JP2019145948A - Crystal element and crystal device - Google Patents

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Abstract

To provide a crystal element and a crystal device that can improve electrical characteristics.SOLUTION: A crystal element 120 includes a crystal piece 121 having a plurality of notches 122 formed side by side along an edge part, and a metal pattern 123 provided on the crystal element 121. The notches 122 have an arc shape in plan view, and the radius of curvature Rb of notches 122b formed at both ends of short sides of the crystal piece 121 is made large compared with the radius of curvature Ra of the other predetermined notches 122a.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、水晶素子および当該水晶素子を用いた水晶デバイスに関する。   The present invention relates to a crystal element and a crystal device using the crystal element.

水晶素子は、一対の励振電極および一対の接続配線部からなる金属パターンが形成されている水晶片を有している。このような水晶片は、平面視して、直線となっている四辺からなる矩形形状となっている(例えば、特許文献1参照)。   The crystal element has a crystal piece on which a metal pattern including a pair of excitation electrodes and a pair of connection wiring portions is formed. Such a crystal piece has a rectangular shape composed of four sides that are straight when viewed from above (see, for example, Patent Document 1).

特開2017−85385号公報JP 2017-85385 A

このような水晶素子は、前述したように、平面視して、水晶片が略矩形形状となっている。金属パターンに交番電圧を印加したとき、主振動である厚みすべり振動と同時に副次的な振動である輪郭振動が生じる。輪郭振動は、水晶片の外形寸法に依存しており、平面視して略矩形の水晶片を用いた場合には、副次的な振動である輪郭振動が、主振動である厚みすべり振動に与える影響が大きくなり、電気的特性が低下する虞がある。   As described above, such a crystal element has a substantially rectangular crystal piece in plan view. When an alternating voltage is applied to the metal pattern, a contour vibration that is a secondary vibration is generated simultaneously with a thickness shear vibration that is a main vibration. The contour vibration depends on the external dimensions of the crystal piece. When a substantially rectangular crystal piece is used in plan view, the contour vibration, which is a secondary vibration, is changed to the thickness shear vibration, which is the main vibration. There is a possibility that the influence will be increased and the electrical characteristics will be deteriorated.

本発明は、上記課題を解決するために鑑みてみなされており、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。   The present invention has been considered in order to solve the above problems, and an object thereof is to provide a crystal element and a crystal device capable of improving electrical characteristics.

本発明における水晶デバイスは、縁部に沿って複数の切り込みが並んで形成されている水晶片と、水晶片に設けられている一対の励振電極部、および、一対の接続引出部からなる金属パターンと、を有する。   The quartz crystal device according to the present invention is a metal pattern comprising a quartz piece formed by arranging a plurality of cuts along an edge, a pair of excitation electrode portions provided on the quartz piece, and a pair of connection lead portions. And having.

上記の構成によれば、電気的特性が向上された水晶素子および水晶デバイスを得ることができる。   According to said structure, the crystal element and crystal device with which the electrical property was improved can be obtained.

本発明の実施形態に係る水晶デバイスの一例である水晶振動子の斜視図である。1 is a perspective view of a crystal resonator that is an example of a crystal device according to an embodiment of the present invention. 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. 本発明の実施形態に係る水晶素子の上面の平面図である。It is a top view of the upper surface of the crystal element which concerns on embodiment of this invention. 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. 本発明の実施形態に係る水晶素子で用いる水晶片の上面の平面図である。It is a top view of the upper surface of the crystal piece used with the crystal element which concerns on embodiment of this invention. 図5のC部の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the C section of FIG.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照にして説明する。なお、以下の説明で用いられる図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ない。   Embodiments of the present invention will be described below 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.

(水晶デバイスの概略説)
図1は、本発明の実施形態に係る水晶デバイスの一例である水晶振動子の斜視図であり、図2は、図1のA−A断面における断面図である。
(Outline of crystal device)
FIG. 1 is a perspective view of a crystal resonator which is an example of a crystal device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line AA in FIG.

水晶振動子は、例えば、全体として、概略、薄型の直方体形状とされる電子部品であり、その寸法は適宜設定されてよい。例えば、長辺または短辺の長さが0.6mm〜7.5mmであり、厚さが0.2mm〜1.2mmとなっており、比較的小さいものは、長辺または短辺の長さが0.6m〜3.2mmであり、厚さが0.2mm〜0.8mmである。   The quartz resonator is, for example, an electronic component having a generally thin and rectangular parallelepiped shape as a whole, and the dimensions thereof may be set as appropriate. For example, the length of the long side or the short side is 0.6 mm to 7.5 mm, and the thickness is 0.2 mm to 1.2 mm. Is 0.6 m to 3.2 mm, and the thickness is 0.2 mm to 0.8 mm.

水晶振動子は、例えば、凹部が形成されている基体110と、凹部内に収容されている水晶素子120と、凹部を塞ぐ蓋体130と、を有している。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 resonator includes, for example, a base 110 on which a recess is formed, a crystal element 120 accommodated in the recess, and a lid 130 that closes the recess. The concave portion is sealed by the lid body 130, and the inside thereof is, for example, evacuated or filled with a suitable gas (for example, nitrogen).

基体110は、基体110の主体となる基板部110aと、水晶素子120を実装するための搭載パッド111と、水晶振動子を不図示の回路基板等に実装するための外部端子112と、を有している。基板部110aは、基板部110aの表面または/および基板部110aの内部に設けられており、搭載パッド111と所定の二つの外部端子112とを電気的に接合するための、導体(図示せず)を有している。また、基体110は、例えば、基体110に凹部を形成するための、枠状の枠部110bを有している。枠部110bは、基板部110aの上面の縁部に沿って設けられている。基体110を構成している基板部110aおよび枠部110bは、セラミック等の絶縁材料からなり、搭載パッド111および外部端子112は、例えば、金属等からなる導電層により構成されている。   The base 110 has a substrate portion 110a that is the main body of the base 110, a mounting pad 111 for mounting the crystal element 120, and an external terminal 112 for mounting a crystal resonator on a circuit board (not shown). doing. The board part 110a is provided on the surface of the board part 110a and / or inside the board part 110a, and is a conductor (not shown) for electrically joining the mounting pad 111 and the two predetermined external terminals 112. )have. The base 110 has a frame-like frame portion 110b for forming a recess in the base 110, for example. The frame part 110b is provided along the edge part of the upper surface of the board | substrate part 110a. The substrate portion 110a and the frame portion 110b constituting the base 110 are made of an insulating material such as ceramic, and the mounting pad 111 and the external terminal 112 are made of a conductive layer made of, for example, metal.

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 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、水晶片121と、水晶片121に設けられている一対の金属パターン123を有している。金属パターン123は、水晶片121に電圧を印加する一対の励振電極部124、および、水晶素子120を搭載パッド111に実装するための一対の接続引出部125から構成されている。   The crystal element 120 includes a crystal piece 121 and a pair of metal patterns 123 provided on the crystal piece 121. The metal pattern 123 includes a pair of excitation electrode portions 124 for applying a voltage to the crystal piece 121 and a pair of connection lead portions 125 for mounting the crystal element 120 on the mounting pad 111.

水晶片121は、いわゆるATカット水晶片である。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軸の周りに、例えば、30°〜45°(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、XZ´平面に平行に切り出された板状である。従って、水晶片121は、XZ´平面に平行な一対の主面を有している。   The crystal piece 121 is a so-called AT-cut crystal piece. That is, in quartz, an orthogonal coordinate system XYZ composed of an X axis (electric axis), a Y axis (mechanical axis), and a Z axis (optical axis) is, for example, 30 ° to 45 ° around the X axis (for example, When the Cartesian coordinate system XY′Z ′ is defined by rotating by 35 ° 15 ′), it is a plate shape cut out parallel to the XZ ′ plane. Therefore, the crystal piece 121 has a pair of main surfaces parallel to the XZ ′ plane.

金属パターン123は、励振電極部124と接続引出部125とから構成されている。一対の励振電極部124は、例えば、水晶片121の両主面の中央側に(すなわち水晶片121の両主面の外縁から離れて)設けられている。一対の接続引出部125は、例えば、一対の励振電極部124からX軸方向(正負のいずれの方向でもよい。)に延び出ており、一対の主面のX軸方向外側の接続部(拡幅した部分。125a)を有している。引出接続部125の接続部125aは、例えば、水晶片121の主面のZ´軸方向の縁部に到達するまで拡幅している。   The metal pattern 123 includes an excitation electrode part 124 and a connection lead part 125. The pair of excitation electrode portions 124 is provided, for example, on the center side of both main surfaces of the crystal piece 121 (that is, away from the outer edges of both main surfaces of the crystal piece 121). The pair of connection lead portions 125 extends, for example, from the pair of excitation electrode portions 124 in the X-axis direction (which may be either positive or negative), and is a connection portion (widening) outside the pair of main surfaces in the X-axis direction. 125a). For example, the connecting portion 125 a of the drawer connecting portion 125 is widened until it reaches the edge in the Z′-axis direction of the main surface of the crystal piece 121.

水晶素子120は、水晶片121の主面を基体110の基板部110aの上面に対向させて、例えば、基体110の凹部内に収容される。引出接続部125の接続部125aは、バンプ140により基体110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の基板部110aに片持ち梁のように支持される。このとき、引出接続部125の接続部125aと基体110の搭載パッド111とは電気的に接続され
た状態となる。従って、一対の励振電極部124は、接続配線部125、バンプ140、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140は、例えば、導電性接着剤からなる。
The crystal element 120 is accommodated in, for example, a recess of the base 110 with the main surface of the crystal piece 121 opposed to the upper surface of the substrate portion 110a of the base 110. The connection part 125 a of the drawer connection part 125 is joined to the mounting pad 111 of the base body 110 by the bump 140. Thereby, the crystal element 120 is supported like a cantilever on the substrate portion 110a of the base 110. At this time, the connection part 125a of the drawer connection part 125 and the mounting pad 111 of the base 110 are electrically connected. Accordingly, the pair of excitation electrode portions 124 is electrically connected to the connection wiring portion 125, the bump 140, and the mounting pad 111, and thus is electrically connected to any two of the plurality of external terminals 112. The bump 140 is made of, for example, a conductive adhesive.

水晶振動子は、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上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23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124に交番電圧を印加して発振信号を生成する。この際、発振回路は、例えば、水晶片121の厚みすべり振動うち基本波振動を利用する。   For example, the crystal unit is mounted on the circuit board by disposing the lower surface of the base 110 so as to face the mounting surface of the circuit board (not shown) and bonding the external terminals 112 onto the pads of the circuit board with solder or the like. The For example, an oscillation circuit 23 is configured on the circuit board. The oscillation circuit applies an alternating voltage to the pair of excitation electrode portions 124 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.

(水晶素子の平面形状の詳細)
図3は、本実施形態に係る水晶素子120の上面の平面図である。なお、中心C0は、水晶片121の中心(図形重心)である。中心線Kx0は、中心C0を通り、X軸に平行な直線である。中心線Kz0は、中心C0を通り、Z´軸に平行な直線である。
(Details of planar shape of crystal element)
FIG. 3 is a plan view of the upper surface of the crystal element 120 according to the present embodiment. The center C0 is the center (graphic gravity center) of the crystal piece 121. The center line Kx0 is a straight line passing through the center C0 and parallel to the X axis. The center line Kz0 is a straight line that passes through the center C0 and is parallel to the Z ′ axis.

(水晶片の平面形状)
図5は、水晶片121の上面を平面視した平面図であり、図6は、図5のC部の部分拡大図である。
(Planar shape of crystal piece)
FIG. 5 is a plan view of the top surface of the crystal piece 121 in plan view, and FIG. 6 is a partially enlarged view of a portion C in FIG.

水晶片121は、図5に示したように、概略、長手方向をX軸方向とする長方形となっており、その外縁に沿って複数の切り込み122(122a,122b)が形成されている。   As shown in FIG. 5, the crystal piece 121 is generally rectangular with the longitudinal direction as the X-axis direction, and a plurality of cuts 122 (122 a, 122 b) are formed along the outer edge thereof.

水晶片121の主面は、X軸方向において互いに対向する一対の短辺と、Z軸方向において互いに対向し、一対の短辺の両端同士をつなぐ(一対の短辺の間に亘って延びる)一対の長辺を有している。なお、用語「辺」は、厳密には直線であるが、本実施形態では便宜上直線以外であってよいものとする。   The main surface of the crystal piece 121 faces a pair of short sides facing each other in the X-axis direction and faces each other in the Z-axis direction, and connects both ends of the pair of short sides (extends between the pair of short sides). It has a pair of long sides. The term “side” is strictly a straight line, but in the present embodiment, it may be other than a straight line for convenience.

切り込み122は、水晶片121の主面の外縁に沿って並んで形成されている。このとき、隣接している切り込み122は、切り込み122の外縁がつながっていなくともよい。例えば、隣接している切り込み122の外縁間の辺と平行な長さは、切り込み122の内径(辺の長さ)よりも短くなっている。   The cuts 122 are formed side by side along the outer edge of the main surface of the crystal piece 121. At this time, the adjacent notch 122 does not need to be connected to the outer edge of the notch 122. For example, the length parallel to the side between the outer edges of the adjacent cuts 122 is shorter than the inner diameter (side length) of the cuts 122.

また、切り込み122は、図3および図4に示すように、平面視して、円弧形状となっている。このとき、円弧形状の円の中心(曲率中心)は、水晶片121の主面の縁部上または外側に位置している。   Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the notch 122 has an arc shape in plan view. At this time, the center (curvature center) of the arc-shaped circle is located on the edge of the main surface of the crystal piece 121 or on the outside.

また、切り込み122は、所定の一辺、例えば、一方の短辺の両端部に形成されている切り込み122bの曲率半径Rbが、長辺および短辺の辺の中点付近に形成されている切り込み122aの曲率半径Raと比較して大きくなっている。
水晶片121の各種寸法は適宜に設定されてよい。例えば、長さL(X軸方向)は0.4mm〜7.2mmとなっており、幅W(Z´軸方向)は0.3mm〜5.0mmとなっている。
In addition, the notch 122 is a notch 122a in which a curvature radius Rb of a notch 122b formed at a predetermined side, for example, both ends of one short side is formed near the midpoint of the long side and the short side. Is larger than the curvature radius Ra.
Various dimensions of the crystal piece 121 may be set as appropriate. For example, the length L (X-axis direction) is 0.4 mm to 7.2 mm, and the width W (Z′-axis direction) is 0.3 mm to 5.0 mm.

なお、厚みすべり振動と結合しやすい屈曲振動は、XY´平面を見たときの屈曲振動(厚み屈曲振動)である。厚さが比較的小さいATカット水晶片においては、厚み屈曲振動の周波数は、X軸方向の長さの2乗に略反比例する。そして、X軸方向の長さが1mm未満であると、屈曲振動の周波数は比較的高くなり、厚みすべり振動のうち基本波振動の周波数に近づく。ひいては、屈曲振動が厚みすべり振動に結合しやすくなる。   The bending vibration that is easily combined with the thickness shear vibration is bending vibration (thickness bending vibration) when the XY ′ plane is viewed. In an AT-cut quartz piece having a relatively small thickness, the frequency of thickness bending vibration is approximately inversely proportional to the square of the length in the X-axis direction. When the length in the X-axis direction is less than 1 mm, the frequency of bending vibration becomes relatively high and approaches the frequency of the fundamental wave vibration among the thickness shear vibrations. As a result, the bending vibration is easily coupled to the thickness shear vibration.

しかしながら、水晶片121の主面の縁部に沿って切り込み122が並んで形成されていると、水晶片121のX軸に平行な辺(長辺)近傍では、切り込み122が形成されている部分はX軸方向に不連続となっている。このため、長辺の近傍ではX軸方向の長さが部分的に変化することとなり、屈曲振動の周波数が長辺の周辺で分散する。その結果、屈曲振動が一定の周波数で大きくなって厚みすべり振動に強く結合するおそれが低減される。ひいては、水晶素子120の等価直列抵抗値の増加等の電気的特性の低下のおそれを低減させることができる。   However, when the notches 122 are formed side by side along the edge of the main surface of the crystal piece 121, the portion where the notches 122 are formed in the vicinity of the side (long side) parallel to the X axis of the crystal piece 121. Is discontinuous in the X-axis direction. For this reason, the length in the X-axis direction partially changes in the vicinity of the long side, and the frequency of bending vibration is dispersed around the long side. As a result, the possibility that the bending vibration becomes large at a constant frequency and is strongly coupled to the thickness shear vibration is reduced. As a result, it is possible to reduce the risk of a decrease in electrical characteristics such as an increase in the equivalent series resistance value of the crystal element 120.

また、ATカット水晶片においては、水晶片121の主面の平面視における輪郭振動も生じ得る。この輪郭振動も、その周波数が厚みすべり振動の周波数に近づくと、厚みすべり振動に結合しやすくなる。この輪郭振動の周波数は、平面視における水晶片121の主面の寸法によって規定されており、Z´軸方向の寸法は、輪郭振動が厚みすべり振動に結合しないように設定されている。ただし、製造時の誤差によって、輪郭振動の周波数が意図した周波数からはずれ、厚みすべり振動に結合するおそれがある。   Further, in the AT-cut crystal piece, contour vibration in a plan view of the main surface of the crystal piece 121 may also occur. This contour vibration is also easily coupled to the thickness shear vibration when the frequency approaches the frequency of the thickness shear vibration. The frequency of the contour vibration is defined by the dimension of the main surface of the crystal piece 121 in plan view, and the dimension in the Z′-axis direction is set so that the contour vibration is not coupled to the thickness shear vibration. However, due to manufacturing errors, the contour vibration frequency may deviate from the intended frequency and may be coupled to the thickness shear vibration.

しかしながら、水晶片121の主面の縁部に沿って切り込み122が並んで形成されていると、水晶片121のZ´軸に平行な辺(短辺)近傍では、切り込み122が形成されている部分はZ´軸方向に不連続となっている。このため、短辺の近傍ではZ´軸方向の長さが部分的に変化することとなり、輪郭振動の周波数が短辺の周辺で分散する。その結果、輪郭振動が一定の周波数で大きくなって厚みすべり振動に強く結合するおそれが低減させる。ひいては、水晶素子120の等価直列抵抗値の増加等の電気的特性の低下のおそれを低減させることができる。   However, when the cuts 122 are formed side by side along the edge of the main surface of the crystal piece 121, the cuts 122 are formed in the vicinity of the side (short side) parallel to the Z ′ axis of the crystal piece 121. The portion is discontinuous in the Z′-axis direction. For this reason, the length in the Z′-axis direction partially changes in the vicinity of the short side, and the frequency of the contour vibration is dispersed around the short side. As a result, the risk that the contour vibration increases at a constant frequency and is strongly coupled to the thickness shear vibration is reduced. As a result, it is possible to reduce the risk of a decrease in electrical characteristics such as an increase in the equivalent series resistance value of the crystal element 120.

また、水晶素子120を平面視して円弧形状の切り込み122を形成することで、水晶片121の主面の縁部の近傍でX軸方向の長さを、Z´軸方向の位置に応じて変化させることができる。ひいては、屈曲振動の周波数が長辺の周辺で分散する。その結果、屈曲振動が一定の周波数で大きくなって厚みすべり振動に強く結合するおそれが低減される。ひいては、水晶素子120の等価直列抵抗値の増加等の電気的特性の低下のおそれを低減させることができる。   Further, by forming the arc-shaped cut 122 in plan view of the crystal element 120, the length in the X-axis direction in the vicinity of the edge of the main surface of the crystal piece 121 depends on the position in the Z′-axis direction. Can be changed. As a result, the frequency of the bending vibration is dispersed around the long side. As a result, the possibility that the bending vibration becomes large at a constant frequency and is strongly coupled to the thickness shear vibration is reduced. As a result, it is possible to reduce the risk of a decrease in electrical characteristics such as an increase in the equivalent series resistance value of the crystal element 120.

また、このように円弧形状にすることで、切り込み122を鋸歯のように直線を組み合わせた場合と比較して、切り込みが欠けることを低減させることができる。この結果、水晶片121が欠けることによる電気的特性の低下のおそれを低減させることができる。   Moreover, by making it circular arc shape in this way, compared with the case where the notch 122 combines a straight line like a sawtooth, it can reduce that a notch | chip is missing. As a result, it is possible to reduce the risk of deterioration of electrical characteristics due to chipping of the crystal piece 121.

また、平面視して、短辺の両端部に形成されている切り込み122bの曲率半径Rbが、他の切り込み122aの曲率半径Raと比較して大きくなるようにすることで、水晶片121の一方の短辺の近傍において、X軸方向の長さをZ´軸の位置に応じて変化させつつ、Z´軸方向の長さをX軸の位置に応じて変化させることが可能となる。この結果、屈曲振動および輪郭振動が一定の周波数で大きくなって厚みすべり振動に強く結合するおそれが低減される。ひいては、水晶素子120の等価直列抵抗値の増加等の電気的特性の低下のおそれを低減させることができる。   Further, in plan view, the curvature radius Rb of the notches 122b formed at both ends of the short side is made larger than the curvature radius Ra of the other notches 122a, so that one of the crystal pieces 121 In the vicinity of the short side, the length in the X-axis direction can be changed according to the position of the Z′-axis while the length in the Z′-axis direction can be changed according to the position of the X-axis. As a result, the possibility that the bending vibration and the contour vibration increase at a constant frequency and are strongly coupled to the thickness shear vibration is reduced. As a result, it is possible to reduce the risk of a decrease in electrical characteristics such as an increase in the equivalent series resistance value of the crystal element 120.

(励振電極部の詳細)
図3は、水晶素子120の上面を平面視したときの平面図である。
(Details of excitation electrode)
FIG. 3 is a plan view when the upper surface of the crystal element 120 is viewed in plan.

励振電極部124は、概略、長手方向をX軸方向とする長方形に形成されている。すなわち、励振電極部124は、X軸方向において互いに対向する一対の短辺と、Z´軸方向において互いに対向し、一対の短辺の両端同士をつなぐ(一対の短辺の間に亘って延びる)一対の長辺とを有している。   The excitation electrode portion 124 is generally formed in a rectangular shape whose longitudinal direction is the X-axis direction. That is, the excitation electrode portion 124 is opposed to each other in the X-axis direction and is opposed to each other in the Z′-axis direction, and connects both ends of the pair of short sides (extends between the pair of short sides). ) A pair of long sides.

励振電極124の平面形状は、例えば、X軸に平行な中心線Kx0に関して線対称の形状とされている。なお、励振電極部124の角部が面取りされていてもよい。   The planar shape of the excitation electrode 124 is, for example, a line-symmetric shape with respect to a center line Kx0 parallel to the X axis. The corners of the excitation electrode portion 124 may be chamfered.

Z´軸方向において、励振電極部124は例えば、水晶片121の主面の中央に位置しており、励振電極部124の中心(励振電極部124の重心)C1が、X軸に平行な中心線Kx0上に位置しつつ、水晶片121の主面の中心C0よりも自由端側へずれている。   In the Z′-axis direction, the excitation electrode portion 124 is located at the center of the main surface of the crystal piece 121, for example, and the center of the excitation electrode portion 124 (the center of gravity of the excitation electrode portion 124) C1 is a center parallel to the X axis. While located on the line Kx0, it is shifted to the free end side from the center C0 of the main surface of the crystal piece 121.

(接続引出部の詳細)
図3は、水晶素子120の上面を平面視したときの平面図であり、図4は、図3のB部の部分拡大図である。
(Details of connection drawer)
3 is a plan view of the crystal element 120 as viewed from above, and FIG. 4 is a partially enlarged view of a portion B in FIG.

接続引出部125は、前述したように、接続部125aと引出部125bとから構成されている。接続配線部125の一部である接続部125aは、水晶片121の一方の短辺の両端に形成されている切り込み122bの内壁にその一部が形成されている。   As described above, the connection lead part 125 is composed of the connection part 125a and the lead part 125b. A part of the connection part 125 a which is a part of the connection wiring part 125 is formed on the inner wall of the notch 122 b formed at both ends of one short side of the crystal piece 121.

このように水晶片121の一方の短辺の両端部に形成されている切り込み122bの内壁に接続引出部125の一部を形成することで、接続引出部125が錘の役割を果たすこととなり、水晶片121の一方の短辺付近において、屈曲振動および輪郭振動が生じにくくすることができる。この結果、屈曲振動および輪郭振動が、厚みすべり振動と結合するおそれを低減させることができ、電気的特性が低下することを低減させることが可能となる。   Thus, by forming a part of the connection lead part 125 on the inner wall of the notch 122b formed at both ends of one short side of the crystal piece 121, the connection lead part 125 serves as a weight, In the vicinity of one short side of the crystal piece 121, bending vibration and contour vibration can be made difficult to occur. As a result, the possibility that the bending vibration and the contour vibration are combined with the thickness shear vibration can be reduced, and the deterioration of the electrical characteristics can be reduced.

以上の通り、本実施形態に係る水晶素子120は、縁部に沿って複数の切り込み122が並んで形成されている水晶片121と、水晶片121に設けられている金属パターン123と、を有する。   As described above, the crystal element 120 according to the present embodiment includes the crystal piece 121 in which a plurality of cuts 122 are formed along the edge, and the metal pattern 123 provided in the crystal piece 121. .

別の観点では、このような水晶素子120は、平面視したとき、水晶片121の縁部に不連続となっている部分があるといえる。このため、水晶片121の縁部において、屈曲振動および輪郭振動を分散させることができ、屈曲振動および輪郭振動が厚みすべり振動と結合するおそれを低減させることが可能となる。この結果、水晶素子120の等価直列抵抗値の増加等の電気的特性の低下のおそれを低減させることができる。   From another viewpoint, it can be said that such a crystal element 120 has a discontinuous portion at the edge of the crystal piece 121 when viewed in plan. Therefore, the bending vibration and the contour vibration can be dispersed at the edge of the crystal piece 121, and the possibility that the bending vibration and the contour vibration are combined with the thickness shear vibration can be reduced. As a result, it is possible to reduce the risk of a decrease in electrical characteristics such as an increase in the equivalent series resistance value of the crystal element 120.

また、水晶素子120は、平面視して、切り込み122が円弧形状となっている。   In addition, the crystal element 120 has a notch 122 having an arc shape in plan view.

このようにすることで、長辺の近傍でX軸方向の長さを、Z´軸方向の位置に応じて変化させることができる。ひいては、屈曲振動の周波数が長辺の周辺で分散する。その結果、屈曲振動が一定の周波数で大きくなって厚みすべり振動に強く結合するおそれが低減される。ひいては、水晶素子120の等価直列抵抗値の増加等の電気的特性の低下のおそれを低減させることができる。   By doing so, the length in the X-axis direction can be changed in the vicinity of the long side according to the position in the Z′-axis direction. As a result, the frequency of the bending vibration is dispersed around the long side. As a result, the possibility that the bending vibration becomes large at a constant frequency and is strongly coupled to the thickness shear vibration is reduced. As a result, it is possible to reduce the risk of a decrease in electrical characteristics such as an increase in the equivalent series resistance value of the crystal element 120.

また、このように円弧形状にすることで、切り込み122を鋸歯のように直線を組み合わせた場合と比較して、切り込みが欠けることを低減させることができる。この結果、水晶片121が欠けることによる電気的特性の低下のおそれを低減させることができる。   Moreover, by making it circular arc shape in this way, compared with the case where the notch 122 combines a straight line like a sawtooth, it can reduce that a notch | chip is missing. As a result, it is possible to reduce the risk of deterioration of electrical characteristics due to chipping of the crystal piece 121.

また、水晶素子120は、平面視して、水晶片121が略矩形となっており、水晶片121の所定の一辺の両端部に形成されている所定の二つの切り込み122bの曲率半径Rbが、所定の他の切り込み122aの曲率半径Raと比較して大きくなっている。   Further, the crystal element 120 has a substantially rectangular crystal piece 121 in plan view, and the curvature radius Rb of two predetermined notches 122b formed at both ends of a predetermined one side of the crystal piece 121 is: It is larger than the radius of curvature Ra of another predetermined notch 122a.

このようにすることで、水晶片121の一方の短辺の近傍において、X軸方向の長さを
Z´軸の位置に応じて変化させつつ、Z´軸方向の長さをX軸の位置に応じて変化させることが可能となる。この結果、屈曲振動および輪郭振動が一定の周波数で大きくなって厚みすべり振動に強く結合するおそれが低減される。ひいては、水晶素子120の等価直列抵抗値の増加等の電気的特性の低下のおそれを低減させることができる。
In this way, in the vicinity of one short side of the crystal piece 121, the length in the X-axis direction is changed according to the position of the Z′-axis while the length in the Z′-axis direction is changed to the position of the X-axis. It becomes possible to change according to. As a result, the possibility that the bending vibration and the contour vibration increase at a constant frequency and are strongly coupled to the thickness shear vibration is reduced. As a result, it is possible to reduce the risk of a decrease in electrical characteristics such as an increase in the equivalent series resistance value of the crystal element 120.

また、水晶素子120は、平面視して、切欠き部122(122a、122b)が、中心Kx0(中心C0を通り、X軸に平行な直線)に対して線対称となるように形成されている。このようにすることで、Z´軸方向での振動の仕方を同じようにすることができる。この結果、Z´軸方向での振動の仕方が異なることにより振動バランスが変化し、電気的特性の低下を低減させることが可能となる。   Further, the crystal element 120 is formed so that the cutout portions 122 (122a, 122b) are line-symmetric with respect to the center Kx0 (a straight line passing through the center C0 and parallel to the X axis) in plan view. Yes. By doing in this way, the way of vibration in the Z′-axis direction can be made the same. As a result, the vibration balance changes due to the difference in the vibration method in the Z′-axis direction, and it is possible to reduce the deterioration of the electrical characteristics.

また、水晶素子120は、平面視して、曲率半径Rbとなっており切り込み122bが水晶片121の四隅に形成されており、中心線Kz0に対して線対称となるように形成されている。このようにすることで、Z´軸方向での振動の仕方を同じようにすることができる。この結果、Z´軸方向での振動の仕方が異なることにより振動バランスが変化し、電気的特性の低下を低減させることが可能となる。   In addition, the crystal element 120 has a radius of curvature Rb in plan view, the notches 122b are formed at the four corners of the crystal piece 121, and are symmetrical with respect to the center line Kz0. By doing in this way, the way of vibration in the Z′-axis direction can be made the same. As a result, the vibration balance changes due to the difference in the vibration method in the Z′-axis direction, and it is possible to reduce the deterioration of the electrical characteristics.

また、水晶素子120は、接続引出部125の一部、具体的には、接続部125aの一部が、(水晶片121の所定の一辺の両端部に形成されている)所定の二つの切り込み122bの内壁に形成されている。   Further, the crystal element 120 has a predetermined two cuts (formed at both ends of a predetermined side of the crystal piece 121), in which a part of the connection lead part 125, specifically, a part of the connection part 125a is formed. It is formed on the inner wall of 122b.

このようにすることで、接続引出部125が錘の役割を果たすこととなり、水晶片121の一方の短辺付近において、屈曲振動および輪郭振動が生じにくくすることができる。この結果、屈曲振動および輪郭振動が、厚みすべり振動と結合するおそれを低減させることができ、電気的特性が低下することを低減させることが可能となる。   By doing in this way, the connection drawer | drawing-out part 125 will play the role of a weight, and it can make it hard to produce bending vibration and outline vibration in the one short side vicinity of the crystal piece 121. FIG. As a result, the possibility that the bending vibration and the contour vibration are combined with the thickness shear vibration can be reduced, and the deterioration of the electrical characteristics can be reduced.

また、このようにすることで、水晶片121に金属パターン123を蒸着法やスパッタリング法を用いて形成するときに、所定の二つの切り込み122bにおいて、切り込み122bの内壁部に金属膜を設けることが可能となり、水晶片121の上面と水晶片121の下面とを確実に電気的に接続させることができる。この結果、切り込み122の内壁部において金属パターン123が部分的に細くなり等価直列抵抗値が大きくなるといった電気的特性の低下を低減させることができる。   Further, in this way, when the metal pattern 123 is formed on the crystal piece 121 by using a vapor deposition method or a sputtering method, a metal film can be provided on the inner wall portion of the notch 122b in the predetermined two notches 122b. Therefore, the upper surface of the crystal piece 121 and the lower surface of the crystal piece 121 can be reliably electrically connected. As a result, it is possible to reduce a decrease in electrical characteristics such that the metal pattern 123 is partially thinned at the inner wall portion of the cut 122 and the equivalent series resistance value is increased.

本実施形態に係る水晶デバイスは、このような水晶素子120と、水晶素子120が実装される基板部110aを主体とする基体110と、基体110と接合され水晶素子120を気密封止している蓋体130と、を有している。   The quartz crystal device according to the present embodiment has such a quartz crystal element 120, a base 110 mainly composed of a substrate portion 110a on which the quartz crystal element 120 is mounted, and the quartz crystal element 120 which is bonded to the base 110 and is hermetically sealed. And a lid 130.

このような水晶デバイスは、電気的特の低下を低減させることができる水晶素子を備えているので、電気的特性の低下を低減させることができる。   Since such a quartz crystal device includes a quartz crystal element that can reduce deterioration in electrical characteristics, it is possible to reduce deterioration in electrical characteristics.

また、このような水晶デバイスは、水晶片121の一方の短辺の両端に形成されている所定の二つの切り込み122bの内壁部に、接続配線部125の接続部125aの一部が設けられており、この接続部125aの一部がバンプ140(本実施形態では導電性接着剤)と接合されている。従って、水晶デバイスは、水晶素子120の一方の短辺で保持されている状態となっている。このため、バンプ140による厚みすべり振動への影響を低減させることができ、電気的特性の低下を低減させることができる。   Further, in such a crystal device, a part of the connection part 125a of the connection wiring part 125 is provided on the inner wall part of the predetermined two cuts 122b formed at both ends of one short side of the crystal piece 121. A part of the connecting portion 125a is joined to the bump 140 (conductive adhesive in this embodiment). Therefore, the crystal device is held by one short side of the crystal element 120. For this reason, the influence on the thickness shear vibration by the bump 140 can be reduced, and the deterioration of the electrical characteristics can be reduced.

本発明は、上述した実施形態に限定されず、種々の態様であってよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be various aspects.

水晶デバイスは、水晶振動子に限定されない。例えば、水晶デバイスは、水晶振動子と
なる部分と発振回路となる部分を備えた発振器であってもよい。また、水晶振動子は、水晶素子の他に、サーミスタ、ダイオードまたはトランジスタなどの他の電子部品を備えていてもよい。
The crystal device is not limited to a crystal resonator. For example, the crystal device may be an oscillator including a portion that becomes a crystal resonator and a portion that becomes an oscillation circuit. Further, the crystal resonator may include other electronic components such as a thermistor, a diode, or a transistor in addition to the crystal element.

水晶素子は、平板状でなく、中央部が肉厚となっているメサ型となっていてもよい。   The crystal element may not be a flat plate, but may be a mesa type having a thick central portion.

励振電極は、略矩形形状でなく、円形または楕円形状となっていてもよい。   The excitation electrode may have a circular or elliptical shape instead of a substantially rectangular shape.

接続引出部は、励振電極部から水晶片の一方の短辺側へ延設されているが、例えば、一方の接続引出部が水晶片の一方の短辺側へ延設されつつ、他方の接続引出部が水晶片の他方の短辺側へ延設されていてもよい。   The connection lead part extends from the excitation electrode part to one short side of the crystal piece. For example, one connection lead part extends to one short side of the crystal piece while the other connection The lead portion may extend to the other short side of the crystal piece.

接続引出部は、X軸方向に沿って直線状に延設されていなくてもよく、例えば、水晶片の長辺側へ延設した後水晶片の短辺に沿って延設されていてもよい。   The connection lead portion does not have to be linearly extended along the X-axis direction, for example, it may extend along the short side of the crystal piece after extending to the long side of the crystal piece. Good.

水晶片の一方の短辺の両端部に形成されている所定の二つの切り込みの曲率半径が、所定の他の切り込みの曲率半径より大きい場合について説明しているが、水晶片の他方の短辺の両端部に形成されている切り込みの曲率半径が所定の二つの切り込みの曲率半径と同じ、または、それ以上であってもよい。   The case where the radius of curvature of the predetermined two cuts formed at both ends of one short side of the crystal piece is larger than the radius of curvature of the other predetermined cut is explained. The curvature radii of the cuts formed at both ends of the slab may be the same as or larger than the curvature radii of the two predetermined cuts.

基体・・・110
基板部・・・110a
枠部・・・110b
搭載パッド・・・111
外部端子・・・112
水晶素子・・・120
水晶片・・・121
切り込み・・・122
所定の二つの切り込み・・・122b
所定の他の切り込み・・・122a
金属パターン・・・123
励振電極部・・・124
接続引出部・・・125
接続部・・・125a
引出部・・・125b
蓋体・・・130
バンプ・・・140
Base body ... 110
Substrate part 110a
Frame part 110b
Mounting pad ... 111
External terminal ... 112
Quartz element ... 120
Crystal piece ... 121
Incision ... 122
Two predetermined cuts ... 122b
Other predetermined cuts 122a
Metal pattern ... 123
Excitation electrode part 124
Connection lead-out part ... 125
Connection part ... 125a
Pull-out part ... 125b
Lid ... 130
Bump ... 140

Claims (5)

縁部に沿って複数の切り込みが並んで形成されている水晶片と、
前記水晶片に設けられている一対の励振電極部、および、一対の接続引出部からなる金属パターンと、
を有する水晶素子。
A crystal piece in which a plurality of cuts are formed along the edge;
A metal pattern comprising a pair of excitation electrode portions provided on the crystal piece, and a pair of connection lead portions;
Crystal element having
請求項1に記載の水晶素子であって、
平面視して、前記切り込みが円弧形状となっている
ことを特徴とする水晶素子。
The crystal element according to claim 1,
A crystal element, wherein the cut has an arc shape in plan view.
請求項2に記載の水晶素子であって、
平面視して、
前記水晶片が略矩形となっており、
前記水晶片の所定の一辺の両端部に形成されている所定の二つの前記切り込みの曲率半径が、所定の他の前記切り込みの曲率半径と比較して大きくなっている
ことを特徴とする水晶素子。
The crystal element according to claim 2,
In plan view
The crystal piece is substantially rectangular,
A crystal element, wherein a radius of curvature of two predetermined cuts formed at both ends of a predetermined side of the crystal piece is larger than a radius of curvature of a predetermined other cut. .
請求項3に記載の水晶素子であって、
前記接続引出の一部が、前記所定の二つの切り込みの内壁に形成されている
ことを特徴とする水晶素子。
The crystal element according to claim 3,
A part of the connection drawer is formed on an inner wall of the two predetermined cuts.
請求項1乃至請求項4に記載の水晶素子と、
前記水晶素子が実装される基板部を主体とする基体と、
前記基体と接合され前記水晶素子を気密封止している蓋体と、
を有していることを特徴とする水晶デバイス。
The crystal element according to claim 1 to claim 4,
A substrate mainly composed of a substrate portion on which the crystal element is mounted;
A lid bonded to the base and hermetically sealing the crystal element;
A crystal device characterized by comprising:
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