JP2016034061A - 水晶素子および水晶デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】上下方向の厚みが異なる振動部と固定部とを有しており、固定部による振動部の振動への影響を低減させクリスタルインピーダンス値をより小さくすることができる水晶素子と水晶デバイスを提供する。
【解決手段】略矩形形状で平板状の振動部１１１ａと、振動部１１１ａよりも厚みが厚い略矩形形状で平板状の固定部１１１ｂと、振動部１１１ａと固定部１１１ｂとの間に位置し振動部１１１ａと固定部１１１ｂと一体的に設けられ、略矩形形状で平板状の緩衝部１１１ｃと、上下方向の厚みが振動部１１１ａから固定部１１１ｂに向かう向きに従って厚くなるように、緩衝部１１１ｃに設けられている傾斜部１１１ｃと、振動部１１１ａに設けられている一対の励振電極部１１３と、固定部１１１ｂに設けられている一対の引出部１１４と、一端が励振電極部１１３に接続され他端が引出部１１４に接続されている一対の配線部１１５と、からなることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、水晶素子および水晶デバイスに関する。

水晶デバイスは、例えば、基板と蓋体とが接合され、基板と蓋体とで形成される空間内に、基板上面に実装されている水晶素子が気密封止された構成となっている。水晶デバイスに用いられる水晶素子は、水晶片と、水晶片に設けられている励振電極、引出部および配線部とからなり、引出部から電圧が印加されると、配線部を介して励振電極に電圧が印加され励振電極によって水晶片の一部が逆圧電効果および圧電効果によって振動する構成となっている（例えば、特許文献１参照）。

高い周波数帯の水晶デバイスで用いられる水晶片は、振動部と、振動部より十分上下方向の厚みが厚い固定部とが一体となるように形成されている。このような水晶素子は、振動部の上下面に励振電極が設けられており、固定部の下面に引出部が設けられており、引出部と励振電極とを電気的に接続するように配線部が設けられている。振動部は、略矩形形状の平板状となっている。また、固定部は、略矩形形状の平板状となっており、振動部の上下方向の厚みより厚くなっている。また、固定部は、水晶片を平面視して、振動部の一辺の縁部に沿って形成されている。従って、このような水晶片は、上下方向の厚みの異なる振動部および固定部が、水晶部材によって一体的に形成されており、振動部と固定部とが直接接触している状態となっている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１４−１１６４７号公報 特開２００１−１４４５７８号公報

従来の水晶素子は、上下方向の厚みが異なることで振動のしやすさが異なる水晶部材が用いられ、固定部および振動部が形成されており、平面視し、振動部の一辺の縁部に沿って、振動部より上下方向の厚みが厚い固定部が振動部と一体となるように形成されている。従って、従来の水晶素子では、固定部と振動部において振動のしやすさが大きく異なっている。このため、従来の水晶素子では、振動部の縁部において振動部の振動が急激に減衰するとともに、固定部により振動部の振動が阻害されてしまうこととなる。この結果、従来の水晶素子では、クリスタルインピーダンス値が大きくなってしまう虞がある。

本発明では、上下方向の厚みが異なる振動部と固定部とを有しており、固定部による振動部の振動への影響を低減させクリスタルインピーダンス値をより小さくすることができる水晶素子および水晶デバイスを提供することを目的とする。

前述した課題を解決するために、本発明に係る水晶素子は、略矩形形状で平板状の振動部と、振動部よりも上下方向の厚みが厚い略矩形形状で平板状の固定部と、振動部と固定部との間に位置し振動部と固定部と一体的に設けられ、略矩形形状で平板状の緩衝部と、上下方向の厚みが振動部から固定部に向かう向きに従って厚くなるように、緩衝部に設けられている傾斜部と、振動部に設けられている一対の励振電極部と、固定部に設けられている一対の引出部と、一端が励振電極部に接続され他端が引出部に接続されている一対の配線部と、からなることを特徴とする。

本発明に係る水晶素子は、上下方向の厚みが異なる振動部と固定部との間に平板状の緩衝部が設けられており、この緩衝部に振動部側から固定部側にかけて徐々に上下方向の厚みが厚くなっている傾斜部が設けられている。従って、本発明に係る水晶素子は、固定部と振動部との間に、傾斜部および緩衝部が一体となるように設けられており、この緩衝部と傾斜部とを合わせた上下方向の厚みが振動部から固定部へ向かって徐々に厚くなっている。このため、本発明に係る水晶素子は、振動部の振動を固定部側へ向かうにつれて徐々に減衰させることができつつ、固定部による振動部の振動への阻害を軽減させることができる。この結果、本発明に係る水晶素子は、緩衝部および傾斜部により、固定部による振動部の振動への影響を抑えつつ、クリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることを可能としている。

本実施形態の水晶素子の斜視図である。 （ａ）は、本実施形態の水晶素子を上面から視た平面図であり、（ｂ）は、本実施形態の水晶素子の下面を上面から透視した平面図であり、（ｃ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面の断面図であり、（ｄ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面の断面図である。 本実施形態の水晶デバイスの斜視図である。 図３のＣ−Ｃ断面の断面図である。 （ａ）は、本実施形態の変形例の水晶素子を上面から視た平面図であり、（ｂ）は、本実施形態の変形例の水晶素子の下面を上面から透視した平面図であり、（ｃ）は、図５（ａ）のＤ−Ｄ断面の断面図である。

本実施形態に係る水晶素子１１０は、図１〜図４に示したように、安定した機械振動を得ることができ、電子機器等の基準信号を発信するためのものである。水晶素子１１０は、振動部１１１ａ、固定部１１１ｂ、緩衝部１１１ｃおよび傾斜部１１１ｄからなる水晶片１１１と、この水晶片１１１に形成されており、励振電極部１１３、引出部１１４および配線部１１５からなる金属膜と、から構成されている。また、水晶素子１１０が水晶デバイスに用いられる場合、図４に示すように、水晶素子１１０の金属膜、具体的には、引出部１１４が、導電性接着剤１４０によって基板１２０の搭載パッド１２１と電気的に接着され、水晶素子１１０が基板１２０の上面に実装される。その後、基板１２０と蓋体１３０とが接合されて、基板１２０と蓋体１３０とで形成される空間内に基板１２０に実装されている水晶素子１１０が気密封止される。

水晶片１１１は、振動部１１１ａ、固定部１１１ｂ、緩衝部１１１ｃおよび傾斜部１１１ｄから構成されており、振動部１１１ａと固定部１１１ｂの間に緩衝部１１１ｃおよび傾斜部１１１ｄが重なるように形成されている。また、水晶片１１１は、振動部１１１ａと固定部１１１ｂとの間に、貫通穴１１２が形成されている。また、水晶片１１１は、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて、振動部１１１ａ、固定部１１１ｂ、緩衝部１１１ｃおよび傾斜部１１１ｄが一体的に形成されている。このとき、傾斜部１１１ｄは、水晶部材の結晶軸との位置関係によってエッチングのされ方が異なることを利用し形成されている。

振動部１１１ａは、安定した機械振動をする圧電材料が用いられ、例えば、水晶部材が用いられており、略矩形形状の平板状に形成されている。振動部１１１ａは、互いに直交しているＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有しており、振動部１１１ａの主面が、Ｘ軸およびＺ軸に平行となっている面を、Ｘ軸を中心にＸ軸の負の方向を見て反時計回りに回転させた面と平行となっている。例えば、振動部１１１ａの主面は、Ｘ軸およびＺ軸に平行となっている面を、Ｘ軸を中心にＸ軸の負の方向を見て反時計回りに約３７°回転させた面と平行となっている。

ここで、図面に合わせて、水晶素子１１０を基板１２０に実装したとき、基板１２０を向く振動部１１１ａの面を振動部１１１ａの下面とし、この振動部１１１ａの下面と反対側を向く振動部１１１ａの面を振動部１１１ａの上面とする。また、振動部１１１ａの上面および振動部１１１ａの下面を振動部１１１ａの主面とする。また、振動部１１１ａの両主面につながっている面を振動部１１１ａの側面とする。

振動部１１１ａの両主面には、一対の励振電部１１３が設けられている。振動部１１１ａは、この一対の励振電極部１１３に電圧が印加されると、励振電極部１１３に挟まれている振動部１１１ａの一部が、逆圧電効果および圧電効果により所定の周波数で厚みすべり振動をする。一般的に、厚みすべり振動の周波数は、振動部１１１ａの上下方向の厚みによって厚みすべり振動のしやすさが異なるため、振動部１１１ａの上下方向の厚みによって決定される。具体的には、振動部１１１ａの上下方向の厚みが薄い程、振動部１１１ａの厚みすべり振動の周波数が高くなる傾向がある。このため、振動部１１１ａの厚みすべり振動の周波数が高い場合、振動部１１１ａの上下方向の厚みが薄く、厚みすべり振動がしやすくなり、励振電極部１１３に挟まれている振動部１１１ａの一部が振動しているときに振動部１１１ａの縁部まで厚みすべり振動している。

振動部１１１ａは、前述したように略矩形形状の平板状となっており、平面して、長辺の長さが０．８〜４．０ｍｍとなっており、短辺の長さが０．６〜２．８ｍｍとなっている。また、振動部１１１ａの上下方向の厚みは、５〜２２μｍとなっている。

固定部１１１ｂは、水晶素子１１０を基板１２０等に実装するときに、保持部材、具体的には、導電性接着剤１４０によって基板１２０等に接着、保持されるためのものである。固定部１１１ｂの下面には、一対の引出部１１４（１１４ａ、１１４ｂ）が並んで設けられており、この一対の引出部１１４が基板１２０の搭載パッド１２１と導電性接着剤１４０によって電気的に接着されている。これにより、水晶素子１１０が基板１２０に保持され実装される。

ここで、図面に合わせて、水晶素子１１０を基板１２０に実装するとき、基板１２０を向く固定部１１１ｂの面を固定部１１１ｂの下面とし、固定部１１１ｂの下面と反対側を向く固定部１１１ｂの面を固定部１１１ｂの上面とする。また、固定部１１１ｂの下面および固定部１１１ｂの上面を固定部１１１ｂの主面とする。また、固定部１１１ｂの両主面につながっている面を固定部１１１ｂの側面とする。

固定部１１１ｂは、略矩形形状の平板状となっており、水晶素子１１０を平面視して、振動部１１１ａの所定の一辺に沿って設けられており、例えば、固定部１１１ｂの上面が振動部１１１ａの上面と同一平面上に位置するように設けられている。固定部１１１ｂは、上下方向の厚みが、振動部１１１ａの上下方向の厚みより少なくとも２倍以上の厚みとなっている。このため、吸着ノズル等で吸引し水晶素子１１０を移動させる場合、振動部１１１ａの上下方向の厚みより厚い固定部１１１ｂを吸引することが可能となり、上下方向の厚みが振動部と固定部と同じとなっている水晶素子の場合のように吸引が原因による水晶素子の破損を低減させることができ、生産性を向上させることができる。また、水晶素子１１０を基板１２０等に実装するとき、上下方向の厚みが振動部と固定部と同じとなっている水晶素子を実装する場合と比較して、上下方向の厚みの差の分だけ振動部１１１ａを基板１２０から離れた位置にすることができるので、振動部１１１ａが基板１２０と接触することを低減させることが可能となる。

固定部１１１ｂは、前述したように略矩形形状の平板状となっており、平面視して、長辺の長さが０．６〜３．０ｍｍとなっており、短辺の長さが０．２６〜２．０ｍｍとなっている。また、固定部１１１ｂは、その上下方向の厚みが３０〜１００μｍとなっている。

固定部１１１ｂは、特に図示しないが、水晶素子１１０の上面を平面視して、固定部１１１ｂの長辺が振動部１１１ａの短辺の長さより長くなっていてもよい。固定部１１１ｂの長辺を振動部１１１ａの短辺より長くすることにより、固定部１１１ｂに設ける一対の引出部１１４の間隔を広くすることができ、実装時に、導電性接着剤１４０によって一対の引出部１１４が電気的に短絡することを低減させることが可能となる。また、固定部１１１ｂの長辺を振動部１１１ａの短辺より長くすることで、固定部１１１ｂの体積をより増やすことができ、水晶素子１１０の重心をより固定部１１１ｂ側にすることが可能となり、実装時に、振動部１１１ａの端部が基板１２０（図４参照）に接触することを低減させることが可能となる。

緩衝部１１１ｃは、後述する傾斜部１１１ｄを設けることによって、固定部１１１ｂによる振動部１１１ａの影響を軽減しつつ、振動部１１１ａの振動を徐々に減衰させるためのものである。また、緩衝部１１１ｃは、振動部１１１ａおよび固定部１１１ｂと一体的でかつ、矩形形状の平板状に形成されている。緩衝部１１１ｃは、例えば、緩衝部１１１ｃの上面が振動部１１１ａの上面および固定部１１１ｂの上面と同一平面上に位置するように設けられている。緩衝部１１１ｃは、その上下方向の厚みが振動部１１１ａの上下方向の厚みと同じとなっている。また、緩衝部１１１ｃは、振動部１１１ａと固定部１１１ｂとの間に設けられており、緩衝部１１１ｃの側面が振動部１１１ａの所定の一辺を含む側面と接しており、振動部１１１ａと接している面と反対側を向く緩衝部１１１ｃの面が固定部１１１ｂと接している。

ここで、図面に合わせて、水晶素子１１０を基板１２０に実装するとき、基板１２０を向く緩衝部１１１ｃの面を緩衝部１１１ｃの下面とし、緩衝部１１１ｃの下面と反対側を向く緩衝部１１１ｃの面を緩衝部１１１ｃの上面とする。また、緩衝部１１１ｃの下面および緩衝部１１１ｃの上面を緩衝部１１１ｃの主面とし、緩衝部１１１ｃの両主面につながっている緩衝部１１１ｃの面を緩衝部１１１ｃの側面とする。

緩衝部１１１ｃは、平面視して、振動部１１１ａと接している辺および固定部１１１ｂと接している辺の長さが０．３〜１．５ｍｍとなっており、振動部１１１ａと接している辺から固定部１１１ｂと接している辺までの長さが０．３〜０．７ｍｍとなっている。また、緩衝部１１１ｃの上下方向の厚みは、３０〜１００μｍとなっている。

傾斜部１１１ｄは、緩衝部１１１ｃに設けることによって、固定部１１１ｂによる振動部１１１ａの影響を低減しつつ、振動部１１１ａの振動を徐々に減衰させるためのものである。傾斜部１１１ｄは、振動部１１１ａ、固定部１１１ｂおよび緩衝部１１１ｃと一体的に形成されている。傾斜部１１１ｄは、緩衝部１１１ｃの下面に設けられており、振動部１１１ａの下面から固定部１１１ｂの下面にかけて徐々に上下方向の厚みが厚くなるように設けられている。傾斜部１１１ｄは、平面視して、振動部１１１ａと接している辺および固定部１１１ｂと接している辺の長さが０．３〜１．５ｍｍとなっている。

従って、水晶片１１１の上面を平面視すると、振動部１１１ａの所定の一辺に沿って緩衝部１１１ｃ、固定部１１１ｂの順に並んで設けられている。また、水晶片１１１の下面を平面視すると、振動部１１１ａの所定の一辺に沿って傾斜部１１１ｄ、固定部１１１ｂの順に並んで設けられている。振動部１１１ａから固定部１１１ｂにかけて上下方向の厚みが徐々に厚くなるように傾斜部１１１ｄが緩衝部１１１ｃの下面に設けられている。このため、本実施形態に係る水晶素子１１０で用いられる水晶片１１１は、振動部１１１ａが振動しているときに振動部１１１ａの縁部にまで漏れている厚みすべり振動が、緩衝部１１１ｃと傾斜部１１１ｄによって固定部１１１ｂに向かうにつれて厚みすべり振動を減衰させることができる。同様に、固定部１１１ｂによる振動部１１１ａの厚みすべり振動への阻害を軽減させることも可能となる。この結果、このような水晶片１１１を水晶素子１１０として用いる場合、緩衝部１１１ｃおよび傾斜部１１１ｄによって、振動部１１１ａの振動を徐々に減衰させることができつつ、固定部１１１ｂによる振動部１１１ａへの厚みすべり振動への阻害を軽減させることができ、クリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることが可能となる。

本実施形態に係る水晶素子１１０は、上記のような構成の水晶片１１１を用いることで、例えば、振動部と固定部の上下方向の厚みが同じとなっており、振動部の上下方向の厚みが１３μｍとなっている従来の水晶素子では５０〜１００Ωとなっていたクリスタルインピーダンス値を、２０〜５０Ω程度まで低減することが可能となった。このとき、本実施形態に係る水晶素子１１０で用いられる水晶片１１１の寸法は、振動部１１１ａの寸法が、長辺が０．９８ｍｍ、短辺が０．７８ｍｍ、上下方向の厚みが１３μｍとなっており、固定部１１１ｂの寸法が、長辺が０．７９ｍｍ、短辺が０．３５ｍｍ、上下方向の厚みが５０μｍとなっており、水晶素子１１０の上面を平面視して、振動部１１１ａから固定部１１１ｂまでの長さが０．０５ｍｍとなっている。

また、水晶片１１１は、振動部１１１ａの上面、固定部１１１ｂの上面および緩衝部１１１ｃの上面が同一平面上に位置している。前述したように、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって水晶片１１１を形成しており、さらに、傾斜部１１１ｄの傾斜面（振動部１１１ａの下面と固定部１１１ｂの下面とに接している傾斜部１１１ｄの面）は水晶部材の異方性を利用し形成している。このため、傾斜部１１１ｄの傾斜面の傾きは、振動部１１１ａの主面および固定部１１１ｂの主面と結晶軸との角度によって一定となる。従って、振動部１１１ａの上面、固定部１１１ｂの上面および緩衝部１１１ｃの上面を同一平面上に位置するようにすることで、振動部１１１ａと固定部１１１ｂの上下方向の厚みの差が同じであれば、緩衝部１１１ｃの両主面に傾斜部を設ける場合と比較して、振動部１１１ａから固定部１１１ｂまでの長さをより長くすることができる。この結果、振動部１１１ａが振動しているときに振動部１１１ａの縁部にまで漏れている厚みすべり振動を固定部１１１ｂに向かうにつれて厚みすべり振動をより緩やかに減衰させることができる。同様に、固定部１１１ｂによる振動部１１１ａの厚みすべり振動への阻害を軽減させることも可能となる。この結果、このような水晶片１１１を水晶素子１１０として用いる場合、緩衝部１１１ｃおよび傾斜部１１１ｄによって、振動部１１１ａの振動をより緩やかに徐々に減衰させることができつつ、固定部１１１ｂによる振動部１１１ａへの厚みすべり振動への阻害を軽減させることができ、クリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、水晶片１１１には、貫通穴１１２が形成されている。貫通穴１１２は、水晶片１１１の振動部１１１ａと固定部１１１ｂとの間であって振動部１１１ａから固定部１１１ｂにかけて徐々に厚みが厚くなっている箇所、具体的には、緩衝部１１１ｃおよび傾斜部１１１ｄに、設けられている。緩衝部１１１ｃおよび傾斜部１１１ｄに貫通穴１１２を形成することで、振動部１１１ａと緩衝部１１１ｃとが接している面積を小さくすることができる。従って、本発明の水晶素子１１０では、緩衝部１１１ｃが振動部１１１ａに接していることによる振動部１１１ａの振動への阻害を低減させることが可能となり、水晶素子１１０のクリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、貫通穴１１２は、水晶素子１１０の上面を平面視して、緩衝部１１１ｃの上面の中央部に形成されている。従って、水晶素子１１０の上面を平面したとき、振動部１１１ａの緩衝部１１１ｃ側を向く辺の中心付近は緩衝部１１１ｃと接しておらず、振動部１１１ａの緩衝部１１１ｃ側を向く辺の端部のみで振動部１１１ａと緩衝部１１１ｃとが接している状態となっている。一般的に、振動部１１１ａに設けられた一対の励振電極部１１３に電圧が印加されると、水晶素子１１０を平面視して、励振電極部１１３の中心または振動部１１１ａの中心で最も厚みすべり振動の変位量が大きく、励振電極部１１３の中心または振動部１１１ａの中心から円形、または、楕円形状に厚みすべり振動が減衰していき、振動部１１１ａの四隅に向かうにつれて厚みすべり振動の変位量が小さくなっていく。つまり、本実施形態に係る水晶素子１１０は、水晶素子１１０の上面を平面視して、緩衝部１１１ｃの上面の中央部に貫通穴１１２を形成することで、振動部１１１ａの固定部１１１ｂ側を向く辺の両端部のみで振動部１１１ａと緩衝部１１１ｃとを接する状態にし、励振電極部１１３に電圧が印加されたときに、振動部１１１ａの厚みすべり振動の変位量が少ない部分で振動部１１１ａと緩衝部１１１ｃとを接するようにしている。このため、緩衝部１１１ｃによる振動部１１１ａの厚みすべり振動への振動阻害を低減することが可能となる。この結果、本実施形態に係る水晶素子１１０は、水晶素子１１０のクリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、貫通穴１１２は、水晶素子１１０の上面を平面視して、その開口部が略矩形形状となっており、その開口部の四隅が円弧状となっている。このように、開口部の四隅を円弧状にし、貫通穴１１２の開口部に丸みを持たせることで、水晶素子１１０の外部から応力が加わったとき、貫通穴１１２の開口部に向かう向きに加わる応力が四隅に集中することを低減させることが可能となる。この結果、貫通穴１１２の開口部からクラック等の破損が生じることを低減させることができる。ここで、貫通穴１１２は、水晶素子１１０を平面視して、開口部が矩形形状となっており、長辺が０．３〜１．７８ｍｍとなっており、短辺が０．０１〜０．１２ｍｍとなっている。また、貫通穴１１２の開口部の四隅は、半径０．００５〜０．１２ｍｍのＲ面取りされた円弧形状となっている。

ここで、このような水晶片１１１の形成方法について説明する。まず、互いに直交しているＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有した水晶ウエハを用意する。このとき、水晶ウエハの主面が、Ｘ軸およびＺ軸に平行となっている面を、Ｘ軸を中心にＸ軸の負の方向を見て反時計回りに回転させた面、例えば、約３７°回転させた面と平行となっている。次に、水晶ウエハの両主面に金属膜をスパッタリング技術または真空蒸着技術を用いて形成し、この金属膜上に感光性レジストを塗布し、所定のパターンに露光、現像する。このとき、水晶ウエハの上面側を平面視すると、振動部１１１ａ、固定部１１１ｂおよび緩衝部１１１ｃとなる部分には感光性レジストが残っており、水晶ウエハの下面側を平面視すると、振動部１１１ａおよび傾斜部１１１ｄとなる部分では水晶ウエハの下面が露出した状態となっている。所定のパターンに現像されている水晶ウエハを所定のエッチング溶液に浸漬させ、水晶ウエハをエッチングする。これにより、複数の水晶片１１１がその一部が接続された状態で水晶ウエハ内に形成される。

励振電極部１１３（１１３ａ、１１３ｂ）は、振動部１１１ａに電圧を印加するためのものである。励振電極部１１３は、一対となっており、振動部１１１ａの両主面に互いが対向するように設けられている。また、励振電極部１１３は、水晶素子１１０を平面視して、例えば、楕円形状となっている。前述したように、励振電極部１１３に電圧を印加すると、平面視して、励振電極部１１３の中心部から徐々に円形形状または楕円形状に厚みすべり振動が減衰していく構成となっているため、励振電極部１１３を楕円形状にすることで、より効率よく振動させつつ、振動部１１１ａの四隅付近での厚みすべり振動の変位量を小さくすることが可能となる。これにより、緩衝部１１１ｃによる振動部１１１ａの厚みすべり振動への影響を低減させることができ、水晶素子１１０のクリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることが可能となる。

引出部１１４は、振動素子１１０の外部から励振電極部１１３に電圧を印加するためのものであり、固定部１１１ｂの下面に二つ並んで設けられている。引出部１１４は、水晶素子１１０を電子デバイスとして用いるとき、基板１２０の搭載パッド１２１と向かい合う位置に設けられ、導電性接着剤１４０によって電気的に接着される。

配線部１１５（１１５ａ、１１５ｂ）は、一対となっており、励振電極部１１３と引出部１１４とを電気的に接続するためのものである。一方の配線部１１５ａは、一端が振動部１１１ａの上面に設けられている一方の励振電極部１１３ａに接続され、他端が固定部１１１ｂの下面に設けられている一方の引出部１１４ａに接続されるように、振動部１１１ａの上面、貫通穴１１２の内壁面および固定部１１１ｂの下面に少なくとも設けられている。他方の配線部１１５ｂは、一端が振動部１１１ａの下面に設けられている他方の励振電極部１１３ｂに接続され、他端が固定部１１１ｂの下面に設けられている他方の引出部１１４ｂに接続されるように、振動部１１１ａの下面、傾斜部１１１ｄの傾斜面および固定部１１１ｂの下面に少なくとも設けられている。

貫通穴１１２の内壁面に一方の配線部１１５ａの一部を設けることにより、一方の励振電極部１１３ａから一方の引出部１１４ａまでの配線部１１５ａの長さをより短くすることが可能となる。これにより、一方の配線部１１５ａの長さを短くした分だけ配線部１１５ａ自身が持つ抵抗値を小さくすることができるので、一方の配線部１１５ａの抵抗によりクリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、貫通穴１１２の内壁面に配線部１１５ａの一部を設けることより、固定部１１１ｂまたは振動部１１１ａの側面に配線部１１５ａの一部を設ける必要がなくなる。このため、水晶素子１１０を水晶デバイスとして用いるときに、水晶素子１１０を基板１２０に実装するときに吸着ノズル等で吸引し、水晶素子１１０を移動させる際、固定部１１１ｂまたは振動部１１１ａの側面に形成されている配線部に接触し配線部の一部が剥離することを、低減させることができる。

また、貫通穴１１２の内壁面に配線部１１５ａの一部を設けることにより、固定部１１１ｂまたは振動部１１１ａの側面に配線部を設けた場合と比較して、水晶素子１１０が存在する雰囲気中の塵、埃等の付着物が配線部１１５ａに付着する量を低減させることが可能となる。このため、配線部１１５ｂに塵、埃等の付着物が配線部１１５ａに付着し、クリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることができる。

また、貫通穴１１２の内壁面に配線部１１５の一部を設ける場合、貫通穴１１２の開口部を四隅が丸みを帯びている略矩形形状、または、楕円形状にすることで、貫通穴１１２の内壁面の形状を複雑にすることができる。このため、貫通穴１１２の内壁面の表面積を大きくすることができるので、内壁面に設けられる配線部１１５の面積を大きくすることが可能となる。この結果、内壁面中の配線部１１５の導通を確保することができる。

このような励振電極部１１３、引出部１１４および配線部１１５は、例えば、スパッタリング技術または蒸着技術が用いられる。複数の水晶片１１１となる部分が形成されている水晶ウエハを用いて、励振電極部１１３、引出部１１４および配線部１１５となる部分が露出するように蒸着用マスクに入れ、スパッタリングまたは蒸着を行い、所定の金属膜を被着させる。このようにして、励振電極部１１３、引出部１１４および配線部１１５を水晶片１１１の所定の位置に設けている。また、別の方法として、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いる方法がある。この場合、まず、複数の水晶片１１１となる部分が形成されている水晶ウエハの両主面に金属膜を設け、この金属膜上に感光性レジストを塗布する。その後、励振電極部１１３、引出部１１４および配線部１１５となる部分の感光性レジストが残るように露光、現像し、エッチングを行う。最後に、感光性レジストを除去することで、励振電極部１１３、引出部１１４および配線部１１５を水晶片１１１の所定の位置に形成することができる。

本実施形態に係る水晶素子１１０は、振動部１１１ａ、振動部１１１ａより上下方向の厚みが厚い固定部１１１ｂ、振動部１１１ａと上下方向の厚みが同じ緩衝部１１１ｃ、傾斜部１１１ｄから構成されている水晶片１１１を用いている。本実施形態に係る水晶素子１１０で用いる水晶片１１１は、振動部１１１ａと固定部１１１ｂとの間に振動部１１１ａが設けられており、振動部１１１ａの所定の一辺に沿って傾斜部１１１ｄ、固定部１１１ｂの順に並んで設けられている。このとき、振動部１１１ａの上面、緩衝部１１１ｃの上面および固定部１１１ｂの上面が同一平面上に位置しており、振動部１１１ａから固定部１１１ｂにかけて上下方向の厚みが徐々に厚くなるように傾斜部１１１ｄが緩衝部１１１ｃの下面に設けられている。このため、本実施形態に係る水晶素子１１０は、振動部１１１ａに設けられた励振電極部１１３に電圧が印加され振動部１１１ａが振動しているときに、振動部１１１ａの縁部にまで漏れている厚みすべり振動を、緩衝部１１１ｃおよび傾斜部１１１ｄによって固定部１１１ｂに向かうにつれて徐々に減衰させることができる。同様に、本実施形態に係る水晶素子１１０は、上下方向の厚みが振動部１１１ａと比較して厚い固定部１１１ｂにより振動部１１１ａによる振動部１１１ａへの厚みすべり振動への阻害を軽減させることができる。この結果、本実施形態に係る水晶素子１１０は、固定部１１１ｂによる振動部１１１ａへの影響を抑えることができ、クリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、本実施形態に係る水晶素子１１０は、振動部１１１ａの上面、固定部１１１ｂの上面および緩衝部１１１ｃの上面が同一平面上に位置している。本実施形態に係る水晶素子１１０の水晶片１１１は、前述したように、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって水晶片１１１を形成しており、さらに、傾斜部１１１ｄの傾斜面を水晶の異方性を利用して形成している。このため、本実施形態に係る水晶素子１１０の水晶片１１１は、傾斜部１１１ｄの傾斜面の傾きが、振動部１１１ａの主面および固定部１１１ｂの主面と結晶軸との角度によって一定となり、振動部１１１ａの上面、固定部１１１ｂの上面および緩衝部１１１ｃの上面を同一平面上に設けることで、水晶素子１１０の上面を平面視したときの緩衝部１１１ｃの振動部１１１ａから固定部１１１ｂまでの長さをより長くすることが可能となる。この結果、本実施形態に係る水晶素子１１０は、振動部１１１ａに設けられている励振電極部１１３に電圧が印加され振動部１１１ａが振動しているとき、振動部１１１ａの縁部にまで漏れている厚みすべり振動を緩衝部１１１ｃおよび傾斜部１１１ｄで、より緩やかに減衰させることができる。同様に、本実施形態に係る水晶素子１１０は、上下方向の厚みが振動部１１１ａと比較して厚い固定部１１１ｂにより振動部１１１ａによる振動部１１１ａへの厚みすべり振動への阻害を軽減させることができる。この結果、本実施形態に係る水晶素子１１０は、固定部１１１ｂによる振動部１１１ａへの影響を抑えることができ、クリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、本実施形態に係る水晶素子１１０は、水晶片１１１の振動部１１１ａと固定部１１１ｂとの間であって振動部１１１ａから固定部１１１ｂにかけて徐々に厚みが厚くなっている箇所、具体的には、緩衝部１１１ｃおよび傾斜部１１１ｄに、貫通穴１１２が形成されている。従って、本実施形態に係る水晶素子１１０は、振動部１１１ａと緩衝部１１１ｃとが接している面積をより小さくすることができ、緩衝部１１１ｃにより振動部１１１ａの厚みすべり振動が阻害されることを低減させることが可能となる。このため、本実施形態に係る水晶素子１１０は、緩衝部１１１ｃにより振動部１１１ａの厚みすべり振動が阻害されクリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることができる。

また、本実施形態に係る水晶素子１１０は、水晶素子１１０の上面を平面視したとき、貫通穴１１２の開口部の中心が緩衝部１１１ｃの中心付近に位置している。従って、水晶素子１１０の上面を平面したとき、振動部１１１ａの緩衝部１１１ｃ側を向く辺の中心付近は緩衝部１１１ｃと接しておらず、振動部１１１ａの緩衝部１１１ｃ側を向く辺の端部のみで、振動部１１１ａと緩衝部１１１ｃとが接している状態となっている。一般的に、振動部１１１ａに設けられた一対の励振電極部１１３に電圧が印加されると、水晶素子１１０を平面視して、励振電極部１１３の中心または振動部１１１ａの中心で最も厚みすべり振動の変位量が大きく、励振電極部１１３の中心または振動部１１１ａの中心から円形、または、楕円形状に厚みすべり振動が減衰していき、振動部１１１ａの四隅に向かうにつれて厚みすべり振動の変位量が小さくなっていく。このため、本実施形態に係る水晶素子１１０は、水晶素子１１０の上面を平面視して、緩衝部１１１ｃの上面の中心部に貫通穴１１２を形成することで、励振電極部１１３に電圧を印加したときに、振動変位が小さい振動部１１１ａの部分と緩衝部１１１ｃとを接するようにすることができ、緩衝部１１１ｃによる振動部１１１ａの厚みすべり振動への振動阻害を低減することが可能となる。この結果、本実施形態に係る水晶素子１１０は、水晶素子１１０のクリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、本実施形態に係る水晶素子１１０は、貫通穴１１２の内壁面に一方の配線部１１５ａの一部を設け、振動部１１１ａの上面に設けられている一方の振動部１１１ａと固定部１１１ｂの下面に設けられている一方の引出部１１４ａとを電気的に接続させている。従って、本実施形態に係る水晶素子１１０は、一方の配線部１１５ａを、水晶片１１１の外周面に配線部１１５ａを設ける場合と比較して、より短くすることができる。これにより、本実施形態に係る水晶素子１１０は、一方の配線部１１５ａの長さが短くなった分だけ、一方の配線部１１５ａ自身が持つ抵抗値を小さくすることができる。この結果、本実施形態に係る水晶素子１１０は、一方の配線部１１５ａ実施の抵抗によりクリスタルインピーダンス値が大きくなることを軽減させることが可能となる。

また、本実施形態に係る水晶素子１１０は、貫通穴１１２の内壁面に一方の配線部１１５ａの一部を設けているので、固定部１１１ｂまたは振動部１１１ａの側面に一方の配線部１１５ａを設ける必要がなくなる。このため、本実施形態に係る水晶素子１１０は、水晶素子１１０を吸着ノズル等で吸引し移動させる際、固定部１１ｂまたは振動部１１１ａの側面に設けられている一方の配線部１１５ａに接触し、剥離することを低減させることができる。この結果、本実施形態に係る水晶素子１１０は、配線部１１ａの一部が剥離し、配線部１１５ａが極端に細くなり抵抗値が高くなることを低減させることが可能となり、本実施形態に係る水晶素子１１０のクリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることができる。

また、本実施形態に係る水晶素子１１０は、水晶素子１１０の上面を平面視したとき、振動部１１１ａと固定部１１１ｂとの間に設けられている緩衝部１１１ｃに、貫通穴１１２が形成されている。このとき、貫通穴１１２の開口部は、四隅が円弧状となっている略矩形形状となっている。貫通穴１１２の開口部が矩形形状の場合、水晶素子１１０の外部から応力が加わったとき、貫通穴１１２の開口部に向かう向きに加わる応力が開口部の四隅に集中してしまいクラック等の破損が生じる虞がある。従って、本実施形態に係る水晶素子１１０では、貫通穴１１２の開口部を四隅が円弧状となっている略矩形形状とすることで、水晶素子１１０の外部から応力が加わったとき、開口部１１２の内壁面からクラック等の破損が生じることを低減させることができる。この結果、本実施形態に係る水晶素子１１０は、水晶素子１１０に生じるクラック等の破損によるクリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることができる。

本実施形態に係る水晶デバイスは、図３および図４に示したように、本実施形態に係る水晶素子１１０と、水晶素子１１０が実装されている基板１２０と、基板１２０と接合され水晶素子１１０を基板１２０とで形成する空間内に気密封止している蓋体１３０と、から構成されている。

基板１２０は、本実施形態に係る水晶素子１１０を実装するためのものである。基板１２０は、例えば、略矩形形状の平板状に形成されており、一方の主面に一対の搭載パッド１２１が設けられ、他方の主面に複数の外部端子１２２が設けられている。また、基板１２０には、一対の搭載パッド１２１と複数の外部端子１２２とを電気的に接続するための配線パターン（図示せず）が設けられている。基板１２０は、例えば、アルミナセラミックス、または、ガラスーセラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなっている。基板１２０は、絶縁層を一層で用いたものであっても、絶縁層を複数層積層させたものであってもよい。

ここで、図面に合わせて、外部端子１２２が設けられている基板１２０の面を基板１２０の下面とし、この基板１２０の下面と反対側を向く基板１２０の面を基板１２０の上面とする。従って、ここでは、基板１２０の他方の主面が基板１２０の下面となり、基板１２０の一方の主面が基板１２０の上面となっている。

搭載パッド１２１は、水晶素子１１０の引出部１１４と導電性接着剤１４０によって電気的に接着され、水晶素子１１０を基板１２０に実装するためのものである。搭載パッド１２１は、基板１２０の上面を平面視したとき、基板１２０の短辺に沿って二つ並んで基板１２０の上面に設けられている。

外部端子１２２は、電子機器等のマザーボードに本実施形態に係る水晶デバイスを実装するためのものであり、実装時には、マザーボード上にある所定の実装パッド（図示せず）に接続固着される。外部端子１２２は、例えば、四つ設けられており、基板１２０の下面の四隅に一つずつ設けられている。外部端子１２２のうち所定の二つは、基板１２０の配線パターン（図示せず）によって、基板１２０の上面に設けられている一対の搭載パッド１２１と電気的に接続されている。

ここで、基板１２０は、基板１２０の上面を平面視したとき、長辺の寸法が０．６〜５．０ｍｍであり、短辺の寸法が０．４〜３．２ｍｍとなっている。

また、ここで、基板１２０の作製方法について説明する。基板１２０がアルミナセラミックスからなる場合、まず、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤を添加し混合して得た複数のセラミックグリーンシートを準備する。また、セラミックグリーンシートを打ち抜き予め施しておいた貫通孔内に、従来周知のスクリーン印刷等を用いて導体パターンとなる位置に所定の導電ペーストを塗布する。次に、複数の絶縁層が積層されている場合にはセラミックグリーンシートを積層させプレス加工して高温で焼成する。焼成後、導体パターンの所定の部位、具体的には、搭載パッド１２１、外部端子１２２および配線パターンとなる部分に、ニッケルメッキ、または、金メッキ等を施すことにより基板１２０が作製される。また、導電性ペーストは、例えば、タングステン、モリブデン、銅、銀またはパラジウム等の金属粉末の焼結体等から構成されている。

導電性接着剤１４０は、水晶素子１１０の引出部１１４と基板１２０の搭載パッド１２１とを電気的に接着、保持し、水晶素子１１０を基板１２０に実装するためのものである。導電性接着剤１４０は、引出部１１４と搭載パッド１２１との間に設けられている。導電性接着剤１４０は、シリコーン系の樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム、モリブデン、タングステン、白金、パラジウム、銀、チタン、ニッケルまたはニッケル鉄のいずれか、或いは、これらを組み合わせたものを含むものが用いられる。また、バインダーとしては、例えば、シリコーン系の樹脂、エポキシ系の樹脂、ポリイミド系の樹脂、または、ビスマレイミド系の樹脂が用いられている。

導電性接着剤１４０を用いて、引出部１１４と搭載パッド１２１とを電気的に接着する方法について説明する。まず、導電性接着剤１４０が、例えば、ディスペンサによって、搭載パッド１２１上に塗布される。その後、水晶素子１１０が導電性接着剤１４０上に搬送され、引出部１１４と搭載パッド１２１とで導電性接着剤１４０を挟むように水晶素子１１０が載置され、その状態で硬化される。水晶素子１１０は、固定部１１１ｂの上面が固定部１１１ｂより上下方向の厚みの薄い振動部１１１ａの上面と同一平面上に位置しているので、引出電極１１４と搭載パッド１２１とを導電性接着剤１４０で電気的に接着するとき、上下方向の厚みが振動部と固定部と同じとなっている水晶素子を実装する場合と比較して、上下方向の厚みの差の分だけ振動部１１１ａを基板１２０から離れた位置にすることができるので、振動部１１１ａが基板１２０と接触することを低減させることが可能となる。

蓋体１３０は、封止基部１３１、封止枠部１３２から構成されている。また、蓋部材１３０は、基板１２０の上面と接合部材１５０により接合されて、基板１２０の上面に実装されている水晶素子１１０を気密封止するためのものである。

封止基部１３１は、略矩形形状の平板状となっており、その主面の大きさが水晶素子１１０よりも大きく、基板１２０の上面より小さくなっている。また、封止基部１３１の下面には、封止枠部１３２により凹部が形成されている。

封止枠部１３２は、枠部１３２ａおよび鍔部１３２ｂから構成されている。枠部１３２ａは、蓋体１３０の下面に凹部を形成するためのものであり、封止基部１３１の下面の外縁沿って設けられている。凹部内には、基板１２０の上面に実装されている水晶素子１１０が収容される。鍔部１３２ｂは、蓋体１３０と基板１２０とを接合する面積を確保し接合強度を上げるためのものである。鍔部１３２ｂは、枠部１３２ａの外周面に沿って環状でかつ、枠部１３２ａの外周側へ延設されている。

封止基部１３１および封止枠部１３２は、例えば、鉄、ニッケル、または、コバルトの少なくともいずれかを含む合金からなり、一体的に形成されている。このような蓋体１３０は、真空状態にある凹部空間、または、窒素ガスなどが充填された凹部を気密封止するためのものである。具体的には、枠部１３２ａの下面と基板１２０の上面との間、および、鍔部１３２ｂの下面と基板１２０の上面との間に設けられた接合部材１５０とに熱が印加されることで、接合部材１５０が溶融され、封止枠部１３２の下面と基板１２０の上面とが溶融接合される。

ここで、蓋体１３０の作製方法について説明する。蓋体１３０の作製には、例えば、従来周知のプレス加工が用いられる。まず、矩形形状の平板を準備し、蓋体１３０の凹部と同形状となっている凸部とを有した一対の金型で、平板を挟み加圧し、封止基部１３１および封止枠部１３２が設けられ凹部が形成される。このようにして、蓋体１３０は、プレス加工を用いて平板を塑性加工し、凹部を形成し蓋体１３０を形成している。

接合部材１５０は、蓋体１３０の封止枠部１３２の下面と基板１２０の上面との間に設けられており、蓋地１３０と基板１２０とを接合するためのものである。接合部材１５０は、ガラスの場合には、３００〜４００℃で溶融するガラスであり、例えば、バナジウムを含有した低融点ガラス、または、酸化鉛系ガラスから構成されている。酸化鉛系ガラスの組成は、酸化銅、フッ化鉛、二酸化チタン、酸化ニオブ、酸化ビスマス、酸化ホウ素、酸化亜鉛、酸化第二鉄、酸化銅、および、酸化カルシウムから構成されている。

次に、接合部材１５０を用いて蓋体１３０と基板１２０とを接合する接合方法について説明する。接合部材１５０の原料となるガラスは、バインダーと溶剤とが加えられたペースト状であり、溶融された後、固化されることで他の部材と接着する。接合部材１５０は、例えば、ガラスフリットペーストをスクリーン印刷法で封止枠部１３２の下面、具体的には、枠部１３２ａの下面および鍔部１３２ｂの下面に塗布され乾燥することで設けられる。

また、接合部材１５０は、例えば、絶縁性樹脂の場合には、エポキシ樹脂、または、ポリイミド樹脂から構成されている。このとき、絶縁性樹脂は蓋体１３０の封止枠部１３２の下面に塗布される。絶縁性樹脂が塗付された蓋体１３０は、絶縁性樹脂を封止枠部１３２の下面と基板１２０の上面とで挟むように載置される。その後、絶縁性樹脂を加熱硬化させて、蓋体１３０と基板１２０とを接合している。

本実施形態に係る水晶デバイスで用いる水晶素子１１０は、上下方向の厚みが振動部１１１ａと比較して厚い固定部１１１ｂを有し、固定部１１１ｂの上面、緩衝部１１１ｃの上面、および振動部１１１ａの上面が同一平面上に位置している。また、本実施形態に係る水晶デバイスで用いる水晶素子１１０は、固定部１１１ｂの下面に一対の引出部１１４が設けられている。従って、本実施形態に係る水晶デバイスでは、固定部１１１ｂの下面に設けられている引出部１１４と基板１２０の上面に設けられている搭載パッド１２１とが導電性接着剤１４０によって電気的に接着、保持されるので、水晶素子１１０が基板１２０に実装されたとき、固定部１１１ｂと振動部１１１ａの上下方向の厚みの差の分だけ、振動部１１１ａを基板１２０から離れた位置に設けることが可能となる。このため、本実施形態に係る水晶デバイスでは、水晶素子１１０を基板１２０に実装したとき、振動部１１１ａが基板１２０に接触することを低減させることが可能となる。この結果、本実施形態に係る水晶デバイスは、振動部１１１ａが基板１２０に接触することによりクリスタルインピーダンス値が大きくなることを軽減させることができる。

また、本実施形態に係る水晶デバイスは、上下方向の厚みが振動部１１１ａと比較して厚い固定部１１１ｂを有し、固定部１１１ｂの上面、緩衝部１１１ｃの上面、および振動部１１１ａの上面が同一平面上に位置している水晶素子１１０が用いられ、この水晶素子１１０の固定部１１１ｂの下面に設けられた引出部１１４と基板１２０の搭載パッド１２１とが導電性接着剤１４０によって接着されている。従って、本実施形態に係る水晶デバイスでは、水晶素子１１０を基板１２０に実装するとき、引出部１１４と搭載パッド１２１とで挟まれた導電性接着剤１４０が振動部１１１ａ側に基板１２０の上面を伝って押し出されても、振動部１１１ａの下面に設けられている励振電極部１１３ｂと導電性接着剤１４０とが接触することを低減させることが可能となる。この結果、本実施形態に係る水晶デバイスは、励振電極部１１３ｂと導電性接着剤１４０とが接触することによりクリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることができる。

また、本実施形態に係る水晶デバイスは、上述した本実施形態に係る水晶素子１１０を基板１２０に実装しているので、本実施形態に係る水晶素子１１０の効果と同様の効果を得ることができ、クリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることができる。

（変形例）
以下、本実施形態の変形例に係る水晶素子２１０について説明する。なお、本実施形態の変形例における水晶素子２１０のうち上述した水晶素子１１０と同様の部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態の変形例に係る水晶素子２１０は、図５に示すように、水晶素子２１０の下面を平面視して、固定部２１１ｂの四隅のうち二隅が円弧形状となっている点で本実施形態と異なる。

固定部２１１ｂは、水晶素子２１０を基板１２０等に実装するときに、保持部材、具体的には、導電性接着剤１４０によって基板１２０等に接着、保持されるためのものである。固定部２１１ｂの下面には、一対の引出部２１４（２１４ａ、２１４ｂ）が並んで設けられており、この一対の引出部２１４が基板１２０の搭載パッド１２１と導電性接着剤１４０によって電気的に接着されている。これにより、水晶素子２１０が基板１２０に保持され実装される。

固定部２１１ｂは、略矩形形状の平板状となっている。水晶素子２１０の上面を平面視して、固定部２１１ｂは、振動部２１１ａの所定の一辺に沿って、振動部２１１ａから緩衝部２１１ｃ、固定部２１１ｂの順で設けられている。このとき、固定部２１１ｂの上面、緩衝部２１１ｃの上面および振動部２１１ａの上面は、同一平面上に位置している。

水晶素子２１０の下面を平面視して、固定部２１１ｂは、固定部２１１ｂの四隅のうち振動部２１１ａ側を向く二隅が円弧形状となっている。上述したように、水晶片２１１は、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により、振動部２１１ａ、固定部２１１ｂ、緩衝部２１１ｃおよび傾斜部２１１ｄを一体となるように形成しているので、固定部２１１ｂの四隅のうち振動部２１１ａ側を向く二隅を円弧形状にすることで、水晶片２１１を平面視したときの傾斜部２１１ｄの形状を四隅が円弧形状となっている略矩形形状にすることが可能となる。傾斜部２１１ｄは、緩衝部２１１ｃの下面に設けられているため、水晶片２１１の上面を平面視したとき、緩衝部２１１ｃも四隅が円弧形状となっている略矩形形状となる。従って、振動部２１１ａに設けられている励振電極部２１３に電圧が印加されたとき、励振電極部２１３の中心から円形、または、楕円形状に厚みすべり振動が減衰していくので、振動部２１１ａの最も厚みすべり振動が減衰している点で緩衝部２１１ｃにより振動部２１１ａを固定しているとみなすことができる。この結果、本実施形態に係る水晶素子２１０は、緩衝部２１１ｃによる振動部２１１ａの厚みすべり振動への影響をより低減させることができ、水晶素子２１０のクリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることが可能となる。

本実施形態の変形例における水晶素子２１０では、水晶素子２１０の下面を平面視して、固定部２１１ｂの四隅のうち振動部２１１ａ側向く二隅を円弧形状にすることで、励振電極部２１３の中心からより離れた位置で振動部２１１ａを緩衝部２１１ｃにより固定することが可能となる。従って、本実施形態の変形例における水晶素子２１０は、励振電極部２１３に電圧が印加されたとき、厚みすべり振動がより減衰している部分で振動部２１１ａを固定することができるので、緩衝部２１１ｃによる振動部２１１ａの厚みすべり振動への影響をより低減させることができ、水晶素子２１０のクリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることが可能となる。

なお、ここで、貫通穴の開口部が略矩形形状となっておりその四隅が円弧状となっている場合について説明しているが、貫通穴の開口部が楕円形状にしてもよい。水晶素子の上面を平面視したとき、振動部と固定部との間に設けられている緩衝部に、開口部が楕円形状となっている貫通穴を形成することで、開口部が矩形形状の場合のように水晶素子の外部から応力が加わった場合に開口部に向かう向きに加わる応力が開口部の四隅に集中しククラック等の破損が生じることを低減させることが可能となる。つまり、貫通穴の開口部を楕円形状にすることで、水晶素子の外部から応力が加わったとき、開口部の内壁面からクラック等の破損が生じることを低減させることができる。この結果、水晶素子に生じるクラック等の破損によるクリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることができる。

また、振動部の上面、固定部の上面および緩衝部の上面が同一平面上に位置し傾斜部が緩衝部の下面に設けられている場合について説明しているが、傾斜部が緩衝部の両主面に設けられていてもよい。

また、水晶デバイスが、水晶素子と基板と蓋体とのみからなる水晶振動子の場合について説明しているが、水晶素子と基板と蓋体と集積回路素子とからなり、基板に水晶素子と集積回路素子が実装された圧電発振器であってもよい。

１１０、２１０・・・水晶素子
１１１，２１１・・・水晶片
１１１ａ、２１１ａ・・・振動部
１１１ｂ、２１１ｂ・・・固定部
１１１ｃ、２１１ｃ・・・緩衝部
１１１ｄ、２１１ｄ・・・傾斜部
１１２、２１２・・・貫通穴
１１３、２１３・・・励振電極部
１１４、２１４・・・引出部
１１４、２１５・・・配線部
１２０・・・基板
１２１・・・搭載パッド
１２２・・・外部端子
１３０・・・蓋体
１４０・・・導電性接着剤
１５０・・・接合部材

Claims (8)

1. 略矩形形状で平板状の振動部と、
   前記振動部よりも上下方向の厚みが厚い略矩形形状で平板状の固定部と、
   前記振動部と前記固定部との間に位置し前記振動部と前記固定部と一体的に設けられ、略矩形形状で平板状の緩衝部と、
   上下方向の厚みが前記振動部から前記固定部に向かう向きに従って厚くなるように、前記緩衝部に設けられている傾斜部と、
   前記振動部に設けられている一対の励振電極部と、
   前記固定部に設けられている一対の引出部と、
   一端が前記励振電極部に接続され他端が前記引出部に接続されている一対の配線部と、
   からなることを特徴とする水晶素子。
2. 請求項１に記載の水晶素子であって、
   前記傾斜部が前記緩衝部の下面に設けられており、
   前記振動部の上面、前記緩衝部の上面および前記固定部の上面が同一平面となっている
   ことを特徴とする水晶素子。
3. 請求項１または請求項２に記載の水晶デバイスであって、
   前記緩衝部と前記傾斜部とを貫通する貫通穴を備えている
   ことを特徴とする水晶素子。
4. 請求項３に記載の水晶デバイスであって、
   前記配線部の一部が前記貫通穴の内壁面に形成されている
   ことを特徴とする水晶素子。
5. 請求項３または請求項４に記載の水晶素子であって、
   平面視して、前記貫通穴の開口部が略矩形形状となっており、その四隅が円弧状になっている
   ことを特徴とする水晶素子。
6. 請求項３または請求項４に記載の水晶素子であって、
   平面視して、前記貫通穴の開口部が楕円形状となっている
   ことを特徴とする水晶素子。
7. 請求項３乃至請求項６に記載の水晶素子であって、
   平面視して、前記固定部の四隅のうち前記振動部を向く辺を含む二隅が円弧形状になっている
   ことを特徴とする水晶素子。
8. 請求項１乃至請求項７に記載の水晶素子と、
   上面に設けられている搭載パッドに前記水晶素子の前記引出部が電気的に接着され前記水晶素子を実装している基板と、
   前記基板の上面と接合される蓋体と、
   を備えている水晶デバイス。
   

Images