JP2020198492A - 水晶素子、水晶デバイス及び電子機器並びに水晶素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】特定の結晶軸方向を認識し得る水晶素子を提供する。【解決手段】水晶素子１０は、略矩形の水晶板１２と、励振電極１４ｅ，１４ｆと、少なくとも一つの切り欠き１５と、を備える。水晶板１２は、平面視して、二つの長辺１１ａ．１１ｂ及び二つの短辺１１ｃ，１１ｄと、二つの長辺１１ａ．１１ｂ及び二つの短辺１１ｃ，１１ｄに囲まれた対向する二つの主面１３ｅ，１３ｆと、二つの主面１３ｅ，１３ｆに挟まれた四つの側面１３ａ．１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと、を有する。励振電極１４ｅ，１４ｆは、二つの主面１３ｅ，１３ｆ上にそれぞれ位置する。切り欠き１５は、四つの側面１３ａ．１３ｂ，１３ｃ，１３ｄのうちの少なくとも一つの側面１３ａ上に位置する。【選択図】図１

Description

本発明は、水晶素子及びその製造方法、水晶素子を備えた水晶デバイス、並びに、水晶デバイスを備えた電子機器に関する。水晶デバイスとしては、例えば水晶振動子又は水晶発振器などが挙げられる。

水晶素子は、水晶板の両主面に励振電極を形成したものである。水晶デバイスは、水晶素子の圧電効果及び逆圧電効果を利用して、特定の発振周波数を発生させる。一般的な水晶デバイスは、パッケージ内に水晶素子を収容し、これを蓋体によって気密封止した構造である（例えば特許文献１）。

特開２０１６−１３９９０１号公報

略矩形の水晶板は、例えばその長辺が特定の結晶軸方向に平行になるように形成しても、個片化してバラバラにすると、その結晶軸方向を正確に認識できなくなる。なぜなら、略矩形の水晶板を、裏返しても、平面内で１８０°回転させても、同じ形状になるからである。

水晶素子は、水晶板の結晶軸方向に応じて異なる電気特性を示す。そのため、水晶板の結晶軸方向を正確に認識できないまま水晶素子を製造すると、量産時の水晶素子に電気特性のバラツキ又は不良を生じる。

そこで、本発明の目的は、特定の結晶軸方向を認識し得る水晶素子を提供することにある。

本発明に係る水晶素子は、略矩形の水晶板と、励振電極と、少なくとも一つの切り欠きと、を備える。前記水晶板は、平面視して、二つの長辺及び二つの短辺と、前記二つの長辺及び前記二つの短辺に囲まれた対向する二つの主面と、前記二つの主面に挟まれた四つの側面とを有する。励振電極は、前記二つの主面上にそれぞれ位置する。前記切り欠きは、前記四つの側面のうちの少なくとも一つの側面上に位置する。そして、水晶の結晶軸のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を、Ｘ軸回りに３０°以上かつ５０°以下回転させてＸ軸、Ｙ’軸及びＺ’軸を定義したとき、前記長辺が前記Ｘ軸に平行かつ前記短辺が前記Ｚ’軸に平行である。

本発明に係る水晶デバイスは本発明に係る水晶素子を備えたものであり、本発明に係る電子機器は本発明に係る水晶デバイスを備えたものである。

本発明に係る水晶素子の製造方法は、本発明に係る水晶素子を製造する方法であって、次の工程を含む。複数の水晶ウェハを貼り合わせて第一ウェハブロックを作る第一貼り合わせ工程。前記第一ウェハブロックを前記長辺及び前記短辺の一方の寸法で切断して複数の第一切断ブロックを作る第一切断工程。前記複数の第一切断ブロックを貼り合わせて第二ウェハブロックを作る第二貼り合わせ工程。前記二ウェハブロックを前記長辺及び前記短辺の他方の寸法で切断して複数の第二切断ブロックを作る第二切断工程。前記第二切断ブロックに前記切り欠きを形成する切り欠き形成工程。前記切り欠きが形成された前記第二切断ブロックを、個々の前記水晶板に分解する水晶板形成工程。

本発明に係る水晶素子によれば、水晶板の側面に切り欠きを備えたことにより、水晶板に対して特定の結晶軸方向を認識できるので、安定した電気特性を確保できる。

図１［Ａ］は実施形態１の水晶素子を示す斜視図、図１［Ｂ］は図１［Ａ］におけるＩｂ−Ｉｂ線拡大断面図、図１［Ｃ］は図１［Ａ］におけるＩｃ−Ｉｃ線拡大断面図である。 実施形態１の水晶素子の製造方法を示す斜視図であり、図２［Ａ］、図２［Ｂ］、図２［Ｃ］の順に工程が進行する。 実施形態１の水晶素子の製造方法を示す斜視図であり、図３［Ａ］、図３［Ｂ］、図３［Ｃ］の順に工程が進行する。 実施形態１の水晶素子の製造方法を示し、図２［Ａ］の斜視図、図２［Ｂ］の部分拡大断面図、図２［Ｃ］の斜視図の順に工程が進行する。 図５［Ａ］は実施形態１における切り欠きの配置例１、図５［Ｂ］は実施形態１における切り欠きの配置例２、図５［Ｃ］は実施形態１における切り欠きの形状例、図５［Ｄ］は実施形態１における切り欠きの配置例３、図５［Ｅ］は実施形態１における切り欠きの配置例４、図５［Ｆ］は実施形態１における切り欠きの配置例５である。 図６［Ａ］は実施形態２の水晶素子を示す斜視図、図６［Ｂ］は実施形態３の水晶素子を示す斜視図である。 図７［Ａ］は実施形態４の水晶デバイスを示す斜視図であり、図７［Ｂ］は図７［Ａ］におけるVIIｂ−VIIｂ線断面図である。 図８［Ａ］は実施形態５の電子機器の第一例を示す正面図であり、図８［Ｂ］は実施形態５の電子機器の第二例を示す正面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いることにより適宜説明を省略する。図面に描かれた形状は、当業者が理解しやすいように描かれているため、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致していない。

＜実施形態１＞
本実施形態１の水晶素子１０は、略矩形の水晶板１２と、励振電極１４ｅ，１４ｆと、少なくとも一つの切り欠き１５と、を備える。水晶板１２は、平面視して、二つの長辺１１ａ．１１ｂ及び二つの短辺１１ｃ，１１ｄと、二つの長辺１１ａ．１１ｂ及び二つの短辺１１ｃ，１１ｄに囲まれた対向する二つの主面１３ｅ，１３ｆと、二つの主面１３ｅ，１３ｆに挟まれた四つの側面１３ａ．１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと、を有する。励振電極１４ｅ，１４ｆは、二つの主面１３ｅ，１３ｆ上にそれぞれ位置する。切り欠き１５は、四つの側面１３ａ．１３ｂ，１３ｃ，１３ｄのうちの少なくとも一つの側面上に位置する。

次に、水晶素子１０の構成について更に詳しく説明する。

水晶素子１０は、パッケージに電気的に接続される接続電極１４ａ，１４ｂと、接続電極１４ａ，１４ｂと励振電極１４ｅ，１４ｆとを繋ぐ引き出し電極１４ｇ，１４ｈと、を更に備える。

水晶板１２は、ＡＴカット水晶板である。すなわち、水晶において、Ｘ軸（電気軸）、Ｙ軸（機械軸）及びＺ軸（光軸）からなる直交座標系ＸＹＺを、Ｘ軸回りに３０°以上かつ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、ＸＺ’平面に平行に切り出されたウェハが水晶板１２の原材料となる。そして、長辺１１ａ，１１ｂがＸ軸に平行、短辺１１ｃ，１１ｄがＺ’軸に平行、厚み方向がＹ’軸に平行である。水晶板１２の外形寸法を例示すれば、長辺１１ａ，１１ｂは１０００μｍ以下例えば６５０〜９２０μｍ、短辺１１ｃ，１１ｄは５５０〜６９０μｍ、厚みは５９〜６２μｍである。

切り欠き１５は、単数でも複数でもよく、側面１３ａ．１３ｂ，１３ｃ，１３ｄのどこに位置してもよく、かつ、どのような形状でもよい。本実施形態１では、一つの切り欠き１５が側面１３ａ上に位置している。例えば、切り欠き１５の形状は平面視して略楔状である。略楔状の切り欠き１５は、例えばレーザ光又は機械加工などで切り欠き１５を形成することにより得られる。

一対の励振電極１４ｅ，１４ｆは、平面視して略矩形であり、両主面１３ｅ，１３ｆのそれぞれ略中央に設けられている。主面１３ｅにおいて励振電極１４ｅからは、引き出し電極１４ｇが、長辺１１ａに沿って短辺１１ｃの接続電極１４ａまで延びている。接続電極１４ａは、主面１３ｅから側面１３ｃを通って主面１３ｆまで延びている。主面１３ｆにおいて励振電極１４ｆからは、引き出し電極１４ｈが、長辺１１ｂに沿って短辺１１ｃの接続電極１４ｂまで延びている。接続電極１４ｂは、主面１３ｆから側面１３ｃを通って主面１３ｅまで延びている。つまり、接続電極１４ａは引き出し電極１４ｇを介して励振電極１４ｅに導通し、接続電極１４ｂは引き出し電極１４ｈを介して励振電極１４ｆに導通している。なお、励振電極１４ｅ，１４ｆは、略矩形に限らず、例えば略円形又は略楕円形などであってもよい。

励振電極１４ｅ，１４ｆは、例えばクロム（Ｃｒ）からなる下地層と、金（Ａｕ）などの金属からなる最外層との、積層体を成している。つまり、水晶板１２上に下地層が位置し、下地層上に最外層が位置している。下地層は、主に水晶板１２との密着力を得る役割を果たす。最外層は、主に電気的導通を得る役割を果たす。接続電極１４ａ，１４ｂ及び引き出し電極１４ｇ，１４ｈも、励振電極１４ｅ，１４ｆと同様に、下地層と最外層との積層体としてもよい。なお、下地層と最外層との間に、他の層を設けてもよい。

励振電極１４ｅ，１４ｆ等の製造工程としては、水晶板１２に成膜後にフォトレジストパターンを形成してエッチングする方法、水晶板１２にフォトレジストパターンを形成後に成膜してリフトオフする方法、又は、水晶板１２をメタルマスクで覆い成膜する方法などが挙げられる。成膜には、スパッタ又は蒸着などが用いられる。

水晶素子１０の動作は次のとおりである。励振電極１４ｅ，１４ｆを介して、水晶板１２に交番電圧を印加する。すると、水晶板１２は、両主面１３ｅ，１３ｆが互いにずれるように厚みすべり振動を起こし、特定の発振周波数を発生させる。このように、水晶素子１０は、水晶板１２の圧電効果及び逆圧電効果を利用して、一定の発振周波数の信号を出力するように動作する。このとき、励振電極１４ｅ，１４ｆ間の水晶板１２の板厚が薄いほど、高い発振周波数となる。

次に、水晶素子１０の作用及び効果について説明する。

（１）水晶素子１０によれば、水晶板１２の側面１３ａに切り欠き１５を備えたことにより、水晶板１２に対して特定の結晶軸方向を認識できるので、安定した電気特性を確保できる。本実施形態１の場合、平面視して、長辺１１ａ．１１ｂが上下方向に平行になるように、かつ、切り欠き１５が右側の長辺の上半分側に位置するように、水晶板１２を置けば、水晶板１２の上方向が＋Ｘ軸方向、奥方向が＋Ｙ’軸方向かつ左方向が＋Ｚ’軸方向になる。

（２）水晶の結晶軸のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を、Ｘ軸回りに３０°以上かつ５０°以下回転させてＸ軸、Ｙ’軸及びＺ’軸を定義したとき、長辺１１ａ．１１ｂがＸ軸に平行かつ短辺１１ｃ．１１ｄがＺ’軸に平行である。つまり、水晶素子１０は厚みすべり振動モードで動作する。厚みすべり振動では、Ｘ軸方向に進む振動の伝搬速度とＺ’軸方向に進む振動の伝搬速度とが異なる。Ｘ軸方向に進む振動の伝搬速度は、Ｚ軸方向に進む振動の伝搬速度よりも早い。

厚みすべり振動モードの水晶素子１０は、水晶板１２の短辺１１ｃ．１１ｄの一方（先端側）を浮かせ短辺１１ｃ．１１ｄの他方（基端側）を固定することにより、片持ち梁状に保持される。このとき、＋Ｘ軸方向が先端側になるように水晶板１２を保持した場合と、−Ｘ軸方向が先端側になるように水晶板１２を保持した場合とでは、振動特性（例えば周波数温度特性）が異なる。そこで、本実施形態１では、切り欠き１５の位置情報に基づき正確に＋Ｘ軸方向を認識できることにより、量産時の全ての水晶素子１０において＋Ｘ軸方向が先端側になるように水晶板１２を保持できるので、バラツキの少ない安定した電気特性を確保できる。なお、先端は自由端、基端は固定端とも呼ばれる。

（３）切り欠き１５の形状は平面視して略楔状としてもよい。この略楔状には、略Ｖ字状及び略Ｕ字状なども含まれる。略楔状の切り欠き１５は、水晶板１２にレーザ光を照射することにより容易に得ることができる。

（４）単数の切り欠き１５の位置情報を利用して、結晶軸方向を認識する場合について説明する。

図５［Ａ］に示す切り欠き１５０は、長辺１１ａ．１１ｂと交わる水晶板１２の中心線１２１上に位置し、±Ｘ軸方向の認識に有効である。つまり、平面視して、長辺１１ａ．１１ｂが上下方向に平行になるように、すなわち、切り欠き１５０が右側の長辺に位置するように、水晶板１２を置けば、水晶板１２の上下方向がＸ軸方向になる。このとき、切り欠き１５０を図５［Ｃ］に示す切り欠き１５３（後述）とすることにより、切り欠き１５３が指し示す水晶板１２の上方向又は下方向が＋Ｘ’軸方向になる。図５［Ｂ］に示す切り欠き１５０は、短辺１１ｃ，１１ｄと交わる水晶板１２の中心線１２２上に位置し、±Ｘ軸方向の認識に有効である。つまり、平面視して、長辺１１ａ．１１ｂが上下方向に平行になるように、かつ、切り欠き１５０が上側の短辺に位置するように、水晶板１２を置けば、水晶板１２の上方向が＋Ｘ’軸方向になる。

図５［Ａ］及び図５［Ｂ］に示す位置以外の単数の切り欠き１５は、±Ｘ軸方向の認識に有効である。つまり、この場合の単数の切り欠き１５は、平面視して、長辺１１ａ．１１ｂと交わる中心線１２１上及び短辺１１ｃ，１１ｄと交わる水晶板１２の中心線１２２上のどちらにも位置しない。

（５）複数の切り欠き１５の位置情報を利用して、結晶軸方向を認識する場合について説明する。

図５［Ｄ］に示す切り欠き１５１，１５２は、水晶板１２の中心線１２１に対して線対称に配置され、±Ｘ軸方向の認識に有効である。つまり、平面視して、長辺１１ａ．１１ｂが上下方向に平行になるように、すなわち、切り欠き１５１，１５２が右側の長辺に位置するように、水晶板１２を置けば、水晶板１２の上下方向がＸ軸方向になる。このとき、切り欠き１５１，１５２の少なくとも一方を図５［Ｃ］に示す切り欠き１５３（後述）とすることにより、切り欠き１５３が指し示す水晶板１２の上方向又は下方向が＋Ｘ’軸方向になる。図５［Ｅ］に示す切り欠き１５１，１５２は、水晶板１２の中心線１２２に対して線対称に配置され、±Ｘ軸方向の認識に有効である。つまり、平面視して、長辺１１ａ．１１ｂが上下方向に平行になるように、かつ、切り欠き１５１，１５２が上側の短辺に位置するように、水晶板１２を置けば、水晶板１２の上方向が＋Ｘ’軸方向になる。

図５［Ｆ］に示す切り欠き１５１，１５２は、水晶板１２の中心１２０に対して点対称に配置され、±Ｘ軸方向の認識に有効である。つまり、平面視して、長辺１１ａ．１１ｂが上下方向に平行になるように、すなわち、切り欠き１５１が右側の長辺かつ切り欠き１５２が左側の長辺に位置するように、水晶板１２を置けば、水晶板１２の上下方向がＸ軸方向になる。このとき、切り欠き１５１，１５２の少なくとも一方を図５［Ｃ］に示す切り欠き１５３（後述）とすることにより、切り欠き１５３が指し示す水晶板１２の上方向又は下方向が＋Ｘ’軸方向になる。

図５［Ｄ］、図５［Ｅ］及び図５［Ｆ］に示す位置以外の複数の切り欠き１５は、±Ｘ軸方向の認識に有効である。つまり、この場合の複数の切り欠き１５は、平面視して、長辺１１ａ．１１ｂと交わる水晶板１２の中心線１２１及び短辺１１ｃ，１１ｄと交わる水晶板１２の中心線１２２のどちらに対しも線対称な配置とならず、かつ、水晶板１２の中心１２０に対して点対称な配置とならない。

（６）切り欠き１５の形状情報を利用して、結晶軸方向を認識する場合について説明する。図５［Ｃ］に示すように、平面視して切り欠き１５３が特定方向を指す形状である、としてもよい。図５［Ｃ］に示す切り欠き１５３は、平面形状に方向性を持たせることにより、切り欠き１５３の位置に関係なく、結晶軸方向を認識できる。つまり、切り欠き１５３は、平面視して略三角形であり、最小角度のただ一つの頂点が＋Ｘ軸方向を指す。図５［Ｃ］に示す例では、平面視して、長辺１１ａ．１１ｂが上下方向に平行になるように、かつ、切り欠き１５３が右側の長辺に位置するように水晶板１２を置けば、切り欠き１５３の指す上方向が＋Ｘ軸方向になる。なお、図５［Ｃ］に示す形状は、例えば、水晶板１２に照射するレーザスポットのエネルギ分布を、レンズ等を用いて調整することにより得られる。

次に、水晶素子１０の製造方法の一例（以下「実施形態１の製造方法」という。）について、図１乃至図４に基づき説明する。

本実施形態１の製造方法は、次の工程を含む。
（１）複数の水晶ウェハ４０を貼り合わせて第一ウェハブロック４１を作る第一貼り合わせ工程（図２［Ａ］［Ｂ］）。
（２）第一ウェハブロック４１を長辺１１ａ．１１ｂの寸法４２で切断して複数の第一切断ブロック４３を作る第一切断工程（図２［Ｂ］［Ｃ］）。
（３）複数の第一切断ブロック４３を貼り合わせて第二ウェハブロック４４を作る第二貼り合わせ工程（図３［Ａ］［Ｂ］）。
（４）第二ウェハブロック４４を短辺１１ｃ，１１ｄの寸法４５で切断して複数の第二切断ブロック４６を作る第二切断工程（図３［Ｂ］［Ｃ］）。
（５）第二切断ブロック４６に切り欠き１５を形成する切り欠き形成工程（図４［Ａ］）。
（６）切り欠き１５が形成された第二切断ブロック４６を、個々の水晶板１２に分解する水晶板形成工程（図４［Ｃ］）。

各工程について、説明を補足する。第一貼り合わせ工程（図２［Ａ］［Ｂ］）では、例えばホットメルトタイプの接着剤によって各水晶ウェハ４０同士を貼り合わせる。このとき、光硬化性樹脂からなる接着剤を用いてもよい。

第一切断工程（図２［Ｂ］［Ｃ］）では、例えばダウンカット方式のワイヤソーの切断用ワイヤ４７によって第一ウェハブロック４１を切断する。本実施形態１では、一方の寸法４２が長辺１１ａ．１１ｂの寸法である。切断用ワイヤ４７の代わりに、ダイシングブレードなどを用いてもよい。

第二貼り合わせ工程（図３［Ａ］［Ｂ］）では、ダウンカット方式のワイヤソーに合わせるため、図２［Ｃ］に示す複数の第一切断ブロック４３をそれぞれＹ’軸を中心に９０°回転させて、接着剤によって各第一切断ブロック４３同士を貼り合わせる。このとき使用する接着剤等は、第一貼り合わせ工程と同様である。

第二切断工程（図３［Ｂ］［Ｃ］）では、例えば切断用ワイヤ４７によって第二ウェハブロック４４を切断する。本実施形態１では、他方の寸法４５が短辺１１ｃ，１１ｄの寸法である。切断用ワイヤ４７の代わりに、ダイシングブレードなどを用いてもよい。

切り欠き形成工程（図４［Ａ］）では、例えばレーザ光４８を第二切断ブロック４６に照射することにより、第二切断ブロック４６に切り欠き１５を形成する。レーザ光４８の代わりに、ダイシングブレードなどを用いてもよい。

水晶板形成工程（図４［Ｃ］）では、例えば接着剤を溶融することにより、第二切断ブロック４６を個々の水晶板１２に分解する。これにより、切り欠き１５が形成された水晶板１２が得られる。その後、水晶板１２上に励振電極１４ｅ，１４ｆ等を形成することにより、水晶素子１０が完成する。

また、切り欠き形成工程（図４［Ａ］）と水晶板形成工程（図４［Ｃ］）との間に、側面研磨工程（図４［Ｂ］）を挿入してもよい。切り欠き形成工程（図４［Ａ］）では、レーザ光４８の照射によって、略楔状の切り欠き１５の周囲に突起４９が形成されることがある。側面研磨工程（図４［Ｂ］）では、この突起４９が除去される。

次に、本実施形態１の製造方法の作用及び効果について説明する。

本実施形態１の製造方法によれば、機械加工技術を用いて水晶板１２を形成することにより、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて水晶板を形成する場合に比べて、製造設備及び製造工程を簡素化できる。しかも、水晶板１２の側面１３ａに切り欠き１５が形成されているので、個片化されバラバラになっても、水晶板１２の結晶軸方向を正確に認識できる。

また、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて水晶板を形成した場合は、水晶板の主面と側面とのなす角度がエッチング残渣によって直角でなくなる。これに対して、本実施形態１の製造方法によれば、主面１３ｅ，１３ｆと側面１３ａ．１３ｂ，１３ｃ，１３ｄとが正確に直角になるように切断できるので、シミュレーションに良く合致する水晶素子１０を得ることができる。

＜実施形態２＞
図６［Ａ］に示すように、本実施形態２の水晶素子２０は、次の点で実施形態１と異なる。すなわち、短辺１１ｄを含む側面１３ｄに切り欠き２５が位置する。本実施形態２では、平面視して、長辺１１ａ．１１ｂが上下方向に平行になるように、かつ、切り欠き２５が上側の短辺の右半分側に位置するように、水晶板１２を置けば、水晶板１２の上方向が＋Ｘ軸方向、奥方向が＋Ｙ’軸方向かつ左方向が＋Ｚ’軸方向になる。

水晶素子２０の電気特性は、長辺１１ａ．１１ｂの寸法（短辺１１ｃから短辺１１ｄまでの長さ）よりも、短辺１１ｃ、１１ｄの寸法（長辺１１ａから長辺１１ｂまでの長さ）に依存する。水晶素子２０によれば、長辺（Ｘ軸）方向に切り欠きを入れる、つまり短辺１１ｃ，１１ｄを含む側面１３ｃ，１３ｄに切り欠き２５が位置することにより、電気特性に影響しやすい短辺１１ｃ、１１ｄの寸法を変えないので、切り欠き２５による電気特性への影響を軽減できる。本実施形態２のその他の構成、作用及び効果は、実施形態１のそれらと同様である。

＜実施形態３＞
図６［Ｂ］に示すように、本実施形態３の水晶素子３０は、次の点で実施形態１と異なる。すなわち、励振電極１４ｅ，１４ｆから短辺１１ｃに延びる接続電極１４ａ，１４ｂを更に備え、接続電極１４ｂ及び短辺１１ｃを含む側面１３ｃに切り欠き３５が位置する。本実施形態３では、平面視して、長辺１１ａ．１１ｂが上下方向に平行になるように、かつ、切り欠き３５が下側の短辺の左半分側に位置するように、水晶板１２を置けば、水晶板１２の上方向が＋Ｘ軸方向、奥方向が＋Ｙ’軸方向かつ左方向が＋Ｚ’軸方向になる。

接続電極１４ｂには、後述するように導電性接着剤が付着する。水晶素子３０によれば、接続電極１４ｂの表面積が切り欠き３５によって増加するので、導電性接着剤の付着力を向上できる。本実施形態３のその他の構成、作用及び効果は、実施形態１又は２のそれらと同様である。

＜実施形態４＞
図７［Ａ］及び図７［Ｂ］に示すように、本実施形態４の水晶デバイス６０は、実施形態１の水晶素子１０と、水晶素子１０が位置する基体６１と、基体６１とともに水晶素子１０を気密封止する蓋体６２と、を備えている。基体６１は、パッケージとも呼ばれ、基板６１ａと枠体６１ｂとからなる。基板６１ａの上面と枠体６１ｂの内側面と蓋体６２の下面とによって囲まれた空間が、水晶素子１０の収容部６３となる。水晶素子１０は、例えば、電子機器等で使用する基準信号を出力する。

換言すると、水晶デバイス６０は、上面に一対の電極パッド６１ｄ及び下面に四つの外部端子６１ｃを有する基板６１ａと、基板６１ａの上面の外周縁に沿って位置する枠体６１ｂと、一対の電極パッド６１ｄに導電性接着剤６１ｅを介して実装される水晶素子１０と、水晶素子１０を枠体６１ｂとともに気密封止する蓋体６２と、を備えている。

基板６１ａ及び枠体６１ｂは、例えばアルミナセラミックス又はガラスセラミックス等のセラミック材料からなり、一体的に形成されて基体６１となる。基体６１及び蓋体６２は、平面視して概ね矩形状である。外部端子６１ｃと電極パッド６１ｄ及び蓋体６２とは、基体６１の内部又は側面に形成された導体を介して電気的に接続される。詳しく言えば、基板６１ａの下面の四隅に外部端子６１ｃがそれぞれ位置する。それらのうちの二つの外部端子６１ｃが水晶素子１０に電気的に接続され、残りの二つの外部端子６１ｃが蓋体６２に電気的に接続される。外部端子６１ｃは、電子機器等のプリント配線板などに実装するために用いられる。

水晶素子１０は、前述したように、水晶板１２と、水晶板１２の上面に形成された励振電極１４ｅと、水晶板１２の下面に形成された励振電極１４ｆとを有する。そして、水晶素子１０は、導電性接着剤６１ｅを介して電極パッド６１ｄ上に接合され、安定した機械振動と圧電効果により、電子機器等の基準信号を発振する役割を果たす。

電極パッド６１ｄは、基体６１に水晶素子１０を実装するためのものであり、基板６１ａの一辺に沿うように隣接して一対が位置する。そして、一対の電極パッド６１ｄは、それぞれ接続電極１４ａ，１４ｂを接続して水晶素子１０の一端を固定端とし、水晶素子１０の他端を基板６１ａの上面から離間した自由端とすることにより、片持ち支持構造にて水晶素子１０を基板６１ａ上に固定する。

導電性接着剤６１ｅは、例えば、シリコーン樹脂等のバインダの中に、導電フィラとして導電性粉末が含有されたものである。蓋体６２は、例えば、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなり、シーム溶接などによって枠体６１ｂと接合することにより、真空状態にある又は窒素ガスなどが充填された収容部６３を気密的に封止する。

水晶デバイス６０によれば、水晶素子１０を備えたことにより、安定した電気特性を発揮できる。なお、水晶デバイス６０は、実施形態１の水晶素子１０に限らず、他の実施形態の水晶素子を備えたものとしてもよい。

＜実施形態５＞
図８［Ａ］及び図８［Ｂ］に示すように、本実施形態７の電子機器７１，７２はそれぞれ水晶デバイス６０を備えている。図８［Ａ］に例示した電子機器７１はスマートフォンであり、図８［Ｂ］に例示した電子機器７２はパーソナルコンピュータである。

図７［Ａ］及び図７［Ｂ］に示すように構成された水晶デバイス６０は、はんだ付け、金（Ａｕ）バンプ又は導電性接着剤などによってプリント基板に外部端子６１ｃの底面が固定されることによって、電子機器７１，７２を構成するプリント基板の表面に実装される。そして、水晶デバイス６０は、例えば、スマートフォン、パーソナルコンピュータ、時計、ゲーム機、通信機、又はカーナビゲーションシステム等の車載機器などの種々の電子機器で発振源として用いられる。

電子機器７１，７２によれば、水晶デバイス６０を備えたことにより、安定した電気特性に基づく高性能かつ高信頼性の動作を実現できる。

＜その他＞
以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。

１０，２０，３０ 水晶素子
１１ａ，１１ｂ 長辺
１１ｃ，１１ｄ 短辺
１２ 水晶板
１２０ 中心
１２１，１２２ 中心線
１３ｅ，１３ｆ 主面
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 側面
１４ａ，１４ｂ 接続電極
１４ｅ，１４ｆ 励振電極
１４ｇ，１４ｈ 引き出し電極
１５，１５０，１５１，１５２，１５３，２５，３５ 切り欠き
４０ 水晶ウェハ
４１ 第一ウェハブロック
４２ 一方の寸法
４３ 第一切断ブロック
４４ 第二ウェハブロック
４５ 他方の寸法
４６ 第二切断ブロック
４７ 切断用ワイヤ
４８ レーザ光
４９ 突起
６０ 水晶デバイス
６１ 基体
６１ａ 基板
６１ｂ 枠体
６１ｃ 外部端子
６１ｄ 電極パッド
６１ｅ 導電性接着剤
６２ 蓋体
６３ 収容部
７１，７２電子機器

Claims (7)

1. 平面視して、二つの長辺及び二つの短辺と、前記二つの長辺及び前記二つの短辺に囲まれた対向する二つの主面と、前記二つの主面に挟まれた四つの側面とを有する略矩形の水晶板と、
   前記二つの主面上にそれぞれ位置する励振電極と、
   前記四つの側面のうちの少なくとも一つの側面上に位置する少なくとも一つの切り欠きと、を備え、
   水晶の結晶軸のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を、Ｘ軸回りに３０°以上かつ５０°以下回転させてＸ軸、Ｙ’軸及びＺ’軸を定義したとき、前記長辺が前記Ｘ軸に平行かつ前記短辺が前記Ｚ’軸に平行である、
   水晶素子。
2. 平面視して、前記切り欠きが略楔状である、
   請求項１記載の水晶素子。
3. 前記短辺を含む前記側面に前記切り欠きが位置する、
   請求項１又は２記載の水晶素子。
4. 前記励振電極から前記二つの短辺の一方に延びる接続電極を更に備え、
   前記接続電極及び前記短辺を含む前記側面に前記切り欠きが位置する、
   請求項３記載の水晶素子。
5. 請求項１乃至４のいずれか一つに記載の水晶素子と、
   前記水晶素子が位置する基体と、
   前記基体とともに前記水晶素子を気密封止する蓋体と、
   を備えた水晶デバイス。
6. 請求項５記載の水晶デバイスを備えた電子機器。
7. 請求項１乃至４のいずれか一つに記載の水晶素子を製造する方法であって、
   複数の水晶ウェハを貼り合わせて第一ウェハブロックを作る第一貼り合わせ工程と、
   前記第一ウェハブロックを前記長辺及び前記短辺の一方の寸法で切断して複数の第一切断ブロックを作る第一切断工程と、
   前記複数の第一切断ブロックを貼り合わせて第二ウェハブロックを作る第二貼り合わせ工程と、
   前記二ウェハブロックを前記長辺及び前記短辺の他方の寸法で切断して複数の第二切断ブロックを作る第二切断工程と、
   前記第二切断ブロックに前記切り欠きを形成する切り欠き形成工程と、
   前記切り欠きが形成された前記第二切断ブロックを、個々の前記水晶板に分解する水晶板形成工程と、
   を含む水晶素子の製造方法。

Images