JP6787735B2 - 水晶素子および水晶デバイス - Google Patents

Description

本発明は、水晶素子および水晶デバイスに関する。

水晶デバイスは、例えば、基体に実装されている水晶素子が、基体と蓋体とが接合された空間内に気密封止されている状態となっている。水晶デバイスに用いられる水晶素子は、水晶片と、水晶片に設けられている励振電極部、引出部および配線部からなり、引出部に交番電圧が印加されると、配線部を介して励振電極部に交番電圧が印加され、励振電極部に挟まれている水晶片の一部が逆圧電効果および圧電効果によって振動する構成となっている（例えば、特許文献１参照）。

高い周波数帯の水晶デバイスで用いられる水晶片は、基体に直接接着される固定部と、固定部より厚みが十分薄い平板部と、固定部と平板部との間にもう受けられ固定部から平板部にかけて徐々に厚みが薄くなっている中間部とから構成されている。固定部および平板部は、略直方体形状となっている。また、固定部の上面および平板部の上面は同一平面上に位置しており、水晶片は、片持梁のような形状となっている。中間部は、固定部と平板部との間に位置している。水晶素子を平面視したときに、固定部、中間部、平板部が順に並んでいる方向を第一方向とし、この第一方向と直角に交わる方向を第二方向とすると、水晶片は、固定部の第二方向の長さ、中間部の第二方向の長さ、固定部の第二方向の長さが全て等しくなっている。
従って、水晶片を平面視したときに、略矩形形状となっている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１４−１１６４７号公報 特開２０１６−３４０６１号公報

従来の水晶素子では、引出部から交番電圧を印加し、励振電極部に交番電圧を印加した際に、励振電極部に挟まれている水晶片の一部が厚みすべり振動をする構成となっているが、このとき、副次的な振動として屈曲振動が生じている。この副次的な振動である屈曲振動は、励振電極部に挟まれている部分だけでなく水晶片全体に生じる副次的な振動であって、また、主振動である厚みすべり振動と結合しやすい。厚みすべり振動と屈曲振動が結合すると、振動状態が変わり、その結果、水晶素子の等価直列抵抗値が大きくなってしまう虞がある。

本発明では、副次的な振動である屈曲振動が原因で生じる等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる水晶素子および水晶デバイスを提供することを目的とする。

前述した課題を解決するために、本発明に係る水晶素子は、略直方体形状で平板状の平板部、平板部よりも上下方向の厚みが厚い略直方体形状の固定部、および、平板部と固定部との間に位置し、平板部から固定部にかけて上下方向の厚みが徐々に厚くなっている中間部からなる水晶片と、平板部に設けられている励振電極部、固定部の下面に設けられている引出部、および、一端が励振電極部に接続され他端が引出部に接続されている配線部からなる金属パターンと、を有している水晶素子であって、水晶素子を平面視して、固定部、中間部、平板部が順に並んでいる方向を第一方向とし、第一方向と直角な方向を第二方向としたとき、中間部の第二方向の長さが、固定部の前記第二方向の長さよりも長くなっており、水晶素子を平面視して、固定部の第二方向の長さが、中間部側の固定部の縁部において長くなっておりＲ面取りされたような形状となっていることを特徴とする。

本発明に係る水晶素子は、略直方体形状で平板状の平板部、平板部よりも上下方向の厚みが厚い略直方体形状の固定部、および、平板部と固定部との間に位置し、平板部から固定部にかけて上下方向の厚みが徐々に厚くなっている中間部からなる水晶片と、平板部に設けられている励振電極部、固定部の下面に設けられている引出部、および、一端が励振電極部に接続され他端が引出部に接続されている配線部からなる金属パターンと、を有している水晶素子であって、水晶素子を平面視して、固定部、中間部、平板部が順に並んでいる方向を第一方向とし、第一方向と直角な方向を第二方向としたとき、中間部の第二方向の長さが、固定部の前記第二方向の長さよりも長くなっており、水晶素子を平面視して、固定部の第二方向の長さが、中間部側の固定部の縁部において長くなっておりＲ面取りされたような形状となっている。
このため、引出部から交番電圧を印加し、励振電極部に交番電圧を印加させた場合、屈曲振動の振動状態が長さに依存していることから、水晶片のそれぞれの場所で生じる屈曲振動の振動状態を異なるようにすることが可能となる。従って、水晶片の場所によって屈曲振動の振動状態を変化させることができるので、副次的な振動として生じる屈曲振動を分散させることができ、主振動である厚みすべり振動と副次的な振動である屈曲振動とが結合することを低減させることが可能となり、この結果、水晶素子の等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

本実施形態に係る水晶デバイスの斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面における断面図である。 実施例１の水晶素子の斜視図である。 （ａ）は、実施例１の水晶素子で用いる水晶片の上面を平面視した平面図であり、（ｂ）は、実施例１の水晶素子で用いる水晶片の下面を上面側から平面透視した平面図である。 （ａ）は、実施例１の水晶素子の上面を平面視した平面図であり、（ｂ）は、実施例１の水晶素子の下面を上面側から平面透視した平面図である。 図５のＢ部の部分拡大図である。 （ａ）は、実施例２の水晶素子で用いる水晶片の上面を平面視した平面図であり、（ｂ）は、実施例２の水晶素子で用いる水晶片の下面を上面側から平面透視した平面図である。 （ａ）は、実施例２の水晶素子の上面を平面視した平面図であり、（ｂ）は、実施例２の水晶素子の下面を上面側から平面透視した平面図である。 （ａ）は、実施例３の水晶素子で用いる水晶片の上面を平面視した平面図であり、（ｂ）は、実施例３の水晶素子で用いる水晶片の下面を上面側から平面透視した平面図である。 （ａ）は、実施例３の水晶素子の上面を平面視した平面図であり、（ｂ）は、実施例３の水晶素子の下面を上面側から平面透視した平面図である。 本実施形態に係る水晶素子の製造方法のフローを示したフロー図である。

（水晶デバイスの概略構成）
図１は、本実施形態に係る水晶デバイスの斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面における断面図である。なお、本実施形態に係る水晶デバイスは、実施例１の水晶素子１２０を実装した場合について説明する。

水晶デバイスは、例えば、全体として略直方体形状となっている電子部品である。水晶デバイスは、例えば、長辺または短辺の長さが、０．６ｍｍ〜２．０ｍｍであり、上下方向の厚さが、０．２ｍｍ〜１．５ｍｍとなっている。

水晶デバイスは、例えば、凹部が形成されている基体１１０と、凹部が収容されている水晶素子１２０、凹部を塞ぐ蓋体１３０と、基体１１０に水晶素子１２０を接着、実装するための導電性接着剤１４０と、から構成されている。

基体１１０の凹部は、蓋体１３０によって封入され、その内部は、例えば、真空とされ、または、適当なガス（例えば、窒素）が封入されている。

基体１１０は、例えば、基体１１０の主体となる基板部１１０ａと、基板部１１０ａの上面の縁部に沿って設けられている枠部１１０ｂと、水晶素子１２０を実装するための搭載パッド１１１と、水晶デバイスを不図示の回路基板部等に実装するための実装端子１１２と、からなる。基体１１０には、基板部１１０ａの上面の縁部に沿って枠状の枠部１１０ｂが設けられ、凹部が形成されている。

基板部１１０ａおよび枠部１１０ｂからなる基体１１０は、セラミック材料等の絶縁材料からなる。搭載パッド１１１および実装端子１１２は、例えば、金属等からなる導電層により構成されており、基板部１１０ａ内に配置された導体（図示せず）によって互いに電気的に接続されている。蓋体１３０は、例えば、金属から構成され、基体１１０、具体的には、枠部１１０ｂの上面にシーム溶接等により接合される。

水晶素子１２０は、片持ち梁形状となっている水晶片１２１と、水晶片１２１に設けられている金属パターン１２３とから構成されている。片持ち梁形状の水晶片１２１は、薄型直方体の平板部１２１ａと、平板部１２１ａよりも厚みの薄い薄型直方体の固定部１２１ｃと、平板部１２１ａと固定部１２１ｃとの間に設けられている中間部１２１ｂと、から構成されている。従って、水晶片１２１は、平面視したとき、平板部１２１ａ、中間部１２１ｂ、固定部１２１ｃの順に並んで配置されている。このような水晶片１２１に設けられている金属パターン１２３は、励振電極部１２３ａ、引出部１２３ｂおよび配線部１２３ｃから構成されている。

水晶素子１２０は、前述したように片持ち梁形状となっており、ＡＴカット水晶素子である。すなわち、水晶においてＸ軸（電気軸）、Ｙ軸（機械軸）およびＺ軸（光軸）からなる著国座標系ＸＹＺを、Ｘ軸回りに３０°以上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板状の水晶ウエハから形成されており、平板部１２１ａの主面がＸＺ´平面と平行となっている。

金属パターン１２３は、一対の励振電極部１２３ａ、引出部１２３ｂおよび配線部１２３ｃからなり、金属等からなる導電性材料により形成されている。一対の励振電極部１２３ａは、例えば、平板部１２１ａの両主面に設けられている。一対の引出部１２３ｂは、固定部１２１ｃの下面に二つ並んで設けられている。配線部１２３ｃは、一端が励振電極部１２３ａに接続されており、他端が引出部１２３ｂに接続されている。

水晶素子１２０は、平板部１２１ａの主面を基体１１０の基板部１１０ａの上面に対向させて、基体１１０の凹部内に収容される。引出部１２３ｂは、基体１１０の基板部１１０ａに設けられている搭載パッド１１１に導電性接着剤１４０により接着される。これにより、水晶素子１２０は、基体１１０の基板部１１０ａに実装される。また、一対の励振電極部１２ａは、配線部１２３ｃ、引出部１２３ｂおよび導電性接着剤１４０によって、基体１１０に設けられている搭載パッド１１１と電気的に接続されている。ひいては、基体１１０の基板部１１０ａに設けられている実装端子１１２のいずれか二つと電気的に接続されている。

このようにして構成された水晶デバイスは、例えば、不図示の回路基板の実装面に基体１１０の下面を対向させて配置され、実装端子１１２が半田などにより回路基板の実装パッド（図示せず）に接合されることによって回路基板に実装される。回路基板には、例えば、発振回路が構成されている。発振回路は、実装端子１１２、搭載パッド１１１、引出部１２３ｂおよび配線部１２３ｃを介して、励振電極部１２３ａに交番電圧を印加して発振信号を生成する。このとき、発振回路は、例えば、水晶片１２１に厚みすべり振動のうち基本波振動を利用する。

（水晶素子の構成）
本実施形態では、水晶素子の構成を実施例１〜実施例３のそれぞれの場合について説明する。図３は、実施例１の水晶素子１２０の斜視図であり、図５は、実施例１の水晶素子１２０の平面図である。図８は、実施例２の水晶素子２２０の平面図である。また、図１０は、実施例３の水晶素子３２０の平面図である。

本実施形態では、水晶素子１２０、２２０、３２０を基体１１０に実装した場合、基体１１０の基板部１１０ａの上面と略平行となっている面を主面とし、水晶素子１２０、２２０．３２０から基体１１０の基板部１１０ａへ向かう向きを下方向、基体１１０の基板部１１０ａから水晶素子１２０、２２０、３２０へ向かう向きを上方向として説明する。

また、本実施形態では、水晶素子１２０、２２０、３２０を基体１１０に実装した場合、基体１１０の基板部１１０ａ側を向く基板部１１０ａの上面と略平行な面を下面とし、基板部１１０ａと反対側を向く基板部１１０ａの上面と略平行な面を上面とする。また、上面および下面を主面とする。

従って、例えば、実施例１の水晶素子１２０では、基板部１１０ａ側を向く水晶素子１２０の面が水晶素子１２０の下面となり、基板部１１０ａ側を向く平板部１２１ａの面が平板部１２１ａの下面となり、基板部１１０ａ側を向く固定部１２１ｃの面が固定部１２１ｃの下面となる。また、基板部１１０ａ側と反対側を向く水晶素子１２０の面が水晶素子１２０の上面となり、基板部１１０ａ側と反対側を向く平板部１２１ａの面が平板部１２１ａの上面となり、基板部１１０ａ側と反対側を向く固定部１２１ｃの面が固定部１２１ｃの下面となる。また、平板部１２１ａの上面と平板部１２１ａの下面とに接している平板部１２１ａの面を平板部１２１ａの側面とし、固定部１２１ｃの上面と固定部１２１ｃの下面とに接している固定部１２１ｃの面を固定部１２１ｃの側面とする。

また、本実施形態では、水晶素子１２０、２２０、３２０を平面視して、平板部１２１ａ、２２１ａ、３２１ａ、中間部１２１ｂ、２２１ｂ、３２１ｂ、固定部１２１ｃ、２２１ｃ、３２１ｃの順番に並んで配置されているが、この平板部１２１ａ、２２１ａ、３２１ａ、中間部１２１ｂ、２２１ｂ、３２１ｂ、固定部１２１ｃ、２２１ｃ、３２１ｃに並ぶ方向を第一方向とし、また、第一方向と垂直な向きを第二方向として説明する。なお、本実施形態では、第一方向は、Ｘ軸と平行となっており、第二方向は、Ｚ´軸と平行なっている。

（実施例１）
図３は、実施例１の水晶素子１２０の斜視図である。図４（ａ）は、実施例１の水晶素子１２０で用いる水晶片１２１の上面を平面視した平面図であり、図４（ｂ）は、実施例１の水晶素子１２０で用いる水晶片１２１の下面を上面側から平面透視した平面図である。図５（ａ）は、実施例１の水晶素子１２０の上面を平面視した平面図であり、図５（ｂ）は、実施例１の水晶素子１２０の下面を上面側から平面透視した平面図である。図６は、図５のＢ部の部分拡大図である。

水晶素子１２０は、平板部１２１ａ、中間部１２１ｂおよび固定部１２１ｃからなる水晶片１２１と、励振電極部１２３ａ、引出部１２３ｂおよび配線部１２３ｃからなる金属パターン１２３と、から構成されている。

水晶片１２１は、略直方体の平板部１２１ａと、平板部１２１ａより上下方向の厚みが厚く略直方体の固定部１２１ｃと、平板部１２１ａと固定部１２１ｃとの間に位置している中間部１２１ｂと、から一体的に構成されている。このとき、水晶片１２１の上面は、基体１１０の基板部１１０ａの上面と略平行となるようになっており、基板部１１０ａと反対側を向く平板部１２１ａの面、基板部１１０ａと反対側を向く中間部１２１ｂの面、および基板部１１０ａと反対側を向く固定部１２１ｃの面が同一平面上に位置している。従って、Ｙ´Ｘ平面で断面視したとき、中間部１２１ｂは、平板部１２１ａから固定部１２１ｃにかけて上下方向に厚みが徐々に厚くなっている。
また、水晶片１２１は、中間部１２１ｂに、上下方向に貫通している貫通孔１２２が形成されている。

平板部１２１ａは、例えば、ＸＺ´平面に平行な一対の主面を有する略薄型直方体であり、その主面は、Ｘ軸に平行な辺およびＺ´軸に平行な辺を有する略矩形である。の平板部１２１ａのＺ´軸に平行な辺であって−Ｘ軸側に位置している辺に沿って中間部１２１ｂが位置している。

また、平板部１２１ａの主面には一対の励振電極部１２３ａが設けられており、この励振電極部１２３ａに交番電圧が印加されると、逆圧電効果および圧電効果により励振電極部１２３ａに挟まれている平板部１２１ａの一部が振動する。この振動には、励振電極部１２３ａに挟まれている部分が特に振動する主振動である厚みすべり振動と、副次的な振動である輪郭振動および屈曲振動と、がある。主振動である厚みすべり振動は、励振電極部１２３ａに挟まれている部分が最も振動し、励振電極部１２３ａに挟まれていない部分にも励振電極部１２３ａの外縁から平板部１２１ａの外縁に向かう向きに振動が伝搬している状態となっている。
副次的な振動の一つである輪郭振動は、水晶片１２１の形状、例えば、平板部１２１ａにおいては平板部１２１ａの輪郭が変形し振動している状態となっている。また、副次的な振動の一つである屈曲振動は、水晶片１２１の形状、例えば、平板部１２１ａにおいては平板部１２１ａのＸ軸に平行な向きまたはＺ´軸に平行な向きで屈曲するように振動している状態となっている。

中間部１２１ｂは、水晶片１２１の上面を平面視したとき、Ｚ´軸に平行な二辺のうち−Ｘ軸方向側に位置している平板部１２１ａの辺に沿って設けられており、Ｘ軸に平行な辺およびＺ´軸に平行な辺を有する略矩形となっている。このとき、水晶片１２１の下面を上面側から平面透視したとき、中間部１２１ｂの四隅のうち平板部１２１ａ側を向く二隅が円弧形状となっている。なお、この円弧形状の円の中心は、平板部１２１ａと中間部１２１ｂとの接している辺よりも−Ｘ軸側に位置している。

このようにすることで、中間部１２１ｂ側の平板部１２１ａの縁部および平板部１２１ａ側の中間部１２１ｂの縁部においての、Ｚ´軸に平行な長さを部分的に変えることができる。また、Ｘ軸に平行な辺の縁部においても、Ｘ軸に平行な中間部１２１ｂの長さおよびＸ軸に平行な平板部１２１ｃの長さを部分的に変えることができる。このため、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動は振動する部分の長さ（例えば、Ｘ軸に平行な長さやＺ´軸に平行な長さ）に依存しているので、長さを部分的に変えることで、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動の振動状態を部分的に変えることが可能となる。
従って、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動のうち主振動である厚みすべり振動と結合しやすい振動状態を低減させることが可能となる。この結果、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動が主振動である厚みすべり振動へ与える影響を低減させることが可能となり、主振動である厚みすべり振動の振動が阻害され等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

また、このように水晶片１２１の下面を上面側から平面透視したとき、中間部１２１ｂの四隅のうち平板部１２１ａ側を向く二隅が円弧形状にすることで、エッチング残差の形状を複雑にすることができるので、中間部１２１ｂと平板部１２１ａとの縁部に確実に金属パターン１２３を形成することが可能となる。この結果、平板部１２１ａに設けられている金属パターン１２３と中間部１２１ｂに設けられている金属パターン１２３とで断線することを低減させることができ、断線等による等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、中間部１２１ｂには、上下方向に貫通している貫通孔１２２が形成されている。このように中間部１２１ｂに貫通孔１２２を形成することで、中間部１２１ｂにおけるＸ軸に平行な長さおよびＺ´軸に平行な長さを部分的に変えることができる。この結果、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動の周波数を分散させることが可能となり、副次的な振動が主振動である厚みすべり振動へ与える影響を低減させることができ、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、中間部１２１ｂに上下方向に貫通する貫通孔１２２を形成することにより、貫通孔１２２内に金属パターン１２３の一部を設けることが可能となる。この結果、水晶片１２１の上面側から水晶片１２１の下面側への導通を確実にすることができ、金属パターン１２３の部分的な断線により等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、貫通孔１２２は、水晶片１２１を平面視して、開口部が略矩形となっており、その四隅が円弧形状となっている。このように開口部の四隅を円弧形状にすることで、貫通孔１２２の開口部に力が集中したとしても分散させることが可能となる。この結果、開口部１２２の開口部の四隅に力が集中し開口部の四隅から破損することを低減させることが可能となる。

また、貫通孔１２２の四隅を円弧形状にすることで、中間部１２１ｂにおけるＸ軸に平行な長さおよびＺ´軸に平行な長さを部分的に変えることができる。前述したように、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動の振動状態は、振動する部分の長さに関係しているので、このようにすることで、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動の振動状態を部分的にかえることができる。この結果、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動ののうち主振動である厚みすべり振動と結合しやすい振動状態を低減させることが可能となり、副次的な振動が主振動である厚みすべり振動へ与える影響を低減させることができ、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、貫通孔１２２の四隅を円弧形状にすることで、貫通孔１２２の内壁面に金属パターン１２３を形成する際に、円弧形状でない場合と比較して、貫通孔１２２の内壁面により確実に金属パターン１２３を形成することが可能となる。このため、水晶片１２１の上面と水晶片１２１の下面との金属パターン１２３での導通を確実に確保することができ、断線または部分的に細くなることによる等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。

固定部１２１ｃは、薄型直方体となっており、その上下方向の厚みが平板部１２１ａの上下方向の厚みより厚くなっている。また、固定部１２１ｃは、水晶片１２１の上面を平面視したとき、Ｚ´軸に平行な二辺のうち−Ｘ軸方向側に位置している中間部１２１ｂの辺に沿って設けられており、Ｘ軸に平行な辺およびＺ´軸に平行な辺を有する略矩形となっている。
このとき、水晶片１２１の下面を上面側から平面透視したとき、固定部１２１ｃの四隅のうち中間部１２１ｂ側を向く二隅が円弧形状となっている。なお、この円弧形状の円の中心は、中間部１２１ｂと固定部１２１ｃとの接している辺よりも−Ｘ軸側に位置している。

このようにすることで、固定部１２１ｃ側の中間部１２１ｂの縁部および中間部１２１ｂ側の固定部１２１ｃの縁部において、Ｚ´軸に平行な長さを部分的に変えることができる。また、Ｘ軸に平行な辺の縁部において、Ｘ軸に平行な中間部１２１ｂの長さおよびＸ軸に平行な固定部１２１ｃの長さを部分的に変えることができる。前述したように、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動の振動状態は、振動する部分の長さに関係しているので、このようにすることで、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動の振動状態を部分的にかえることができる。
この結果、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動のうち主振動である厚みすべり振動と結合しやすい振動状態を低減させることができ、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動が主振動である厚みすべり振動へ与える影響を低減させることが可能となり、主振動である厚みすべり振動の振動が阻害され等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

また、このように中間部１２１ｂ側の固定部１２１ｃの隅部を円弧形状にすることで、エッチング残差の形状を複雑にすることができるので、中間部１２１ｂと固定部１２１ｃとの縁部に確実に金属パターン１２３を形成することが可能となる。この結果、固定部１２１ｃに設けられている金属パターン１２３と中間部１２１ｂに設けられている金属パターン１２３とで断線することを低減させることができ、断線等による等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、固定部１２１ｃは、水晶片１２１を平面視したとき、固定部１２１ｃの四隅のうち中間部１２１ｂと反対側を向く二隅に切欠きが形成されている。

このようにすることで、水晶片１２１を平面視したとき、固定部１２１ｃのＺ´軸に平行な長さを、中間部１２１ｂ側の長さと中間部１２１ｂと反対側の長さとを異なるようにすることができる。前述したように、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動の振動状態は、振動する部分の長さに関係しているので、このようにすることで、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動の振動状態を部分的にかえることができる。
このため、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動ののうち主振動である厚みすべり振動と結合しやすい振動状態を低減させることができ、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動が主振動である厚みすべり振動へ与える影響を低減させることが可能となる。
この結果、主振動である厚みすべり振動の振動が副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動に阻害され、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

また、このように水晶片１２１を平面視したとき、固定部１２１ｃの四隅のうち中間部１２１ｂと反対側を向く二隅に切欠きを形成することで、固定部１２１ｃの側面の面数を増やすことができる。従って、結晶軸（Ｘ軸、Ｙ´軸、Ｚ´軸）との位置関係によってエッチング速度が異なることから、側面の面数を多くすることで、固定部１２１ｃの側面と固定部１２１ｃの上面または固定部１２１ｃの下面とがなす角度の範囲を広くすることができる。
このため、固定部１２１ｃの側面と固定部１２１ｃの上面または固定部１２１ｃの下面との縁部において、側面と上面または下面とのなす角度が急峻となり金属パターン１２３が断線することを低減させることができる。この結果、金属パターン１２３の断線による等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、このように水晶片１２１を平面視したとき、固定部１２１ｃの四隅のうち中間部１２１ｂと反対側を向く二隅に切欠きを形成することで、水晶片１２１を水晶ウエハ状で形成する際に、隣接する水晶片１２１の平板部１２１ａ間の距離と比較して、隣接する水晶片１２１の固定部１２１ｃ間の距離を長くすることができる。このため、隣接する水晶片１２１が固定部１２１ｃの側面に金属パターン１２３を設ける際に影となり固定部１２１ｃの側面に金属パターン１２３が設けることができなくなることを低減させることができる。
従って、このようにすることで、固定部１２１ｃの側面に確実に金属パターン１２３を設けることができ、断線による等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

また、このとき、水晶片１２１を平面視して、切欠きは、略矩形となっており、Ｚ´軸に平行な辺のうち＋Ｘ軸側に位置している切欠きの辺は、円弧形状になっている。

このようにすることで、水晶片１２１を平面視したとき、固定部１２１ｃのＺ´軸に平行な長さを、部分的に異なるようにすることができる。また、固定部１２１ｃのＸ軸に平行な長さを、部分的に異なるようにすることができる。前述したように、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動の振動状態は、振動する部分の長さに関係しているので、このようにすることで、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動の振動状態を部分的にかえることができる。
このため、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動のうち主振動である厚みすべり振動と結合しやすい振動状態を低減させることができ、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動が主振動である厚みすべり振動へ与える影響を低減させることが可能となる。この結果、主振動である厚みすべり振動の振動が副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動に阻害され、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

また、このように切欠きの辺を円弧形状にすることで、切欠き部が形成されている固定部１２１ｃの側面の面数を増やすことができる。従って、結晶軸（Ｘ軸、Ｙ´軸、Ｚ´軸）との位置関係によってエッチング速度が異なることから、側面の面数を多くすることで、固定部１２１ｃの側面と固定部１２１ｃの上面または固定部１２１ｃの下面とがなす角度の範囲を広くすることができる。
このため、固定部１２１ｃの側面と固定部１２１ｃの上面または固定部１２１ｃの下面との縁部において、側面と上面または下面とのなす角度が急峻となり金属パターン１２３が断線することを低減させることができる。
この結果、金属パターン１２３の断線による等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。

このような水晶片１２１に設けられている金属パターン１２３は、水晶素子１２０の外部から電圧を印加するためのものである。金属パターン１２３は、一層となっていてもよいし、複数の金属層が積層されていてもよい。金属パターン１２３は、特に図示しないが、例えば、第一金属層と、第一金属層上に積層されている第二金属層とからなる。第一金属層は、水晶と密着性のよい金属が用いられ、例えば、ニッケル、クロム、ニクロムまたはチタンのいずれか一つが用いられる。第一金属層に水晶と密着性のよい金属を用いることで、水晶と密着しにくい金属を第二金属層に用いることができる。
第二金属層は、金属材料の中で電気的抵抗率が低く、安定した材料が用いられ、例えば、金、金を含む合金、銀または銀を含む合金のいずれか一つが用いられる。電気抵抗率が比較的低い材料を用いることで、金属パターン１２３自身の抵抗率を小さくすることができ、この結果、水晶素子１２０の等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。また、安定した金属材料を用いることで、水晶素子１２０が存在する周囲の空気と反応し金属パターン１２３の重さが変化し水晶素子１２０の周波数が変化することを低減させることができる。

励振電極部１２３ａは、平板部１２１ａに電圧を印加するためのものである。励振電極部１２３ａは、一対となっている。また、励振電極部１２３ａは、水晶素子１２０を平面して、略矩形形状となっている。励振電極部１２３ａは、水晶素子１２０を平面視して、例えば、励振電極部１２３ａの中心（具体的には、励振電極部１２３ａの対角線の交点）が平板部１２１ａの中心（具体的には、平板部１２１ａの対角線の交点）と比較すると、中間部１２１ｂより離れた位置に設けられている。
このようにすることで、励振電極部１２３ａに電圧が印加され励振電極部１２３ａに挟まれている平板部１２１ａの一部が振動するとき、励振電極部１２３ａに挟まれている部分から平板部１２１ａの縁部まで振動が伝搬し、平板部１２１ａの縁部まで伝搬した振動が中間部１２１ｂで反射した場合であっても、この中間部１２１ｂで反射された振動が励振電極部１２３ａで挟まれている振動を阻害する量を低減させることが可能となる。この結果、水晶素子１２０の等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

引出部１２３ｂは、水晶素子１２０を水晶デバイスとして用いる場合、基体１１０に実装するためのものであり、基体１１０の基板部１１０ａの上面に設けられている搭載パッド１１１と導電性接着剤１４０によって電気的に接着される。引出部１２３ｂは、一対となっており、基板部１１０ａの搭載パッド１１１と対向する位置であって、固定部１２１の下面にＺ´軸に平行な向きに二つ並んで設けられている。

配線部１２３ｃは、励振電極部１２３ａと引出部１２３ｂとを電気的に接続させるためのものであり、水晶片１２１の表面に設けられている。

Ｘ軸およびＹ´軸に平行な水晶素子１２０の側面を視た場合、この面に金属パターン１２３の一部が設けられている。このとき、金属パターン１２３は、水晶片１２１の平板部１２１ａ、中間部１２１ｂおよび固定部１２１ｃに跨るように形成されている。

このようにすることで、水晶片１２１の上面側の金属パターン１２３と水晶片１２１の下面側の金属パターン１２３とに接続している部分をより多くすることで、水晶片１２１の上面側に設けられている金属パターン１２３と水晶片１２１の下面側の金属パターン１２３とを確実に導通させることができる。このため、金属パターン１２３の断線による等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

また、このように、Ｘ軸およびＹ´軸に平行な水晶片１２１の側面であって、平板部１２１ａ、中間部１２１ｂおよび固定部１２１ｃに跨るように金属パターン１２３の一部を設けることで、この金属パターン１２３が錘の役割を果たすこととなり、平板部１２１ａ、中間部１２１ｂおよび固定部１２１ｃにおいて、Ｚ´軸に平行な向きで生じる屈曲振動および輪郭振動を抑制させることができる。
この結果、副次的な屈曲振動および輪郭振動を抑制させることができるので、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動が主振動である厚みすべり振動へ与える影響を低減させることが可能となり、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動により等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

また、水晶素子１２０の下面を上面側から平面透視したとき、平板部１２１ａに設けられている金属パターン１２３は、Ｚ´軸に平行な長さが部分的に異なっている。本実施形態では、例えば、中間部１２１ｂ側の平板部１２１ａの辺に沿って設けられている金属パターン１２３のＺ´軸に平行な長さと、励振電極部１２３ａと配線部１２３ｃとの境界部分の配線部１２３ｃのＺ´軸に平行な長さとは、異なっている。

このようにすることで、平板部１２１ａと中間部１２１ｂとの段差において、Ｚ´軸に平行な金属パターン１２３の長さを広くすることができるので、平板部１２１ａと中間部１２１ｂとで段差があることによる断線を低減させることができる。また、励振電極部１２３ａ側の配線部１２３ｃのＺ´軸に平行な長さを中間部１２１ｂ側の配線部１２３ｃのＺ´軸に平行な長さより短くすることで、上述した断線を低減させつつも、配線部１２３ｃを設けたことによる主振動である厚みすべり振動への振動阻害を低減させている。

また、平板部１２１ａの中間部１２１ｂ側の端部に、金属パターン１２３の一部が設けられている状態となっているため、平板部１２１ａの中間部１２１ｂ側の端部での屈曲振動を低減させることが可能となっている。この結果、副次的な屈曲振動による等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

平板部１２１ａに設けられている金属パターン１２３のうち、Ｚ´軸に平行な長さが部分的に長くなっている金属パターン１２３の一部のＸ軸に平行な長さは、平板部１２１ａのＸ軸に平行な長さの０．０５倍以上かつ０．１倍以下となっている。この長さが平板部１２１ａのＸ軸に平行な長さの０．０５倍より小さい場合には、中間部１２１ｂと平板部１２１ａとの段差においてＺ´軸に平行な金属パターン１２３の長さが短くなってしまい、部分的に断線し等価直列抵抗値が大きくなってしまう虞がある。
平板部１２１ａのＸ軸に平行な長さの０．１倍より大きい場合には、中間部１２１ａ側の平板部１２１ａに設けられている金属パターン１２３（部分的に太い金属パターン１２３の部分）によって、励振電極部１２３ａに近くなってしまい主振動である厚みすべり振動が阻害され等価直列抵抗値が大きくなってしまう虞がある。つまり、平板部１２１ａに設けられている配線部１２３ｃのうちＺ´軸に平行な長さが部分的に太くなっている部分のＸ軸に平行な長さは、平板部１２１ａのＸ軸に平行な長さの０．０５倍以上でかつ０．１倍以下の長さとすることで、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させている。

また、平板部１２１ａに設けられている配線部１２３ｃのうちＺ´軸に平行な長さが部分的に長い部分の長さは、中間部１２１ｂに設けられている金属パターン１２３のＺ´軸に平行な長さとほぼ同じとなっており、かつ、固定部１２１ｃに設けられている金属パターン１２３のＺ´軸に平行な長さとほぼ同じとなっている。つまり、水晶素子１２０の下面を上面側から平面透視したとき、金属パターン１２３は、固定部１２１ｃ、中間部１２１ｂおよび平板部１２１ａに跨って設けられている。

このようにすることで、固定部１２１ｃと中間部１２１ｂとの段差、および、中間部１２１ｂと平板部１２１ａとの段差において、金属パターン１２３が断線することを低減させることができる。この結果、それぞれの段差において金属パターン１２３の一部が断線し、透過直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、このようにすることで、中間部１２１ｂおよび中間部１２１ｂ側の平板部１２１ａの端部に金属パターン１２３を設けることとなるので、この金属パターン１２３が錘の役割を果たすこととなり、中間部１２１ｂおよび中間部１２１ｂ側の平板部１２１ａの端部において副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動を低減させることが可能となる。この結果、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動が主振動である厚みすべり振動を阻害することを低減させることができ、主振動である厚みすべり振動が阻害されることで等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。

前述したように、水晶素子１２０の下面を上面側から平面透視したとき、金属パターン１２３は、固定部１２１ｃのＺ´軸に平行な長さと中間部１２１ｂのＺ´軸に平行な長さと平板部１２１ａのＺ´軸に平行な長さとがほぼ同じとなるように、固定部１２１ｃ、中間部１２１ｂ、平板部１２１ａに跨って設けられている。

このようにすることで、水晶片１２１の上面側と水晶片１２１の下面側とで金属パターン１２３を設けることが可能となる。従って、水晶片１２１の上面側に設けられている金属パターン１２３と水晶片１２１の下面側で設けられている金属パターン１２３とが断線することを低減させることが可能となる。この結果、金属パターン１２３の断線による等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

また、このように貫通孔１２２の内壁面に金属パターン１２３を設けることで、この内壁面に設けられた金属パターン１２３が錘の役割を果たし、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動を低減させることが可能となる。この結果、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動が、主振動である厚みすべり振動を阻害することを低減させることができ、主振動ある厚みすべり振動が阻害されることにより等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。

別の観点では、水晶素子１２０の下面を上面側から平面透視したとき、貫通孔１２２の開口部から隣接する水晶片１２１のＸ軸に平行な辺までの最短距離は、中間部１２１ｂに設けられている金属パターン１２３のＺ´軸に平行な長さよりも短くなっているといえる。このとき、中間部１２１ｂに設けられている金属パターン１２３のＺ´軸に平行な長さと貫通孔１２２の開口部から隣接する水晶片１２１のＸ軸に平行な辺までの最短距離との差は、貫通孔１２２の開口部のＺ´軸に平行な長さの０．１倍以上０．４倍以下となっている。
この差が、貫通孔１２２の開口部のＺ´軸に平行な長さが０．１倍よりも小さい場合、貫通孔１２２の四隅が円弧形状となっているため形状が複雑となっている箇所にのみ設けられることとなり、内壁面に設けられる金属パターン１２３が断線してしまう虞がある。差が０．４倍よりも大きい場合には、隣接する金属パターン１２３との距離が近くなるため、隣接する金属パターン１２３と短絡してしまう虞がある。従って、貫通孔１２２の内壁面に設けられている金属パターン１２３のＺ´軸に平行な長さは、貫通孔１２２の開口部のＺ´軸に平行な長さの０．１倍以上かつ０．４倍以下とすることで、貫通孔１２２の内壁面での断線を低下させつつ隣接する金属パターン１２３との短絡を低減させている。

このような水晶素子１２０は、略直方体形状で平板状の平板部１２１ａ、平板部１２１ａより上下方向の厚みが厚い略直方体形状の固定部１２１ｃ、および、平板部１２１ａと固定部１２１ｃとの間に位置し、平板部１２１ａから固定部１２１ｃにかけて上下方向の厚みが徐々に厚くなっている中間部１２１ｂからなる水晶片１２１と、平板部１２１ａの両主面に設けられている励振電極部１２３ａ、固定部１２１ｃの下面に設けられている引出部１２３ｂ、および、一端が励振電極部１２３ａに接続され他端が引出部１２３ｂに接続されている配線部１２３ｃからなる金属パターン１２３と、を備えている水晶素子１２０であって、中間部１２１ｂに上下方向に貫通している貫通孔１２２が形成されており、金属パターン１２３の一部が水晶片１２１の側面および固定部１２１ｃに形成されている貫通孔１２２の内壁面に設けられている。

別の観点では、Ｘ軸およびＹ´軸に平行な水晶素子１２０の側面を視た場合、この面に金属パターン１２３の一部が設けられている。このとき、金属パターン１２３は、水晶片１２１の平板部１２１ａ、中間部１２１ｂおよび固定部１２１ｃに跨るように形成されているといえる。

このようにすることで、水晶片１２１の上面側の金属パターン１２３と水晶片１２１の下面側の金属パターン１２３とに接続している部分をより多くすることで、水晶片１２１の上面側に設けられている金属パターン１２３と水晶片１２１の下面側の金属パターン１２３とを確実に導通させることができる。このため、金属パターン１２３の断線による等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

また、このように、Ｘ軸およびＹ´軸に平行な水晶片１２１の側面であって、平板部１２１ａ、中間部１２１ｂおよび固定部１２１ｃに跨るように金属パターン１２３の一部を設けることで、この金属パターン１２３が錘の役割を果たすこととなり、平板部１２１ａ、中間部１２１ｂおよび固定部１２１ｃにおいて、Ｚ´軸に平行な向きで生じる屈曲振動および輪郭振動を抑制させることができる。この結果、副次的な屈曲振動および輪郭振動を抑制させることができるので、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動が主振動である厚みすべり振動へ与える影響を低減させることが可能となり、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動により等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

また、このような水晶素子１２０は、水晶片１２１の下面を平面視したとき、平板部１２１ａの上面と固定部１２１ｃの上面とが同一平面上に位置しており、平板部１２１ａ側を向く中間部１２１ｂの角部が円弧形状となっている。

このようにすることで、中間部１２１ｂ側の平板部１２１ａの縁部および平板部１２１ａ側の中間部１２１ｂの縁部においての、Ｚ´軸に平行な長さを部分的に変えることができる。また、Ｘ軸に平行な辺の縁部においても、Ｘ軸に平行な中間部１２１ｂの長さおよびＸ軸に平行な平板部１２１ｃの長さを部分的に変えることができる。このため、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動は振動する部分の長さ（例えば、Ｘ軸に平行な長さやＺ´軸に平行な長さ）に依存しているので、長さを部分的に変えることで、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動の振動状態を部分的にかえることできる。この結果、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動のうち主振動である厚みすべり振動と結合しやすい振動状態を低減させることができ、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動が主振動である厚みすべり振動へ与える影響を低減させることが可能となり、主振動である厚みすべり振動の振動が阻害され等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

また、このように水晶片１２１の下面を上面側から平面透視したとき、中間部１２１ｂの四隅のうち平板部１２１ａ側を向く二隅が円弧形状にすることで、エッチング残差の形状を複雑にすることができるので、中間部１２１ｂと平板部１２１ａとの縁部に確実に金属パターン１２３を形成することが可能となる。この結果、平板部１２１ａに設けられている金属パターン１２３と中間部１２１ｂに設けられている金属パターン１２３とで断線することを低減させることができ、断線等による等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、このような水晶素子１２０は、水晶片１２１を平面視したとき、平板部１２１ａの上面と固定部１２１ｂの上面とが同一平面上に位置した状態で、平板部１２１ａ、中間部１２１ｂ、固定部１２１ｃの順に並んで配置されており、平板部１２１ａと反対側を向く固定部１２１ｃに切欠きを形成する。

別の観点では、略直方体形状で平板状の平板部１２１ａ、平板部１２１ａよりも上下方向の厚みが厚い略直方体形状の固定部１２１ｃ、および、平板部１２１ａと固定部１２１ｃとの間に位置し、平板部１２１ａから固定部１２１ｃにかけて上下方向の厚みが徐々に厚くなっている中間部１２１ｂからなる水晶片１２１と、平板部１２１ａに設けられている励振電極部１２３ａ、固定部１２１ｃの下面に設けられている引出部１２３ｂ、および、一端が励振電極部１２３ａに接続され他端が引出部１２３ｂに接続されている配線部１２３ｃからなる金属パターン１２３と、を有している水晶素子１２０であって、水晶素子１２０を平面視して、固定部１２１ｃ、中間部１２１ｂ、平板部１２１ａが順に並んでいる方向を第一方向（Ｘ軸方向）とし、第一方向（Ｘ軸方向）と直角な方向を第二方向（Ｚ´軸方向）としたとき、中間部１２１ｂの第二方向（Ｚ´軸方向）の長さが、固定部１２１ｃの第二方向（Ｚ´軸方向）の長さよりも長くなっているといえる。

このようにすることで、水晶片１２１を平面視したとき、固定部１２１ｃのＺ´軸に平行な長さを、中間部１２１ｂ側の長さと中間部１２１ｂと反対側の長さとを異なるようにすることができる。前述したように、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動の振動状態は、振動する部分の長さに関係しているので、このようにすることで、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動の振動状態を部分的にかえることができる。このため、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動のうち主振動である厚みすべり振動と結合しやすい振動状態を低減させることができ、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動が主振動である厚みすべり振動へ与える影響を低減させることが可能となる。この結果、主振動である厚みすべり振動の振動が副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動に阻害され、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

また、このように水晶片１２１を平面視したとき、固定部１２１ｃの四隅のうち中間部１２１ｂと反対側を向く二隅に切欠きを形成することで、固定部１２１ｃの側面の面数を増やすことができる。従って、結晶軸（Ｘ軸、Ｙ´軸、Ｚ´軸）との位置関係によってエッチング速度が異なることから、側面の面数を多くすることで、固定部１２１ｃの側面と固定部１２１ｃの上面または固定部１２１ｃの下面とがなす角度の範囲を広くすることができる。このため、固定部１２１ｃの側面と固定部１２１ｃの上面または固定部１２１ｃの下面との縁部において、側面と上面または下面とのなす角度が急峻となり金属パターン１２３が断線することを低減させることができる。この結果、金属パターン１２３の断線による等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、このように水晶片１２１を平面視したとき、固定部１２１ｃの四隅のうち中間部１２１ｂと反対側を向く二隅に切欠きを形成することで、水晶片１２１を水晶ウエハ状で形成する際に、隣接する水晶片１２１の平板部１２１ａ間の距離と比較して、隣接する水晶片１２１の固定部１２１ｃ間の距離を長くすることができる。このため、隣接する水晶片１２１が固定部１２１ｃの側面に金属パターン１２３を設ける際に影となり固定部１２１ｃの側面に金属パターン１２３が設けることができなくなることを低減させることができる。従って、このようにすることで、固定部１２１ｃの側面に確実に金属パターン１２３を設けることができ、断線による等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

また、このような水晶素子１２０は、水晶素子１２０を平面視して、固定部１２１ｃの第二方向（Ｚ´軸方向）の長さが、中間部１２１ｂ側の固定部１２１ｃの縁部においてに長くなっておりＲ面取りされたような形状となっている。

このようにすることで、水晶片１２１を平面視したとき、固定部１２１ｃのＺ´軸に平行な長さを、部分的に異なるようにすることができる。また、固定部１２１ｃのＸ軸に平行な長さを、部分的に異なるようにすることができる。前述したように、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動の振動状態は、振動する部分の長さに関係しているので、このようにすることで、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動の振動状態を部分的にかえることができる。このため、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動ののうち主振動である厚みすべり振動と結合しやすい振動状態を低減させることができ、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動が主振動である厚みすべり振動へ与える影響を低減させることが可能となる。
この結果、主振動である厚みすべり振動の振動が副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動に阻害され、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

また、このように切欠きの辺を円弧形状にすることで、切欠き部が形成されている固定部１２１ｃの側面の面数を増やすことができる。従って、結晶軸（Ｘ軸、Ｙ´軸、Ｚ´軸）との位置関係によってエッチング速度が異なることから、側面の面数を多くすることで、固定部１２１ｃの側面と固定部１２１ｃの上面または固定部１２１ｃの下面とがなす角度の範囲を広くすることができる。このため、固定部１２１ｃの側面と固定部１２１ｃの上面または固定部１２１ｃの下面との縁部において、側面と上面または下面とのなす角度が急峻となり金属パターン１２３が断線することを低減させることができる。この結果、金属パターン１２３の断線による等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、このような水晶素子１２０は、中間部１２１ｂに上下方向に貫通している貫通孔１２２が形成されている。

このように中間部１２１ｂに貫通孔１２２を形成することで、中間部１２１ｂにおけるＸ軸に平行な長さおよびＺ´軸に平行な長さを部分的に変えることができる。前述したように、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動の振動状態は、振動する部分の長さに関係しているので、このようにすることで、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動の振動状態を部分的にかえることができる。この結果、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動ののうち主振動である厚みすべり振動と結合しやすい振動状態を低減させることが可能となり、副次的な振動が主振動である厚みすべり振動へ与える影響を低減させることができ、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、中間部１２１ｂに上下方向に貫通する貫通孔１２２を形成することにより、貫通孔１２２内に金属パターン１２３の一部を設けることが可能となる。この結果、水晶片１２１の上面側から水晶片１２１の下面側への導通を確実にすることができ、金属パターン１２３の部分的な断線により等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、このような水晶素子１２０は、金属パターン１２３の一部が、貫通孔１２２の内壁面に設けられている。

このようにすることで、水晶片１２１の上面側と水晶片１２１の下面側とで金属パターン１２３を設けることが可能となる。従って、水晶片１２１の上面側に設けられている金属パターン１２３と水晶片１２１の下面側で設けられている金属パターン１２３とが断線することを低減させることが可能となる。この結果、金属パターン１２３の断線による等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

また、このように貫通孔１２２の内壁面に金属パターン１２３を設けることで、この内壁面に設けられた金属パターン１２３が錘の役割を果たし、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動を低減させることが可能となる。この結果、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動が、主振動である厚みすべり振動を阻害することを低減させることができ、主振動ある厚みすべり振動が阻害されることにより等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、このような水晶素子１２０は、水晶素子１２０の（Ｘ軸およびＹ´軸に平行な）側面を平面視したとき、前述したように金属パターン１２３の一部が、平板部１２１ａ、中間部１２１ｂおよび固定部１２１ｃに跨るようにように設けられている。つまり、金属パターン１２３の一部が、固定部１２１ｃの側面および中間部１２１ｂの側面に設けられているといえる。

従って、このように、固定部１２１ｃの（Ｘ軸およびＹ´軸に平行な）側面おより中間部１２１ｂの（Ｘ軸およびＹ´軸に平行な）側面に金属パターン１２３の一部を設けることで、この金属パターン１２３が錘の役割を果たすこととなり、固定部１２１ｃおよび中間部１２１ｂにおいて、Ｚ´軸に平行な向きで生じる屈曲振動おより輪郭振動を抑制することができる。この結果、副次的な振動である屈曲振動おより輪郭振動が主振動である厚みすべり振動へ与える影響を低減させることが可能となり、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動により等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

（実施例２）
次に、本実施形態の実施例２に係る水晶素子２２０について説明する。なお、本実施形態の実施例２における水晶素子２２０のうち上述した水晶素子２２０と同様の部分については、同一の符合を付して適宜説明する。図７（ａ）は、実施例２の水晶素子２２０で用いる水晶片２２１の上面を平面視した平面図であり、図７（ｂ）は、実施例２の水晶素子２２０で用いる水晶片２２１の下面を上面側から平面透視した平面図である。図８（ａ）は、実施例２の水晶素子２２０の上面を平面視した平面図であり、図８（ｂ）は、実施例２の水晶素子２２０の下面を上面側から平面透視した平面図である。

本実施形態の実施例２に係る水晶素子２２０は、水晶素子２２０を平面視して、Ｚ´軸に平行な中間部２２１ｂの長さが、Ｚ´軸に平行な固定部２２１ｃの長さと比較して短くなっている点で実施例１と異なる。

実施例２に係る水晶素子２２０は、断面視して片持ち梁形状となっている水晶片２２１と、水晶片２２１に設けられている金属パターン２２３とから構成されている。

水晶片２２１は、略直方体形状の平板部２２１ａ、平板部２２１ａより上下方向の厚みが厚い略直方体形状の固定部２２１ｃ、おより、平板部２２１ａと固定部２２１ｃとの間に位置し、平板部２２１ａから固定部２２１ｃにかけて上下方向の厚みが徐々に厚くなっている中間部２２１ｂから構成されている。また、水晶片２２１の中間部２２１ｂには、上下方向に貫通している貫通孔２２２が形成されている。

ここで、水晶片２２１を平面視して、水晶片２２１の固定部２２１ｃ、中間部２２１ｂ、平板部２２１ａが並んでいる方向を第一方向とし、この第一方向と直交する方向を第二方向とする。なお、第一方向は、水晶のＸ軸と平行となっており、第二方向は、Ｚ´軸と平行となっている。

水晶片１２１の下面を上面側から平面透視したとき、Ｘ軸に直角な方向における中間部２２１ｂの長さは、Ｘ軸に直角な方向における平板部２２１ａの長さとほぼ同じとなっており、Ｘ軸に直角な方向における固定部２２１ｃのＺ´軸に平行な長さよりも短くなっている。

このようにすることで、Ｚ´軸に平行な向きで生じる副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動の振動状態を中間部２２１ｂと固定部２２１ｃとで異なるようにすることができるので、副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動のうち主振動である厚みすべり振動と結合しやすい振動状態を低減させることが可能となり、副次的な振動である屈曲振動おより輪郭振動が主振動である厚みすべり振動へ与える影響を低減させることが可能となる。この結果、主振動である厚みすべり振動の振動が副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動に阻害され、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

また、このようにすることで、水晶片２２１を平面視したとき、固定部２２１ｃと中間部２２１ｂとの境界における側面の面数を増やすことができる。従って、結晶軸（Ｘ軸、Ｙ´軸、Ｚ´軸）との位置関係によってエッチング速度が異なることから、側面の面数を多くすることで、固定部２２１ｃの側面と固定部２２１ｃの上面または固定部２２１ｃの下面とがなす角度の範囲を広くすることができる。このため、固定部２２１ｃの側面と固定部２２１ｃの上面または固定部２２１ｃの下面との縁部において、側面と上面または下面とのなす角度が急峻となり金属パターン２２３が断線することを低減させることができる。この結果、金属パターン１２３の断線による等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、このようにすることで、水晶片２２１を水晶ウエハ状で形成する際に、隣接する水晶片２２１の平板部２２１ａ間の距離と比較して、隣接する水晶片２２１の固定部１２１ｃ間の距離を長くすることができる。このため、隣接する水晶片２２１が固定部２２１ｃの側面に金属パターン２２３を設ける際に影となり固定部２２１ｃの側面に金属パターン２２３が設けることができなくなることを低減させることができる。従って、このようにすることで、固定部２２１ｃの側面に確実に金属パターン２２３を設けることができ、断線による等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

従って、このような水晶素子２２０は、平板部２２１ａの上面と固定部２２１ｃの上面とが同一平面上に位置した状態で、平板部２２１ａ、中間部２２１ｂ、固定部２２１ｃの順に並んで配置されており、水晶片２２１を平面視して、平板部２２１ａ、中間部２２１ｂ、固定部２２１ｃが並んでいる方向に対して直角な方向において、中間部２２１ｂの長さが固定部２２１ｃの長さよりも長くなっている。このため、上述したように等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

（実施例３）
本実施形態の実施例３に係る水晶素子３２０について説明する。なお、本実施形態の実施例における水晶素子３２０のうち上述した水晶素子２２０と同様の部分については、同一の符合を付して適宜説明する。図９（ａ）は、実施例３の水晶素子３２０で用いる水晶片３２１の上面を平面視した平面図であり、図９（ｂ）は、実施例３の水晶素子３２０で用いる水晶片３２１の下面を上面側から平面透視した平面図である。図１０（ａ）は、実施例３の水晶素子３２０の上面の平面図であり、図１０（ｂ）は、実施例３の水晶素子３２０の下面を上面側から平面透視した平面図である。

本実施形態の実施例３に係る水晶素子３２０は、水晶素子３２０を平面視して、Ｚ´軸に平行な中間部３２１ｂのＺ´軸に平行な長さが、Ｚ´軸に平行な固定部２１２ｃの長さより短く、かつ、Ｚ´軸に平行な平板部３２１ａの長さよりも短くなっている点で実施例２と異なる。

実施例３に係る水晶素子３２０は、断面視して片持ち梁形状となっている水晶片３２１と、水晶片３２１に設けられている金属パターン３２３とから構成されている。

水晶片３２１は、略直方体形状の平板部３２１ａ、平板部３２１ａより上下方向の厚みが厚い略直方体形状の固定部３２１ｃ、および、平板部３２１ａと固定部３２１ｃとの間に位置し、平板部３２１ａから固定部３２１ｃにかけて上下方向の厚みが徐々に厚くなっている中間部３２１ｂから構成されている。また、水晶片３２１の中間部３２１ｂには、上下方向に貫通している貫通孔３２２が形成されている。

ここで、水晶片３２１を平面視して、水晶片３２１の固定部３２１ｃ、中間部３２１ｂ、平板部３２１ａが並んでいる方向を第一方向とし、この第一方向と直交する方向を第二方向とする。なお、第一方向は、水晶のＸ軸と平行となっており、第二方向は、Ｚ´軸と平行となっている。

水晶片３２１の下面を上面側から平面透視したとき、中間部３２１ｂのＺ´軸に平行な長さは、平板部３２１ａのＺ´軸に平行な長さより短くなっており、かつ、固定部３２１ｃのＺ´軸に平行な長さよりも短くなっている。

このようにすることで、Ｚ´軸に平行な向きで生じる副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動の振動状態を、平板部３２１ａ、中間部３２１ｂおよび固定部３２１ｃにおいて異なるようにすることができる。また、Ｚ´軸に平行な中間部３２１ｂの長さをＺ´軸に平行な平板部３２１ａの長さと比較して長くすることで、平板部３２１ａがＺ´軸に平行に屈曲することを抑制させることが可能となる。従って、このようにすることで、平板部３２１ａで生じる副次的な振動である屈曲振動および輪郭振動を抑制することができ、結果、平板部３２１ａでの主振動である厚みすべり振動に副軸的な振動である屈曲振動および輪郭振動が阻害することを低減し、主振動である厚みすべり振動が阻害されることによる等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

また、このようにすることで、水晶片３２１を平面視したとき、水晶片３２１の側面の面数を増やすことができる。従って、結晶軸（Ｘ軸、Ｙ´軸、Ｚ´軸）との位置関係によってエッチング速度が異なることから、側面の面数を多くすることで、固定部３２１ｃの側面と固定部３２１ｃの主面とがなす角度、中間部３２１ｂの側面と中間部３２１ｂの上面とがなす角度、または、平板部３２１ａの側面と平板部３２１ａの主面とがなす角度の範囲を広くすることができる。このため、水晶片３２１の主面と水晶片３２１の側面とのなす角度が急峻となり金属パターン３２３が断線することを低減させることができ、断線による等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。

また、このようにすることで、水晶片３２１を水晶ウエハ状で形成する際に、隣接する水晶片３２１の平板部３２１ａ間の距離、および、隣接する水晶片３２１の固定部３２１ｃ間の距離を、隣接する水晶片３２１の中間部３２１ｂ間の距離よりも長くすることができる。このため、固定部３２１ｃの側面および平板部３２１ａの側面に確実に金属パターン３２３を形成することができ、断線による等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

従って、このような水晶素子３２０は、水晶片３２１を平面視して、平板部３２１ａ、中間部３２１ｂ、固定部３２１ｃが並んでいる方向に対して直角な方向において、中間部３２１ｂの長さが平板部３２１ａの長さよりも長くなっている。言い換えると、実施例３に係る水晶素子３２０は、中間部３２１ｂの第二方向（Ｚ´軸方向）の長さが、平板部３２１ａの第二方向（Ｚ´軸方向）の長さよりも長くなっている。このため、上述したように等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。

このように実施例１〜実施例３に示したような水晶素子を水晶デバイスに用いることで、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させた水晶デバイスを得ることができる。

（水晶素子の製造方法）
水晶素子の製造方法について説明する。なお、本実施形態では、実施例１に示した水晶素子１２０を製造する場合いついて説明する。図１１は、実施例１に示した水晶素子１２０を製造する場合のフローを示したフロー図である。

水晶素子の製造方法は、水晶ウエハ用意工程、水晶ウエハエッチング工程、金属パターン形成工程、および個片化工程を含んでいる。

水晶ウエハ用意工程は、水晶素子１２０の固定部１２１ｃと上下方向の厚みが同じ水晶ウエハを用意する工程である。水晶ウエハは、互いに直交しているＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有しており、その上下方向の厚みは、固定部１２１ｃの上下方向の厚みと同じとなっている。

水晶ウエハエッチング工程は、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて、水晶片１２１となる部分を形成するように水晶ウエハをエッチングする工程である。水晶ウエハエッチング工程では、まず、水晶ウエハの両主面に耐食金属膜が形成され、この耐食金属膜上に感光性レジストが塗布される。次に、この感光性レジストが塗布された水晶ウエハを所定のパターンに現像、露光し、で耐食用金属膜の一部が露出させる。そして、露出している耐食用金属膜を剥離させ、水晶ウエハの一部を露出させる。このとき、例えば、水晶ウエハの一方の主面を平面視すると、水晶片１２１の上面となる部分は露出しておらず、水晶ウエハの他方の主面を平面視すると、振動部１２１ａおよび中間部１２１ｂとなる部分は水晶ウエハが露出した状態となっている。その後、平板部１２１ａとなる部分が所定の厚みとなるまでエッチングし、感光性レジストおよび耐食用金属膜を剥離させる。

金属パターン形成工程は、形成された水晶片１２１となる部分に所定の金属パターン１２３を形成する工程である。金属パターン形成工程では、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いられる。フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いる場合には、水晶片１２１となる部分が複数形成されている水晶ウエハの両主面に金属パターン１２３となる金属膜が形成される。このとき、金属膜は、例えば、蒸着技術またはスパッタリング技術が用いられる。その後、金属膜上に感光性レジストが塗布され、現像、露光され、金属膜の一部が露出される。露出している金属膜を剥離し、感光性レジストを剥離することで、所定の金属パターン１２３が水晶片１２１となる部分に設けられる。また、別の例として、金属パターン形成工程では、スパッタリング技術または蒸着技術が用いられる。

つまり、金属パターン形成工程では、スパッタリング技術または蒸着技術により水晶片の所定の位置に被着させていることとなる。実施例１〜実施例３に記載した水晶素子を製造する場合、水晶片１２１の側面となる部分に確実に金属パターン１２３を形成することができ、生産性を向上させることができる。

個片化工程は、水晶片１２１となる部分を個片化する工程である。

従って、本実施形態に係る水晶素子の製造方法は、固定部１２１ｃと上下方向の厚みが同じ水晶ウエハを用意する水晶ウエハ用意工程と、フォトリソグラウフィー技術およびエッチング技術を用いて、水晶片１２１となる部分を形成するように水晶ウエハをエッチングする水晶ウエハエッチング工程と、形成された水晶片１２１となる部分に所定の金属パターン１２３を形成する金属パターン形成工程と、水晶片１２１となる部分を個片化する個片化工程と、を含んでいる。

このようにすることで、実施例１〜実施例３に係る水晶素子を製造する場合において、水晶片１２１の側面に確実に金属パターン１２３を形成することができる。従って、実施例１〜実施例３に係る水晶素子を製造することにより、従来の水晶素子を製造する場合と比較して水晶片１２１の側面での断線することを低減させることができ、生産性を向上させることができる。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の形態で実施されてよい。

水晶素子を有するデバイスは、水晶振動子に限定されない。例えば、水晶素子に加えて、水晶素子に電圧を印加して発振信号を生成する集積回路素子を有する発振器であってもよい。また、例えば、水晶デバイスは、恒温槽付きであってもよい。例えば、基体は、上面および下面に凹部を有する断面Ｈ型形状であってもよいし、平板状であってもよい。

水晶素子の形状および寸法は、実施形態において例示したものに限定されず、適宜設定されてもよい。励振電極部の形状は、平面視して、略矩形に限定されず、例えば、楕円形状であってもよい。

１１０・・・基体
１１０ａ・・・基板部
１１０ｂ・・・枠部
１１１・・・搭載パッド
１１２・・・実装端子
１２０、２２０、３２０・・・水晶素子
１２１、２２１、３２１・・・水晶片
１２１ａ、２２１ａ、３２１ａ・・・平板部
１２１ｂ、２２１ｂ、３２１ｂ・・・中間部
１２１ｃ、２２１ｃ、３２１ｃ・・・固定部
１２２、２２２、３２２・・・貫通孔
１２３、２２３、３２３・・・金属パターン
１２３ａ、２２３ａ、３２３ａ・・・励振電極部
１２３ｂ、２２３ｂ、３２３ｂ・・・引出部
１２３ｃ、２２３ｃ、３２３ｃ・・・配線部

Claims (6)

1. 略直方体形状で平板状の平板部、前記平板部よりも上下方向の厚みが厚い略直方体形状の固定部、および、前記平板部と前記固定部との間に位置し、前記平板部から前記固定部にかけて上下方向の厚みが徐々に厚くなっている中間部からなる水晶片と、
   前記平板部に設けられている励振電極部、前記固定部の下面に設けられている引出部、および、一端が前記励振電極部に接続され他端が引出部に接続されている配線部からなる金属パターンと、
   を有している水晶素子であって、
   前記水晶素子を平面視して、
   前記固定部、前記中間部、前記平板部が順に並んでいる方向を第一方向とし、
   前記第一方向と直角な方向を第二方向としたとき、
   前記中間部の前記第二方向の長さが、前記固定部の前記第二方向の長さよりも長くなっており、
   前記水晶素子を平面視して、
   前記固定部の前記第二方向の長さが、前記中間部側の前記固定部の縁部において長くなっておりＲ面取りされたような形状となっている
   ことを特徴とする水晶素子。
2. 請求項１に記載の水晶素子であって、
   前記中間部の前記第二方向の長さが、前記平板部の前記第二方向の長さよりも長くなっている
   ことを特徴とする水晶素子。
3. 請求項１または請求項２に記載の水晶素子であって、
   前記金属パターンの一部が、前記固定部の側面および前記中間部の側面に設けられていることを特徴とする水晶素子。
4. 請求項１乃至請求項３に記載の水晶素子であって、
   前記中間部に上下方向に貫通している貫通孔が形成されている
   ことを特徴とする水晶素子。
5. 請求項４に記載の水晶素子であって、
   前記金属パターンの一部が、前記貫通孔の内壁面に設けられている
   ことを特徴とする水晶素子。
6. 請求項１乃至請求項５に記載の水晶素子と、
   前記水晶素子が実装される基体と、
   前記基体と接合される蓋体と、
   を有していることを特徴とする水晶デバイス。
   

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