JP6541163B2 - 水晶振動片、および水晶振動子 - Google Patents

Description

本発明は、水晶振動片、および水晶振動子に関する。

ＡＴカットにより形成される水晶振動片において、厚み滑り振動による振動エネルギーを振動片の中央部に閉じ込めるために、端部の厚みを小さくし、端部へと伝わる振動を減衰する構造が知られている（特許文献１参照）。

特開２００８−６７３４５号公報

水晶振動片の端部の厚みを小さくするために、ウェットエッチングにより水晶振動片の端部に斜面を形成する。このとき、ＡＴカット水晶振動片は結晶異方性を有しているため、ウェットエッチングにより形成される斜面は、特定の傾斜角度を有する自然結晶面となる。しかし、自然結晶面はある程度大きい傾斜角を有するため、水晶振動片の主面と自然結晶面である斜面との境界部において、十分な減衰が成されないままに伝わった振動が発振し、振動エネルギーを水晶振動片の中央部に十分に閉じ込めることが困難な場合があった。

本発明はかかる事情に考慮してなされたものであり、その目的は、ＡＴカット水晶振動片において、自然結晶面の構造にかかわらず、振動エネルギーを水晶振動片の中央部に精度よく閉じ込めることができる水晶振動片を提供することである。また、その水晶振動片を用いた水晶振動子を提供することである。

本発明の水晶振動片の一つの態様は、ＡＴカットにより形成された水晶振動板を備える水晶振動片において、前記水晶振動板は、対向して設けられる一対の基面と、前記基面に対して交差する側面と、前記基面の中央部に一体に設けられた四角錐台状の凸部と、を有し、前記凸部は、主面と、前記主面に対する角度が自然結晶面よりも緩やかに形成された斜面と、を有する。
本発明の水晶振動片は、ＡＴカットにより形成される水晶振動片において、対抗して設けられる一対の基面と、前記基面に対して交差する側面と、前記基面の中央部に設けられた四角錐台状の凸部と、を有し、前記凸部は、主面と、前記主面に対する角度が自然結晶面よりも緩やかに形成された斜面と、を有する。
前記凸部は、前記一対の基面にそれぞれ設けられていてもよい。
本発明の水晶振動片は、ＡＴカットにより形成される水晶振動片において、対向して設けられる一対の主面と、前記主面に対して交差し、自然結晶面として形成される側面と、前記主面と前記側面とを接続し、前記主面に対して前記自然結晶面より小さな傾斜角で形成される斜面と、を有する。

この構成によれば、主面と側面とを接続する斜面における、主面に対する傾斜角度は自然結晶面に比べて小さい。そのため、主面と斜面の境界部において振動が発振することを抑制でき、かつ端部に伝わる振動を減衰できる。したがって、振動エネルギーを水晶振動片の中央部に閉じ込める精度を向上できる。

前記斜面は、少なくとも一方の前記主面における対向する２辺に対応する位置に形成されていてもよい。
この構成によれば、中央部から斜面が備えられた両端部に伝わる振動を減衰でき、振動エネルギーの閉じ込め精度を向上できる。

前記側面は、Ｘ軸と交差する面であってもよい。
この構成によれば、屈曲振動の抑制効果が高い水晶振動片が得られる。

前記側面は、Ｚ’軸と交差する面であってもよい。
この構成によれば、輪郭振動の抑制効果が高い水晶振動片が得られる。

前記主面は四角形であり、前記斜面は、少なくとも一方の前記主面における４辺に対応する位置にそれぞれ形成されていてもよい。
この構成によれば、振動エネルギーの閉じ込め精度に優れた水晶振動片が得られる。

前記斜面は、一方側の前記主面と、他方側の前記主面と、の辺に対応する位置に形成されていてもよい。
この構成によれば、振動エネルギーの閉じ込め精度に優れた水晶振動片が得られる。

前記傾斜角度は、２０°以下であってもよい。
この構成によれば、振動エネルギーの閉じ込め精度に優れた水晶振動片が得られる。

前記斜面の中心線平均粗さが、０．２ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であってもよい。
この構成によれば、面粗度が低いため、水晶振動片のインピーダンスを低くできる。

本発明の水晶振動子は、本発明の水晶振動片を備える。
この構成によれば、前述した水晶振動片を備えるため、同様に性能の優れた水晶振動子が得られる。

本発明の水晶振動片の製造方法は、ＡＴカットにより形成される水晶振動片の製造方法であって、ウエハの両面のうち少なくとも一方の面をドライエッチングする工程と、前記ドライエッチングされた面に、水晶振動片の外形パターンのマスクを形成する工程と、ウェットエッチングによって、前記ウエハの前記ドライエッチングされた面に、斜面を形成する工程と、前記マスクを除去する工程と、前記ウエハを前記外形パターンに沿って個片化する工程と、を有する。

この方法によれば、ウエハの一面と他面とのうち少なくとも一方をドライエッチングした後に、水晶振動片の外形パターンのマスクを形成し、ウェットエッチングをすることにより、ウエハの面上に斜面を形成する。これにより、ドライエッチングされたウエハ表面には、自然結晶面の傾斜角度に依存せず、傾斜が緩やかな斜面が形成される。そのため、ウエハを外形パターンに沿って、個片化することによって、自然結晶面よりも緩やかな斜面を備えた水晶振動片を製造できる。

前記個片化する工程において、ウェットエッチングにより、自然結晶面を形成してもよい。
この方法によれば、自然結晶面と、自然結晶面よりも緩やかな斜面と、を備えた水晶振動片が得られる。

本発明の水晶振動片によれば、端部に自然結晶面よりも傾斜角度が緩やかな傾斜面を備えるため、自然結晶面の構造にかかわらず、振動エネルギーを水晶振動片の中央部に精度よく閉じ込めることができる。

水晶振動子の実施形態を示す分解斜視図である。 水晶板の切断角度および水晶結晶の座標軸を説明するためのランバード原石の斜視図である。 第１実施形態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。 第１実施形態の水晶振動片の製造工程を示すフローチャートである。 第１実施形態の水晶振動片の製造工程の手順を示す断面図および平面図である。 第１実施形態の水晶振動片の製造工程の手順を示す断面図および平面図である。 第１実施形態の水晶振動片の効果を説明する図である。 第１実施形態の変形例を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。 第２実施形態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。 第３実施形態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。 第４実施形態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。 第５実施形態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。 第６実施形態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る水晶振動片、水晶振動片の製造方法および水晶振動子について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

［第１実施形態］
図１は、本実施形態の水晶振動子を示す、分解斜視図である。
本実施形態の水晶振動子１は、図１に示すように、ベース基板２とリッド基板３とで２層に積層された箱状に形成されており、内部のキャビティＣ内に水晶振動片４がマウントされている。
水晶振動片４は、水晶振動板１０と、水晶振動板１０の表裏主面上にそれぞれ形成された一対の電極膜２０と、を備えている。

水晶振動板１０は、図２に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸で水晶結晶の座標軸が定義された水晶のランバード原石６をＡＴカット（表裏主面がＸ軸回りにＺ軸から半時計方向に約３５度１５分の角度となるようにカット）されることで得られた水晶板７を、その後、ウェットエッチング加工によって平面視矩形状に形成されたものである。
なお、図２は、水晶板７の切断角度及び水晶結晶の座標軸を説明するためのランバード原石６の斜視図である。また、本実施形態においてＺ’軸とは、図１に示すように、水晶振動板１０の表裏主面上においてＸ軸と直交する方向の結晶軸であり、Ｙ’軸とはＸ軸およびＺ’軸に対して直交する結晶軸をいう。

図３は、水晶振動片４を示す図であって、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は平面図、図３（ｃ）は側面図である。
水晶振動板１０は、図３に示すように、略直方体である。水晶振動板１０における表主面１０ａの短辺方向（Ｚ’軸方向）両端には、表主面１０ａと、自然結晶面である側面１１ｂと、を接続するようにして斜面１１ａがそれぞれ形成されている。側面１１ｂは、表裏主面１０ａ，１０ｂと略垂直であり、斜面１１ａは、表主面１０ａの長辺の全長に亘って表主面１０ａに対して角度θ１で傾斜している。

斜面１１ａの角度θ１は、自然結晶面と水晶振動片の主面とが形成する角度の値よりも小さく、たとえば、２０°以下である。斜面１１ａの寸法としては、たとえば、高さｈ１を５μｍとした場合において、幅ｗ１が５０μｍ以上、２００μｍ以下である。

一対の電極膜２０は、図１および図３に示すように、それぞれ励振電極２１と、引出電極２２と、マウント電極２３と、を備えている。
励振電極２１は、水晶振動板１０の表裏主面１０ａ，１０ｂの略中央部分にそれぞれ形成され、水晶振動板１０を挟んで向かい合うように形成されている。また、水晶振動板１０の長辺方向における一方側の端部（−Ｘ方向側）における、短辺方向（Ｚ’軸方向）の両端部にはマウント電極２３がそれぞれ設けられている。マウント電極２３は、表主面１０ａから、斜面１１ａおよび側面１１ｂを介して、裏主面１０ｂに亘って形成されている。

また、マウント電極２３のうち、一方のマウント電極２３は引出電極２２を介して表主面１０ａ上に形成された一方の励振電極２１に電気的に接続され、他方のマウント電極２３は引出電極２２を介して裏側の主面１０ｂ上に形成された他方の励振電極２１に電気的に接続されている。
なお、上述した励振電極２１、引出電極２２およびマウント電極２３からなる電極膜２０は、金等の単層膜や、クロム等の金属を下地層とした上に金等の金属層を積層した積層膜で形成されている。

このように構成された水晶振動片４は、バンプや導電性接着剤等の実装部材を利用して、図１に示すようにベース基板２の上面２ａにマウントされる。より具体的には、ベース基板２の上面２ａに形成されたインナー電極３００に対して、水晶振動板１０の裏主面１０ｂに形成された一対のマウント電極２３が実装部材を介してそれぞれ接触した状態でマウントされる。
これにより、水晶振動片４は、ベース基板２の上面２ａに機械的に保持されると共に、インナー電極３００とマウント電極２３とがそれぞれ導通された状態となっている。

次に、図４から図６を参照して、水晶振動片４の製造方法について説明する。
図４は、水晶振動片４の製造工程を示すフローチャートである。
図５は、水晶振動片４の製造工程の手順を示す図であって、後述する凹部形成工程Ｓ２の手順を示す断面図および平面図である。
図６は、水晶振動片４の製造工程の手順を示す図であって、後述する個片化工程Ｓ３の手順を示す断面図および平面図である。

本実施形態の水晶振動片の製造方法は、図４に示すように、ウエハ準備工程Ｓ１と、凹部形成工程Ｓ２と、個片化工程Ｓ３と、電極形成工程Ｓ４と、を有する。
まず、図４に示すように、水晶のランバート原石をＡＴカットして一定の厚みとしたウエハをラッピングして粗加工した後、加工変質層をエッチングで取り除き、この後、ポリッシュなどの鏡面研磨加工を行なって所定の厚みのウエハＳ（図５（ａ）参照）を準備する（Ｓ１）。

凹部形成工程Ｓ２は、ウエハＳの表面に後述する凹部４２を形成する工程である。

まず、図５（ａ）に示すように、ウエハＳの表面をドライエッチング加工する（Ｓ２ａ）。
ドライエッチングとしては、ウエハＳの表面を、後述するウエハＳを斜面エッチング加工する工程Ｓ２ｆにおいて、斜面１１ａが形成できる範囲内において、特に限定されない。たとえば、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）や、逆スパッタ等を選択できる。
この工程により、ウエハＳの表面が平坦化される。

次に、図５（ｂ）に示すように、ウエハＳの両面にエッチング保護膜４０とフォトレジスト膜４１とをそれぞれ成膜する（Ｓ２ｂ）。
エッチング保護膜４０は、たとえば、クロム（Ｃｒ）を数１０ｎｍ成膜したエッチング保護膜と、金（Ａｕ）を数１０ｎｍ成膜したエッチング保護膜とが、順次積層された積層膜である。

この工程Ｓ２ｂにおいては、まず、ウエハＳの表裏主面に、順次、エッチング保護膜４０を、それぞれスパッタリング法や蒸着法などにより成膜する。
次いで、エッチング保護膜４０上に、スピンコート法などによりレジスト材料を塗布して、フォトレジスト膜４１を形成する。
なお、本実施形態で用いるレジスト材料としては、環化ゴム（たとえば、環化イソプレン）を主体にしたゴム系ネガレジストが好適に用いられている。ゴム系ネガレジストは、環化ゴムを有機溶剤に溶解し、さらにビスアジド感光剤を加えて、ろ過し、不純物を除去することで精製されたものである。

次に、エッチング保護膜４０およびフォトレジスト膜４１が成膜されたウエハＳの一方側（＋Ｙ’方向側）の面を、外形パターンが形成されたフォトマスクを用いて一括で露光し、現像する。
これにより、図５（ｃ）に示すように、フォトレジスト膜４１の一方側に外形パターン４１ａを形成する（Ｓ２ｃ）。
外形パターン４１ａは、水晶振動板１０の外形に沿った形状である。

次に、外形パターン４１ａが形成されたフォトレジスト膜４１をマスクとしてエッチング加工を行ない、マスクされていないエッチング保護膜４０を選択的に除去する（Ｓ２ｄ）。
次に、エッチング加工後にフォトレジスト膜４１を剥離する（Ｓ２ｅ）。
これらにより、図５（ｄ）に示すように、エッチング保護膜４０の一方側に外形パターン４０ａを形成する。

なお、エッチング加工には、エッチング保護膜４０とフォトレジスト膜４１が形成されたウエハＳを、薬液に浸漬して行うウェットエッチング方式を用いることができる。
具体的には、たとえば、エッチング保護膜４０が、金（Ａｕ）からなる場合には、薬液としてヨウ素を用いてエッチングすることができる。
なお、このパターニングは、複数の水晶振動板１０の数だけ、一括して行なう。

次に、エッチング保護膜４０の外形パターン４０ａをマスクとして、マスクされていないウエハＳを選択的に斜面エッチング加工する（Ｓ２ｆ）。
これにより、図５（ｅ）に示すように、マスクされていないウエハＳの露出面から、マスクの下側の部分もエッチングされ、ウエハＳの主面に対して緩やかな角度で交差する斜面１１ａを側面として有する凹部４２が形成される。

ここで、通常、水晶のエッチングでは、水晶特有のエッチング異方性によって、特定の角度を有する自然結晶面が現れる。またマスクされていない露出面から、マスクの下側（内側）にエッチングが進行することはほとんどみられない。
これに対して、本実施形態では、斜面エッチングを行う前に、ウエハＳの表面をドライエッチング加工（Ｓ１）しているため、エッチングがマスクの下側にまで進行し、自然結晶面の角度に依存しない緩やかな角度を有する斜面を形成できる。

次に、図５（ｆ）に示すように、エッチング保護膜４０を除去するエッチング加工を行なう（Ｓ２ｇ）。
以上の工程により、凹部形成工程Ｓ２が終了し、凹部４２が形成されたウエハＳが得られる。

個片化工程Ｓ３は、凹部４２が形成されたウエハＳを個片化し、水晶振動板１０を形成する工程である。

まず、図６（ａ）に示すように、前述した成膜工程Ｓ２ｂと同様にして、ウエハＳの両面にエッチング保護膜５０およびフォトレジスト膜５１を形成する（Ｓ３ａ）。

次に、エッチング保護膜５０およびフォトレジスト膜５１が成膜されたウエハＳの一方側（＋Ｙ’方向側）の面を、外形パターンが形成されたフォトマスクを用いて一括で露光し、現像する。
これにより、図６（ｂ）に示すように、フォトレジスト膜５１の一方側に外形パターン５１ａを形成する（Ｓ３ｂ）。
外形パターン５１ａは、水晶振動板１０の外形に沿った形状である。

次に、外形パターン５１ａが形成されたフォトレジスト膜５１をマスクとしてエッチング加工を行ない、マスクされていないエッチング保護膜５０を選択的に除去する（Ｓ３ｃ）。
次に、エッチング加工後にフォトレジスト膜５１を剥離する（Ｓ３ｄ）。
これらにより、図６（ｃ）に示すように、エッチング保護膜５０の一方側に外形パターン５０ａを形成する。

次に、エッチング保護膜５０の外形パターン５０ａをマスクとして、マスクされていないウエハＳを選択的にエッチング加工する（Ｓ３ｅ）。
これにより、図６（ｄ）に示すように、自然結晶面である、水晶振動板１０の側面１１ｂが形成され、ウエハＳは個片化される。
次に、図６（ｅ）に示すように、エッチング保護膜５０を除去するエッチング加工を行なう（Ｓ３ｆ）。
以上の工程により、個片化工程Ｓ３が終了し、ウエハＳが個片化された、水晶振動板１０が製造される。

電極形成工程Ｓ４は、水晶振動板１０の表面上に電極を形成する工程である。この工程により、水晶振動板１０の表面上に電極膜２０が形成される。

以上に述べたＳ１からＳ４までの工程により、水晶振動片４が製造される。

本実施形態の水晶振動片４によれば、斜面１１ａの表主面１０ａと成す角度θ１は、自然結晶面に比べて緩やかである。そのため、表主面１０ａと斜面１１ａとの境界部において振動が発振することを抑制でき、かつ水晶振動片４の端部に伝わる振動を十分に減衰できる。したがって、水晶振動片４の中央部に振動エネルギーを閉じ込める精度を向上できる。

また、水晶振動片においては、厚み滑り振動の他、屈曲振動、輪郭すべり振動等の振動モードがあることが知られている。これらの厚み滑り振動以外の振動（以下、不要振動という）の影響が大きいと、アクティビティディップが発生し、水晶振動片の振動特性が不安定になる。

厚み滑り振動が水晶振動片の厚さに依存するのに対して、不要振動の多くは水晶振動片の長さに依存するため、不要振動は水晶振動片の端部において発生しやすい。そのため、水晶振動片の中央部から端部に向けて水晶振動片の厚さを薄くし、端部での振動を減衰させることで、不要振動を抑制できる。水晶振動片の中央部から端部に向けて水晶振動片の厚さを薄くする方法としては、水晶振動片の端部に斜面を設ける方法があるが、従来の水晶振動片では、端部に設けられる斜面が水晶片の自然結晶面であったため、主面に対する角度が大きく、水晶振動片の端部ではなく、斜面と主面とが交差する位置において不要振動が発生してしまうという問題があった。

図７は、不要振動の発生に影響する寸法の違いを示した水晶振動片の正面図である。図７（ａ）は、従来の水晶振動片の一例である水晶振動片５を示しており、図７（ｂ）は、本実施形態の水晶振動片４を示している。
図７（ａ）に示すように、従来の水晶振動片５では、表主面５ａに対する斜面５ｃの角度θ２が自然結晶面の角度に依存するため、大きい（たとえば、３０°、４０°、５０°）。そのため、不要振動が、両端部間の距離（短辺寸法）ｗ４ではなく、斜面５ｃと表主面５ａとが交差する線と、斜面５ｃと裏主面５ｂとが交差する線と、の幅方向（Ｚ’軸方向）距離ｗ２の長さに応じて発生しやすい。したがって、振動する部位の基準長さが短くなり、発生する不要振動の基本振動数が大きくなる。その結果、水晶振動片の厚み滑り振動と共に低次の不要振動が発生しやすくなり、不要振動による影響が大きくなっていた。

これに対して、本実施形態の水晶振動片４によれば、図７（ｂ）に示すように、斜面１１ａの角度θ１が十分に緩やかに形成されているため（たとえば、２０°以下）、斜面１１ａと表主面１０ａとが交差する位置において振動伝達が阻害されず、不要振動は端部において発生しやすい。そのため、振動する部位の基準寸法は、短辺寸法ｗ３となり、前述した従来の水晶振動片５に比べて長くなる。これにより、発生する不要振動の基本振動数は低くなる。したがって、水晶振動片４と共に発生しやすい不要振動は高次の不要振動となり、不要振動による影響を低減できる。その結果、水晶振動片の振動特性を安定させることができる。

また、前述したように、水晶振動片４の端部における振動は十分に減衰されたものとなるため、端部において発生する不要振動の強度も小さくなる。したがって、不要振動が振動特性に与える影響を低減できる。

また、本実施形態によれば、水晶振動片４の短辺方向（Ｚ’軸方向）の両端部に設けられた斜面１１ａは、どちらも表主面１０ａに対して角度θ１で傾いている。そのため、振動のバランスがよくなり、厚みすべり主振動と、厚み副振動との周波数差を大きくできる。また、厚み副振動の振動強度も下げることができる。したがって、安定した振動が得られる。

また、本実施形態では、自然結晶面である側面１１ｂは、Ｚ’軸と交差する面である。
そのため、不要振動のうちの、特に屈曲振動に対して抑制効果が高い。

また、本実施形態の水晶振動片４の製造方法によれば、ウエハＳをウェットエッチングによって加工する前に、加工する面にドライエッチング加工を行う。
前述したように、通常水晶結晶は、水晶特有のエッチング異方性によって、マスクされていない露出面に、特定の角度を有する自然結晶面が現れるという性質を有している。この自然結晶面における特定の角度は、水晶結晶のどの位置や面をエッチングするかによって決まる角度であり、たとえば、３０°、４０°、５０°、９０°等の値となる。

これに対して、本実施形態によれば、ウエハＳの主面にドライエッチング加工を施した後に、ウェットエッチングを行うと、ウエハのマスクされていない面から、マスクされた面側（マスクの内側）にエッチングが進み、上記のような自然結晶面の特定の角度に依存しない斜面を形成できる。

ウエハＳの表面をドライエッチングすると、表面が平坦化されるとともに、極微小な突起がウエハＳの表面上に形成される。詳しい原理は不明ではあるものの、このドライエッチングによって形成された微小突起により、その後に形成されるエッチング保護膜とウエハＳの表面との間に微小な隙間が生じ、そこに、エッチング液が入り込むことによって、マスクの内側にエッチングが進行したのではないかと考えられる。

これにより、形成される自然結晶面の角度に依存しない斜面は、主面と成す角度が、自然結晶面における主面と成す角度に比べて緩やかな斜面となる。
したがって、本実施形態によれば、自然結晶面に比べて主面に対する傾き角度が緩やかな斜面を有する水晶振動片を製造することが可能であり、振動エネルギーの閉じ込め精度を向上できる。

また、この方法により、形成される斜面１１ａの面粗度は低くなる。そのため、水晶振動片４のインピーダンスを低くできる。面粗度の値としては、たとえば、中心線平均粗さが、０．２ｎｍ以上、１０ｎｍ以下である。

［第１実施形態の変形例］
次に、水晶振動片の短辺方向をＸ軸、長辺方向をＺ’軸とした第１実施形態の変形例について説明する。
図８は、第１実施形態の変形例の水晶振動片４Ａを示した図であって、図８（ａ）は正面図、図８（ｂ）は平面図、図８（ｃ）は側面図である。
水晶振動片４Ａは、図８に示すように、水晶振動板１０Ａと、水晶振動板１０Ａの表裏主面上にそれぞれ形成された一対の電極膜２０と、を備えている。
水晶振動板１０Ａは、長辺側の側面に凸部６０を備えている。凸部６０は、Ｘ軸と交差する面に現れる自然結晶面によって形成される。

本実施形態によれば、自然結晶面（凸部６０）は、Ｘ軸と交差する面である。そのため、不要振動のうち、特に輪郭振動に対して抑制効果が高い。

［第２実施形態］
次に、水晶振動片の短辺側に斜面が設けられた、第２実施形態ついて説明する。
図９は、第２実施形態の水晶振動片７０を示した図であって、図９（ａ）は正面図、図９（ｂ）は平面図、図９（ｃ）は側面図である。
水晶振動片７０は、図９に示すように、水晶振動板７１と、水晶振動板７１の表裏主面上にそれぞれ形成された一対の電極膜２０と、を備えている。

水晶振動板７１における、表裏主面７１ａ，７１ｂの短辺方向（Ｘ軸方向）に沿った側面７２ｂは、自然結晶面であり、その全長に亘って表裏主面７１ａ，７１ｂに対して略直角な面とされている。
表主面７１ａの長辺方向（Ｚ’軸方向）両端には、表主面７１ａの短辺の全長に亘って表主面７１ａに対して傾斜する斜面７２ａがそれぞれ形成されている。

本実施形態によれば、表主面７１ａの短辺に沿って、斜面７２ａが設けられているため、水晶振動片７０の中央部から、長辺方向両側（±Ｚ’方向側）に向かうにしたがって、振動が減衰する。そのため、マウント電極２３が設けられている長辺方向一方側（−Ｚ’方向側）の端部において、中央部から伝わる振動は十分に減衰されたものとなる。したがって、水晶振動片７０が水晶振動子に実装された際に、マウント電極２３が、実装部を介して、ベース基板上に形成されたインナー電極と接触することによる振動漏れを低減できる。

なお、本実施形態においては、長辺方向をＺ’軸としたが、Ｘ軸としてもよい。その場合には、側面７２ｂは、前述した第１実施形態の変形例に示した凸部６０を形成するような斜面となる。

［第３実施形態］
次に、水晶振動片の短辺および長辺の４辺に斜面が設けられた、第３実施形態について説明する。
図１０は、第３実施形態の水晶振動片１００を示した図であって、図１０（ａ）は正面図、図１０（ｂ）は平面図、図１０（ｃ）は側面図である。
本実施形態の水晶振動片１００は、図１０に示すように、水晶振動板１０１と、水晶振動板１０１の表裏主面上にそれぞれ形成された一対の電極膜２０と、を備えている。

水晶振動板１０１における、表裏主面１０１ａ，１０１ｂの短辺方向（Ｚ’軸方向）に沿った側面１０２ｂおよび長辺方向（Ｘ軸方向）に沿った側面１０３ｂは、その全長に亘って表裏主面１０１ａ，１０１ｂに対して略直角な面とされている。

表主面１０１ａの短辺方向（Ｚ’軸方向）両端には、表主面１０１ａの長辺の全長に亘って表主面１０１ａに対して傾斜する斜面１０３ａがそれぞれ形成されている。
表主面１０１ａの長辺方向（Ｘ軸方向）両端には、表主面１０１ａの短辺の全長に亘って表主面１０１ａに対して傾斜する斜面１０２ａがそれぞれ形成されている。
斜面１０２ａ，１０３ａの表裏主面１０１ａ，１０１ｂに対する傾斜角度は、自然結晶面よりも緩やかに形成されている。

本実施形態によれば、長辺方向（Ｘ軸方向）および短辺方向（Ｚ’軸方向）の両端それぞれに、自然結晶面よりも主面に対する傾斜角度が緩やかな斜面が形成されているため、長辺方向および短辺方向両方の端部における振動を十分減衰できる。したがって、水晶振動片の中央部に振動エネルギーを閉じ込める効果をより向上できる。

［第４実施形態］
次に、表裏主面両方の４辺にそれぞれ斜面が設けられた、第４実施形態について説明する。
図１１は、第４実施形態の水晶振動片１１０を示した図であって、図１１（ａ）は正面図、図１１（ｂ）は平面図、図１１（ｃ）は側面図である。
水晶振動片１１０は、図１１に示すように、水晶振動板１１１と、水晶振動板１１１の表裏主面上にそれぞれ形成された一対の電極膜２０と、を備えている。
水晶振動片１１０の裏主面１０１ｂの４辺には、前述した第３実施形態と同様に、斜面１０２ａ，１０３ａが形成されている。

本実施形態によれば、水晶振動片の中央部に振動エネルギーを閉じ込める効果をより向上できる。

［第５実施形態］
次に、メサ型の水晶振動片である、第５実施形態について説明する。
図１２は、第５実施形態の水晶振動片１２０を示した図であって、図１２（ａ）は正面図、図１２（ｂ）は平面図、図１２（ｃ）は側面図である。
水晶振動片１２０は、図１２に示すように、水晶振動板１２１と、水晶振動板１２１の表裏主面上にそれぞれ形成された一対の電極膜２０と、を備えている。

水晶振動板１２１は、直方体２００ａと、直方体２００ａの基面１２４ａ，１２４ｂの中央部にそれぞれ設けられている四角錐台状の凸部２００ｂと、で構成されている。
直方体２００ａの側面１２２ｂ，１２３ｂは、基面１２４ａ，１２４ｂに対して略垂直に設けられている。
凸部２００ｂは、面積の大きい側の面が、直方体２００ａの基面１２４ａ，１２４ｂとそれぞれ当接するようにして設けられており、反対側の面は、それぞれ水晶振動片１２０の表裏主面１２１ａ，１２１ｂとなっている。表裏主面１２１ａ，１２１ｂ上には励振電極２１が設けられており、表裏主面１２１ａ，１２１ｂは、直方体２００ａの基面１２４ａ，１２４ｂと平行である。

凸部２００ｂにおける、短辺方向（Ｚ’軸方向）に沿った斜面１２２ａおよび長辺方向（Ｘ軸方向）に沿った斜面１２３ａは、それぞれ表裏主面１２１ａ，１２１ｂに対する角度が、自然結晶面よりも緩やかに形成されている。

［第６実施形態］
次に、逆メサ型の水晶振動片である、第６実施形態について説明する。
図１３は、第６実施形態の水晶振動片１３０を示した図であって、図１３（ａ）は正面図、図１３（ｂ）は平面図、図１３（ｃ）は側面図である。
水晶振動片１３０は、図１３に示すように、水晶振動板１３１と、水晶振動板１３１の表裏主面上にそれぞれ形成された一対の電極膜２０と、を備えている。

水晶振動板１３１は、直方体であり、基面１３４ａ，１３４ｂの中央部には、それぞれ凹部２１０が形成されている。水晶振動板１３１の側面１３２ｂ，１３３ｂは、基面１３４ａ，１３４ｂに対して略垂直に設けられている。
凹部２１０は、側面が斜面となるように形成されている。凹部２１０の底面は、励振電極２１が形成された表裏主面１３１ａ，１３１ｂであり、水晶振動板１３１の基面１３４ａ，１３４ｂと平行に形成されている。凹部２１０の長辺方向（Ｘ軸方向）に沿った側面である斜面１３３ａおよび短辺方向（Ｚ’軸方向）に沿った側面である斜面１３２ａは、それぞれ表裏主面１３１ａ，１３１ｂに対する角度が、自然結晶面よりも緩やかに形成されている。

１…水晶振動子、４，４Ａ，７０，１００，１１０，１２０，１３０…水晶振動片、１
０ａ，７１ａ，１０１ａ，１２１ａ，１３１ａ…表主面（主面）、１０ｂ，７１ｂ，１０
１ｂ，１２１ｂ，１３１ｂ…裏主面（主面）、１１ａ，７２ａ，１０２ａ，１０３ａ，１
２２ａ，１２３ａ，１３２ａ，１３３ａ…斜面、１１ｂ，７２ｂ，１０２ｂ，１０３ｂ，
１２２ｂ，１２３ｂ，１３２ｂ，１３３ｂ…側面、４０ａ…マスク、Ｓ…ウエハ

Claims (7)

1. ＡＴカットにより形成された水晶振動板を備える水晶振動片において、
   前記水晶振動板は、
   対向して設けられる一対の基面と、
   前記基面に対して交差する側面と、
   前記基面の中央部に一体に設けられた四角錐台状の凸部と、
   を有し、
   前記凸部は、
   主面と、
   前記主面に対する角度が自然結晶面よりも緩やかに形成された斜面と、
   を有する水晶振動片。
2. 前記斜面は、Ｘ軸と交差する面を含む、請求項１に記載の水晶振動片。
3. 前記斜面は、Ｚ’軸と交差する面を含む、請求項１または２に記載の水晶振動片。
4. 前記凸部は、前記一対の基面にそれぞれ設けられている、請求項１から３のいずれか１項に記載の水晶振動片。
5. 前記角度は、２０°以下である、請求項１から４のいずれか１項に記載の水晶振動片。
6. 前記斜面の中心線平均粗さが、０．２ｎｍ以上、１０ｎｍ以下である、請求項１から５のいずれか１項に記載の水晶振動片。
7. 請求項１に記載の水晶振動片を備える水晶振動子。

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