JP6390836B2 - 振動片、振動子、振動デバイス、発振器、電子機器、および移動体 - Google Patents

Description

本発明は、振動片、振動子、振動デバイス、発振器、電子機器、および移動体に関する。

従来から、水晶を用いた振動片が知られている。このような振動片は、周波数温度特性が優れていることより、種々の電子機器の基準周波数源や発振源などとして広く用いられている。特に、ＡＴカットと呼ばれるカット角で切り出された水晶基板を用いた振動片は、周波数温度特性が３次曲線を呈するため、携帯電話等の移動体通信機器などにも広く利用されている。

例えば、特許文献１には、多段型のメサ構造を有するＡＴカット水晶振動片において、メサ部である振動部は、第１部分と、前記第１部分よりも厚さが薄く、平面視で前記第１部分の周辺に一体化されている第２部分と、を有し、ＡＴカット基板のＺ´軸に沿った方向の寸法をＺとし、前記振動部のＺ´軸に沿った方向の寸法をＭｚとし、振動部の前記第１部分の厚さをｔとすると、８≦Ｚ／ｔ≦１１、かつ、０．６≦Ｍｚ／Ｚ≦０．８の関係を満たすことにより、等価直列抵抗、所謂ＣＩ（Ｃｒｙｓｔａｌ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）値の低減を図ることができることが記載されている。

また、特許文献２には、メサ状の振動部を構成する前記第１部分および第２部分のＸ軸に沿った方向に延びている各々の側面が１つの面内にある、多段型のメサ構造を有するＡＴカット水晶振動片において、８≦Ｚ／ｔ≦１１、かつ、０．６≦Ｍｚ／Ｚ≦０．８の関係を満たすことにより、等価直列抵抗の値の低減を図ることができることが記載されている。

特開２０１２−１１４４９６号公報 特開２０１２−１１４４９５号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２の振動片では、例えば、周波数が２４ＭＨｚのとき等価直列抵抗が５８Ωとなる場合があり、さらなる等価直列抵抗の低減が望まれている。

本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、等価直列抵抗の低減を図ることができる振動片を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記の振動片を備える、振動子、振動デバイス、発振器、電子機器、および移動体を提供することにある。

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。

［適用例１］
本適用例に係る振動片は、
水晶の結晶軸である、電気軸としてのＸ軸と、機械軸としてのＹ軸と、光学軸としてのＺ軸と、からなる直交座標系の前記Ｘ軸を回転軸として、前記Ｚ軸を前記Ｙ軸の−Ｙ方向へ＋Ｚ側が回転するように傾けた軸をＺ´軸とし、前記Ｙ軸を前記Ｚ軸の＋Ｚ方向へ＋Ｙ側が回転するように傾けた軸をＹ´軸とし、前記Ｘ軸および前記Ｚ´軸を含む面を主面とし、前記Ｙ´軸に沿った方向を厚さとする水晶基板を含み、
前記水晶基板は、
前記Ｘ軸に沿う辺と、前記Ｚ´軸に沿う辺とを含む振動部と、
前記振動部よりも厚さが薄く、前記振動部の外縁に沿って設けられている周辺部と、
を含み、
前記振動部は、
第１部分と、
前記第１部分よりも厚さが薄く、前記第１部分の外縁のうち少なくとも前記Ｘ軸の＋Ｘ側の外縁および−Ｘ側の外縁に設けられている第２部分と、
を含み、
前記水晶基板の前記Ｚ´軸に沿った長さをＺ、前記第１部分の厚さをｔとしたとき、
１１＜Ｚ／ｔ≦５３の関係を満たしている。

このような振動片では、等価直列抵抗の低減を図ることができる（詳細は後述）。

［適用例２］
本適用例に係る振動片において、
１３≦Ｚ／ｔ≦３４の関係を満たしていてもよい。

このような振動片では、よりいっそう、等価直列抵抗の低減を図ることができる。

［適用例３］
本適用例に係る振動片において、
前記振動部の前記Ｚ´軸に沿った長さをＭｚとしたとき、
０．４３ｍｍ＜Ｍｚ≦０．８ｍｍの関係を満たしていてもよい。

このような振動片では、より確実に、等価直列抵抗の低減を図ることができる。

［適用例４］
本適用例に係る振動片において、
０．４７ｍｍ＜Ｍｚ＜０．８ｍｍの関係を満たしていてもよい。

このような振動片では、振動部の小型化を図りつつ、さらによりいっそう等価直列抵抗の低減を図ることができる。

［適用例５］
本適用例に係る振動片において、
前記振動部は、前記周辺部よりも前記Ｙ´軸の＋Ｙ´方向に突出している凸部を含み、
前記凸部の、前記Ｚ´軸と交差している側面は、前記Ｘ軸および前記Ｚ´軸を含む面に対して、傾斜した面または垂直な面であり、
平面視で、前記側面の、前記Ｚ´軸に沿った長さをＳｚ、前記振動部の前記Ｚ´軸に沿った長さをＭｚとしたときと、
０≦Ｓｚ／Ｍｚ≦０．０５の関係を満たしていてもよい。

このような振動片では、不要モードを低減することができる。

［適用例６］
本適用例に係る振動片において、
前記振動部の前記Ｚ´軸に沿った長さをＭｚとしたとき、
４０μｍ≦（Ｚ−Ｍｚ）／２≦４００μｍの関係を満たしていてもよい。

このような振動片では、振動部の振動が周辺部に伝わること（振動漏れ）を低減することができる。

［適用例７］
本適用例に係る振動片において、
前記水晶基板の互いに表裏の関係にある第１の主面及び第２の主面には、平面視で重なるように設けられている励振電極を含み、
平面視で、前記振動部は、前記励振電極の外縁の内側に設けられていてもよい。

このような振動片では、Ｙ´軸方向からの平面視で、振動部の広い部分に電圧を印加することができる。

［適用例８］
本適用例に係る振動子は、
本適用例に係る振動片と、
前記振動片が収容されているパッケージと、
を備えている。

このような振動子は、本適用例に係る振動片を備えるため、等価直列抵抗の低減を図ることができる。

［適用例９］
本適用例に係る振動デバイスは、
本適用例に係る振動片と、
電子素子と、
を備えている。

このような振動デバイスは、本適用例に係る振動片を備えるため、等価直列抵抗の低減を図ることができる。

［適用例１０］
本適用例に係る振動デバイスにおいて、
前記電子素子は、感温素子であってもよい。

このような振動デバイスは、本適用例に係る振動片を備えるため、等価直列抵抗の低減を図ることができる。

［適用例１１］
本適用例に係る発振器は、
本適用例に係る振動片と、
前記振動片と電気的に接続されている発振回路と、
を備えている。

このような発振器は、本適用例に係る振動片を備えるため、消費電力の低減を図ることができる。

［適用例１２］
本適用例に係る電子機器は、
本適用例に係る振動片を備えている。

このような電子機器は、本適用例に係る振動片を備えるため、消費電力の低減を図ることができる振動片を備えることができる。

［適用例１３］
本適用例に係る移動体は、
本適用例に係る振動片を備えている。

このような移動体は、本適用例に係る振動片を備えるため、消費電力の低減を図ることができる振動片を備えることができる。

本実施形態に係る振動片を模式的に示す斜視図。 本実施形態に係る振動片を模式的に示す平面図。 本実施形態に係る振動片を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る振動片を模式的に示す断面図。 ＡＴカット水晶基板を模式的に示す斜視図。 本実施形態に係る振動片を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る振動片の製造工程を模式的に示す図。 本実施形態に係る振動片の製造工程を模式的に示す図。 本実施形態に係る振動片の製造工程を模式的に示す図。 本実施形態に係る振動片の製造工程を模式的に示す図。 本実施形態に係る振動片の製造工程を模式的に示す図。 本実施形態に係る振動片の製造工程を模式的に示す図。 本実施形態に係る振動片の製造工程を模式的に示す図。 本実施形態の第１変形例に係る振動片を模式的に示す平面図。 本実施形態の第１変形例に係る振動片を模式的に示す断面図。 本実施形態の第２変形例に係る振動片を模式的に示す斜視図。 本実施形態の第２変形例に係る振動片を模式的に示す平面図。 本実施形態の第２変形例に係る振動片を模式的に示す断面図。 本実施形態の第３変形例に係る振動片を模式的に示す平面図。 本実施形態の第４変形例に係る振動片を模式的に示す平面図。 本実施形態に係る振動子を模式的に示す平面図。 本実施形態に係る振動子を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る振動デバイスを模式的に示す断面図。 本実施形態の第１変形例に係る振動デバイスを模式的に示す断面図。 本実施形態の第２変形例に係る振動デバイスを模式的に示す断面図。 本実施形態に係る発振器を模式的に示す断面図。 本実施形態の変形例に係る発振器を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る電子機器を模式的に示す平面図。 本実施形態に係る電子機器を模式的に示す斜視図。 本実施形態に係る電子機器を模式的に示す斜視図。 本実施形態に係る電子機器を模式的に示す斜視図。 本実施形態に係る移動体を模式的に示す斜視図。 振動片の各寸法およびＣＩ値を示した表。 Ｚ／ｔに対するＣＩ値を示したグラフ。 Ｍｚに対するＣＩ値を示したグラフ。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１． 振動片
まず、本実施形態に係る振動片について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る振動片１００を模式的に示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る振動片１００を模式的に示す平面図である。図３は、本実施形態に係る振動片１００を模式的に示す図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図４は、本実施形態に係る振動片１００を模式的に示す図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

振動片１００は、図１〜図４に示すように、水晶基板１０と、励振電極２０ａ，２０ｂと、を含む。

水晶基板１０は、ＡＴカット水晶基板からなる。ここで、図５は、ＡＴカット水晶基板１０１を模式的に示す斜視図である。

水晶等の圧電材料は、一般的に三方晶系であり、図５に示すような結晶軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を有する。Ｘ軸は電気軸であり、Ｙ軸は機械軸であり、Ｚ軸は光学軸である。水晶基板１０１は、ＸＺ平面（Ｘ軸およびＺ軸を含む平面）を、Ｘ軸周りに角度θだけ回転させた平面に沿って、圧電材料（例えば、人工水晶）から切り出された、所謂回転Ｙカット水晶基板の平板である。なお、Ｙ軸およびＺ軸もＸ軸周りにθ回転させて、それぞれＹ´軸およびＺ´軸とする。水晶基板１０１は、Ｘ軸とＺ´軸とを含む平面を主面とし、Ｙ´軸に沿った方向を厚さとする基板である。ここで、θ＝３５°１５′としたとき、水晶基板１０１はＡＴカット水晶基板となる。したがって、ＡＴカット水晶基板１０１は、Ｙ´軸に直交するＸＺ´面（Ｘ軸およびＺ´軸を含む面）が主面（振動部の主面）となり、厚み滑り振動を主振動として振動することができる。このＡＴカット水晶基板１０１を加工して、水晶基板１０を得ることができる。

水晶板１０は、図５に示すように水晶の結晶軸である、電気軸としてのＸ軸と、機械軸としてのＹ軸と、光学軸としてのＺ軸と、からなる直交座標系のＸ軸を回転軸として、Ｚ軸をＹ軸の−Ｙ方向へ＋Ｚ側が回転するように傾けた軸をＺ´軸とし、Ｙ軸をＺ軸の＋Ｚ方向へ＋Ｙ側が回転するように傾けた軸をＹ´軸とし、Ｘ軸およびＺ´軸を含む面を主面とし、Ｙ´軸に沿った方向を厚さとするＡＴカット水晶基板からなる。図１〜図４および以下に示す図６〜図２０には、互いに直交する、Ｘ軸、Ｙ´軸、およびＺ´軸を図示している。

水晶基板１０は、例えば、図２に示すように、Ｙ´軸に沿った方向（以下、「Ｙ´軸方向」ともいう）を厚さ方向とし、Ｙ´軸方向からの平面視で、Ｘ軸に沿った方向（以下、「Ｘ軸方向」ともいう）を長辺とし、Ｚ´軸に沿った方向（以下、「Ｚ´軸方向」ともいう）を短辺とする矩形の形状を有している。水晶基板１０は、周辺部１２と、振動部１４と、を有している。

周辺部１２は、図２に示すように、振動部１４の周辺に設けられている。周辺部１２は、振動部１４の外縁に沿って設けられている。周辺部１２は、振動部１４より小さい厚さを有している（振動部１４よりも厚さが薄い）。

図２に示すように、Ｙ´軸方向からの平面視で、振動部１４は、周辺部１２に囲まれており、周辺部１２よりも厚さが大きい。振動部１４は、Ｘ軸に沿う辺と、Ｚ´軸に沿う辺とを含む。具体的には、振動部１４は、Ｙ´軸方向からの平面視で、Ｘ軸方向を長辺とし、Ｚ´軸方向を短辺とする矩形の形状を有している。Ｙ´軸方向からの平面視で、水晶基板１０の中心と振動部１４の中心とは、重なっていない。Ｙ´軸方向からの平面視で、水晶基板１０の中心と振動部１４の中心との間の距離は、例えば、０．１ｍｍ程度である。振動部１４は、第１部分１５と、第２部分１６と、を有している。

第１部分１５は、第２部分１６よりも厚さが大きい。図３および図４に示す例では、第１部分１５は、厚さｔを有する部分である。第１部分１５は、Ｙ´軸方向からの平面視で、四角形の形状を有している。

第２部分１６は、第１部分よりも厚さが小さい。図示の例では、第２部分１６は、厚さｔ２を有する部分である。第２部分１６は、第１部分１５のＸ軸の＋Ｘ方向（以下、単に「＋Ｘ方向」ともいう）およびＸ軸の−Ｘ方向（以下、単に「−Ｘ方向」ともいう）に設けられている。すなわち、第１部分１５は、Ｘ軸方向において第２部分１６に挟まれている。第２部分１６は、第１部分１５の外縁のうちＸ軸の＋Ｘ側の外縁および−Ｘ側の外縁に設けられている。上記のように、振動部１４は、厚さの異なる２種類の部分１５，１６を有しており、振動片１００は、２段型のメサ構造を有しているといえる。

振動部１４は、厚みすべり振動を主振動として振動することができる。振動部１４が２段型のメサ構造であることによって、振動片１００は、エネルギー閉じ込め効果を有することができる。

振動部１４は、図３および図４に示すように、周辺部１２よりもＹ´軸の＋Ｙ´方向（以下、単に「＋Ｙ´方向」ともいう）に突出している第１凸部１７と、周辺部１２よりもＹ´軸の−Ｙ´方向（以下、単に「−Ｙ´方向」ともいう）に突出している第２凸部１８と、を有している。例えば、凸部１７，１８の形状は、同じであり、凸部１７，１８の大きさは、同じである。

第１凸部１７は、第１部分１５によって形成される第１平面１７０を有している。第２凸部１８は、第１部分１５によって形成される第２平面１８０を有している。図示の例では、平面１７０，１８０は、Ｘ軸およびＺ´軸を含む平面に沿っている。

第１凸部１７の＋Ｘ方向の側面１７ａおよび−Ｘ方向の側面１７ｂには、例えば、図４に示すように、第１部分１５の厚さと第２部分１６の厚さとの差や第２部分１６の厚さと周辺部１２との厚さとの差によって、２つの段差が設けられている。第２凸部１８の＋Ｘ方向の側面１８ａおよび−Ｘ方向の側面１８ｂには、例えば、第１部分１５の厚さと第２部分１６の厚さとの差や第２部分１６の厚さと周辺部１２との厚さとの差によって、２つの段差が設けられている。図示の例では、側面１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂは、Ｙ´軸およびＺ´軸を含む平面に沿った第１側面と第２側面、および前記第１側面と前記第２側面との間に配置されたＸ軸およびＺ´軸を含む平面に沿った面、によって構成されている。側面１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂは、Ｚ´軸と交差している面（例えば直交している面）である。

第１凸部１７のＺ´軸の＋Ｚ´方向（以下、単に「＋Ｚ´方向」ともいう）の側面１７ｃは、例えば、図３に示すように、Ｘ軸およびＺ´軸を含む面に対して垂直な面である。言い換えると、側面１７ｃは、第１平面１７０に対して、垂直な面である。第１凸部１７のＺ´軸の−Ｚ´方向（以下、単に「−Ｚ´方向」ともいう）の側面１７ｄは、例えば、
Ｘ軸およびＺ´軸を含む平面に対して、傾斜した面である。言い換えると、側面１７ｄは、第１平面１７０に対して、傾斜した面である。

第２凸部１８の＋Ｚ´方向の側面１８ｃは、例えば、図３に示すように、Ｘ軸およびＺ´軸を含む平面に対して、傾斜した面である。言い換えると、側面１８ｃは、第２平面１８０に対して、傾斜した面である。第２凸部１８の−Ｚ´方向の側面１８ｄは、Ｘ軸およびＺ´軸を含む面に対して垂直な面である。言い換えると、側面１８ｄは、第２平面１８０に対して、垂直な面である。

第１凸部１７の側面１７ｄおよび第２凸部１８の側面１８ｃは、例えば、フッ酸を含む溶液をエッチング液としてＡＴカット水晶基板をエッチング加工した場合に、水晶結晶のｍ面が露出することによって、Ｘ軸およびＺ´軸を含む平面に対して、傾斜した面となる。なお、図示はしないが、水晶基板１０の、側面１７ｄ，１８ｃ以外の−Ｚ´方向の側面についても、水晶結晶のｍ面が露出することによって、Ｘ軸およびＺ´軸を含む平面に対して、傾斜した面となっていてもよい。

また、図６に示すように、側面１７ｄ，１８ｃは、Ｘ軸およびＺ´軸を含む平面に対して、垂直な面であってもよい。例えば、レーザーによってＡＴカット水晶基板を加工したり、ドライエッチングによってＡＴカット水晶基板をエッチング加工することにより、側面１７ｄおよび側面１８ｃを、Ｘ軸およびＺ´軸を含む平面に対して、垂直な面とすることができる。なお、便宜上、図１では、側面１７ｄ，１８ｃは、Ｘ軸およびＺ´軸を含む平面に対して、垂直な面である場合を図示している。

第１励振電極２０ａおよび第２励振電極２０ｂは、水晶基板１０の振動領域（振動部１４）に平面視で重なるように設けられている。励振電極２０ａ，２０ｂは、水晶基板１０の互いに表裏の関係にある第１主面および第２主面（例えば平面１７０，１８０）に、平面視で重なるように設けられている。図示の例では、第１励振電極２０ａは、水晶基板１０の＋Ｙ´方向に設けられ、第２励振電極２０ｂは、水晶基板１０の−Ｙ´方向に設けられている。励振電極２０ａ，２０ｂは、振動部１４を挟んで設けられている。図示の例では、励振電極２０ａ，２０ｂの平面視形状（Ｙ´軸方向からみた形状）は、矩形である。Ｙ´軸方向からの平面視で、振動部１４は、励振電極２０ａ，２０ｂの外縁の内側に設けられている。励振電極２０は、振動部１４に電圧を印加するための電極である。

第１励振電極２０ａは、第１引出電極２２ａを介して、第１パッド２４ａと接続されている。第２励振電極２０ｂは、第２引出電極２２ｂを介して、第２パッド２４ｂと接続されている。パッド２４ａ，２４ｂは、例えば、振動片１００を駆動するためのＩＣチップ（図示せず）と電気的に接続されている。励振電極２０ａ，２０ｂ、引出電極２２ａ，２２ｂ、およびパッド２４ａ，２４ｂとしては、例えば、水晶基板１０側から、クロム、金をこの順で積層したものを用いる。

ここで、振動片１００では、水晶板１０のＺ´軸に平行な方向の寸法（Ｚ´軸に沿った長さ）をＺとし、振動部１４の第１部分１５の厚さをｔとしたとき、下記式（１）の関係を満たしている。

１１＜Ｚ／ｔ≦５３ ・・・ （１）

さらに、下記式（２）の関係を満たしていることが好ましい。

１３≦Ｚ／ｔ≦３４ ・・・ （２）

振動片１００では、振動部１４の短辺の寸法（Ｚ´軸に沿った長さ）をＭｚとすると、下記式（３）の関係を満たすことが好ましい。

０．４３ｍｍ＜Ｍｚ≦０．８ｍｍ ・・・ （３）

さらに、下記式（４）の関係を満たすことが好ましい。

０．４７ｍｍ＜Ｍｚ＜０．８ｍｍ ・・・ （４）

なお、振動部１４の短辺の寸法（Ｍｚ）とは、振動部１４の平坦な部分のＺ´軸方向の大きさであり、具体的には、第１平面１７０のＺ´軸方向の大きさ、または、第２平面１８０のＺ´軸方向の大きさのことである。

振動片１００では、図２に示すように、Ｙ´軸方向からの平面視で、側面１７ｄ，１８ｃのＺ´軸方向の寸法（Ｚ´軸に沿った長さ）をＳｚとしたとき、下記式（５）の関係を満たしていることが好ましい。Ｓｚは、例えば、Ｙ´軸方向からの平面視で、第１凸部１７の平面１７０と側面１７ｄとの境界線と、周辺部１２の＋Ｚ´方向を向く面１２１と側面１７ｄとの境界線と、の間の、Ｚ´軸方向における距離である（図３参照）。

０≦Ｓｚ／Ｍｚ≦０．０５ ・・・ （５）

なお、Ｓｚ／Ｍｚ＝０の場合は、図７に示すように、側面１７ｄ，１８ｃが、Ｘ軸およびＺ´軸を含む平面に対して、垂直な場合である。

振動片１００では、例えば、図２に示すように、水晶基板１０の＋Ｚ´方向の端と、振動部１４の第１部分１５の＋Ｚ´方向の端と、間の距離Ｌ１は、（Ｚ−Ｍｚ）／２である。水晶基板１０の−Ｚ´方向の端と、振動部１４の第１部分１５の−Ｚ´方向の端と、間の距離Ｌ２は、（Ｚ−Ｍｚ）／２である。（Ｚ−Ｍｚ）／２は、下記式（６）を満たしていることが好ましい。

４０μｍ≦（Ｚ−Ｍｚ）／２≦４００μｍ ・・・ （６）

振動片１００では、水晶基板１０のＸ軸方向の寸法をＸとすると、下記式（７）の関係を満たしていることが好ましい。

１６≦Ｘ／ｔ≦５４ ・・・ （７）

または、下記式（８）の関係を満たしていることが好ましい。

２０≦Ｘ／ｔ≦６７ ・・・ （８）

振動片１００では、水晶基板１０のＸ軸方向の寸法Ｘは、例えば、０．７ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。水晶基板１０のＺ´軸方向の寸法Ｚは、例えば、０．５５ｍｍ以上１．１ｍｍ以下である。振動部１４のＸ軸方向の寸法Ｍｘは、例えば、０．４５ｍｍ以上０．９ｍｍ以下である。振動部１４のＺ´軸方向の寸法Ｍｚは、例えば、０．３ｍｍ以上０．９ｍｍ以下である。Ｙ´軸方向からみた、側面１７ｄ，１８ｃのＺ´軸方向の寸法Ｓｚは、例えば、０ｍｍ以上０．０１５ｍｍ以下である。振動部１４の凸部１７，１８の厚さＭｄ／２（図３および図４参照）は、例えば、０．００５ｍｍ以上０．０１５ｍｍ以下である。励振電極２０ａ，２０ｂのＸ軸方向の寸法Ｅｘは、例えば、０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下である。励振電極２０ａ，２０ｂのＹ軸方向の寸法Ｅｚは、例えば、０．３ｍｍ以上
１ｍｍ以下である。振動片１００の振動周波数は、例えば、２４ＭＨｚ以上８０ＭＨｚ以下である。Ｙ´軸方向からの平面視で、振動部１４の第１部分１５の面積と第２部分１６の面積の和に対する、第１部分１５の面積の比は、例えば、１．０９〜１．５である。

なお、上記では、振動部１４が厚さの異なる２種類の部分１５，１６を有する２段型のメサ構造の振動片１００について説明したが、本発明に係る振動片は、メサの段数（例えば側面１７ａの段差の数）は、２段以上であれば、特に限定されない。

振動片１００は、例えば、以下の特徴を有する。

振動片１００では、第１部分１５と、第１部分１５よりも厚さが薄く、第１部分１５の外縁のうち少なくとも＋Ｘ側の外縁および−Ｘ側の外縁に設けられている第２部分１６と、を含み、水晶基板１０のＺ´軸に沿った長さをＺ、第１部分１５の厚さをｔとしたとき、１１＜Ｚ／ｔ≦５３の関係を満たしている。そのため、振動片１００では、小型化を図りつつ、等価直列抵抗の低減を図ることができる。具体的には、振動片１００では、１１＜Ｚ／ｔなので、例えば厚みすべり振動と輪郭振動等の不要モードとの結合を低減することができ、等価直列抵抗（ＣＩ値）を４５Ω以下にすることができる（詳細は後述する実験例参照）。

さらに、振動片１００では、振動周波数は例えば２４ＭＨｚ以上８０ＭＨｚ以下であり、８０ＭＨｚの場合にｔ＝２１μｍとなって、水晶基板１０のＺ´軸方向の寸法Ｚが最大となる。したがって、振動片１００では、Ｚ／ｔ≦５３なので、振動周波数８０ＭＨｚの場合でも、Ｚを１．１ｍｍ以下とすることができる。このように、振動片１００では、小型化を図ることができる。その結果、振動片１００を収容するパッケージの小型化を図ることができる。

振動片１００では、１３≦Ｚ／ｔ≦３４の関係を満たしている。そのため、振動片１００では、よりいっそう、小型化を図りつつ、等価直列抵抗の低減を図ることができる。具体的には、等価直列抵抗を４０Ω以下にすることができる（詳細は後述する実験例参照）。

さらに、振動片１００では、振動周波数は例えば２４ＭＨｚ以上８０ＭＨｚ以下であり、８０ＭＨｚの場合にｔ＝２１μｍとなって、水晶基板１０のＺ´軸方向の寸法Ｚが最大となる。したがって、振動片１００では、Ｚ／ｔ≦３４なので、振動周波数８０ＭＨｚの場合でも、Ｚを０．７ｍｍ以下とすることができる。このように、振動片１００では、よりいっそう、小型化を図ることができる。その結果、よりいっそう、振動片１００を収容するパッケージの小型化を図ることができる。

振動片１００では、振動部１４の短辺の寸法をＭｚとすると、０．４３ｍｍ＜Ｍｚ≦０．８ｍｍの関係を満たしている。これにより、より確実に、等価直列抵抗の低減を図ることができる。具体的には、等価直列抵抗を４５Ω以下にすることができる（詳細は後述する実験例参照）。

振動片１００では、０．４７ｍｍ＜Ｍｚ＜０．８ｍｍの関係を満たしている。そのため、振動片１００では、振動部１４の小型化を図りつつ、さらによりいっそう等価直列抵抗の低減を図ることができる。具体的は、等価直列抵抗を３０Ω以下にすることができる。

振動片１００では、振動部１４は、周辺部１２よりも＋Ｙ´方向に突出した第１凸部１７を含み、第１凸部１７の、Ｚ´軸と交差している側面１７ｄは、Ｘ軸およびＺ´軸を含む面に対して、傾斜した面または垂直な面であり、平面視で、側面１７ｄの、Ｚ´軸に沿
った長さをＳｚとしたとき、０≦Ｓｚ／Ｍｚ≦０．０５の関係を満たしている。これにより、振動片１００では、輪郭振動等の不要モードを低減することができる。さらに、振動片１００では、第２凸部１８の側面１８ｃの、Ｚ´軸方向の寸法は、側１７ｄと同じＳｚである。これにより、振動片１００では、よりいっそう、輪郭振動等の不要モードを低減することができる。

振動片１００では、４０μｍ≦（Ｚ−Ｍｚ）／２≦４００μｍの関係を満たしている。そのため、振動片１００では、振動部１４の振動が周辺部１２に伝わること（振動漏れ）を低減することができる。

振動片１００では、水晶基板１０のＸ軸方向の寸法をＸとすると、１６≦Ｘ／ｔ≦６８の関係を満たしている。これにより、振動片１００では、等価直列抵抗の低減を図ることができる。

振動片１００では、２０≦Ｘ／ｔ≦５４の関係を満たすことが好ましい。

振動片１００では、平面視で、振動部１４は、励振電極２０ａ，２０ｂの外延の内側に設けられている。そのため、振動片１００では、Ｙ´軸方向からの平面視で、振動部１４の広い部分に電圧を印加することができる。

２． 振動片の製造方法
次に、本実施形態に係る振動片の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図７〜図１３は、本実施形態に係る振動片１００の製造工程を模式的に示す図である。なお、図７〜図１３において、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。

図７に示すように、ＡＴカット水晶振動基板１０１の表裏主面（Ｘ軸およびＺ´軸を含む面）に耐蝕膜３０を形成する。耐蝕膜３０は、例えば、スパッタ法や真空蒸着法などにより、クロムおよび金をこの順で積層した後、該クロムおよび金をパターニングすることによって形成される。パターニングは、例えば、フォトリソグラフー技術およびエッチング技術によって行われる。耐蝕膜３０は、ＡＴカット水晶基板１０１を加工する際に、エッチング液となるフッ酸を含む溶液に対して耐蝕性を有する。

図８に示すように、ポジ型のフォトレジスト膜を塗布した後、該フォトレジスト膜を露光および現像して、所定の形状を有するレジスト膜４０を形成する。レジスト膜４０は、耐蝕膜３０の一部を覆うように形成される。

図９に示すように、マスクＭを用いて、再度レジスト膜４０の一部を露光して、感光部４２を形成する。マスクＭは、図９（ａ）に示すようにＹ´軸方向から見て、レジスト膜４０に対して交差するように配置する。すなわち、マスクＭのＸ軸方向の寸法は、レジスト膜４０のＸ軸方向の寸法より小さく、マスクＭのＺ´軸方向の寸法は、レジスト膜４０のＺ´軸方向の寸法より大きい。このようなマスクＭを用いて露光することにより、図９（ｃ）に示すようにＺ´軸方向から見て、レジスト膜４０の両側に感光部４２を形成することができる。

図１０に示すように、耐蝕膜３０をマスクとして、ＡＴカット水晶基板１０１をエッチングする。エッチングは、例えば、フッ化水素酸（フッ酸）とフッ化アンモニウムとの混合液をエッチング液として行われる。これにより、水晶基板１０の外形（Ｙ´軸方向から見たときの形状）が形成される。

図１１に示すように、レジスト膜４０をマスクとして、所定のエッチング液で耐蝕膜３０エッチングした後、さらに、上述の混合液をエッチング液として、ＡＴカット水晶基板１０１を所定の深さまでハーフエッチングする。

図１２に示すように、レジスト膜４０の感光部４２を現像して除去する。これにより、耐蝕膜３０の一部が露出する。なお、感光部４２を現像する前に、例えば、真空または減圧雰囲気下で放電により作られた酸素プラズマによって、レジスト膜４０の表面に形成された変質層（図示せず）をアッシングする。これにより、確実に感光部４２を現像して除去することができる。

図１３に示すように、レジスト膜４０をマスクとして、所定のエッチング液で耐蝕膜３０をエッチングした後、さらに、上述の混合液をエッチング液として、ＡＴカット水晶基板１０１を所定の深さまでハーフエッチングする。

以上の工程により、周辺部１２および振動部１４を有する水晶基板１０を形成することができる。

図２〜図４に示すように、レジスト膜４０および耐蝕膜３０を除去した後、水晶基板１０に、励振電極２０ａ，２０ｂ、引出電極２２ａ，２２ｂ、およびパッド２４ａ，２４ｂを形成する。励振電極２０ａ，２０ｂ、引出電極２２ａ，２２ｂ、およびパッド２４ａ，２４ｂは、例えば、スパッタ法や真空蒸着法などにより、クロムおよび金をこの順で積層した後、該クロムおよび金をパターニングすることによって形成される。

以上の工程により、振動片１００を製造することができる。

３． 振動片の変形例
３．１． 第１変形例
次に、本実施形態の第１変形例に係る振動片について、図面を参照しながら説明する。図１４は、本施形態の第１変形例に係る振動片２００を模式的に示す平面図である。図１５は、本実施形態の第１変形例に係る振動片２００を模式的に示す図１４のＸＶ−ＸＶ線断面図である。

以下、本実施形態の第１変形例に係る振動片２００において、上述した振動片１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。このことは、以下に示す本実施形態の第２変形例に係る振動片、第３変形例に係る振動片、および第４変形例に係る振動片についても同様である。

振動片２００では、図１４および図１５に示すように、突起部１９を有している点において、上述した振動片１００と異なる。突起部１９の材質は、例えば、水晶基板１０の材質と同じである。突起部１９は、水晶基板１０と一体的に形成されていてもよい。図１５に示す例では、突起部１９は、周辺部１２から＋Ｙ´方向および−Ｙ´方向に突出している。突起部１９の周辺部１２から突出した部分の厚さ（高さ）は、例えば、凸部１７，１８の周辺部１２から突出した部分の厚さ（高さ）と同じである。突起部１９は、例えば、周辺部１２の、パッド２４ａ，２４ｂが設けられる側とは反対側の角部に設けられている。周辺部１２の平面視形状は、特に限定されないが、図１４に示す例では、四角形である。突起部１９は、振動部１４と同じ工程で形成されてもよい。

また、突起部１９の周辺部１２からの突出した部分の厚さ（高さ）は凸部１７，１８の周辺部１２からの突出した部分の厚さと同じとしたが、これに限定されず第２部分１６の周辺部１２からの突出した部分の厚さ（高さ）と同じにしてもよい。

振動片２００では、例えば、振動部１４がパッケージ（振動片２００を収容するパッケージ）に衝突する前に、突起部１９がパッケージに衝突するので、振動部１４が破損することを防ぐことができる。

３．２． 第２変形例
次に、本実施形態の第２変形例に係る振動片について、図面を参照しながら説明する。図１６は、本実施形態の第２変形例に係る振動片３００を模式的に示す斜視図である。図１７は、本実施形態の第２変形例に係る振動片３００を模式的に示す平面図である。図１８は、本実施形態の第２変形例に係る振動片３００を模式的に示す図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図である。

上述した振動片１００では、図１〜図４に示すように、振動部１４の第２部分１６は、第１部分１５の＋Ｘ方向および−Ｘ方向に設けられていた。

これに対し、振動片３００では、図１６〜図１８に示すように、振動部１４の第２部分１６は、第１部分１５の＋Ｚ´方向および−Ｚ´方向にも設けられている。具体的には、第２部分１６は、第１部分１５の周辺に設けられている。第１凸部１７の側面１７ｃ，１７ｄ、および第２凸部１８の側面１８ｃ，１８ｄには、第１部分１５の厚さと第２部分１６の厚さとの差によって、段差が設けられている。

振動片３００は、振動片１００の製造方法で説明したマスクＭ（図９参照）を、Ｙ´軸方向から見て、レジスト膜４０の外縁の内側に配置して露光を行うより製造される。このこと以外は、振動片３００の製造方法は、振動片１００の製造方法と基本的に同じである。

なお、図示はしないが、振動片３００では、振動片２００のように（図１４および図１５参照）、突起部１９が設けられていてもよい。

３．３． 第３変形例
次に、本実施形態の第３変形例に係る振動片について、図面を参照しながら説明する。図１９は、本実施形態の第３変形例に係る振動片４００を模式的に示す平面図である。

上述した振動片１００では、図２に示すように、Ｙ´軸方向からの平面視で、振動部１４は、励振電極２０ａ，２０ｂの外縁の内側に設けられていた。

これに対し、振動片３００では、図１９に示すように、Ｙ´軸方向からの平面視で、励振電極２０ａ，２０ｂは、振動部１４の外縁の内側に設けられている。図示の例では、励振電極２０ａ，２０ｂは、Ｙ´軸方向からの平面視で、振動部１４の第１部分１５の外縁の内側に設けられている。

なお、図示はしないが、振動片４００では、振動片２００のように（図１４および図１５参照）、突起部１９が設けられていてもよい。また、振動片４００では、振動片３００のように（図１６〜図１８参照）、第２部分１６は、第１部分１５の周辺に設けられていてもよい。

３．４． 第４変形例
次に、本実施形態の第４変形例に係る振動片について、図面を参照しながら説明する。図２０は、本実施形態の第４変形例に係る振動片５００を模式的に示す平面図である。

上述した振動片１００では、水晶基板１０は、図２に示すように、Ｙ´軸方向からの平面視で、矩形の形状を有していた。

これに対し、振動片５００では、水晶基板１０は、図２０に示すように、Ｙ´軸方向からの平面視で、矩形の角部が切りかけられた形状を有している。言い換えると、水晶基板１０は、矩形の角部が面取りされた形状を有している。

振動片５００では、水晶基板１０が矩形の角部が面取りされた形状を有していることにより、エッチングによって水晶基板１０を形成する際に、バリ（例えばエッチング残渣）が発生することを低減することができる。さらに、振動片５００をパッケージに搭載する際に、水晶基板１０の角部がパッケージに接触して破損することを防ぐことができる。

なお、図示はしないが、振動片５００では、振動片２００のように（図１４および図１５参照）、突起部１９が設けられていてもよい。また、振動片５００では、振動片３００のように（図１６〜図１８参照）、第２部分１６は、第１部分１５の周辺に設けられていてもよい。また、振動片５００では、振動片４００のように（図１９参照）、Ｙ´軸方向からの平面視で、励振電極２０ａ，２０ｂは、振動部１４の外縁の内側に設けられていてもよい。

４． 振動子
次に、本実施形態に係る振動子について、図面を参照しながら説明する。図２１は、本実施形態に係る振動子７００を模式的に示す平面図である。図２２は、本実施形態に係る振動子７００を模式的に示す図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線断面図である。なお、便宜上、図２１では、シールリング７１３およびリッド７１４を省略して図示している。

振動子７００は、本発明に係る振動片を備える。以下では、本発明に係る振動片として、振動片２００を備える振動子７００について説明する。振動子７００は、図２１および図２２に示すように、振動片２００と、パッケージ７１０と、を備える。

パッケージ７１０は、上面に開放する凹部７１１を有する箱状のベース７１２と、凹部７１１の開口を塞ぐようにベース７１２に接合されている板状のリッド７１４と、を有している。このようなパッケージ７１０は、凹部７１１がリッド７１４にて塞がれることにより形成された収納空間を有しており、該収納空間に、振動片２００が気密的に収納、設置されている。すなわち、パッケージ７１０には、振動片２００が収容されている。

なお、振動片２００が収容される収納空間（凹部７１１）内は、例えば、減圧（好ましくは真空）状態となっていてもよいし、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されていてもよい。これにより、振動片２００の振動特性が向上する。

ベース７１２の材質は、例えば、酸化アルミニウム等の各種セラミックスである。リッド７１４の材質は、例えば、ベース７１２の材質と線膨張係数が近似する材質である。具体的には、ベース７１２の材質がセラミックスである場合には、リッド７１４の材質は、コバール等の合金である。

ベース７１２とリッド７１４の接合は、ベース７１２上にシールリング７１３を設け、シールリング７１３上にリッド７１４を載置して、例えば抵抗溶接機を用いて、ベース７１２にシールリング７１３を溶接することによって行われる。なお、ベース７１２とリッド７１４の接合は、特に限定されず、接着剤を用いて行われてもよいし、シーム溶接によって行われてもよい。

パッケージ７１０の凹部７１１の底面には、枕部７２０が設けられている。図示の例では、枕部７２０は、振動片２００の突起部１９（凹部７１１の底面側に突出する突起部１９）に接して設けられている。枕部７２０の材質は、例えば、ベース７１２の材質と同じである。枕部７２０は、ベース７１２と一体的に設けられていてもよい。例えば振動子７００に外部から衝撃が加わっても、枕部７２０と突起部１９とが接していることにより、振動片２００の振動部１４がパッケージ７１０の凹部７１１に衝突して破損することを防ぐことができる。さらに、例えば、振動部１４がリッド７１４に衝突する前に、突起部１９（リッド７１４側に突出する突起部１９）がリッド７１４に衝突するので、振動部１４が破損することを低減することができる。

パッケージ７１０の凹部７１１の底面には、第１接続端子７３０および第２接続端子７３２が設けられている。第１接続端子７３０は、振動片２００のパッド２４ａと対向して設けられている。第２接続端子７３２は、振動片２００のパッド２４ｂと対向して設けられている。接続端子７３０，７３２は、導電性固定部材７３４を介して、それぞれパッド２４ａ，２４ｂと電気的に接続されている。

パッケージ７１０の底面（ベース７１２の底面）には、第１外部端子７４０および第２外部端子７４２が設けられている。第１外部端子７４０は、例えば、平面視において（Ｙ´軸方向からみて）、第１接続端子７３０と重なる位置に設けられている。第２外部端子７４２は、例えば、平面視において、第２接続端子７３２と重なる位置に設けられている。第１外部端子７４０は、図示しないビアを介して、第１接続端子７３０と電気的に接続されている。第２外部端子７４２は、図示しないビアを介して、第２接続端子７３２と電気的に接続されている。

接続端子７３０，７３２および外部端子７４０，７４２としては、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）などのメタライズ層（下地層）に、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）などの各被膜を積層した金属被膜を用いる。導電性固定部材７３４としては、例えば、半田、銀ペースト、導電性接着剤（樹脂材料中に金属粒子などの導電性フィラーを分散させた接着剤）などを用いる。

振動子７００では、振動片２００を備えるので、小型化を図りつつ、等価直列抵抗の低減を図ることができる。

５． 振動デバイス
次に、本実施形態に係る振動デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図２３は、本実施形態に係る振動デバイス８００を模式的に示す断面図である。

以下、本実施形態に係る振動デバイス８００において、上述した振動子７００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

振動デバイス８００は、本発明に係る振動片を備える。以下では、本発明に係る振動片として、振動片２００を備える振動デバイス８００について説明する。振動デバイス８００は、図２３に示すように、振動片２００と、パッケージ７１０と、感温素子（電子素子）８１０と、を備える。

パッケージ７１０は、感温素子８１０を収納する収納部８１２を有している。収納部８１２は、例えば、枠状の部材８１４をベース７１２の底面側に設けることにより形成することができる。

感温素子８１０は、例えば、温度変化に応じて物理量、例えば電気抵抗が変わるサーミ
スターである。そして、サーミスターの電気抵抗を外部回路で検出し、サーミスターの検出温度が測定できる。

なお、パッケージ７１０の収納空間（凹部７１１）には、他の電子部品が収納されていてもよい。このような電子部品としては、振動片２００の駆動を制御するＩＣチップ等が挙げられる。

振動デバイス８００では、振動片２００を備えるので、小型化を図りつつ、等価直列抵抗の低減を図ることができる。

６． 振動デバイスの変形例
６．１． 第１変形例
次に、本実施形態の第１変形例に係る振動デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図２４は、本実施形態の第１変形例に係る振動デバイス９００を模式的に示す断面図である。

以下、本実施形態の第１変形例に係る振動デバイス９００において、上述した振動デバイス８００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

上述した振動デバイス８００では、図２３に示すように、枠状の部材８１４をベース７１２の底面側に設けることにより、感温素子８１０を収納する収納部８１２を形成していた。

これに対し、振動デバイス９００では、図２４に示すように、パッケージ７１０の底面に（ベース７１２の底面に）凹部９１２を形成し、凹部９１２に感温素子８１０を収納している。図示の例では、凹部９１２の底面に第３接続端子９３０が設けられ、第３接続端子９３０の下に、金属バンプ等を介して感温素子８１０が設けられている。図示の例では、第３接続端子９３０は、ベース７１２に設けられた配線９３２と接続されており、配線９３２によって、第３接続端子９３０は、第１外部端子７４０および第１接続端子７３０と電気的に接続されている。第３接続端子９３０の材質は、例えば、接続端子７３０，７３２の材質と同じである。配線９３２の材質は、導電性であれば、特に限定されない。

振動デバイス９００では、振動片２００を備えるので、小型化を図りつつ、等価直列抵抗の低減を図ることができる。

６．２． 第２変形例
次に、本実施形態の変形例に係る振動デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図２５は、本実施形態の第２変形例に係る振動デバイス１０００を模式的に示す断面図である。

以下、本実施形態の第２変形例に係る振動デバイス１０００において、上述した振動デバイス８００，９００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

振動デバイス８００では、図２３に示すように、感温素子８１０は、枠状の部材８１４をベース７１２の底面側に設けることにより、感温素子８１０を収納する収納部８１２を形成していた。

これに対し、振動デバイス１０００では、図２５に示すように、凹部７１１の底面に（
ベース７１２の上面に）凹部９１２を形成し、凹部９１２に感温素子８１０を収納している。感温素子８１０は、第３接続端子９３０上に設けられている。

振動デバイス１０００では、振動片２００を備えているので、小型化を図りつつ、等価直列抵抗の低減を図ることができる。

７． 発振器
次に、本実施形態に係る発振器について、図面を参照しながら説明する。図２６は、本実施形態に係る発振器１１００を模式的に示す断面図である。

以下、本実施形態に係る発振器１１００において、上述した振動子７００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

発振器１１００は、本発明に係る振動片を備える。以下では、本発明に係る振動片として、振動片２００を備える発振器１１００について説明する。発振器１１００は、図２６に示すように、振動片２００と、パッケージ７１０と、ＩＣチップ（チップ部品）１１１０と、を含む。

発振器１１００では、凹部７１１は、ベース７１２の上面に設けられた第１凹部７１１ａと、第１凹部７１１ａの底面の中央部に設けられた第２凹部７１１ｂと、第２凹部７１１ｂの底面中央部に設けられた第３凹部７１１ｃと、を有している。

第１凹部７１１ａの底面には、第１接続端子７３０および第２接続端子７３２が設けられている。第３凹部７１１ｃの底面には、ＩＣチップ１１１０が設けられている。ＩＣチップ１１１０は、振動片２００の駆動を制御するための駆動回路（発振回路）を有している。ＩＣチップ１１１０によって振動片２００を駆動すると、所定の周波数の振動を取り出すことができる。ＩＣチップ１１００は、平面視において（Ｙ´軸方向からみて）、振動片２００と重なっている。なお、図２６に示すように、第１凹部７１１ａの底面は、振動片２００の突起部１９と接する枕部７２０として機能していてもよい。

第２凹部７１１ｂの底面には、ワイヤー１１１２を介してＩＣチップ１１１０と電気的に接続された複数の内部端子１１２０が設けられている。例えば、複数の内部端子１１２０のうちの一の内部端子１１２０は、図示せぬ配線を介して、第１接続端子７３０と電気的に接続されている。複数の内部端子１１２０のうちの他の内部端子１１２０は、図示せぬ配線を介して、第２接続端子７３２と電気的に接続されている。したがって、ＩＣチップ１１１０は、振動片２００と電気的に接続されている。なお、内部端子１１２０は、ベース７１２に形成された図示しないビアを介して外部端子７４０と電気的に接続されていてもよい。

振動デバイス１１００では、等価直列抵抗の低減した振動片２００を備えるので、消費電力の低減を図ることができる。

８． 発振器の変形例
次に、本実施形態の変形例に係る発振器について、図面を参照しながら説明する。図２７は、本実施形態の変形例に係る発振器１２００を模式的に示す断面図である。

以下、本実施形態の変形例に係る発振器１２００において、上述した発振器１１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

上述した発振器１１００では、図２６に示すように、ＩＣチップ１１００は、平面視において、振動片２００と重なっていた。

これに対し、発振器１２００では、図２７に示すように、ＩＣチップ１１００は、平面視において、振動片２００と重なっていない。ＩＣチップ１１００は、振動片２００の側方に設けられている。

発振器１２００では、板状のベース７１２と凸状のリッド７１４とによってパッケージ７１０が構成されている。リッド７１４は、ベース７１２の周辺部に設けられたメタライズ１２１０を溶融させることにより気密封止される。このとき、封止工程を真空中で行うことにより内部を真空にすることができる。なお、封止の手段として、リッド７１４を、レーザー光等を用いて溶融して溶着する手段を用いてもよい。

図示の例では、第１接続端子７３０は、ベース７１２に形成されたビア１２２０を介して、第１外部端子７４０と電気的に接続されている。また、内部端子１１２０は、ベース７１２に形成されたビア１２２０を介して、第１外部端子７４０と電気的に接続されている。また、内部端子１１２０は、図示せぬ配線を介して、第１接続端子７３０と電気的に接続されている。ＩＣチップ１１００は、内部端子１１２０上に、金属バンプ等を介して設けられている。

発振器１２００では、等価直列抵抗の低減した振動片２００を備えるので、消費電力の低減を図ることができる。

９． 電子機器
次に、本実施形態に係る電子機器について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る電子機器は、本発明に係る振動片を備える。以下では、本発明に係る振動片として、振動片２００を備える電子機器について、説明する。

図２８は、本実施形態に係る電子機器として、スマートフォン１３００を模式的に示す平面図である。スマートフォン１３００は、図２８に示すように、振動片２００を有する発振器１１００を備える。

スマートフォン１３００は、発振器１１００を、例えば、基準クロック発振源などのタイミングデバイスとして用いる。スマートフォン１３００は、さらに、表示部（液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等）１３１０、操作部１３２０、および音出力部１３３０（マイクロフォン等）を有することができる。スマートフォン１３００は、表示部１３１０に対する接触検出機構を設けることで表示部１３１０を操作部として兼用してもよい。

なお、スマートフォン１３００に代表される電子機器は、振動片２００を駆動する発振回路と、振動片２００の温度変化に伴う周波数変動を補正する温度補償回路と、を備えていることが好ましい。

これによれば、スマートフォン１３００に代表される電子機器は、振動片２００を駆動する発振回路と共に、振動片２００の温度変化に伴う周波数変動を補正する温度補償回路を備えていることから、発振回路が発振する共振周波数を温度補償することができ、温度特性に優れた電子機器を提供することができる。

図２９は、本実施形態に係る電子機器として、モバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューター１４００を模式的に示す斜視図である。パーソナルコンピューター１
４００は、図２９に示すように、キーボード１４０２を備えた本体部１４０４と、表示部１４０５を備えた表示ユニット１４０６と、により構成され、表示ユニット１４０６は、本体部１４０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１４００には、フィルター、共振器、基準クロック等として機能する振動片２００が内蔵されている。

図３０は、本実施形態に係る電子機器として、携帯電話機（ＰＨＳも含む）１５００を模式的に示す斜視図である。携帯電話機１５００は、複数の操作ボタン１５０２、受話口１５０４および送話口１５０６を備え、操作ボタン１５０２と受話口１５０４との間には、表示部１５０８が配置されている。このような携帯電話機１５００には、フィルター、共振器等として機能する振動片２００が内蔵されている。

図３１は、本実施形態に係る電子機器として、デジタルスチルカメラ１６００を模式的に示す斜視図である。なお、図３１には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチルカメラ１６００は、被写体の光像をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。

デジタルスチルカメラ１６００におけるケース（ボディー）１６０２の背面には、表示部１６０３が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１６０３は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１６０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１６０４が設けられている。

撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１６０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１６０８に転送・格納される。また、デジタルスチルカメラ１６００においては、ケース１６０２の側面に、ビデオ信号出力端子１６１２と、データ通信用の入出力端子１６１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１６１２にはテレビモニター１６３０が、データ通信用の入出力端子１６１４にはパーソナルコンピューター１６４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１６０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１６３０や、パーソナルコンピューター１６４０に出力される構成になっている。このようなデジタルスチルカメラ１６００には、フィルター、共振器等として機能する振動片２００が内蔵されている。

本実施形態に係る電子機器１３００，１４００，１５００，１６００は、等価直列抵抗の低減を図ることができる振動片２００を備えているので、消費電力を低減することができる。

なお、本発明の振動片を備える電子機器は、上記の例に限定されず、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレーター等に適用することができる。

１０． 移動体
次に、本実施形態に係る移動体について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る移動体は、本発明に係る振動片を備える。以下では、本発明に係る振動片として、振動片２００を備える移動体について、説明する。

図３２は、本実施形態に係る移動体として、自動車１７００を模式的に示す斜視図である。例えば、図３２に示すように、自動車１７００には、振動片２００を内蔵してタイヤ１７０９などを制御する電子制御ユニット１７０８が車体１７０７に搭載されている。また、振動片２００は、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）に広く適用できる。

本実施形態に係る移動体１７００は、等価直列抵抗の低減を図ることができる振動片２００を備えているので、消費電力を低減することができる。

１１． 実験例
以下に実験例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実験例によってなんら限定されるものではない。

実験例として、振動片を製造してＣＩ値を測定した。具体的には、フッ酸を含む溶液によるウェットエッチングによりＡＴカット水晶板を加工し、周辺部１２および振動部１４を有する水晶基板（圧電基板）１０を形成した。振動片は、２段型のメサ構造を有し、図３に示すように、第１凸部１７の側面１７ｄおよび第２凸部１８の側面１８ｃは、水晶結晶のｍ面が露出することによって、Ｘ軸およびＺ´軸を含む平面に対して、傾斜した面となった。

実験例に用いた振動片の各寸法Ｍｚ、Ｘ、Ｚ、Ｘ／ｔ、Ｚ／ｔ、Ｅｚ（例えば上述の図２〜図４参照）、およびＣＩ値を示した表を図３３に示す。各寸法Ｍｚ、Ｘ、Ｚ、Ｘ／ｔ、Ｚ／ｔ、Ｅｚは、例えば寸法測定器で得たものである。ＣＩ値は、ネットワークアナライザーを用いて測定した。

図３４は、Ｚ／ｔに対するＣＩ値を示したグラフである。図３５は、Ｍｚに対するＣＩ値を示したグラフである。

図３３および図３４により、１１＜Ｚ／ｔの範囲で、ＣＩ値を４５Ω以下にすることができることがわかった。一方、Ｚ／ｔ＝９．０５では、ＣＩ値は５８Ωであった。さらに、１３≦Ｚ／ｔの範囲で、ＣＩ値を４０Ω以下にすることができることがわかった。

図３３および図３５により、０．４３μｍ＜Ｍｚ≦０．８μｍの範囲で、ＣＩ値を４５Ω以下にすることができることがわかった。さらに、０．４７μｍ＜Ｍｚ≦０．８μｍの範囲で、ＣＩ値を３０Ω以下にすることができることがわかった。

以上の実験例は、図３に示したような側面１７ｄ，１８ｃがＸ軸およびＺ´軸を含む平面に対して傾斜した面となる振動片について行ったが、本実験例の結果は、図１８に示したような側面１７ｄ，１８ｃが第１部分１５の厚さと第２部分１６の厚さとの差によって、段差を有する振動片に付いても適用することができるし、図６に示したような側面１７ｄ，１８ｃがＸ軸およびＺ´軸を含む平面に対して垂直な面となる振動片にも適用することができる。

また、本実験例は、例えば図１〜図４に示したような２段型のメサ構造を有する振動片について行ったが、本実験の結果は、例えば３段型以上の多段型のメサ構造を有する圧電振動片にも適用することができる。

また、本実験例の結果は、平面視において（Ｙ´軸方向からみて）、振動部１４が励振電極２０ａ，２０ｂの外縁の内側に設けられている振動片（例えば図１〜図４参照）にも適用することができるし、振動部１４の外縁の内側に励振電極２０ａ，２０ｂが設けられている振動片（図２０参照）にも適用することができる。

上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１０…水晶基板、１２…周辺部、１４…振動部、１５…第１部分、１６…第２部分、１７…第１凸部、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ…側面、１８…第２凸部、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ…側面、１９…突起部、２０ａ…第１励振電極、２０ｂ…第２励振電極、２２ａ…第１引出電極、２２ｂ…第２引出電極、２４ａ…第１パッド、２４ｂ…第２パッド、３０…耐蝕膜、４０…レジスト膜、４２…感光部、１００…振動片、１０１…ＡＴカット水晶基板、１２１…面、１７０…第１平面、１８０…第２平面、２００，３００，４００，５００…振動片、７００…振動子、７１０…パッケージ、７１１…凹部、７１１ａ…第１凹部、７１１ｂ…第２凹部、７１１ｃ…第３凹部、７１２…ベース、７１３…シールリング、７１４…リッド、７２０…枕部、７３０…第１接続端子、７３２…第２接続端子、７３４…導電性固定部材、７４０…第１外部端子、７４２…第２外部端子、８００…振動デバイス、８１０…感温素子、８１２…収納部、８１４…枠状の部材、９００…振動デバイス、９１２…凹部、９３０…第３接続端子、９３２…配線、１０００…振動デバイス、１１００…発振器、１１１０…ＩＣチップ、１１１２…ワイヤー、１１２０…内部端子、１２００…発振器、１２１０…メタライズ、１２２０…ビア、１３００…スマートフォン、１３１０…表示部、１３２０…操作部、１３３０…音出力部、１４００…パーソナルコンピューター、１４０２…キーボード、１４０４…本体部、１４０５…表示部、１４０６…表示ユニット、１５００…携帯電話機、１５０２…操作ボタン、１５０４…受話口、１５０６…送話口、１５０８…表示部、１６００…デジタルスチルカメラ、１６０２…ケース、１６０３…表示部、１６０４…受光ユニット、１６０６…シャッターボタン、１６０８…メモリー、１６１２…ビデオ信号出力端子、１６１４…入出力端子、１６３０…テレビモニター、１６４０…パーソナルコンピューター、１７００…自動車、１７０７…車体、１７０８…電子制御ユニット、１７０９…タイヤ

Claims (13)

1. 水晶の結晶軸である、電気軸としてのＸ軸と、機械軸としてのＹ軸と、光学軸としてのＺ軸と、からなる直交座標系の前記Ｘ軸を回転軸として、前記Ｚ軸を前記Ｙ軸の−Ｙ方向へ＋Ｚ側が回転するように傾けた軸をＺ´軸とし、前記Ｙ軸を前記Ｚ軸の＋Ｚ方向へ＋Ｙ側が回転するように傾けた軸をＹ´軸とし、前記Ｘ軸および前記Ｚ´軸を含む面を主面とし、前記Ｙ´軸に沿った方向を厚さとする水晶基板を含み、
   前記水晶基板は、
   前記Ｘ軸に沿う辺と、前記Ｚ´軸に沿う辺とを含む振動部と、
   前記振動部よりも厚さが薄く、前記振動部の外縁に沿って設けられている周辺部と、
   を含み、
   前記振動部は、
   第１部分と、
   前記第１部分よりも厚さが薄く、前記第１部分の外縁のうち少なくとも前記Ｘ軸の一方側の外縁および他方の外縁に、段差を介して設けられている第２部分と、
   を含み、
   前記水晶基板の前記Ｚ´軸に沿った長さをＺ、前記第１部分の厚さをｔとしたとき、
   １１＜Ｚ／ｔ≦５３の関係を満たしている、振動片。
2. 請求項１において、
   １３≦Ｚ／ｔ≦３４の関係を満たしている、振動片。
3. 請求項１または２において、
   前記振動部の前記Ｚ´軸に沿った長さをＭｚとしたとき、
   ０．４３ｍｍ＜Ｍｚ≦０．８ｍｍの関係を満たしている、振動片。
4. 請求項３において、
   ０．４７ｍｍ＜Ｍｚ＜０．８ｍｍの関係を満たしている、振動片。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、
   前記振動部は、前記周辺部よりも前記Ｙ´軸の一方側に突出している凸部を含み、
   前記凸部の、前記Ｚ´軸と交差している側面は、前記Ｘ軸および前記Ｚ´軸を含む面に対して、傾斜した面または垂直な面であり、
   平面視で、前記側面の、前記Ｚ´軸に沿った長さをＳｚ、前記振動部の前記Ｚ´軸に沿った長さをＭｚとしたとき、
   ０≦Ｓｚ／Ｍｚ≦０．０５の関係を満たしている、振動片。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、
   前記振動部の前記Ｚ´軸に沿った長さをＭｚとしたとき、
   ４０μｍ≦（Ｚ−Ｍｚ）／２≦４００μｍの関係を満たしている、振動片。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項において、
   前記水晶基板の互いに表裏の関係にある第１の主面および第２の主面には、平面視で重なるように設けられている励振電極を含み、
   平面視で、前記振動部は、前記励振電極の外縁の内側に設けられている、振動片。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の振動片と、
   前記振動片が収容されているパッケージと、
   を備えている、振動子。
9. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の振動片と、
   電子素子と、
   を備えている、振動デバイス。
10. 請求項９において、
    前記電子素子は、感温素子である、振動デバイス。
11. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の振動片と、
    前記振動片と電気的に接続されている発振回路と、
    を備えている、発振器。
12. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の振動片を備えている、電子機器。
13. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の振動片を備えている、移動体。

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