JP6920078B2 - Crystal elements and crystal devices - Google Patents

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Description

本発明は、水晶素子およびこの水晶素子を有する水晶デバイスに関する。水晶デバイスは、例えば、水晶振動子または水晶発振器である。 The present invention relates to a crystal element and a crystal device having the crystal element. The crystal device is, for example, a crystal oscillator or a crystal oscillator.

水晶素子は、例えば、平面視して、略矩形形状の水晶片と、水晶片に設けられている金属パターンと、から構成されている。水晶片は、例えば、略直方体形状の振動部と振動部の外縁に沿って設けられている振動部より上下方向の厚みが薄い周辺部とを備えている。金属パターンは、振動部の両主面に設けられている励振電極部と、励振電極部から水晶片の端部まで延設されている接続配線部とからなる。このような水晶素子は、金属パターンに交番電圧を印加したとき、水晶片の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片の短辺上に位置している(例えば、特許文献1参照)。 The crystal element is composed of, for example, a crystal piece having a substantially rectangular shape in a plan view and a metal pattern provided on the crystal piece. The crystal piece includes, for example, a substantially rectangular parallelepiped vibrating portion and a peripheral portion that is thinner in the vertical direction than the vibrating portion provided along the outer edge of the vibrating portion. The metal pattern comprises an excitation electrode portion provided on both main surfaces of the vibrating portion and a connection wiring portion extending from the excitation electrode portion to the end portion of the crystal piece. In such a crystal element, when an alternating voltage is applied to a metal pattern, a portion that becomes a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece is located on the short side of the crystal piece (for example). , Patent Document 1).

特願2015−192409Japanese Patent Application 2015-192409

水晶素子の小型化、具体的には、水晶片の長辺の長さが920μm以下のような場合には、水晶片の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動および励振電極部に挟まれている部分から励振電極部に挟まれていない部分へ漏れ伝搬した振動が、主振動である厚みすべり振動に与える影響が大きくなり、電気的特性が低下する虞がある。 Miniaturization of the crystal element, specifically, when the length of the long side of the crystal piece is 920 μm or less, it is sandwiched between the bending vibration and the excitation electrode portion generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece. The vibration that leaks and propagates from the portion where the vibration is present to the portion that is not sandwiched between the excitation electrode portions has a large influence on the thickness sliding vibration, which is the main vibration, and there is a possibility that the electrical characteristics are deteriorated.

本発明では、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させつつ、電気的特性を向上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。 An object of the present invention is to provide a crystal element and a crystal device capable of improving electrical characteristics while reducing an increase in equivalent series resistance value.

本発明における水晶素子は、平面視して略矩形となっており、略直方体の振動部、および、振動部の外縁に沿って設けられている振動部より上下方向の厚みが薄い周辺部を有している水晶片と、振動部の両主面に設けられている励振電極部、および、励振電極部から水晶片の一方の短辺側の縁部まで延設されている接続配線部からなる金属パターンと、を備えている水晶素子であって、
金属パターンに交番電圧を印加したときに、水晶片の長辺に平行な向き生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片の短辺、水晶片の短辺に平行な振動部の辺上に位置しており、水晶片の長辺に平行な向きに生じる屈曲振動の波長をλxとし、水晶片の一方の短辺と水晶片の一方の短辺に隣接している水晶片の短辺に平行な振動部の辺との距離をd1とし、
水晶片の他方の短辺と水晶片の他方の短辺に隣接している水晶片の短辺に平行な振動部の辺との距離をd2とすると、d1=2λx±0.125λxおよびd2=0.5λx±0.125λxを満たしていることを特徴とする。
The crystal element in the present invention has a substantially rectangular shape in a plan view, and has a substantially rectangular parallelepiped vibrating portion and a peripheral portion that is thinner in the vertical direction than the vibrating portion provided along the outer edge of the vibrating portion. It consists of a crystal piece, an excitation electrode part provided on both main surfaces of the vibrating part, and a connection wiring part extending from the excitation electrode part to the edge on one short side of the crystal piece. A crystal element equipped with a metal pattern,
When an alternating voltage is applied to the metal pattern, the part that becomes the node of the bending vibration that occurs in the direction parallel to the long side of the crystal piece is on the short side of the crystal piece and the side of the vibrating part parallel to the short side of the crystal piece. The wavelength of the bending vibration that is located and occurs in a direction parallel to the long side of the crystal piece is λx, and is located on one short side of the crystal piece and the short side of the crystal piece adjacent to one short side of the crystal piece. Let d1 be the distance from the side of the parallel vibrating part.
Assuming that the distance between the other short side of the crystal piece and the side of the vibrating part parallel to the short side of the crystal piece adjacent to the other short side of the crystal piece is d2, d1 = 2λx ± 0.125λx and d2 = It is characterized in that it satisfies 0.5λx ± 0.125λx.

本発明における水晶素子は、平面視して略矩形となっており、略直方体の振動部、および、振動部の外縁に沿って設けられている振動部より上下方向の厚みが薄い周辺部を有している水晶片と、振動部の両主面に設けられている励振電極部、および、励振電極部から水晶片の一方の短辺側の縁部まで延設されている接続配線部からなる金属パターンと、を備えている水晶素子であって、金属パターンに交番電圧を印加したときに、水晶片の長辺に平行な向き生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片の短辺、水晶片の短辺に平行な振動部の辺上に位置しており、水晶片の長辺に平行な向きに生じる屈曲振動の波長をλxとし、水晶片の一方の短辺と水晶片の一方の短辺に隣接している水晶片の短辺に平行な振動部の辺との距離をd1とし、
水晶片の他方の短辺と水晶片の他方の短辺に隣接している水晶片の短辺に平行な振動部の辺との距離をd2とすると、d1=2λx±0.125λxおよびd2=0.5λx±0.125λxを満たしている。このようにすることで、水晶片の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動および励振電極部に挟まれている部分から励振電極部に挟まれていない部分へ漏れ伝搬した振動が、主振動である厚みすべり振動に与える影響を低減させることができ、等価直列抵抗値をより低減させつつ、電気的特性を向上させることが可能となる。
The crystal element in the present invention has a substantially rectangular shape in a plan view, and has a substantially rectangular vibrating portion and a peripheral portion that is thinner in the vertical direction than the vibrating portion provided along the outer edge of the vibrating portion. It consists of a crystal piece, an excitation electrode part provided on both main surfaces of the vibrating part, and a connection wiring part extending from the excitation electrode part to the edge on one short side of the crystal piece. A crystal element equipped with a metal pattern, in which a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece when an alternating voltage is applied to the metal pattern is the short side of the crystal piece. It is located on the side of the vibrating part parallel to the short side of the crystal piece, and the wavelength of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece is λx. Let d1 be the distance from the side of the vibrating part parallel to the short side of the crystal piece adjacent to the short side of
Assuming that the distance between the other short side of the crystal piece and the side of the vibrating part parallel to the short side of the crystal piece adjacent to the other short side of the crystal piece is d2, d1 = 2λx ± 0.125λx and d2 = It satisfies 0.5λx ± 0.125λx. By doing so, the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece and the vibration leaked and propagated from the portion sandwiched between the excitation electrodes to the portion not sandwiched between the excitation electrodes are the main vibrations. It is possible to reduce the influence on a certain thickness sliding vibration, and it is possible to improve the electrical characteristics while further reducing the equivalent series resistance value.

本実施形態に係る水晶デバイスの斜視図である。It is a perspective view of the crystal device which concerns on this embodiment. 図1のA−A断面における断面図である。It is sectional drawing in the AA cross section of FIG. 本実施形態に係る水晶デバイスにおいて蓋体が設けられていない状態での平面図である。It is a top view in the state which the lid body is not provided in the crystal device which concerns on this embodiment. 図3のB部における部分拡大図である。It is a partially enlarged view in part B of FIG. 本実施形態に係る水晶素子の斜視図である。It is a perspective view of the crystal element which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る水晶素子の上面の平面図である。It is a top view of the upper surface of the crystal element which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る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。FIG. 5 is a plan view of the lower surface of the crystal element according to the present embodiment as seen through from the upper surface side. 周波数が24MHzでの、d1と等価直列抵抗値との関係を示したグラフである。It is a graph which showed the relationship between d1 and the equivalent series resistance value at a frequency of 24MHz. 周波数が27.12MHzでの、d1と等価直列抵抗値との関係を示したグラフである。It is a graph which showed the relationship between d1 and the equivalent series resistance value at a frequency of 27.12MHz. 周波数が37.4MHzでの、d1と等価直列抵抗値との関係を示したグラフである。It is a graph which showed the relationship between d1 and the equivalent series resistance value at a frequency of 37.4 MHz. 周波数が24MHzでの、d2と等価直列抵抗値との関係を示したグラフである。It is a graph which showed the relationship between d2 and the equivalent series resistance value at a frequency of 24MHz. 周波数が27.12MHzでの、d2と等価直列抵抗値との関係を示したグラフである。It is a graph which showed the relationship between d2 and the equivalent series resistance value at a frequency of 27.12MHz. 周波数が37.4MHzでの、d2と等価直列抵抗値との関係を示したグラフである。It is a graph which showed the relationship between d2 and the equivalent series resistance value at a frequency of 37.4 MHz.

以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で陥られる図面は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。便宜上、層状の部分の表面(すなわち断面でない面)にハッチングを付すことがある。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. It should be noted that the drawings fallen in the following description are schematic, and the dimensional ratios and the like on the drawings do not always match the actual ones. For convenience, the surface of the layered portion (ie, the surface that is not a cross section) may be hatched.

本開示の水晶デバイスおよび水晶素子は、いずれも上方または下方とされてよいものであるが、以下では、便宜上、図1および図2の紙面上方を上方とし、上面または下面等の用語を用いることがある。また、単に平面視または平面透視という場合において、特に断りがない限りは、上記のように便宜的に定義した上下方向においてみることとする。 The crystal device and the crystal element of the present disclosure may both be upward or downward, but in the following, for convenience, the upper surface of the paper surface of FIGS. 1 and 2 is referred to as the upper surface, and terms such as upper surface or lower surface are used. There is. Further, in the case of simply plane view or plane perspective, unless otherwise specified, the view is made in the vertical direction defined for convenience as described above.

図1〜図4は、本実施形態に係る水晶デバイスに関する図である。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。図3は、本実施形態に係る水晶デバイスにおいて蓋体が設けられていない状態での平面図であり、図4は、図3のB部の部分拡大図である。図5〜図7は、本実施形態に係る水晶素子に関する図である。図5は、本実施形態に係る水晶素子の斜視図である。図6は、本実施形態に係る水晶素子の上面の平面図であり、図7は、本実施形態に係る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8〜図10は、d1と等価直列抵抗値との関係を示した関係図である。図11〜図13は、d2と等価直列抵抗値との関係を示した関係図である。 1 to 4 are views on a crystal device according to the present embodiment. FIG. 1 is a perspective view of the crystal device according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 3 is a plan view of the crystal device according to the present embodiment in a state where the lid is not provided, and FIG. 4 is a partially enlarged view of a portion B of FIG. 5 to 7 are views on the crystal element according to the present embodiment. FIG. 5 is a perspective view of the crystal element according to the present embodiment. FIG. 6 is a plan view of the upper surface of the crystal element according to the present embodiment, and FIG. 7 is a plan view of the lower surface of the crystal element according to the present embodiment viewed from the upper surface side. 8 to 10 are relationship diagrams showing the relationship between d1 and the equivalent series resistance value. 11 to 13 are relationship diagrams showing the relationship between d2 and the equivalent series resistance value.

(水晶デバイスの概略)
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。
(Outline of crystal device)
A crystal device is, for example, an electronic component that has a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole. The crystal device has, for example, a length of a long side or a short side of 0.6 mm to 2.0 mm and a thickness of 0.2 mm to 1.5 mm in the vertical direction.

水晶デバイスは、例えば、凹部が形成されている基体110と、凹部に収容された水晶素子120と、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バンプ(本実施形態では、導電性接着剤140)と、から構成されている。 The crystal device includes, for example, a substrate 110 on which a recess is formed, a crystal element 120 housed in the recess, a lid 130 that closes the recess, and a bump for adhesively mounting the crystal element 120 on the substrate 110 (this embodiment). In its form, it is composed of a conductive adhesive 140).

水晶素子120は、発振信号に生成される振動を生じる部分である。基体110および蓋体130は、水晶素子120を収容する空間を形成している。基体110の凹部は、蓋体130により封止され、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。 The crystal element 120 is a portion that generates vibration generated in an oscillation signal. The substrate 110 and the lid 130 form a space for accommodating the crystal element 120. The recess of the substrate 110 is sealed by the lid 130, and the inside thereof is, for example, evacuated or filled with a suitable gas (for example, nitrogen).

基体110は、例えば、基体110の主体となる基板部110aと、水晶素子120を実装するための一対の搭載パッド111と、水晶デバイスを不図示の回路基板等に実装するための複数の外部端子112と、を有している。 The substrate 110 includes, for example, a substrate portion 110a that is the main body of the substrate 110, a pair of mounting pads 111 for mounting the crystal element 120, and a plurality of external terminals for mounting the crystal device on a circuit board (not shown) or the like. It has 112 and.

基体110は、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状の枠部110bと、から構成されており、凹部が形成されている。搭載パッド111は、金属等からなる導電層により構成されており、凹部の底面に位置している搭載パッド111と外部端子112は、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の上面にシーム溶接等により接合されている。 The substrate 110 is composed of a main substrate portion 110a and a frame-shaped frame portion 110b provided along the edge portion of the upper surface of the substrate portion 110a, and a recess is formed. The mounting pad 111 is composed of a conductive layer made of metal or the like, and the mounting pad 111 and the external terminal 112 located on the bottom surface of the recess are connected to each other by a conductor (not shown) arranged in the substrate portion 110a. It is electrically connected. The lid 130 is made of metal, for example, and is joined to the upper surface of the substrate 110 by seam welding or the like.

水晶素子120は、例えば、水晶片121と、水晶片121の交番電圧を印加するための金属パターン122と、を有している。金属パターン122は、水晶片121の両主面の中央付近に設けられている一対の励振電極部123、および、励振電極部123から水晶片121の縁部まで延設されている接続配線部124からなる。 The crystal element 120 has, for example, a crystal piece 121 and a metal pattern 122 for applying an alternating voltage of the crystal piece 121. The metal pattern 122 includes a pair of excitation electrode portions 123 provided near the center of both main surfaces of the crystal piece 121, and a connection wiring portion 124 extending from the excitation electrode portion 123 to the edge portion of the crystal piece 121. Consists of.

水晶素子120は、概略板状であり、その主面が、基体110の凹部の底面、具体的には、基板部110aの上面に対向するように、凹部内に収容される。そして、一対の接続配線部124の一部、具体的には、接続部124aが、一対のバンプ(本実施形態では、導電性接着剤140)により、一対の搭載パッド111に接合(接着)される。これにより、水晶素子120は、基体110の基板部110aに片持ち梁のように支持される。また、一対の励振電極部123は、一対の接続配線部124、バンプ(本実施形態では導電性接着剤140)を介して搭載パッド111と電気的に接続され、ひいては、複数の外部端子112のいずれか二つと電気的に接続される。
バンプは、例えば、導電性接着剤140である。導電性接着剤140は、例えば、導電性フィラーが熱硬化性樹脂に混ぜ込まれて構成されている。
The crystal element 120 has a substantially plate shape, and the main surface thereof is housed in the recess so as to face the bottom surface of the recess of the substrate 110, specifically, the upper surface of the substrate portion 110a. Then, a part of the pair of connection wiring portions 124, specifically, the connection portion 124a is joined (adhered) to the pair of mounting pads 111 by a pair of bumps (in this embodiment, the conductive adhesive 140). NS. As a result, the crystal element 120 is supported by the substrate portion 110a of the substrate 110 like a cantilever. Further, the pair of excitation electrode portions 123 are electrically connected to the mounting pad 111 via a pair of connection wiring portions 124 and bumps (conductive adhesive 140 in this embodiment), and by extension, of a plurality of external terminals 112. It is electrically connected to either two.
The bump is, for example, a conductive adhesive 140. The conductive adhesive 140 is configured, for example, by mixing a conductive filler with a thermosetting resin.

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、外部端子112が半田などにより回路基板のパッド(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、外部端子112および搭載パッド111を介して、一対の励振電極部123に交番電圧を印加し発振信号を生成する。この際、発振回路は、例えば、水晶片121の厚みすべり振動のうち基本波振動を利用する。オーバートーン振動が利用されてもよい。 The crystal device configured in this way is arranged, for example, on a mounting surface of a circuit board (not shown) so that the lower surface of the substrate 110 faces each other, and an external terminal 112 is placed on a pad (not shown) of the circuit board by soldering or the like. It is mounted on the circuit board by being joined. An oscillation circuit is configured on the circuit board, for example. The oscillation circuit applies an alternating voltage to the pair of excitation electrode units 123 via the external terminal 112 and the mounting pad 111 to generate an oscillation signal. At this time, the oscillation circuit utilizes, for example, the fundamental wave vibration of the thickness slip vibration of the crystal piece 121. Overtone vibration may be utilized.

(水晶素子の概略構成)
図5は、本実施形態に係る水晶素子の斜視図である。また、図6は、本実施形態に係る水晶素子の上面の平面図であり、図7は、本実施形態に係る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。
(Approximate configuration of crystal element)
FIG. 5 is a perspective view of the crystal element according to the present embodiment. Further, FIG. 6 is a plan view of the upper surface of the crystal element according to the present embodiment, and FIG. 7 is a plan view of the lower surface of the crystal element according to the present embodiment viewed from the upper surface side.

本実施形態では、水晶素子120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から基板部110aへ向かう向きを下方向、基板部110aから水晶素子120へ向かう向きを上方向として使用する。 In the present embodiment, when the crystal element 120 is mounted on the substrate 110, the main surface is a surface substantially parallel to the upper surface of the substrate portion 110a of the substrate 110, and the direction from the crystal element 120 toward the substrate portion 110a is downward. , The direction from the substrate portion 110a toward the crystal element 120 is used as the upward direction.

また、基板部110a側を向く面であって基板部110aの上面と略平行となっている水晶素子120の面を水晶素子120の下面とし、水晶素子120の下面と反対側を向く水晶素子120の面を水晶素子120の上面とし、水晶素子120の上面および水晶素子120の下面を水晶素子120の主面とする。また、基板部110aの上面と略平行となっている振動部121aの主面とし、基板部110a側を向く一方の振動部121aの主面を振動部121aの下面とし、振動部121aの下面と反対側を向く他方の振動部121aの主面を振動部121aの上面とする。また、基板部110aの上面と略平行となっている(周辺部121bの)平板部の面のうち、基板部110a側を向く(周辺部121bの)平板部の面を周辺部121bの下面とし、
周辺部121bの下面と反対側を向く(周辺部121bの)平板部の面を周辺部121bの上面とする。また、本実施形態においては、水晶素子120の下面と水晶片121の下面とを同一の意味で用いており、水晶素子120の上面と水晶片121の上面とを同一の意味で用いている。
Further, the surface of the crystal element 120 that faces the substrate portion 110a side and is substantially parallel to the upper surface of the substrate portion 110a is the lower surface of the crystal element 120, and the crystal element 120 that faces the side opposite to the lower surface of the crystal element 120. Is the upper surface of the crystal element 120, and the upper surface of the crystal element 120 and the lower surface of the crystal element 120 are the main surfaces of the crystal element 120. Further, the main surface of the vibrating portion 121a that is substantially parallel to the upper surface of the substrate portion 110a is used, the main surface of the vibrating portion 121a facing the substrate portion 110a side is the lower surface of the vibrating portion 121a, and the lower surface of the vibrating portion 121a is formed. The main surface of the other vibrating portion 121a facing the opposite side is the upper surface of the vibrating portion 121a. Further, among the surfaces of the flat plate portion (of the peripheral portion 121b) substantially parallel to the upper surface of the substrate portion 110a, the surface of the flat plate portion (of the peripheral portion 121b) facing the substrate portion 110a side is defined as the lower surface of the peripheral portion 121b. ,
The surface of the flat plate portion (of the peripheral portion 121b) facing the opposite side to the lower surface of the peripheral portion 121b is defined as the upper surface of the peripheral portion 121b. Further, in the present embodiment, the lower surface of the crystal element 120 and the lower surface of the crystal piece 121 are used in the same meaning, and the upper surface of the crystal element 120 and the upper surface of the crystal piece 121 are used in the same meaning.

水晶素子120は、水晶片121と金属パターン122とから構成されている。 The crystal element 120 is composed of a crystal piece 121 and a metal pattern 122.

水晶片121は、例えば、いわゆるATカット板である。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)からなる直交座標系XYZ系を、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´系を定義したときに、水晶片121の主面は、XZ´平面と平行となっている。 The crystal piece 121 is, for example, a so-called AT cut plate. That is, in a crystal, a Cartesian coordinate system XYZ system consisting of an X-axis (electric axis), a Y-axis (mechanical axis), and a Z-axis (optical axis) is 30 ° or more and 50 ° or less (for example, 35 °) around the X-axis. 15') When the Cartesian coordinate system XY'Z'system is defined by rotating it, the main surface of the crystal piece 121 is parallel to the XZ'plane.

水晶片121は、略直方体形状の振動部121aと、振動部121aの外縁に沿って設けられ振動部121aより上下方向の厚みが薄い周辺部121bと、から構成されている。周辺部121bは、図示しないが、平板部と中間部とからなる。平板部は、周辺部121bにおいて、振動部121aの主面と略平行となっている面を有している部分である。そして、その平板部の上下方向の厚みは、振動部121aの上下方向の厚みと比較して薄くなっている。中間部は、水晶片121を平面視したとき、振動部121aと平板部との間に位置している。この中間部の上下方向の厚みは、振動部121aから平板部にかけて徐々に薄くなっている。つまり、水晶片121は、メサ型の形状となっている。
このように水晶片121をメサ型の形状にすることで、平板状の水晶片を用いた場合と比較して、エネルギー閉じ込めを向上させることができ、ひいては、等価直列抵抗値を小さくすることができる。水晶片121の形状は、平面視して、略矩形形状となっており、その主面は、例えば、X軸に平行な長辺およびZ´軸に平行な短辺を有する矩形である。このような水晶片121は、X軸方向を長手方向とし、Y´軸方向を上下厚み方向とする。
The crystal piece 121 is composed of a substantially rectangular parallelepiped vibrating portion 121a and a peripheral portion 121b provided along the outer edge of the vibrating portion 121a and having a thickness in the vertical direction thinner than that of the vibrating portion 121a. Although not shown, the peripheral portion 121b includes a flat plate portion and an intermediate portion. The flat plate portion is a portion of the peripheral portion 121b having a surface substantially parallel to the main surface of the vibrating portion 121a. The vertical thickness of the flat plate portion is smaller than that of the vibrating portion 121a in the vertical direction. The intermediate portion is located between the vibrating portion 121a and the flat plate portion when the crystal piece 121 is viewed in a plan view. The vertical thickness of this intermediate portion gradually decreases from the vibrating portion 121a to the flat plate portion. That is, the crystal piece 121 has a mesa-shaped shape.
By making the crystal piece 121 into a mesa shape in this way, energy confinement can be improved as compared with the case where a flat crystal piece is used, and by extension, the equivalent series resistance value can be reduced. can. The shape of the crystal piece 121 is a substantially rectangular shape in a plan view, and its main surface is, for example, a rectangle having a long side parallel to the X axis and a short side parallel to the Z'axis. In such a crystal piece 121, the X-axis direction is the longitudinal direction, and the Y'axis direction is the vertical thickness direction.

振動部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軸に平行な長辺およびZ´軸に平行な短辺を有する矩形である。この振動部121aの主面には、金属パターン122の一部、具体的には、励振電極部123が設けられている。金属パターン122に交番電圧を印加すると、励振電極部123に挟まれている振動部121aの一部が、逆圧電効果および圧電効果により、振動する。このとき、水晶片121では、主振動である厚みすべり振動および副次的な振動である屈曲振動の少なくとも二種類の振動が生じている。主振動である厚みすべり振動は、励振電極部123に挟まれている部分において最も振動している振動しているが、
励振電極部123に挟まれている部分から励振電極部123に挟まれていない部分へも、主振動である厚みすべり振動が漏れ伝搬している状態となっている。副次的な振動である屈曲振動は、水晶片121の長辺方向および短辺方向に、それぞれ水晶片121の全体が厚み方向に屈曲するように振動している状態となっている。
The vibrating portion 121a is, for example, a substantially thin rectangular parallelepiped having a pair of main surfaces parallel to the XZ'plane, and the main surface is a rectangle having a long side parallel to the X axis and a short side parallel to the Z'axis. be. A part of the metal pattern 122, specifically, the excitation electrode portion 123 is provided on the main surface of the vibrating portion 121a. When an alternating voltage is applied to the metal pattern 122, a part of the vibrating portion 121a sandwiched between the exciting electrode portions 123 vibrates due to the inverse piezoelectric effect and the piezoelectric effect. At this time, in the crystal piece 121, at least two types of vibrations, a thickness slip vibration which is a main vibration and a bending vibration which is a secondary vibration, are generated. The thickness slip vibration, which is the main vibration, is the most vibrating vibration in the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123.
The thickness slip vibration, which is the main vibration, leaks and propagates from the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123 to the portion not sandwiched between the excitation electrode portions 123. The bending vibration, which is a secondary vibration, is in a state of vibrating in the long side direction and the short side direction of the crystal piece 121 so that the entire crystal piece 121 is bent in the thickness direction, respectively.

周辺部121bは、振動部121aの外縁に沿って設けられており、その上下方向の厚みが振動部121aの上下方向の厚みより薄くなっている。また、周辺部121bは、特に図示していないが、平板部と中間部とから構成されている。 The peripheral portion 121b is provided along the outer edge of the vibrating portion 121a, and its vertical thickness is thinner than the vertical thickness of the vibrating portion 121a. Further, although not particularly shown, the peripheral portion 121b is composed of a flat plate portion and an intermediate portion.

周辺部121bの平板部は、振動部121aの外縁に沿って環状に設けられている。その周辺部121bの平板部の上下方向の厚みは、振動部121aの上下方向の厚みより薄くなっている。平板部は、周辺部121bにおいて、振動部121aの主面と平行な面を有している部分である。従って、周辺部121bの平板部は、水晶素子120を基体110に実装したとき、基板部110aの上面と略平行となっている面を有していることとなる。前述したように、この周辺部121bの平板部の面であって、振動部121aの主面と略平行となっている面を、周辺部121bの主面とし、周辺部121bの主面のうち基板部110aの上面側を向く面を周辺部121bの下面とし、
周辺部121bの下面と反対側を向く周辺部121bの面を周辺部121bの上面とする。
The flat plate portion of the peripheral portion 121b is provided in an annular shape along the outer edge of the vibrating portion 121a. The vertical thickness of the flat plate portion of the peripheral portion 121b is thinner than the vertical thickness of the vibrating portion 121a. The flat plate portion is a portion of the peripheral portion 121b having a surface parallel to the main surface of the vibrating portion 121a. Therefore, the flat plate portion of the peripheral portion 121b has a surface that is substantially parallel to the upper surface of the substrate portion 110a when the crystal element 120 is mounted on the substrate 110. As described above, the surface of the flat plate portion of the peripheral portion 121b and substantially parallel to the main surface of the vibrating portion 121a is defined as the main surface of the peripheral portion 121b, and among the main surfaces of the peripheral portion 121b. The surface of the substrate portion 110a facing the upper surface side is defined as the lower surface of the peripheral portion 121b.
The surface of the peripheral portion 121b facing the lower surface of the peripheral portion 121b is defined as the upper surface of the peripheral portion 121b.

周辺部121bの中間部は、振動部121aと平板部との間に位置しており、振動部121aおよび平板部と一体的に設けられている。周辺部121bの中間部の上下方向の厚みは、振動部121aから平板部にかけて徐々に薄くなっている。従って、本実施形態では、特に図示しないが、水晶片121のX軸よびY´軸に平行な面で断面視したとき、振動部121aと平板部との間に位置している斜面を含んでいる部分が、この周辺部121bの中間部に相当することとなる。 The intermediate portion of the peripheral portion 121b is located between the vibrating portion 121a and the flat plate portion, and is provided integrally with the vibrating portion 121a and the flat plate portion. The vertical thickness of the intermediate portion of the peripheral portion 121b gradually decreases from the vibrating portion 121a to the flat plate portion. Therefore, in the present embodiment, although not particularly shown, a slope located between the vibrating portion 121a and the flat plate portion is included when the crystal piece 121 is viewed in cross section on a plane parallel to the X-axis and the Y'axis. The portion corresponding to the intermediate portion of the peripheral portion 121b.

なお、水晶片121の外形がエッチングによって形成される場合、エッチングに対する水晶の異方性等によって比較的大きな誤差(系統誤差のようなもの)が生じる。当該誤差は、意図的に利用されていることもある。本開示の説明においては、このような誤差の存在は、無視するものとする。例えば、実際の水晶片121においては、側面が主面に直交せず傾斜していたり、側面が平面にならず外側に膨らむ形状となっていたりすることがあるが、そのような傾斜および/または膨らみの図示および説明は省略する。第三者の製品が本開示の技術に係るか否かを判断する場合においても、そのような誤差は無視されてよい。なお、偶然誤差のようなものが無視されてよいことはもちろんである。周辺部121bにおける中間部および平板部を特に区別し図示していなのもこのためである。 When the outer shape of the crystal piece 121 is formed by etching, a relatively large error (such as a systematic error) occurs due to the anisotropy of the crystal with respect to the etching. The error may be used intentionally. In the description of the present disclosure, the existence of such an error shall be ignored. For example, in an actual crystal piece 121, the side surface may be inclined without being orthogonal to the main surface, or the side surface may not be flat and may have a shape bulging outward. Such inclination and / or Illustration and description of the bulge will be omitted. Such errors may also be ignored when determining whether a third party product relates to the technology of the present disclosure. Of course, things like random errors can be ignored. This is the reason why the intermediate portion and the flat plate portion in the peripheral portion 121b are not particularly distinguished and shown.

図6および図7に示すように、水晶片121の平面視における形状は、矩形である。当該矩形は、長方形(本開示では正方形を含むものとする。正方形の場合には、所定の一辺を一方の長辺とし、所定の一辺に接続している所定の他の一辺を一方の短辺とする。励振電極部123においても同様)であり、一対の長辺と、一対の長辺の両端を結ぶ短辺とを有している。なお、本開示については矩形または長方形は、角部が面取りされた形状を含むものとする(励振電極部123も同様)。水晶片121では、例えば、主面は、XZ´平面に略平行な面であり、長辺はX軸に略平行な辺であり、短辺はZ´軸に平行な辺である。 As shown in FIGS. 6 and 7, the shape of the crystal piece 121 in a plan view is rectangular. The rectangle is a rectangle (including a square in the present disclosure. In the case of a square, a predetermined side is one long side and the other predetermined side connected to the predetermined side is one short side. The same applies to the excitation electrode unit 123), and has a pair of long sides and a short side connecting both ends of the pair of long sides. In the present disclosure, the rectangle or the rectangle includes a shape in which the corners are chamfered (the same applies to the excitation electrode portion 123). In the crystal piece 121, for example, the main surface is a surface substantially parallel to the XZ'plane, the long side is a side substantially parallel to the X axis, and the short side is a side parallel to the Z'axis.

水晶片121における振動部121aの上下方向の厚みは、厚みすべり振動について所望の固有振動数(本実施形態では、振動周波数と説明する場合もある。)に基づいて設定される。例えば、厚みすべり振動の基本波振動を用いる場合において、固有振動数をF(MHz)とすると、この固有振動数Fに対応する振動部121aの上下方向の厚みt(μm)を求める基本式は、t=1670/Fである。なお、実際には、水晶片121における振動部121aの上下方向の厚みは、励振電極部123の重さ等も考慮して、基本式の値から微調整された値となる。 The vertical thickness of the vibrating portion 121a in the crystal piece 121 is set based on a desired natural frequency (sometimes referred to as a vibration frequency in the present embodiment) for the thickness slip vibration. For example, when the fundamental wave vibration of the thickness sliding vibration is used and the natural frequency is F (MHz), the basic formula for obtaining the vertical thickness t (μm) of the vibrating portion 121a corresponding to the natural frequency F is , T = 1670 / F. Actually, the thickness of the vibrating portion 121a in the crystal piece 121 in the vertical direction is a value finely adjusted from the value of the basic formula in consideration of the weight of the exciting electrode portion 123 and the like.

また、このような水晶片121は、接続配線部124の接続部124aが並んで設けられている水晶片121の所定の一辺を含む側面を平面視(側面視)したとき、水晶片121の所定の一辺を含む側面に、凹部125が形成されている。 Further, such a crystal piece 121 is a predetermined crystal piece 121 when a side surface including a predetermined side of the crystal piece 121 in which the connection portions 124a of the connection wiring portion 124 are provided side by side is viewed in a plan view (side view). A recess 125 is formed on a side surface including one side.

水晶片121の所定の一辺を含む側面に形成されている凹部125は、例えば、第一凹部125a、第二凹部125bおよび第三凹部125cからなる。第一凹部125aは、水晶片121の所定の一辺の一端側であって水晶片121の下面に連なるように形成されている。第二凹部125bは、水晶片121の所定の一辺の他端側であって水晶片121の下面に連なるように形成されている。第三凹部125cは、例えば、水晶片121の所定の一辺の中点を通過しつつ水晶片121の上面および水晶片121の下面に連なるように形成されている。 The recess 125 formed on the side surface including a predetermined side of the crystal piece 121 includes, for example, a first recess 125a, a second recess 125b, and a third recess 125c. The first recess 125a is formed so as to be one end side of a predetermined side of the crystal piece 121 and to be connected to the lower surface of the crystal piece 121. The second recess 125b is formed so as to be on the other end side of a predetermined side of the crystal piece 121 and to be connected to the lower surface of the crystal piece 121. The third recess 125c is formed so as to be connected to the upper surface of the crystal piece 121 and the lower surface of the crystal piece 121 while passing through the midpoint of a predetermined side of the crystal piece 121, for example.

このように、接続配線部124の接続部124aが並んで設けられている水晶片121の所定の一辺を含む側面に凹部125を形成することで、水晶素子120を水晶デバイスとして用いる場合、接続部124aがバンプ(本実施形態では導電性接着剤140)により接合(接着)されることとなるので、第一凹部125aおよび第二凹部125bが形成されている水晶片121の所定の一辺の両端部が接合(接着)されることとなる。別の観点では、凹部125が形成されている側面の両端部をバンプ(本実施形態では導電性接着剤140)により固定することができるといえる。このため、接続部124aが設けられていない水晶片121の所定の他の一辺を含む側面に凹部を形成する場合と比較して、副次的な振動である屈曲振動の発生をより抑制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が、主振動である厚みすべり振動に与える影響を低減でき、電気的特性を向上させることができる。
In this way, when the crystal element 120 is used as a crystal device by forming the recess 125 on the side surface including a predetermined side of the crystal piece 121 in which the connection portions 124a of the connection wiring portion 124 are provided side by side, the connection portion Since the 124a is bonded (bonded) by a bump (conductive adhesive 140 in this embodiment), both ends of a predetermined side of the crystal piece 121 on which the first recess 125a and the second recess 125b are formed are formed. Will be joined (bonded). From another viewpoint, it can be said that both ends of the side surface on which the recess 125 is formed can be fixed by bumps (conductive adhesive 140 in this embodiment). Therefore, as compared with the case where the concave portion is formed on the side surface including the predetermined other side of the crystal piece 121 in which the connecting portion 124a is not provided, the occurrence of bending vibration, which is a secondary vibration, is further suppressed. Is possible.
As a result, the influence of the bending vibration, which is a secondary vibration, on the thickness sliding vibration, which is the main vibration, can be reduced, and the electrical characteristics can be improved.

水晶片121の各種寸法の一例は、例えば、長辺の長さが550μm〜1100μm、短辺の長さが350μm〜750μm、上下方向の厚みが20μm〜70μmとなっている。 Examples of various dimensions of the crystal piece 121 are, for example, a long side length of 550 μm to 1100 μm, a short side length of 350 μm to 750 μm, and a vertical thickness of 20 μm to 70 μm.

このような水晶片121に設けられている金属パターン122は、水晶素子120の外部から交番電圧を印加するためのものである。金属パターン122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122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抵抗率が低く、安定した材料が用いられ、例えば、金、金を主成分とした合金、銀または銀を主成分とした合金のいずれか一つが用いられる。
電気抵抗率が低い金属を第二金属層に用いることで、金属パターン122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可能となる。また、安定した金属材料を用いることで、水晶素子120の存在する周囲の空気と金属パターン122が反応し金属パターン122の重さが変化し水晶素子120の周波数が変化し電気的特性が変化することを低減させることができる。
The metal pattern 122 provided on the crystal piece 121 is for applying an alternating voltage from the outside of the crystal element 120. The metal pattern 122 may be a single layer, or a plurality of metal layers may be laminated. Although not particularly shown, the metal pattern 122 includes, for example, a first metal layer and a second metal layer laminated on the first metal layer. As the first metal layer, a metal having good adhesion to quartz is used, and for example, any one of nickel, chromium, nichrome or titanium is used. By using a metal having good adhesion to quartz for the first metal layer, a metal having difficulty in adhesion to quartz can be used for the second metal layer. For the second metal layer, a stable material having a low electrical resistivity among the metal materials is used. For example, one of gold, an alloy containing gold as a main component, and silver or an alloy containing silver as a main component is used. Used.
By using a metal having a low electrical resistivity for the second metal layer, the resistivity of the metal pattern 122 itself can be reduced, and as a result, it is possible to reduce the increase in the equivalent series resistance value of the crystal element 120. It will be possible. Further, by using a stable metal material, the ambient air in which the crystal element 120 exists reacts with the metal pattern 122, the weight of the metal pattern 122 changes, the frequency of the crystal element 120 changes, and the electrical characteristics change. That can be reduced.

金属パターン122は、励振電極部123および接続配線部124から構成されている。接続配線部124は、接続部124aと配線部124bとからなる。 The metal pattern 122 is composed of an excitation electrode portion 123 and a connection wiring portion 124. The connection wiring unit 124 includes a connection unit 124a and a wiring unit 124b.

励振電極部123は、水晶片121に交番電圧を印加するためのものである。励振電極部123は、一対となっており、水晶片121の両主面の中央付近、具体的には、振動部121aの中央部に互いが対向するように設けられている。励振電極部123は、平面視して、略矩形となっており、励振電極部123の中心(具体的には、励振電極部123の対角線の交点)が、振動部121aの中心(具体的には、振動部121aの対角線の交点)と一致している。このとき、励振電極部123の中心は、水晶片121の中心(具体的には、水晶片121の対角線の交点)と比較すると、接続配線部124の接続部124aが設けられている水晶片121の一方の短辺と対向する水晶片121の他方の短辺側に位置している。
ここで、水晶片121の一方の短辺とは、一対の接続配線部124の接続部124aが並んで設けられている水晶片121の短辺(または、水晶片121の所定の一辺)であり、水晶片121の他方の短辺とは、接続部124aが設けられていない水晶片121の短辺である。このようにすることで、水晶片121の一方の短辺から励振電極部123の中心までの距離(および水晶片121の一方の短辺から振動部121aの中心までの距離)を、水晶片121の一方の短辺から水晶片121の中心までの距離と比較して長くすることができる。この結果、接続配線部124の接続部124aをバンプ(本実施形態では、導電性接着剤140)で電気的に接続させた場合、バンプにより励振電極部123に挟まれている部分の振動が阻害されることを低減させることが可能となり、
水晶デバイス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。
The excitation electrode unit 123 is for applying an alternating voltage to the crystal piece 121. The excitation electrode portions 123 are paired and are provided so as to face each other near the center of both main surfaces of the crystal piece 121, specifically, the central portion of the vibrating portion 121a. The excitation electrode portion 123 has a substantially rectangular shape in a plan view, and the center of the excitation electrode portion 123 (specifically, the intersection of the diagonal lines of the excitation electrode portion 123) is the center of the vibration portion 121a (specifically). Is the same as the intersection of the diagonal lines of the vibrating portion 121a). At this time, the center of the excitation electrode portion 123 is compared with the center of the crystal piece 121 (specifically, the intersection of the diagonal lines of the crystal piece 121), and the crystal piece 121 provided with the connection portion 124a of the connection wiring portion 124. It is located on the other short side of the crystal piece 121 facing one short side.
Here, one short side of the crystal piece 121 is the short side of the crystal piece 121 (or a predetermined side of the crystal piece 121) in which the connection portions 124a of the pair of connection wiring portions 124 are provided side by side. The other short side of the crystal piece 121 is the short side of the crystal piece 121 not provided with the connecting portion 124a. By doing so, the distance from one short side of the crystal piece 121 to the center of the excitation electrode portion 123 (and the distance from one short side of the crystal piece 121 to the center of the vibrating portion 121a) can be set to the crystal piece 121. It can be made longer than the distance from one short side to the center of the crystal piece 121. As a result, when the connection portion 124a of the connection wiring portion 124 is electrically connected by the bump (in this embodiment, the conductive adhesive 140), the vibration of the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123 by the bump is hindered. It is possible to reduce the number of
It is possible to reduce the increase in the equivalent series resistance value of the crystal device.

接続配線部124は、接続部124aと配線部124bとからなり、水晶素子120の外部から励振電極部123に交番電圧を印加するためのものである。 The connection wiring unit 124 includes a connection unit 124a and a wiring unit 124b, and is for applying an alternating voltage to the excitation electrode unit 123 from the outside of the crystal element 120.

接続部124a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とバンプ(本実施形態では導電性接着剤140)によって電気的に接着される。接続部124a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、水晶片121の一方の短辺の縁部に沿って二つ並んで設けられている。 When the crystal element 120 is used as a crystal device, the connection portion 124a is for mounting on the substrate 110, and is provided with a mounting pad 111 and a bump (conductive in the present embodiment) provided on the upper surface of the substrate portion 110a of the substrate 110. It is electrically adhered by the sex adhesive 140). The connecting portions 124a are paired and are provided at positions facing the mounting pads 111 of the substrate portion 110a, and are provided side by side along the edge of one short side of the crystal piece 121.

配線部124bは、接続部124aと励振電極部123とを電気的に接続するためのものであり、一端が励振電極部123に接続されており、他端が接続部124aに接続されている。また、配線部124bは、別の観点では、励振電極部123から接続部124aまで延設されているといえる。また、配線部124bは、例えば、水晶片121の長辺と平行になるように延設されている。このようにすることで、励振電極部123から接続部124aまでの配線部124bの長さを短くすることができ、配線部124b自身の抵抗を小さくすることが可能となる。ひいては、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。 The wiring portion 124b is for electrically connecting the connection portion 124a and the excitation electrode portion 123, one end of which is connected to the excitation electrode portion 123, and the other end of which is connected to the connection portion 124a. Further, from another viewpoint, it can be said that the wiring portion 124b extends from the excitation electrode portion 123 to the connection portion 124a. Further, the wiring portion 124b is extended so as to be parallel to the long side of the crystal piece 121, for example. By doing so, the length of the wiring portion 124b from the excitation electrode portion 123 to the connection portion 124a can be shortened, and the resistance of the wiring portion 124b itself can be reduced. As a result, it is possible to reduce the increase in the equivalent series resistance value of the crystal element 120.

このような水晶素子120は、前述したように、金属パターン122に交番電圧を印加すると、主振動である厚みすべり振動、および、副次的な振動である屈曲振動の少なくとも二種類の振動が生じる。主振動である厚みすべり振動は、励振電極部123に挟まれている部分において最も振動しているが、励振電極部123に挟まれている部分から励振電極部123に挟まれていない部分へ漏れ伝搬している状態となっている。副次的な振動である屈曲振動は、水晶片121の長辺方向に、水晶片121の全体が厚み方向に屈曲するように振動している状態となっている。 As described above, when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122 of such a crystal element 120, at least two types of vibrations, a thickness slip vibration which is a main vibration and a bending vibration which is a secondary vibration, occur. .. The thickness slip vibration, which is the main vibration, vibrates most in the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123, but leaks from the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123 to the portion not sandwiched by the excitation electrode portion 123. It is in a propagating state. The bending vibration, which is a secondary vibration, is in a state of vibrating in the long side direction of the crystal piece 121 so that the entire crystal piece 121 is bent in the thickness direction.

ここで、副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長をλxとする。なお、このλxについては、シミュレーションおよび実験によって算出している。 Here, let λx be the wavelength of the bending vibration that is a secondary vibration and occurs in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121. This λx is calculated by simulation and experiment.

また、副次的な振動であって、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分は、節に対して±λx/8の範囲内となっている部分(−λx/8<節となる部分<+λx/8)である。また、副次的な振動であって、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の腹となる部分は腹に対して±λx/8の範囲内となっている部分(−λx/8<腹となる部分<+λx/8)である。 Further, the portion of the secondary vibration that is the node of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is the portion within the range of ± λx / 8 with respect to the node (-). λx / 8 <part <+ λx / 8). Further, the portion of the secondary vibration that becomes the antinode of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is the portion (-λx) within the range of ± λx / 8 with respect to the antinode. / 8 <Abdominal part <+ λx / 8).

水晶素子120は、金属パターン122に交番電圧を印加したとき、副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺上に位置している。 In the crystal element 120, when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122, a portion of the crystal piece 121 that is a secondary vibration and is a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is a short portion of the crystal piece 121. It is located on the side of the vibrating portion 121a parallel to the side.

また、このとき、接続部124aが並んで設けられている水晶片121の一方の短辺上に副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が位置しており、水晶片121の他方の短辺上に副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が位置している。つまり、水晶片121の短辺上には、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が位置している。 Further, at this time, a node of bending vibration which is a secondary vibration on one short side of the crystal piece 121 in which the connecting portions 124a are provided side by side and occurs in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121. Is located, and on the other short side of the crystal piece 121, a portion that is a secondary vibration and is a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is located. .. That is, on the short side of the crystal piece 121, a portion serving as a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is located.

また、水晶素子120は、水晶片121の一方の短辺から、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺であって水晶片121の一方の短辺に隣接している振動部121aの辺までの距離が、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長の二倍の長さとなっている。従って、水晶片121の一方の短辺から、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺であって水晶片121の一方の短辺に隣接している振動部121aの辺までの距離をd1とすると、次の関係式を満たしているといえる。
d1=2λx
Further, the crystal element 120 is a side of a vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and adjacent to one short side of the crystal piece 121 from one short side of the crystal piece 121. The distance to the side is twice as long as the wavelength of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121. Therefore, the distance from one short side of the crystal piece 121 to the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and adjacent to one short side of the crystal piece 121. When d1, it can be said that the following relational expression is satisfied.
d1 = 2λx

別の観点では、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺であって接続部124aに最も近い振動部121aの辺と、接続部124aが並んで設けられている水晶片121の一方の短辺との長さが、λxの二倍の長さとなっているといえる。 From another viewpoint, one of the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and the side of the vibrating portion 121a closest to the connecting portion 124a and the side of the crystal piece 121 in which the connecting portion 124a is provided side by side. It can be said that the length with the short side of λx is twice as long as λx.

d1<2λxの場合には、接続部124aと振動部121aとの距離が近くなってしまうので、接続部124aをバンプ(本実施形態では導電性接着剤140)によって電気的に接続させたときに、励振電極部123に挟まれている部分で生じている主振動である厚みすべり振動に与える影響が大きくなってしまい、等価直列抵抗値が大きくなってしまう。 When d1 <2λx, the distance between the connecting portion 124a and the vibrating portion 121a becomes short, so that when the connecting portion 124a is electrically connected by a bump (conductive adhesive 140 in this embodiment). , The influence on the thickness sliding vibration, which is the main vibration generated in the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123, becomes large, and the equivalent series resistance value becomes large.

d1>2λxの場合には、水晶片121の長辺の長さを一定とすると、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺の長さが短くなってしまう。つまり、振動部121aの大きさが小さくなる。そして、ひいては、振動部121aの主面に設けられている励振電極部123の大きさも小さくなってしまう。この結果、主振動である厚みすべり振動が生じる部分の大きさが小さく振動しにくい状態となり、等価直列抵抗値が大きくなってしまう。 In the case of d1> 2λx, if the length of the long side of the crystal piece 121 is constant, the length of the side of the vibrating portion 121a parallel to the long side of the crystal piece 121 becomes short. That is, the size of the vibrating portion 121a becomes smaller. As a result, the size of the excitation electrode portion 123 provided on the main surface of the vibrating portion 121a is also reduced. As a result, the size of the portion where the thickness slip vibration, which is the main vibration, is generated is small and it becomes difficult to vibrate, and the equivalent series resistance value becomes large.

これらのことから、d1=2λxであることが望ましい。 From these facts, it is desirable that d1 = 2λx.

また、水晶素子120は、水晶片121の他方の短辺から、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺であって水晶片121の他方の短辺に隣接している振動部121aの辺までの距離が、副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長の0.5倍の長さとなっている。従って、水晶片121の他方の短辺から、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺であって水晶片121の他方の短辺に隣接している振動部121aの辺までの距離をd2とすると、d2は、次の関係式を満たしている。
d2=0.5λx
Further, the crystal element 120 is a side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and adjacent to the other short side of the crystal piece 121 from the other short side of the crystal piece 121. The distance to the side is 0.5 times as long as the wavelength of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121, which is a secondary vibration. Therefore, the distance from the other short side of the crystal piece 121 to the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and adjacent to the other short side of the crystal piece 121. Is d2, and d2 satisfies the following relational expression.
d2 = 0.5λx

別の観点では、水晶片121の長辺方向で(X軸およびY´軸に平行な平面で)断面視したとき、接続部124aが設けられていない端部側において、水晶片121の端部から振動部121aまでの長さが、0.5λxとなっているといえる。 From another point of view, when the crystal piece 121 is cross-sectionally viewed in the long side direction (in a plane parallel to the X-axis and the Y'axis), the end portion of the crystal piece 121 is provided on the end side where the connecting portion 124a is not provided. It can be said that the length from the to the vibrating portion 121a is 0.5λx.

d2<0.5λxの場合には、水晶片121の長辺方向に断面視したとき、水晶片121の端部と振動部121aとの距離が短くなる。このため、励振電極部123に挟まれている部分から励振電極部123に挟まれていない部分に漏れ伝搬した厚みすべり振動が、水晶片121の他方の短辺を含む側面において反射したとき、この反射した振動が励振電極部123に挟まれている部分の振動に影響を与え、等価直列抵抗値が大きくなってしまう。 When d2 <0.5λx, the distance between the end portion of the crystal piece 121 and the vibrating portion 121a becomes short when the crystal piece 121 is viewed in cross section in the long side direction. Therefore, when the thickness sliding vibration leaked and propagated from the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123 to the portion not sandwiched by the excitation electrode portion 123 is reflected on the side surface including the other short side of the crystal piece 121, this The reflected vibration affects the vibration of the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123, and the equivalent series resistance value becomes large.

d2>0.5λxの場合には、水晶片121の短辺の長さを一定とすると、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺の長さが短くなってしまう。つまり、振動部121aの大きさが小さくなる。そして、ひいては、振動部121aの主面に設けられている励振電極部123の大きさも小さくなってしまう。この結果、主振動である厚みすべり振動が生じる部分の大きさが小さく振動しにくい状態となり、等価直列抵抗値が大きくなってしまう。 In the case of d2> 0.5λx, if the length of the short side of the crystal piece 121 is constant, the length of the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 becomes short. That is, the size of the vibrating portion 121a becomes smaller. As a result, the size of the excitation electrode portion 123 provided on the main surface of the vibrating portion 121a is also reduced. As a result, the size of the portion where the thickness slip vibration, which is the main vibration, is generated is small and it becomes difficult to vibrate, and the equivalent series resistance value becomes large.

これらのことから、d2=0.5λxであることが望ましい。 From these facts, it is desirable that d2 = 0.5λx.

特に、振動部121aの上下方向の厚みが薄い程、励振電極部123に挟まれている部分から励振電極部123に挟まれていない部分へ漏れ伝搬する速さが早くなるため、固有振動数が高い周波数帯、例えば、24MHz以上において、等価直列抵抗値が大きくなることをより軽減させることができる。 In particular, the thinner the vibrating portion 121a in the vertical direction, the faster the leakage propagation speed from the portion sandwiched between the exciting electrode portions 123 to the portion not sandwiched between the exciting electrode portions 123, so that the natural frequency increases. It is possible to further reduce the increase in the equivalent series resistance value in a high frequency band, for example, 24 MHz or higher.

また、水晶素子120は、下面を上面側から平面透視すると、接続配線部124の接続部124aが略矩形となっている。このとき、水晶片121の短辺に平行な接続部124aの二辺間の距離は、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長の0.5倍、1倍または1.5倍のいずれかとなっている。従って、水晶片121の長辺に平行な接続部124aの二辺間の距離をd3とすると、d3は、次の関係式を満たしている。
d3=n/2×λx(n:自然数かつ3≧n≧1)
Further, when the lower surface of the crystal element 120 is viewed from the upper surface side in a plane, the connection portion 124a of the connection wiring portion 124 is substantially rectangular. At this time, the distance between the two sides of the connecting portion 124a parallel to the short side of the crystal piece 121 is 0.5 times, 1 times, or 1. It is one of five times. Therefore, assuming that the distance between the two sides of the connecting portion 124a parallel to the long side of the crystal piece 121 is d3, d3 satisfies the following relational expression.
d3 = n / 2 × λx (n: natural number and 3 ≧ n ≧ 1)

d3<0.5λxの場合、接続部124aの大きさが小さくなり、バンプ(本実施形態では導電性接着剤140)での接着面積が小さくなってしまう。この結果、水晶デバイスが外部から応力を受けた場合、具体的には、落下した場合、水晶素子120と基板部110aとの接着強度が弱くなり、水晶デバイスとして用いることができなくなる虞がある。また、接続部124aが小さくなることで、接続部124aの重さにより副次的な振動である屈曲振動を抑制しているが、抑制させる量が小さくなり、水晶素子120の等価直列抵抗値が大きくなってしまう虞がある。 When d3 <0.5λx, the size of the connecting portion 124a becomes small, and the bonding area with the bump (conductive adhesive 140 in this embodiment) becomes small. As a result, when the crystal device receives stress from the outside, specifically, when it is dropped, the adhesive strength between the crystal element 120 and the substrate portion 110a becomes weak, and there is a possibility that the crystal device cannot be used as a crystal device. Further, since the connecting portion 124a becomes smaller, the bending vibration, which is a secondary vibration, is suppressed by the weight of the connecting portion 124a, but the amount of suppression becomes smaller, and the equivalent series resistance value of the crystal element 120 becomes smaller. There is a risk that it will grow.

d3>1.5λxの場合、接続部124aと振動部121aとの距離が小さくなり、ひいては、接続部124aと励振電極部123との距離が小さくなる。このため、接続部124aをバンプ(本実施形態では導電性接着剤140)により接合(接着)したときに、このバンプが主振動である厚みすべり振動へ与える影響が大きくなってしまい、等価直列抵抗値が大きくなってしまう虞がある。 When d3> 1.5λx, the distance between the connecting portion 124a and the vibrating portion 121a becomes small, and by extension, the distance between the connecting portion 124a and the exciting electrode portion 123 becomes small. Therefore, when the connecting portion 124a is joined (bonded) by a bump (conductive adhesive 140 in this embodiment), the influence of this bump on the thickness sliding vibration, which is the main vibration, becomes large, and the equivalent series resistance. There is a risk that the value will increase.

従って、0.5λx<d3<1.5λxであることが望ましい。 Therefore, it is desirable that 0.5λx <d3 <1.5λx.

また、d3=n/2(n:自然数)にすることで、水晶片121の短辺に平行な接続部121aの辺上に、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が位置するようにすることが可能となる。従って、接続部124aが設けられている部分と接続部124aが設けられていない部分との境界部に、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が位置している。このようにすることによって、接続部124aが設けられている部分と接続部124aが設けられていない部分との境界で主振動である厚みすべり振動の伝搬状態が変化したとしても、屈曲振動により水晶片121の上下方向の厚み方向に変化する量を低減させることができ、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。 Further, by setting d3 = n / 2 (n: natural number), a node of bending vibration generated on the side of the connecting portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121. It is possible to position the part to be. Therefore, at the boundary between the portion where the connecting portion 124a is provided and the portion where the connecting portion 124a is not provided, a portion that becomes a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is located. There is. By doing so, even if the propagation state of the thickness slip vibration, which is the main vibration, changes at the boundary between the portion where the connecting portion 124a is provided and the portion where the connecting portion 124a is not provided, the crystal is formed by the bending vibration. It is possible to reduce the amount of change in the thickness direction of the piece 121 in the vertical direction, and it is possible to reduce the increase in the equivalent series resistance value due to bending vibration.

以上のことから、d3=0.5λx、d3=λxまたはd3=1.5λxであることが望ましい。 From the above, it is desirable that d3 = 0.5λx, d3 = λx or d3 = 1.5λx.

(実施例1〜実施例3の概略説明)
水晶素子120の周波数が24MHz、27.12MHzおよび37.14MHzのとき、種々の寸法を作製し、その等価直列抵抗値を調べる実験を行った。本実施例では、周波数が24MHzの場合を実施例1とし、周波数が27.12MHzの場合を実施例2とし、周波数が37.14MHzの場合を実施例3として説明する。実施例1〜実施例3の結果、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺上に位置しているとき、d1=2λx±0.125λxを満たしていることが望ましいことが分かった。
(Summary Description of Examples 1 to 3)
When the frequencies of the crystal element 120 were 24 MHz, 27.12 MHz, and 37.14 MHz, various dimensions were prepared and an experiment was conducted to examine the equivalent series resistance value. In this embodiment, the case where the frequency is 24 MHz is referred to as Example 1, the case where the frequency is 27.12 MHz is referred to as Example 2, and the case where the frequency is 37.14 MHz is described as Example 3. As a result of Examples 1 to 3, a portion of the secondary vibration generated when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122, which is a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121, is formed. It was found that it is desirable that d1 = 2λx ± 0.125λx is satisfied when the crystal piece 121 is located on the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side.

本実施例として、第一サンプルを10個作製した。また、比較例1〜4として、第二サンプル〜第五サンプルを各10個ずつ作製した。 As this example, 10 first samples were prepared. In addition, as Comparative Examples 1 to 4, 10 second samples to 10 fifth samples were prepared.

第一サンプルは、実施例の一つであり、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺上に位置しつつ、水晶片121の一方の短辺から、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺であって水晶片121の一方の短辺に隣接している振動部121aの辺までの距離が、副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長の二倍となっている長さとなっている。 The first sample is one of the examples, and the portion serving as a node of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is on the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121. From one short side of the crystal piece 121 to the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and adjacent to one short side of the crystal piece 121 while being positioned. The distance is a secondary vibration, which is twice the wavelength of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121.

第二サンプルは、比較例1であり、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺上に位置しつつ、水晶片121の一方の短辺から、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺であって水晶片121の一方の短辺に隣接している振動部121aの辺までの距離が、副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長と同じ長さとなっている。 The second sample is Comparative Example 1, in which a portion serving as a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is located on the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121. The distance from one short side of the crystal piece 121 to the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and adjacent to one short side of the crystal piece 121. However, it is a secondary vibration and has the same length as the wavelength of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121.

第三サンプルは、比較例2であり、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺上に位置しつつ、水晶片121の一方の短辺から、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺であって水晶片121の一方の短辺に隣接している振動部121aの辺までの距離が、副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長の1.5倍の長さとなっている。 The third sample is Comparative Example 2, in which the portion of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is located on the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121. The distance from one short side of the crystal piece 121 to the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and adjacent to one short side of the crystal piece 121. However, it is a secondary vibration and has a length 1.5 times the wavelength of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121.

第四サンプルは、比較例3であり、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺上に位置しつつ、水晶片121の一方の短辺から、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺であって水晶片121の一方の短辺に隣接している振動部121aの辺までの距離が、副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長の2.5倍の長さとなっている。 The fourth sample is Comparative Example 3, in which the portion of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is located on the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121. The distance from one short side of the crystal piece 121 to the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and adjacent to one short side of the crystal piece 121. However, it is a secondary vibration and has a length 2.5 times the wavelength of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121.

第五サンプルは、比較例4であり、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺上に位置しつつ、水晶片121の一方の短辺から、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺であって水晶片121の一方の短辺に隣接している振動部121aの辺までの距離が、副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長の3.0倍の長さとなっている。 The fifth sample is Comparative Example 4, in which the portion of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is located on the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121. The distance from one short side of the crystal piece 121 to the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and adjacent to one short side of the crystal piece 121. However, it is a secondary vibration and has a length of 3.0 times the wavelength of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121.

従って、第一サンプル〜第五サンプルにおいては、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺上に位置しているという点で共通している。 Therefore, in the first sample to the fifth sample, the portion that becomes the node of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is located on the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121. It is common in that it does.

第一サンプル〜第五サンプルにおいては、水晶片121の一方の短辺から、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺であって水晶片121の一方の短辺に隣接している振動部121aの辺までの距離、つまり、d1が異なっている。 In the first sample to the fifth sample, the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and adjacent to one short side of the crystal piece 121 from one short side of the crystal piece 121. The distance to the side of the vibrating portion 121a, that is, d1 is different.

それぞれのサンプルにおけるd1は、前述したように、次のようになっている。
第一サンプル:d1=2λx
第二サンプル:d1=λx
第三サンプル:d1=1.5λx
第四サンプル:d1=2.5λx
第五サンプル:d1=3λx
As described above, d1 in each sample is as follows.
First sample: d1 = 2λx
Second sample: d1 = λx
Third sample: d1 = 1.5λx
Fourth sample: d1 = 2.5λx
Fifth sample: d1 = 3λx

ここで、第一サンプル〜第五サンプルは、d1および水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺の長さのみ変え、水晶片121の短辺の長さ、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺の長さ、水晶片121の短辺に平行な励振電極部123の辺の長さ、水晶片121の長辺に平行な励振電極部123の辺の長さ、水晶片121の他方の短辺から水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺であって水晶片121の他方の短辺に隣接している振動部121aの辺までの長さ、つまり、d2、および、振動部121aの上下方向の厚みを、同じ値としている。なお、一定としたこれらの値については、等価直列抵抗値を考慮した経験的に好適な値とした。 Here, in the first sample to the fifth sample, only the length of the side of the vibrating portion 121a parallel to the long side of d1 and the crystal piece 121 is changed, the length of the short side of the crystal piece 121, and the short side of the crystal piece 121. The length of the side of the vibrating portion 121a parallel to, the length of the side of the excitation electrode portion 123 parallel to the short side of the crystal piece 121, the length of the side of the excitation electrode portion 123 parallel to the long side of the crystal piece 121, The length from the other short side of the crystal piece 121 to the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and adjacent to the other short side of the crystal piece 121, that is, , D2, and the thickness of the vibrating portion 121a in the vertical direction have the same value. It should be noted that these constant values were empirically suitable values in consideration of the equivalent series resistance value.

実施例1〜実施例3における第一サンプル〜第五サンプルのそれぞれの寸法は、以下の通りとなっている。 The dimensions of the first sample to the fifth sample in Examples 1 to 3 are as follows.

水晶片121の短辺の長さは、550μm〜690μmの所定の値であり、水晶片121の長辺の長さは、650μm〜920μmの所定の値である。また、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺の長さは、350μm〜580μmの所定の値である。また、水晶片121の短辺に平行な励振電極部123の辺の長さは、250μm〜550μmの所定の値であり、水晶片121の長辺に平行な励振電極部123の辺の長さは、450μm〜570μmの所定の値である。また、d2は、λx/2となっており、本実施例では、25μmとなっている。従って、第一サンプル〜第五サンプルにおいて、水晶片121の他方の短辺上には、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の腹となる部分が位置している。
また、振動部121aの上下方向の厚みは、実施例1においては66μm〜70μmの所定の値、実施例2においては59μm〜62μmの所定の値、実施例3においては42μm〜44μmの所定の値となっている。なお、繰り返しとなるが、それぞれの所定の値については、等価直列抵抗値を考慮した経験的に好適な値となっている。
The length of the short side of the crystal piece 121 is a predetermined value of 550 μm to 690 μm, and the length of the long side of the crystal piece 121 is a predetermined value of 650 μm to 920 μm. The length of the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 is a predetermined value of 350 μm to 580 μm. The length of the side of the excitation electrode portion 123 parallel to the short side of the crystal piece 121 is a predetermined value of 250 μm to 550 μm, and the length of the side of the excitation electrode portion 123 parallel to the long side of the crystal piece 121. Is a predetermined value of 450 μm to 570 μm. Further, d2 is λx / 2, which is 25 μm in this embodiment. Therefore, in the first sample to the fifth sample, on the other short side of the crystal piece 121, a portion that becomes an antinode of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is located.
The vertical thickness of the vibrating portion 121a is a predetermined value of 66 μm to 70 μm in Example 1, a predetermined value of 59 μm to 62 μm in Example 2, and a predetermined value of 42 μm to 44 μm in Example 3. It has become. Again, each predetermined value is an empirically suitable value in consideration of the equivalent series resistance value.

第一サンプル〜第五サンプルにおいては、前述したように、d1、および、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺の長さが異なっている。水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長、つまり、λxは、水晶片121の長辺の長さと大きく関係しているため、第一サンプル〜第五サンプルにおいては、水晶片121の長辺の長さが一定となるようにしているため、d1の変化に伴い、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺の長さも変化している。 In the first sample to the fifth sample, as described above, the lengths of the sides of d1 and the vibrating portion 121a parallel to the long side of the crystal piece 121 are different. Since the wavelength of bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121, that is, λx, is largely related to the length of the long side of the crystal piece 121, the crystal pieces in the first sample to the fifth sample Since the length of the long side of 121 is made constant, the length of the side of the vibrating portion 121a parallel to the long side of the crystal piece 121 also changes with the change of d1.

なお、本実施例において、各公差は、次のようになっている。水晶素子120の周波数の公差は、±0.5%となっている。また、水晶片121の短辺に平行な向きの長さ、具体的には、水晶片121の短辺の長さ、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺の長さ、および、水晶片121の短辺に平行な励振電極部123の辺の長さついては、±5μmとなっている。また、水晶片121の長辺に平行な向きの長さ、具体的には、水晶片121の長辺の長さ、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺の長さ、水晶片121の長辺に平行な励振電極部123の辺の長さ、d1およびd2については、±λx/8μmとなっている。 In this embodiment, each tolerance is as follows. The frequency tolerance of the crystal element 120 is ± 0.5%. Further, the length in the direction parallel to the short side of the crystal piece 121, specifically, the length of the short side of the crystal piece 121, the length of the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121, and The length of the side of the excitation electrode portion 123 parallel to the short side of the crystal piece 121 is ± 5 μm. Further, the length in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121, specifically, the length of the long side of the crystal piece 121, the length of the side of the vibrating portion 121a parallel to the long side of the crystal piece 121, and the crystal. The lengths of the sides of the excitation electrode portion 123 parallel to the long side of the piece 121, d1 and d2, are ± λx / 8 μm.

(実施例1)
図8は、周波数が24MHzにおけるd1と等価直列抵抗値との関係を示すグラフである。なお、図8では、第一サンプルを「○」、第二サンプルを「×」、第三サンプルを「△」、第四サンプルを「□」、第五サンプルを「◇」として、実際に測定したd1に対応した等価直列抵抗値の箇所をプロットしている。なお、図8において、d1とλxとの関係をわかりやすくするために、実際の長さの数値を横軸の目盛りにするのでなく、d1をλxで割った数値を横軸の目盛りとしている。
(Example 1)
FIG. 8 is a graph showing the relationship between d1 at a frequency of 24 MHz and the equivalent series resistance value. In FIG. 8, the first sample is “○”, the second sample is “×”, the third sample is “△”, the fourth sample is “□”, and the fifth sample is “◇”. The points of the equivalent series resistance value corresponding to d1 are plotted. In FIG. 8, in order to make it easier to understand the relationship between d1 and λx, the scale of the actual length is not set as the scale on the horizontal axis, but the value obtained by dividing d1 by λx is used as the scale on the horizontal axis.

図8では、横軸の目盛りが「2.0」に近づくにつれて、等価直列抵抗値が小さくなっていることが分かる。つまり、d1が2λx付近においては、等価直列抵抗値が小さくなっているといえる。 In FIG. 8, it can be seen that the equivalent series resistance value decreases as the scale on the horizontal axis approaches “2.0”. That is, it can be said that the equivalent series resistance value becomes small when d1 is in the vicinity of 2λx.

また、図8では、横軸の目盛りが「2.0」となっている付近においては、d1が微小変化したときに等価直列抵抗値が大きく変化していないことが分かる。また、横軸の目盛りが「1.0」、「1.5」、「2.5」および「3.0」となっている付近においては、d1が微小変化したときに等価直列抵抗値が、横軸の目盛りが「2.0」付近の場合と比較して、大きく変化していることが分かる。つまり、第一サンプルにおいては、d1が微小変化した場合であっても等価直列抵抗値があまり変化しないが、第二サンプル〜第四サンプルにおいては、d1が微小変化した場合に等価直列抵抗値が大きく変化しているといえる。このとき、第一サンプルにおいては、d1が2λx±λx/8であれば、等価直列抵抗値が大きく変化していないことが分かる。 Further, in FIG. 8, it can be seen that the equivalent series resistance value does not change significantly when d1 changes slightly in the vicinity where the scale on the horizontal axis is “2.0”. Further, in the vicinity where the scale on the horizontal axis is "1.0", "1.5", "2.5" and "3.0", the equivalent series resistance value becomes high when d1 changes slightly. , It can be seen that the scale on the horizontal axis has changed significantly as compared with the case where the scale is around "2.0". That is, in the first sample, the equivalent series resistance value does not change much even when d1 changes slightly, but in the second to fourth samples, the equivalent series resistance value changes when d1 changes slightly. It can be said that it has changed significantly. At this time, in the first sample, if d1 is 2λx ± λx / 8, it can be seen that the equivalent series resistance value does not change significantly.

これらのことから、周波数が24MHzの水晶素子120は、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺、および、水晶片121の短辺上に位置しているとき、d1=2λx±λx/8を満たしていることが望ましいといえる。具体的には、d1は200μm±12.5μm(187.5μm〜212.5μm)となっていることが望ましい。 From these facts, the crystal element 120 having a frequency of 24 MHz is a secondary vibration generated when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122, and is a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121. When the portion to be is located on the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and on the short side of the crystal piece 121, it is desirable that d1 = 2λx ± λx / 8 is satisfied. It can be said that. Specifically, it is desirable that d1 is 200 μm ± 12.5 μm (187.5 μm to 212.5 μm).

(実施例2)
図9は、周波数が27.12MHzにおけるd1と等価直列抵抗値との関係を示すグラフである。なお、図9では、第一サンプルを「○」、第二サンプルを「×」、第三サンプルを「△」、第四サンプルを「□」、第五サンプルを「◇」として、実際に測定したd1に対応した等価直列抵抗値の箇所をプロットしている。なお、図9において、d1とλxとの関係をわかりやすくするために、実際の長さの数値を横軸の目盛りにするのでなく、d1をλxで割った数値を横軸の目盛りとしている。
(Example 2)
FIG. 9 is a graph showing the relationship between d1 and the equivalent series resistance value at a frequency of 27.12 MHz. In FIG. 9, the first sample is “○”, the second sample is “×”, the third sample is “△”, the fourth sample is “□”, and the fifth sample is “◇”. The points of the equivalent series resistance value corresponding to d1 are plotted. In FIG. 9, in order to make it easier to understand the relationship between d1 and λx, the scale of the actual length is not set as the scale on the horizontal axis, but the value obtained by dividing d1 by λx is used as the scale on the horizontal axis.

図9では、横軸の目盛りが「2.0」に近づくにつれて、等価直列抵抗値が小さくなっていることが分かる。つまり、d1が2λx付近においては、等価直列抵抗値が小さくなっているといえる。 In FIG. 9, it can be seen that the equivalent series resistance value decreases as the scale on the horizontal axis approaches “2.0”. That is, it can be said that the equivalent series resistance value becomes small when d1 is in the vicinity of 2λx.

また、図9では、横軸の目盛りが「2.0」となっている付近においては、d1が微小変化したときに等価直列抵抗値が大きく変化していないことが分かる。また、横軸の目盛りが「1.0」、「1.5」、「2.5」および「3.0」となっている付近においては、d1が微小変化したときに等価直列抵抗値が、横軸の目盛りが「2.0」付近の場合と比較して、大きく変化していることが分かる。つまり、第一サンプルにおいては、d1が微小変化した場合であっても等価直列抵抗値があまり変化しないが、第二サンプル〜第四サンプルにおいては、d1が微小変化した場合に等価直列抵抗値が大きく変化しているといえる。このとき、第一サンプルにおいては、d1が2λx±λx/8であれば、等価直列抵抗値が大きく変化していないことが分かる。 Further, in FIG. 9, it can be seen that the equivalent series resistance value does not change significantly when d1 changes slightly in the vicinity where the scale on the horizontal axis is “2.0”. Further, in the vicinity where the scale on the horizontal axis is "1.0", "1.5", "2.5" and "3.0", the equivalent series resistance value becomes high when d1 changes slightly. , It can be seen that the scale on the horizontal axis has changed significantly as compared with the case where the scale is around "2.0". That is, in the first sample, the equivalent series resistance value does not change much even when d1 changes slightly, but in the second to fourth samples, the equivalent series resistance value changes when d1 changes slightly. It can be said that it has changed significantly. At this time, in the first sample, if d1 is 2λx ± λx / 8, it can be seen that the equivalent series resistance value does not change significantly.

これらのことから、周波数が27.12MHzの水晶素子120は、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺、および、水晶片121の短辺上に位置しているとき、d1=2λx±λx/8を満たしていることが望ましいといえる。具体的には、d1は185μm±11.5625μm(173.44μm〜196.5μm)となっていることが望ましい。 From these facts, the crystal element 120 having a frequency of 27.12 MHz is a secondary vibration generated when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122, and is a bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121. When the node portion of is located on the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and on the short side of the crystal piece 121, d1 = 2λx ± λx / 8 is satisfied. Can be said to be desirable. Specifically, it is desirable that d1 is 185 μm ± 11.565 μm (173.44 μm to 196.5 μm).

(実施例3)
図10は、周波数が37.4MHzにおけるd1と等価直列抵抗値との関係を示すグラフである。なお、図10では、第一サンプルを「○」、第二サンプルを「×」、第三サンプルを「△」、第四サンプルを「□」、第五サンプルを「◇」として、実際に測定したd1に対応した等価直列抵抗値の箇所をプロットしている。なお、図10において、d1とλxとの関係をわかりやすくするために、実際の長さの数値を横軸の目盛りにするのでなく、d1をλxで割った数値を横軸の目盛りとしている。
(Example 3)
FIG. 10 is a graph showing the relationship between d1 and the equivalent series resistance value at a frequency of 37.4 MHz. In FIG. 10, the first sample is “○”, the second sample is “×”, the third sample is “△”, the fourth sample is “□”, and the fifth sample is “◇”. The points of the equivalent series resistance value corresponding to d1 are plotted. In FIG. 10, in order to make it easier to understand the relationship between d1 and λx, the scale of the actual length is not set as the scale on the horizontal axis, but the value obtained by dividing d1 by λx is used as the scale on the horizontal axis.

図10では、横軸の目盛りが「2.0」に近づくにつれて、等価直列抵抗値が小さくなっていることが分かる。つまり、d1が2λx付近においては、等価直列抵抗値が小さくなっているといえる。 In FIG. 10, it can be seen that the equivalent series resistance value decreases as the scale on the horizontal axis approaches "2.0". That is, it can be said that the equivalent series resistance value becomes small when d1 is in the vicinity of 2λx.

また、図10では、横軸の目盛りが「2.0」となっている付近においては、d1が微小変化したときに等価直列抵抗値が大きく変化していないことが分かる。また、横軸の目盛りが「1.0」、「1.5」、「2.5」および「3.0」となっている付近においては、d1が微小変化したときに等価直列抵抗値が、横軸の目盛りが「2.0」付近の場合と比較して、大きく変化していることが分かる。つまり、第一サンプルにおいては、d1が微小変化した場合であっても等価直列抵抗値があまり変化しないが、第二サンプル〜第四サンプルにおいては、d1が微小変化した場合に等価直列抵抗値が大きく変化しているといえる。このとき、第一サンプルにおいては、d1が2λx±λx/8であれば、等価直列抵抗値が大きく変化していないことが分かる。 Further, in FIG. 10, it can be seen that the equivalent series resistance value does not change significantly when d1 changes slightly in the vicinity where the scale on the horizontal axis is “2.0”. Further, in the vicinity where the scale on the horizontal axis is "1.0", "1.5", "2.5" and "3.0", the equivalent series resistance value becomes high when d1 changes slightly. , It can be seen that the scale on the horizontal axis has changed significantly as compared with the case where the scale is around "2.0". That is, in the first sample, the equivalent series resistance value does not change much even when d1 changes slightly, but in the second to fourth samples, the equivalent series resistance value changes when d1 changes slightly. It can be said that it has changed significantly. At this time, in the first sample, if d1 is 2λx ± λx / 8, it can be seen that the equivalent series resistance value does not change significantly.

これらのことから、周波数が37.4MHzの水晶素子120は、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺、および、水晶片121の短辺上に位置しているとき、d1=2λx±λx/8を満たしていることが望ましいといえる。具体的には、d1は146μm±9.125μm(136.875μm〜155.125μm)となっていることが望ましい。 From these facts, the crystal element 120 having a frequency of 37.4 MHz is a secondary vibration generated when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122, and is a bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121. When the node portion of is located on the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and on the short side of the crystal piece 121, d1 = 2λx ± λx / 8 is satisfied. Can be said to be desirable. Specifically, it is desirable that d1 is 146 μm ± 9.125 μm (136.875 μm to 155.125 μm).

(実施例4〜実施例6の概略説明)
水晶素子120の周波数が24MHz、27.12MHzおよび37.4MHzのとき、種々の寸法を作製し、その等価直列抵抗値を調べる実験を行った。実施例4〜実施例6の結果、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺および水晶片121の短辺上に位置しているとき、d2=0.5λxとなっていることが望ましいことが分かった。
(Summary Description of Examples 4 to 6)
When the frequencies of the crystal element 120 were 24 MHz, 27.12 MHz, and 37.4 MHz, various dimensions were prepared and an experiment was conducted to examine the equivalent series resistance value. As a result of Examples 4 to 6, the portion of the secondary vibration generated when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122, which is a node of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121, is formed. It was found that it is desirable that d2 = 0.5λx when the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and the side of the vibrating portion 121a and the short side of the crystal piece 121 are located.

本実施例として、第六サンプルを10個作製した。また、比較例5および比較例6として、第七サンプル〜第八サンプルを各10個ずつ作製した。 As this example, 10 sixth samples were prepared. In addition, as Comparative Example 5 and Comparative Example 6, 10 samples to 8 samples were prepared.

第六サンプルは、実施例の一つであり、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺および水晶片121の短辺上に位置している。また、第六サンプルは、水晶片121の一方の短辺から、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺であって水晶片121の一方の短辺に隣接している振動部121aの辺までの距離が、副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長の0.5倍の長さとなっている。 The sixth sample is one of the examples, in which the portion of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and the crystal. It is located on the short side of the piece 121. Further, in the sixth sample, from one short side of the crystal piece 121 to the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and adjacent to one short side of the crystal piece 121, the vibrating portion 121a The distance to the side is 0.5 times as long as the wavelength of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121, which is a secondary vibration.

第七サンプルは、比較例5であり、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺および水晶片121の短辺上に位置している。また、第七サンプルは、水晶片121の一方の短辺から、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺であって水晶片121の一方の短辺に隣接している振動部121aの辺までの距離が、副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長の1.00倍の長さ、つまり同じ長さとなっている。 The seventh sample is Comparative Example 5, in which the portion of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and the crystal piece 121. It is located on the short side of. Further, in the seventh sample, from one short side of the crystal piece 121 to the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and adjacent to one short side of the crystal piece 121, the vibrating portion 121a The distance to the side is 1.00 times the wavelength of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121, which is a secondary vibration, that is, the same length.

第八サンプルは、比較例2であり、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺および水晶片121の短辺上に位置している。また、第八サンプルは、水晶片121の一方の短辺から、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺であって水晶片121の一方の短辺に隣接している振動部121aの辺までの距離が、副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長の1.50倍の長さとなっている。 The eighth sample is Comparative Example 2, in which the portion of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and the crystal piece 121. It is located on the short side of. Further, in the eighth sample, from one short side of the crystal piece 121 to the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and adjacent to one short side of the crystal piece 121, the vibrating portion 121a The distance to the side is 1.50 times the wavelength of the bending vibration that occurs in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121, which is a secondary vibration.

従って、第六サンプル〜第八サンプルにおいては、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺、および、水晶片121の短辺上に位置しているという点で共通している。 Therefore, in the sixth sample to the eighth sample, the portion that becomes the node of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121, and It is common in that it is located on the short side of the crystal piece 121.

第六サンプル〜第八サンプルにおいては、水晶片121の他方の短辺から、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺であって水晶片121の他方の短辺に隣接している振動部121aの辺までの距離、つまり、d2が異なっている。 In the sixth sample to the eighth sample, the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and adjacent to the other short side of the crystal piece 121 from the other short side of the crystal piece 121. The distance to the side of the vibrating portion 121a, that is, d2 is different.

それぞれのサンプルにおけるd2は、前述したように、次のようになっている。
第六サンプル:d1=0.5λx
第七サンプル:d1=λx
第八サンプル:d1=1.5λx
As described above, d2 in each sample is as follows.
Sixth sample: d1 = 0.5λx
Seventh sample: d1 = λx
Eighth sample: d1 = 1.5λx

ここで、第六サンプル〜第八サンプルは、d2および水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺の長さのみ変え、水晶片121の短辺の長さ、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺の長さ、水晶片121の短辺に平行な励振電極部123の辺の長さ、水晶片121の長辺に平行な励振電極部123の辺の長さ、水晶片121の一方の短辺から水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺であって水晶片121の一方の短辺に隣接している振動部121aの辺までの長さ、つまり、d1、および、振動部121aの上下方向の厚みを、同じ値としている。なお、一定としたこれらの値については、等価直列抵抗値を考慮した経験的に好適な値とした。 Here, in the sixth sample to the eighth sample, only the length of the side of the vibrating portion 121a parallel to the long side of d2 and the crystal piece 121 is changed, the length of the short side of the crystal piece 121, and the short side of the crystal piece 121. The length of the side of the vibrating portion 121a parallel to, the length of the side of the excitation electrode portion 123 parallel to the short side of the crystal piece 121, the length of the side of the excitation electrode portion 123 parallel to the long side of the crystal piece 121, The length from one short side of the crystal piece 121 to the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and adjacent to one short side of the crystal piece 121, that is, , D1 and the thickness of the vibrating portion 121a in the vertical direction have the same value. It should be noted that these constant values were empirically suitable values in consideration of the equivalent series resistance value.

第六サンプル〜第八サンプルのそれぞれの寸法は、以下の通りとなっている。 The dimensions of each of the sixth sample to the eighth sample are as follows.

水晶片121の短辺の長さは、550μm〜690μmの所定の値であり、水晶片121の長辺の長さは、650μm〜920μmの所定の値である。また、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺の長さは、350μm〜580μmの所定の値である。また、水晶片121の短辺に平行な励振電極部123の辺の長さは、250μm〜550μmの所定の値であり、水晶片121の長辺に平行な励振電極部123の辺の長さは、450μm〜570μmの所定の値である。また、d1は、2λxとなっており、本実施例では、200μmとなっている。従って、第六サンプル〜第八サンプルにおいて、水晶片121の一方の短辺上には、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が位置している。
また、振動部121aの上下方向の厚みは、実施例1においては66μm〜70μmの所定の値、実施例2においては59μm〜62μmの所定の値、実施例3においては42μm〜44μmの所定の値となっている。なお、繰り返しとなるが、それぞれの所定の値については、等価直列抵抗値を考慮した経験的に好適な値となっている。
The length of the short side of the crystal piece 121 is a predetermined value of 550 μm to 690 μm, and the length of the long side of the crystal piece 121 is a predetermined value of 650 μm to 920 μm. The length of the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 is a predetermined value of 350 μm to 580 μm. The length of the side of the excitation electrode portion 123 parallel to the short side of the crystal piece 121 is a predetermined value of 250 μm to 550 μm, and the length of the side of the excitation electrode portion 123 parallel to the long side of the crystal piece 121. Is a predetermined value of 450 μm to 570 μm. Further, d1 is 2λx, which is 200 μm in this embodiment. Therefore, in the sixth sample to the eighth sample, a portion serving as a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is located on one short side of the crystal piece 121.
The vertical thickness of the vibrating portion 121a is a predetermined value of 66 μm to 70 μm in Example 1, a predetermined value of 59 μm to 62 μm in Example 2, and a predetermined value of 42 μm to 44 μm in Example 3. It has become. Again, each predetermined value is an empirically suitable value in consideration of the equivalent series resistance value.

第六サンプル〜第八サンプルにおいては、前述したように、d2、および、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺の長さが異なっている。水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長、つまり、λxは、水晶片121の長辺の長さと大きく関係しているため、第六サンプル〜第八サンプルにおいては、水晶片121の長辺の長さが一定となるようにしているため、d2の変化に伴い、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺の長さも変化している。 In the sixth sample to the eighth sample, as described above, the lengths of the sides of d2 and the vibrating portion 121a parallel to the long side of the crystal piece 121 are different. Since the wavelength of bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121, that is, λx, is largely related to the length of the long side of the crystal piece 121, the crystal pieces in the sixth sample to the eighth sample Since the length of the long side of 121 is made constant, the length of the side of the vibrating portion 121a parallel to the long side of the crystal piece 121 also changes with the change of d2.

なお、本実施例において、各公差は、次のようになっている。水晶素子120の周波数の公差は、±0.5%となっている。また、水晶片121の短辺に平行な向きの長さ、具体的には、水晶片121の短辺の長さ、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺の長さ、および、水晶片121の短辺に平行な励振電極部123の辺の長さついては、±5μmとなっている。また、水晶片121の長辺に平行な向きの長さ、具体的には、水晶片121の長辺の長さ、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺の長さ、水晶片121の長辺に平行な励振電極部123の辺の長さ、d1およびd2については、±λx/8μmとなっている。 In this embodiment, each tolerance is as follows. The frequency tolerance of the crystal element 120 is ± 0.5%. Further, the length in the direction parallel to the short side of the crystal piece 121, specifically, the length of the short side of the crystal piece 121, the length of the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121, and The length of the side of the excitation electrode portion 123 parallel to the short side of the crystal piece 121 is ± 5 μm. Further, the length in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121, specifically, the length of the long side of the crystal piece 121, the length of the side of the vibrating portion 121a parallel to the long side of the crystal piece 121, and the crystal. The lengths of the sides of the excitation electrode portion 123 parallel to the long side of the piece 121, d1 and d2, are ± λx / 8 μm.

(実施例4)
図11は、周波数が24MHzにおけるd2と等価直列抵抗値との関係を示すグラフである。なお、図11では、第一サンプルを「○」、第二サンプルを「×」、第三サンプルを「△」として、実際に測定したd2に対応した等価直列抵抗値の箇所をプロットしている。なお、図11において、d2とλxとの関係をわかりやすくするために、実際の長さの数値を横軸の目盛りにするのでなく、d2をλxで割った数値を横軸の目盛りとしている。
(Example 4)
FIG. 11 is a graph showing the relationship between d2 at a frequency of 24 MHz and the equivalent series resistance value. In FIG. 11, the first sample is "○", the second sample is "x", and the third sample is "Δ", and the points of the equivalent series resistance values corresponding to the actually measured d2 are plotted. .. In FIG. 11, in order to make it easier to understand the relationship between d2 and λx, the scale of the actual length is not set as the scale on the horizontal axis, but the value obtained by dividing d2 by λx is used as the scale on the horizontal axis.

図11では、横軸の目盛りが「0.50」では、等価直列抵抗値が小さくなっていることが分かる。つまり、d2が0.50λx付近においては、等価直列抵抗値が小さくなっているといえる。 In FIG. 11, it can be seen that the equivalent series resistance value is small when the scale on the horizontal axis is “0.50”. That is, it can be said that the equivalent series resistance value becomes small when d2 is around 0.50λx.

また、図11では、横軸の目盛りが「0.50」、「1.00」および「1.50」となっている付近においては、d2が微小変化したときに等価直列抵抗値が大きく変化していないことが分かる。つまり、第六サンプル、第七サンプルおよび第八サンプルにおいては、d2が0.125λxの範囲内で微小変化した場合であっても等価直列抵抗値があまり変化していないといえる。別の観点では、第六サンプルの有効範囲は、0.5λx±0.125λxといえる。 Further, in FIG. 11, in the vicinity where the scales on the horizontal axis are “0.50”, “1.00”, and “1.50”, the equivalent series resistance value changes significantly when d2 changes slightly. You can see that it is not. That is, in the sixth sample, the seventh sample, and the eighth sample, it can be said that the equivalent series resistance value does not change much even when d2 changes slightly within the range of 0.125λx. From another point of view, the effective range of the sixth sample can be said to be 0.5λx ± 0.125λx.

これらのことから、水晶素子120は、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺、および、水晶片121の短辺上に位置しているとき、d2=0.50λx±λx/8を満たしていることが望ましい。具体的には、d2は50μm±12.5μm(37.5μm〜62.5μm)となっていることが望ましい。 From these facts, in the crystal element 120, a portion which is a secondary vibration generated when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122 and is a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is formed. When located on the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and on the short side of the crystal piece 121, it is desirable that d2 = 0.50λx ± λx / 8. Specifically, it is desirable that d2 is 50 μm ± 12.5 μm (37.5 μm to 62.5 μm).

(実施例5)
図12は、周波数が27.12MHzにおけるd2と等価直列抵抗値との関係を示すグラフである。なお、図12では、第一サンプルを「○」、第二サンプルを「×」、第三サンプルを「△」として、実際に測定したd2に対応した等価直列抵抗値の箇所をプロットしている。なお、図12において、d2とλxとの関係をわかりやすくするために、実際の長さの数値を横軸の目盛りにするのでなく、d2をλxで割った数値を横軸の目盛りとしている。
(Example 5)
FIG. 12 is a graph showing the relationship between d2 and the equivalent series resistance value at a frequency of 27.12 MHz. In FIG. 12, the first sample is “○”, the second sample is “×”, and the third sample is “Δ”, and the points of the equivalent series resistance values corresponding to the actually measured d2 are plotted. .. In FIG. 12, in order to make the relationship between d2 and λx easier to understand, the numerical value of the actual length is not set as the scale on the horizontal axis, but the value obtained by dividing d2 by λx is used as the scale on the horizontal axis.

図12では、横軸の目盛りが「0.50」では、等価直列抵抗値が小さくなっていることが分かる。つまり、d2が0.50λx付近においては、等価直列抵抗値が小さくなっているといえる。 In FIG. 12, it can be seen that the equivalent series resistance value is small when the scale on the horizontal axis is “0.50”. That is, it can be said that the equivalent series resistance value becomes small when d2 is around 0.50λx.

また、図12では、横軸の目盛りが「0.50」、「1.00」および「1.50」となっている付近においては、d2が微小変化したときに等価直列抵抗値が大きく変化していないことが分かる。つまり、第六サンプル、第七サンプルおよび第八サンプルにおいては、d2が0.125λxの範囲内で微小変化した場合であっても等価直列抵抗値があまり変化していないといえる。別の観点では、第六サンプルの有効範囲は、0.5λx±0.125λxといえる。 Further, in FIG. 12, in the vicinity where the scales on the horizontal axis are "0.50", "1.00", and "1.50", the equivalent series resistance value changes significantly when d2 changes slightly. You can see that it is not. That is, in the sixth sample, the seventh sample, and the eighth sample, it can be said that the equivalent series resistance value does not change much even when d2 changes slightly within the range of 0.125λx. From another point of view, the effective range of the sixth sample can be said to be 0.5λx ± 0.125λx.

これらのことから、水晶素子120は、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺、および、水晶片121の短辺上に位置しているとき、d2=0.50λx±λx/8を満たしていることが望ましい。具体的には、d2は46.25μm±11.5625μm(34.69μm〜57.82μm)となっていることが望ましい。 From these facts, in the crystal element 120, a portion which is a secondary vibration generated when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122 and is a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is formed. When located on the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and on the short side of the crystal piece 121, it is desirable that d2 = 0.50λx ± λx / 8. Specifically, it is desirable that d2 is 46.25 μm ± 11.562 μm (34.69 μm to 57.82 μm).

(実施例6)
図13は、周波数が37.4MHzにおけるd2と等価直列抵抗値との関係を示すグラフである。なお、図13では、第一サンプルを「○」、第二サンプルを「×」、第三サンプルを「△」として、実際に測定したd2に対応した等価直列抵抗値の箇所をプロットしている。なお、図12において、d2とλxとの関係をわかりやすくするために、実際の長さの数値を横軸の目盛りにするのでなく、d2をλxで割った数値を横軸の目盛りとしている。
(Example 6)
FIG. 13 is a graph showing the relationship between d2 and the equivalent series resistance value at a frequency of 37.4 MHz. In FIG. 13, the first sample is "○", the second sample is "x", and the third sample is "Δ", and the points of the equivalent series resistance values corresponding to the actually measured d2 are plotted. .. In FIG. 12, in order to make the relationship between d2 and λx easier to understand, the numerical value of the actual length is not set as the scale on the horizontal axis, but the value obtained by dividing d2 by λx is used as the scale on the horizontal axis.

図13では、横軸の目盛りが「0.50」では、等価直列抵抗値が小さくなっていることが分かる。つまり、d2が0.50λx付近においては、等価直列抵抗値が小さくなっているといえる。 In FIG. 13, it can be seen that the equivalent series resistance value is small when the scale on the horizontal axis is “0.50”. That is, it can be said that the equivalent series resistance value becomes small when d2 is around 0.50λx.

また、図13では、横軸の目盛りが「0.50」、「1.00」および「1.50」となっている付近においては、d2が微小変化したときに等価直列抵抗値が大きく変化していないことが分かる。つまり、第六サンプル、第七サンプルおよび第八サンプルにおいては、d2が0.125λxの範囲内で微小変化した場合であっても等価直列抵抗値があまり変化していないといえる。別の観点では、第六サンプルの有効範囲は、0.5λx±0.125λxといえる。 Further, in FIG. 13, in the vicinity where the scales on the horizontal axis are “0.50”, “1.00”, and “1.50”, the equivalent series resistance value changes significantly when d2 changes slightly. You can see that it is not. That is, in the sixth sample, the seventh sample, and the eighth sample, it can be said that the equivalent series resistance value does not change much even when d2 changes slightly within the range of 0.125λx. From another point of view, the effective range of the sixth sample can be said to be 0.5λx ± 0.125λx.

これらのことから、水晶素子120は、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺、および、水晶片121の短辺上に位置しているとき、d2=0.50λx±λx/8を満たしていることが望ましい。具体的には、d2は36.5μm±9.125μm(27.375μm〜45.625μm)となっていることが望ましい。 From these facts, in the crystal element 120, a portion which is a secondary vibration generated when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122 and is a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is formed. When located on the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 and on the short side of the crystal piece 121, it is desirable that d2 = 0.50λx ± λx / 8. Specifically, it is desirable that d2 is 36.5 μm ± 9.125 μm (27.375 μm to 45.625 μm).

以上の通り、本実施形態に係る水晶素子120は、平面視して略矩形となっており、略直方体の振動部121a、および、振動部121aの外縁に沿って設けられている振動部121aより上下方向の厚みが薄い周辺部121bを有している水晶片121と、振動部121aの両主面に設けられている励振電極部123、および、励振電極部123から水晶片121の一方の短辺側の縁部まで延設されている接続配線部124からなる金属パターン122と、を備えている水晶素子120であって、金属パターン122に交番電圧を印加したとき、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの二辺上に位置しており、
水晶片121の長辺に平行な向きに生じる屈曲振動の波長をλxとし、水晶片121の一方の短辺から水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺であって水晶片121の一方の短辺に隣接している振動部121aの辺までの距離をd1とし、水晶片121の他方の短辺から水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺であって水晶片121の他方の短辺に隣接している振動部121aの辺までの距離をd2としたとき、d1=2λx±0.125λxおよびd2=0.5λx±0.125λxを満たしている。
As described above, the crystal element 120 according to the present embodiment has a substantially rectangular shape in a plan view, and is from the vibrating portion 121a of a substantially rectangular parallelepiped and the vibrating portion 121a provided along the outer edge of the vibrating portion 121a. A crystal piece 121 having a peripheral portion 121b having a thin thickness in the vertical direction, an excitation electrode portion 123 provided on both main surfaces of the vibration portion 121a, and one short of the excitation electrode portion 123 to the crystal piece 121. A crystal element 120 including a metal pattern 122 composed of a connection wiring portion 124 extending to an edge portion on the side side, and when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122, the long side of the crystal piece 121. The part that becomes the node of the bending vibration generated in the direction parallel to is located on the two sides of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121.
The wavelength of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121 is λx, and the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 from one short side of the crystal piece 121 is the side of the crystal piece 121. The distance to the side of the vibrating portion 121a adjacent to one short side is d1, and the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the crystal piece 121 from the other short side of the crystal piece 121 is the crystal piece 121. When the distance to the side of the vibrating portion 121a adjacent to the other short side of is d2, d1 = 2λx ± 0.125λx and d2 = 0.5λx ± 0.125λx are satisfied.

別の観点では、本実施形態に係る水晶素子120は、金属パターン122に交番電圧を印加し水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺、および水晶片121の短辺上に位置しているといえる。 From another viewpoint, in the crystal element 120 according to the present embodiment, a portion of the crystal element 121 that becomes a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121 by applying an alternating voltage to the metal pattern 122 is a short portion of the crystal piece 121. It can be said that it is located on the side of the vibrating portion 121a parallel to the side and on the short side of the crystal piece 121.

このようにすることで、励振電極部123に挟まれている部分から漏れ伝搬した主振動である厚みすべり振動が、振動部121aと周辺部121bとの境界部で反射したときの状態を一定にすることができ、振動部121aと周辺部121bとの境界部における励振電極部123に挟まれている部分の主振動である厚みすべり振動へ与える影響を一定にすることができる。 By doing so, the state when the thickness slip vibration, which is the main vibration leaked and propagated from the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123, is reflected at the boundary portion between the vibrating portion 121a and the peripheral portion 121b becomes constant. The influence on the thickness sliding vibration, which is the main vibration of the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123 at the boundary portion between the vibrating portion 121a and the peripheral portion 121b, can be made constant.

また、d1=2λx±0.125λxにすることで、水晶片121の一方短辺上に屈曲振動の節となる部分に位置させることが可能となり、励振電極部123に挟まれている部分から漏れ伝搬した振動が水晶片121の一方の短辺を含む側面で反射する状態を一定にしつつ、バンプ(本実施形態では導電性接着剤140)を用いて電気的に接続させたことによる励振電極部123に挟まれている部分の振動への影響を低減できる。 Further, by setting d1 = 2λx ± 0.125λx, it is possible to position the crystal piece 121 on one short side of the crystal piece 121 at a portion that becomes a node of bending vibration, and leakage from the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123. Excitation electrode portion by electrically connecting using bumps (conductive adhesive 140 in this embodiment) while keeping the state in which the propagated vibration is reflected on the side surface including one short side of the crystal piece 121 constant. The influence on the vibration of the portion sandwiched between the 123s can be reduced.

また、d2=0.50λx±0.125λxとすることで、水晶片121の他方の短辺を含む側面において、励振電極部123に挟まれている部分から漏れ伝搬した振動が反射を一定にすることができ、この反射された振動が励振電極部123に挟まれている部分の振動へ与える影響を一定にすることが可能となる。 Further, by setting d2 = 0.50λx ± 0.125λx, the vibration propagated by leakage from the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123 on the side surface including the other short side of the crystal piece 121 makes the reflection constant. This makes it possible to make the influence of the reflected vibration on the vibration of the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123 constant.

この結果、本実施形態に係る水晶素子120は、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動および励振電極部123に挟まれている部分から励振電極部123に挟まれていない部分へ漏れ伝搬した振動が、主振動である厚みすべり振動に与える影響を低減させることができ、等価直列抵抗値をより低減させつつ、電気的特性を向上させることが可能となる。 As a result, the crystal element 120 according to the present embodiment moves from the portion sandwiched between the bending vibration and excitation electrode portions 123 generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121 to the portion not sandwiched by the excitation electrode portion 123. The influence of the leakage-propagated vibration on the thickness sliding vibration, which is the main vibration, can be reduced, and the electrical characteristics can be improved while further reducing the equivalent series resistance value.

さらに、本実施形態の水晶素子120をこのようにすることで、水晶片121の長辺の長さを一定にしたままで、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺の長さをより長くすることができる。それに伴い、振動部121aの両主面に設けられる励振電極部123の辺であって、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺の長さも、より長くすることができる。この結果、主振動である厚みすべり振動が生じる部分をより大きくすることが可能となり、主振動である厚みすべり振動が生じやすくすることができるので、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。 Further, by making the crystal element 120 of the present embodiment in this way, the length of the side of the vibrating portion 121a parallel to the long side of the crystal piece 121 is kept constant while the length of the long side of the crystal piece 121 is kept constant. Can be made longer. Along with this, the length of the side of the vibrating portion 121a, which is the side of the exciting electrode portion 123 provided on both main surfaces of the vibrating portion 121a and is parallel to the long side of the crystal piece 121, can be made longer. As a result, the portion where the thickness slip vibration, which is the main vibration, is generated can be made larger, and the thickness slip vibration, which is the main vibration, can be easily generated. Therefore, it is possible to reduce the increase in the equivalent series resistance value. Is possible.

また、本実施形態に係る水晶素子120は、接続配線部124が、水晶片121の一方の短辺の縁部に沿って設けられている接続部124a、および、一端が接続部124aに接続され他端が励振電極部123に接続されている配線部124bからなり、接続部124aが、平面視して、略矩形形状となっており、水晶片121の短辺に平行となっている接続部124aの二辺間の距離をd3とすると、d3=0.5λx、d3=λx、または、d3=1.5λxとなっている。なお、このときの公差については、±0.125λxとなっている。 Further, in the crystal element 120 according to the present embodiment, the connection wiring portion 124 is connected to the connection portion 124a provided along the edge of one short side of the crystal piece 121 and one end to the connection portion 124a. The other end is composed of a wiring portion 124b connected to the excitation electrode portion 123, and the connection portion 124a has a substantially rectangular shape in a plan view and is parallel to the short side of the crystal piece 121. Assuming that the distance between the two sides of 124a is d3, d3 = 0.5λx, d3 = λx, or d3 = 1.5λx. The tolerance at this time is ± 0.125λx.

このようにすることで、バンプ(本実施形態では導電性接着剤140)で電気的に接続する部分の接続面積を確保しつつ、振動部121aと接続部124aとの距離を確保することができる。また、λxの0.5倍、1.0倍または1.5倍とすることで、接続部124aが設けられている部分と接続部124aが設けられていない部分との境界部に屈曲振動の節となる部分が位置するようにすることが可能となる。これらのことから、副次的な振動であり水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動が、励振電極部123に挟まれている部分で生じる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。 By doing so, it is possible to secure the distance between the vibrating portion 121a and the connecting portion 124a while securing the connection area of the portion electrically connected by the bump (conductive adhesive 140 in the present embodiment). .. Further, by setting 0.5 times, 1.0 times, or 1.5 times of λx, bending vibration is generated at the boundary between the portion where the connecting portion 124a is provided and the portion where the connecting portion 124a is not provided. It is possible to position the knotted part. From these facts, the influence of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121, which is a secondary vibration, on the thickness sliding vibration, which is the main vibration generated in the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123. It is possible to reduce the increase in the equivalent series resistance value.

また、本実施形態に係る水晶素子120では、周波数が24MHzの場合、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長、λxが100(μm)となるように水晶片121の長辺を設定すると、d1およびd2を下の値にすることにより、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させつつ、電気的特性を向上させることが可能となる。
d1=2λx=200(μm)
d2=λx/2=50(μm)
Further, in the crystal element 120 according to the present embodiment, when the frequency is 24 MHz, the length of the crystal piece 121 is 100 (μm) so that the wavelength of bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121 and λx are 100 (μm). By setting the sides, it is possible to improve the electrical characteristics while reducing the increase in the equivalent series resistance value by setting d1 and d2 to lower values.
d1 = 2λx = 200 (μm)
d2 = λx / 2 = 50 (μm)

また、本実施形態に係る水晶素子120では、周波数が27.12MHzの場合、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長、λxが92.5(μm)となるように水晶片121の長辺を設定すると、d1およびd2を下の値にすることにより、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させつつ、電気的特性を向上させることが可能となる。
d1=2λx=185(μm)
d2=λx/2=46.25(μm)
Further, in the crystal element 120 according to the present embodiment, when the frequency is 27.12 MHz, the crystal has a wavelength of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121, λx is 92.5 (μm). When the long side of the piece 121 is set, by setting d1 and d2 to lower values, it is possible to improve the electrical characteristics while reducing the increase in the equivalent series resistance value.
d1 = 2λx = 185 (μm)
d2 = λx / 2 = 46.25 (μm)

また、本実施形態に係る水晶素子120では、周波数が37.4MHzの場合、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長、λxが73(μm)となるように水晶片121の長辺を設定すると、d1およびd2を下の値にすることにより、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させつつ、電気的特性を向上させることが可能となる。
d1=146(μm)
d2=36.5(μm)
Further, in the crystal element 120 according to the present embodiment, when the frequency is 37.4 MHz, the crystal piece 121 has a wavelength of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece 121, λx is 73 (μm). By setting the long side of, d1 and d2 are set to lower values, so that it is possible to improve the electrical characteristics while reducing the increase in the equivalent series resistance value.
d1 = 146 (μm)
d2 = 36.5 (μm)

本実施形態に係る水晶デバイスは、本実施形態に係る水晶素子120と、接続配線部124に電気的に接続される搭載パッド111が設けられている基板部110aを有した基体110と、基体110に接合される蓋体130と、を備えている。 The crystal device according to the present embodiment includes a substrate 110 having a crystal element 120 according to the present embodiment, a substrate portion 110a provided with a mounting pad 111 electrically connected to a connection wiring portion 124, and a substrate 110. The lid body 130, which is joined to the lid body 130, is provided.

本実施形態に係る水晶素子120は等価直列抵抗値が大きくなることを低減させつつ電気的特性を向上させることができるので、このような水晶素子120を実装することで、本実施形態における水晶デバイスにおいても、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させつつ電気的特性を向上させることが可能となる。 Since the crystal element 120 according to the present embodiment can improve the electrical characteristics while reducing the increase in the equivalent series resistance value, by mounting such a crystal element 120, the crystal device according to the present embodiment can be improved. Also, it is possible to improve the electrical characteristics while reducing the increase in the equivalent series resistance value.

また、本実施形態に係る水晶デバイスでは、平面視して、接続部124aと搭載パッド111とを導電性接着剤140により電気的に接続させているとき、導電性接着剤140と水晶片121とが接着している部分(図4における135°の斜線にてハッチングしている部分)に、金属パターン122に交番電圧を印加したときに水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が位置している。 Further, in the crystal device according to the present embodiment, when the connection portion 124a and the mounting pad 111 are electrically connected by the conductive adhesive 140 in a plan view, the conductive adhesive 140 and the crystal piece 121 The bending vibration that occurs in the direction parallel to the long side of the crystal piece 121 when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122 to the portion where the metal is adhered (the portion hatched by the diagonal line of 135 ° in FIG. 4). The part that becomes a node is located.

このようにすることで、金属パターン122に交番電圧を印加し副次的な振動である屈曲振動が報じた場合、導電性接着剤140と水晶片121との接着部分の歪の量を低減させることが可能となる。このため、導電性接着剤140で接着していることによるし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、電気的特性が低下することを径下させることが可能となる。 By doing so, when an alternating voltage is applied to the metal pattern 122 and bending vibration, which is a secondary vibration, is reported, the amount of distortion of the bonded portion between the conductive adhesive 140 and the crystal piece 121 is reduced. It becomes possible. Therefore, it is possible to reduce the influence of the conductive adhesive 140 on the thickness slip vibration, which is the vibration, and it is possible to reduce the diameter of the deterioration of the electrical characteristics.

本発明は、以下の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。 The present invention is not limited to the following embodiments, and may be implemented in various embodiments.

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信信号を生成する集積回路素子(IC)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、水晶素子の他にサーミスタ等の電子素子を有するものであってもよい。また、例えば、水晶デバイスは、恒温槽付きであってもよい。水晶デバイスにおいて、水晶素子を実装する基体の構造は、適宜構成されてもよい。例えば、基体は、上面および下面に凹部を有する断面H型であってもよい。 The device having a crystal element is not limited to the crystal unit. For example, it may be an oscillator having an integrated circuit element (IC) that generates a transmission signal by applying a voltage to the crystal element in addition to the crystal element. Further, for example, the crystal device may have an electronic element such as a thermistor in addition to the crystal element. Further, for example, the crystal device may be provided with a constant temperature bath. In the crystal device, the structure of the substrate on which the crystal element is mounted may be appropriately configured. For example, the substrate may have an H-shaped cross section having recesses on the upper surface and the lower surface.

水晶素子は、水晶片の所定の一辺を含む側面に、第一凹部、第二凹部および第三凹部からなる凹部が形成されている場合について説明しているが、いくつ凹部が形成されてもよい。また、水晶片の所定の一辺を含む側面に凹部が形成されていなくてもよい。 The crystal element describes a case where a recess composed of a first recess, a second recess and a third recess is formed on a side surface including a predetermined side of a crystal piece, but any number of recesses may be formed. .. Further, the concave portion may not be formed on the side surface including a predetermined side of the crystal piece.

水晶素子の接続部と蓋体の搭載パッドが導電性接着剤によって電気的に接続され基板部上に水晶素子が実装されている場合について説明しているが、水晶素子を基板上に実装しつつ接続部と搭載パッドとを電気的に接続することができれば、例えば、金属バンプを用いてもよい。 The case where the connection part of the crystal element and the mounting pad of the lid are electrically connected by the conductive adhesive and the crystal element is mounted on the substrate is described, but while the crystal element is mounted on the board, For example, a metal bump may be used as long as the connection portion and the mounting pad can be electrically connected.

接続配線部の配線部が水晶片の長辺と平行となるように励振電極部から延設されている場合について説明しているが、励振電極部と接続部とを電気的に接続することができれば、配線部の形状は問わない。 The case where the wiring portion of the connection wiring portion extends from the excitation electrode portion so as to be parallel to the long side of the crystal piece is described, but the excitation electrode portion and the connection portion can be electrically connected. If possible, the shape of the wiring portion does not matter.

110・・・基体
110a・・・基板部
110b・・・枠部
111・・・搭載パッド
112・・・外部端子
120・・・水晶素子
121・・・水晶片
122・・・金属パターン
123・・・励振電極部
124・・・接続配線部
124a・・・接続部
124b・・・配線部
125・・・凹部
125a・・・第一凹部
125b・・・第二凹部
125c・・・第三凹部
130・・・蓋体
140・・導電性接着剤
110 ... Base 110a ... Board part 110b ... Frame part 111 ... Mounting pad 112 ... External terminal 120 ... Crystal element 121 ... Crystal piece 122 ... Metal pattern 123 ...・ Excitation electrode part 124 ・ ・ ・ Connection wiring part 124a ・ ・ ・ Connection part 124b ・ ・ ・ Wiring part 125 ・ ・ ・ Recess 125a ・ ・ ・ First recess 125b ・ ・ ・ Second recess 125c ・ ・ ・ Third recess 130・ ・ ・ Cover 140 ・ ・ Conductive adhesive

Claims (7)

平面視して略矩形となっており、略直方体の振動部、および、前記振動部の外縁に沿って設けられている前記振動部より上下方向の厚みが薄い周辺部を有しているATカット板の水晶片と、
前記振動部の両主面に設けられている励振電極部、および、前記励振電極部から前記水晶片の一方の短辺側の縁部まで延設されている接続配線部からなる金属パターンと、
を備えている水晶素子であって、
前記金属パターンに交番電圧を印加したときに、前記水晶片の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、前記水晶片の短辺及び/または前記水晶片の短辺に平行な前記振動部の辺上に位置しており、
前記水晶片の長辺に平行な向きに生じる屈曲振動の波長をλxとし、
前記水晶片の一方の短辺と前記水晶片の一方の短辺に隣接している前記水晶片の短辺に平行な前記振動部の辺との距離をd1とし、
前記水晶片の他方の短辺と前記水晶片の他方の短辺に隣接している前記水晶片の短辺に平行な前記振動部の辺との距離をd2とすると、
d1=2λx±0.125λxおよびd2=0.5λx±0.125λx
を満たしている
ことを特徴とする水晶素子。
An AT cut that has a substantially rectangular shape in a plan view and has a vibrating portion of a substantially rectangular parallelepiped and a peripheral portion that is provided along the outer edge of the vibrating portion and is thinner in the vertical direction than the vibrating portion. The crystal piece of the plate and
A metal pattern consisting of an excitation electrode portion provided on both main surfaces of the vibrating portion, and a connection wiring portion extending from the excitation electrode portion to the edge portion on one short side of the crystal piece.
It is a crystal element equipped with
When an alternating voltage is applied to the metal pattern, the portion of the bending vibration that occurs in a direction parallel to the long side of the crystal piece is parallel to the short side of the crystal piece and / or the short side of the crystal piece. It is located on the side of the vibrating part.
Let λx be the wavelength of the bending vibration generated in the direction parallel to the long side of the crystal piece.
Let d1 be the distance between one short side of the crystal piece and the side of the vibrating portion parallel to the short side of the crystal piece adjacent to one short side of the crystal piece.
Let d2 be the distance between the other short side of the crystal piece and the side of the vibrating portion parallel to the short side of the crystal piece adjacent to the other short side of the crystal piece.
d1 = 2λx ± 0.125λx and d2 = 0.5λx ± 0.125λx
A crystal element characterized by satisfying the above conditions.
請求項1に記載の水晶素子であって、
前記接続配線部が、前記水晶片の一方の短辺の縁部に沿って設けられている接続部、および、一端が前記接続部に接続され他端が前記励振電極部に接続されている配線部からなり、
前記接続部が、平面視して、略矩形形状となっており、
前記水晶片の一方の短辺から、前記振動部に隣接し前記水晶片の短辺に平行な前記接続部の辺までの距離をd3とすると、
d3=n/2×λx(n:自然数かつ3≧n≧1)
を満たしている
ことを特徴とする水晶素子。
The crystal element according to claim 1.
A connection portion in which the connection wiring portion is provided along the edge of one short side of the crystal piece, and a wiring in which one end is connected to the connection portion and the other end is connected to the excitation electrode portion. Consists of departments
The connection portion has a substantially rectangular shape when viewed in a plan view.
Assuming that the distance from one short side of the crystal piece to the side of the connecting part adjacent to the vibrating part and parallel to the short side of the crystal piece is d3.
d3 = n / 2 × λx (n: natural number and 3 ≧ n ≧ 1)
A crystal element characterized by satisfying the above conditions.
請求項1または請求項2に記載の水晶素子であって、
前記水晶素子の周波数が24MHzのとき、
d1=200μmかつd2=50μm
を満たしている
ことを特徴とする水晶素子。
The crystal element according to claim 1 or 2.
When the frequency of the crystal element is 24 MHz
d1 = 200 μm and d2 = 50 μm
A crystal element characterized by satisfying the above conditions.
請求項1または請求項2に記載の水晶素子であって、
前記水晶素子の周波数が27.12MHのとき、
d1=185μmかつd2=46.25μm
を満たしている
ことを特徴とする水晶素子。
The crystal element according to claim 1 or 2.
When the frequency of the crystal element is 27.12 MH,
d1 = 185 μm and d2 = 46.25 μm
A crystal element characterized by satisfying the above conditions.
請求項1または請求項2に記載の水晶素子であって、
前記水晶素子の周波数が37.4MHzのとき、
d1=146μmかつd2=36.5μm
を満たしている
ことを特徴とする水晶素子。
The crystal element according to claim 1 or 2.
When the frequency of the crystal element is 37.4 MHz
d1 = 146 μm and d2 = 36.5 μm
A crystal element characterized by satisfying the above conditions.
請求項1乃至請求項5に記載の水晶素子と、
前記接続配線部に導電性接着剤で電気的に接着される搭載パッドが設けられている基板部を有した基体と、
前記基体に接合される蓋体と、
備えた水晶デバイス。
The crystal element according to claim 1 to 5,
A substrate having a substrate portion provided with a mounting pad that is electrically adhered to the connection wiring portion with a conductive adhesive, and a substrate.
With the lid bonded to the substrate,
Equipped crystal device.
請求項6に記載の水晶デバイスであって、
平面視して、
前記導電性接着剤と前記水晶片とが接着している部分に、前記金属パターンに交番電圧を印加したときに前記水晶片の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が位置している
ことを特徴とする水晶デバイス。
The crystal device according to claim 6.
In plan view
At the portion where the conductive adhesive and the crystal piece are adhered, a portion serving as a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece when an alternating voltage is applied to the metal pattern is located. A crystal device characterized by being
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