JP2015070582A - Mesa type crystal vibration piece and crystal device using the same - Google Patents

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徳丞 松倉
Noritugu Matsukura
徳丞 松倉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mesa type crystal vibration piece excellent in vibration properties by preventing an extraction electrode from being disconnected and confining energy caused by the vibration of a crystal vibration piece, and a crystal device using the crystal vibration piece.SOLUTION: A crystal vibration piece (10) comprises: a central part (15) having a first thickness; and a peripheral part (16) formed so as to surround the central part and having a second thickness thinner than the first thickness. Further, the crystal vibration piece comprises: excitation electrodes (102a) formed in the central part respectively; a pair of extraction electrodes (103a) extracted from the excitation electrodes to a peripheral part; and a pair of electrode pads (105a) connected with the extraction electrodes. A first area (106a) where the extraction electrode is formed and a second area (101a) where the electrode pad is formed, are formed in the same height as the central part, and the first area is an ion doped area where metal ions are doped, a twin crystal area where crystal axes of the crystal are reversed or an amorphous area where a single crystal state of the crystal is destroyed.

Description

本発明は、厚く形成された中央部とこの中央部を囲むように薄く形成された周辺部とを有するメサ型の水晶振動片、及びその水晶振動片を有する水晶デバイスに関する。   The present invention relates to a mesa-type quartz crystal resonator element having a thick central portion and a peripheral portion formed so as to surround the central portion, and a crystal device having the crystal resonator piece.

電子機器には、厚みすべり振動する水晶振動片が使用される。水晶振動片は、励振電極による振動がベースとの接合領域である電極パッドにまで伝播する。そのため、特許文献1の水晶振動片は、励振電極の振動が電極パッドまで伝播するのを抑制するために、水晶振動片の基板に切り欠きや溝や凹部などを形成している。   For electronic devices, a quartz crystal vibrating piece that vibrates in thickness is used. In the quartz crystal vibrating piece, the vibration due to the excitation electrode propagates to the electrode pad that is a bonding region with the base. For this reason, the quartz crystal resonator element of Patent Document 1 has a notch, a groove, or a recess formed on the substrate of the quartz crystal resonator element in order to suppress the vibration of the excitation electrode from propagating to the electrode pad.

また特許文献2では、エネルギーを閉じ込めるため、励振する中央部がその周辺の周辺部よりも厚く形成されたメサ型の厚みすべり振動する水晶振動片を開示する。そして、特許文献2の水晶振動片は、電極パッドの領域に対して粘性を加える高粘性領域が設けられている。この高粘性領域は、金属材料(例えば、Ag,Au,Cu,Al,Li,Mg,Ti,Cr,Fe,Ni,Zn,Ge,Mo,Sn,W,Pt,Pb等)のイオン注入及び熱拡散によって分子レベルで水晶基板の中に金属材料を浸透させて構成されている。   Further, Patent Document 2 discloses a mesa-type quartz crystal vibrating piece having a thickness-shear vibration in which a central portion to be excited is formed thicker than a peripheral portion in order to confine energy. The quartz crystal resonator element of Patent Document 2 is provided with a highly viscous region that adds viscosity to the electrode pad region. This high-viscosity region is obtained by ion implantation of metal materials (for example, Ag, Au, Cu, Al, Li, Mg, Ti, Cr, Fe, Ni, Zn, Ge, Mo, Sn, W, Pt, Pb, etc.) A metal material is infiltrated into the quartz substrate at the molecular level by thermal diffusion.

特開2011−097623号公報JP 2011-097623 A 特開2008−154181号公報JP 2008-154181 A

特許文献1に示されるように、水晶振動片の基板に切り欠きや溝や凹部が形成されると、励振電極から電極パッドまでの引出電極も切り欠きや溝等に形成しなければならず、引出電極が断線することがあった。また、メサ型の水晶振動子は、中央部と周辺部との段差に引出電極を形成しなくてはならず、引出電極が断線することがあった。   As shown in Patent Document 1, when a notch, a groove, or a recess is formed in the substrate of the crystal vibrating piece, an extraction electrode from the excitation electrode to the electrode pad must also be formed in the notch, the groove, etc. The extraction electrode sometimes breaks. Further, in the mesa-type crystal resonator, an extraction electrode must be formed at a step between the central portion and the peripheral portion, and the extraction electrode may be disconnected.

そこで、本発明は、引出電極の断線を防ぐと共に水晶振動片の振動によるエネルギーを閉じ込めることにより優れた振動特性を備えるメサ型の水晶振動片及びその水晶振動片を使った水晶デバイスを提供する。   Therefore, the present invention provides a mesa-type crystal vibrating piece having excellent vibration characteristics by preventing disconnection of an extraction electrode and confining energy due to vibration of the crystal vibrating piece, and a crystal device using the crystal vibrating piece.

第1観点のメサ型の水晶振動片は、両主面間が第1厚さの中央部とこの中央部を囲むように形成され第1厚さより薄い第2厚さの周辺部とを有するメサ型の水晶振動片である。また、メサ型の水晶振動片は、両主面の中央部にそれぞれ形成される励振電極と、両主面に励振電極から周辺部までそれぞれ引き出される一対の引出電極と、引出電極に接続する一対の電極パッドと、を有し、引出電極が形成される第1領域及び電極パッドが形成される第2領域が中央部と同じ高さで形成され、第1領域が、金属イオンがドーピングされたイオンドーピング領域、水晶の結晶軸が反転した双晶領域、又は水晶の単結晶状態が壊された非晶質領域である。   A mesa-type quartz crystal resonator element according to a first aspect has a mesa having a central portion having a first thickness between both main surfaces and a peripheral portion having a second thickness smaller than the first thickness so as to surround the central portion. This is a type of crystal vibrating piece. In addition, the mesa-type quartz crystal resonator element includes an excitation electrode formed at the center of both main surfaces, a pair of extraction electrodes that are respectively extracted from the excitation electrode to the peripheral portion on both main surfaces, and a pair connected to the extraction electrodes. The first region where the extraction electrode is formed and the second region where the electrode pad is formed are formed at the same height as the central portion, and the first region is doped with metal ions It is an ion doping region, a twin region where the crystal axis of crystal is inverted, or an amorphous region where the single crystal state of crystal is broken.

第2観点のメサ型の水晶振動片は、第1観点において、第2領域が、イオンドーピング領域、双晶領域、又は非晶質領域である。   In the mesa-type quartz crystal resonator element according to the second aspect, in the first aspect, the second region is an ion doping region, a twin region, or an amorphous region.

第3観点のメサ型の水晶振動片は、第1観点又は第2観点において、中央部を挟み、第1領域の中央部に対する鏡映対称となる位置に、第1領域と同形状の第3領域が形成され、第3領域が、イオンドーピング領域、双晶領域、又は非晶質領域である。   The mesa-type quartz crystal resonator element according to the third aspect is the third shape having the same shape as the first area at a position that is mirror-symmetric with respect to the central part of the first area with the central part in between. A region is formed, and the third region is an ion doping region, a twin region, or an amorphous region.

第4観点のメサ型の水晶振動片は、第1観点において、前記水晶振動片が、前記中央部及び前記周辺部により形成される振動部と、空間を隔てて前記振動部を取り囲むフレームと、前記振動部と前記フレームとを連結する連結部と、を有し、前記一対の引出電極が、前記連結部及び前記フレームを介して引き出され、前記電極パッドが前記フレームに形成される。   The mesa-type quartz crystal resonator element according to a fourth aspect is the mesa-type quartz crystal resonator element according to the first aspect, wherein the quartz crystal resonator element includes a vibrating portion formed by the central portion and the peripheral portion, and a frame surrounding the vibrating portion with a space therebetween, A connecting portion that connects the vibrating portion and the frame, the pair of extraction electrodes are extracted via the connection portion and the frame, and the electrode pad is formed on the frame.

第5観点のメサ型の水晶振動片は、第4観点において、フレームの厚さが、第1厚さである。   In the fourth aspect, the mesa-type quartz crystal resonator element according to the fifth aspect is that the frame has the first thickness.

第6観点の水晶デバイスは、第1観点から第3観点の水晶振動片と、水晶振動片を載置するベース板と、ベース板に接合するリッド板と、を備える。   A quartz crystal device according to a sixth aspect includes the quartz crystal vibrating piece according to the first to third aspects, a base plate on which the quartz vibrating piece is placed, and a lid plate joined to the base plate.

第7観点の水晶デバイスは、第4観点又は第5観点の水晶振動片と、フレームの一方の主面に接合するベース板と、フレームの他方の主面に接合するリッド板と、を備える。   A crystal device according to a seventh aspect includes the crystal resonator element according to the fourth aspect or the fifth aspect, a base plate bonded to one main surface of the frame, and a lid plate bonded to the other main surface of the frame.

本発明によれば、引出電極の断線を防ぐと共に水晶振動片の振動によるエネルギーを閉じ込めることにより優れた振動特性を備えたメサ型の水晶振動片及びその水晶振動片を使った水晶デバイスを提供することができる。   According to the present invention, there are provided a mesa type crystal vibrating piece having excellent vibration characteristics by preventing disconnection of an extraction electrode and confining energy due to vibration of the crystal vibrating piece, and a crystal device using the crystal vibrating piece. be able to.

水晶デバイス100の分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a crystal device 100. FIG. (a)は、図1のA−A断面図である。 (b)は、図1のB−B断面図である。(A) is AA sectional drawing of FIG. (B) is BB sectional drawing of FIG. (a)は、水晶振動片20の平面図である。 (b)は、図3(a)のC−C断面図である。FIG. 4A is a plan view of the quartz crystal vibrating piece 20. (B) is CC sectional drawing of Fig.3 (a). 水晶デバイス300の分解斜視図である。2 is an exploded perspective view of a crystal device 300. FIG. (a)は、水晶振動片30の平面図である。 (b)は、図5(a)のD−D断面図である。 (c)は、図5(a)のE−E断面図である。FIG. 4A is a plan view of the quartz crystal vibrating piece 30. (B) is DD sectional drawing of Fig.5 (a). (C) is EE sectional drawing of Fig.5 (a).

以下、本発明の実施の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、これらの形態に限られるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the scope of the present invention is not limited to these forms unless otherwise specified in the following description.

(第1実施形態)
<水晶デバイス100の構成>
図1は、水晶デバイス100の分解斜視図である。水晶デバイス100は、リッド板11と、ベース板12と、水晶振動片10とで構成されている。水晶振動片10は例えばATカットの水晶振動片として形成される。ATカットの水晶振動片は、主面(YZ面)が結晶軸(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分傾斜されている。以下の説明では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Y’軸及びZ’軸として用いる。すなわち、水晶デバイス100では水晶デバイス100の長手方向をX軸方向、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。
(First embodiment)
<Configuration of Crystal Device 100>
FIG. 1 is an exploded perspective view of the quartz crystal device 100. The crystal device 100 includes a lid plate 11, a base plate 12, and a crystal vibrating piece 10. The quartz crystal vibrating piece 10 is formed as an AT-cut quartz crystal vibrating piece, for example. The AT-cut quartz crystal resonator element has a principal surface (YZ plane) inclined with respect to the Y axis of the crystal axis (XYZ) by 35 degrees 15 minutes from the Z axis in the Y axis direction around the X axis. In the following description, the new tilted axes are used as the Y ′ axis and the Z ′ axis with reference to the axial direction of the AT-cut crystal vibrating piece. That is, in the quartz crystal device 100, the longitudinal direction of the quartz crystal device 100 is described as the X-axis direction, the height direction of the quartz crystal device 100 is defined as the Y′-axis direction, and the direction perpendicular to the X and Y′-axis directions is described as the Z′-axis direction.

水晶振動片10は、中央部15が上面(+Y’軸側の面)及び下面(−Y’軸側の面)ともに凸状に形成されたメサ型の水晶振動片である。水晶振動片10は、上面及び下面が同形状となるように形成されている。メサ型の水晶振動片10は、中央部15の周囲に形成される周辺部16を中央部15よりY’軸方向に肉薄に形成することで中央部15にエネルギーを集中している。水晶振動片10の−X軸側の辺の両端には支持部101a、101bが形成され、支持部101a、101bは水晶振動片10の中央部15とY’軸方向に同じ厚さに形成されている。支持部101a、101bは、水晶振動片10の固定及び電気的な接続のために形成されている。上面の支持部101aと水晶振動片10の中央部15とは、接続部106aを介して段差がなく平坦に形成されている。すなわち、上面において、支持部101aと中央部15と接続部106aとは同じ高さに形成されている。同様に下面の支持部101bと水晶振動片10の中央部15とは、接続部106b(図2(b)参照)を介して平坦に形成されている。すなわち、下面において、支持部101bと中央部15と接続部106bとは同じ高さに形成されている。以上に示された水晶振動片10の中央部15、支持部101a、101b、及び接続部106a、106bは、ウェットエッチングにより形成される。また、接続部106a、106bは、金属イオンがドーピングされたイオンドーピング領域141となっている。   The crystal vibrating piece 10 is a mesa-type crystal vibrating piece in which the central portion 15 is formed in a convex shape on both the upper surface (+ Y′-axis side surface) and the lower surface (−Y′-axis side surface). The crystal vibrating piece 10 is formed so that the upper surface and the lower surface have the same shape. The mesa-type crystal vibrating piece 10 concentrates energy in the central portion 15 by forming the peripheral portion 16 formed around the central portion 15 thinner than the central portion 15 in the Y′-axis direction. Support portions 101a and 101b are formed at both ends of the side on the −X axis side of the crystal vibrating piece 10, and the support portions 101a and 101b are formed to have the same thickness as the central portion 15 of the crystal vibrating piece 10 in the Y′-axis direction. ing. The support portions 101 a and 101 b are formed for fixing and electrically connecting the crystal vibrating piece 10. The support portion 101a on the upper surface and the central portion 15 of the quartz crystal vibrating piece 10 are formed flat without a step through the connection portion 106a. That is, on the upper surface, the support portion 101a, the central portion 15, and the connection portion 106a are formed at the same height. Similarly, the support portion 101b on the lower surface and the central portion 15 of the quartz crystal vibrating piece 10 are formed flat via a connection portion 106b (see FIG. 2B). That is, on the lower surface, the support portion 101b, the central portion 15, and the connection portion 106b are formed at the same height. The center portion 15, the support portions 101a and 101b, and the connection portions 106a and 106b of the quartz crystal vibrating piece 10 shown above are formed by wet etching. Further, the connecting portions 106a and 106b are ion doping regions 141 doped with metal ions.

水晶振動片10は、中央部15の厚肉の両主面に一対の励振電極102a、102bが対向して配置されている。また、励振電極102aは、水晶振動片10の−X軸側の+Z’軸側の端部まで引出電極103aにより引き出され、側面電極104aにより水晶振動片10の下面側(−Y’軸側)まで伸ばされて電極パッド105aが形成されている。励振電極102bは、水晶振動片10の−X軸側の−Z’軸側の端部まで引出電極103bにより引き出され電極パッド105bが形成されている。励振電極102aは厚く形成された水晶振動片10の上面の中央部15に形成され、引出電極103aは接続部106aに形成され、側面電極104a及び電極パッド105aは支持部101aに形成される。また、励振電極102bは厚く形成された水晶振動片10の下面の中央部15に形成され、引出電極103bは接続部106bに形成され、電極パッド105bは支持部101bに形成される。   In the crystal vibrating piece 10, a pair of excitation electrodes 102 a and 102 b are arranged to face both thick main surfaces of the central portion 15. Further, the excitation electrode 102a is drawn out by the extraction electrode 103a to the end of the quartz vibrating piece 10 on the −Z axis side on the −X axis side, and the lower surface side (−Y ′ axis side) of the quartz vibrating piece 10 by the side electrode 104a. The electrode pad 105a is formed. The excitation electrode 102b is extracted by the extraction electrode 103b to the end of the quartz vibrating piece 10 on the −Z ′ axis side on the −X axis side to form an electrode pad 105b. The excitation electrode 102a is formed at the central portion 15 on the upper surface of the quartz crystal vibrating piece 10 formed thick, the extraction electrode 103a is formed at the connection portion 106a, and the side electrode 104a and the electrode pad 105a are formed at the support portion 101a. In addition, the excitation electrode 102b is formed in the central portion 15 on the lower surface of the quartz crystal vibrating piece 10 formed thick, the extraction electrode 103b is formed in the connection portion 106b, and the electrode pad 105b is formed in the support portion 101b.

上面側の励振電極102a及び引出電極103aは、一体に形成され継ぎ目のないシームレスな構造、つまり不連続面が存在しない構造となっている。また、下面側の励振電極102b、引出電極103b及び電極パッド105bも一体に形成されてシームレスな構造となっている。また、下面側の電極を形成する際に、電極パッド105a及びX軸側及びZ’軸側の側面の側面電極104も同時に形成することで電極パッド105aから励振電極102aまでが電気的に接続される。   The excitation electrode 102a and the extraction electrode 103a on the upper surface side are integrally formed and have a seamless structure, that is, a structure having no discontinuous surface. Further, the excitation electrode 102b, the extraction electrode 103b, and the electrode pad 105b on the lower surface side are integrally formed to have a seamless structure. Further, when forming the electrode on the lower surface side, the electrode pad 105a and the side electrode 104 on the side surface on the X-axis side and the Z′-axis side are also formed at the same time, so that the electrode pad 105a to the excitation electrode 102a are electrically connected. The

ベース板12は、ガラス又は圧電材料より構成され、上面(+Y’軸側の面)の中央領域には−Y’軸側に凹んだベース凹部121が形成されており、ベース凹部121の周囲には第1端面126aを有している。また、ベース板12は、Y’軸方向に伸びた4つのベースキャスタレーション122a〜122dが形成されている。ここで、ベースキャスタレーション122a及び122bが−X軸側に形成され、ベースキャスタレーション122c及び122dが+X軸側に形成されている。また、ベースキャスタレーション122a〜122dにはベース側面電極123a〜123dがそれぞれ形成されている。また、ベース板12の第1端面126aには一対の接続電極124a、124bが形成されている。ここで、接続電極124aは、ベース側面電極123aに電気的に接続され、接続電極124bは、ベース側面電極123cに電気的に接続されている。さらに、ベース板12は、実装面126bにベース側面電極123a〜123dとそれぞれ電気的に接続された外部電極125a〜125dとを有している。   The base plate 12 is made of glass or a piezoelectric material, and a base recess 121 that is recessed toward the −Y ′ axis is formed in the central region of the upper surface (the surface on the + Y ′ axis). Has a first end face 126a. Further, the base plate 12 is formed with four base castellations 122a to 122d extending in the Y′-axis direction. Here, the base castellations 122a and 122b are formed on the −X axis side, and the base castellations 122c and 122d are formed on the + X axis side. In addition, base side electrodes 123a to 123d are formed on the base castellations 122a to 122d, respectively. A pair of connection electrodes 124 a and 124 b are formed on the first end surface 126 a of the base plate 12. Here, the connection electrode 124a is electrically connected to the base side surface electrode 123a, and the connection electrode 124b is electrically connected to the base side surface electrode 123c. Further, the base plate 12 has external electrodes 125a to 125d electrically connected to the base side electrodes 123a to 123d on the mounting surface 126b, respectively.

水晶デバイス100では、水晶振動片10の電極パッド105a及び電極パッド105bがベース板12の接続電極124a及び接続電極124bにそれぞれ導電性接着剤(不図示)を介して載置される。これにより、電極パッド105aが接続電極124aに、電極パッド105bが接続電極124bにそれぞれ電気的に接続される。水晶デバイス100では、水晶振動片10のX軸方向の長さがベース凹部121のX軸方向の長さより小さく形成されているため、水晶振動片10がベース板12に載置された場合に水晶振動片10の+X軸側の先端がベース板12に接触しない。水晶振動片10は、外部電極125a、125cに交番電圧(正負を交番する電位)が印加されると、厚みすべり振動する。   In the quartz crystal device 100, the electrode pad 105a and the electrode pad 105b of the quartz crystal vibrating piece 10 are respectively placed on the connection electrode 124a and the connection electrode 124b of the base plate 12 via a conductive adhesive (not shown). Thereby, the electrode pad 105a is electrically connected to the connection electrode 124a, and the electrode pad 105b is electrically connected to the connection electrode 124b. In the quartz crystal device 100, the length of the quartz crystal vibrating piece 10 in the X-axis direction is smaller than the length of the base recess 121 in the X-axis direction, so that when the quartz crystal vibrating piece 10 is placed on the base plate 12, the quartz crystal The tip of the vibrating piece 10 on the + X axis side does not contact the base plate 12. When an alternating voltage (a potential alternating between positive and negative) is applied to the external electrodes 125a and 125c, the quartz crystal vibrating piece 10 vibrates in a thickness-shear manner.

リッド板11は、−Y’軸側の面の中央領域で+Y’軸側に凹んだリッド凹部111及びリッド凹部111の周囲に形成される第2端面116を有している。リッド板11の第2端面116とベース板12の第1端面126とが低融点ガラス140を介して接合されることにより、リッド凹部111及びベース凹部121は水晶振動片10を収納するキャビティ(不図示)を形成する。また、キャビティは、不活性ガスで満たされたり又は真空状態に気密されたりする。   The lid plate 11 includes a lid recess 111 that is recessed toward the + Y ′ axis in the central region of the surface on the −Y ′ axis, and a second end surface 116 that is formed around the lid recess 111. By joining the second end surface 116 of the lid plate 11 and the first end surface 126 of the base plate 12 via the low melting point glass 140, the lid concave portion 111 and the base concave portion 121 are cavities (non-containers) for housing the crystal vibrating piece 10. Formed). In addition, the cavity is filled with an inert gas or hermetically sealed in a vacuum state.

リッド板11において、リッド凹部111のX軸方向の長さが水晶振動片10のX軸方向の長さ及びベース凹部121のX軸方向の長さより大きい。また、低融点ガラス140は、ベース板12の第1端面126aの外側(幅は、300μm程度)でリッド板11とベース板12とを接合する。   In the lid plate 11, the length of the lid recess 111 in the X-axis direction is larger than the length of the crystal vibrating piece 10 in the X-axis direction and the length of the base recess 121 in the X-axis direction. Further, the low melting point glass 140 joins the lid plate 11 and the base plate 12 outside the first end face 126a of the base plate 12 (the width is about 300 μm).

低融点ガラス140は、350℃〜410℃で溶融する鉛フリーのバナジウム系ガラスであっても良い。バナジウム系ガラスは、バインダーと溶剤とが加えられペースト状であり、溶融された後固化されることで他の部材と接着する。バナジウム系ガラスは、ガラス構造を制御することにより熱膨張係数も柔軟に制御できる。図1では、接続電極124a、124bの全体が見えるように、封止材である低融点ガラス140が透明に描かれている。   The low melting point glass 140 may be a lead-free vanadium-based glass that melts at 350 ° C. to 410 ° C. Vanadium-based glass is in the form of a paste with a binder and a solvent added, and is melted and then solidified to adhere to other members. Vanadium-based glass can also control the thermal expansion coefficient flexibly by controlling the glass structure. In FIG. 1, the low-melting-point glass 140 as a sealing material is drawn transparent so that the entire connection electrodes 124 a and 124 b can be seen.

なお、第1実施形態では、水晶振動片10がベース板12の第1端面126aに載置されているが、ベース凹部121の内部に収納されてもよい。このとき、接続電極は、ベースキャスタレーション122a、122cから第2端面116を介してベース凹部121の底面まで伸びて形成される。また、この場合にリッド板は、リッド凹部が形成されていない平板状となってもよい。   In the first embodiment, the quartz crystal vibrating piece 10 is placed on the first end face 126 a of the base plate 12, but may be housed inside the base recess 121. At this time, the connection electrode is formed to extend from the base castellations 122 a and 122 c to the bottom surface of the base recess 121 via the second end surface 116. In this case, the lid plate may have a flat plate shape in which no lid recess is formed.

図2(a)は、図1のA−A断面図である。周辺部16が形成される領域の厚さを厚さTAとし、中央部15が形成される領域の厚さを厚さTBとすると、厚さTBは厚さTAよりも厚い。水晶振動片10では、このように中央部15が厚く形成されていることにより、中央部15に生じる振動によるエネルギーが中央部15に閉じ込められる。   FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. When the thickness of the region where the peripheral portion 16 is formed is the thickness TA and the thickness of the region where the central portion 15 is formed is the thickness TB, the thickness TB is thicker than the thickness TA. In the quartz crystal vibrating piece 10, the central portion 15 is formed thick in this manner, so that energy due to vibration generated in the central portion 15 is confined in the central portion 15.

図2(b)は、図1のB−B断面図である。水晶振動片10では、接続部106aと接続部106bとの合計の厚さも中央部15の厚さと同じ厚さTBに形成されている。また、水晶振動片10では接続部106a、106bに金属材料によるイオン注入が行われており、接続部106a、106bは金属イオンがドーピングされたイオンドーピング領域141となっている。イオン注入に用いられる金属材料は、例えばAg,Au,Cu,Al,Li,Mg,Ti,Cr,Fe,Ni,Zn,Ge,Mo,Sn,W,Pt,Pb等がある。このようなイオンドーピング領域141では結晶構造が乱れている。中央部15と接続部106a、106bとは高さが同じであるため中央部15に生じる振動によるエネルギーは接続部106a、106bから漏れ出し易いが、接続部106a、106bにはイオンドーピング領域141が形成されて接続部106a、106bの結晶が壊れているため、中央部15の振動エネルギーを閉じ込めることができる。   FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. In the quartz crystal resonator element 10, the total thickness of the connection portion 106 a and the connection portion 106 b is also formed to the same thickness TB as the thickness of the central portion 15. In addition, in the quartz crystal resonator element 10, ions are implanted into the connection portions 106 a and 106 b with a metal material, and the connection portions 106 a and 106 b are ion doping regions 141 doped with metal ions. Examples of metal materials used for ion implantation include Ag, Au, Cu, Al, Li, Mg, Ti, Cr, Fe, Ni, Zn, Ge, Mo, Sn, W, Pt, and Pb. In such an ion doping region 141, the crystal structure is disordered. Since the central portion 15 and the connecting portions 106a and 106b have the same height, energy caused by vibration generated in the central portion 15 easily leaks from the connecting portions 106a and 106b. However, the connecting portions 106a and 106b have an ion doping region 141. Since the formed crystals of the connecting portions 106a and 106b are broken, the vibration energy of the central portion 15 can be confined.

水晶振動片10では、中央部15、接続部106a、106b、支持部101a、101bが同じ高さに形成されることにより、励振電極及び引出電極が切り欠きや溝等の上に形成されることがなく、引出電極が断線することが防がれている。また、中央部15の周りに周辺部16が形成されること、及び接続部106a、106bにイオンドーピング領域141が形成されることにより、中央部15に振動エネルギーを閉じ込めることができる。そのため、水晶振動片10の振動特性を劣化させることなく優れた状態に保つことができる。すなわち、水晶振動片10が優れた振動特性を有する事ができる。   In the crystal vibrating piece 10, the central portion 15, the connecting portions 106 a and 106 b, and the support portions 101 a and 101 b are formed at the same height, so that the excitation electrode and the extraction electrode are formed on a notch or a groove. This prevents the lead electrode from being disconnected. Further, by forming the peripheral portion 16 around the central portion 15 and forming the ion doping region 141 in the connecting portions 106a and 106b, vibration energy can be confined in the central portion 15. Therefore, it is possible to maintain an excellent state without deteriorating the vibration characteristics of the quartz crystal vibrating piece 10. That is, the quartz crystal vibrating piece 10 can have excellent vibration characteristics.

水晶振動片10では、イオン注入により金属材料が接続部106a、106bに注入されたが、他の方法により接続部106a、106bから振動エネルギーが流出することを防いでも良い。例えば、接続部106a、106bにレーザビームを照射して非晶質化し、接続部106a、106bに非晶質領域を形成しても良い。接続部106a、106bの非晶質化では、例えばエキシマレーザーを接続部106a、106bに照射することにより行う。非晶質化された領域は単結晶状態が壊されるため中央部15から振動エネルギーが漏れ出すことを防ぐことができる。また、レーザー照射により接続部106a、106bをα―β転移点以上の温度に加熱して水晶の電気軸を反転させ、双晶化することにより行っても良い。接続部106a、106bに双晶化された双晶領域を形成することによっても中央部15から振動エネルギーが漏れ出すことを防ぐことができる。   In the crystal vibrating piece 10, the metal material is injected into the connection portions 106a and 106b by ion implantation. However, the vibration energy may be prevented from flowing out from the connection portions 106a and 106b by other methods. For example, the connection portions 106a and 106b may be made amorphous by irradiation with a laser beam, and amorphous regions may be formed in the connection portions 106a and 106b. The connection portions 106a and 106b are made amorphous by, for example, irradiating the connection portions 106a and 106b with an excimer laser. In the amorphous region, the single crystal state is broken, so that vibration energy can be prevented from leaking from the central portion 15. Alternatively, the connection portions 106a and 106b may be heated to a temperature equal to or higher than the α-β transition point by laser irradiation to invert the electric axis of the crystal and to form twins. It is also possible to prevent vibration energy from leaking out from the central portion 15 by forming twinned twin regions in the connecting portions 106a and 106b.

また、水晶振動片10では接続部106a、106bのみにイオン注入がなされてイオンドーピング領域141が形成されたが、接続部106a、106bのみではなく中央部15を囲む周辺部16及び支持部101a、101bにもイオンドーピング領域141が形成されてもよい。   Further, in the quartz crystal resonator element 10, ions are implanted only in the connection portions 106 a and 106 b to form the ion doping region 141, but not only the connection portions 106 a and 106 b but also the peripheral portion 16 surrounding the central portion 15 and the support portion 101 a, An ion doping region 141 may also be formed in 101b.

(第2実施形態)
水晶振動片では、中央部及びその周囲が中央部の中心を通りZ’軸方向に伸びる直線に対して線対称になるように形成されても良い。以下に中央部及びその周囲が線対称に形成された水晶振動片20について説明する。また、以下の実施例では、第1実施形態と同じ部分に関しては第1実施形態と同じ符号を用いてその説明を省略する。
(Second Embodiment)
The quartz crystal resonator element may be formed so that the central portion and the periphery thereof are line-symmetric with respect to a straight line that passes through the center of the central portion and extends in the Z′-axis direction. Hereinafter, the crystal vibrating piece 20 in which the central portion and the periphery thereof are formed in line symmetry will be described. In the following examples, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

<水晶振動片20の構成>
図3(a)は、水晶振動片20の平面図である。水晶振動片10は、中央部15と同じ高さの領域として接続部106a、106b及び支持部101a、101bが形成されていたが、水晶振動片20ではさらに中央部15と同じ高さの3つ目の領域として第3領域206a、206bが形成されている。第3領域206aは上面、第3領域206bは下面に形成されている。第3領域206aは中央部15に接続され、X軸方向及びZ’軸方向の幅が接続部106aと等しくなるように形成されている。第3領域206aは、中央部15を挟んで接続部106aの鏡映対称となる位置に形成されている。また、水晶振動片20は、中央部15の中心を通りX軸方向に伸びる直線に対して回転対称となるように形成されている。すなわち、水晶振動片20の上面と下面とは同形状に形成され、下面においてもX軸方向及びZ’軸方向の幅が接続部106bと等しく中央部15の中心を通りZ’軸方向に伸びる直線に対して線対称となる位置に第3領域206bが形成される。
<Configuration of Crystal Vibrating Piece 20>
FIG. 3A is a plan view of the crystal vibrating piece 20. In the crystal vibrating piece 10, the connection portions 106 a and 106 b and the support portions 101 a and 101 b are formed as regions having the same height as the central portion 15, but in the crystal vibrating piece 20, three pieces having the same height as the central portion 15 are further formed. Third regions 206a and 206b are formed as eye regions. The third region 206a is formed on the upper surface, and the third region 206b is formed on the lower surface. The third region 206a is connected to the central portion 15 and formed so that the widths in the X-axis direction and the Z′-axis direction are equal to the connection portion 106a. The third region 206a is formed at a position where the connecting portion 106a is mirror-symmetrical with the central portion 15 in between. The quartz crystal vibrating piece 20 is formed so as to be rotationally symmetric with respect to a straight line that passes through the center of the central portion 15 and extends in the X-axis direction. That is, the upper surface and the lower surface of the quartz crystal vibrating piece 20 are formed in the same shape, and the widths in the X-axis direction and the Z′-axis direction are also equal to the connecting portion 106 b on the lower surface and extend in the Z′-axis direction through the center of the central portion 15. The third region 206b is formed at a position that is line symmetric with respect to the straight line.

図3(b)は、図3(a)のC−C断面図である。水晶振動片20では、図3(b)に示されるように、接続部106a、中央部15、第3領域206a、及び支持部101aの高さが等しく形成されている。そのため、水晶振動片10と同様に引出電極105aが切り欠きや溝等の上に形成されることがなく、引出電極が断線することが防がれている。また、中央部15において接続部106aのX軸方向に対称となる位置に第3領域206aが形成されている。その為、水晶振動片20では中央部15の周囲の対称性が増している。   FIG.3 (b) is CC sectional drawing of Fig.3 (a). In the quartz crystal resonator element 20, as shown in FIG. 3B, the heights of the connection portion 106a, the central portion 15, the third region 206a, and the support portion 101a are formed to be equal. For this reason, the extraction electrode 105a is not formed on a cutout, a groove, or the like as in the case of the quartz crystal vibrating piece 10, and the extraction electrode is prevented from being disconnected. In addition, a third region 206a is formed at a position that is symmetrical in the X-axis direction of the connecting portion 106a in the central portion 15. For this reason, in the crystal vibrating piece 20, the symmetry around the central portion 15 is increased.

中央部15では、中央部15の形状及び中央部15の周囲の形状が振動エネルギーの閉じ込めに影響する。水晶振動片20では図3(a)及び図3(b)に示されるように、接続部106aと第3領域206aとが中央部15を挟んで鏡映対称となる位置に形成されている。そのため、中央部15の対称性が増し、水晶振動片20の振動特性が改善される。   In the central portion 15, the shape of the central portion 15 and the shape around the central portion 15 affect the confinement of vibration energy. As shown in FIGS. 3A and 3B, in the crystal vibrating piece 20, the connecting portion 106 a and the third region 206 a are formed at positions that are mirror-symmetric with respect to the central portion 15. Therefore, the symmetry of the central portion 15 increases and the vibration characteristics of the quartz crystal vibrating piece 20 are improved.

(第3実施形態)
水晶振動片には、フレームが形成されていても良い。以下に、フレームを有する水晶振動片が用いられた水晶デバイスについて説明する。また、第1実施形態及び第2実施形態と同一の部分に関しては、第1実施形態及び第2実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
(Third embodiment)
A frame may be formed on the crystal vibrating piece. Hereinafter, a quartz crystal device using a quartz crystal vibrating piece having a frame will be described. Moreover, about the same part as 1st Embodiment and 2nd Embodiment, the same code | symbol as 1st Embodiment and 2nd Embodiment is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

<水晶デバイス300の構成>
図4は、水晶デバイス300の分解斜視図である。水晶デバイス300は、水晶振動片30と、リッド板31と、ベース板32と、により形成されている。リッド板31は、−Y’軸側の面の中央領域に+Y’軸側に凹んだ凹部311が形成されている。また、凹部311の周りには、接合面312が形成されている。
<Configuration of Crystal Device 300>
FIG. 4 is an exploded perspective view of the quartz crystal device 300. The crystal device 300 is formed by the crystal vibrating piece 30, the lid plate 31, and the base plate 32. The lid plate 31 has a recess 311 that is recessed toward the + Y′-axis side in the central region of the surface at the −Y′-axis side. A bonding surface 312 is formed around the recess 311.

水晶振動片30は、振動部301と、空間を隔てて振動部301を囲むフレーム302と、振動部301とフレーム302とを連結する連結部303と、により形成されている。振動部301とフレーム302との間の空間は、水晶振動片30をY’軸方向に貫通する貫通溝304となっている。連結部303は、振動部301の−X軸側の辺の+Z’軸側及び+X軸側の辺の−Z’軸側に連結され、さらにフレーム302に連結されている。フレーム302には、フレーム302の−X軸側の辺の外側側面及び+X軸側の辺の外側側面にはフレームキャスタレーションが形成されている。フレーム302の−X軸側の+Z’軸側にはフレームキャスタレーション302aが形成され、−X軸側の−Z’軸側にはフレームキャスタレーション302bが形成され、+X軸側の−Z’軸側にはフレームキャスタレーション302cが形成され、+X軸側の+Z’軸側にはフレームキャスタレーション302dが形成されている。また、振動部301の+Y’軸側の面には励振電極305aが形成され、−Y’軸側の面には励振電極305bが形成されている。励振電極305aは、引出電極306a及びフレームキャスタレーション302aに形成される側面電極307aを介してフレーム302の−Y’軸側の電極パッド308aに電気的に接続される。また、励振電極305bは、引出電極306bを介してフレーム302の−Y’軸側の電極パッド308bに電気的に接続される。   The quartz crystal vibrating piece 30 is formed by a vibrating part 301, a frame 302 that surrounds the vibrating part 301 with a space therebetween, and a connecting part 303 that connects the vibrating part 301 and the frame 302. A space between the vibrating portion 301 and the frame 302 is a through groove 304 that penetrates the crystal vibrating piece 30 in the Y′-axis direction. The connecting portion 303 is connected to the + Z′-axis side of the −X-axis side of the vibrating portion 301 and the −Z′-axis side of the + X-axis side, and is further connected to the frame 302. In the frame 302, frame castellations are formed on the outer side surface of the side on the −X axis side of the frame 302 and the outer side surface of the side on the + X axis side. A frame castellation 302a is formed on the + Z ′ axis side of the frame 302 on the −X axis side, a frame castellation 302b is formed on the −Z ′ axis side of the −X axis side, and a −Z ′ axis on the + X axis side. A frame castellation 302c is formed on the side, and a frame castellation 302d is formed on the + Z′-axis side on the + X-axis side. An excitation electrode 305a is formed on the surface on the + Y′-axis side of the vibration unit 301, and an excitation electrode 305b is formed on the surface on the −Y′-axis side. The excitation electrode 305a is electrically connected to the electrode pad 308a on the −Y′-axis side of the frame 302 via the extraction electrode 306a and the side surface electrode 307a formed on the frame castellation 302a. The excitation electrode 305b is electrically connected to the electrode pad 308b on the −Y′-axis side of the frame 302 via the extraction electrode 306b.

ベース板32には、+Y’軸側の面の中央領域で−Y’軸側に凹む凹部321が形成されている。また、凹部321の周りを囲むように接合面326が形成されている。また、ベース板32の+X軸側及び−X軸側の側面にはベース板32の中央に凹むようにベースキャスタレーション322a〜323dが形成されている。ベース板32の−X軸側の+Z’軸側にはベースキャスタレーション322aが形成され、−X軸側の−Z’軸側にはベースキャスタレーション322bが形成され、+X軸側の−Z’軸側にはベースキャスタレーション322cが形成され、+X軸側の+Z’軸側にはベースキャスタレーション322dが形成されている。ベースキャスタレーション322a及びベースキャスタレーション322cの+Y’軸側の面の周囲には、接続電極324a及び接続電極324bが形成されている。また、接続電極324a及び接続電極324bは、ベースキャスタレーション322a及びベースキャスタレーション322cに形成される側面電極323a及び側面電極323cを介してベース板32の−Y’軸側の面に形成される外部電極325a及び外部電極325c(不図示)に電気的に接続される。また、ベースキャスタレーション322b及びベースキャスタレーション322dに形成される側面電極323b及び側面電極323dは、それぞれ外部電極325b及び外部電極325dに電気的に接続されている。   The base plate 32 is formed with a recess 321 that is recessed toward the −Y ′ axis in the central region of the surface at the + Y ′ axis. Further, a bonding surface 326 is formed so as to surround the recess 321. Base castellations 322 a to 323 d are formed on the side surfaces of the base plate 32 on the + X axis side and the −X axis side so as to be recessed in the center of the base plate 32. A base castellation 322a is formed on the + Z ′ axis side of the base plate 32 on the −X axis side, a base castellation 322b is formed on the −Z ′ axis side of the −X axis side, and −Z ′ on the + X axis side. A base castellation 322c is formed on the axis side, and a base castellation 322d is formed on the + Z ′ axis side on the + X axis side. A connection electrode 324a and a connection electrode 324b are formed around the surface on the + Y′-axis side of the base castellation 322a and the base castellation 322c. The connection electrode 324a and the connection electrode 324b are externally formed on the surface on the −Y′-axis side of the base plate 32 via the side electrode 323a and the side electrode 323c formed on the base castellation 322a and the base castellation 322c. It is electrically connected to the electrode 325a and the external electrode 325c (not shown). Further, the side electrode 323b and the side electrode 323d formed on the base castellation 322b and the base castellation 322d are electrically connected to the external electrode 325b and the external electrode 325d, respectively.

水晶デバイス300は、リッド板31の接合面312及びフレーム302の+Y’軸側の面が封止材(不図示)で接合され、ベース板32の接合面326及びフレーム302の−Y’軸側の面が封止材で接合されることにより形成される。ベース板32の接合面326とフレーム302の−Y’軸側の面とが接合される際には、電極パッド308aと接続電極324aとが電気的に接合され、電極パッド308bと接続電極324bとが電気的に接合される。   In the quartz crystal device 300, the bonding surface 312 of the lid plate 31 and the surface on the + Y′-axis side of the frame 302 are bonded with a sealing material (not shown), and the bonding surface 326 of the base plate 32 and the −Y′-axis side of the frame 302. These surfaces are joined by a sealing material. When the joint surface 326 of the base plate 32 and the surface on the −Y′-axis side of the frame 302 are joined, the electrode pad 308a and the connection electrode 324a are electrically joined, and the electrode pad 308b and the connection electrode 324b are electrically joined. Are electrically joined.

図5(a)は、水晶振動片30の平面図である。水晶振動片30の振動部301は、励振電極305a及び励振電極305bが形成される中央部301aと、中央部301aの周囲に形成される周辺部301bと、により形成される。中央部301aの+Y’軸側の面には励振電極305aが形成されており、励振電極305は、連結部303に形成される引出電極306aを介してフレーム302に引き出されている。   FIG. 5A is a plan view of the quartz crystal vibrating piece 30. The vibration part 301 of the quartz crystal vibrating piece 30 is formed by a central part 301a where the excitation electrode 305a and the excitation electrode 305b are formed, and a peripheral part 301b formed around the central part 301a. An excitation electrode 305 a is formed on the surface of the central portion 301 a on the + Y′-axis side, and the excitation electrode 305 is extracted to the frame 302 via an extraction electrode 306 a formed on the coupling portion 303.

図5(b)は、図5(a)のD−D断面図である。水晶振動片30では、中央部301aとフレーム302とがY’軸方向に同じ厚さに形成されており、周辺部301bは中央部301a及びフレーム302よりもY’軸方向に厚さが薄く形成されている。また、励振電極305a及び励振電極305bは中央部301aに形成されている。   FIG.5 (b) is DD sectional drawing of Fig.5 (a). In the crystal vibrating piece 30, the central portion 301 a and the frame 302 are formed to have the same thickness in the Y′-axis direction, and the peripheral portion 301 b is formed to be thinner in the Y′-axis direction than the central portion 301 a and the frame 302. Has been. The excitation electrode 305a and the excitation electrode 305b are formed in the central portion 301a.

図5(c)は、図5(a)のE−E断面図である。水晶振動片30では、連結部303の厚さも中央部301及びフレーム302と同じ厚さに形成されている。そのため、水晶振動片30の上面又は下面に形成される各励振電極、引出電極、及び電極パッドは、平坦な面上で互いに接続されて形成されている。これにより、引出電極が形成される領域に段差が生じず、引出電極が断線することが防がれている。また、水晶振動片30では、連結部303の上面及び下面にイオンドーピング領域141が形成されている。   FIG.5 (c) is EE sectional drawing of Fig.5 (a). In the crystal vibrating piece 30, the connecting portion 303 is formed to have the same thickness as the central portion 301 and the frame 302. Therefore, each excitation electrode, extraction electrode, and electrode pad formed on the upper surface or the lower surface of the crystal vibrating piece 30 are connected to each other on a flat surface. Thereby, a level | step difference does not arise in the area | region in which an extraction electrode is formed, but it is prevented that the extraction electrode disconnects. Further, in the crystal vibrating piece 30, ion doping regions 141 are formed on the upper surface and the lower surface of the connecting portion 303.

水晶振動片30では、励振電極305a、305bが形成される中央部301aが周辺部301bよりも厚く形成されていること、及び中央部301aに連結され中央部301aと同じ高さに形成されている連結部303に金属イオンがドーピングされたイオンドーピング領域141となっていることにより、中央部301aで発生した振動によるエネルギーが中央部301aから漏れ出すことが防がれている。その為、中央部301a全体において振動によるエネルギーを閉じ込めることができ、水晶振動片30の振動特性を優れた状態に保つことができる。   In the crystal vibrating piece 30, the central portion 301a where the excitation electrodes 305a and 305b are formed is formed thicker than the peripheral portion 301b, and is connected to the central portion 301a and formed at the same height as the central portion 301a. Since the coupling portion 303 is an ion doping region 141 in which metal ions are doped, energy due to vibration generated in the center portion 301a is prevented from leaking from the center portion 301a. Therefore, energy by vibration can be confined in the entire central portion 301a, and the vibration characteristics of the quartz crystal vibrating piece 30 can be maintained in an excellent state.

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。   As described above, the optimal embodiment of the present invention has been described in detail. However, as will be apparent to those skilled in the art, the present invention can be implemented with various modifications and variations within the technical scope thereof.

例えば、上記の実施形態では圧電振動片にATカットの水晶振動片である場合を示したが、同じように厚みすべりモードで振動するBTカットの水晶振動片などであっても同様に適用できる。さらに圧電振動片は水晶材のみならず、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムあるいは圧電セラミックを含む圧電材に基本的に適用できる。   For example, in the above-described embodiment, the case where the piezoelectric vibrating piece is an AT-cut crystal vibrating piece has been described. However, the present invention can be similarly applied to a BT-cut quartz vibrating piece that vibrates in the thickness-slip mode. Further, the piezoelectric vibrating piece can be basically applied not only to a crystal material but also to a piezoelectric material including lithium tantalate, lithium niobate, or piezoelectric ceramic.

10、20、30 … 水晶振動片
11、31 … リッド板
12、32 … ベース板
15 … 中央部
16 … 周辺部
100、300 … 水晶デバイス
101a、101b … 支持部
102a、102b … 励振電極
103a、103b … 引出電極
104a、104b … 側面電極
105a、105b … 電極パッド
106a、106b … 接続部
111 … リッド凹部
116 … 第2端面
121 … ベース凹部
122a〜122d、322a〜323d … ベースキャスタレーション
123a〜123d … ベース側面電極
124a、124b … 接続電極
125a〜125d … 外部電極
126a … 第1端面
126b … 実装面
140 … 低融点ガラス
141 … イオンドーピング領域
206a、206b … 第3領域
301 … 振動部
302 … フレーム
302a〜302b … フレームキャスタレーション
303 … 連結部
304 … 貫通溝
312、326 … 接合面
10, 20, 30... Crystal resonator element 11, 31... Lid plate 12, 32... Base plate 15 .. center part 16 .. peripheral part 100, 300 .. crystal device 101 a, 101 b ... support part 102 a, 102 b. ... Extraction electrodes 104a and 104b ... Side electrodes 105a and 105b ... Electrode pads 106a and 106b ... Connection part 111 ... Lid recess 116 ... Second end face 121 ... Base recesses 122a to 122d, 322a to 323d ... Base castellations 123a to 123d ... Base Side electrodes 124a, 124b ... connection electrodes 125a-125d ... external electrodes 126a ... first end face 126b ... mounting surface 140 ... low melting point glass 141 ... ion doping regions 206a, 206b ... third region 301 ... vibration part 302 ... frame 302a to 302b ... Frame castellation 303 ... Connection part 304 ... Through grooves 312, 326 ... Bonding surface

Claims (7)

両主面間が第1厚さの中央部とこの中央部を囲むように形成され前記第1厚さより薄い第2厚さの周辺部とを有するメサ型の水晶振動片であって、
前記両主面の中央部にそれぞれ形成される励振電極と、
前記両主面に前記励振電極から周辺部までそれぞれ引き出される一対の引出電極と、
前記引出電極に接続する一対の電極パッドと、を有し、
前記引出電極が形成される第1領域及び前記電極パッドが形成される第2領域は、前記中央部と同じ高さで形成され、
前記第1領域は、金属イオンがドーピングされたイオンドーピング領域、水晶の結晶軸が反転した双晶領域、又は水晶の単結晶状態が壊された非晶質領域であるメサ型の水晶振動片。
A mesa-type quartz crystal vibrating piece having a central portion of a first thickness between both main surfaces and a peripheral portion of a second thickness that is formed to surround the central portion and is thinner than the first thickness,
Excitation electrodes respectively formed in the central portions of the two main surfaces;
A pair of extraction electrodes respectively drawn from the excitation electrode to the peripheral part on both the main surfaces;
A pair of electrode pads connected to the extraction electrode,
The first region where the extraction electrode is formed and the second region where the electrode pad is formed are formed at the same height as the central portion,
The mesa-type quartz crystal vibrating piece, wherein the first region is an ion-doped region doped with metal ions, a twin region where the crystal axis of the crystal is inverted, or an amorphous region where the single crystal state of the crystal is broken.
前記第2領域は、前記イオンドーピング領域、前記双晶領域、又は前記非晶質領域である請求項1に記載のメサ型の水晶振動片。   2. The mesa crystal resonator element according to claim 1, wherein the second region is the ion doping region, the twin region, or the amorphous region. 前記中央部を挟み、前記第1領域の前記中央部に対する鏡映対称となる位置に、前記第1領域と同形状の第3領域が形成され、
前記第3領域は、前記イオンドーピング領域、前記双晶領域、又は前記非晶質領域である請求項1又は請求項2に記載のメサ型の水晶振動片。
A third region having the same shape as the first region is formed at a position that is mirror-symmetric with respect to the central portion of the first region with the central portion interposed therebetween,
3. The mesa crystal resonator element according to claim 1, wherein the third region is the ion doping region, the twin region, or the amorphous region.
前記水晶振動片は、前記中央部及び前記周辺部により形成される振動部と、空間を隔てて前記振動部を取り囲むフレームと、前記振動部と前記フレームとを連結する連結部と、を有し、
前記一対の引出電極は、前記連結部及び前記フレームを介して引き出され、
前記電極パッドは前記フレームに形成される請求項1に記載の水晶振動片。
The quartz crystal resonator element includes a vibrating portion formed by the central portion and the peripheral portion, a frame that surrounds the vibrating portion with a space therebetween, and a connecting portion that connects the vibrating portion and the frame. ,
The pair of extraction electrodes are extracted through the connection portion and the frame,
The crystal vibrating piece according to claim 1, wherein the electrode pad is formed on the frame.
前記フレームの厚さは、前記第1厚さである請求項4に記載の水晶振動片。   The quartz crystal resonator element according to claim 4, wherein a thickness of the frame is the first thickness. 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と、
前記水晶振動片を載置するベース板と、
前記ベース板に接合するリッド板と、を備える水晶デバイス。
The quartz crystal vibrating piece according to any one of claims 1 to 3,
A base plate on which the crystal vibrating piece is placed;
A crystal device comprising: a lid plate joined to the base plate.
請求項4又は請求項5に記載の水晶振動片と、
前記フレームの一方の主面に接合するベース板と、
前記フレームの他方の主面に接合するリッド板と、を備える水晶デバイス。
The quartz crystal resonator element according to claim 4 or 5,
A base plate joined to one main surface of the frame;
And a lid plate bonded to the other main surface of the frame.
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