JP2018125640A - Crystal element and crystal device - Google Patents

Crystal element and crystal device Download PDF

Info

Publication number
JP2018125640A
JP2018125640A JP2017015162A JP2017015162A JP2018125640A JP 2018125640 A JP2018125640 A JP 2018125640A JP 2017015162 A JP2017015162 A JP 2017015162A JP 2017015162 A JP2017015162 A JP 2017015162A JP 2018125640 A JP2018125640 A JP 2018125640A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crystal
crystal piece
vibration
piece
crystal element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017015162A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
正彦 後藤
Masahiko Goto
正彦 後藤
遠藤 靖
Yasushi Endo
靖 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Crystal Device Corp
Original Assignee
Kyocera Crystal Device Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Crystal Device Corp filed Critical Kyocera Crystal Device Corp
Priority to JP2017015162A priority Critical patent/JP2018125640A/en
Publication of JP2018125640A publication Critical patent/JP2018125640A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crystal element that can improve electrical characteristics while suppressing an increase in equivalent series resistance value.SOLUTION: A crystal element 120 comprises: a crystal piece 121 including a substantially rectangular parallelepiped vibration part 121a that has substantially a rectangular shape in plan view, and a peripheral part 121b that is provided along an outer edge of the vibration part 121a and has a smaller thickness in the vertical direction than that of the vibration part 121a; and a metal pattern 122 including excitation electrode parts 123 that are provided on both principal surfaces of the vibration part 121a, and a connection wiring part 124 that is extended from the excitation electrode parts 123 to an edge of the crystal piece 121. When an alternating voltage is applied to the metal pattern 122, portions to be nodes of flexural vibration generated in a direction parallel to the short sides of the crystal piece 121 are located on the long sides of the crystal piece 121.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、水晶素子およびこの水晶素子を有する水晶デバイスに関する。水晶デバイスは、例えば、水晶振動子または水晶発振器である。   The present invention relates to a crystal element and a crystal device having the crystal element. The crystal device is, for example, a crystal resonator or a crystal oscillator.

水晶素子は、例えば、平面視して、略矩形形状の水晶片と、水晶片に設けられている金属パターンと、から構成されている。水晶片は、例えば、略直方体形状の振動部と振動部の外縁に沿って設けられ振動部より上下方向の厚みが薄い周辺部とを備えている。金属パターンは、振動部の両主面に設けられている励振電極部と、励振電極部から水晶片の端部まで延設されている接続配線部とからなる。このような水晶素子は、金属パターンに交番電圧を印加したとき、水晶片の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の腹となる部分が水晶片の長辺上に位置している(例えば、特許文献1参照)。   For example, the crystal element includes a substantially rectangular crystal piece and a metal pattern provided on the crystal piece in plan view. The crystal piece includes, for example, a substantially rectangular parallelepiped-shaped vibrating portion and a peripheral portion that is provided along the outer edge of the vibrating portion and whose thickness in the vertical direction is smaller than that of the vibrating portion. The metal pattern includes an excitation electrode portion provided on both main surfaces of the vibration portion and a connection wiring portion extending from the excitation electrode portion to the end of the crystal piece. In such a crystal element, when an alternating voltage is applied to the metal pattern, a portion that becomes an antinode of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the crystal piece is located on the long side of the crystal piece (for example, Patent Document 1).

特許第5413486号Patent No. 541486

このような水晶素子は、金属パターンに交番電圧を印加したときに水晶片の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の腹となる部分が水晶片の長辺上に位置しているので、
水晶片の長辺を含む側面の状態が連続的に変化することとなり、励振電極部に挟まれている振動部の一部で生じる主振動である厚みすべり振動が水晶片の長辺を含む側面まで漏れ伝搬し反射した際に、反射する状態が変化する状態となる。このため、水晶片の長辺を含む側面で反射した振動が、励振電極部に挟まれている部分の主振動である厚みすべり振動と結合し、等価直列抵抗値が大きくなり、電気的特性が低下する虞がある。特に、水晶素子の小型化、例えば、水晶片の長辺が920μm以下のような場合においては、副次的な振動である屈曲振動の次数が低くなるため、主振動である厚みすべり振動へ与える影響が大きくなり、電気的特性が悪化する虞がある。
In such a crystal element, when an alternating voltage is applied to the metal pattern, the portion that becomes the antinode of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the crystal piece is located on the long side of the crystal piece.
The state of the side surface including the long side of the crystal piece is continuously changed, and the side surface including the long side of the crystal piece is the thickness-shear vibration that is the main vibration generated in a part of the vibration part sandwiched between the excitation electrodes. When the light propagates and reflects up to the point of reflection, the state of reflection changes. For this reason, the vibration reflected by the side including the long side of the crystal piece is combined with the thickness shear vibration, which is the main vibration sandwiched between the excitation electrodes, and the equivalent series resistance value increases, resulting in an electrical characteristic May decrease. In particular, when the quartz element is downsized, for example, when the long side of the quartz piece is 920 μm or less, the order of flexural vibration, which is a secondary vibration, becomes low, and this is applied to the thickness shear vibration, which is the main vibration. There is a possibility that the influence becomes large and the electrical characteristics deteriorate.

本発明では、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させつつ、電気的特性を向上させ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。   An object of the present invention is to provide a crystal element and a crystal device capable of improving electrical characteristics while reducing an increase in equivalent series resistance value.

本発明における水晶素子は、平面視して略矩形となっており、略直方体の振動部、および、振動部の外縁に沿って設けられている振動部より上下方向の厚みが薄い周辺部を有している水晶片と、振動部の両主面に設けられている励振電極部、および、励振電極部から水晶片の縁部まで延設されている接続配線部からなる金属パターンと、を備えている水晶素子であって、金属パターンに交番電圧を印加したとき、水晶片の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片の長辺上に位置していることを特徴とする。   The quartz crystal element according to the present invention has a substantially rectangular shape in plan view, and has a substantially rectangular parallelepiped vibration part and a peripheral part whose thickness in the vertical direction is thinner than the vibration part provided along the outer edge of the vibration part. A crystal pattern, an excitation electrode portion provided on both main surfaces of the vibration portion, and a metal pattern including a connection wiring portion extending from the excitation electrode portion to the edge of the crystal piece. When the alternating voltage is applied to the metal pattern, the part that becomes the node of the bending vibration generated in the direction parallel to the short side of the crystal piece is located on the long side of the crystal piece. Features.

本発明における水晶素子は、平面視して略矩形となっており、略直方体の振動部、および、振動部の外縁に沿って設けられている振動部より上下方向の厚みが薄い周辺部を有している水晶片と、振動部の両主面に設けられている励振電極部、および、励振電極部から水晶片の縁部まで延設されている接続配線部からなる金属パターンと、を備えている水晶素子であって、金属パターンに交番電圧を印加したとき、水晶片の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片の長辺上に位置している。このようにすることで、金属パターンに交番電圧を印加したときに生じる屈曲振動が主振動である厚みすべり振動に与える影響を低減させることが可能となり、
等価直列抵抗値が大きくなることを低減させ、電気的特性を向上させることができる。
The quartz crystal element according to the present invention has a substantially rectangular shape in plan view, and has a substantially rectangular parallelepiped vibration part and a peripheral part whose thickness in the vertical direction is thinner than the vibration part provided along the outer edge of the vibration part. A crystal pattern, an excitation electrode portion provided on both main surfaces of the vibration portion, and a metal pattern including a connection wiring portion extending from the excitation electrode portion to the edge of the crystal piece. In this crystal element, when an alternating voltage is applied to the metal pattern, a portion that becomes a node of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the crystal piece is located on the long side of the crystal piece. By doing in this way, it becomes possible to reduce the influence that the bending vibration generated when an alternating voltage is applied to the metal pattern has on the thickness shear vibration which is the main vibration,
An increase in the equivalent series resistance value can be reduced, and electrical characteristics can be improved.

本実施形態に係る水晶デバイスの斜視図である。It is a perspective view of the quartz crystal device concerning this embodiment. 図1のA−A断面における断面図である。It is sectional drawing in the AA cross section of FIG. 本実施形態に係る水晶デバイスにおいて、蓋体が設けられていない状態での平面図である。In the crystal device concerning this embodiment, it is a top view in the state where a lid is not provided. 図3のB部の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the B section of FIG. 本実施形態に係る水晶素子の斜視図である。It is a perspective view of the crystal element concerning this embodiment. (a)は、本実施形態に係る水晶素子の上面の平面図であり、(b)は、本実施形態に係る水晶素子の下面を上面側から平面透視した平面図である。(A) is a top view of the upper surface of the crystal element which concerns on this embodiment, (b) is the top view which planarly seen from the upper surface side the lower surface of the crystal element which concerns on this embodiment. 本実施形態における水晶素子と比較例である水晶素子との対比を示した対比表である。5 is a comparison table showing a comparison between a crystal element in the present embodiment and a crystal element as a comparative example.

以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図面は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。便宜上、層状の部分の表面(すなわち断面でない面)にハッチングを付すことがある。   Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. Note that the drawings used in the following description are schematic, and the dimensional ratios and the like on the drawings do not necessarily match the actual ones. For convenience, the surface of the layered portion (that is, a surface that is not a cross section) may be hatched.

本開示の水晶デバイスおよび水晶素子は、いずれが上方または下方とされてよいものであるが、以下では、便宜上、図1および図2の紙面上方を上方として、上面または下面等の用語を用いることがある。また、単に平面視または平面透視という場合においては、特に断りがない限りは、上記のように便宜的に定義した上下方向においてみるものことをいうものとする。   The crystal device and the crystal element of the present disclosure may be either upward or downward, but hereinafter, for convenience, terms such as an upper surface or a lower surface are used with the upper side of the paper of FIGS. 1 and 2 as an upper side. There is. In addition, in the case of simply a plan view or a plan perspective, unless otherwise specified, it refers to viewing in the vertical direction defined for convenience as described above.

図1〜図4は、本実施形態に係る水晶デバイスに関する図である。図1は、本実施形態に係る水晶デバイスの斜視図であり、図2は、図1のA−A断面における断面図である。図3は、本実施形態に係る水晶デバイスにおいて蓋体が設けられていない状態での平面図であり、図4は、図3のB部の部分拡大図である。図5および図6は、本実施形態に係る水晶素子に関する図である。図5は、本実施形態に係る水晶素子の斜視図であり、図6は、本実施形態に係る水晶素子の平面図である。図7は、本実施形態に係る水晶素子と比較例である水晶素子との対比を示した対比表である。   1 to 4 are diagrams relating to a crystal device according to the present embodiment. FIG. 1 is a perspective view of a quartz crystal device according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line AA in FIG. FIG. 3 is a plan view of the quartz crystal device according to this embodiment in a state where no lid is provided, and FIG. 4 is a partially enlarged view of a portion B in FIG. 5 and 6 are diagrams relating to the crystal element according to the present embodiment. FIG. 5 is a perspective view of the crystal element according to this embodiment, and FIG. 6 is a plan view of the crystal element according to this embodiment. FIG. 7 is a comparison table showing a comparison between the quartz crystal element according to the present embodiment and a quartz crystal element as a comparative example.

(水晶デバイスの概略構成)
水晶デバイスは、例えば、全体として略直方体形状となっている電子部品である。水晶デバイスは、例えば、長辺または短辺の長さが0.6mm〜2.0mmであり、上下方向の厚さが0.2mm〜1.5mmとなっている。
(Schematic configuration of crystal device)
A crystal device is an electronic component having a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole, for example. The quartz device has, for example, a long side or short side length of 0.6 mm to 2.0 mm and a vertical thickness of 0.2 mm to 1.5 mm.

水晶デバイスは、例えば、凹部が形成されている基体110と、凹部に収容された水晶素子120と、凹部を塞ぐ蓋体130と、基体110に水晶素子120を接着実装するための導電性接着剤140と、から構成されている。   The crystal device includes, for example, a base 110 in which a recess is formed, a crystal element 120 accommodated in the recess, a lid 130 that closes the recess, and a conductive adhesive for bonding and mounting the crystal element 120 on the base 110. 140.

水晶素子120は、発振信号の生成に利用される振動を生じる部分である。基体110および蓋体130は、水晶素子120を収容する空間を形成している。基体110の凹部は蓋体130により封止され、その内部は、例えば、真空とされ、または、適当なガス(例えば、窒素)が封入されている。   The crystal element 120 is a part that generates vibrations used for generating an oscillation signal. Base 110 and lid 130 form a space for accommodating crystal element 120. The concave portion of the base 110 is sealed with a lid 130, and the inside thereof is, for example, evacuated or filled with an appropriate gas (for example, nitrogen).

基体110は、例えば、基体110の主体となる基板部110aと、水晶素子120を実装するための一対の搭載パッド111と、水晶デバイスを不図示の回路基板等に実装するため複数(本実施形態では、例えば、四つ)の外部端子112とを有している。   The substrate 110 includes, for example, a substrate portion 110a that is the main body of the substrate 110, a pair of mounting pads 111 for mounting the crystal element 120, and a plurality of substrates (this embodiment) for mounting a crystal device on a circuit substrate (not shown). Then, for example, four external terminals 112 are provided.

基体110は、主体となる基板部110aと、基板部110aの上面の縁部に沿って設けられている枠状の枠部110bと、から構成されており、凹部が形成されている。搭載パッド111は、金属等からなる導電層により構成されており、凹部の底面に位置している。搭載パッド111および外部端子112は、基板部110a内に配置されえた導体(図示せず)によって互いに電気的に接続されている。蓋体130は、例えば、金属から構成され、基体110の上面にシーム溶接等により接合されている。   The base 110 is composed of a main substrate portion 110a and a frame-shaped frame portion 110b provided along the edge of the upper surface of the substrate portion 110a, and a recess is formed. The mounting pad 111 is composed of a conductive layer made of metal or the like, and is located on the bottom surface of the recess. The mounting pad 111 and the external terminal 112 are electrically connected to each other by a conductor (not shown) that can be arranged in the substrate portion 110a. The lid 130 is made of metal, for example, and is joined to the upper surface of the base 110 by seam welding or the like.

水晶素子120は、例えば、水晶片121と、水晶片121に交番電圧を印加するための金属パターン122を有している。金属パターン122は、水晶片121の中央付近に設けられている一対の励振電極部123および励振電極部123から水晶片121の縁部まで延設されている接続配線部124からなる。   The crystal element 120 includes, for example, a crystal piece 121 and a metal pattern 122 for applying an alternating voltage to the crystal piece 121. The metal pattern 122 includes a pair of excitation electrode portions 123 provided near the center of the crystal piece 121 and a connection wiring portion 124 extending from the excitation electrode portion 123 to the edge of the crystal piece 121.

水晶素子120は、概略板状であり、凹部の底面、具体的には、基板部110aの上面に対向するように、凹部に収容される。そして、一対の接続配線部124の一部(接続配線部124の接続部124a)が、一対のバンプ(本実施形態では、導電性接着剤140)により一対の搭載パッド111に接合される。これにより、水晶素子120は、基体110に片持ち梁のように支持される。また、一対の励振電極部123は、一対の接続配線部124、導電性接着剤140を介して搭載パッド111と電気的に接続され、ひいては、複数の外部端子112のいずれか二つと電気的に接続される。バンプは、例えば、導電性接着剤140である。導電性接着剤140は、例えば、導電性フィラーが熱硬化性樹脂に混ぜ込まれて構成されている。   The crystal element 120 has a substantially plate shape and is accommodated in the recess so as to face the bottom surface of the recess, specifically, the upper surface of the substrate portion 110a. A part of the pair of connection wiring parts 124 (the connection part 124a of the connection wiring part 124) is bonded to the pair of mounting pads 111 by a pair of bumps (in this embodiment, the conductive adhesive 140). Thereby, the crystal element 120 is supported on the base 110 like a cantilever. Further, the pair of excitation electrode portions 123 is electrically connected to the mounting pad 111 via the pair of connection wiring portions 124 and the conductive adhesive 140, and as a result, electrically connected to any two of the plurality of external terminals 112. Connected. The bump is, for example, a conductive adhesive 140. The conductive adhesive 140 is configured, for example, by mixing a conductive filler into a thermosetting resin.

このようにして構成された水晶デバイスは、例えば、不図示の回路基板の実装面に基体110の下面を対向させて配置され、外部端子112が半田などにより回路基板のパッド(図示せず)に接合されることによって回路基板に実装される。回路基板には、例えば、発振回路が構成されている。発振回路は、外部端子112および搭載パッド111を介して一対の励振電極部123に交番電圧を印加し発振信号を生成する。この際、発振回路は、例えば、水晶片121の厚みすべり振動のうち基本波振動を利用する。オーバートーン振動が利用されてもよい。   The crystal device configured as described above is disposed, for example, with the lower surface of the base 110 facing a mounting surface of a circuit board (not shown), and the external terminals 112 are connected to pads (not shown) of the circuit board by soldering or the like. The circuit board is mounted by bonding. For example, an oscillation circuit is configured on the circuit board. The oscillation circuit applies an alternating voltage to the pair of excitation electrode portions 123 via the external terminal 112 and the mounting pad 111 to generate an oscillation signal. At this time, the oscillation circuit uses, for example, fundamental wave vibration among thickness shear vibrations of the crystal piece 121. Overtone vibration may be used.

(水晶素子の概略構成)
図5は、本実施形態に係る水晶素子の斜視図である。また、図6(a)は、本実施形態に係る水晶素子の上面の平面図であり、図6(b)は、本実施形態に係る水晶素子の下面を上面側から平面透視した平面図である。
(Schematic configuration of crystal element)
FIG. 5 is a perspective view of the crystal element according to the present embodiment. FIG. 6A is a plan view of the upper surface of the crystal element according to the present embodiment, and FIG. 6B is a plan view of the lower surface of the crystal element according to the present embodiment seen through from above. is there.

本実施形態では、水晶素子120を基体110に実装した場合に、基体110の基板部110aの上面と略平行となっている面を主面とし、水晶素子120から基板部110aへ向かう向きを下方向、基板部110aから水晶素子120へ向かう向きを上方向として説明する。   In this embodiment, when the crystal element 120 is mounted on the base 110, the main surface is a surface substantially parallel to the upper surface of the substrate portion 110a of the base 110, and the direction from the crystal element 120 toward the substrate portion 110a is downward. The direction and the direction from the substrate part 110a toward the crystal element 120 will be described as the upward direction.

また、基板部110a側を向く面であって、基板部110aの上面と略平行となっている水晶素子120の面を水晶素子120の下面とし、水晶素子120の下面と反対側を向く水晶素子120の面を水晶素子120の上面とする。また、基板部110a側を向く振動部121aの面であって、基板部110aの上面と略平行となっている振動部121aの面を、振動部121aの下面とし、振動部121aの下面と反対側を向く振動部121aの面を振動部121aの上面とする。また、基板部110a側を向く面であって、基板部110aの上面と略平行となっている(周辺部121bの)平板部の面を周辺部121bの下面とし、周辺部121bの下面と反対側を向く
(周辺部121bの)平板部の面を周辺部121bの上面とする。また、本実施形態においては、水晶素子120の上面と水晶片121の上面とを同一の意味で用いており、水晶素子120の下面と水晶片121の下面とを同一の意味で用いている。
Further, the surface of the crystal element 120 that faces the substrate portion 110a and is substantially parallel to the upper surface of the substrate portion 110a is the lower surface of the crystal element 120, and the crystal element faces the opposite side of the lower surface of the crystal element 120. The surface 120 is the upper surface of the crystal element 120. Further, the surface of the vibration part 121a facing the substrate part 110a, which is substantially parallel to the upper surface of the substrate part 110a, is the lower surface of the vibration part 121a, and is opposite to the lower surface of the vibration part 121a. The surface of the vibration part 121a facing the side is defined as the upper surface of the vibration part 121a. Further, the surface of the flat plate portion (peripheral portion 121b) that faces the substrate portion 110a and is substantially parallel to the upper surface of the substrate portion 110a is the lower surface of the peripheral portion 121b, and is opposite to the lower surface of the peripheral portion 121b. The surface of the flat plate portion (of the peripheral portion 121b) facing the side is taken as the upper surface of the peripheral portion 121b. In the present embodiment, the upper surface of the crystal element 120 and the upper surface of the crystal piece 121 are used in the same meaning, and the lower surface of the crystal element 120 and the lower surface of the crystal piece 121 are used in the same meaning.

水晶素子120は、水晶片121と金属パターン122とから構成されている。   The crystal element 120 includes a crystal piece 121 and a metal pattern 122.

水晶片121は、例えば、いわゆるATカット板である。すなわち、水晶において、X軸(電気軸)、Y軸(機械軸)およびZ軸(光軸)からなる直交座標系XYZを、X軸回りに30°以上50°以下(一例として35°15′)回転させて直交座標系XY´Z´を定義したときに、水晶片121の主面は、XZ´平面に平行となっている。   The crystal piece 121 is, for example, a so-called AT cut plate. That is, in a quartz crystal, an orthogonal coordinate system XYZ composed of an X axis (electric axis), a Y axis (mechanical axis), and a Z axis (optical axis) is 30 ° to 50 ° around the X axis (as an example, 35 ° 15 ′ ) When the orthogonal coordinate system XY′Z ′ is defined by being rotated, the main surface of the crystal piece 121 is parallel to the XZ ′ plane.

水晶片121は、略直方体形状の振動部121aと、振動部121aの外縁に沿って設けられ振動部121aより上下方向の厚みが薄い周辺部121bと、から構成されている。周辺部121bは、図示しないが、平板部と中間部とからなる。平板部は、その主面が振動部121aの主面と略平行となっており、振動部121aの上下方向の厚みより薄くなっている。中間部は、水晶片121を平面視したとき、振動部121aと平板部との間に位置しており、その中間部の上下方向の厚みが振動部121aから平板部にかけて徐々に厚みが薄くなっている。つまり、水晶片121は、メサ型のものとなっている。このような形状にすることにより、平板状の水晶片を用いた場合と比較して、エネルギー閉じ込めを向上させることができ、
ひいては、等価直列抵抗値を小さくすることができる。水晶片121の形状は、平面視すると、略矩形形状となっており、その主面は、X軸に平行な長辺およびZ´軸に平行な短辺を有する矩形である。このような水晶片121は、X軸方向を長手方向とし、Y´軸方向を上下厚み方向としている。
The crystal piece 121 includes a substantially rectangular parallelepiped-shaped vibrating portion 121a and a peripheral portion 121b that is provided along the outer edge of the vibrating portion 121a and is thinner in the vertical direction than the vibrating portion 121a. Although not shown, the peripheral part 121b is composed of a flat plate part and an intermediate part. The main surface of the flat plate portion is substantially parallel to the main surface of the vibrating portion 121a, and is thinner than the vertical thickness of the vibrating portion 121a. The intermediate portion is located between the vibrating portion 121a and the flat plate portion when the crystal piece 121 is viewed in plan, and the thickness in the vertical direction of the intermediate portion gradually decreases from the vibrating portion 121a to the flat plate portion. ing. That is, the crystal piece 121 is a mesa type. By making such a shape, energy confinement can be improved compared to the case of using a flat crystal piece,
As a result, the equivalent series resistance value can be reduced. The shape of the crystal piece 121 is a substantially rectangular shape in plan view, and its main surface is a rectangle having a long side parallel to the X axis and a short side parallel to the Z ′ axis. In such a crystal piece 121, the X-axis direction is the longitudinal direction, and the Y′-axis direction is the vertical thickness direction.

振動部121aは、例えば、XZ´平面に平行な一対の主面を有する略薄型直方体であり、その主面は、X軸に平行な長辺およびZ´軸に平行な短辺を有する矩形である。この振動部121aの主面には、金属パターン122の一部、具体的には、一対の励振電極部123が設けられている。金属パターン122に交番電圧を印加すると、励振電極部123に挟まれている振動部121aの一部が、逆圧電効果および圧電効果により、振動する。このとき、水晶素子120では、主振動である厚みすべり振動と、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる副次的な屈曲振動と、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる副次的な屈曲振動とが少なくとも生じている。主振動である厚みすべ振動は、
励振電極部123に挟まれている部分において最も振動しているが、励振電極部123に挟まれている部分から励振電極部123に挟まれていない部分へも、主振動である厚みすべり振動が漏れ伝搬している状態となっている。
The vibration part 121a is, for example, a substantially thin rectangular parallelepiped having a pair of main surfaces parallel to the XZ ′ plane, and the main surface is a rectangle having a long side parallel to the X axis and a short side parallel to the Z ′ axis. is there. A part of the metal pattern 122, specifically, a pair of excitation electrode parts 123 is provided on the main surface of the vibration part 121 a. When an alternating voltage is applied to the metal pattern 122, a part of the vibration part 121a sandwiched between the excitation electrode parts 123 vibrates due to the reverse piezoelectric effect and the piezoelectric effect. At this time, in the quartz crystal element 120, the thickness-shear vibration that is the main vibration, the secondary bending vibration that occurs in the direction parallel to the short side of the crystal piece 121, and the secondary vibration that occurs in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121. At least the next bending vibration has occurred. The total thickness vibration that is the main vibration is
Although the vibration is the most in the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123, the thickness shear vibration, which is the main vibration, also occurs from the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123 to the portion not sandwiched between the excitation electrode portions 123. It is in the state of leak propagation.

周辺部121bは、振動部121aの外縁に沿って設けられている。また、周辺部121bは、特に区別するための図示はしないが、平板部と中間部とから構成されている。   The peripheral part 121b is provided along the outer edge of the vibration part 121a. In addition, the peripheral part 121b is composed of a flat plate part and an intermediate part, although not shown for distinction.

周辺部121bの平板部は、振動部121aの外縁に沿って環状の設けられており、その上下方向の厚みは、振動部121aの上下方向の厚みよりも薄くなっている。また、周辺部121bの平板部は、振動部121aの主面と略平行な面を有している。従って、周辺部121bの平板部は、水晶素子120を基体110に実装したとき、基板部110aの上面と略平行な面を有していることとなる。前述したように、振動部121aの主面と略平行となっている周辺部121bの平板部の面を、周辺部121bの主面とする。また、周辺部121bの主面であって、水晶素子120を基体110に実装したときに、基板部110a側を向く周辺部121bの主面を周辺部121bの下面とし、
周辺部121bの下面と反対側を向く周辺部121bの主面を周辺部121bの上面とする。
The flat plate portion of the peripheral portion 121b is annularly provided along the outer edge of the vibration portion 121a, and the thickness in the vertical direction is thinner than the thickness in the vertical direction of the vibration portion 121a. The flat plate portion of the peripheral portion 121b has a surface substantially parallel to the main surface of the vibration portion 121a. Therefore, the flat plate portion of the peripheral portion 121b has a surface substantially parallel to the upper surface of the substrate portion 110a when the crystal element 120 is mounted on the base 110. As described above, the surface of the flat plate portion of the peripheral portion 121b that is substantially parallel to the main surface of the vibrating portion 121a is defined as the main surface of the peripheral portion 121b. Further, the main surface of the peripheral portion 121b, which is the main surface of the peripheral portion 121b facing the substrate portion 110a when the crystal element 120 is mounted on the base 110, is the lower surface of the peripheral portion 121b.
The main surface of the peripheral portion 121b facing the opposite side of the lower surface of the peripheral portion 121b is defined as the upper surface of the peripheral portion 121b.

周辺部121bの中間部は、振動部121aと平板部との間に位置しており、振動部121aおよび平板部と一体的に設けられている。周辺部121bの中間部の上下方向の厚みは、振動部121aから平板部にかけて徐々に薄くなっている。従って、本実施形態では、特に図示してないが、水晶片121をX軸およびY´軸に平行な面で断面視したとき、振動部121aと平板部との間に位置している斜面を含む部分が中間部に相当することとなる   The intermediate part of the peripheral part 121b is located between the vibration part 121a and the flat plate part, and is provided integrally with the vibration part 121a and the flat plate part. The thickness in the vertical direction of the intermediate portion of the peripheral portion 121b is gradually reduced from the vibrating portion 121a to the flat plate portion. Therefore, in this embodiment, although not shown in particular, when the crystal piece 121 is viewed in a cross-section in a plane parallel to the X axis and the Y ′ axis, a slope located between the vibrating portion 121a and the flat plate portion is formed. The included part corresponds to the middle part

なお、水晶片121の外形がエッチングによって形成される場合、エッチングに対する水晶の異方性等によって比較的大きさ誤差(系統誤差のようなもの)が生じる。当該誤差は、意図的に利用されていることもある。本開示の説明においては、このような誤差の存在は無視するものとする。例えば、実際の水晶片121においては、側面が主面に直交せずに傾斜していたり、側面が平面にならず外側に膨らむ形状になっていたりすることがあるが、そのような傾斜および/または膨らみの図示および説明は省略する。第三者の製品が本開示の技術に係るか否か判断する場合においてもそのような誤差は無視されてよい。なお、偶然誤差のようなものが無視されてよいことはもちろんである。
周辺部における中間部および平板部を特に区別し図示していないのもこのためである。
When the outer shape of the crystal piece 121 is formed by etching, a relatively large error (such as a systematic error) occurs due to anisotropy of the crystal with respect to the etching. The error may be used intentionally. In the description of the present disclosure, the existence of such an error is ignored. For example, in the actual crystal piece 121, the side surface may be inclined without being orthogonal to the main surface, or the side surface may be shaped to bulge outward instead of being a flat surface. Or illustration and description of the bulge are omitted. Such an error may be ignored when determining whether a third-party product is related to the technology of the present disclosure. It goes without saying that accidental errors may be ignored.
This is also why the intermediate portion and the flat plate portion in the peripheral portion are not particularly distinguished and not shown.

図5および図6に示すように、水晶片121の平面視における形状は、矩形である。当該矩形は、長方形(本開示では正方形も含むものとする。正方形の場合には、所定の一辺を当該一方の長辺とし、所定の一辺に接続している所定の他の一辺を当該一方の短辺とする。励振電極部123についても同様。)であり、一対の長辺と、一対の長辺の両端を結ぶ短辺とを有している。なお、本開示について矩形または長方形は、角部が面取りされた形状を含むものとする(励振電極部123についても同様)。水晶片121では、例えば、主面はXZ´平面に略平行な面であり、長辺はX軸に略平行な辺であり、短辺はZ´軸に平行な辺である。   As shown in FIGS. 5 and 6, the shape of the crystal piece 121 in plan view is a rectangle. The rectangle is a rectangle (including a square in the present disclosure. In the case of a square, a predetermined one side is the one long side, and a predetermined other side connected to the predetermined one side is the one short side. The same applies to the excitation electrode portion 123.) and has a pair of long sides and a short side connecting both ends of the pair of long sides. In the present disclosure, a rectangle or a rectangle includes a shape whose corners are chamfered (the same applies to the excitation electrode portion 123). In the crystal piece 121, for example, the main surface is a surface substantially parallel to the XZ ′ plane, the long side is a side substantially parallel to the X axis, and the short side is a side parallel to the Z ′ axis.

水晶片121における振動部121aの厚みは、厚みすべり振動について所望の固有振動数に基づいて設定される。例えば、厚みすべり振動の基本波振動を用いる場合において、固有振動数をF(MHz)とすると、この固有振動数Fに対応する振動部121aの厚みt(μm)を求める基本式は、t=1670/Fである。なお、実際には、水晶片121における振動部121aの厚みは、励振電極部123の重さ等も考慮して、基本式の値から微調整された値となる。   The thickness of the vibration part 121a in the crystal piece 121 is set based on a desired natural frequency for the thickness shear vibration. For example, when using the fundamental vibration of thickness shear vibration, when the natural frequency is F (MHz), the basic equation for obtaining the thickness t (μm) of the vibration part 121a corresponding to this natural frequency F is t = 1670 / F. Actually, the thickness of the vibration part 121a in the crystal piece 121 is a value finely adjusted from the value of the basic formula in consideration of the weight of the excitation electrode part 123 and the like.

また、このような水晶片121は、接続配線部124の接続部124aが並んで設けられている水晶片121の所定の一辺を含む側面を平面視(側面視)したとき、水晶片121の所定の一辺を含む側面に、凹部125が形成されている。   Further, such a crystal piece 121 has a predetermined shape of the crystal piece 121 when a side surface including a predetermined side of the crystal piece 121 provided with the connection portions 124a of the connection wiring portion 124 is viewed in plan (side view). A recess 125 is formed on the side surface including one side.

水晶片121の所定の一辺を含む側面に形成されている凹部125は、例えば、第一凹部125a、第二凹部125b、および、第三凹部125cからなる。第一凹部125aは、例えば、水晶片121の所定の一辺の一端側であって水晶片121の下面に連なるように形成されている。第二凹部125bは、例えば、水晶片121の所定の一辺の他端側であって水晶片121の下面に連なるように形成されている。第三凹部125cは、例えば、水晶片121の所定の一辺の中点を通過しつつ水晶片121の上面および水晶片121の下面に連なるように形成されている。   The concave portion 125 formed on the side surface including a predetermined side of the crystal piece 121 includes, for example, a first concave portion 125a, a second concave portion 125b, and a third concave portion 125c. The first recess 125 a is formed, for example, on one end side of a predetermined side of the crystal piece 121 and continuous with the lower surface of the crystal piece 121. The second recess 125 b is formed, for example, on the other end side of a predetermined side of the crystal piece 121 and continuous with the lower surface of the crystal piece 121. The third recess 125 c is formed, for example, so as to continue to the upper surface of the crystal piece 121 and the lower surface of the crystal piece 121 while passing through the midpoint of a predetermined one side of the crystal piece 121.

このように、接続配線部124の接続部124aが並んで設けられている水晶片121の所定の一辺を含む側面に凹部125を形成することで、水晶素子120を水晶デバイスとして用いる場合、接続部124aが導電性接着剤140により接着されるので、凹部125が形成されている側面の両端部を導電性接着剤140で接着されている状態にすることができる。別の観点では、このようにすることで、凹部125が形成されている側面の両端部を導電性接着剤140により固定することでできるといえる。このため、接続部124が並んで設けられていない
水晶片121の所定の他の辺に凹部125を形成する場合と比較して、副次的な振動である屈曲振動の発生をより抑制することが可能となる。
この結果、副次的な振動である屈曲振動が、主振動である厚みすべり振動に与える影響を低減でき、電気的特性を向上させることが可能となる。
As described above, when the crystal element 120 is used as a crystal device by forming the concave portion 125 on the side surface including a predetermined side of the crystal piece 121 provided with the connection portions 124a of the connection wiring portion 124, the connection portion Since 124 a is bonded by the conductive adhesive 140, both end portions of the side surface where the recess 125 is formed can be bonded by the conductive adhesive 140. From another viewpoint, it can be said that, by doing this, both ends of the side surface where the recess 125 is formed can be fixed by the conductive adhesive 140. For this reason, generation | occurrence | production of the bending vibration which is a secondary vibration is suppressed more compared with the case where the recessed part 125 is formed in the predetermined | prescribed other side of the crystal piece 121 where the connection part 124 is not provided side by side. Is possible.
As a result, the influence of bending vibration, which is a secondary vibration, on the thickness shear vibration, which is the main vibration, can be reduced, and electrical characteristics can be improved.

水晶片121の各種寸法の一例は、例えば、長辺の長さが550μm〜1.1mm、短辺の長さが350μm〜750μm、厚さが20μm〜70μmとなっている。   Examples of various dimensions of the crystal piece 121 include, for example, a long side length of 550 μm to 1.1 mm, a short side length of 350 μm to 750 μm, and a thickness of 20 μm to 70 μm.

このような水晶片121に設けられている金属パターン122は、水晶素子120の外部から交番電圧を印加するためのものである。金属パターン122は、一層となっていてもよいし、複数の金属層が積層されていてもよい。金属パターン122は、特に図示しないが、例えば、第一金属層と、第一金属層上に積層されている第二金属層とからなる。第一金属層は、水晶と密着性のより金属が用いられ、例えば、ニッケル、クロム、ニクロムまたはチタンのいずれか一つが用いられる。第一金属層に水晶と密着性のよい金属を用いることで、
水晶と密着しにくい金属を第二金属層に用いることができる。第二金属層は、金属材料の中で電気抵抗率が低く、安定した材料が用いられ、例えば、金、金を主成分とした合金、銀または銀を主成分とした合金のいずれか一つが用いられる。電気抵抗率が低い材料を用いることで、金属パターン122自身の抵抗率を小さくすることができ、この結果、水晶素子120の等価直列抵抗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、安定した金属材料を用いることで、水晶素子120の存在する周囲の空気と金属パターン122が反応し金属パターン122の重さが変化し水晶素子120の周波数が変化し電気的特性が変化することを低減させることができる。
The metal pattern 122 provided on the crystal piece 121 is for applying an alternating voltage from the outside of the crystal element 120. The metal pattern 122 may be a single layer, or a plurality of metal layers may be stacked. Although not particularly illustrated, the metal pattern 122 includes, for example, a first metal layer and a second metal layer laminated on the first metal layer. The first metal layer is made of a metal that adheres to quartz, and for example, any one of nickel, chromium, nichrome, or titanium is used. By using a metal with good adhesion to the crystal for the first metal layer,
A metal that hardly adheres to the crystal can be used for the second metal layer. The second metal layer has a low electrical resistivity among metal materials, and a stable material is used. For example, any one of gold, an alloy containing gold as a main component, silver or an alloy containing silver as a main component is used. Used. By using a material having a low electrical resistivity, the resistivity of the metal pattern 122 itself can be reduced, and as a result, an increase in the equivalent series resistance value of the crystal element 120 can be reduced. Further, by using a stable metal material, the ambient air in which the crystal element 120 exists reacts with the metal pattern 122, the weight of the metal pattern 122 changes, the frequency of the crystal element 120 changes, and the electrical characteristics change. This can be reduced.

金属パターン122は、励振電極部123よび接続配線部124から構成されている。接続配線部124は、接続部124aと配線部124bからなる。   The metal pattern 122 includes an excitation electrode portion 123 and a connection wiring portion 124. The connection wiring part 124 includes a connection part 124a and a wiring part 124b.

励振電極部123は、水晶片121に交番電圧を印加するためのものである。励振電極部123は、一対となっており、水晶片121の両主面の中央部付近、具体的には、振動部121aの中央部に互いが対向するように設けられている。励振電極部123は、平面視して、略矩形となっており、励振電極部123の中心(具体的には、励振電極部123の対角線の交点)が、振動部121aの中心(具体的には、振動部121aの対角線の交点)と一致している。このとき、励振電極部123の中心は、水晶片121の中心(具他的には、水晶片121の対角線の交点)と比較すると、
接続配線部124の接続部124aが設けられている水晶片121の一方の短辺と対向する水晶片121の他方の短辺側に位置している。ここで、水晶片121の一方の短辺とは、接続配線部124の接続部124aが並んで設けられている水晶片121の短辺であり、水晶片121の他方の短辺とは、接続部124aが設けられていない水晶片121の短辺である。このようにすることで、水晶片121の一方の短辺から励振電極部123の中心までの距離(および振動部121aの中心までの距離)を、水晶片121の一方の短辺から水晶片121の中心まで距離と比較して長くすることができる。
この結果、接続配線部124の接続部124aを導電性接着剤140で電気的に接続しつつ接着したとき、導電性接着剤140により励振電極部123に挟まれている部分の振動が阻害されることを低減させることが可能となり、水晶デバイスの等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。
The excitation electrode unit 123 is for applying an alternating voltage to the crystal piece 121. The excitation electrode portion 123 is a pair, and is provided so as to face each other near the central portion of both main surfaces of the crystal piece 121, specifically, the central portion of the vibrating portion 121a. The excitation electrode portion 123 is substantially rectangular in plan view, and the center of the excitation electrode portion 123 (specifically, the intersection of the diagonal lines of the excitation electrode portion 123) is the center of the vibration portion 121a (specifically, Is coincident with the diagonal line of the vibration part 121a. At this time, the center of the excitation electrode portion 123 is compared with the center of the crystal piece 121 (specifically, the intersection of the diagonal lines of the crystal piece 121).
The connection wiring portion 124 is located on the other short side of the crystal piece 121 opposite to one short side of the crystal piece 121 provided with the connection portion 124a. Here, the one short side of the crystal piece 121 is the short side of the crystal piece 121 in which the connection portions 124a of the connection wiring portion 124 are arranged side by side, and the other short side of the crystal piece 121 is the connection This is the short side of the crystal piece 121 where the portion 124a is not provided. In this way, the distance from one short side of the crystal piece 121 to the center of the excitation electrode portion 123 (and the distance from the center of the vibrating portion 121 a) is set to the distance from one short side of the crystal piece 121 to the crystal piece 121. The distance to the center can be longer than the distance.
As a result, when the connection portion 124a of the connection wiring portion 124 is bonded while being electrically connected with the conductive adhesive 140, vibration of the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123 is inhibited by the conductive adhesive 140. This can be reduced, and an increase in the equivalent series resistance value of the quartz crystal device can be reduced.

接続配線部124は、接続部124aと配線部124bからなり、水晶素子120の外部から励振電極部123に交番電圧を印加するためのものである。   The connection wiring part 124 includes a connection part 124 a and a wiring part 124 b, and is for applying an alternating voltage to the excitation electrode part 123 from the outside of the crystal element 120.

接続部124aは、水晶素子120を水晶デバイスとして用いる場合、基体110に実装するためのものであり、基体110の基板部110aの上面に設けられている搭載パッド111と導電性接着剤140によって電気的に接続される。接続部124aは、一対となっており、基板部110aの搭載パッド111と対向する位置であって、水晶片121の一方の短辺の縁部に沿って二つ並んで設けられている。   When the crystal element 120 is used as a crystal device, the connection part 124 a is for mounting on the base 110, and is electrically connected by the mounting pad 111 and the conductive adhesive 140 provided on the upper surface of the substrate part 110 a of the base 110. Connected. The connection portions 124a are paired, and are provided side by side along the edge of one short side of the crystal piece 121 at a position facing the mounting pad 111 of the substrate portion 110a.

配線部124bは、接続部124aと励振電極部123とを電気的に接続させるためのものであり、一端が接続部124aに接続され他端が励振電極部123に接続されている。また、配線部124bは、別の観点では、励振電極部123から接続部124aまで延設されているといえる。また、配線部124aは、水晶片121の長辺と平行となるように延設されている。このようにすることで、接続部124aと励振電極部123との距離をより短くすることができ配線部124b自身の抵抗を低減させることができ、ひいては、水晶素子120の等価直列抵抗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、配線部124bをこのようにすることで、配線部124bが水晶片121の長辺に対して直角または斜めになっている場合と比較して水晶素子120の外部の使用用途でない信号(ノイズ)が重畳することを低減させることができ、ひいては、水晶素子120の外部のノイズによる水晶デバイスの電気的特性の悪化を抑制することが可能となる。
The wiring part 124 b is for electrically connecting the connection part 124 a and the excitation electrode part 123, and has one end connected to the connection part 124 a and the other end connected to the excitation electrode part 123. Moreover, it can be said that the wiring part 124b is extended from the excitation electrode part 123 to the connection part 124a from another viewpoint. In addition, the wiring part 124 a extends so as to be parallel to the long side of the crystal piece 121. By doing so, the distance between the connecting portion 124a and the excitation electrode portion 123 can be further shortened, and the resistance of the wiring portion 124b itself can be reduced. As a result, the equivalent series resistance value of the crystal element 120 is increased. It becomes possible to reduce becoming.
Further, by making the wiring portion 124b in this way, a signal (noise) that is not used outside the crystal element 120 as compared with the case where the wiring portion 124b is perpendicular or oblique to the long side of the crystal piece 121. ) Can be reduced, and as a result, deterioration of the electrical characteristics of the crystal device due to noise outside the crystal element 120 can be suppressed.

このような水晶素子120は、前述したように、金属パターン122に交番電圧を印加すると、主振動である厚みすべり振動、副次的な振動であり水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動、および、副次的な振動であり水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の少なくとも三つの振動が生じる。このとき、主振動である厚みすべり振動は、基本的には、励振電極部123に挟まれている部分において生じているが、励振電極部123に挟まれている部分から励振電極部123に挟まれていない部分へも漏れ伝搬している状態となっている。   As described above, when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122, such a crystal element 120 has a thickness-shear vibration that is a main vibration and a secondary vibration that occurs in a direction parallel to the short side of the crystal piece 121. At least three vibrations of bending vibration and secondary vibration that occur in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121 are generated. At this time, the thickness-shear vibration, which is the main vibration, basically occurs in the portion sandwiched by the excitation electrode portion 123, but is sandwiched by the excitation electrode portion 123 from the portion sandwiched by the excitation electrode portion 123. The leak is propagated to the part that is not.

ここで、副次的な振動であり水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長をλzとし、副次的な振動であり水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長をλxとする。なお、λzおよびλxについては、シミュレーションおよび実験によって算出している。   Here, the wavelength of the bending vibration that occurs in the direction parallel to the short side of the crystal piece 121 as a secondary vibration is λz, and the bending that occurs as a secondary vibration in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121. Let λx be the wavelength of vibration. Note that λz and λx are calculated by simulation and experiment.

また、副次的な振動であり水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動における節となる部分とは、節に対して±λz/8の範囲内となっている部分(−λz/8<節となる部分<+λz/8)である。同様に、副次的な振動であり水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動における節となる部分とは、節に対して±λx/8の範囲内となっている部分(−λx/8<節となる部分<+λx/8)である。   Further, a part that becomes a node in bending vibration that is a secondary vibration and occurs in a direction parallel to the short side of the crystal piece 121 is a part that is within a range of ± λz / 8 with respect to the node (−λz). / 8 <part that becomes a node <+ λz / 8). Similarly, a part that becomes a node in bending vibration that is a secondary vibration and occurs in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is a part that is within a range of ± λx / 8 with respect to the node (− λx / 8 <part that becomes a node <+ λx / 8).

水晶素子120は、平面視して、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であり水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節が、水晶片121の長辺上に位置している。   The crystal element 120 is a secondary vibration that occurs when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122 in plan view, and a bending vibration node that occurs in a direction parallel to the short side of the crystal piece 121 has a crystal piece 121. It is located on the long side.

また、水晶素子120は、平面視して、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であり水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節が、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺上に位置している。   The crystal element 120 is a secondary vibration generated when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122 in a plan view, and a bending vibration node generated in a direction parallel to the short side of the crystal piece 121 is It is located on the side of the vibration part 121 a parallel to the long side of the piece 121.

また、水晶素子120は、平面視して、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であり水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節が、水晶片121の短辺上に位置している。   Further, the crystal element 120 is a secondary vibration generated when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122 in a plan view, and a bending vibration node generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is It is located on the short side of the piece 121.

また、水晶素子120は、平面視して、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であり水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺上に位置している。   Further, the crystal element 120 is a secondary vibration generated when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122 in a plan view, and a bending vibration node generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is It is located on the side of the vibration part 121 a parallel to the short side of the piece 121.

また、水晶素子120が導電性接着剤140によって基体110に実装されているとき、導電性接着剤140と水晶素子120とが接着している接着部分には、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であり水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が位置しつつ、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であり水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が位置している。   In addition, when the crystal element 120 is mounted on the base 110 with the conductive adhesive 140, an alternating voltage is applied to the metal pattern 122 at the bonded portion where the conductive adhesive 140 and the crystal element 120 are bonded. This is a secondary vibration that sometimes occurs and is a secondary vibration that occurs when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122 while a portion serving as a node of bending vibration occurring in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is located. A portion serving as a node of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the crystal piece 121 is located.

(実施例)
前記した水晶素子120の種々の寸法で実際に作製し、その等価直列抵抗値を調べる実験を行った。その結果、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であって水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121に長辺上に位置していることが望ましいことが分かった。さらに、この副次的な振動であって水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺上に位置していることが、より望ましいことが分かった。
(Example)
The above-described quartz element 120 was actually fabricated with various dimensions, and an experiment was conducted to examine its equivalent series resistance value. As a result, a portion that becomes a secondary vibration generated when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122 and that is a node of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the crystal piece 121 has a long side on the crystal piece 121. It turned out to be desirable to be on top. Furthermore, a portion that becomes a node of bending vibration that is a secondary vibration and occurs in a direction parallel to the short side of the crystal piece 121 is located on the side of the vibration part 121 a that is parallel to the long side of the crystal piece 121. It turned out to be more desirable.

本実施例では、第一サンプルおよび第二サンプルを各10個ずつ作製した。また、比較例として第三サンプルおよび第四サンプルについても各10個ずつ作製した。   In this example, ten first samples and ten second samples were produced. In addition, as a comparative example, 10 samples were prepared for each of the third sample and the fourth sample.

第一サンプルの水晶素子は、本実施例の一例であり、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片121の長辺上に位置し、かつ、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺上に位置している。   The crystal element of the first sample is an example of this embodiment, and a portion that becomes a node of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the crystal piece 121 is located on the long side of the crystal piece 121, and the crystal element A portion that becomes a node of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the piece 121 is located on the side of the vibration part 121 a parallel to the long side of the crystal piece 121.

第二サンプルの水晶素子は、本実施例の別の一例であり、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片121の長辺上に位置し、かつ、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の腹となる部分が水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺上に位置している。   The crystal element of the second sample is another example of the present embodiment, and the portion that becomes the bending vibration node generated in the direction parallel to the short side of the crystal piece 121 is located on the long side of the crystal piece 121, and A portion serving as an antinode of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the crystal piece 121 is located on the side of the vibration part 121 a parallel to the long side of the crystal piece 121.

第三サンプルの水晶素子は、比較例の一例であり、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の腹となる部分が水晶片121の長辺上に位置し、かつ、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺上に位置している。   The crystal element of the third sample is an example of a comparative example, and a portion serving as an antinode of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the crystal piece 121 is located on the long side of the crystal piece 121, and the crystal piece A portion serving as a node of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of 121 is located on the side of the vibrating part 121 a parallel to the long side of the crystal piece 121.

第四サンプルの水晶素子は、比較例の別の一例であり、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の腹となる部分が水晶片121の長辺上に位置し、かつ、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の腹となる部分が水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺上に位置している。   The crystal element of the fourth sample is another example of the comparative example, the portion serving as an antinode of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the crystal piece 121 is located on the long side of the crystal piece 121, and A portion serving as an antinode of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the crystal piece 121 is located on the side of the vibration part 121 a parallel to the long side of the crystal piece 121.

ここで、第一サンプル、第二サンプル、第三サンプルおよび第四サンプルは、水晶片121の短辺の長さ、および、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺の長さのみを変え、水晶片121の長辺の長さ、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺の長さ、水晶片121の長辺に平行な励振電極部123の辺の長さ、水晶片121の短辺に平行な励振電極部123の辺の長さ、および、振動部121aの上下方向の厚みを、等価直列抵抗値を考慮した経験的に好適な値である所定の値とした。   Here, the first sample, the second sample, the third sample, and the fourth sample are only the length of the short side of the crystal piece 121 and the length of the side of the vibrating part 121a parallel to the short side of the crystal piece 121. The length of the long side of the crystal piece 121, the length of the side of the vibrating part 121a parallel to the long side of the crystal piece 121, the length of the side of the excitation electrode part 123 parallel to the long side of the crystal piece 121, The length of the side of the excitation electrode part 123 parallel to the short side of the crystal piece 121 and the thickness in the vertical direction of the vibration part 121a are set to a predetermined value which is an empirically preferred value considering the equivalent series resistance value. did.

第一サンプル、第二サンプル、第三サンプルおよび第四サンプルのそれぞれの寸法は、以下のようになっている。水晶片121の長辺は、650μm〜920μmの所定の値であり、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺の長さは、535μm〜600μmの所定の値であり、水晶片121の長辺に平行な励振電極部123の辺の長さは、450μm〜570μmの所定の値であり、
水晶片121の短辺に平行な励振電極部123の辺の長さは、250μm〜550μmの所定の値であり、振動部121aの上下方向の厚みは、59μm〜62μmの所定の値である。
なお、繰り返しとなるが、それぞれの所定の値については、等価直列抵抗値を考慮した経験的に好適な値である。
The dimensions of the first sample, the second sample, the third sample, and the fourth sample are as follows. The long side of the crystal piece 121 is a predetermined value of 650 μm to 920 μm, and the length of the side of the vibrating part 121 a parallel to the long side of the crystal piece 121 is a predetermined value of 535 μm to 600 μm. The length of the side of the excitation electrode portion 123 parallel to the long side is a predetermined value of 450 μm to 570 μm,
The length of the side of the excitation electrode part 123 parallel to the short side of the crystal piece 121 is a predetermined value of 250 μm to 550 μm, and the thickness in the vertical direction of the vibrating part 121 a is a predetermined value of 59 μm to 62 μm.
It should be noted that each predetermined value is an empirically preferred value considering the equivalent series resistance value.

第一サンプル、第二サンプル、第三サンプルおよび第四サンプルにおいて、異なる寸法となる水晶片121の短辺の長さ、および、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの長さは、シミュレーションおよび実験から求めた長さとした。なお、水晶片121の短辺の長さは、550μm〜690μmの範囲内に入っており、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの長さは、350μm〜580μmの範囲内に入っている。
副次的な振動であり水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長λzは、水晶片121の長辺間の距離に大きく依存しているため、本実施例においては、水晶片121の短辺の長さをパラーメータとしている。
In the first sample, the second sample, the third sample, and the fourth sample, the length of the short side of the crystal piece 121 having different dimensions and the length of the vibrating part 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 are: The length was obtained from simulation and experiment. In addition, the length of the short side of the crystal piece 121 is in the range of 550 μm to 690 μm, and the length of the vibration part 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 is in the range of 350 μm to 580 μm. Yes.
The wavelength λz of the bending vibration that is a secondary vibration and occurs in the direction parallel to the short side of the crystal piece 121 depends greatly on the distance between the long sides of the crystal piece 121. The length of the short side of the piece 121 is used as a parameter.

なお、本実施例においては、水晶素子120の振動周波数の公差は±0.5%となっている。また、水晶片121の短辺の長さおよび水晶片121の長辺の長さを除く寸法の公差は、±5μmとなっている。水晶片121の短辺の長さの公差は、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長λzの±λz/8であり、水晶片121の長辺の長さの公差は、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長λxの±λx/8である。   In this embodiment, the tolerance of the vibration frequency of the crystal element 120 is ± 0.5%. Further, the tolerance of the dimensions excluding the length of the short side of the crystal piece 121 and the length of the long side of the crystal piece 121 is ± 5 μm. The tolerance of the length of the short side of the crystal piece 121 is ± λz / 8 of the wavelength λz of the bending vibration generated in the direction parallel to the short side of the crystal piece 121, and the tolerance of the length of the long side of the crystal piece 121 is The wavelength λx of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is ± λx / 8.

図7は、本実施形態における水晶素子と比較例である水晶素子の対比を示した対比表である。具体的には、サンプル1〜サンプル4においてそれぞれ10個の水晶素子を作製し等価直列抵抗値を測定した際に、等価直列抵抗値が75Ω以下となっているもの数量から、判定を行っているものである。   FIG. 7 is a comparison table showing a comparison between the quartz crystal element according to the present embodiment and the quartz crystal element as a comparative example. Specifically, when 10 crystal elements are produced in each of Sample 1 to Sample 4 and the equivalent series resistance value is measured, the determination is made based on the quantity whose equivalent series resistance value is 75Ω or less. Is.

判定は、75Ω以下が100%であった場合には「◎」、75Ω以下が80%以上かつ100%未満であった場合には「○」、75Ω以下が50%以上かつ80%未満であった場合には「△」、75Ω以下が50%未満であった場合には「×」とした。   The judgment is “◎” when 75Ω or less is 100%, “◯” when 75Ω or less is 80% or more and less than 100%, and 75Ω or less is 50% or more and less than 80%. In this case, “Δ” was assigned, and when “75Ω or less” was less than 50%, “X” was assigned.

第一サンプルは、10個のうち10個とも75Ω以下であった。従って、第一サンプルは、100%であり、判定が「◎」とした。
第二サンプルは、10個のうち9個が75Ω以下であった。従って、第二サンプルは、90%であり、判定が「○」とした。
第三サンプルは、10個のうち6個が75Ω以下であった。従って、第三サンプルは、60%であり、判定が「△」とした。
第三サンプルは、10個のうち1個が75Ω以下であった。従って、第四サンプルは、10%であり、判定が「×」とした。
In the first sample, 10 out of 10 samples were 75Ω or less. Therefore, the first sample was 100%, and the determination was “◎”.
In the second sample, 9 out of 10 samples were 75Ω or less. Therefore, the second sample was 90%, and the determination was “◯”.
In the third sample, 6 out of 10 samples were 75Ω or less. Therefore, the third sample was 60%, and the determination was “Δ”.
In the third sample, one of the ten samples was 75Ω or less. Therefore, the fourth sample was 10%, and the determination was “x”.

本実施例では、判断を行う際に、等価直列抵抗値が75Ωの場合を基準としている。水晶素子が実装されている水晶デバイスを用いて発振回路を形成する場合、要求される水晶素子の等価直列抵抗値は、共振周波数帯や水晶デバイスの大きさによって異なるが、共振周波数が27.12MHzにおいては、等価直列抵抗値が75Ω以下であれば、移動通信機器(一例として、通信端末)に搭載される電子回路で、
実用性のある発振回路を形成することができる。従って、本実施例では、等価直列抵抗値が75Ω以下であることを指標としている。
In the present embodiment, the determination is based on the case where the equivalent series resistance value is 75Ω. When an oscillation circuit is formed using a crystal device on which a crystal element is mounted, the required equivalent series resistance value of the crystal element varies depending on the resonance frequency band and the size of the crystal device, but the resonance frequency is 27.12 MHz. In an electronic circuit mounted on a mobile communication device (for example, a communication terminal) if the equivalent series resistance value is 75Ω or less,
A practical oscillation circuit can be formed. Therefore, in this embodiment, the index is that the equivalent series resistance value is 75Ω or less.

実施例および比較例より、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片121の長辺上に位置している場合には、等価直列抵抗値が75Ωより小さくなり、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることに有効であるといえる。また、さらに、水晶片121の短辺の平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺上に位置していることで、
等価直列抵抗値が大きくなることをより低減させることに有効であるといえる。
From the example and the comparative example, when the part that becomes the node of the bending vibration generated in the direction parallel to the short side of the crystal piece 121 is located on the long side of the crystal piece 121, the equivalent series resistance value is more than 75Ω. It can be said that it is effective in reducing the decrease in the equivalent series resistance value. Further, the portion that becomes the node of the bending vibration generated in the parallel direction of the short side of the crystal piece 121 is located on the side of the vibration part 121a parallel to the long side of the crystal piece 121,
It can be said that it is effective for further reducing the increase in the equivalent series resistance value.

以上のとおり、本実施形態に係る水晶素子120は、平面視して略矩形となっており、略直方体の振動部121a、および、振動部121aの外縁に沿って設けられている振動部121aよりも上下方向の厚みが薄い周辺部121bを有している水晶片121と、振動部121aの両主面に設けられている励振電極部123、および、励振電極部123から水晶片121の縁部まで延設されている接続配線部124からなる金属パターン124と、を備えている水晶素子120であって、
金属パターン122に交番電圧を印加したとき、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片121の長辺上に位置している。
As described above, the quartz crystal element 120 according to the present embodiment has a substantially rectangular shape in plan view, and is substantially the same as the rectangular parallelepiped vibrating portion 121a and the vibrating portion 121a provided along the outer edge of the vibrating portion 121a. A crystal piece 121 having a peripheral portion 121b with a small vertical thickness, an excitation electrode portion 123 provided on both main surfaces of the vibration portion 121a, and an edge portion of the crystal piece 121 from the excitation electrode portion 123 A crystal pattern 120 including a metal pattern 124 including a connection wiring portion 124 extending to
When an alternating voltage is applied to the metal pattern 122, a portion that becomes a node of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the crystal piece 121 is located on the long side of the crystal piece 121.

前述したように、金属パターン122に交番電圧を印加すると、主振動である厚みすべり振動、副次的な振動であって水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動、および、副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の少なくとも三つの振動が生じている。このとき、主振動である厚みすべり振動は、励振電極部に挟まれている部分で最も振動しているが、
励振電極部123に挟まれている部分から励振電極部123に挟まれていない部分へも漏れ伝搬している状態となっている。そして、励振電極部123に挟まれている部分の主振動である厚みすべり振動は、励振電極部123に挟まれていない部分へ漏れ伝搬し、水晶片121の縁部まで伝搬し、水晶片121の側面で反射し、水晶片121の縁部から水晶片121の中心へ向かって再び伝搬していく。
As described above, when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122, a thickness-shear vibration that is a main vibration, a bending vibration that occurs in a direction parallel to the short side of the crystal piece 121, and a secondary vibration. There are at least three vibrations of bending vibration that occur in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121. At this time, the thickness shear vibration, which is the main vibration, vibrates most in the portion sandwiched between the excitation electrode parts,
The leakage is propagated from the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123 to the portion not sandwiched between the excitation electrode portions 123. Then, the thickness shear vibration that is the main vibration of the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123 leaks and propagates to a portion not sandwiched between the excitation electrode portions 123, propagates to the edge of the crystal piece 121, and the crystal piece 121 And propagates again from the edge of the crystal piece 121 toward the center of the crystal piece 121.

本実施形態に係る水晶素子120は、前述したように、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片121の長辺上に位置しているので、水晶片121をY´Z´平面で断面視したときに水晶片121の長辺となる部分の変位量がほとんどない状態にすることができる。このため、励振電極部123に挟まれている部分から漏れ伝搬した主振動である厚みすべり振動が、水晶片121の(長辺を含む)側面にまで到達したときに反射する状態を同じにすることができる。
逆に、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の腹となる部分が水晶片121の長辺上に位置している場合には、励振電極部123に挟まれている部分から漏れ伝搬した主振動である厚みすべり振動が、水晶片121の(長辺を含む)側面まで到達したときに反射する状態が常に異なることととなり、反射の状態によって励振電極部123に挟まれている部分の振動と結合し、等価直列抵抗値が大きくなり電気的特性が悪化する虞がある。
つまり、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片121の長辺上に位置させることで、副次的な振動であって水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動が、主振動である厚みすべり振動へ与える影響を低減させることができ、この結果、等価直列抵抗値が大きくなり電気的特性が低下することを抑制させることが可能となる。
In the crystal element 120 according to the present embodiment, as described above, the portion that becomes the node of the bending vibration generated in the direction parallel to the short side of the crystal piece 121 is located on the long side of the crystal piece 121. When the piece 121 is viewed in cross-section along the Y′Z ′ plane, the displacement of the portion that becomes the long side of the crystal piece 121 can be almost eliminated. For this reason, the thickness shear vibration, which is the main vibration leaking from the portion sandwiched between the excitation electrode parts 123, is reflected in the same state when reaching the side surface (including the long side) of the crystal piece 121. be able to.
On the contrary, when the portion that becomes the antinode of the bending vibration generated in the direction parallel to the short side of the crystal piece 121 is located on the long side of the crystal piece 121, the portion sandwiched by the excitation electrode portion 123 is used. When the thickness shear vibration, which is the main vibration that has leaked, reaches the side surface (including the long side) of the crystal piece 121, the state of reflection is always different, and is sandwiched between the excitation electrode portions 123 depending on the state of reflection. There is a possibility that the equivalent series resistance value is increased and the electrical characteristics are deteriorated.
That is, by positioning a portion that becomes a node of flexural vibration generated in a direction parallel to the short side of the crystal piece 121 on the long side of the crystal piece 121, it is a secondary vibration and is on the short side of the crystal piece 121. It is possible to reduce the influence of bending vibration generated in a parallel direction on the thickness shear vibration, which is the main vibration, and as a result, it is possible to suppress an increase in equivalent series resistance value and deterioration of electrical characteristics. Become.

また、別の観点では、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺上に、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が位置していても、腹となる部分が位置していても、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させつつ、電気的特性を向上させることができるといえる。従って、水晶素子120を製造する際に、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの長さの公差を大きくすることが可能となり、生産性を向上させることができる。   Further, from another viewpoint, even if a portion serving as a node of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the crystal piece 121 is located on the side of the vibration part 121a parallel to the long side of the crystal piece 121, Even if an antinode is located, it can be said that the electrical characteristics can be improved while reducing the increase of the equivalent series resistance value. Therefore, when manufacturing the crystal element 120, the tolerance of the length of the vibration part 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 can be increased, and the productivity can be improved.

また、本実施形態に係る水晶素子120は、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの二辺上に位置している。   Further, in the crystal element 120 according to the present embodiment, the portion that becomes the node of the bending vibration generated in the direction parallel to the short side of the crystal piece 121 is on the two sides of the vibration part 121a parallel to the long side of the crystal piece 121. positioned.

このようにすることで、励振電極部123に挟まれている部分から漏れ伝搬した主振動である厚みすべり振動が、振動部121aから周辺部121bへ向かう際に、周辺部121bの中間部において反射するときの状態を一定にすることができる。このため、中間部において反射された振動と励振電極部123に挟まれている部分の振動とを常に一定にすることができ、
反射した振動と励振電極部123に挟まれている部分の振動とが結合する状態を常に一定にすることができる。従って、副次的な振動であって水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動が、主振動に与える影響を低減させることができ、この結果、等価直列抵抗値が大きく電気的特性が悪化することを抑制されることが可能となる。
By doing so, the thickness shear vibration, which is the main vibration leaking from the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123, is reflected at the intermediate portion of the peripheral portion 121b when moving from the vibrating portion 121a to the peripheral portion 121b. The state when you do can be made constant. For this reason, the vibration reflected in the intermediate portion and the vibration of the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123 can be always constant,
The state in which the reflected vibration and the vibration of the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123 are combined can always be made constant. Therefore, it is possible to reduce the influence of the bending vibration generated in the direction parallel to the short side of the crystal piece 121 on the main vibration, which is a secondary vibration, and as a result, the equivalent series resistance value is large and the electrical characteristics are reduced. It becomes possible to be suppressed from deteriorating.

また、本実施形態に係る水晶素子120は、金属パターン122に交番電圧を印加したときに、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片121の短辺上に位置している。   Further, in the crystal element 120 according to the present embodiment, when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122, a portion that becomes a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is a short side of the crystal piece 121. Located on the top.

このようにすることで、水晶片121をXY´平面で断面視したときに水晶片121の短辺となる部分の変位量がほとんどない状態にすることができる。このため、励振電極部123に挟まれている部分から漏れ伝搬した主振動である厚みすべり振動が、水晶片121の(短辺を含む)側面にまで到達したときに反射する状態を同じにすることができる。つまり、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片121の短辺上に位置させることで、副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動が、
主振動である厚みすべり振動へ与える影響を低減させることができ、この結果、等価直列抵抗値が大きくなり電気的特性が低下することを抑制させることが可能となる。
By doing in this way, when the crystal piece 121 is viewed in cross section along the XY ′ plane, it is possible to make a state in which there is almost no displacement of the portion that becomes the short side of the crystal piece 121. For this reason, the thickness-shear vibration, which is the main vibration leaking and propagating from the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123, is reflected in the same state when reaching the side surface (including the short side) of the crystal piece 121. be able to. That is, by positioning a portion that becomes a node of flexural vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121 on the short side of the crystal piece 121, it is a secondary vibration and is on the long side of the crystal piece 121. Bending vibrations that occur in parallel directions
The influence on the thickness shear vibration, which is the main vibration, can be reduced, and as a result, it is possible to suppress the equivalent series resistance value from increasing and the electrical characteristics from deteriorating.

一般的に、水晶片121の長辺の長さが短い場合、具体的には、水晶片121の長辺の長さが920μm以下のような場合、屈曲振動の次数が低くなるため、主振動である厚みすべり振動へ与える影響が大きくなってしまい、主振動である厚みすべり振動と副次的な振動である屈曲振動とが結合しやすくなる傾向がある。このため、本実施形態に係る水晶素子120の構成とすることで、副次的な振動である屈曲振動が主振動である厚みすべり振動へ与える影響をより低減させることができる。つまり、水晶素子120が小型化したような場合には、効果がより顕著となる。   In general, when the length of the long side of the crystal piece 121 is short, specifically, when the length of the long side of the crystal piece 121 is 920 μm or less, the order of flexural vibration becomes low, and thus the main vibration As a result, the thickness shear vibration as the main vibration and the bending vibration as the secondary vibration tend to be easily coupled. For this reason, by setting it as the structure of the crystal element 120 which concerns on this embodiment, the influence which the bending vibration which is a secondary vibration has on the thickness shear vibration which is a main vibration can be reduced more. That is, when the crystal element 120 is downsized, the effect becomes more remarkable.

また、本実施形態に係る水晶デバイスは、水晶素子120と、接続配線部124に導電性接着剤140で電気的に接着される搭載パッド111が設けられている基板部110aを有した基体110と、基体110に接合される蓋体130と、を備えている。   In addition, the crystal device according to the present embodiment includes a crystal element 120 and a base 110 having a substrate portion 110a provided with a mounting pad 111 that is electrically bonded to the connection wiring portion 124 with a conductive adhesive 140. And a lid 130 joined to the base 110.

このような水晶デバイスは、前述したように、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させ、電気的特性を向上させることができる水晶素子120を用いているので、水晶デバイスにおいても、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させ、電気的特性を向上させることができる。   As described above, such a quartz crystal device uses the quartz crystal element 120 that can reduce the increase of the equivalent series resistance value and improve the electrical characteristics. The increase in value can be reduced, and the electrical characteristics can be improved.

また、本実施形態に係る水晶デバイスは、平面視して、導電性接着剤140と水晶片121とが接着している部分に、金属パターン122に交番電圧を印加したときに水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が位置しており、かつ、導電性接着剤140と水晶片121とが接着している部分に、金属パターン122に交番電圧を印加したときに水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が位置している。   Further, in the crystal device according to the present embodiment, in plan view, when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122 at a portion where the conductive adhesive 140 and the crystal piece 121 are bonded, the short circuit of the crystal piece 121 occurs. When an alternating voltage is applied to the metal pattern 122 at a portion where the node of the bending vibration generated in the direction parallel to the side is located and the conductive adhesive 140 and the crystal piece 121 are bonded to each other In addition, a portion serving as a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is located.

このようにすることで、交番電圧を印加し副次的な振動である屈曲振動(具体的には、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動、および、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動)が生じた場合、導電性接着剤140により接着している部分の水晶片121の歪の量をより低減させることが可能となる。このため、導電性接着剤140により接着している部分に歪が生じることで主振動である厚みすべり振動が阻害され電気的特性が低下することを軽減させることができる。   By doing this, bending vibration that is a secondary vibration by applying an alternating voltage (specifically, bending vibration that occurs in a direction parallel to the short side of the crystal piece 121 and the long side of the crystal piece 121) In the case of bending vibration that occurs in a direction parallel to the crystal), it is possible to further reduce the amount of distortion of the crystal piece 121 in the portion bonded by the conductive adhesive 140. For this reason, it is possible to reduce the occurrence of distortion in the portion bonded by the conductive adhesive 140, thereby inhibiting the thickness-shear vibration that is the main vibration and lowering the electrical characteristics.

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。   The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various aspects.

水晶素子を有するデバイスは、水晶振動子に限定されない。例えば、水晶素子に加えて水晶素子に電圧を印加して発振信号を生成する集積回路素子(IC)を有する発振器であってもよい。また、例えば、水晶デバイスは、水晶素子の他にサーミスタ等の電子素子を有するものであってもよい。また、例えば、水晶デバイスは、恒温槽付きであってもよい。水晶デバイスにおいて、水晶素子を実装する基体の構造は、適宜構成されてもよい、例えば、基体は、上面および下面に凹部を有する断面H型のものであってもよい。   A device having a crystal element is not limited to a crystal resonator. For example, an oscillator having an integrated circuit element (IC) that generates an oscillation signal by applying a voltage to the crystal element in addition to the crystal element may be used. Further, for example, the crystal device may have an electronic element such as a thermistor in addition to the crystal element. For example, the quartz crystal device may be equipped with a thermostatic bath. In the crystal device, the structure of the substrate on which the crystal element is mounted may be appropriately configured. For example, the substrate may be of an H-shaped cross section having recesses on the upper surface and the lower surface.

水晶素子は、水晶片の所定の一辺を含む側面に第一凹部、第二凹部および第三凹部からなる凹部が形成されている場合について説明しているが、二以上の凹部であれば、いくつ凹部が形成されていてもよい。また、水晶片の所定の一辺を含む側面に凹部が形成されていなくてもよい。   The crystal element has been described with respect to a case where a concave portion including a first concave portion, a second concave portion and a third concave portion is formed on a side surface including a predetermined side of a crystal piece. A recess may be formed. Moreover, the recessed part does not need to be formed in the side surface containing predetermined one side of a crystal piece.

110・・・基体
110a・・・基板部
110b・・・枠部
111・・・搭載パッド
112・・・外部端子
120・・・水晶素子
121・・・水晶片
121a・・・振動部
121b・・・周辺部
122・・・金属パターン
123・・・励振電極部
124・・・接続配線部
124a・・・接続部
124b・・・配線部
125・・・凹部
125a・・・第一凹部
125b・・・第二凹部
125c・・・第三凹部
130・・・蓋体
140・・・導電性接着剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 ... Base 110a ... Board | substrate part 110b ... Frame part 111 ... Mounting pad 112 ... External terminal 120 ... Crystal element 121 ... Crystal piece 121a ... Vibrating part 121b ... -Peripheral part 122 ... Metal pattern 123 ... Excitation electrode part 124 ... Connection wiring part 124a ... Connection part 124b ... Wiring part 125 ... Concave part 125a ... First concave part 125b ...・ Second recess 125c ... third recess 130 ... lid body 140 ... conductive adhesive

Claims (5)

平面視して略矩形となっており、略直方体の振動部、および、前記振動部の外縁に沿って設けられている前記振動部より上下方向の厚みが薄い周辺部を有している水晶片と、
前記振動部の両主面に設けられている励振電極部、および、前記励振電極部から前記水晶片の縁部まで延設されている接続配線部からなる金属パターンと、
を備えている水晶素子であって、
前記金属パターンに交番電圧を印加したとき、
前記水晶片の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が前記水晶片の長辺上に位置している
ことを特徴とする水晶素子。
A crystal piece that is substantially rectangular in a plan view and has a substantially rectangular parallelepiped vibrating portion and a peripheral portion that is thinner along the vertical direction than the vibrating portion provided along the outer edge of the vibrating portion. When,
Excitation electrode portions provided on both main surfaces of the vibration portion, and a metal pattern including a connection wiring portion extending from the excitation electrode portion to an edge portion of the crystal piece,
A crystal element comprising:
When an alternating voltage is applied to the metal pattern,
A crystal element, wherein a portion that becomes a node of bending vibration generated in a direction parallel to a short side of the crystal piece is located on a long side of the crystal piece.
請求項1に記載の水晶素子であって、
前記水晶片の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片の長辺に平行な前記振動部の二辺上に位置している
ことを特徴とする水晶素子。
The crystal element according to claim 1,
A crystal element, wherein a portion which becomes a bending vibration node generated in a direction parallel to a short side of the crystal piece is located on two sides of the vibration part parallel to a long side of the crystal piece.
請求項1または請求項2に記載の水晶素子であって、
前記金属パターンに交番電圧を印加したときに、前記水晶片の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、前記水晶片の短辺上に位置している
ことを特徴とする水晶素子。
The crystal element according to claim 1 or 2,
When an alternating voltage is applied to the metal pattern, a portion that becomes a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece is located on the short side of the crystal piece. Crystal element.
請求項1乃至請求項4に記載の水晶素子と、
前記接続配線部に導電性接着剤で電気的に接着される搭載パッドが設けられている基板部を有した基体と、
前記基体に接合される蓋体と、
備えた水晶デバイス。
The crystal element according to claim 1 to claim 4,
A substrate having a substrate portion provided with a mounting pad that is electrically bonded to the connection wiring portion with a conductive adhesive;
A lid joined to the substrate;
Crystal device equipped.
請求項4に記載の水晶デバイスであって、
平面視して、
前記導電性接着剤と前記水晶片とが接着している部分に、前記金属パターンに交番電圧を印加したときに前記水晶片の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分とが位置しており、
前記導電性接着剤と前記水晶片とが接着している部分に、前記金属パターンに交番電圧を印加したときに前記水晶片の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分とが位置している
ことを特徴とする水晶素子。
The crystal device according to claim 4,
In plan view
The portion where the conductive adhesive and the crystal piece are bonded has a portion that becomes a node of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the crystal piece when an alternating voltage is applied to the metal pattern. Located
The portion where the conductive adhesive and the crystal piece are bonded has a portion that becomes a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece when an alternating voltage is applied to the metal pattern. A crystal element characterized by being positioned.
JP2017015162A 2017-01-31 2017-01-31 Crystal element and crystal device Pending JP2018125640A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017015162A JP2018125640A (en) 2017-01-31 2017-01-31 Crystal element and crystal device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017015162A JP2018125640A (en) 2017-01-31 2017-01-31 Crystal element and crystal device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018125640A true JP2018125640A (en) 2018-08-09

Family

ID=63109006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017015162A Pending JP2018125640A (en) 2017-01-31 2017-01-31 Crystal element and crystal device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018125640A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111490747A (en) * 2019-01-28 2020-08-04 京瓷株式会社 Crystal element and crystal device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007124441A (en) * 2005-10-31 2007-05-17 Epson Toyocom Corp Mesa piezoelectric vibration chip
JP2009130564A (en) * 2007-11-22 2009-06-11 Epson Toyocom Corp Crystal vibration chip, crystal vibrator, and crystal oscillator
JP2013197832A (en) * 2012-03-19 2013-09-30 Seiko Epson Corp Vibration piece, manufacturing method of the same, vibration element, oscillator, electronic device and electronic apparatus
JP2014075848A (en) * 2014-01-14 2014-04-24 Seiko Epson Corp Vibration piece and oscillator
JP2017034667A (en) * 2015-08-05 2017-02-09 エスアイアイ・クリスタルテクノロジー株式会社 Piezoelectric vibration piece and piezoelectric transducer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007124441A (en) * 2005-10-31 2007-05-17 Epson Toyocom Corp Mesa piezoelectric vibration chip
JP2009130564A (en) * 2007-11-22 2009-06-11 Epson Toyocom Corp Crystal vibration chip, crystal vibrator, and crystal oscillator
JP2013197832A (en) * 2012-03-19 2013-09-30 Seiko Epson Corp Vibration piece, manufacturing method of the same, vibration element, oscillator, electronic device and electronic apparatus
JP2014075848A (en) * 2014-01-14 2014-04-24 Seiko Epson Corp Vibration piece and oscillator
JP2017034667A (en) * 2015-08-05 2017-02-09 エスアイアイ・クリスタルテクノロジー株式会社 Piezoelectric vibration piece and piezoelectric transducer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111490747A (en) * 2019-01-28 2020-08-04 京瓷株式会社 Crystal element and crystal device
CN111490747B (en) * 2019-01-28 2024-01-09 京瓷株式会社 Crystal element and crystal device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10411671B2 (en) Crystal element and crystal device
JP6853085B2 (en) Crystal elements and crystal devices
CN107134987B (en) Crystal oscillation element and crystal oscillation device
JP2018125640A (en) Crystal element and crystal device
JP6841675B2 (en) Crystal elements and crystal devices
JP6845046B2 (en) Crystal elements and crystal devices
JP6791772B2 (en) Crystal elements and crystal devices
JP6920078B2 (en) Crystal elements and crystal devices
JP2018164194A (en) Crystal element and crystal device
JP2017200093A (en) Crystal device
JP6809896B2 (en) Crystal elements and crystal devices
JP2018207214A (en) Crystal element and crystal device
JP2018056860A (en) Crystal element, crystal device, and method for manufacturing crystal element
JP2017152994A (en) Crystal element and crystal device
JP6787801B2 (en) Crystal elements and crystal devices
JP7170549B2 (en) Crystal element and crystal device
WO2021106921A1 (en) Crystal element, crystal device, electronic equipment, and method for manufacturing crystal element
US20220239277A1 (en) Crystal element and crystal device
JP6904837B2 (en) Crystal device
WO2022181113A1 (en) Piezoelectric element and piezoelectric device
JP7272805B2 (en) Crystal element and crystal device
JP6849553B2 (en) Crystal device
WO2023008112A1 (en) Crystal element and crystal device
JP2018088656A (en) Crystal element and crystal device
JP6687471B2 (en) Crystal element and crystal device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190910

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190912

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20190912

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200610

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200630

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210105