JP6541098B2 - 水晶振動素子及び水晶振動子並びにそれらの製造方法 - Google Patents
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Description
100,500,600 水晶振動素子
110,610 水晶片
111a,111b,611a,611b 連結部材
113a,113b 貫通部
120 枠体
130,140,630,640 励振電極
132,142,532,542,632,642 引出電極
200 リッド部材
300 ベース部材
410,420,430,440 外部電極
Claims (24)
- 互いに対向する第1主面及び第2主面を有し、前記第1主面側又は前記第2主面側から見た平面視において、第1方向に沿って延びる一対の長辺及び前記第1方向に交差する第2方向に沿って延びる一対の短辺を有する、本体部と、
前記第1主面に設けられた第1励振電極と、
前記第2主面に前記第1励振電極と対向して設けられた第2励振電極と、
前記本体部を囲む枠部であって、前記本体部の前記第2方向の両端部において当該両端部から離れて設けられた、枠部と、
前記本体部の前記一対の短辺の一方から、当該短辺の幅で前記第1方向に沿って延在し、前記本体部と前記枠部とを連結する第1連結部と、
前記本体部の前記一対の短辺の他方から、当該短辺の幅で前記第1方向に沿って延在し、前記本体部と前記枠部とを連結する第2連結部と、
を備え、
前記本体部、前記枠部、前記第1連結部及び前記第2連結部は水晶により形成され、
前記第1方向及び前記第2方向と交差する第3方向に沿った厚みにおいて、前記第1連結部及び前記第2連結部の少なくとも一方の厚みが、前記本体部における前記第1励振電極と前記第2励振電極とが対向する領域の厚みよりも薄い部分を有する、
水晶振動素子。 - 前記本体部は、前記第1主面側又は前記第2主面側から見た平面視において、前記第1方向及び前記第2方向における中央を含む中央部と、前記中央部の周辺に位置する周辺部と、を含み、
前記第3方向に沿った厚みにおいて、前記中央部の厚みは、前記周辺部の厚みより厚く、
前記第1連結部及び前記第2連結部の少なくとも一方の厚みが、前記本体部における前記周辺部の厚みよりも薄い部分を有する、
請求項1に記載の水晶振動素子。 - 前記第1励振電極と電気的に接続され、前記第1連結部又は前記第2連結部のいずれか一方を経由して前記枠部の外側面に至るまで引き出された第1引出電極と、
前記第2励振電極と電気的に接続され、前記第1連結部又は前記第2連結部のいずれか他方を経由して前記枠部の外側面に至るまで引き出された第2引出電極と、
をさらに備える、
請求項1又は2に記載の水晶振動素子。 - 前記第1連結部及び前記第2連結部は、それぞれ、前記第1主面側の上面と、前記第2主面側の下面と、を有し、
前記第1連結部の前記下面は、前記本体部から前記枠部に向かって、前記第2主面に対して上方向に傾斜する傾斜部を有し、
前記第2連結部の前記上面は、前記本体部から前記枠部に向かって、前記第1主面に対して下方向に傾斜する傾斜部を有する、
請求項3に記載の水晶振動素子。 - 前記枠部は、前記本体部の前記第1主面側の上面と、前記本体部の前記第2主面側の下面と、を有し、
前記第1連結部の前記上面は、前記本体部から前記枠部に向かって、前記第1主面に対して上方向に傾斜するとともに前記枠部の前記上面に至るまで延在する傾斜部を有し、
前記第2連結部の前記下面は、前記本体部から前記枠部に向かって、前記第2主面に対して下方向に傾斜するとともに前記枠部の前記下面に至るまで延在する傾斜部を有する、
請求項4に記載の水晶振動素子。 - 前記第1連結部の前記上面における前記本体部の前記第1方向の一方側の短辺に接続された部分の傾斜角は、前記第1連結部の前記下面における前記本体部の前記第1方向の一方側の短辺に接続された部分の傾斜角に比べて小さく、
前記第2連結部の前記下面における前記本体部の前記第1方向の他方側の短辺に接続された部分の傾斜角は、前記第2連結部の前記上面における前記本体部の前記第1方向の他方側の短辺に接続された部分の傾斜角に比べて小さく、
前記第1引出電極は、前記第1連結部の前記上面を経由して前記枠部の前記上面側の前記第1方向の外側面に至るまで引き出され、
前記第2引出電極は、前記第2連結部の前記下面を経由して前記枠部の前記下面側の前記第1方向の外側面に至るまで引き出された、
請求項5に記載の水晶振動素子。 - 前記枠部における前記第3方向に沿った厚みは、前記本体部における前記第1励振電極と前記第2励振電極とが対向する領域の厚みと同一であるか、又は当該厚みよりも厚くなっており、
前記第1連結部の前記下面は、前記枠部の内側面と直交するように接続され、
前記第2連結部の前記上面は、前記枠部の内側面と直交するように接続された、
請求項6に記載の水晶振動素子。 - 互いに対向する第1主面及び第2主面を有し、前記第1主面側又は前記第2主面側から見た平面視において、第1方向に沿って延びる一対の長辺及び前記第1方向に交差する第2方向に沿って延びる一対の短辺を有する、本体部と、
前記第1主面に設けられた第1励振電極と、
前記第2主面に前記第1励振電極と対向して設けられた第2励振電極と、
前記本体部を囲むように位置する内側面と、前記第1方向及び前記第2方向と交差する第3方向における上側及び下側にそれぞれ位置する上面及び下面と、を有する枠部と、
前記本体部の前記一対の短辺の一方と前記枠部の前記内側面とを連結するようにして当該短辺の幅で前記第1方向に沿って延在し、前記第3方向における上側及び下側にそれぞれ位置する上面及び下面を有する第1連結部と、
前記本体部の前記一対の短辺の他方と前記枠部の前記内側面とを連結するようにして当該短辺の幅で前記第1方向に沿って延在し、前記第3方向における上側及び下側にそれぞれ位置する上面及び下面を有する第2連結部と、
を備え、
前記本体部の前記第2方向の両端部と前記枠部との間において、前記本体部、前記第1連結部及び前記第2連結部の前記第1方向の長さにわたってそれぞれ第1貫通部及び第2貫通部が形成され、
前記第1主面及び前記第2主面は、前記第3方向において、前記枠部の前記上面と前記下面との間に位置し、
前記第1連結部の前記上面及び前記下面は、それぞれ、前記本体部から前記枠部に向かって前記第3方向における上側に向かって傾斜する傾斜部を有し、
前記第2連結部の前記上面及び前記下面は、それぞれ、前記本体部から前記枠部に向かって前記第3方向における下側に向かって傾斜する傾斜部を有する、
水晶振動素子。 - 前記第1連結部及び前記第2連結部のそれぞれの前記上面及び前記下面は、湾曲形状を有する、
請求項8に記載の水晶振動素子。 - 前記第1連結部の前記上面の前記傾斜部は、前記第3方向における下側に向かって凹んだ湾曲形状をなし、
前記第1連結部の前記下面の前記傾斜部は、前記第3方向における上側に向かって凹んだ湾曲形状をなし、
前記第2連結部の前記上面の前記傾斜部は、前記第3方向における下側に向かって凹んだ湾曲形状をなし、
前記第2連結部の前記下面の前記傾斜部は、前記第3方向における上側に向かって凹んだ湾曲形状をなす、
請求項9に記載の水晶振動素子。 - 前記第1連結部の前記下面は、前記枠部の前記内側面と直交するように接続され、
前記第2連結部の前記上面は、前記枠部の前記内側面と直交するように接続された、
請求項8から10のいずれか一項に記載の水晶振動素子。 - 前記本体部は、前記第1主面側又は前記第2主面側から見た平面視において、前記第1方向及び前記第2方向における中央を含む中央部と、前記中央部の周辺に位置する周辺部と、を含み、
前記第3方向に沿った厚みにおいて、前記中央部の厚みは、前記周辺部の厚みより厚い、
請求項8から11のいずれか一項に記載の水晶振動素子。 - 前記第1励振電極と電気的に接続され、前記本体部の前記第1主面及び前記第1連結部の前記上面を経由して前記枠部の外側面に至るまで引き出された第1引出電極と、
前記第2励振電極と電気的に接続され、前記本体部の前記第2主面及び前記第2連結部の前記下面を経由して前記枠部の外側面に至るまで引き出された第2引出電極と、
をさらに備える、
請求項8から12のいずれか一項に記載の水晶振動素子。 - 前記水晶振動素子は、水晶の結晶軸であるX軸、Y軸、Z軸のうち、Y軸及びZ軸をX軸の周りにY軸からZ軸の方向に所定の角度回転させた軸をそれぞれY´軸及びZ´軸とした場合に、前記X軸及び前記Z´軸によって特定される面を前記第1主面及び前記第2主面とするATカットされた水晶により構成され、
前記第1方向は前記Z´軸と平行であり、前記第2方向は前記X軸と平行であり、前記第3方向は前記Y´軸と平行である、
請求項1から13のいずれか一項に記載の水晶振動素子。 - 前記第1連結部の前記第1方向の長さをL1とし、前記第2連結部の前記第1方向の長さをL2とし、前記本体部における前記第1励振電極と前記第2励振電極とが対向する領域の前記第3方向の長さをH1とし、前記所定の角度をθとすると、L1<H1/tanθ及びL2<H1/tanθが成立する、
請求項14に記載の水晶振動素子。 - 請求項1から15のいずれか一項に記載された水晶振動素子と、
前記本体部の前記第1主面及び前記第2主面の一方側において前記枠部に接合されたリッド部材と、
前記本体部の前記第1主面及び前記第2主面の他方側において前記枠部に接合されたベース部材と、
を備える、水晶振動子。 - 前記水晶振動子は、
前記水晶振動素子及び前記ベース部材の端面に形成され、前記第1励振電極及び前記第2励振電極とそれぞれ電気的に接続された外部電極をさらに備える、
請求項16に記載の水晶振動子。 - 前記リッド部材及び前記ベース部材がATカットされた水晶により構成された、
請求項17に記載の水晶振動子。 - (a)水晶の結晶軸であるX軸、Y軸、Z軸のうち、Y軸及びZ軸をX軸の周りにY軸からZ軸の方向に所定の角度回転させた軸をそれぞれY´軸及びZ´軸とした場合に、前記X軸及び前記Z´軸によって特定される面を主面とするATカットされた水晶により構成された第1基板を用意すること、
(b)前記第1基板をウェットエッチングすることにより、
互いに対向する第1主面及び第2主面を有し、前記第1主面側又は前記第2主面側から見た平面視において、前記Z´軸方向に沿って延びる一対の長辺及び前記X軸方向に沿って延びる一対の短辺を有する本体部と、
前記本体部を囲む枠部と、
前記本体部の前記Z´軸方向の両端部において前記本体部と前記枠部とを連結する第1連結部及び第2連結部と、を形成すること、及び
(c)前記第1主面に第1励振電極を形成し、前記第2主面に前記第1励振電極と対向する第2励振電極を形成すること、を含み、
前記(b)において、
前記本体部の前記X軸方向の両端部を、前記枠部から離し、
前記第1連結部を、前記本体部の前記一対の短辺の一方から、当該短辺の幅で前記Z´軸方向に沿って前記枠部に至るまで延在させ、
前記第2連結部を、前記本体部の前記一対の短辺の他方から、当該短辺の幅で前記Z´軸方向に沿って前記枠部に至るまで延在させ、
Y´軸方向に沿った厚みにおいて、前記第1連結部及び前記第2連結部の少なくとも一方の厚みの少なくとも一部を、前記本体部における前記第1励振電極と前記第2励振電極とが対向する領域の厚みよりも薄くすること、を含む、
水晶振動素子の製造方法。 - 前記第1連結部及び前記第2連結部は、それぞれ、前記第1主面側の上面と、前記第2主面側の下面と、を有し、
前記(b)において、前記第1基板をウェットエッチングすることにより、
前記第1連結部の前記下面に、前記本体部から前記枠部に向かって、前記第2主面に対して上方向に傾斜する傾斜部を形成し、
前記第2連結部の前記上面に、前記本体部から前記枠部に向かって、前記第1主面に対して下方向に傾斜する傾斜部を形成する、
請求項19に記載の水晶振動素子の製造方法。 - 前記枠部は、前記本体部の前記第1主面側の上面と、前記本体部の前記第2主面側の下面と、を有し、
前記(b)において、前記第1基板をウェットエッチングすることにより、
前記第1連結部の前記上面に、前記本体部から前記枠部に向かって、前記第1主面に対して上方向に傾斜するとともに前記枠部の前記上面に至るまで延在する傾斜部を形成し、
前記第2連結部の前記下面に、前記本体部から前記枠部に向かって、前記第2主面に対して下方向に傾斜するとともに前記枠部の前記下面に至るまで延在する傾斜部を形成する、
請求項20に記載の水晶振動素子の製造方法。 - 前記(b)において、前記第1基板をウェットエッチングすることにより、
前記第1連結部の前記上面における前記本体部の前記Z´軸方向の一方側の短辺に接続された部分の傾斜角を、前記第1連結部の前記下面における前記本体部の前記Z´軸方向の一方側の短辺に接続された部分の傾斜角に比べて小さくし、
前記第2連結部の前記下面における前記本体部の前記Z´軸方向の他方側の短辺に接続された部分の傾斜角を、前記第2連結部の前記上面における前記本体部の前記Z´軸方向の他方側の短辺に接続された部分の傾斜角に比べて小さくし、
前記(c)は、
前記第1励振電極と電気的に接続され、前記第1連結部の前記上面を経由して前記枠部の前記上面側の前記Z´軸方向の外側面に至るまで引き出された第1引出電極と、
前記第2励振電極と電気的に接続され、前記第2連結部の前記下面を経由して前記枠部の前記下面側の前記Z´軸方向の外側面に至るまで引き出された第2引出電極と、
を形成することをさらに含む、
請求項21に記載の水晶振動素子の製造方法。 - (a)水晶の結晶軸であるX軸、Y軸、Z軸のうち、Y軸及びZ軸をX軸の周りにY軸からZ軸の方向に所定の角度回転させた軸をそれぞれY´軸及びZ´軸とした場合に、前記X軸及び前記Z´軸によって特定される面を主面とするATカットされた水晶により構成された第1基板を用意すること、
(b)前記第1基板をウェットエッチングすることにより、
互いに対向する第1主面及び第2主面を有し、前記第1主面側又は前記第2主面側から見た平面視において、前記Z´軸方向に沿って延びる一対の長辺及び前記X軸方向に沿って延びる一対の短辺を有する、本体部と、
前記本体部を囲むように位置する内側面と、前記Y´軸方向における上側及び下側にそれぞれ位置する上面及び下面と、を有する枠部と、
前記本体部の前記一対の短辺の一方と前記枠部の前記内側面とを連結するようにして当該短辺の幅で前記Z´軸方向に沿って延在し、前記Y´軸方向における上側及び下側にそれぞれ位置する上面及び下面を有する第1連結部と、
前記本体部の前記一対の短辺の他方と前記枠部の前記内側面とを連結するようにして当該短辺の幅で前記Z´軸方向に沿って延在し、前記Y´軸方向における上側及び下側にそれぞれ位置する上面及び下面を有する第2連結部と、
前記本体部の前記X軸方向の両端部と前記枠部との間において、前記本体部、前記第1連結部及び前記第2連結部の前記Z´軸方向の長さにわたってそれぞれ設けられた第1貫通部及び第2貫通部と、を形成すること、及び、
(c)前記第1主面に第1励振電極を形成し、前記第2主面に前記第1励振電極と対向する第2励振電極を形成すること、を含み、
前記(b)において、
前記第1主面及び前記第2主面を、前記Y´軸方向において、前記枠部の前記上面と前記下面との間に位置させ、
前記第1連結部の前記上面及び前記下面に、それぞれ、前記本体部から前記枠部に向かって前記Y´軸方向における上側に向かって上がっていく傾斜部を形成し、
前記第2連結部の前記上面及び前記下面に、それぞれ、前記本体部から前記枠部に向かって前記Y´軸方向における下側に向かって下がっていく傾斜部を形成する、
水晶振動素子の製造方法。 - 請求項19から23のいずれか一項に記載の水晶振動素子の製造方法を含み、
(d)リッド部材を形成するための第2基板を用意すること、
(e)ベース部材を形成するための第3基板を用意すること、
(f)前記第1励振電極側において前記枠部に前記リッド部材が接合されるように、前記第1基板と前記第2基板を接合すること、及び、
(g)前記第2励振電極側において前記枠部に前記ベース部材が接合されるように、前記第1基板と前記第3基板を接合すること、をさらに含む、
水晶振動子の製造方法。
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