JP2013157831A - 水晶振動片及び水晶デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】 連結部が、ＡＴカット水晶振動片と直交し、Ｘ軸から６１°又は１１９°の回転角を有する水晶振動片を提供する。
【解決手段】ＡＴカット水晶振動片（１００）は、ＡＴカット水晶振動片（３１）の周囲に所定の空隙を隔てて形成された枠体（３２）と、ＡＴカット水晶振動片と枠体とを連結する連結部（３５）と、ＡＴカット水晶振動片の両主面に配置される一対の励振電極（３４）と、励振電極から連結部を介して枠体まで伸びる一対の引出電極（３３）と、を備える。励振部の長辺は、結晶軸Ｘに対して６１°又は１１９°回転して形成されており、枠体の長辺が結晶軸Ｘに対して６１°又は１１９°方向に伸びており、連結部が結晶軸Ｘに対して６１°又は１１９°方向に伸びており、励振部の短辺及び枠体の短辺と直交している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、厚み滑り振動を励起する水晶振動片、その水晶振動片を有する水晶デバイスに関する。

ＡＴカット水晶振動片を使った水晶デバイスには、そのベース基板に対して直接的に応力が加えられることもあり、熱膨張等においても水晶振動片に対して応力が加えられることもある。これらの水晶振動片に付与される応力は、発振周波数に影響を与え、エージング特性や周波数温度特性等の諸特性に悪影響を与える。このため、発振周波数に影響を与える応力の伝達を解消するため、特許文献１の発明が提案されている。

特許文献１に開示されている水晶デバイスに実装されている水晶振動片は、特定の結晶軸に対して所定の回転角を持った直線上に２つの支持電極を配置している。具体的には、特許文献１のＡＴカット水晶振動片は、その結晶軸であるＸ軸から６０°又は１２０°の回転角を持った直線上に枠体と振動片とを結ぶ少なくとも一対の連結部を形成している。そしてＡＴカット水晶振動片は、その連結部に一対の引出電極をそれぞれ配置している。この回転角を持った直線に沿って付加された応力はその感度比率が極めて小さくなり、ＡＴカット水晶振動片の発振周波数は、応力に対して影響が極めて小さくなっている。

特開２００７−２４３６８１号公報

しかしながら、特許文献１に描かれるＡＴカット水晶振動片をウェットエッチングで形成すると、連結部のみが枠体又はＡＴカット水晶振動片に対して傾いているため、連結部と枠体との鋭角領域又は連結部とＡＴカット水晶振動片との鋭角領域が、実際には正確に仕上がらない。

そこで、本発明は、連結部が、枠体又はＡＴカット水晶振動片と直交するようにするとともに、連結部がＡＴカット水晶振動片の結晶軸であるＸ軸から６１°又は１１９°の回転角を有する水晶振動片を提供する。

第１観点の水晶振動片は、結晶軸Ｘ、結晶軸Ｙ’及び結晶軸Ｚ’を有する矩形状の励振部を有するＡＴカット水晶振動片である。そして水晶振動片は、励振部の周囲に所定の空隙を隔てて形成された枠体と、励振部と枠体とを連結する連結部と、励振部の両主面に配置される一対の励振電極と、励振電極から連結部を介して枠体まで伸びる一対の引出電極と、を備える。励振部の長辺は、結晶軸Ｘに対して６１°又は１１９°回転して形成されており、枠体の長辺が結晶軸Ｘに対して６１°又は１１９°方向に伸びており、連結部が結晶軸Ｘに対して６１°又は１１９°方向に伸びており、励振部の短辺及び枠体の短辺と直交している。

第２観点の水晶振動片の連結部は一本のみであり、一対の引出電極が一本の連結部に主面の法線方向から見て重なり合わないように形成されている。
第３観点の水晶振動片において、一本の連結部と励振電極の中央とを結ぶ直線が、結晶軸Ｘに対して６１°又は１１９°方向である。
第４観点の水晶振動片において、枠体及び連結部のＹ’軸方向の厚さが、励振部の厚さのＹ’軸方向の厚さより厚い。
第５観点の水晶振動片において、励振部の一部に段差面が形成され、段差面は前記励振部の厚さから連結部の厚さに変わる。

第６観点の水晶デバイスは、第１の観点から第５の観点のいずれかの水晶振動片を有している。そして水晶デバイスは、ガラス材で形成され枠体の主面の一方に接合する矩形状のベース部と、ガラス材で形成され枠体の主面の他方に接合する矩形状のリッド部と、を備える。
第７観点の水晶デバイスは、第１の観点から第５の観点のいずれかの水晶振動片を有している。そして水晶デバイスは、ＡＴカット水晶材で形成され、枠体の主面の一方に接合する矩形状のベース部と、ＡＴカット水晶材で形成され、枠体の主面の他方に接合する矩形状のリッド部と、を備える。ベース部及びリッド部の長辺は、結晶軸Ｘに対して６１°又は１１９°回転して形成されている。

本発明の水晶振動片及び水晶デバイスによれば、パッケージに対して加えられた応力及び熱膨張等による励振部に与える応力による周波数特性の変動を回避することができる。

第１水晶デバイス１００の分解斜視図である。 （ａ）は、第１水晶デバイス１００の断面図である。（ｂ）は、水晶振動片３０の平面図である。 （ａ）は、水晶振動片３０の断面図である。（ｂ）は、変形例の水晶振動片３０Ａの断面図である。 水晶振動片３０の製造方法が示されたフローチャートである。 水晶振動片３０の製造方法が示されたフローチャートである。 水晶振動片ウエハ３０Ｗの平面図である。 リッドウエハ１０Ｗの平面図である。 ベースウエハ２０Ｗの平面図である。 第２水晶デバイス２００の分解斜視図である。 （ａ）は、第２水晶デバイス２００の断面図である。（ｂ）は、水晶振動片２３０の平面図である。 （ａ）は、変形例の水晶振動片２３０Ａの平面図である。（ｂ）は、変形例の水晶振動片２３０Ｂの平面図である。 水晶振動片ウエハ２３０Ｗの平面図である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

(第１実施形態)
＜第１水晶デバイス１００の構成＞
図１は、第１水晶デバイス１００の分解斜視図である。第１水晶デバイス１００は、リッド板１０と、ベース板２０と、水晶振動片３０と、により構成されている。水晶振動片３０にはＡＴカットの水晶振動片が用いられる。ＡＴカットの水晶振動片の主面（ＹＺ面）は、人工水晶の結晶軸（ＸＹＺ）のＹ軸に対して、Ｘ軸を中心としてＺ軸からＹ軸方向に３５度１５分傾斜している。このため、本明細書ではＡＴカットの水晶振動片の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をＸ軸、Ｙ’軸及びＺ’軸とする。

さらに、第１実施形態のリッド板１０、ベース板２０及び水晶振動片３０において、それらの長辺は、Ｙ’軸を基準にして結晶軸Ｘに対して６１°又は１１９°回転している（図６〜図８を参照。）。以下、第１実施形態では、結晶軸Ｘに対して６１°傾いた方向を、Ｘ’とする。そしてＸ’軸を基準として、直交する軸方向を、Ｙ’’軸及びＺ’’軸とする。すなわち、水晶デバイス１００においては第１水晶デバイス１００の長辺方向をＸ’軸方向、第１水晶デバイス１００の高さ方向をＹ’’軸方向、Ｘ’及びＹ’’軸方向に垂直な方向をＺ’’軸方向として説明する。

水晶振動片３０は、所定の振動数で振動する励振部３１と、励振部３１を囲む枠部３２と、励振部３１と枠部３２とを連結する連結部３５と、により構成されている。励振部３１と枠部３２との間の領域は、水晶振動片３０をＹ’’軸方向に貫通する貫通孔３８となっている。励振部３１の＋Ｙ’’軸側の面と−Ｙ’’軸側の面とには励振電極３４ａ，３４ｂが形成されている。また、引出電極３３（ａ，ｂ）が、各励振電極３４から連結部３５を通り枠部３２にまで引き出されている。枠部３２の四隅の側面にはキャスタレーション３６（ａ，ｂ）が形成されており、キャスタレーション３６（ａ，ｂ）には側面電極３７（ａ，ｂ）が形成されている。

ベース板２０は、ＡＴカットの水晶材からなり、水晶振動片３０の−Ｙ’’軸側に配置される。ベース板２０は、Ｘ’軸方向に長辺、Ｚ’’軸方向に短辺を有する矩形形状に形成されている。一対の実装端子２５が、ベース板２０の−Ｙ’’軸側の面に形成されている。この実装端子２５がハンダを介してプリント基板等に固定され電気的に接続されることにより、第１水晶デバイス１００がプリント基板等に実装される。また、ベース板２０の四隅の側面にはキャスタレーション２６（ａ，ｂ）が形成されており、キャスタレーション２６（ａ，ｂ）には側面電極２７（ａ，ｂ）が形成されている。ベース板２０の＋Ｙ’’軸側の面には凹んだ凹部２８が形成されており、枠部３２と接合する接合面Ｍ２が凹部２８の周りに形成されている。また、接続電極２３が接合面Ｍ２の四隅でありキャスタレーション２６の周りに形成されている。この接続電極２３は、キャスタレーション２６に形成される側面電極２７（ａ，ｂ）を介して実装端子２５に電気的に接続される。なお、凹部２８は、水晶振動片３０がベース板２０に当接しない場合には、形成されなくてもよい。

リッド板１０は、ＡＴカットの水晶材からなり、水晶振動片３０の＋Ｙ’’軸側に配置される。リッド板１０の−Ｙ’’軸側の面には凹部１７が形成されており、凹部１７の周りには接合面Ｍ５が形成されている。凹部１７は、水晶振動片３０がリッド板１０に当接しない場合には、形成されなくてもよい。

図２（ａ）は、第１水晶デバイス１００の断面図である。図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ切断の断面図である。リッド板１０の接合面Ｍ５が水晶振動片３０の枠部３２の＋Ｙ’’軸側の接合面Ｍ４に接合材４１を介して接合している。またベース板２０の接合面Ｍ２が、枠部３２の−Ｙ’’軸側の接合面Ｍ３に接合材４１を介して接合している。水晶振動片３０の枠部３２とベース板２０の接合面Ｍ２とが接合される際には、枠部３２の−Ｙ’’軸側の接合面Ｍ３に形成されている引出電極３３（図１を参照）とベース板２０の接合面Ｍ２に形成されている接続電極２３とが電気的に接続される。これにより、励振電極３４（ａ，ｂ）は、引出電極３３、接続電極２３、及び側面電極２７（ａ，ｂ）を介して実装端子２５に電気的に接続される。接合材４１として、例えばポリイミド系の非導電性の樹脂又は非導電性の低融点ガラスが使用される。

図２（ｂ）は、水晶振動片３０の平面図である。励振部３１は、矩形形状に形成されている。枠部３２は、励振部３１を囲むように、２つの長辺と２つの短辺で形成されている。連結部３５は、励振部３１と枠部３２とを１本で連結する。一本の連結部３５は、励振部３１の−Ｘ’軸側の短辺の中央に形成され、そこから−Ｘ’軸方向に伸びて枠部３２の短辺に連結している。また、励振部３１は、Ｘ’軸方向に、励振電極３４（ａ，ｂ）が形成される第１領域３１ａと、連結部３５に直接連結される第２領域３１ｂと、第１領域３１ａ及び３１ｂ以外の領域である第３領域３１ｃと、を有する。第２領域３１ｂは、連結部３５につながる段差面を形成している。なお、本実施形態では図示されていないが、第１領域３１ａに、エネルギー閉じ込め効果を有するＹ’’方向に厚くなったメサ構造を有していてもよい。

一本の連結部３５は、励振部３１の短辺と枠部３２の短辺とに直交している。このため、後述する水晶振動片３０の製造方法において、正確に連結部３５が結晶軸Ｘに対して６１°又は１１９°方向に形成される。

引出電極３３ａは、＋Ｙ’’軸側の面に形成されている励振電極３４ａから、第２領域３１ｂ及び連結部３５を通って−Ｘ’軸側の枠部３２に引き出される。引出電極３３ｂは、−Ｙ’’軸側の面に形成されている励振電極３４ｂから、第２領域３１ｂ及び連結部３５を通って−Ｘ’軸側の枠部３２に引き出される。引出電極３３ａと引出電極３３ｂとは、第２領域３１ｂ及び連結部３５において、Ｙ’’軸方向からみて、互いに重なり合っていない。

枠部３２まで引き出された引出電極３３ａは、枠部３２の＋Ｚ’’軸に伸び、さらに＋Ｘ’軸方向に伸び側面電極３７ａまで伸びる。さらに引出電極３３ａは、側面電極３７ａによって＋Ｙ’’軸側から−Ｙ’’軸側の面に引き出されている。また、枠部３２まで引き出された引出電極３３ｂは、−Ｚ’’軸方向に伸びて枠部３２の−Ｙ’’軸側の面の角部にまで伸びている。

図３（ａ）は、水晶振動片３０の断面図である。図３（ａ）は、図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図が示されている。水晶振動片３０は、枠部３２及び連結部３５のＹ’’軸方向への厚さが第１厚さＴ１、励振部３１のＹ’’軸方向の厚さが第２厚さＴ２に形成されている。第２領域３１ｂ（図２（ｂ）を参照）は、段差面が形成され、励振部３１の第２厚さＴ２から連結部３５の厚さＴ１に厚くなり励振部３１を枠部３２に連結する。水晶振動片３０では、例えば、第１厚さＴ１が１００μｍ、第２厚さＴ２は振動周波数に応じて調整される。段差面である第２領域３１ｂは、連結部３５から励振部３１への応力伝達を低減し、また、引出電極３３ａの断線を少なくする。

図３（ｂ）は、変形例の水晶振動片３０Ａの断面図である。図３（ａ）では、＋Ｙ’’軸側の面側にのみ、段差面が形成されていたが、水晶振動片３０Ａは表裏両面の第２領域３１ｂに段差面が形成されてもよい。水晶振動片３０Ａは、水晶振動片３０と同様の構成部分に関しては同じ記号を付してある。

水晶振動片３０及び水晶振動片３０Ａにおいて、連結部３５が枠部３２と同じ厚さＴ１を有しているため剛性が高い。また、連結部３５が、結晶軸Ｘに対して６１°又は１１９°方向に伸びているため、その応力感度が極めて小さい。さらに、連結部３５の厚さＴ１から励振部３１の厚さＴ２まで急激に厚さ変動がないように、段差面の第２領域３１ｂを有している。したがって、外部からの衝撃等に対して、励振部３１は周波数変動を受けにくい。

＜水晶振動片３０の製造方法＞
水晶振動片３０の製造方法について、図４及び図５に示されたフローチャートを参照して説明する。また、図４及び図５のフローチャートの右横には、図４及び図５に示される各ステップを説明するための図が示されている。これらの図は、複数の水晶振動片３０が形成される水晶ウエハ３０Ｗの水晶振動片３０（図８を参照）に示された水晶振動片３０のＢ−Ｂ断面（図２（ｂ）を参照）に相当する断面図である。

図４は、水晶振動片３０の製造方法が示されたフローチャートである。また、フローチャートの各ステップの右横には、各ステップを説明するための図である図４（ａ）〜図４（ｄ）が示されている。図４（ａ）〜図４（ｄ）は、水晶ウエハ３０Ｗの部分断面図である。

ステップＳ１０１では、水晶ウエハ３０Ｗが用意される。図４（ａ）は、水晶ウエハ３０Ｗの部分断面図である。水晶材料により形成されている水晶ウエハ３０Ｗは＋Ｙ’’軸側及び−Ｙ’’軸側の面が平面にポリッシングされている。水晶ウエハ３０ＷのＹ’’軸方向の厚さは、第１厚さＴ１に形成されている。

ステップＳ１０２では、水晶ウエハ３０Ｗに金属膜８１及びフォトレジスト８２が形成される。ステップＳ１０２では、まず、水晶ウエハ３０Ｗの＋Ｙ’’軸側及び−Ｙ’’軸側の面にスパッタ又は真空蒸着で金属膜８１が形成される。金属膜８１は、例えば、水晶ウエハ３０Ｗにクロム（Ｃｒ）層が形成され、クロム層の表面に金（Ａｕ）層が蒸着されることにより形成される。さらに金属膜８１の表面にフォトレジスト８２が形成される。

ステップＳ１０３では、フォトレジスト８２の露光、現像及び金属膜８１の除去が行われる。図４（ｃ）は、フォトレジスト８２の露光、現像及び金属膜８１の除去が行われた水晶ウエハ３０Ｗの部分断面図である。

ステップＳ１０３では、図６から理解されるように、水晶振動片３０の外形形状を有するマスクは、水晶ウエハ３０ＷのＸ軸に対して６１°回転した方向に載置される（マスクは不図示）。マスクは、水晶ウエハ３０Ｗの＋Ｙ’’軸及び−Ｙ’’軸側の両面に配置される。＋Ｙ’’軸に配置されるマスクは、水晶振動片３０の励振部３１及び貫通孔３８、並びにキャスタレーション用の貫通孔ＢＨに相当する領域の開口窓を有している。−Ｙ’’軸に配置されるマスクは、貫通孔３８及び貫通孔ＢＨ（図６を参照。）に相当する領域の開口窓を有している。そしてマスクを介して、水晶振動片３０の外形形状がフォトレジスト８２に露光される。その後フォトレジスト８２が現像され、さらに、フォトレジスト８２が現像された領域に形成されている金属膜８１が除去される。

ステップＳ１０４では、水晶ウエハ３０Ｗがウェットエッチングされる。図４（ｄ）は、ステップＳ１０４でウェットエッチングされた後の水晶ウエハ３０Ｗの部分断面図である。水晶ウエハ３０Ｗがウェットエッチングされる領域は、ステップＳ１０３でフォトレジスト８２及び金属膜８１が除去された領域である。水晶ウエハ３０Ｗは、＋Ｙ’’軸側の面がウェットエッチングされることにより、ウェットエッチングされた領域の水晶ウエハ３０Ｗの厚さが第２厚さＴ２になるように形成される。水晶ウエハ３０Ｗのウェットエッチングされていない領域には枠部３２、連結部３５等が含まれており、これらの領域のＹ’’軸方向の厚さは、第１厚さＴ１のままである。図４（ｄ）では、水晶振動片３０の貫通孔３８は貫通していない。しかし、第１厚さＴ１から第２厚さＴ２へのウェットエッチング量によって、ステップＳ１０４で水晶振動片３０の貫通孔３８が形成されることもある。

図５は、水晶振動片３０の製造方法が示されたフローチャートである。図５に示されたフローチャートには図４のフローチャートの続きが示されている。また、フローチャートの各ステップの右横には、各ステップを説明するための図である図５（ａ）〜図５（ｄ）が示されている。

ステップＳ１０５では、水晶ウエハ３０Ｗにフォトレジスト８２及び金属膜８１が形成される。ステップＳ１０５は、図４のステップＳ１０４に引き続いて行われるステップである。また、図５（ａ）は、フォトレジスト８２及び金属膜８１が形成された水晶ウエハ３０Ｗの部分断面図である。ステップＳ１０５では、水晶ウエハ３０Ｗに形成されているフォトレジスト８２及び金属膜８１はすべて除去され、その後、水晶ウエハ３０Ｗの＋Ｙ’’軸側及び−Ｙ’’軸側の面に改めて金属膜８１及びフォトレジスト８２が形成される。

ステップＳ１０６では、フォトレジスト８２が露光・現像され、その金属膜８１が除去される。そして水晶ウエハ３０Ｗがウェットエッチングされる。図５（ｂ）は、金属膜８１が除去された水晶ウエハ３０Ｗの部分断面図である。ステップＳ１０６では、まず、水晶ウエハ３０Ｗの＋Ｙ’’軸側は、励振部３１の第２領域３１ｂに相当する領域、及び貫通孔３８及び貫通孔ＢＨ（図６を参照。）に相当する領域を露光する。水晶ウエハ３０Ｗの−Ｙ’’軸側は、貫通孔３８及び貫通孔ＢＨに相当する領域を露光する。

さらにフォトレジスト８２が露光され取り除かれた領域の金属膜８１が除去される。その後、水晶ウエハ３０Ｗがウェットエッチングされる。これにより、水晶ウエハ３０Ｗの励振部３１の第２領域３１ｂに段差面が形成され、貫通孔３８及び貫通孔ＢＨ（図６を参照。）が貫通する。その後、水晶ウエハ３０Ｗに残っているフォトレジスト８２及び金属膜８１はすべて除去される。

ステップＳ１０７では、水晶ウエハ３０Ｗの＋Ｙ’’軸側及び−Ｙ’’軸側の面に改めて電極形成用の金属膜８１及びフォトレジスト８２が形成される。図５（ｃ）は、フォトレジスト８２及び金属膜８１が形成された水晶ウエハ３０Ｗの部分断面図である。その後、水晶ウエハ３０Ｗの貫通孔３８に相当する領域の＋Ｙ’’軸側及び−Ｙ’’軸側の領域に形成されているフォトレジスト８２の露光及び現像を行い、フォトレジスト８２が現像された領域に形成されている金属膜８１が除去される。

ステップＳ１０８では、水晶ウエハ３０Ｗに電極が形成される。図５（ｄ）は、電極が形成された水晶ウエハ３０Ｗの部分断面図である。ステップＳ１０８では、水晶ウエハ３０Ｗに励振電極３４（ａ，ｂ）及び引出電極３５（ａ，ｂ）が形成される。

以上により、水晶ウエハ３０Ｗに複数の水晶振動片３０が形成される。また、水晶ウエハ３０ＷはステップＳ１０８の後に、リッドウエハ１０Ｗ（図７を参照）及びベースウエハ２０Ｗ（図８を参照）に接合材４１（図２（ａ）を参照）を介して接合される。各ウエハは、オリエンテーションフラットＯＦを使って、位置合わせされる。

リッドウエハ１０Ｗは、ＡＴカットの水晶材からなり、図７に示されるように、リッドウエハ１０Ｗは、複数のリッド板１０を有している。また、複数のリッド板１０は、それぞれ凹部１７を有しており、凹部１７の周りには接合面Ｍ５が形成されている。

ベースウエハ２０Ｗは、ＡＴカットの水晶材からなり、図８に示されるように、ベースウエハ２０Ｗは、複数のベース板２０を有している。複数のベース板２０は、それぞれ凹部２８を有しており、凹部２８の周りには接合面Ｍ２が形成されている。接合面Ｍ２の貫通孔ＢＨの周辺には、接続電極２３が形成されており、さらに貫通孔ＢＨの内周には、側面電極２７（ａ，ｂ）が形成されている。

リッドウエハ１０Ｗ、水晶ウエハ３０Ｗ及びベースウエハ２０Ｗが、接合材４１で接合された後、図６〜図８に描かれているスクライブラインＳＬに沿ってダイシングされる。個片にダイシングされることにより、第１水晶デバイス１００が形成される。貫通孔ＢＨは４分割され、それぞれキャスタレーションとなる。リッド板１０、水晶振動片３０及びベース板２０は、ＡＴカットの水晶材で且つそれらの長辺方向がＸ軸に対して６１°（又は１１９°）傾いている。このため、リッド板１０、水晶振動片３０及びベース板２０の熱膨張が同じであり、大きな温度変化に対しても、第１水晶デバイス１００が割れたりしない。

また、リッド板１０、水晶振動片３０及びベース板２０がＸ軸に対して６１°（又は１１９°）傾いている。第１水晶デバイス１００がプリント基板等に実装された後、第１水晶デバイス１００に外部から衝撃などによって生じた応力が加わった場合でも、その応力が、リッド板１０又はベース板２０から、連結部３５を介して励振部３１まで伝わりにくい。このため、励振部３１における周波数変動が発生しにくい。

(第２実施形態)
＜第２水晶デバイス２００の構成＞
図９は、第２水晶デバイス２００の分解斜視図であり、図１０（ａ）は、第２水晶デバイス２００の断面図であり、（ｂ）は、水晶振動片２３０の平面図である。第２水晶デバイス２００は、ガラスからなるリッド板２１０及びベース板２２０と、水晶振動片２３０と、により構成されている。第２実施形態の水晶振動片２３０と第１実施形態の水晶振動片３０との違いは、連結部の接続位置が異なっている点である。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

水晶振動片２３０は、長辺が結晶軸Ｘに対して６１°又は１１９°回転して、＋Ｘ’方向に伸びている。水晶振動片２３０は、励振部２３１と、励振部２３１を囲む枠部２３２と、励振部２３１と枠部２３２とを連結する１本の連結部２３５と、により構成されている。連結部２３５は、励振部２３１の−Ｘ’軸側の短辺の−Ｚ’’軸側に形成され、そこから−Ｘ’軸方向に伸びて枠部２３２に連結されている。また、励振部２３１と枠部３２との間の連結部２３５以外の領域は、水晶振動片２３０をＹ’’軸方向に貫通する貫通孔２３８となっている。

励振部２３１の＋Ｙ’’軸側の面と−Ｙ’’軸側の面とには励振電極２３４が形成されている。また、引出電極２３３が、各励振電極２３４から連結部２３５を通り枠部２３２にまで引き出されている。また、励振部２３１は、Ｘ’軸方向に、励振電極２３４が形成される第１領域２３１ａと、連結部２３５に直接連結される第２領域２３１ｂと、第１領域２３１ａ及び２３１ｂ以外の領域である第２３領域２３１ｃと、を有する。第２領域２３１ｂは、連結部２３５につながる段差面を形成している。

連結部２３５からの応力は、連結部から＋Ｘ’軸の方向に伝わる性質がある。長辺が結晶軸Ｘに対して６１°の角度であれば応力感度係数がほぼゼロになるものの、正確に長辺が＋Ｘ’軸の方向に形成されないこともあり、現実的には多少の応力がかかることがある。第１実施形態の水晶振動片３０のように連結部３５が、水晶振動片３０の中央部にあれば応力は励振電極の中央部に伝わって周波数の変動が発生する可能性がある。第２実施形態の水晶振動片２３０は、連結部２３５が水晶振動片２３０の−Ｚ’’軸端部に形成されているので、応力は励振電極の端部に伝播して励振電極の中央部には応力が伝わりにくくなり、周波数の変動が抑制される。

＜水晶振動片２３０の製造方法＞
水晶振動片２３０の製造方法は、図４及び図５に示されたフローチャートとほぼ同じである。水晶振動片２３０は、水晶ウエハ２３０ＷのＸ軸に対して６１°回転した方向に形成される（図１２を参照）。

＜その他変形例＞
図１１（ａ）は、変形例１の水晶振動片２３０Ａの平面図であり、（ｂ）は、変形例２の水晶振動片２３０Ｂの平面図である。水晶振動片２３０と同じ部材には同じ符号が付してある。

水晶振動片２３０Ａ及び水晶振動片２３０Ｂは、長辺が結晶軸Ｘに対して６１°又は１１９°回転しており、新たな結晶軸の＋Ｘ’方向に伸びている。水晶振動片２３０Ａ及び水晶振動片２３０Ｂは、２本の連結部を有している。水晶振動片２３０Ａは、―Ｘ’軸側の両端にそれぞれ連結部２３５と連結部２３６とを備える。応力は励振部２３１の両端部に伝播して励振電極２３４の中央部には伝わりにくい。また、水晶振動片２３０Ｂは、―Ｘ’軸側及び＋Ｘ’軸側の両端にそれぞれ連結部２３５と連結部２３６とを備える。応力は励振部２３１の両端部に伝播して励振電極２３４の中央部には伝わりにくく、周波数の変動が抑制される。

以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。たとえば、本発明は、水晶振動子以外にも、発振回路を組み込んだＩＣなどをベース部上に配置させた水晶発振子にも適用できる。また第１及び第２実施形態では、平板上の水晶振動片を開示したが、凸形状のメサ型振動片又は凹形状の逆メサ型振動片にも適用できる。

また、本実施形態では、結晶軸Ｘに対して６１°又は１１９°回転している例で説明したが、製造誤差などを考慮して６１°±５°又は１１９°±５°の回転角で製造すれば、本実施形態の効果を得ることができる。

１００，２００ … 水晶デバイス
１０，２１０ … リッド板
１７、２８、２１７、２２８ … 凹部
２０，２２０ … ベース板
２３、２２３ … 接続電極
２５ … 実装端子
２７（ａ，ｂ）、３７（ａ，ｂ）、２２７（ａ，ｂ），２３７（ａ，ｂ） … 側面電極
１６、２６（ａ，ｂ）、３６（ａ，ｂ）２１６，２３６（ａ，ｂ） … キャスタレーション
３０、３０Ａ、２３０、２３０Ａ、２３０Ｂ … 水晶振動片
３１、２３１ … 励振部
３１ａ，２３１ａ … 第１領域
３１ｂ，２３１ｂ … 第２領域
３１ｃ，２３１ｃ … 第３領域
３２，２３２ … 枠部
３４（ａ，ｂ）、２３４（ａ，ｂ） … 励振電極
３５、２３５ … 連結部
３８，２３８（ａ、ｂ、ｃ） … 貫通孔
４１ … 接合材
８１ … 金属膜
８２ … フォトレジスト
１０Ｗ，２０Ｗ、３０Ｗ、２３０Ｗ … 水晶ウエハ
Ｍ２、Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５ … 接合面

Claims (7)

1. 結晶軸Ｘ、結晶軸Ｙ’及び結晶軸Ｚ’を有する矩形状の励振部を有するＡＴカット水晶振動片において、
   前記励振部の周囲に所定の空隙を隔てて形成された枠体と、
   前記励振部と前記枠体とを連結する連結部と、
   前記励振部の両主面に配置される一対の励振電極と、
   前記励振電極から前記連結部を介して前記枠体まで伸びる一対の引出電極と、
   を備え、
   前記励振部の長辺が前記結晶軸Ｘに対して６１°又は１１９°回転して形成されており、
   前記枠体の長辺が前記結晶軸Ｘに対して６１°又は１１９°方向に伸びており、
   前記連結部が前記結晶軸Ｘに対して６１°又は１１９°方向に伸びており、前記励振部の短辺及び前記枠体の短辺と直交している水晶振動片。
2. 前記連結部は一本のみであり、前記一対の引出電極が一本の連結部に、主面の法線方向から見て重なり合わないように形成されている請求項１に記載の水晶振動片。
3. 前記一本の連結部と前記励振電極の中央とを結ぶ直線が、前記結晶軸Ｘに対して６１°又は１１９°方向である請求項２に記載の水晶振動片。
4. 前記枠体及び前記連結部のＹ’軸方向の厚さが、前記励振部のＹ’軸方向の厚さより厚い請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の水晶振動片。
5. 前記ＡＴカット水晶振動片の一部に段差面が形成され、前記段差面は、前記励振部の厚さから前記連結部の厚さに変わる請求項４に記載の水晶振動片。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の水晶振動片と、
   ガラス材で形成され、前記枠体の主面の一方に接合する矩形状のベース部と、
   ガラス材で形成され、前記枠体の主面の他方に接合する矩形状のリッド部と、を備える水晶デバイス。
7. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の水晶振動片と、
   ＡＴカット水晶材で形成され、前記枠体の主面の一方に接合する矩形状のベース部と、
   ＡＴカット水晶材で形成され、前記枠体の主面の他方に接合する矩形状のリッド部と、を備え、
   前記ベース部及び前記リッド部の長辺は、前記結晶軸Ｘに対して６１°又は１１９°回転して形成されている水晶デバイス。