JP5040654B2 - 水晶振動子 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器に用いられる高周波数の水晶振動子に関するものである。

ＡＴカット水晶振動素子を用いた厚み振動系水晶振動子は、一般に水晶振動素子の表裏面に一対の励振電極を正対向して形成し、当該励振電極に交流電圧を印加する構成である。このような圧電振動子の諸特性は励振電極の構成に依存する。例えば大きなサイズの電極を用いることにより励振領域を広くし、直列共振抵抗を改善したり、周波数可変量を広くすることができる。

また水晶振動子の諸特性は水晶振動素子（水晶振動板）の構成にも大きく依存する。例えば水晶振動素子は加工条件あるいは加工バラツキにより、板面の平面平行度が均一でない場合があり、このような場合スプリアス振動を強く励振させ、水晶振動子としての特性を悪化させることがあった。このような問題は外部電圧を変化させることにより主振動周波数を可変する電圧制御型圧電発振器においては、周波数を大きく可変させる場合に顕著に現れることがある。すなわち、主振動周波数の可変は前述のスプリアス振動とのカップリングを起こす可能性が高くなり、周波数のジャンプ現象が生じたり、発振が不安定になるという不具合が発生することがあった。

図２３は従来技術を示し、気密封止前の表面実装型水晶振動子を示す平面図である。図２３においてパッケージ１０に励振電極１０１，１０２が形成された水晶振動素子１０３が搭載された構成である。このような構成において、水晶振動素子の厚さにバラツキがあり、平行平面度がとれていない場合にスプリアス振動が生じる。

また図２４および図２５は板厚の平面平行度によってスプリアス振動を励振させる状態を示す図である。図２４（ａ）はＡＴカット水晶振動板７に励振電極１０１，１０２が形成された状態を示す模式的断面図であり、板厚ｔ１＝ｔ２の場合すなわち板面の平面平行度がとれている状態を示している。このような水晶振動板においては図２４（ｂ）に示すように主振動近傍にスプリアス振動の現れない周波数特性を示す。なお、図２４（ｂ）、図２５（ｂ）において縦軸はインピーダンス（Ｚ）であり、横軸は周波数(FREQUENCY)である。

図２５（ａ）も水晶振動板７に励振電極１０１，１０２が形成された状態を示す模式的断面図であるが、板厚ｔ１＜ｔ２の場合すなわち板面の平面平行度がとれていない状態を示している。このような水晶振動板においては図２５（ｂ）に示すように主振動近傍にスプリアス振動Spが現れた共振特性となっている。このようなスプリアス振動Spの発生は、板面の平面平行度が均一でないために生じると考えられる。すなわち、厚みすべり振動においては、ｆｓモード（対称モード）とｆａモード（斜対称モード）が励振されることが知られており、斜対称モードは振動エネルギーが全体として相殺されるために通常は共振ピークとして顕在化しない。ところが水晶振動板の不均衡のために振動のバランスが崩れた場合、当該モードがスプリアス振動として顕在化すると考えられる。

このように水晶振動板の平面平行度のバラツキにより特性が悪化することについては、例えば下記する特許文献１に開示されている。当該特許文献１においては、対向電極（励振電極）の一方は２つの分割電極からなる構成とし、当該分割電極はそれぞれ他方の対向電極との間の共振周波数をほぼ一致させることにより特性を改善するものであり、分割電極は導通手段によって互いに電気的に導通している構成が開示されている。各分割電極についてそれぞれ共振周波数をほぼ一致させるには、例えばいずれかの電極に対して蒸着等により周波数調整を行う方法等がある。

しかしながら共振周波数の調整においては、分割電極のいずれか一方に対して調整を行うことが一般的であるが、振動バランスを調整するにあたっては調整対象の分割電極を決定する工程が必要となる。

またこのような分割電極を形成する構成は、当該水晶振動板の各電極に対して独立して電気的機械的接続する電極パッドを持ったパッケージを用意することが必要であり、さらに周波数調整後にこの独立した電極パッドを共通接続する配線パターンを実装基板側に形成する必要がある等、取り扱いが面倒であるという問題点を有していた。

さらにこの平面平行度の問題は高周波になるにつれて顕在化する。厚み系振動、例えば厚みすべり振動で駆動するＡＴカット水晶振動板は、周知のとおり水晶振動板の厚さによってその周波数が決定され、その厚さと周波数は反比例する。そして高周波になるに従い、単位厚さあたりの周波数偏差が大きくなり、このような水晶振動板面における周波数調整は重要になっていた。

例えば、ＡＴカット水晶振動素子において、基本波周波数が６０ＭＨｚの場合、厚さが０．０１２μｍ異なると周波数偏差は２５ＫＨｚであるが、基本波周波数が２倍の１２０ＭＨｚになった場合、厚さが同じように０．０１２μｍ異なった場合でも周波数偏差は１００ＫＨｚと４倍の周波数偏差を生ぜしめることになる。周波数がさらに高くなるとよりこの単位厚さあたりの周波数偏差が大きくなる。

なお、平面平行度の問題に言及はしていないが、励振電極の形状を変化させる構成として下記する特許文献２がある。特許文献２は水晶板の一方の主面に入力電極と出力電極が所定の間隔で近接して形成され、他方の主面にその入力電極及び出力電極に対応する共通電極が設けられた水晶フィルタ構成であり、基本的には非調和オーバートーンモードを抑制する構成が開示されている。
特開２００１−１９６８９０号公報 特開平１０−９８３５１号公報

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、水晶振動子が高周波数化された場合でも、各種のスプリアス振動を抑制した、特性の良好な実用的な水晶振動子を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明者は、水晶振動素子の表裏面に形成する励振電極の形状とスプリアス特性との関係について鋭意検討を行った結果、高周波数化されてもスプリアス振動の影響を受けない水晶振動子を、次のような構成により実現した。

すなわち、上記の目的を達成するため、本発明にかかる水晶振動子は、厚みすべり振動にて動作する水晶振動素子が設けられた水晶振動子において、前記水晶振動素子の表裏面に対向して一対の励振電極が形成され、前記各励振電極は平面視矩形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの各辺の中央領域にそれぞれ質量調整部が形成されたことを特徴とする。なお、質量調整部は長辺側と短辺側の組で同じ形状、サイズに設定してもよいし、２次モードスプリアス振動の発生状況によっては長辺の組と短辺の組のサイズを異ならせてもよい。

本発明によれば、前記水晶振動素子の表裏面に対向して前記一対の励振電極が形成され、前記各励振電極は平面視矩形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの各辺の中央領域にそれぞれ質量調整部が形成されるので、水晶振動子が高周波数化された場合でも、各種のスプリアス振動を抑制した、特性の良好な実用的な水晶振動子を提供することが可能となる。すなわち、本発明では、水晶振動板の平行平面度のバラツキにより励起されるスプリアス振動を抑制することが可能となり、高周波数化された水晶振動子においても特性の良好な水晶振動子を得ることが可能となる。また、励振電極の各辺領域の厚さがそれぞれ異なっている水晶振動素子であって、このような厚さの違いにより２次モードスプリアス振動が顕在化する状態であっても、質量調整部によりスプリアス振動の影響を回避することができる。すなわち、水晶振動板の厚さの違いにより周波数差が生じ、斜対称モード（ｆａモード）の周波数アンバランスによる２次モードスプリアス振動が励振電極部分に縦横に生じたとしても、スプリアス振動レベルが弱められ、前記質量調整部によりスプリアス振動が周波数の高い側に移動し、主振動に対して悪影響を及ぼさなくなる。

また、上記の目的を達成するため、本発明にかかる水晶振動子は、厚みすべり振動にて動作する水晶振動素子が設けられた水晶振動子において、前記水晶振動素子の表裏面に対向して一対の励振電極が形成され、前記各励振電極は平面視四辺形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの少なくとも対向する二辺に質量調整部が形成され、質量調整部は、励振電極を除去した切り欠きまたは切除孔、あるいは励振電極に重み付けされた重み付け部であることを特徴とする。特に、本構成において、前記各励振電極は平面視矩形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの少なくとも対向する二辺の中央領域にそれぞれ質量調整部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、前記水晶振動素子の表裏面に対向して前記一対の励振電極が形成され、前記各励振電極は平面視矩形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの少なくとも対向する二辺の中央領域にそれぞれ質量調整部が形成されるので、水晶振動子が高周波数化された場合でも、各種のスプリアス振動を抑制した、特性の良好な実用的な水晶振動子を提供することが可能となる。すなわち、本発明では、水晶振動板の平行平面度のバラツキにより励起されるスプリアス振動を抑制することが可能となり、高周波数化された水晶振動子においても特性の良好な水晶振動子を得ることが可能となる。また、このような構成においては、対向する二辺付近の厚さがそれぞれ均一的に異なっている水晶振動素子においてスプリアス振動の影響を回避することができる。例えば、このような構成においてはこの対向する二辺付近の厚さの違いによりそれぞれ周波数差が生じ、ｆａモード（斜対称モード）の周波数アンバランスによるスプリアス振動（以下、２次モードスプリアス振動という）が顕在化するが、本発明によれば前述のとおり質量調整部を設けることにより、当該２次モードスプリアス振動レベルが弱められ、また２次モードスプリアス振動が周波数の高い側に移動し、主振動近傍から離れるため実質的に悪影響を及ぼさなくなる。すなわち、本発明によれば、水晶振動子が高周波数化された場合でも、ｆａモードに基づく２次モードスプリアス振動を抑制した、特性の良好な実用的な水晶振動子を提供することが可能となる。

また、上記の目的を達成するため、本発明にかかる水晶振動子は、厚みすべり振動にて動作する水晶振動素子が設けられた水晶振動子において、前記水晶振動素子の表裏面に対向して一対の励振電極が形成され、前記各励振電極は平面視四辺形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの少なくとも対向する二辺に質量調整部が形成され、質量調整部は、励振電極を除去した切り欠きまたは切除孔、あるいは励振電極に重み付けされた重み付け部であることを特徴とする。特に、本構成において、前記各励振電極は平面視矩形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの各辺の中央領域にそれぞれ質量調整部が形成されてもよい。なお、質量調整部は長辺側と短辺側の組で同じ形状、サイズに設定してもよいし、２次モードスプリアス振動の発生状況によっては長辺の組と短辺の組のサイズを異ならせることを特徴とする。

本発明によれば、前記水晶振動素子の表裏面に対向して前記一対の励振電極が形成され、前記各励振電極は平面視矩形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの各辺の中央領域にそれぞれ質量調整部が形成されるので、水晶振動子が高周波数化された場合でも、各種のスプリアス振動を抑制した、特性の良好な実用的な水晶振動子を提供することが可能となる。すなわち、本発明では、水晶振動板の平行平面度のバラツキにより励起されるスプリアス振動を抑制することが可能となり、高周波数化された水晶振動子においても特性の良好な水晶振動子を得ることが可能となる。また、このような構成においては、励振電極の各辺領域の厚さがそれぞれ異なっている水晶振動素子であって、このような厚さの違いにより２次モードスプリアス振動が顕在化する状態であっても、質量調整部によりスプリアス振動の影響を回避することができる。すなわち、水晶振動板の厚さの違いにより周波数差が生じ、斜対称モード（ｆａモード）の周波数アンバランスによる２次モードスプリアス振動が励振電極部分に縦横に生じたとしても、スプリアス振動レベルが弱められ、前記質量調整部によりスプリアス振動が周波数の高い側に移動し、主振動に対して悪影響を及ぼさなくなる。

前記構成において、前記各励振電極は平面視矩形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの少なくとも対向する二辺を３等分した各領域にそれぞれ質量調整部が形成されてもよい。

この場合、前記各励振電極は平面視矩形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの少なくとも対向する二辺を３等分した各領域にそれぞれ質量調整部が形成されるので、対向する二辺を仮想的にほぼ３等分することにより、励振電極は中央領域と中央領域の両サイドにある一方側領域と他方側領域に分けられ、この励振電極が水晶振動子の表裏面に対向して配置される構成となる。対応する励振電極の各領域の対向辺には表裏両方に質量調整部が形成される構成となる。以上の構成により、従来顕在化するおそれのあった主振動から少し高い周波数領域の（Ｙ、Ｘ、Ｚ）＝（１，３，１）モードや（Ｙ、Ｘ、Ｚ）＝（１，１，３）モード等の高調波スプリアス振動が抑制され、主振動への悪影響を抑制することができる。なお、主振動は高調波スプリアス振動に比較して励振電極の中央領域に振動エネルギが集中することにより、前記質量調整部の影響を受けにくい。このため主振動周波数を減衰させず、実用的な特性を得ることができる。

また、上記構成において、前記対向する二辺は長辺であってもよい。

このような構成においては、対向する長辺を仮想的にほぼ３等分することにより、励振電極は中央領域と一方側領域と他方側領域に区画することができ、この励振電極が水晶振動子の表裏面に対向して配置される構成となる。対応する励振電極の各領域の対向辺には表裏いずれか一方あるいは両方に質量調整部が形成される構成となる。以上の構成により、従来顕在化するおそれのあった主振動から少し高い周波数領域の（Ｙ、Ｘ、Ｚ）＝（１，３，１）モードや（Ｙ、Ｘ、Ｚ）＝（１，１，３）モード等の高調波スプリアス振動が抑制され、主振動への悪影響を抑制することができる。なお、主振動は高調波スプリアス振動に比較して励振電極の中央領域に振動エネルギが集中することにより、前記質量調整部の影響を受けにくい。このため主振動周波数を減衰させず、実用的な特性を得ることができる。

また、上記構成において、前記表裏面に形成された前記各励振電極のうち少なくとも一方の励振電極の短辺に少なくとも１つ以上の質量調整部が形成されてもよい。

この場合、短辺にも質量調整部を形成することにより、短辺領域に存在するスプリアス振動の振動エネルギを低下させ、長辺側に形成された質量調整部によるスプリアス抑制効果と相まって、効率的に高調波スプリアス振動を抑制することができる。なお、短辺の質量調整部の形成位置は短辺の中央領域であってもよいし、中央領域から少し外側に偏った両側領域に形成してもよい。

また、上記の目的を達成するため、本発明にかかる水晶振動子は、厚みすべり振動にて動作する水晶振動素子が設けられた水晶振動子において、前記水晶振動素子の表裏面に対向して一対の励振電極が形成され、前記各励振電極は平面視矩形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの少なくとも対向する二辺に質量調整部が形成され、一方の前記励振電極は各長辺の中央領域に質量調整部が形成されるとともに、他方の前記励振電極は各長辺の中央から両側に偏った領域に質量調整部を形成した異形状であり、前記各励振電極のそれぞれ短辺は、中央領域と両端との間に質量調整部が設けられたことを特徴とする。

本発明によれば、前記水晶振動素子の表裏面に対向して前記一対の励振電極が形成され、前記各励振電極は平面視矩形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの少なくとも対向する二辺に質量調整部が形成されるので、水晶振動子が高周波数化された場合でも、各種のスプリアス振動を抑制した、特性の良好な実用的な水晶振動子を提供することが可能となる。すなわち、本発明では、水晶振動板の平行平面度のバラツキにより励起されるスプリアス振動を抑制することが可能となり、高周波数化された水晶振動子においても特性の良好な水晶振動子を得ることが可能となる。また、水晶振動素子の表裏に形成された励振電極は一方の励振電極は各長辺の中央領域に質量調整部が形成されるとともに、他方の励振電極は各長辺の中央から両側に偏った領域に質量調整部を形成した異形状であり、また各励振電極の短辺は中央領域と両端との間に質量調整部が設けられた同形状であるため、質量調整部による高調波スプリアス振動の抑制効果が適度に機能させることができ、また従来の問題点であった、共振点や反共振点近傍に現れていた２次モードスプリアス振動についても効率的に抑制することができる。

また、この構成に関連する実施形態を、図７，８，１０に示す（下記参照）。図７、図８は、当該構成に関連するそれぞれ表面、裏面の励振電極の構成を示した水晶振動素子を示しており、図１０はその周波数特性を示すグラフである。この実施形態に用いた水晶振動子は周波数が１２０ＭＨｚのＡＴカット水晶振動素子を用いており、外形サイズはＺ軸寸法が１．８ｍｍ、Ｘ軸寸法が１．２ｍｍの矩形板である。従来、例えば表裏励振電極の長辺の中央領域に質量調整部を設けていた場合、図１０に示すような高調波スプリアス振動ｈｓｐがより大きく現れることがある。しかしながら、当該構成に関連する具体的な形態である図７，図８の構成であれば、図１０から明らかな通り、主振動周波数ｆ０近傍において顕著なスプリアス振動は見られず、また高調波スプリアス振動ｈｓｐについてもその励振レベルが抑制されており、通常要求されるスプリアス振動に関する仕様に対応した高周波用の水晶振動子を得ることができる。

また、上記構成において、質量調整部は、励振電極を除去した切り欠きまたは切除孔、あるいは励振電極に重み付けされた重み付け部であってもよい。ここでいう切り欠きは、励振電極の辺の一部を除去した開口を有する構成である。また切除孔は励振電極の辺近傍において開口部を有さない電極材料を除去した構成であり、ピット状である。さらに重み付け部は励振電極の辺近傍において、電極材料や樹脂等を一部領域にもに付加的に形成することにより構成する。

なお、上記した切り欠きや切除部は、励振電極形成時の蒸着マスクパターンに当該切り欠きや切除部のパターン等を組み込むことにより形成することができる。また、切り欠きや切除部は、水晶振動素子の素地を露出させる構成のほかに他の励振電極領域より電極膜厚が薄い薄肉部を構成してもよい。通常、励振電極は金属材料の多層膜により構成されるが、切り欠きや切除部のみにおいて層構成を少なくすることにより薄肉部を形成してもよい。このような切り欠きや切除部に金属材料が存在する構成により、通常行う周波数調整時に当該金属材料に対して調整動作を行うことができ、スプリアス抑制の調整に有効となる。

ところで発明者は、当該切り欠きについて、励振電極に対し所定の適切な大きさに設定することにより、極めて効率的にスプリアス振動の影響が排除でき、かつ所望の水晶振動子の特性を得ることを多数の検証実験により知見した。そこで、具体的に、本発明は、２次モードスプリアス振動の抑制において、前記切り欠きは励振電極の中央領域に形成するとともに、当該切り欠きの寸法は、その開口寸法が当該切り欠きが形成された当該励振電極の辺の寸法に対して０．１５〜０．４０の比率（以下、開口寸法比という）で設定され、その深さ寸法が前記辺に隣接する辺の寸法に対して０．１０〜０．３０の比率（以下、深さ寸法比という）で設定されてなる場合に特性の良好な水晶振動子が得られた。なお、ここでいう水晶振動子の具体的な実施形態は以下の発明を実施するための最良の形態で示す。

また２次モードスプリアス振動の抑制および高調波スプリアス振動の抑制においては、前述のように前記励振電極では中央領域に切り欠きが形成されるとともに、当該切り欠きの寸法は、その開口寸法が当該切り欠きが形成された当該励振電極の辺の寸法に対して０．１５〜０．４０の比率（以下、開口寸法比という）で設定され、その深さ寸法が前記辺に隣接する辺の寸法に対して０．１０〜０．３０の比率（以下、深さ寸法比という）で設定され、かつ、前記励振電極では中央領域から偏った領域に切り欠きが形成されるとともに、当該切り欠きの寸法は、その開口寸法が当該切り欠きが形成された当該励振電極の辺の寸法に対して０．０６〜０．２０の比率（以下、開口寸法比という）で設定され、その深さ寸法が前記辺に隣接する辺の寸法に対して０．１０〜０．３０の比率（以下、深さ寸法比という）で設定される場合に特性の良好な水晶振動子が得られた。なお、ここでいう水晶振動子の具体的な実施形態は以下の発明を実施するための最良の形態で示す。

次に検証データについて説明する。検証データ１として２次モードスプリアス振動の抑制に係る検証データを示す。検証に用いた水晶振動素子はその周波数が１２０ＭＨzでＺ軸寸法が１．８ｍｍ、Ｘ軸寸法が１．２ｍｍの矩形板を用いている。この水晶振動素子の中央領域に矩形状の励振電極を形成し、検証サンプル毎に切り欠きの数、切り欠きの大きさを変化させて、スプリアス振動の発生、並びにスプリアス振動レベル（レスポンスレベル）について調べた。いずれの水晶振動素子も通常の量産工程で製造されたもので、大小の厚さバラツキが発生していると考えられるものを用いている。

基本的な電極構成は図１に示す構成であり、励振電極の各辺の中央領域に切り欠きを設けた構成である。各サンプルに形成した電極寸法等を表１に示す。なお、表１においてＬは長辺方向に沿った電極寸法、Ｗは短辺方向に沿った電極寸法、ｈ(ｈ１、ｈ２)は切り欠きの開口寸法、ｄ(ｄ１，ｄ２)は切り欠きの深さ寸法である。またそれぞれの切り欠きについて、長辺切欠開口比率はｈ１／Ｌ、長辺切欠深さ比率はｄ１／Ｗ、短辺切欠開口比率はｈ２／Ｗ、短辺切欠深さ比率はｄ２／Ｌをそれぞれ示している。当該比率は四捨五入して表示している。表１の各サンプルの周波数特性データは図２６（ａ）乃至図２６（ｆ）と図２７（ｇ）乃至図２７（ｌ）に記載している。なお、図２６、図２７において縦軸はインピーダンス（Ｚ）であり、横軸は周波数(FREQUENCY)である。

サンプルａ（従来品）は図２３に示すように、矩形の励振電極に切り欠きが形成されない構成であり、図２６（ａ）に示すように、主振動（共振−反共振間）にスプリアス振動ｓｐが２つ現れている。これは１つの水晶振動素子において厚さにバラツキがある場合に、前述のｆａモードのアンバランスに基づくＸ軸とＺ軸それぞれに並ぶスプリアス振動が発生しているためであると推測され、スプリアス振動レベルも大きい。なお、各サンプルの表示記号は図２６、図２７における各周波数特性データの表示番号と一致している。また図２６、図２７中のｓｐはスプリアス振動を示している。

サンプルｂはＺ軸方向に沿った辺に切り欠きを設けた構成であり、サンプルｃはＸ軸方向に沿った辺に切り欠きを設けた構成である。それぞれの切り欠きの大きさは異なっているが、図２６（ｂ）、図２６（ｃ）に示すように、いずれもスプリアス振動レベルが抑制されるとともに、スプリアス振動が移動している。なお、サンプルｂ、ｃにおいて用いた水晶振動素子は、切り欠きを形成した対向する二辺付近の厚さがそれぞれほぼ均一的に異なっている構成のものを用いている。

サンプルｄ以降は矩形励振電極の各辺中央近傍に切り欠きが設けられた構成であり、それぞれ切り欠きサイズや形状を異ならせたものについて検証している。サンプルｄ乃至ｆは切り欠きの開口寸法及び深さ寸法が比較的小さいもので、開口寸法比が０．１５未満であるか、あるいは深さ寸法比が０．１０未満であるか、あるいは両寸法比が上記各寸法比未満である。図２６（ｄ）乃至図２６（ｆ）に示すように、切り欠きの形成によりスプリアス振動レベルは弱められ、また主振動外に移動しているが、このような寸法比以下であるとスプリアス振動の出現する位置によっては主振動とカップリングする可能性があるために注意が必要である。なお、サンプルｆについては長辺切欠開口寸法比が０．１５と表示されているが、これは四捨五入によるもので実質的には０．１５未満である。

サンプルｇ乃至ｋはいずれも開口寸法比が０．１５以上であるか、あるいは深さ寸法比が０．１０以上であり、図２７（ｇ）乃至図２７（ｋ）に示すように、いずれの周波数波形データも概ね主振動近傍にはスプリアス振動が存在せず、良好な周波数特性を得ていることが理解できる。なお、サンプルｈについては、切り欠きが台形形状であり、切り欠きの開口寸法を底部寸法より大きくした構成としている。すなわち、下記する図４に示す切り欠きに類する構成であり、開口寸法ｈ３が０．２ｍｍであるのに対して、底部寸法ｈ３１は０．１５ｍｍに設定されている。図２７（ｈ）からも理解できるように、このような構成においても効率的にスプリアス振動が抑制されている。

なお、当該切り欠きにおいて、前記開口寸法比や深さ寸法比を大きくしすぎた場合、電極設計に依存する他の振動モードによるスプリアス振動が発生することがあり、これが水晶振動子の周波数特性に悪影響を与えることがある。サンプルｌは切り欠きの開口寸法比が０．４０を越えており、また深さ寸法比も０．３０を越えた場合を示している。このような場合図２７（ｌ）に示すように反共振点より高い周波数側に別の振動モードによる顕著なスプリアス振動が現れている。このようなスプリアス振動は主振動に悪影響を及ぼすことがあり好ましくない。よって、上記各検証データから、前記切り欠きの開口寸法比が０．１５〜０．４０で、かつその深さ寸法比が０．１５〜０．３０であった場合にスプリアス振動の影響を極力抑制するとともに、他の電気的特性の調整も容易な水晶振動子を得ることができることが理解できる。なお、これら特性は上記以外の水晶振動素子においても同様の傾向を示し、特性の良好な水晶振動子を得ることができる。

また、上記の目的を達成するため、本発明にかかる水晶振動子は、厚みすべり振動にて動作する水晶振動素子が設けられた水晶振動子において、前記水晶振動素子の表裏面に対向して一対の励振電極が形成され、前記各励振電極は平面視四辺形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの少なくとも対向する二辺に質量調整部が形成され、質量調整部は、励振電極を除去した切り欠きまたは切除孔、あるいは励振電極に重み付けされた重み付け部であり、前記切り欠きの開口寸法は、当該切り欠きの深さ寸法より大であることを特徴とする。本発明によれば、前記水晶振動素子の表裏面に対向して一対の励振電極が形成され、前記各励振電極は平面視四辺形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの少なくとも対向する二辺に質量調整部が形成されるので、水晶振動子が高周波数化された場合でも、各種のスプリアス振動を抑制した、特性の良好な実用的な水晶振動子を提供することが可能となる。すなわち、本発明では、水晶振動板の平行平面度のバラツキにより励起されるスプリアス振動を抑制することが可能となり、高周波数化された水晶振動子においても特性の良好な水晶振動子を得ることが可能となる。また、上記検証からも理解できるとおり、サンプルｉは開口寸法比は深さ寸法比より小さく、この周波数特性データは図２７（ｉ）に示すように、少しスプリアス振動レベルが大きくなっている。それ以外のサンプルについては前記開口寸法比は深さ寸法比より大であるか、あるいは同等の寸法比であり、良好な周波数特性を得ている。従って、開口寸法を深さ寸法より小さくした場合はスプリアス振動レベルが大きくなる傾向があり、開口寸法を深さ寸法より大きくした場合はスプリアス振動が抑制された良好な周波数特性を得ることができ、その結果、当該構成がより好ましい特性を得ることができる。

また、上記構成において、前記切り欠きの構成として形成された角部は、曲部形成されてもよい。本発明のように切り欠きを形成することにより、矩形の励振電極に多くの角部が形成される。励振電極はクロムや金等の金属薄膜を積層してなり、通常これは真空蒸着法やスパッタリング法等による薄膜製造手段により形成される。このような場合角部の形成は金属薄膜の欠損を生じさせる要因となり、遊離した金属材料はスプリアス振動発生要因になる等、振動子としての特性を低下させる可能性があり、当該構成のように角部を曲部形成することにより、このような特性低下を抑制できる。

また、上記構成において、前記切り欠きの開口寸法は、当該切り欠きの底部寸法より大であってもよい。このような構成により効率的にスプリアス振動が抑制され、また切り欠きが大きくかつ深くなると前述のとおり他のスプリアス振動が現れやすくなるが、開口部を底部より大きくすることによりスプリアス振動の発生は抑制する方向に作用し、周波数特性を向上させることができる。なお、底部から開口まで漸次開口幅が広くなる傾斜面を有する構成とすることにより、無用な境界条件をつくり出すことがなく、新たな境界条件によるスプリアス振動の発生を抑制する。すなわち、前述のとおり、サンプルｈの切り欠きは開口部寸法が底部寸法より大である構成であり、この周波数特性データは図２７（ｈ）から明らかなように、効率的にスプリアス振動が抑制されている。切り欠きが大きくかつ深くなると前述のとおり他のスプリアス振動が現れやすくなるが、開口部を底部より大きくすることによりスプリアス振動の発生は抑制する方向に作用する。

次に検証データ２として２次モードスプリアス振動と高調波スプリアス振動の抑制に係る検証データを示す。検証に用いた水晶振動素子はその周波数が１２０ＭＨzでＺ軸寸法が１．８ｍｍ、Ｘ軸寸法が１．２ｍｍの矩形板を用いている。基本的な電極構成は図７と図８に示す構成であり（以下の発明を実施するための最良の形態参照）、図７に示すように、一方の励振電極においては長辺中央領域に切り欠きを設けるとともに、短辺の中央領域から両サイドに偏った領域に各々切り欠きを設けた構成であり、また図８に示すように、他方の励振電極においては長辺と短辺各々に中央領域から両サイドに偏った領域に各々切り欠きを設けた構成である。検証に用いたサンプルは全部で１４種類であり（表２参照）、検証サンプル毎に切り欠きの大きさ等を変化させて、スプリアス振動の発生、並びにスプリアス振動レベル（レスポンスレベル）について調べた。いずれの水晶振動素子も通常の量産工程で製造されたもので、大小の厚さバラツキが発生していると考えられるものを用いている。

各サンプルに形成した電極寸法等を表２に示す。なお、表２の各サンプルにおいて、一方の励振電極に設けた長辺中央領域の切り欠き（図７の５１ｃ、５１ｆ参照）は、サンプルａｆの開口寸法が０．２ｍｍ、深さ寸法が０．２ｍｍであり、それ以外のサンプルは開口寸法が０．２ｍｍ、深さ寸法が０．１ｍｍである。また表２においてＬは長辺方向に沿った電極寸法、Ｗは短辺方向に沿った電極寸法、ｈは切り欠きの開口寸法、ｄは切り欠きの深さ寸法である。（図７参照）
当該切り欠きは長辺中央領域の切り欠き以外に関するもので、１つのサンプルに形成した切り欠きは同じサイズで構成している。

なお、それぞれの切り欠きについて、長辺切欠の開口寸法比はｈ／Ｌ、長辺切欠の深さ寸法比はｄ／Ｗ、短辺切欠の開口寸法比はｈ／Ｗ、短辺切欠の深さ寸法比はｄ／Ｌで示している。また当該比率は四捨五入して表示している。表２の各サンプルの周波数特性データは図２８（ａａ）乃至図３０（ａｎ）に記載している。なお、図２８〜３０において縦軸はインピーダンス(Ｚ)であり、横軸は周波数(FREQUENCY)である。また図２８〜３０中のｈｓｐは高調波スプリアス振動を示している。

サンプルａａに関する周波数特性を図２８（ａａ）に示す。サンプルａａにおいては長辺および短辺切欠の開口寸法比が０．０６未満であり、高調波スプリアス振動が大きく現れている。サンプルａｂに関する周波数特性を図２８（ａｂ）に示す。サンプルａｂにおいては長辺切欠の開口寸法比が０．０６未満であり、高調波スプリアス振動が大きく現れている。サンプルａｃに関する周波数特性を図２８（ａｃ）に示す。サンプルａｃにおいては長辺および短辺切欠の深さ寸法比が０．１０未満であり、高調波スプリアス振動が大きく現れている。

サンプルａｄに関する周波数特性を図２８（ａｄ）に示す。サンプルａｄにおいては高調波スプリアス振動のうち主振動に近い側においてスプリアスレベルが若干高いが、概ね良好な特性となっている。サンプルａｅ〜ａｊに関する周波数特性を図２８（ａｅ）〜図２９（ａｊ）に示す。これらいずれのサンプルも開口寸法比が０．０６〜０．２０の範囲で、かつ深さ寸法比が０．１０〜０．３０の範囲にあり、このような寸法比範囲であると高調波スプリアス振動が抑制され、概ね良好な特性となっている。

サンプルａｋに関する周波数特性を図２９（ａｋ）に示す。サンプルａｋにおいては長辺切欠の深さ寸法比が０．３を越えており、高調波スプリアス振動が大きく現れている。サンプルａｌに関する周波数特性を図２９（ａｌ）に示す。サンプルａｌにおいては長辺および短辺切欠の深さ寸法比が０．３を越えており、高調波スプリアス振動が大きく現れている。サンプルａｍに関する周波数特性を図３０（ａｍ）に示す。サンプルａｍにおいては短辺切欠開口寸法比が０．２を越えており、高調波スプリアス振動が大きく現れている。サンプルａｎに関する周波数特性を図３０（ａｎ）に示す。サンプルａｎにおいては長辺および短辺切欠の開口寸法比が０．２を越えており、高調波スプリアス振動が大きく現れている。

上記検証データについては、水晶振動素子のサイズが異なった場合でも同様の傾向を示し、例えば図１６や図１７に示した他の電極構成の場合でも同様の切り欠きサイズによって実用的な良好な特性を得ることができる。

また、上記の目的を達成するため、本発明にかかる水晶振動子は、厚みすべり振動にて動作する水晶振動素子が設けられた水晶振動子において、前記水晶振動素子の表裏面に対向して一対の励振電極が形成され、前記各励振電極は平面視四辺形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの少なくとも対向する二辺に質量調整部が形成されたことを特徴とする。本発明によれば、水晶振動子が高周波数化された場合でも、各種のスプリアス振動を抑制した、特性の良好な実用的な水晶振動子を提供することが可能となる。すなわち、本発明では、水晶振動板の平行平面度のバラツキにより励起されるスプリアス振動を抑制することが可能となり、高周波数化された水晶振動子においても特性の良好な水晶振動子を得ることが可能となる。ところで、検証データに示すように上記構成において、前記励振電極の電極パターンは、前記表裏面で異なってもよい。

励振電極に対して質量調整部を形成したりあるいは形成しなかったり、あるいは形成位置やサイズを調整すること等により、励振電極の表裏のパターンを異ならせることができる。例えば、中央領域に隣接する一方側領域の励振電極について、表面においては上部辺にのみ質量調整部を形成し、裏面においては下部辺（上部辺と対向しない辺）にのみ質量調整部を形成してもよい。励振電極に形成する質量調整部は表裏同形状にした場合、逆に高調波スプリアス振動が顕在化することがあるが、上記した構成により質量調整部の形成量を調整することができ、スプリアス振動を効果的かつ容易に行うことができる。

また、上記構成において、基本波振動周波数が１００ＭＨｚ以上であってもよい。背景技術の項でも説明したように、高周波になるほど単位厚さあたりの周波数偏差は大きくなる。実際の水晶振動素子の平面加工における製造技術精度を考慮すると、１００ＭＨｚを越えると水晶振動素子の厚さバラツキが生じやすく、これに起因するｆａモードアンバランスによりスプリアス振動が発生する可能性が高くなる。従って１００ＭＨｚ以上の水晶振動子において、上記励振電極の切り欠きの構成を適用することにより、高周波水晶振動子においても水晶振動素子の平面度に起因するスプリアス振動を効率的に抑制することができる。

以上のように、本発明では、各種のスプリアス振動を抑制することができ、高周波数化された水晶振動子においても特性の良好な水晶振動子を得ることができる。

図１は、本発明の第１の実施形態にかかる水晶振動板の概略構成図である。図１（ａ）は、その水晶振動板の概略平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態にかかる水晶振動子の内部を公開した概略平面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態にかかる水晶振動子の周波数特性を示すグラフ図である。 図４は、本発明の第２の実施形態にかかる水晶振動板の概略平面図である。 図５は、本発明の第３の実施形態にかかる水晶振動板の概略平面図である。 図６は、本発明の第４の実施形態にかかる水晶振動子の内部を公開した概略平面図である。 図７は、本発明の第５の実施形態にかかる水晶振動板の概略平面図である。 図８は、本発明の第５の実施形態にかかる水晶振動板の概略裏面図である。 図９は、本発明の第５の実施形態にかかる水晶振動子の内部を公開した概略平面図である。 図１０は、本発明の第５の実施形態にかかる水晶振動子の周波数特性を示すグラフ図である。 図１１は、本発明の第６の実施形態にかかる水晶振動板の概略平面図である。 図１２は、本発明の第６の実施形態にかかる水晶振動子の周波数特性を示すグラフ図である。 図１３は、本発明の第７の実施形態にかかる水晶振動板の概略平面図である。 図１４は、本発明の第７の実施形態にかかる水晶振動板の概略裏面図である。 図１５は、本発明の第７の実施形態にかかる水晶振動子の周波数特性を示すグラフ図である。 図１６は、本発明の第８の実施形態にかかる水晶振動板の概略平面図である。 図１７は、本発明の第８の実施形態にかかる水晶振動板の概略裏面図である。 図１８は、本発明の第８の実施形態にかかる水晶振動子の周波数特性を示すグラフ図である。 図１９は、本発明の第１の実施形態にかかる、切り欠きを形成していない状態の製造工程途中の水晶振動板の概略平面図である。 図２０は、本発明の第５の実施形態にかかる、切り欠きを形成していない状態の製造工程途中の水晶振動板の概略平面図である。 図２１は、本発明の第１の実施形態の他の形態にかかる水晶振動板の概略構成図である。図２１（ａ）は、その水晶振動板の概略平面図である。図２１（ｂ）は、図２１（ａ）のＡ’−Ａ’線断面図である。 図２２は、本発明の第５の実施形態の他の形態にかかる水晶振動板の概略構成図である。 図２３は、従来例の水晶振動子の内部を公開した概略平面図である。 図２４は、表裏面が平行に成形された水晶振動素子を示した図である。図２４（ａ）は、当該水晶振動素子の概略側面図である。図２４（ｂ）は、当該水晶振動素子の周波数特性を示すグラフ図である。 図２５は、表裏面が傾斜して成形された水晶振動素子を示した図である。図２５（ａ）は、当該水晶振動素子の概略側面図である。図２５（ｂ）は、当該水晶振動素子の周波数特性を示すグラフ図である。 図２６（ａ）〜図２６（ｆ）は、検証データ１のサンプルとしての水晶振動子の周波数特性の比較データを示すグラフ図である。 図２７（ｇ）〜図２７（ｌ）は、検証データ１のサンプルとしての水晶振動子の周波数特性の比較データを示すグラフ図である。 図２８（ａａ）〜図２８（ａｆ）は、検証データ２のサンプルとしての水晶振動子の周波数特性の比較データを示すグラフ図である。 図２９（ａｇ）〜図２９（ａｌ）は、検証データ２のサンプルとしての水晶振動子の周波数特性の比較データを示すグラフ図である。 図３０（ａｍ）〜図３０（ａｎ）は、検証データ２のサンプルとしての水晶振動子の周波数特性の比較データを示すグラフ図である。

符号の説明

１ 水晶振動素子
１１，１２ 励振電極
１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄ 切り欠き
１１１，１２１ 引出電極

以下、本発明による第１の実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態では、厚みすべり振動にて動作するＡＴカット水晶振動板について説明する。なお、上記した切り欠きの検証実験は、以下に示す実施形態にかかるＡＴカット水晶振動板を用いて行なっている。

図１は表面実装型水晶振動子を示す図であり、図１（ａ）は表裏（表裏面）に励振電極が形成された水晶振動素子の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の側面図であり、図２は水晶振動素子をパッケージ格納した状態の平面図である。

水晶振動素子１（以下、水晶振動板という）は平板状（平面視矩形状）のＡＴカットの水晶振動素子からなり、その表裏面の中央領域に平面視矩形状の励振電極１１，１２が形成されている。水晶振動板１はＺ軸が長辺、Ｘ軸が短辺になるよう設定されており、また各励振電極１１，１２も長辺がＺ軸に、短辺がＸ軸に沿った構成となっている。励振電極１１，１２は同形状で、かつ水晶振動板１を介して正対向しており、各辺の中央領域に矩形状の切り欠き１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが形成されている。これら切り欠き１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄは、励振電極１１，１２の質量を軽減させた質量調整部である。なお、裏面に形成された励振電極１２および励振電極１２に形成された切り欠き１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄについては一部図示していない。

また、各励振電極１１，１２の角部、および切り欠き１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄにより形成された角部は曲部形成されている（曲率を有する）。励振電極１１は引出電極１１１により水晶振動板１の短辺側であって当該短辺の一角部分に引き出され、励振電極１２は引出電極１２１により同じ短辺側の他角部分に引き出されている。なお、引出電極１１１，１２１はそれぞれ水晶振動板１の側面を介してそれぞれ反対面に引き出されている。

なお、本実施形態においては水晶振動板１の周波数は１２０ＭＨｚであり、水晶振動板１の長辺寸法は１．８ｍｍ、短辺寸法は１．２ｍｍであり、励振電極１１，１２の長辺寸法Ｌは０．７ｍｍ、短辺寸法Ｗは０．６ｍｍ、長辺の切り欠き開口寸法ｈ１は０．１５ｍｍ、長辺の切り欠き深さ寸法ｄ１は０．１ｍｍ、短辺の切り欠き開口寸法ｈ２は０．１５ｍｍ、短辺の切り欠き深さ寸法ｄ２は０．１ｍｍであり、前述のサンプルｇに対応した構成となっている（図２７（ｇ）参照）。

以上の水晶振動板１はパッケージ９１に搭載される。図２は水晶振動板１をパッケージ９１に搭載した状態を示す平面図である。パッケージ９１は平面視矩形状で、セラミックを主体として内外部に導体配線が形成されたセラミックパッケージであり、断面で見て水晶振動板１を収納する凹部を有し、その周囲に堤部９１１が形成された構成である。パッケージ９１の凹部の長辺方向一端には電極パッド９１２，９１３が底部９１４に対して一段高く形成されている。水晶振動板１は当該電極パッド９１２，９１３に片持ち支持される。当該片持ち支持は、図示していない導電接着剤や導電性バンプなどの導電性接合材を用いて引出電極１１１，１２１と電極パッド９１２，９１３を電気的機械的に接合する。そして所定の加熱等による安定化処理を行った後、図示しないリッドをパッケージ９１の開口部９１５にシーム接合やビーム接合、ろう接合等の手段により接合してパッケージ９１とリッドとの気密封止を行う。

このような構成の水晶振動子の周波数特性を調べたところ、図３に示すように主振動（共振−反共振間）近傍には２次モードスプリアス振動のない良好な特性であった。

本発明による第２の実施形態について図４とともに説明する。本実施形態においても上記した実施形態と同様に水晶振動素子２（以下、水晶振動板という）に平板状（平面視矩形状）のＡＴカットの水晶振動素子を用いており、表裏（表裏面）の中央領域に平面視矩形状の励振電極２１，２２が形成されている。本実施形態においては、水晶振動板２はＸ軸が長辺、Ｚ軸が短辺になるよう設定されており、また各励振電極２１，２２も長辺がＸ軸に、短辺がＺ軸に沿った構成となっている。

また、励振電極２１，２２は同形状からなり、それぞれ切り欠き２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが形成されている。なお、裏面に形成された励振電極２２および励振電極２２に形成された切り欠き２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄについては図示していない。各切り欠き２１ａ〜２１ｄ，２２ａ〜２２ｄは開口部寸法より底部寸法のほうが小さい略台形構成となっている。すなわち、励振電極２１，２２の長辺に形成された切り欠き２１ａ、２１ｃ、２２ａ、２２ｃにおいては開口寸法ｈ３が底部寸法ｈ３１より大きく形成されており、また励振電極２１，２２の短辺に形成された切り欠き２１ｂ、２１ｄ、２２ｂ、２２ｄにおいても開口寸法ｈ４は底部寸法ｈ４１より大きく形成されている。これら切り欠き２１ａ〜２１ｄ，２２ａ〜２２ｄは、励振電極２１，２２の質量を軽減させた質量調整部である。

また励振電極２１，２２の角部、および切り欠き２１ａ〜２１ｄ，２２ａ〜２２ｄにより形成された角部は曲部形成されている（曲率を有する）。励振電極２１は引出電極２１１により水晶振動板２の短辺側であって当該短辺の一角部分に引き出され、励振電極２２は引出電極２２１により同じ短辺側の他角部分に引き出されている。なお、本実施形態においては、引出電極２１１，２２１は切り欠き２１ｄ、２２ｄの開口部分に近接した部分から短辺に向かって延出している。

本発明による第３の実施形態について図５とともに説明する。本実施形態においても上記した実施形態と同様に水晶振動素子３（以下、水晶振動板という）に平板状（平面視矩形状）のＡＴカットの水晶振動素子を用いており、表裏（表裏面）の中央領域に平面視矩形状の励振電極３１，３２が形成されている。本実施形態においては、水晶振動板３はＸ軸が長辺、Ｚ軸が短辺になるよう設定されており、また各励振電極３１，３２も長辺がＸ軸に、短辺がＺ軸に沿った構成となっている。励振電極３１，３２は同形状からなり、水晶振動板３を介して正対向しており、各辺の中央領域に切り欠き３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが形成されている。これら切り欠き３１ａ〜３１ｄ，３２ａ〜３２ｄは、励振電極３１，３２の質量を軽減させた質量調整部である。なお、裏面に形成された励振電極３２および励振電極３２に形成された切り欠き３２ａ〜３２ｄについては図示していない。各切り欠き３１ａ〜３１ｄ，３２ａ〜３２ｄは広口開口部とその奥に狭口開口部を有する２段構成である。例えば切り欠き３１ａにおいては、広口開口寸法ｈ５を有する広口開口部とその奥に狭口開口寸法ｈ５１を有する狭口開口部を有しており、また切り欠き３１ｂにおいては広口開口寸法ｈ６を有する広口開口部とその奥に狭口開口寸法ｈ６１を有する狭口開口部を有している。他の切り欠き３１ｃ，３１ｄ，３２ａ〜３２ｄについても広口開口部とその奥に狭口開口部を有している。このような２段開口構成により２次モードスプリアス振動を抑制する効果をより効率的に発揮させることができる。

また、表面の励振電極３１はＸ軸方向に対して斜め方向（傾斜した方向）に延出した引出電極３１１により、水晶振動板３の短辺側にであって当該短辺の一角部分に引き出され、裏面の励振電極３２はＸ軸方向に対して斜め方向（傾斜した方向）に延出した引出電極３２１により同じ短辺側の他角部分に引き出されている。

本発明による第４の実施形態について図６とともに説明する。本実施形態においても上記した実施形態と同様に水晶振動板４は、平板状（平面視矩形状）のＡＴカットの水晶振動素子からなり、その表裏（表裏面）の中央領域に平面視矩形状の励振電極４１，４２が形成されている。本実施形態においては、水晶振動板４はＺ軸が長辺、Ｘ軸が短辺になるよう設定されており、また各励振電極４１，４２も長辺がＺ軸に、短辺がＸ軸に沿った構成となっている。励振電極４１，４２は同形状からなり、水晶振動板４を介して正対向しており、各辺の中央領域に矩形状の切り欠き４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄが形成されている。これら切り欠き４１ａ〜４１ｄ，４２ａ〜４２ｄは、励振電極４１，４２の質量を軽減させた質量調整部である。なお、裏面に形成された励振電極４２および励振電極４２に形成された切り欠き４２ａ〜４２ｄについては図示していない。

また励振電極４１，４２の角部、および切り欠き４１ａ〜４１ｄ，４２ａ〜４２ｄにより形成された角部は曲部形成されている（曲率を有する）。表面の励振電極４１は引出電極４１１により水晶振動板４の短辺側にであって当該短辺の一角部分に引き出され、裏面の励振電極４２は引出電極４２１により違う短辺側の他角部分（一角部分とは対角の位置）に引き出されている。

以上の水晶振動板４はパッケージ９２に搭載される。パッケージ９２は平面視矩形状で、セラミックを主体として内外部に導体配線が形成されたセラミックパッケージであり、断面で見て水晶振動板４を収納する凹部を有し、その周囲に堤部９２１が形成された構成である。パッケージの凹部の長辺方向の両端には電極パッド９２２，９２３が底部９２４に対して一段高い位置に形成されている。水晶振動板４は、その長辺方向両端部分が電極パッドに接合される両持ち状態で支持される。支持固定は図示していないが、導電接着剤や導電性バンプなどの導電性接合材を用いて引出電極４１１，４２１と電極パッド９２２，９２３を電気的機械的に接合する。そして、所定の加熱等による安定化処理を行った後、図示しないリッドをパッケージ９２の開口部９２５にシーム接合やビーム接合、ろう接合等手段により接合してパッケージ９２とリッドとの気密封止を行う。

本発明による第５の実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態では、厚みすべり振動にて動作するＡＴカット水晶振動板について説明する。

図７は励振電極の形成された水晶振動素子の表面側平面図であり、図８は励振電極が形成された水晶振動素子の裏面側平面図であり、図９は上記水晶振動素子をパッケージ格納した状態の平面図である。

本実施形態においても上記した実施形態と同様に、水晶振動素子５（以下、水晶振動板という）は平板状（平面視矩形状）のＡＴカット水晶振動素子からなり、Ｘ軸が長辺、Ｚ軸が短辺になる長方形形状となっている。また水晶振動板５の表裏面の中央領域（下記するＲ１，Ｒ２，Ｒ３）に各々励振電極５１，５２が形成され、かつ、これら各励振電極５１，５２とつながる引出電極５１１，５２１が形成されている。また、励振電極５１，５２は長辺が水晶振動板のＸ軸に、短辺がＺ軸にそれぞれ沿った構成で、全体として長方形形状（矩形状）からなるが、外周に複数の切り欠き５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆが形成されている。これら切り欠き５１ａ〜５１ｆ，５２ａ〜５２ｆは励振電極５１，５２の質量を軽減させた質量調整部を構成している。励振電極５１，５２は水晶振動板５に接し、クロム層が真空蒸着法等の手法により形成されるとともにこのクロム層上に金層が真空蒸着法等の手法により形成された構成である。

具体的に、水晶振動板５の表面に形成された励振電極５１は、図７に示すように、各長辺の中央領域に切り欠き５１ｆ、５１ｃが対向した状態で配置されている。また一方の短辺には切り欠き５１ａ，５１ｂが形成されている。切り欠き５１ａ，５１ｂは短辺の中央領域から少し各長辺側へ偏った位置にそれぞれ設けられている。また他方の短辺に切り欠き５１ｄ，５１ｅが形成されている。切り欠き５１ｄ，５１ｅも短辺の中央領域から少し各長辺側へ偏った位置にそれぞれ設けられている。このような構成により、切り欠き５１ａと５１ｅ、切り欠き５１ｂと５１ｄはそれぞれ対向して配置された構成となっている。

上記構成により、励振電極５１は、切り欠き５１ｆ、５１ｃが形成された領域が中央領域Ｒ１、切り欠き５１ａ，５１ｂが形成された側が一方側領域Ｒ２、切り欠き５１ｄ，５１ｅが形成された側が他方側領域Ｒ３とほぼ３等分に区画されている。この３等分の区画Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は高調波振動モードと関連しており、例えば（Ｙ，Ｘ，Ｚ）＝（１，３，１）モードの振動エネルギ分布に対応した区画となっている。

水晶振動板５の裏面に形成された励振電極５２は、図８に示すように、一方の長辺に切り欠き５２ｇと５２ｈが、他方の長辺に切り欠き５２ｃと５２ｄがそれぞれ形成されている。切り欠き５２ｈと５２ｃはそれぞれ対向して配置され、中央領域Ｒ１から一方側領域Ｒ２に偏った位置に設けられている。また、切り欠き５２ｇと５２ｄはそれぞれ対向して配置され、中央領域Ｒ１から他方側領域Ｒ３に偏った位置に設けられている。また一方側領域Ｒ２の短辺には切り欠き５２ａ，５２ｂが形成され、他方側領域Ｒ３の短辺には切り欠き５２ｆ，５２ｅが形成され、切り欠き５２ａと５２ｆ、切り欠き５２ｂと５２ｅとはそれぞれ対向して設けられている。なお、短辺に形成された各切り欠き５２ａ，５２ｂ，５２ｅ，５２ｆは、表面の短辺に形成された各切り欠き５１ａ，５１ｂ，５１ｄ，５１ｅとそれぞれ同形状からなり、水晶振動板５を介して対象に形成されている。

上記構成に示すように、励振電極５２は、中央領域Ｒ１と、切り欠き５２ｈ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃが形成された一方側領域Ｒ２と、切り欠き５２ｇ，５２ｆ、５２ｅ，５２ｄが形成された他方側領域Ｒ３とに略３等分に区画され、前述の励振電極５１に区画した各領域（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）に対応して形成されている。

励振電極５１は、引出電極５１１により水晶振動板５の短辺側であって当該短辺の一角部分に引き出され、励振電極５２は、引出電極５２１により同じ短辺側の他角部分に引き出されている。なお、引出電極５１１，５２１はそれぞれ水晶振動板５の側面を介してそれぞれ反対面に引き出されている。

また、各切り欠き５１ａ〜５１ｆ，５２ａ〜５２ｆは開口部寸法より底部寸法のほうが小さい略台形構成となっている。すなわち、切り欠き５１ａについて例示すると、開口寸法ｈ７が底部寸法ｈ８より大きく形成されている。他の切り欠き５１ｂ〜５１ｆ，５２ａ〜５２ｆについても同様の構成となっている。また励振電極５１，５２の角部および、切り欠き５１ａ〜５１ｆ，５２ａ〜５２ｆにより形成された角部は曲部形成されている（曲率を有する）。なお、図７に示す切り欠き５１ａ，５１ｂ，５１ｅ，５１ｄの開口寸法ｈ７が上記した検証データ２の切り欠きの開口寸法ｈに対応し、切り欠き５１ａ，５１ｂ，５１ｅ，５１ｄの深さ寸法が検証データ２の切り欠きの深さ寸法ｄに対応する。

なお、本実施形態においては水晶振動板５の主振動周波数は１２０ＭＨｚであり、水晶振動板５の長辺寸法は１．８ｍｍ、短辺寸法は１．２ｍｍであり、励振電極５１，５２の長辺寸法Ｌは０．７ｍｍ、短辺寸法Ｗは０．６ｍｍである。表面の励振電極５１の長辺の切り欠き５１ｆ、５１ｃはそれぞれ開口寸法が０．２ｍｍ、深さ寸法が０．１ｍｍであり、短辺の切り欠き５１ａ，５１ｂ，５１ｄ，５１ｅはそれぞれ開口寸法が０．０７ｍｍ、深さ寸法が０．１ｍｍである。裏面の励振電極５２の長辺の切り欠き５２ｇ、５２ｈ、５２ｃ、５２ｄはそれぞれ開口寸法が０．１ｍｍ、深さ寸法が０．１ｍｍであり、短辺の切り欠き５２ａ，５２ｂ，５２ｅ，５２ｆはそれぞれ開口寸法が０．０７ｍｍ、深さ寸法が０．１ｍｍである。

以上の水晶振動板５はパッケージ９１に搭載される。図９は水晶振動板５をパッケージ９１に搭載した状態を示す平面図である。パッケージ９１は平面視矩形状で、セラミックを主体として内外部に導体配線が形成されたセラミックパッケージであり、断面で見て水晶振動板５を収納する凹部を有し、その周囲に堤部９１１が形成された箱状体構成である。パッケージ９１の凹部の長辺方向一端には電極パッド９１２，９１３が底部９１４に対して一段高く形成されている。水晶振動板５は当該電極パッド９１２，９１３に片持ち支持される。当該片持ち支持は、図示していない導電接着剤や導電性バンプなどの導電性接合材を用いて引出電極５１１，５２１と電極パッド９１２，９１３を電気的機械的に接合する。そして所定の加熱等による安定化処理を行った後、図示しないリッドをパッケージ９１の開口部９１５にシーム接合やビーム接合、ろう接合等の手段により接合してパッケージ９１とリッドとの気密封止を行う。

このような構成の水晶振動子の周波数特性を調べたところ、図１０に示すように主振動周波数ｆ０近傍（共振−反共振）には２次モードスプリアス振動がなく、また主振動周波数ｆ０から少し高い周波数領域に通常現れる高調波スプリアス振動ｈｓｐも励振レベルが比較的小さな状態であった。従って主振動周波数ｆ０に対してスプリアス振動の悪影響のない良好な特性の水晶振動子を得ていることが理解できる。

本発明による第６の実施形態について図１１とともに説明する。本実施形態においても上記した実施形態と同様に水晶振動板６は平板状（平面視矩形状）のＡＴカット水晶振動素子からなり、Ｘ軸が長辺、Ｚ軸が短辺になる長方形形状となっている。また水晶振動板６の表裏（表裏面）の中央領域に各々励振電極６１，６２（６２は図示せず）が形成されている。これら励振電極６１，６２は長辺が水晶振動板のＸ軸に、短辺がＺ軸にそれぞれ沿った構成で、全体として長方形形状であるが、外周に複数の切り欠き６１ａ〜６１ｊ，６２ａ〜６２ｊ（６２ａ〜６２ｊは図示せず）が形成されている。これら切り欠き６１ａ〜６１ｊ，６２ａ〜６２ｊは励振電極６１，６２の質量を軽減させた質量調整部を構成している。

水晶振動板６の表面に形成された励振電極６１について、励振電極６１の各長辺においては中央領域に切り欠き６１ｉと６１ｄが、中央領域の両サイドにある一方側領域に切り欠き６１ｊと６１ｃが、そして他方側領域に切り欠き６１ｈと６１ｅがそれぞれ対向して形成されている。また短辺においては、一方側領域の短辺中央から少し長辺側に偏った位置にそれぞれ切り欠き６１ａと６１ｂが形成され、他方側領域の短辺中央から少し長辺側に偏った位置にそれぞれ切り欠き６１ｇと６１ｆが形成されている。なお、切り欠き６１ａと６１ｇ、６１ｂと６１ｆはそれぞれ対向して形成されている。また図示しないが水晶振動板６の裏面に形成された励振電極６２については励振電極６１に形成された切り欠き６１ａ〜６１ｊに対応して６２ａ〜６２ｊが形成されている。

励振電極６１は引出電極６１１により水晶振動板２の短辺側であって当該短辺の一角部分に引き出され、励振電極６２は引出電極６２１により同じ短辺側の他角部分に引き出されている。なお、本実施形態においては、引出電極６１１，６２１は切り欠き６１ｆ、６１ｇの開口部分に近接した部分から短辺に向かって延出した後、短辺に沿って各角部分に引き出されている。なお、励振電極６１，６２の角部および切り欠き６１ａ〜６１ｊ,６２ａ〜６２ｊにより形成された角部は曲部形成されている（曲率を有する）。

以上の水晶振動板６は図示していないが図９に示すようなパッケージ９１に搭載される。パッケージ９１は平面視矩形状で、セラミックを主体として内外部に導体配線が形成されたセラミックパッケージであり、断面で見て水晶振動板５を収納する凹部を有し、その周囲に堤部９１１が形成された箱状体構成である。パッケージ９１の凹部の長辺方向一端には電極パッド９１２，９１３が底部９１４に対して一段高く形成されている。水晶振動板４は当該電極パッド９１２，９１３に片持ち支持される。当該片持ち支持は、図示していない導電接着剤や導電性バンプなどの導電性接合材を用いて引出電極６１１，６２１と電極パッド９１２，９１３を電気的機械的に接合する。そして、アニール処理等の所定の加熱による安定化処理を行った後、図示しないリッドをパッケージ９１の開口部９１５にシーム接合やビーム接合、ろう接合等の手段により接合してパッケージ９１とリッドとの気密封止を行う。

このような構成の水晶振動子の周波数特性を調べたところ、図１２に示すように主振動周波数ｆ０近傍（共振−反共振）には２次モードスプリアス振動がなく、また主振動から少し高い周波数領域に通常現れる高調波スプリアス振動ｈｓｐも少し励振レベルが高いものの比較的小さなレベルであり、主振動に対してスプリアス振動の悪影響のない良好な特性であった。なお、ここで用いた水晶振動板６の周波数は１２０ＭＨｚであり、水晶振動板６の長辺寸法は１．８ｍｍ、短辺寸法は１．２ｍｍであり、励振電極６１，６２の長辺寸法Ｌは０．７ｍｍ、短辺寸法Ｗは０．６ｍｍである。また各切り欠き６１ａ〜６１ｊ,６２ａ〜６２ｊは同形状であり、開口寸法が０．０７ｍｍ、深さ寸法が０．１ｍｍである。

本発明による第７の実施形態について図１３、図１４とともに説明する。本実施形態においても上記した実施形態と同様に水晶振動素子７（以下、水晶振動板という）は矩形平板状のＡＴカット水晶振動素子からなり、Ｘ軸が長辺、Ｚ軸が短辺になる長方形形状となっている。また水晶振動板７の表裏（表裏面）の中央領域に各々励振電極７１，７２が形成されている。これら励振電極７１，７２は長辺がＸ軸に、短辺がＺ軸に沿った構成で、全体として長方形形状であるが、外周に複数の切り欠き７１ａ〜７１ｆ，７２ａ〜７２ｆが形成されている。これら切り欠き７１ａ〜７１ｆ，７２ａ〜７２ｆは、励振電極７１，７２の質量を軽減させた質量調整部を構成している。

図１３に示すように水晶振動板７の表面に形成された励振電極７１は、各短辺の中央領域に切り欠き７１ａ，７１ｄが対向した状態で配置されている。また各長辺には切り欠き７１ｅ、７１ｆ、７１ｂ、７１ｃが形成されている。切り欠き７１ｅ、７１ｆ、７１ｂ、７１ｃは長辺の中央領域から各短辺側へ偏った位置にそれぞれ設けられている。この偏った位置は前述したように長辺を３等分した場合の一方側領域Ｒ２と他方側領域Ｒ３に対応しており、一方側領域Ｒ２においては切り欠き７１ｆと７１ｂが対向し、他方側領域Ｒ３においては７１ｅと７１ｃが対向している。

図１４に示すように水晶振動板７の裏面に形成された励振電極７２は、各短辺の中央領域に切り欠き７２ａと７２ｃが対向して形成されており、各長辺の中央領域に切り欠き７２ｄと７２ｂが対向して形成されている。各短辺の切り欠き７２ａ，７２ｃは表面の励振電極７１の短辺に形成された切り欠き７１ａ，７１ｄと水晶振動板７を介して対向して形成されている。また、各切り欠き７１ａ〜７１ｆ，７２ａ〜７２ｄは開口部寸法より底部寸法のほうが小さい略台形構成となっている。すなわち、切り欠き７１ａについて例示すると、開口寸法ｈ９が底部寸法ｈ１０より大きく形成されている。他の切り欠き７１ｂ〜７１ｆ，７２ａ〜７２ｄについても同様の構成となっている。また励振電極７１，７２の角部および、切り欠き７１ａ〜７１ｆ，７２ａ〜７２ｄにより形成された角部は曲部形成されている（曲率を有する）。

励振電極７１は引出電極７１１により水晶振動板２の一方の短辺側であって当該短辺の一角部分に引き出され、励振電極７２は引出電極７２１により同じ短辺側の他角部分に引き出されている。なお、本実施形態においては、引出電極７１１，７２１は各々短辺に向かって延出した後、短辺に沿って各角部分に引き出されているが、各励振電極７１，７２から斜めに角部に向かって引出電極７１１，７２１を伸長させた構成としてもよい。

また各切り欠き７１ａ〜７１ｆ，７２ａ〜７２ｆは、開口部寸法より底部寸法のほうが小さい略平面視台形構成となっている。すなわち、切り欠き７１ａについて例示すると、開口寸法ｈ７が底部寸法ｈ８より大きく形成されている。他の切り欠き７１ｂ〜７１ｆ，７２ａ〜７２ｆについても同様の構成となっている。また励振電極７１，７２の角部、および切り欠き７１ｂ〜７１ｆ，７２ａ〜７２ｆにより形成された角部は曲部形成されている（曲率を有する）。

以上の水晶振動板７は図示していないが図９に示すようなパッケージ９１に搭載される。パッケージ９１は平面視矩形状で、セラミックを主体として内外部に導体配線が形成されたセラミックパッケージであり、断面で見て水晶振動板１を収納する凹部を有し、その周囲に堤部９１１が形成された箱状体構成である。パッケージ９１の凹部の長辺方向一端には電極パッド９１２，９１３が底部９１４に対して一段高く形成されている。水晶振動板５は当該電極パッド９１２，９１３に片持ち支持される。当該片持ち支持は、図示していない導電接着剤や導電性バンプなどの導電性接合材を用いて引出電極７１１，７２１と電極パッド９１２，９１３を電気的機械的に接合する。そして、アニール処理等の所定の加熱による安定化処理を行った後、図示しないリッドをパッケージ９１の開口部９１５にシーム接合やビーム接合、ろう接合等の手段により接合してパッケージ９１とリッドとの気密封止を行う。

このような構成の水晶振動子の周波数特性を調べたところ、図１５に示すように主振動周波数ｆ０近傍（共振−反共振）には２次モードスプリアス振動がなく、また主振動周波数から少し高い周波数領域に通常現れる高調波スプリアス振動ｈｓｐも少し励振レベルが高いものの比較的小さなレベルであり、主振動に対してスプリアス振動の悪影響のない良好な特性であった。なお、ここで用いた水晶振動板７の周波数は１２０ＭＨｚであり、水晶振動板７の長辺寸法は１．９ｍｍ、短辺寸法は１．３ｍｍであり、励振電極７１，７２の長辺寸法Ｌは０．８ｍｍ、短辺寸法Ｗは０．７ｍｍである。短辺の各切り欠き７１ａ，７１ｄ，７２ａ，７２ｃは同形状であり、開口寸法が０．０７ｍｍ、深さ寸法が０．１ｍｍである。また、長辺の切り欠き７１ｅ、７１ｆ、７１ｂ、７１ｃ，７２ｂ，７２ｄは同形状であり、開口寸法が０．１５ｍｍ、深さ寸法０．１ｍｍである。

本発明による第８の実施形態について図１６、図１７とともに説明する。本実施形態においても上記した実施形態と同様に水晶振動素子８（以下、水晶振動板という）は平板状（平面視矩形状）のＡＴカット水晶振動素子からなり、Ｚ軸が長辺、Ｘ軸が短辺になる長方形形状となっている。また水晶振動板８の表裏面の中央領域に各々励振電極８１，８２が形成されている。これら励振電極８１，８２は長辺が水晶振動板のＺ軸に、短辺がＸ軸にそれぞれ沿った構成で、全体として長方形形状であるが、外周に複数の切り欠き８１ａ〜８１ｆ，８２ａ〜８２ｆが形成されている。これら切り欠き８１ａ〜８１ｆ，８２ａ〜８２ｆは励振電極８１，８２の質量を軽減させた質量調整部を構成している。

図１６に示すように水晶振動板８の表面に形成された励振電極８１は、各短辺の中央領域に切り欠き８１ａ，８１ｄが対向した状態で配置されている。また各長辺には切り欠き８１ｅ、８１ｆ、８１ｂ、８１ｃが形成されている。切り欠き８１ｅ、８１ｆ、８１ｂ、８１ｃは長辺の中央領域から各短辺側へ偏った位置にそれぞれ設けられている。この偏った位置は前述の長辺を３等分した場合の一方側領域Ｒ２と他方側領域Ｒ３に対応しており、一方側領域Ｒ２においては切り欠き８１ｆと８１ｂが対向し、他方側領域Ｒ３においては８１ｅと８１ｃが対向している。

図１７に示すように水晶振動板８の裏面に形成された励振電極８２は、一方の短辺の中央領域から少し長辺側に偏った部分に切り欠き８２ａと切り欠き８２ｂが並列して形成されており、他方の短辺の中央領域から少し長辺側に偏った部分に切り欠き８２ｄと切り欠き８２ｅが並列して形成されている。また各長辺の中央領域には開口部の広い切り欠き８２ｆ、８２ｃが対向して設けられている。

励振電極８１は引出電極８１１により水晶振動板２の短辺側であって当該短辺の一角部分に引き出され、励振電極８２は引出電極８２１により他の短辺側の前記一角部分と対角に位置する角部分に引き出されている。すなわち水晶振動板８の両短辺を保持する両持ち支持構成となっている。なお、本実施形態においては、引出電極８１１，８２１は切り欠き８１ｆ、８１ｇの開口部分に近接した部分から短辺に向かって延出した後、短辺に沿って各角部分に引き出されている。

この実施形態においては各励振電極８１，８２の各辺それぞれにおける切り欠き８１ａ〜８１ｆ，８２ａ〜８２ｆ（例えば、切り欠き８２ａ，８２ｂ）は開口部寸法と底部寸法が等しく設定されている。また、励振電極８１，８２の角部、および切り欠き８１ａ〜８１ｆ，８２ａ〜８２ｆにより形成された角部は小さな曲率からなる曲部が形成されている。

以上の水晶振動板８は図６に示すようなパッケージ９２に搭載される。当該水晶振動板８を保持するパッケージ９２は水晶振動板８の長辺方向両端すなわち両短辺を保持する構成が必要となる。従って、パッケージ９２内部の長辺方向両端部には支持用の電極パッド９２２，９２３がそれぞれ設けられ、電極パッド９２２，９２３と引出電極８１１，８２１とを導電接着剤や導電性バンプなどの導電性接合材を用いて電気的機械的に接合する。そして、アニール処理等の所定の加熱による安定化処理を行った後、図示しないリッドをパッケージ９２の開口部９２５にシーム接合やビーム接合、ろう接合等の手段により接合してパッケージ９２とリッドとの気密封止を行う。

このような構成の水晶振動子の周波数特性を調べたところ、図１８に示すように主振動周波数ｆ０近傍には２次モードスプリアス振動がなく、また主振動から少し高い周波数領域に通常現れる高調波スプリアス振動ｈｓｐも励振レベルが比較的小さな状態の、主振動に対してスプリアス振動の悪影響のない良好な特性であった。なお、ここで用いた水晶振動板８の周波数は１２０ＭＨｚであり、水晶振動板８の長辺寸法は１．８ｍｍ、短辺寸法は１．２ｍｍであり、励振電極８１，８２の長辺寸法Ｌは０．７ｍｍ、短辺寸法Ｗは０．６ｍｍである。また切り欠き８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ，８１ｆはそれぞれ開口寸法が０．１ｍｍ、深さ寸法が０．１ｍｍであり、切り欠き８２ｆ、８２ｃはそれぞれ開口寸法が０．２ｍｍ、深さ寸法が０．１ｍｍであり、切り欠き８２ａ，８２ｂ，８２ｄ，８２ｅはそれぞれ開口寸法が０．０７ｍｍ、深さ寸法が０．１ｍｍである。

なお、上記した各実施形態にかかる励振電極は、それぞれフォトリソグラフィー法によって成形されている。そして、励振電極を形成した後に周波数の微調整を兼ねて切り欠きをエッチング形成する。具体的に、実施形態１にかかる図１に示す励振電極１１，１２の場合、図１９に示す励振電極１１，１２を成形した後に、切り欠きを形成する箇所をレーザ照射またはミーリング調整により削除して切り欠き１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄである質量調整部を形成する。また、実施形態５にかかる図７，８に示す励振電極５１，５２の場合、図２０に示す励振電極を成形した後に、切り欠きを形成する箇所をレーザ照射またはミーリング調整により削除して切り欠き５１ａ〜５１ｆ，５２ａ〜５２ｇである質量調整部を形成する。この構成によれば、周波数の波形を見ながら周波数調整行うことができ、さらに水晶振動板の左右の変位バランスを調整することができ、その結果、二次モードスプリアスを無くすことができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば水晶振動素子は円形であってもよく、水晶振動素子の外形サイズや励振電極の外形サイズが異なったものにも適用可能である。また質量調整部は切り欠きについて例示したが、電極材や樹脂を付加した付加質量構成であってもよい。さらに他の周波数にも適用できるものであり、特に１００ＭＨｚ以上の水晶振動素子においてはｆａモードに起因するスプリアス振動が生じやすいので、本発明を適用することにより各種スプリアス振動の影響を排除した良好な特性の水晶振動子を得ることができる。

また、質量調整部である切り欠きは、上記実施形態に示すように水晶振動板の素地を露出させる構成に限定されるものではなく、ほかに他の励振電極領域より電極膜厚が薄い薄肉部からなる質量調整部であってもよい。すなわち、通常励振電極は金属材料の多層膜により構成されるが、切り欠きや凹部のみにおいて層構成を少なくすることにより薄肉部を形成してもよい。本実施形態を例にして、金属層のうち下面のクロム層のみに切り欠きを形成し、その上に形成する金層については切り欠きに形成しない構成としてもよい。このような切り欠きや凹部に金属材料が存在する構成により、通常行う周波数調整時に当該金属材料に対して調整動作を行うことができ、スプリアス抑制の調整に有効となる。

また、上記した本実施形態では、質量調整部として切り欠きを挙げているが、これに限定されるものではなく、質量調整を行うために励振電極を変形する構成であれば他の構成であってもよい。例えば、円形または角形の貫通孔である切除部（電極非形成部）であってもよい。

また、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、水晶振動素子の外形サイズや励振電極の外形サイズが異なったものにも適用可能である。また他の周波数にも適用できるものであり、特に１００ＭＨｚ以上の水晶振動素子においてはｆａモードに起因するスプリアス振動が生じやすいので、本発明を適用することによりスプリアス振動の影響を排除した良好な特性の水晶振動子を得ることができる。

また、上記した本実施形態では、水晶振動素子（水晶振動板）として平板状（平面視矩形状）のＡＴカット水晶振動素子を用いているが、形状は上記した実施形態に限定されるものではなく、図２１，２２に示すように、表裏面に凹部が形成され、この凹部の底面に励振電極が形成されてもよい。なお、図２１は実施形態１の変形であり、図２２は実施形態５の変形であり、各構成の説明は上述しているのでここでの説明は省略する。

なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

また、この出願は、２００５年９月１５日に日本で出願された特願２００５−２６７７３２号および２００６年３月２９日に日本で出願された特願２００６−０９１８８５号に基づく優先権を請求する。これに言及することにより、その全ての内容は本出願に組み込まれるものである。

水晶振動子の量産に適用できる。

Claims (15)

1. 厚みすべり振動にて動作する水晶振動素子が設けられた水晶振動子において、
   前記水晶振動素子の表裏面に対向して一対の励振電極が形成され、
   前記各励振電極は平面視矩形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの各辺の中央領域にそれぞれ質量調整部が形成されたことを特徴とする水晶振動子。
2. 厚みすべり振動にて動作する水晶振動素子が設けられた水晶振動子において、
   前記水晶振動素子の表裏面に対向して一対の励振電極が形成され、
   前記各励振電極は平面視矩形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの少なくとも対向する二辺に質量調整部が形成され、
   一方の前記励振電極では各長辺の中央領域に質量調整部が形成されるとともに、他方の前記励振電極では各長辺の中央から両側に偏った領域に質量調整部が形成されて異形状からなり、
   前記各励振電極のそれぞれ短辺は、中央領域と両端との間に質量調整部が形成されたことを特徴とする水晶振動子。
3. 前記質量調整部は、励振電極を除去した切り欠きまたは切除孔、あるいは励振電極に重み付けされた重み付け部であることを特徴とする請求項１または２に記載の水晶振動子。
4. 厚みすべり振動にて動作する水晶振動素子が設けられた水晶振動子において、
   前記水晶振動素子の表裏面に対向して一対の励振電極が形成され、
   前記各励振電極は平面視四辺形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの少なくとも対向する二辺に質量調整部が形成され、
   質量調整部は、励振電極を除去した切り欠きまたは切除孔、あるいは励振電極に重み付けされた重み付け部であり、
   前記切り欠きの開口寸法は、当該切り欠きの深さ寸法より大であることを特徴とする水晶振動子。
5. 厚みすべり振動にて動作する水晶振動素子が設けられた水晶振動子において、
   前記水晶振動素子の表裏面に対向して一対の励振電極が形成され、
   前記各励振電極は平面視四辺形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの少なくとも対向する二辺に質量調整部が形成され、
   前記励振電極の電極パターンは、前記表裏面で異なっていることを特徴とする水晶振動子。
6. 厚みすべり振動にて動作する水晶振動素子が設けられた水晶振動子において、
   前記水晶振動素子の表裏面に対向して一対の励振電極が形成され、
   前記各励振電極は平面視四辺形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの少なくとも対向する二辺に質量調整部が形成され、
   質量調整部は、励振電極を除去した切り欠きまたは切除孔、あるいは励振電極に重み付けされた重み付け部であり、
   前記励振電極の中央領域に形成された前記切り欠きの寸法は、その開口寸法が当該切り欠きが形成された当該励振電極の辺の寸法に対して０．１５〜０．４０の比率で設定され、その深さ寸法が前記辺に隣接する辺の寸法に対して０．１０〜０．３０の比率で設定されてなり、
   前記切り欠きの構成として形成された角部は、曲部形成され、
   前記切り欠きの開口寸法は、当該切り欠きの底部寸法より大であることを特徴とする水晶振動子。
7. 厚みすべり振動にて動作する水晶振動素子が設けられた水晶振動子において、
   前記水晶振動素子の表裏面に対向して一対の励振電極が形成され、
   前記各励振電極は平面視四辺形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの少なくとも対向する二辺に質量調整部が形成され、
   質量調整部は、励振電極を除去した切り欠きまたは切除孔、あるいは励振電極に重み付けされた重み付け部であり、
   前記励振電極の中央から両側に偏った領域に形成された前記切り欠きの寸法は、その開口寸法が当該切り欠きが形成された当該励振電極の辺の寸法に対して０．０６〜０．２０の比率で設定され、その深さ寸法が前記辺に隣接する辺の寸法に対して０．１０〜０．３０の比率で設定されてなり、
   前記切り欠きの構成として形成された角部は、曲部形成され、
   前記切り欠きの開口寸法は、当該切り欠きの底部寸法より大であることを特徴とする水晶振動子。
8. 前記切り欠きの構成として形成された角部は、曲部形成されたことを特徴とする請求項３または４に記載の水晶振動子。
9. 前記切り欠きの開口寸法は、当該切り欠きの底部寸法より大であることを特徴とする請求項３または４に記載の水晶振動子。
10. 基本波振動周波数が１００ＭＨｚ以上であることを特徴とする請求項６または７に記載の水晶振動子。
11. 前記各励振電極は平面視矩形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの少なくとも対向する二辺の中央領域にそれぞれ質量調整部が形成されたことを特徴とする請求項６または７に記載の水晶振動子。
12. 前記各励振電極は平面視矩形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの各辺の中央領域にそれぞれ質量調整部が形成されたことを特徴とする請求項６または７に記載の水晶振動子。
13. 前記各励振電極は平面視矩形に形成され、かつ、前記表裏面に形成された前記各励振電極それぞれの少なくとも対向する二辺を３等分した各領域にそれぞれ質量調整部が形成されたことを特徴とする請求項６または７に記載の水晶振動子。
14. 前記対向する二辺とは長辺であることを特徴とする請求項６または７に記載の水晶振動子。
15. 前記表裏面に形成された前記各励振電極のうち少なくとも一方の励振電極の短辺に少なくとも１つ以上の質量調整部が形成されたことを特徴とする請求項６または７に記載の水晶振動子。

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