JP7274386B2 - 水晶素子、水晶デバイス及び電子機器 - Google Patents

Description

本開示は、水晶素子、水晶素子を備えた水晶デバイス、及び、水晶デバイスを備えた電子機器に関する。水晶デバイスとしては、例えば水晶振動子又は水晶発振器などが挙げられる。

厚みすべり振動モードの水晶素子は、ＡＴカットの水晶片の両主面に、金属膜パターンからなる励振電極を形成したものである。水晶デバイスは、水晶素子の圧電効果及び逆圧電効果を利用して、特定の発振周波数を発生させる。一般的な水晶デバイスは、パッケージ内に水晶素子を収容し、これを蓋体によって気密封止した構造である。

また、ベベル構造の水晶素子も広く知られている。これは、主振動である厚みすべり振動のエネルギを閉じ込め、かつ屈曲振動及び輪郭振動などの副振動を弱めるために、水晶片の周縁に面取り加工を施したものである。特許文献１には、機械加工ではなくフォトリソ加工（フォトリソグラフィ及びウェットエッチング）を用いて、擬似的にベベル構造を実現した水晶素子が、本出願人によって開示されている。特許文献１に記載の水晶素子では、水晶片の短辺と励振電極との間に、水晶片に配設した複数の凹部を備えている。

特開２０１６－７２６６７号公報

近年、水晶素子の小型化すなわち水晶片の小型化に伴い、励振電極の面積も縮小することにより、等価直列抵抗値の増加など、電気的特性の低下が生じていた。水晶片を小さくしたまま励振電極の面積を広げるには、励振電極と水晶片の周端との距離を縮めることが考えられる。しかしながら、その距離を縮めることは困難であった。なぜなら、水晶片の側面で反射する副振動の影響を避けるために、励振電極と水晶片の周端とを一定距離を保つ必要があるからである。

また、擬似的なベベル構造の水晶素子では、更なるエネルギ閉じ込め効果の向上が求められていた。

そこで、本開示の目的は、水晶片の小型化に伴う励振電極の面積縮小を抑制し得る水晶素子を提供することにある。

本開示に係る水晶素子は、
結晶軸としてＸ軸、Ｙ’軸及びＺ’軸を有するＡＴカット板からなり、平面視して前記Ｘ軸方向に延びる一対の長辺と前記Ｚ’軸方向に延びる一対の短辺とに囲まれた表裏関係にある一対の主面を有する水晶片と、
前記一対の主面にそれぞれ位置する一対の励振電極と、
前記一対の主面の少なくとも一方において、前記水晶片内に窪んだ形状であり、前記励振電極と前記長辺及び前記短辺の少なくとも一方の辺との間に位置する複数の凹部と、
を備え、
前記複数の凹部は、前記励振電極から前記少なくとも一方の辺へ向かって二列以上位置し、前記少なくとも一方の辺に近いものほど深くなり、
前記複数の凹部の周縁に位置する頂点は、前記少なくとも一方の辺に近いものほど低くなるものである。

本開示に係る水晶デバイスは本開示に係る水晶素子を備えたものであり、本開示に係る電子機器は本開示に係る水晶デバイスを備えたものである。

本開示に係る水晶素子によれば、励振電極と水晶片の長辺との間に位置する複数の凹部を備えたことにより、水晶片の小型化に伴う励振電極の面積縮小を抑制できる。

図１［Ａ］は実施形態１の水晶素子を示す平面図、図１［Ｂ］は図１［Ａ］におけるＩｂ－Ｉｂ線断面図、図１［Ｃ］は図１［Ａ］におけるＩｃ－Ｉｃ線断面図である。 実施形態２の水晶素子を示す平面図である。 図３［Ａ］は実施形態３の水晶素子を示す平面図、図３［Ｂ］は図３［Ａ］におけるIIIｂ－IIIｂ線断面図である。 実施形態１乃至３の水晶素子の製造方法の一部を示す断面図であり、図４［Ａ］、図４［Ｂ］、図４［Ｃ］の順に工程が進行する。 図５［Ａ］は実施形態４の水晶デバイスを示す斜視図、図５［Ｂ］は図５［Ａ］におけるＶｂ－Ｖｂ線断面図である。 図６［Ａ］は実施形態５の電子機器の第一例を示す正面図であり、図６［Ｂ］は実施形態５の電子機器の第二例を示す正面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本開示を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について説明する。実施形態１乃至３は水晶素子に関し、実施形態４は水晶デバイスに関し、実施形態５は電子機器に関する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いることにより適宜説明を省略する。図面に描かれた形状は、当業者が理解しやすいように描かれているため、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致していない。

＜実施形態１＞
図１［Ａ］は実施形態１の水晶素子を示す平面図、図１［Ｂ］は図１［Ａ］におけるＩｂ－Ｉｂ線断面図、図１［Ｃ］は図１［Ａ］におけるＩｃ－Ｉｃ線断面図である。以下、これらの図面に基づき説明する。

本実施形態１の水晶素子１０は、水晶片１２と、一対の励振電極１４ｅ，１４ｆと、複数の凹部１５と、を基本的に備えている。水晶片１２は、結晶軸としてＸ軸、Ｙ’軸及びＺ’軸を有するＡＴカット板からなり、一対の主面１３ｅ，１３ｆを有する。一対の主面１３ｅ，１３ｆは、平面視してＸ軸方向に延びる一対の長辺１１ａ，１１ｂとＺ’軸方向に延びる一対の短辺１１ｃ，１１ｄとに囲まれ、表裏関係にある。一対の励振電極１４ｅ，１４ｆは、一対の主面１３ｅ，１３ｆにそれぞれ位置する。複数の凹部１５は、一対の主面１３ｅ，１３ｆの少なくとも一方において、水晶片１２内に窪んだ形状であり、励振電極１４ｅ，１４ｆと長辺１１ａ，１１ｂとの間に位置する。

複数の凹部１５は、励振電極１４ｅ，１４ｆから長辺１１ａ，１１ｂへ向かって二列以上位置し、長辺１１ａ，１１ｂに近いものほど深くなる、としてもよい。

また、水晶素子１０は、水晶片１２、一対の励振電極１４ｅ，１４ｆ及び複数の凹部１５の他に、主面１３ｅ，１３ｆの少なくとも一方に位置する接続電極１４ａ，１４ｂ、及び、励振電極１４ｅ，１４ｆと接続電極１４ａ，１４ｂとを電気的に接続する配線電極１４ｇ，１４ｈを更に備える。水晶片１２は、主面１３ｅと主面１３ｆとに挟まれた側面１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを更に有する。本実施形態１では、接続電極１４ａ，１４ｂが主面１３ｅ，１３ｆの両方に位置する。

本実施形態１では、主面１３ｅ，１３ｆの両方に凹部１５が形成されている。裏の主面１３ｆ側の凹部１５は、図示していないが、表の主面１３ｅ側の凹部１５と同様の構成である。このとき、主面１３ｅ側の凹部１５と主面１３ｆ側の凹部１５とは、平面透視して重なるように配置してもよいし、平面透視して重ならないように配置してもよい。主面１３ｅ側の凹部１５と主面１３ｆ側の凹部１５とを平面透視して重ならないように配置した場合は、より深い凹部１５を形成可能である。

本実施形態１における複数の凹部１５は、表の主面１３ｅにおいて励振電極１４ｅから長辺１１ａ，１１ｂへ向かって、かつ、裏の主面１３ｆにおいて励振電極１４ｆから長辺１１ａ，１１ｂへ向かって、それぞれ三列ずつ配置されている。励振電極１４ｅ，１４ｆから長辺１１ａ，１１ｂへ向かって第一列、第二列、第三列とし、第一列に属する凹部１５を凹部１５１、第二列に属する凹部１５を凹部１５２、第三列に属する凹部１５を凹部１５３とする。

凹部１５１について、Ｙ’Ｚ’平面に平行な断面における開口幅（Ｚ’軸方向の寸法）を開口幅ｗ１、主面１３ｅから底ｂ１までの距離（Ｙ’軸方向の寸法）を深さｄ１とする。同様に、凹部１５２、１５３についても、開口幅ｗ２，ｗ３及び深さｄ２，ｄ３を定義する。このとき、ｗ１＜ｗ２＜ｗ３、かつ、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３の関係が成り立つ。つまり、凹部１５１，１５２，１５３は、開口幅が大きいほど深い形状となっており、ＸＹ’平面に平行な断面が概ねレの字状である。

このような形状及び大きさの凹部１５１，１５２，１５３は、結晶軸を図示するように設定し、水晶をウェットエッチングすることにより得られる。つまり、水晶片１２をウェトエッチングで形成する際に、マスクの開口幅ｗ１，ｗ２，ｗ３に対応して深さｄ１，ｄ２，ｄ３の凹部１５１，１５２，１５３が得られる。凹部１５１，１５２，１５３の底ｂ１，ｂ２，ｂ３を結んだ面は、理想的なベベル加工面１６に相当する。凹部１５１，１５２，１５３の周縁に位置する頂点ｔ１，ｔ２，ｔ３を結んだ面は、主面１３ｅと同一平面である。

なお、凹部１５１，１５２，１５３の平面形状は、略四角形になっているが、これに限らず、例えば略円形、略楕円形、略三角形、略多角形など、どのような形状にしてもよいし、Ｘ軸方向に直線的に延びる溝状としてもよい。また、凹部１５１，１５２，１５３内に、エッチング抑制パターンを形成してもよい。複数の凹部１５は、励振電極１４ｅ，１４ｆから長辺１１ａ，１１ｂへ向かって、二列配置してもよいし、四列以上配置してもよいし、不規則に配置してもよい。

次に、凹部１５をウェットエッチングで形成する方法について、図１に図４［Ａ］及び図４［Ｂ］を加えて説明する。

まず、図４［Ａ］に示すように、水晶片１２の外形及び凹部１５を形成するため、水晶ウェハ４０にマスク４１を形成する。水晶ウェハ４０はＡＴカット板であり、マスク４１はクロム（Ｃｒ）などの耐食膜からなる。マスク４１には、開口幅ｗ１，ｗ２，ｗ３の開口部が形成されている。水晶ウェハ４０の結晶軸は、図示するように設定する。

続いて、図４［Ｂ］に示すように、マスク４１を形成した水晶ウェハ４０を、フッ酸などからなるエッチング液に浸漬する。すると、マスク４１に覆われていない部分の水晶ウェハ４０が徐々に取り除かれ、特有の形状及び大きさからなる凹部１５１，１５２，１５３が水晶片１２に現れる。これは、Ｙ軸、Ｘ軸、Ｚ軸の順にエッチングレートが大きくなる、水晶の異方性エッチングによるものである。

最後に、マスク４１を除去することにより、水晶片１２の外形と同時に凹部１５が得られる。

次に、水晶素子１０の各構成要素について更に詳しく説明する。

水晶片１２は、平面視して略矩形のＡＴカット水晶板である。すなわち、水晶において、Ｘ軸（電気軸）、Ｙ軸（機械軸）及びＺ軸（光軸）からなる直交座標系ＸＹＺを、Ｘ軸回りに３０°以上かつ５０°以下（一例として、３５°１５′）回転させて直交座標系ＸＹ’Ｚ’を定義したとき、ＸＺ’平面に平行に切り出されたウェハが水晶片１２の原材料となる。そして、水晶片１２の長手方向がＸ軸に平行、短手方向がＺ’軸に平行、厚み方向がＹ’軸に平行である。

励振電極１４ｅ，１４ｆ、接続電極１４ａ，１４ｂ及び配線電極１４ｇ，１４ｈは、同じ材料の金属パターンからなる。励振電極１４ｅ，１４ｆは、平面視して略矩形であり、主面１３ｅ，１３ｆのそれぞれ略中央に設けられている。励振電極１４ｅ，１４ｆからは、励振に寄与しない配線電極１４ｇ，１４ｈが、接続電極１４ａ，１４ｂまで延びている。つまり、励振電極１４ｅは配線電極１４ｇを経て接続電極１４ａに導通し、励振電極１４ｆは配線電極１４ｈを経て接続電極１４ｂに導通している。

なお、励振電極１４ｅ，１４ｆは、略矩形に限らず、例えば略円形又は略楕円形などであってもよい。接続電極１４ａ，１４ｂは、主面１３ｅ，１３ｆの両方に位置しているが、主面１３ｅ，１３ｆのどちらか一方に位置するようにしてもよい。接続電極１４ａ，１４ｂが主面１３ｅに位置する場合は、接続電極１４ａ，１４ｂをワイヤによってパッケージ等に電気的に接続してもよい。

励振電極１４ｅ，１４ｆ等を構成する金属パターンは、例えば、クロム（Ｃｒ）からなる下地層と、金（Ａｕ）からなる導体層と、の積層体を成している。つまり、水晶片１２上に下地層が位置し、下地層上に導体層が位置している。下地層は、主に水晶片１２との密着力を得る役割を果たす。導体層は、主に電気的導通を得る役割を果たす。

金属膜を設けることを、成膜という。金属パターンの製造工程としては、水晶片に成膜後にフォトレジストパターンを形成してエッチングする方法、水晶片にフォトレジストパターンを形成後に成膜してリフトオフする方法、又は、水晶片をメタルマスクで覆い成膜する方法などが挙げられる。成膜には、スパッタ又は蒸着などが用いられる。

次に、水晶素子１０の製造方法について説明する。水晶素子１０は、例えば、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術とを用いて次のように製造することができる。

まず、ＡＴカットの水晶ウェハ全面に耐食膜を設け、その上にフォトレジストを設ける。続いて、そのフォトレジストの上に水晶片１２の外形及び凹部１５のパターンが描かれたマスクを重ね、露光及び現像をすることにより一部の耐食膜を露出させ、この状態で耐食膜に対するウェットエッチングをする。その後、残った耐食膜をマスクにして、水晶ウェハに対してウェットエッチングをすることにより、水晶片１２の外形及び凹部１５を形成する。水晶片１２の外形は両面エッチングになり、凹部１５は片面エッチングになる。このとき、前述したように、凹部１５形成用のマスクに開口幅ｗ１，ｗ２，ｗ３の開口部を設けることにより、図１［Ｃ］に示すような凹部１５１，１５２，１５３が得られる。

その後、残った耐食膜を水晶ウェハから除去し、励振電極１４ｅ，１４ｆ等となる金属膜を水晶ウェハ全面に設ける。続いて、励振電極１４ｅ，１４ｆ等のパターンからなるフォトレジストマスクを金属膜上に形成し、不要な金属膜をエッチングによって除去することにより、励振電極１４ｅ，１４ｆ等を形成する。その後、不要なフォトレジストを除去することにより、水晶ウェハに複数の水晶素子１０を形成する。最後に、この水晶ウェハから各水晶素子１０に個片化することで、単体の水晶素子１０が得られる。

次に、水晶素子１０の動作について説明する。

励振電極１４ｅ，１４ｆを介して、水晶片１２に交番電圧を印加する。すると、水晶片１２は、主面１３ｅ，１３ｆが互いにずれるように厚みすべり振動を起こし、特定の発振周波数を発生させる。このように、水晶素子１０は、水晶片１２の圧電効果及び逆圧電効果を利用して、一定の発振周波数の信号を出力するように動作する。このとき、励振電極１４ｅ，１４ｆ間の水晶片１２の板厚が薄いほど、高い発振周波数となる。

次に、水晶素子１０の作用及び効果について説明する。

（１）水晶素子１０によれば、励振電極１４ｅ，１４ｆと水晶片１２の長辺１１ａ，１１ｂとの間に位置する複数の凹部１５を備えたことにより、水晶片１２の小型化に伴う励振電極１４ｅ，１４ｆの面積縮小を抑制できる。その理由は、次のとおりである。

励振電極１４ｅ，１４ｆと長辺１１ａ，１１ｂとの間に位置する複数の凹部１５は、主振動である厚みすべり振動のエネルギを励振電極１４ｅ，１４ｆの下に更に閉じ込め、かつ副振動を弱める作用をする。そのため、長辺１１ａ，１１ｂ側の側面１３ａ，１３ｂで反射する副振動の影響が低減することにより、励振電極１４ｅ，１４ｆと長辺１１ａ，１１ｂとの距離を縮められるので、その分、励振電極１４ｅ，１４ｆの面積を拡大できる。その結果、等価直列抵抗値の低減など、電気的特性を向上できる。

（２）複数の凹部１５は、励振電極１４ｅ，１４ｆから長辺１１ａ，１１ｂへ向かって二列以上位置し、長辺１１ａ，１１ｂに近いものほど深くなる、としてもよい。この場合は、擬似的なベベル構造が実現され、主振動のエネルギ閉じ込め効果が更に向上することにより、水晶素子１０を効率よく振動させることができるので、等価直列抵抗値を更に小さくすることができる。

＜実施形態２＞
図２は、実施形態２の水晶素子を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。

本実施形態２の水晶素子２０では、複数の凹部２５が千鳥状に配置されている。つまり、凹部２５２の列は凹部２５１の列に対してＸ軸方向に半個分ずれており、凹部２５３の列は凹部２５２の列に対してＸ軸方向に半個分ずれている。凹部２５１，２５２，２５３の平面形状及び断面形状は、実施形態１における凹部１５１，１５２，１５３（図１）と同様である。本実施形態２のその他の構成、作用及び効果は、実施形態１のそれらと同様である。

＜実施形態３＞
図３［Ａ］は実施形態３の水晶素子を示す平面図、図３［Ｂ］は図３［Ａ］におけるIIIｂ－IIIｂ線断面図である。以下、これらの図面に基づき説明する。

本実施形態３の水晶素子３０は、複数の凹部３５が実施形態１と異なる。複数の凹部３５は、一対の主面１３ｅ，１３ｆの少なくとも一方において、水晶片１２内に窪んだ形状であり、励振電極１４ｅ，１４ｆと長辺１１ａ，１１ｂ及び短辺１１ｃ，１１ｄの少なくとも一方の辺との間に位置する。本実施形態３における複数の凹部３５は、一対の主面１３ｅ，１３ｆの両方において、励振電極１４ｅ，１４ｆと長辺１１ａ，１１ｂとの間に位置する。裏の主面１３ｆ側の凹部３５は、図示していないが、表の主面１３ｅ側の凹部３５と同様の構成である。

そして、複数の凹部３５は、励振電極１４ｅ，１４ｆから長辺１１ａ，１１ｂへ向かって二列以上位置し、長辺１１ａ，１１ｂに近いものほど深くなる。これに加え、複数の凹部３５の周縁に位置する頂点ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３は、長辺１１ａ，１１ｂに近いものほど低くなる。

本実施形態３における複数の凹部３５は、表の主面１３ｅにおいて励振電極１４ｅから長辺１１ａ，１１ｂへ向かって、かつ、裏の主面１３ｆにおいて励振電極１４ｆから長辺１１ａ，１１ｂへ向かって、それぞれ三列ずつ配置されている。励振電極１４ｅ，１４ｆから長辺１１ａ，１１ｂへ向かって第一列、第二列、第三列とし、第一列に属する凹部３５を凹部３５１、第二列に属する凹部３５を凹部３５２、第三列に属する凹部３５を凹部３５３とする。そして、凹部３５１，３５２，３５３の周縁に位置する頂点を、それぞれ頂点ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３とする。

凹部３５１について、Ｙ’Ｚ’平面に平行な断面における開口幅（Ｚ’軸方向の寸法）を開口幅ｗ１１、主面１３ｅから底ｂ１１までの距離（Ｙ’軸方向の寸法）を深さｄ１１とする。同様に、凹部３５２、３５３についても、開口幅ｗ２，ｗ３及び深さｄ２，ｄ３を定義する。このとき、ｗ１＜ｗ２＜ｗ３、かつ、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３の関係が成り立つ。つまり、凹部３５１，３５２，３５３は、開口幅が大きいほど深い形状となっており、ＸＹ’平面に平行な断面が概ねレの字状である。

そして、主面１３ｅから頂点ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３までのそれぞれの距離ｈ１，ｈ２，ｈ３（Ｙ’軸方向の寸法）は、ｈ１＜ｈ２＜ｈ３の関係が成り立つ。距離ｈ１，ｈ２，ｈ３が大きいほど、頂点ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３は低いことになる。

このような形状及び大きさの凹部３５１，３５２，３５３は、図４［Ｂ］に示す水晶片１２のウェットエッチングを更に進めて、図４［Ｃ］に示す状態にすることにより得られる。凹部３５１，３５２，３５３の底ｂ１，ｂ２，ｂ３を結んだ面は、理想的なベベル加工面３６に相当する。頂点ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３を結んだ頂点連結面３７は、長辺１１ａ，１１ｂに近いものほど低くなる斜面となる。

水晶素子３０によれば、頂点連結面３７が長辺１１ａ，１１ｂに近いものほど低くなる斜面となることにより、実際のベベル構造に更に近付けることができる。したがって、長辺１１ａ，１１ｂ側の側面１３ａ，１３ｂで反射する副振動の影響が更に低減することにより、励振電極１４ｅ，１４ｆと長辺１１ａ，１１ｂとの距離を更に縮められるので、その分、励振電極１４ｅ，１４ｆの面積を更に拡大できる。本実施形態３のその他の構成、作用及び効果は、実施形態１のそれらと同様である。

なお、図示しないが、複数の凹部３５は、励振電極１４ｅ，１４ｆから短辺１１ｃ，１１ｄへ向かって二列以上位置し、短辺１１ｃ，１１ｄに近いものほど深くなり、複数の凹部３５の周縁に位置する頂点ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３は、短辺１１ｃ，１１ｄに近いものほど低くなる、としてもよい。つまり、複数の凹部３５は、励振電極１４ｅ，１４ｆと長辺１１ａ，１１ｂとの間にのみ設けてもよいし、励振電極１４ｅ，１４ｆと短辺１１ｃ，１１ｄとの間にのみ設けてもよいし、励振電極１４ｅ，１４ｆと長辺１１ａ，１１ｂとの間及び励振電極１４ｅ，１４ｆと短辺１１ｃ，１１ｄとの間の両方に設けてもよい。

＜実施形態４＞
図５［Ａ］は実施形態４の水晶デバイスを示す斜視図、図５［Ｂ］は図５［Ａ］におけるＶｂ－Ｖｂ線断面図である。以下、実施形態１の水晶素子を備えた水晶デバイスを、実施形態４の水晶デバイス６０として、これらの図面に基づき説明する。

図５［Ａ］及び図５［Ｂ］に示すように、本実施形態４の水晶デバイス６０は、実施形態１の水晶素子１０と、水晶素子１０が位置する基体６１と、基体６１とともに水晶素子１０を気密封止する蓋体６２と、を備えている。そして、水晶素子１０は、接続電極１４ａ，１４ｂが導電性接着剤６１ｅによって基体６１に接続されている。

基体６１は、パッケージとも呼ばれ、基板６１ａと枠体６１ｂとからなる。基板６１ａの上面と枠体６１ｂの内側面と蓋体６２の下面とによって囲まれた空間が、水晶素子１０の収容部６３となる。水晶素子１０は、例えば、電子機器等で使用する基準信号を出力する。

換言すると、水晶デバイス６０は、上面に一対の電極パッド６１ｄ及び下面に四つの外部端子６１ｃを有する基板６１ａと、基板６１ａの上面の外周縁に沿って位置する枠体６１ｂと、一対の電極パッド６１ｄに導電性接着剤６１ｅを介して実装される水晶素子１０と、水晶素子１０を枠体６１ｂとともに気密封止する蓋体６２と、を備えている。

基板６１ａ及び枠体６１ｂは、例えばアルミナセラミックス又はガラスセラミックス等のセラミック材料からなり、一体的に形成されて基体６１となる。基体６１及び蓋体６２は、平面視して概ね略矩形状である。外部端子６１ｃと電極パッド６１ｄ及び蓋体６２とは、基体６１の内部又は側面に形成された導体を介して電気的に接続される。詳しく言えば、基板６１ａの下面の四隅に外部端子６１ｃがそれぞれ位置する。それらのうちの二つの外部端子６１ｃが水晶素子１０に電気的に接続され、残りの二つの外部端子６１ｃが蓋体６２に電気的に接続される。外部端子６１ｃは、電子機器等のプリント配線板などに実装するために用いられる。

水晶素子１０は、前述したように、水晶片１２と、水晶片１２の上面に形成された励振電極１４ｅと、水晶片１２の下面に形成された励振電極１４ｆとを有する。そして、水晶素子１０は、導電性接着剤６１ｅを介して電極パッド６１ｄ上に接合され、安定した機械振動と圧電効果により、電子機器等の基準信号を発振する役割を果たす。

電極パッド６１ｄは、基体６１に水晶素子１０を実装するためのものであり、基板６１ａの一辺に沿うように隣接して一対が位置する。そして、一対の電極パッド６１ｄは、それぞれ接続電極１４ａ，１４ｂを接続して水晶素子１０の一端を固定端とし、水晶素子１０の他端を基板６１ａの上面から離間した自由端とすることにより、片持ち支持構造にて水晶素子１０を基板６１ａ上に固定する。

導電性接着剤６１ｅは、例えば、シリコーン樹脂等のバインダの中に、導電フィラとして導電性粉末が含有されたものである。蓋体６２は、例えば、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなり、シーム溶接などによって枠体６１ｂと接合することにより、真空状態にある又は窒素ガスなどが充填された収容部６３を気密的に封止する。

水晶デバイス６０によれば、水晶素子１０を備えたことにより、安定した電気特性を発揮できる。なお、水晶デバイス６０は、実施形態１の水晶素子１０に限らず、他の実施形態の水晶素子を備えたものとしてもよい。

＜実施形態５＞
図６［Ａ］及び図６［Ｂ］に示すように、本実施形態５の電子機器７１，７２はそれぞれ水晶デバイス６０を備えている。図６［Ａ］に例示した電子機器７１はスマートフォンであり、図６［Ｂ］に例示した電子機器７２はパーソナルコンピュータである。

図５に示すように構成された水晶デバイス６０は、はんだ付け、金（Ａｕ）バンプ又は導電性接着剤などによってプリント基板に外部端子６１ｃの底面が固定されることによって、電子機器７１，７２を構成するプリント基板の表面に実装される。そして、水晶デバイス６０は、例えば、スマートフォン、パーソナルコンピュータ、時計、ゲーム機、通信機、又はカーナビゲーションシステム等の車載機器などの種々の電子機器で発振源として用いられる。

電子機器７１，７２によれば、水晶デバイス６０を備えたことにより、安定した電気特性に基づく高性能かつ高信頼性の動作を実現できる。

＜その他＞
以上、上記各実施形態を参照して本開示を説明したが、本開示はこれらに限定されるものではない。本開示の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本開示には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。

１０，２０，３０ 水晶素子
１１ａ，１１ｂ 長辺
１１ｃ，１１ｄ 短辺
１２ 水晶片
１３ｅ，１３ｆ 主面
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 側面
１４ａ，１４ｂ 接続電極
１４ｅ，１４ｆ 励振電極
１４ｇ，１４ｈ 配線電極
１５，１５１，１５２，１５３ 凹部
２５，２５１，２５２，２５３ 凹部
３５，３５１，３５２，３５３ 凹部
ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ１１，ｂ１２，ｂ１３ 底
ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３ 頂点
ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ１１，ｗ１２，ｗ１３ 開口幅
ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ１１，ｄ１２，ｄ１３ 深さ
ｈ１，ｈ２，ｈ３ 主面から頂点までの距離
１６，３６ 理想的なベベル加工面
３７ 頂点連結面
４０ 水晶ウェハ
４１ マスク
６０ 水晶デバイス
６１ 基体
６１ａ 基板
６１ｂ 枠体
６１ｃ 外部端子
６１ｄ 電極パッド
６１ｅ 導電性接着剤
６２ 蓋体
６３ 収容部
７１，７２ 電子機器

Claims (3)

1. 結晶軸としてＸ軸、Ｙ’軸及びＺ’軸を有するＡＴカット板からなり、平面視して前記Ｘ軸方向に延びる一対の長辺と前記Ｚ’軸方向に延びる一対の短辺とに囲まれた表裏関係にある一対の主面を有する水晶片と、
   前記一対の主面にそれぞれ位置する一対の励振電極と、
   前記一対の主面の少なくとも一方において、前記水晶片内に窪んだ形状であり、前記励振電極と前記長辺及び前記短辺の少なくとも一方の辺との間に位置する複数の凹部と、
   を備え、
   前記複数の凹部は、前記励振電極から前記少なくとも一方の辺へ向かって二列以上位置し、前記少なくとも一方の辺に近いものほど深くなり、
   前記複数の凹部の周縁に位置する頂点は、前記少なくとも一方の辺に近いものほど低くなる、
   水晶素子。
2. 請求項１に記載の水晶素子と、
   前記水晶素子が位置する基体と、
   前記水晶素子を前記基体とともに気密封止する蓋体と、
   を備えた水晶デバイス。
3. 請求項２記載の水晶デバイスを備えた電子機器。

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