晶片610的周边部617与连结构件611a、611b之间的边界起，保持该短边的宽度且沿Z′轴方向延伸而将水晶片610与框体120连结。另外，在中央部615的主面612形成有激发电极630，在主面614形成有激发电极640。并且，分别形成与激发电极630电连接的引出电极632和与激发电极640电连接的引出电极642。此外，连结构件611a的上表面616a和下表面618a、连结构件611b的上表面616b和下表面618b、激发电极630、640、以及引出电极632、642的结构分别与图4所示的连结构件111a的上表面116a和下表面118a、连结构件111b的上表面116b和下表面118b、激发电极130、140、以及引出电极132、142的结构相同，因此省略详细的说明。这样，水晶片的形状不局限于厚度均匀的平板状，也可以具有厚度不同的区域。
根据上述结构，水晶振动元件600具有：连结构件611a、611b的厚度比水晶片610的周边部617的厚度薄的部分，能够得到与水晶振动元件100相同的效果。另外，在水晶振动元件600中，水晶片610成为台地形状，由此与水晶振动元件100相比，振动的封入的强度增大，振动特性提高。
此外，也可以是，在主面612的俯视时，周边部617包围中央部615的四方而位于整个周边。或者，也可以是，周边部617位于水晶片610的Z′轴方向的两端部，在X轴方向的两端部处中央部615延伸直至该两端。
上述的水晶振子例如也可以应用于定时装置，或者也可以应用于载荷传感器。在将水晶振子用作计测长边方向(Z′轴方向)的载荷的载荷传感器的情况下，在与计测相关的长边方向上水晶片经由连结构件而与框体120连结，在不与计测相关的短边方向(X轴方向)上，在水晶片与框体之间设置有贯通部。因此，能够维持载荷的计测的灵敏度，并且减少由从框体向水晶片传递的短边方向的应力等干扰带来的影响。
以上，对本发明的例示的实施方式进行了说明。水晶振动元件100(500、600)具备：水晶片110、激发电极130、140、包围水晶片110的框体120、以及将水晶片110与框体120连结的连结构件111a、111b，连结构件111a、111b分别以水晶片110的短边的宽度从水晶片110向框体120延伸，上述水晶振动元件具有连结构件111a、111b中至少一者的厚度比水晶片110中的激发电极130与激发电极140对置的区域的厚度薄的部分。由此，水晶振动元件100(500、600)不需要在水晶片110的在Z′轴方向上的两端部设置贯通部，因此例如与以往结构相比，能够更适当地确保水晶片110的面积。另外，连结构件111a、111b的厚度分别具有比水晶片110的厚度薄的部分，因此能够将振动封入水晶片110的内部。因此，能够抑制振动特性的劣化并且实现水晶振子的小型化。并且，连结构件111a、111b分别以水晶片110的短边的宽度，与框体120连结，由此与以往结构相比，对抗来自外部的冲击的强度提高。
另外，水晶振动元件600的水晶片610包括：中央部615、和位于中央部615周边的周边部617，并具有中央部615的厚度比周边部617的厚度厚、连结构件611a、611b中至少一者的厚度比水晶片610的周边部617的厚度薄的部分。这样，通过水晶片610成为台地形状，从而与水晶振动元件100相比，振动的封入的强度增大，振动特性提高。
另外，水晶振动元件100(500、600)具备引出电极132、142，上述引出电极132、142分别与激发电极130、140电连接，并经由连结构件111a、111b中一者而被引出至框体120的外侧面。由此，能够不形成导通孔电极而将激发电极130、140与外部的电极电连接。因此，与具备导通孔电极的结构相比，产品的连接可靠性提高。
另外，在水晶振动元件100(500、600)中，连结构件111a的下表面118a具有：从水晶片110朝向框体120而相对于主面114向上方倾斜的倾斜部，连结构件111b的上表面116b具有：从水晶片110朝向框体120而相对于主面112向下方倾斜的倾斜部。由此，水晶片110与连结构件111a、111b的厚度和连结构件111a、111b与框体120的厚度在两者的边界处不同。因此，可抑制水晶片110的振动经由连结构件111a、111b向框体120侧漏出的情况。
另外，连结构件111a的上表面116a和连结构件111b的下表面118b的形状不特别限定，但例如也可以是，连结构件111a的上表面116a具有倾斜部，上述倾斜部从水晶片110朝向框体120而相对于主面112向上方倾斜并且延伸至框体120的上表面122，连结构件111b的下表面118b具有倾斜部，上述倾斜部从水晶片110朝向框体120而相对于主面114向下方倾斜并且延伸至框体120的下表面124。
另外，在水晶振动元件100(600)中，连结构件111a的上表面116a中的与水晶片110之间的边界附近的倾斜角，小于连结构件111a的下表面118a中的与水晶片110之间的边界附近的倾斜角，连结构件111b的下表面118b中的与水晶片110之间的边界附近的倾斜角，小于连结构件111b的上表面116b中的与水晶片110之间的边界附近的倾斜角，引出电极132经由连结构件111a的上表面116a而引出至框体120的上表面侧的Z′轴方向的外侧面，引出电极142经由连结构件111b的下表面118b而引出至框体120的下表面侧的Z′轴方向的外侧面。由此，可避免引出电极132、142以直角引出的情况。因此，能够减少由于引出电极的热收缩、应力的集中引起的断线的可能性。
此外，框体的厚度不特别限定，但例如也可以是，框体120的厚度与水晶片110中的激发电极130与激发电极140对置的区域的厚度相同，或者比该厚度厚。另外，也可以是，连结构件111a的下表面118a和连结构件111b的上表面116b例如与框体120的内侧面正交地连接。
另外，水晶振动元件100(500、600)具备：水晶片110、激发电极130、140、包围水晶片110的框体120、以及将水晶片110与框体120连结的连结构件111a、111b，连结构件111a、111b分别以水晶片110的短边的宽度从水晶片110向框体120延伸，在水晶片110的在X轴方向上的两端部与框体120之间，遍及水晶片110和连结构件111a、111b的在Z′轴方向上的长度分别形成有贯通部113a、113b，连结构件111a的上表面和下表面分别具有：从水晶片110朝向框体120并朝向上侧倾斜的倾斜部，连结构件111b的上表面和下表面分别具有：从水晶片110朝向框体120并朝向下侧倾斜的倾斜部。由此，水晶振动元件100(500、600)不需要在水晶片110的在Z′轴方向上的两端部设置贯通部，因此例如与以往结构相比，能够适当地确保水晶片110的面积。另外，连结构件111a、111b的上表面和下表面分别具有倾斜部，由此具有连结构件111a、111b的厚度比水晶片110的厚度薄的部分，能够将振动封入水晶片110的内部。因此，能够抑制振动特性的劣化并且实现水晶振子的小型化。并且，连结构件111a、111b分别以水晶片110的短边的宽度与框体120连结，由此与以往结构相比，对抗来自外部的冲击的强度提高。
另外，连结构件的形状不特别限定，但例如也可以是，连结构件111a、111b各自的上表面和下表面具有弯曲形状。具体而言，例如也可以是，连结构件111a的上表面116a的倾斜部成为朝向下侧凹陷的弯曲形状，连结构件111a的下表面118a的倾斜部成为朝向上侧凹陷的弯曲形状，连结构件111b的上表面116b的倾斜部成为朝向下侧凹陷的弯曲形状，连结构件111b的下表面118b的倾斜部成为朝向上侧凹陷的弯曲形状。
另外，水晶振动元件100(500、600)由AT切割的水晶构成，水晶片110的长边与Z′轴平行，短边与X轴平行，厚度与Y′轴平行。由此，若通过湿式蚀刻对水晶振动元件100(500、600)进行加工，则能够利用蚀刻的各向异性形成贯通部113a、113b和连结构件111a、111b。因此，能够通过简单的制造工序，形成水晶振动元件100(500、600)。
另外，在水晶振动元件100(500、600)中，若将连结构件111a的在Z′轴方向上的长度设为L1，将连结构件111b的在Z′轴方向上的长度设为L2，将水晶片110中的激发电极130与激发电极140对置的区域的厚度设为H1，将水晶振动元件的切割角设为θ，则L1＜H1/tanθ和L2＜H1/tanθ成立。由此，能够适当地确保水晶片110的面积，并且实现水晶振动元件的小型化。
另外，水晶振子1例如具备水晶振动元件100(500、600)、以及与框体120接合的盖构件200和基座构件300。由此，水晶片110和连结构件111a、111b密封于空间的内部。
另外，水晶振子1还具备外部电极410、420、430、440，上述外部电极形成于水晶振动元件100(500、600)和基座构件300的端面，并分别与激发电极130、140电连接。由此，能够实现与水晶振子1的外部之间的电导通并且确保安装性。
另外，在水晶振子1中，盖构件200和基座构件300由AT切割的水晶构成。由此，能够不使用粘合剂、玻璃接合材等接合构件，就将基座构件300、水晶振动元件100(500、600)和盖构件200彼此直接接合。
另外，水晶振动元件100(500、600)的制造方法包括以下步骤，(a)准备由AT切割的水晶构成的第1基板；(b)，通过对第1基板进行湿式蚀刻，形成具有相互对置的主面112、114的水晶片110、包围水晶片110的框体120、以及在水晶片110的在Z′轴方向上的两端部处将水晶片110与框体120连结的连结构件111a、111b；以及(c)，在主面112形成激发电极130、并在主面114形成激发电极140，在上述(b)中，包括以下步骤，使水晶片110的在X轴方向上的两端部离开框体120，使连结构件111a、111b分别以该短边的宽度，从水晶片110的一对短边延伸至框体120，使连结构件111a、111b中至少一者的厚度的至少一部分比水晶片110中的激发电极130与激发电极140对置的区域的厚度薄。由此，能够利用蚀刻的各向异性形成贯通部113a、113b和连结构件111a、111b。因此，能够通过简单的制造工序，形成水晶振动元件100(500、600)。
另外，在水晶振动元件100(500、600)中，连结构件111a、111b分别具有上表面和下表面，在上述(b)中，通过对第1基板进行湿式蚀刻，从而在连结构件111a的下表面118a形成从水晶片110朝向框体120而相对于主面114向上方倾斜的倾斜部，在连结构件111b的上表面116b形成从水晶片110朝向框体120而相对于主面112向下方倾斜的倾斜部。由此，能够利用蚀刻的各向异性而使水晶片110与连结构件111a、111b的厚度和连结构件111a、111b与框体120的厚度在两者的边界处不同。因此，可抑制水晶片110的振动经由连结构件111a、111b向框体120侧漏出的情况。
另外，也可以是，在水晶振动元件100(500、600)中，框体120具有上表面122和下表面124，例如在上述(b)中，通过对第1基板进行湿式蚀刻，在连结构件111a的上表面116a形成从水晶片110朝向框体120而相对于主面112向上方倾斜并且延伸至框体120的上表面122的倾斜部，在连结构件111b的下表面118b形成从水晶片110朝向框体120而相对于主面114向下方倾斜并且延伸至框体120的下表面的倾斜部。
另外，在上述(b)中，使连结构件111a的上表面116a的与水晶片110之间的边界附近的倾斜角，小于连结构件111a的下表面118a的与水晶片110之间的边界附近的倾斜角，使连结构件111b的下表面118b的与水晶片110之间的边界附近的倾斜角，小于连结构件111b的上表面116b的与水晶片110之间的边界附近的倾斜角，上述(c)还包括形成引出电极132和引出电极142的步骤，上述引出电极132与激发电极130电连接，并经由连结构件111a的上表面116a而引出至框体120的上表面侧的在Z′轴方向上的外侧面，上述引出电极142与激发电极140电连接，并经由连结构件111b的下表面118b而引出至框体120的下表面侧的在Z′轴方向上的外侧面。由此，可避免引出电极132、142以直角引出的情况。因此，能够减少由于引出电极的热收缩、应力的集中引起的断线的可能性。
另外，水晶振动元件100(500、600)的制造方法包括以下步骤，(a)准备由AT切割的水晶构成的第1基板；(b)，通过对第1基板进行湿式蚀刻而形成具有相互对置的主面112、114的水晶片110、包围水晶片110的框体120、在水晶片110的在Z′轴方向上的两端部处将水晶片110与框体120连结的连结构件111a、111b、以及在水晶片110的在X轴方向上的两端部与框体120之间遍及水晶片110和连结构件111a、111b的在Z′轴方向上的长度分别设置的贯通部113a、113b；以及(c)，在主面112形成激发电极130并在主面114形成激发电极140，在上述(b)中，使主面112、114位于Y′轴方向上框体120的上表面122与下表面124之间，在连结构件111a的上表面116a和下表面118a分别形成从水晶片110起朝向框体120并朝向Y′轴方向的上侧上升的倾斜部，在连结构件111b的上表面116b和下表面118b分别形成从水晶片110起朝向框体120并朝向Y′轴方向的下侧下降的倾斜部。由此，能够利用蚀刻的各向异性，形成贯通部113a、113b和连结构件111a、111b。因此，能够通过简单的制造工序，形成水晶振动元件100(500、600)。
另外，也可以是，水晶振子1的制造方法例如包括水晶振动元件100(500、600)的制造方法，水晶振子1的制造方法还包括以下步骤，(d)准备用于形成盖构件200的第2基板；(e)准备用于形成基座构件300的第3基板；(f)将第1基板与第2基板接合，并在激发电极130侧处，在框体120上接合盖构件200；以及(g)第1基板与第3基板接合，并在激发电极140侧处，在框体120上接合基座构件300。
此外，在以上说明的各实施方式中，作为AT切割的水晶振动元件的一个例子，对水晶片具有与Z′轴平行的长边和与X轴平行的短边的方式进行了说明，但本发明不局限于此，例如也可以是具有与Z′轴平行的短边和与X轴平行的长边的AT切割的水晶振动元件。或者，也可以使用具有与AT切割不同例如BT切割等的水晶基板的水晶振动元件。
此外，以上说明的各实施方式是用于容易理解本发明，不是对本发明进行限定解释的。本发明可不脱离其主旨地进行变更/改进，并且本发明也包括其等同物。即，本领域技术人员对各实施方式适当地增加设计变更而得到的方式只要具备本发明的特征，也包含于本发明的范围。例如，各实施方式所具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等不限定于例示的内容而能够适当地变更。另外，各实施方式所具备的各要素只要在技术上能够实现则能够组合，将这些组合而成的方式只要包含本发明的特征则也包含于本发明的范围。
附图标记说明
1...水晶振子；100、500、600...水晶振动元件；110、610...水晶片；111a、111b、611a、611b...连结构件；113a、113b...贯通部；120...框体；130、140、630、640...激发电极；132、142、532、542、632、642...引出电极；200...盖构件；300...基座构件；410、420、430、440...外部电极。

Claims (24)

1.一种水晶振动元件，其特征在于，具备：
主体部，其具有相互对置的第1主面和第2主面，在从所述第1主面侧或者所述第2主面侧俯视观察时，具有沿着第1方向延伸的一对长边和沿着与所述第1方向交叉的第2方向延伸的一对短边；
第1激发电极，其设置于所述第1主面；
第2激发电极，其与所述第1激发电极对置地设置于所述第2主面；
框部，其为包围所述主体部的框部，且在所述主体部的所述第2方向的两端部处，与该两端部分离设置；
第1连结部，其以该短边的宽度，从所述主体部的所述一对短边中一者起沿着所述第1方向延伸，并将所述主体部与所述框部连结；以及
第2连结部，其以该短边的宽度，从所述主体部的所述一对短边中另一者起沿着所述第1方向延伸，并将所述主体部与所述框部连结，
所述主体部、所述框部、所述第1连结部和所述第2连结部由水晶形成，
在沿着与所述第1方向和所述第2方向交叉的第3方向的厚度中，所述第1连结部和所述第2连结部中至少一者的厚度具有：比所述主体部中的所述第1激发电极与所述第2激发电极对置的区域的厚度薄的部分。
2.根据权利要求1所述的水晶振动元件，其特征在于，
在从所述第1主面侧或者所述第2主面侧俯视时，所述主体部包括：包含在所述第1方向和所述第2方向上的中央的中央部；和位于所述中央部周边的周边部，
在沿着所述第3方向的厚度中，所述中央部的厚度大于所述周边部的厚度，
所述第1连结部和所述第2连结部中至少一者的厚度具有比所述主体部中所述周边部的厚度薄的部分。
3.根据权利要求1或2所述的水晶振动元件，其特征在于，还具备：
第1引出电极，其与所述第1激发电极电连接，并经由所述第1连结部或者所述第2连结部中任一者而引出至所述框部的外侧面；和
第2引出电极，其与所述第2激发电极电连接，并经由所述第1连结部或者所述第2连结部中另一者而引出至所述框部的外侧面。
4.根据权利要求3所述的水晶振动元件，其特征在于，
所述第1连结部和所述第2连结部分别具有靠所述第1主面侧的上表面和靠所述第2主面侧的下表面，
所述第1连结部的所述下表面具有：从所述主体部朝向所述框部而相对于所述第2主面向上方倾斜的倾斜部，
所述第2连结部的所述上表面具有：从所述主体部朝向所述框部而相对于所述第1主面向下方倾斜的倾斜部。
5.根据权利要求4所述的水晶振动元件，其特征在于，
所述框部具有在所述主体部的所述第1主面侧的上表面和在所述主体部的所述第2主面侧的下表面，
所述第1连结部的所述上表面具有倾斜部，所述第1连结部的所述倾斜部从所述主体部朝向所述框部而相对于所述第1主面向上方倾斜并且延伸至所述框部的所述上表面，
所述第2连结部的所述下表面具有倾斜部，所述第2连结部的所述倾斜部从所述主体部朝向所述框部而相对于所述第2主面向下方倾斜并且延伸至所述框部的所述下表面。
6.根据权利要求5所述的水晶振动元件，其特征在于，
所述第1连结部的所述上表面中的与所述主体部的在所述第1方向中一侧的短边连接的部分的倾斜角，小于所述第1连结部的所述下表面中的与所述主体部的在所述第1方向中一侧的短边连接的部分的倾斜角，
所述第2连结部的所述下表面中的与所述主体部的在所述第1方向中另一侧的短边连接的部分的倾斜角，小于所述第2连结部的所述上表面中的与所述主体部的在所述第1方向中另一侧的短边连接的部分的倾斜角，
所述第1引出电极经由所述第1连结部的所述上表面而引出至所述框部的在所述上表面侧的位于所述第1方向上的外侧面，
所述第2引出电极经由所述第2连结部的所述下表面而引出至所述框部的在所述下表面侧的位于所述第1方向上的外侧面。
7.根据权利要求6所述的水晶振动元件，其特征在于，
所述框部的沿着所述第3方向的厚度，与所述主体部中的所述第1激发电极与所述第2激发电极对置的区域的厚度相同或者相对较厚，
所述第1连结部的所述下表面与所述框部的内侧面正交地与所述框部的内侧面连接，
所述第2连结部的所述上表面与所述框部的内侧面正交地与所述框部的内侧面连接。
8.一种水晶振动元件，其特征在于，具备：
主体部，其具有相互对置的第1主面和第2主面，在从所述第1主面侧或者所述第2主面侧俯视观察时，具有沿着第1方向延伸的一对长边和沿着与所述第1方向交叉的第2方向延伸的一对短边；
第1激发电极，其设置于所述第1主面；
第2激发电极，其与所述第1激发电极对置地设置于所述第2主面；
框部，其具有包围所述主体部地存在的内侧面、以及在与所述第1方向和所述第2方向交叉的第3方向上分别位于上侧和下侧的上表面和下表面；
第1连结部，其以该短边的宽度沿着所述第1方向延伸，将所述主体部的所述一对短边中一者与所述框部的所述内侧面连结，并具有在所述第3方向上分别位于上侧和下侧的上表面和下表面；以及
第2连结部，其以该短边的宽度沿着所述第1方向延伸，将所述主体部的所述一对短边中另一者与所述框部的所述内侧面连结，并具有在所述第3方向上分别位于上侧和下侧的上表面和下表面，
在所述主体部的所述第2方向的两端部与所述框部之间，遍及所述主体部、所述第1连结部和所述第2连结部的所述第1方向的长度地分别形成有第1贯通部和第2贯通部，
所述第1主面和所述第2主面在所述第3方向上位于所述框部的所述上表面与所述下表面之间，
所述第1连结部的所述上表面和所述下表面分别具有：从所述主体部朝向所述框部并朝向所述第3方向上的上侧倾斜的倾斜部，
所述第2连结部的所述上表面和所述下表面分别具有：从所述主体部朝向所述框部并朝向所述第3方向上的下侧倾斜的倾斜部。
9.根据权利要求8所述的水晶振动元件，其特征在于，
所述第1连结部和所述第2连结部各自的所述上表面和所述下表面具有弯曲形状。
10.根据权利要求9所述的水晶振动元件，其特征在于，
所述第1连结部的所述上表面的所述倾斜部成为朝向所述第3方向中下侧凹陷的弯曲形状，
所述第1连结部的所述下表面的所述倾斜部成为朝向所述第3方向中上侧凹陷的弯曲形状，
所述第2连结部的所述上表面的所述倾斜部成为朝向所述第3方向中下侧凹陷的弯曲形状，
所述第2连结部的所述下表面的所述倾斜部成为朝向所述第3方向中上侧凹陷的弯曲形状。
11.根据权利要求8～10中任一项所述的水晶振动元件，其特征在于，
所述第1连结部的所述下表面与所述框部的所述内侧面正交地与所述框部的所述内侧面连接，
所述第2连结部的所述上表面与所述框部的所述内侧面正交地与所述框部的所述内侧面连接。
12.根据权利要求8～11中任一项所述的水晶振动元件，其特征在于，
在从所述第1主面侧或者所述第2主面侧俯视观察时，所述主体部包括：包含在所述第1方向和所述第2方向上的中央的中央部和位于所述中央部的周边的周边部，
在沿着所述第3方向的厚度中，所述中央部的厚度大于所述周边部的厚度。
13.根据权利要求8～12中任一项所述的水晶振动元件，其特征在于，还具备：
第1引出电极，其与所述第1激发电极电连接，并经由所述主体部的所述第1主面和所述第1连结部的所述上表面而引出至所述框部的外侧面；和
第2引出电极，其与所述第2激发电极电连接，并经由所述主体部的所述第2主面和所述第2连结部的所述下表面而引出至所述框部的外侧面。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的水晶振动元件，其特征在于，
所述水晶振动元件由AT切割的水晶构成，所述AT切割的水晶在将使水晶的结晶轴亦即X轴、Y轴、Z轴中的Y轴和Z轴分别绕X轴从Y轴向Z轴的方向旋转了规定角度而得到的轴线作为Y′轴和Z′轴的情况下将由所述X轴和所述Z′轴确定的面作为所述第1主面和所述第2主面，
所述第1方向与所述Z′轴平行，所述第2方向与所述X轴平行，所述第3方向与所述Y′轴平行。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的水晶振动元件，其特征在于，
若将所述第1连结部的在所述第1方向上的长度设为L1，将所述第2连结部的在所述第1方向上的长度设为L2，将所述主体部中的所述第1激发电极与所述第2激发电极对置的区域的在所述第3方向上的长度设为H1，将所述水晶振动元件的切割角设为θ，则L1＜H1/tanθ和L2＜H1/tanθ成立。
16.一种水晶振子，其特征在于，具备：
权利要求1～15中任一项所述的水晶振动元件；
盖构件，其在所述主体部的所述第1主面和所述第2主面中一个面侧与所述框部接合；以及
基座构件，其在所述主体部的所述第1主面和所述第2主面中另一面侧与所述框部接合。
17.根据权利要求16所述的水晶振子，其特征在于，
所述水晶振子还具备外部电极，
所述外部电极形成于所述水晶振动元件和所述基座构件的端面，并分别与所述第1激发电极和所述第2激发电极电连接。
18.根据权利要求17所述的水晶振子，其特征在于，
所述盖构件和所述基座构件由AT切割的水晶构成。
19.一种水晶振动元件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤，
(a)准备由AT切割的水晶构成的第1基板，所述AT切割的水晶在将使水晶的结晶轴亦即X轴、Y轴、Z轴中的Y轴和Z轴分别绕X轴从Y轴向Z轴的方向旋转了规定角度而得到的轴线作为Y′轴和Z′轴的情况下，将由所述X轴和所述Z′轴确定的面作为主面；
(b)通过对所述第1基板进行湿式蚀刻而形成主体部、框部、以及第1连结部和第2连结部，其中，
所述主体部具有相互对置的第1主面和第2主面，在从所述第1主面侧或者所述第2主面侧俯视观察时，具有沿着所述Z′轴方向延伸的一对长边和沿着所述X轴方向延伸的一对短边，
所述框部包围所述主体部，
所述第1连结部和第2连结部在所述主体部的位于所述Z′轴方向的两端部处将所述主体部与所述框部连结；以及
(c)在所述第1主面形成第1激发电极、并在所述第2主面形成与所述第1激发电极对置的第2激发电极，
在所述(b)中，包括以下步骤，
使所述主体部的在所述X轴方向上的两端部，与所述框部分离，
使所述第1连结部以该短边的宽度从所述主体部的所述一对短边中一者起沿着所述Z′轴方向延伸至所述框部，
使所述第2连结部以该短边的宽度从所述主体部的所述一对短边中另一者起沿着所述Z′轴方向延伸至所述框部，
在沿着Y′轴方向的厚度中，使所述第1连结部和所述第2连结部中至少一者的厚度中的至少一部分厚度比所述主体部中的所述第1激发电极与所述第2激发电极对置的区域的厚度薄。
20.根据权利要求19所述的水晶振动元件的制造方法，其特征在于，
所述第1连结部和所述第2连结部分别具有靠所述第1主面侧的上表面和靠所述第2主面侧的下表面，
在所述(b)中，通过对所述第1基板进行湿式蚀刻，
在所述第1连结部的所述下表面，形成从所述主体部朝向所述框部而相对于所述第2主面向上方倾斜的倾斜部，
在所述第2连结部的所述上表面，形成从所述主体部朝向所述框部而相对于所述第1主面向下方倾斜的倾斜部。
21.根据权利要求20所述的水晶振动元件的制造方法，其特征在于，
所述框部具有在所述主体部的所述第1主面侧的上表面和在所述主体部的所述第2主面侧的下表面，
在所述(b)中，通过对所述第1基板进行湿式蚀刻，
在所述第1连结部的所述上表面，形成从所述主体部朝向所述框部而相对于所述第1主面向上方倾斜并且延伸至所述框部的所述上表面为止的倾斜部，
在所述第2连结部的所述下表面，形成从所述主体部朝向所述框部相对于所述第2主面向下方倾斜并且延伸至所述框部的所述下表面为止的倾斜部。
22.根据权利要求21所述的水晶振动元件的制造方法，其特征在于，
在所述(b)中，通过对所述第1基板进行湿式蚀刻，
使所述第1连结部的所述上表面中的与所述主体部的位于所述Z′轴方向一侧的短边连接的部分的倾斜角，小于所述第1连结部的所述下表面中的与所述主体部的位于所述Z′轴方向一侧的短边连接的部分的倾斜角，
使所述第2连结部的所述下表面中的与所述主体部的所述Z′轴方向另一侧的短边连接的部分的倾斜角，小于所述第2连结部的所述上表面中的与所述主体部的位于所述Z′轴方向另一侧的短边连接的部分的倾斜角，
所述(c)中还包括形成第1引出电极和第2引出电极的步骤，
所述第1引出电极与所述第1激发电极电连接，并经由所述第1连结部的所述上表面而引出至所述框部的位于所述上表面侧的在所述Z′轴方向上的外侧面，
所述第2引出电极与所述第2激发电极电连接，并经由所述第2连结部的所述下表面而引出至所述框部的位于所述下表面侧的在所述Z′轴方向上的外侧面。
23.一种水晶振动元件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤，
(a)准备由AT切割的水晶构成的第1基板，所述AT切割的水晶在将使水晶的结晶轴亦即X轴、Y轴、Z轴中的Y轴和Z轴分别绕X轴从Y轴向Z轴的方向旋转了规定角度而得到的轴线作为Y′轴和Z′轴的情况下将由所述X轴和所述Z′轴确定的面作为主面；
(b)通过对所述第1基板进行湿式蚀刻而形成主体部、框部、第1连结部、第2连结部、以及第1贯通部和第2贯通部，其中，
所述主体部具有相互对置的第1主面和第2主面，在从所述第1主面侧或者所述第2主面侧俯视观察时，具有沿着所述Z′轴方向延伸的一对长边和沿着所述X轴方向延伸的一对短边，
所述框部具有：包围所述主体部地存在的内侧面、以及在所述Y′轴方向上分别位于上侧和下侧的上表面和下表面，
所述第1连结部以该短边的宽度沿着所述Z′轴方向延伸，将所述主体部的所述一对短边中一者与所述框部的所述内侧面连结，并具有在所述Y′轴方向上分别位于上侧和下侧的上表面和下表面，
所述第2连结部以该短边的宽度沿着所述Z′轴方向延伸，将所述主体部的所述一对短边中另一者与所述框部的所述内侧面连结，并具有在所述Y′轴方向上分别位于上侧和下侧的上表面和下表面，
所述第1贯通部和第2贯通部分别在所述主体部的在所述X轴方向上的两端部与所述框部之间遍及所述主体部、所述第1连结部和所述第2连结部的在所述Z′轴方向上的长度地设置；以及
(c)在所述第1主面形成第1激发电极、并在所述第2主面形成与所述第1激发电极对置的第2激发电极，
在所述(b)中，
在所述Y′轴方向上，使所述第1主面和所述第2主面位于所述框部的所述上表面与所述下表面之间，
在所述第1连结部的所述上表面和所述下表面分别形成从所述主体部朝向所述框部并朝向所述Y′轴方向上的上侧上升的倾斜部，
在所述第2连结部的所述上表面和所述下表面分别形成从所述主体部朝向所述框部并朝向所述Y′轴方向上的下侧下降的倾斜部。
24.一种水晶振子的制造方法，其特征在于，
包括权利要求19～23中任一项所述的水晶振动元件的制造方法，
所述水晶振子的制造方法还包括以下步骤，
(d)准备用于形成盖构件的第2基板；
(e)准备用于形成基座构件的第3基板；
(f)在所述第1激发电极侧，将所述第1基板与所述第2基板接合，而在所述框部接合所述盖构件；以及
(g)在所述第2激发电极侧，将所述第1基板与所述第3基板接合，在所述框部接合所述基座构件。
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