JPWO2018180861A1 - 音叉型圧電振動片および当該音叉型圧電振動片を用いた音叉型圧電振動子 - Google Patents

Abstract

各振動腕の表裏の両主面電極が、基部の表裏面を貫通する各貫通電極を介して電気的にそれぞれ接続されていると共に、各振動腕の表裏の両主面電極の一方の主面電極が、両振動腕の間の又部を経由するように形成された引回し配線を介して側面電極に電気的に接続され、この側面電極を介して両主面電極の他方の主面電極に電気的に接続されている。

Description

本発明は、時計等のクロック源として広く用いられている音叉型圧電振動子に関する。

音叉型水晶振動子は、例えば図９に示す音叉形状の音叉型水晶振動片７（以下、振動片７と略記する）が、上部が開口した箱状の容器（図示省略）の内部に接合材を介して接合され、前記容器の開口部分を平板状の蓋（図示省略）で気密封止した構造となっている。なお、説明の便宜上、図９は、振動片７の表裏二つの主面の内、表面側の主面として説明する。

図９に示すように振動片７は、基部８と、基部８の一端側から同一方向に伸長する一対の振動腕９１，９２と、基部８の他端側の一側面から基部８の幅方向（図９において水晶の互いに直交する結晶軸Ｘ，Ｙ，Ｚの内のＸ軸方向）の一方に向かって突出した突出部９とを備えている。一対の振動腕９１，９２の各々の先端側には、振動腕９１，９２の腕幅よりも幅広となる幅広部９３，９３が形成されている。この幅広部９３，９３には、周波数調整用錘としての金属膜Ｗが形成されている。

振動片７には、異極からなる第１の励振電極１１および第２の励振電極１２と、第１の励振電極１１と第２の励振電極１２の各々から後述の引回し電極を経由して引き出された引出し電極１３，１４とが形成されている。両振動腕９１，９２の各々の表裏主面には、等価直列抵抗値（クリスタルインピーダンス値：ＣＩ値）を低下させるために長溝Ｇがそれぞれ形成されている。

この図９では、一方の振動腕９１の表面側の主面に形成された第１の励振電極１１は、引出し電極１３によって、基部８のスルーホールＨ３の周囲に引出されている。これに対して、他方の振動腕９２の表面側の主面に形成された第２の励振電極１２は、引出し電極１４によって、基部８のスルーホールＨ４の周囲に引出されると共に、スルーホールＨ４の周囲から引出し電極１４を介して一方の振動腕９１の外側面に形成された第２の励振電極１２に接続されている。

各振動腕９１，９２において、幅広部９３，９３を構成する主面と側面を含む全周には、当該幅広部９３，９３と接続された振動腕の外側面と内側面とに形成された同極の励振電極同士を電気的に接続するための引回し電極（符号省略）が形成されている。

したがって、一方の振動腕９１の外側面に形成された第２の励振電極１２は、幅広部９３の全周の第２の励振電極１２を介して、一方の振動腕９１の内側面に形成された第２の励振電極１２に接続されている。同様に、他方の振動腕９２の外側面に形成された第１の励振電極１１は、幅広部９３の全周の第１の励振電極１１を介して、他方の振動腕９２の内側面に形成された第１の励振電極１１に接続されている。

図９では、一方の振動腕９１の表面側の主面に形成された第１の励振電極１１は、スルーホールＨ３の周囲までしか引出されていないのに対して、他方の振動腕９２の表面側の主面に形成された第２の励振電極１２は、スルーホールＨ４の周囲に引出されると共に、更に、一方の振動腕９１の外側面の第２の励振電極１２まで引出されている。

この表面側の主面を示す図９とは逆に、図示しない裏面側の主面では、一方の振動腕９１の裏面側の主面に形成された第１の励振電極１１は、スルーホールＨ３の周囲に引出されると共に、更に、他方の振動腕９２の外側面の第１の励振電極１１まで引出されているのに対して、他方の振動腕９２の裏面側の主面に形成された第２の励振電極１２は、スルーホールＨ４の周囲までしか引出されていない。

このように、一方の振動腕９１の表面側の主面に形成された第１の励振電極１１は、スルーホールＨ３が形成された表面側のスルーホールの周囲までしか引出されていない。同様に、他方の振動腕９２の裏面側の主面に形成された第２の励振電極１２は、スルーホールＨ４の周囲までしか引出されていない。

各スルーホールＨ３，Ｈ４は、基部８を厚さ方向に貫く貫通孔の内壁面に金属膜が被着された貫通電極である。

したがって、一方の振動腕９１の表面側の主面に形成された第１の励振電極１１は、スルーホールＨ３を介して裏面側の主面に形成された第１の励振電極１１に接続されると共に、他方の振動腕９２の外側面及び内側面の第１の励振電極１１に接続されている。

同様に、他方の振動腕９２の裏面側の主面に形成された第２の励振電極１２は、スルーホールＨ４を介して表面側の主面に形成された第２の励振電極１２に接続されると共に、一方の振動腕９１の外側面及び内側面の第２の励振電極１２に接続されている。

このように基部に貫通孔が設けられた構成の音叉型圧電振動片は、例えば特許文献１乃至３に開示されている。

特開２００４−２００９１４号 特許第５３３３６６８号 特許第５８３１３５３号

前記スルーホールを構成する貫通孔は、水晶ウエハに金属膜を成膜した後、フォトリソグラフィ技術を駆使することによって前記金属膜の所定の領域のみを開口させ、これをエッチング時の保護マスクとして使用する。このように保護マスクが形成された水晶ウエハは、酸性フッ化アンモニウム等の水晶に対して腐食性を有する溶液（エッチング溶液）に浸漬されることによって、保護マスクで覆われていない開口領域が化学的に溶解する（ウエットエッチング）。前記浸漬時間を管理することによって貫通孔が穿孔される。

前記エッチング溶液へ水晶ウエハを浸漬すると、人工水晶からなる水晶ウエハ（Ｚ板）の結晶の異方性によって、水晶ウエハの厚さ方向にＺ板水晶固有の傾斜角で浸食が進行していき、図９に示すように傾斜面１６を内壁とする貫通孔が形成される。このため、貫通させる水晶ウエハの厚みが厚くなるほど、穿孔される貫通孔の内部における開口径が小さくなる傾向にあり、また、貫通孔の内部における開口１５の平面視形状は、多角形状、例えば、図９に示すように、略三角形となる。

このように水晶ウエハの貫通孔の表裏主面における開口径よりも、貫通孔内部における開口径の方が小さくなる。

近年では圧電デバイスの超小型化によって、これに封入される振動片も超小型となり、例えば音叉型水晶振動子の平面視における外形寸法が１．６ｍｍ×１．０ｍｍ以下の大きさになってくると、前記ウエットエッチングのばらつきによっては、前記スルーホールを構成する貫通孔の充分な開口径を確保することが困難になってくる。なお、水晶ウエハの表裏主面の双方から同時にウエットエッチングを行った場合であっても、水晶ウエハの一方の主面側からのみウエットエッチングを行う場合に比べて貫通孔の径の縮小を軽減させることができるものの、充分な開口径を確保することは困難になってくる。

このように微小な領域のみが開口した貫通孔を用いて前記スルーホールを形成する場合、貫通孔の開口面積の大小や、貫通孔の傾斜面への金属膜の付着状態の如何によっては貫通孔内のエッジとなる部分で導通状態が不安定となり、最終製品のリフロー時や製品出荷時の絶縁検査で貫通孔内の金属膜の断線が生じたりすることがあった。その結果、周波数規格外れ等の特性不良品が発生することがあった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、超小型であっても導通不良を防止し、安定した特性を有する音叉型圧電振動片と当該音叉型圧電振動片を用いた音叉型圧電振動子を提供することを目的とするものである。

本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。

すなわち、本発明に係る音叉型圧電振動片は、基部と、当該基部の一端側から同方向に伸長する一対の第１，第２の振動腕を有する音叉型圧電振動片であって、
前記第１の振動腕の表裏両主面にそれぞれ形成された両主面電極のうちの一方の主面電極が、前記基部の厚さ方向に設けられた一対の貫通電極のうちの一方の貫通電極を介して前記第１の振動腕の前記両主面電極のうちの他方の主面電極に接続され、かつ、前記第１の振動腕の前記一方の主面電極が、前記基部から伸長する前記第１,第２の振動腕の両根元部の間の又部を経由するように形成された引回し配線を介して、前記第２の振動腕の外側面と内側面の各々に設けられた一対からなる側面電極に接続されており、
前記第２の振動腕の表裏両主面にそれぞれ形成された両主面電極のうちの、前記第１の振動腕の前記一方の主面電極とは表裏が反対側となる主面に形成された他方の主面電極が、前記一対の貫通電極のうちの他方の貫通電極を介して前記第２の振動腕の前記両主面電極のうちの一方の主面電極に接続され、かつ、前記第２の振動腕の前記他方の主面電極が、前記又部を経由するように形成された引回し配線を介して、前記第１の振動腕の外側面と内側面の各々に設けられた一対からなる側面電極に接続されており、
前記第１の振動腕の前記両主面電極のうちの前記他方の主面電極が、前記第２の振動腕の側面に設けられた前記側面電極に接続されており、
前記第２の振動腕の前記両主面電極のうちの前記一方の主面電極が、前記第１の振動腕の側面に設けられた前記側面電極に接続されている。

本発明に係る音叉型圧電振動片によれば、超小型の音叉型水晶振動片であっても、各振動腕の表裏の各主面の各主面電極同士の確実な導通を確保することができる。

これは、各振動腕の表裏の主面電極が、基部を貫通する一対の各貫通電極を介して電気的にそれぞれ接続されていること、及び、各振動腕の表裏の両主面電極の一方の主面電極が、又部に形成された引回し配線を介して、前記一方の主面電極が形成された振動腕とは反対側の振動腕の外側面及び内側面の各々に設けられた一対の側面電極に電気的にそれぞれ接続され、この一対の側面電極が、表裏の両主面電極の他方の主面電極に電気的にそれぞれ接続されていることによる。

つまり、仮に一対の貫通電極のいずれか一方または両方において製造ばらつき等によって導通状態が不安定になったり、断線が発生した場合であっても、又部を経由するように形成された導通経路である引回し配線を介して、各振動腕の表裏の各主面電極間の電気的接続を維持することができるからである。

また逆に、又部を経由するように表裏の両主面にそれぞれ形成された一対の引回し配線のいずれか一方または両方において、フォトリソグラフィ技術における露光時の位置ずれに起因する当該引回し配線のパターンずれ等によって導通状態が不安定になったり、断線が発生した場合であっても、一対の貫通電極によって各振動片の表裏の各主面電極間の電気的接続を維持することができる。

前記基部の表裏の各主面における前記貫通電極の平面視形状が、略円形であるのが好ましい。

圧電ウエハから音叉型圧電振動片の外形を成形するために、エッチング液を用いた湿式エッチングであるウエットエッチングを行うと、貫通電極を構成する貫通孔の平面視形状は多角形となる。音叉型圧電振動片の超小型化に伴い、等価直列抵抗値を低下させるためには、振動腕の主面へ長溝を形成するためにウエットエッチングが更に必要となる。この追加のウエットエッチングを行うことによって、平面視多角形状の貫通孔の開口径が更に拡大することになる。

前記追加のウエットエッチングでは、平面視多角形状の貫通孔の各頂点に略外接する大きさに開口した金属膜のパターニングが行われる。この金属膜の開口部の平面視形状に応じて、貫通孔の開口端における平面視形状は、多角形から略円形や略三角形に変化することになる。

上記構成では、前記基部の表裏の各主面における貫通電極の平面視形状が、略円形であるので、前記金属膜の開口部の平面視形状を、平面視多角形状の貫通孔の各頂点に略外接する円とすることができる。

このように前記金属膜の開口部の平面視形状を、平面視多角形状の貫通孔の各頂点に略外接する円として金属膜のパターニングを行うので、振動腕の主面へ長溝を形成するための追加のウエットエッチングを行った際に、平面視多角形状の貫通孔の開口径が不所望に拡大するのを抑制して、超小型の音叉型圧電振動片の基部における貫通孔の占有面積の最小化を図ることができる。

本発明に係る音叉型圧電振動子は、本発明に係る前記音叉型圧電振動片と、該音叉型圧電振動片が収容されるパッケージとを備え、
前記音叉型圧電振動片は、前記第１，第２の振動腕の前記主面電極及び前記側面電極によって構成される励振電極から引出された接続電極を有し、前記接続電極が、前記パッケージを構成するベースの内部に設けられた搭載電極に導電接合され、前記音叉型圧電振動片が前記パッケージ内に気密封止されている。

本発明に係る音叉型圧電振動子によれば、超小型の音叉型圧電振動片であっても、その表裏主面の電極間の確実な導通を確保した音叉型圧電振動子を得ることができる。

以上のように、本発明によれば、超小型であっても導通不良を防止し、安定した特性を有する音叉型圧電振動片と当該音叉型圧電振動片を用いた音叉型圧電振動子を提供することができる。

本発明の実施形態に係る音叉型水晶振動片の集合体の平面模式図 本発明の実施形態に係る音叉型水晶振動子の断面模式図 図２の音叉型水晶振動片の一主面側の平面模式図 図２の音叉型水晶振動片の他主面側の平面模式図 接合部の変形例を示す音叉型水晶振動片の外形図 接合部の他の変形例を示す音叉型水晶振動片の外形図 図３の一部を拡大した平面模式図 本発明の他の実施形態に係る音叉型水晶振動片の図３に対応する平面模式図 従来の音叉型水晶振動片の一主面側の平面模式図

以下、本発明の実施形態を、音叉型水晶振動子を例として挙げて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る音叉型水晶振動片（以下、振動片と略記する）の集合体の平面模式図である。

振動片１は、基部２と一対の振動腕３１，３２と突出部４とを備えている。この振動片１は、平面視矩形状の１枚の水晶ウエハ１０（以下、ウエハと略記する）から、多数個が一括同時に成形される。なお、図１では各振動片１の基部２に穿孔される貫通孔や、振動腕３１，３２の表裏主面に形成される溝や、振動腕３１，３２および基部２に形成される各種電極の記載は省略し、振動片１の外形のみを表示している。

図２は、振動片１がパッケージに収納された音叉型水晶振動子の断面模式図である。

本実施形態における音叉型水晶振動子（以下、水晶振動子と略記する）は、略直方体状のパッケージ構造からなる表面実装型の水晶振動子７０である。本実施形態では、その平面視の外形寸法は、縦（長辺）１．６ｍｍ、横（短辺）１．０ｍｍとなっている。なお、水晶振動子７０の平面視の外形寸法は、当該寸法に限定されるものではない。これよりも小さな外形寸法であっても適用可能である。例えば、水晶振動子の平面視の外形寸法は、長辺が１．２ｍｍ、短辺が１．０ｍｍであってもよい。

この実施形態の水晶振動子７０は、凹部７１を有する絶縁材料からなる容器７２と、振動片１と、凹部７１を封止する平板状の蓋７３とを備えている。容器７２と蓋７３とによって、振動片１を収容するパッケージが構成され、振動片１は、容器７２の凹部７１の内部に収容された後、蓋７３が凹部７１を覆うように容器７２の開口端に接合されることによって気密に封止される。容器７２と蓋７３とは図示しない封止材を介して接合される。なお、図２では、振動片１に形成される各種電極の記載は省略している。

容器７２は、アルミナ等のセラミックを主体とした絶縁材料から成る２層構成の箱状体であり、２枚のセラミックグリーンシートを積層して一体焼成することによって成形されている。平面視矩形状の凹部７１の内底面の一短辺側には、振動片１と導電接合される、搭載電極としての２つの電極パッド７４（図２では１つのみ図示）が、互いに間隔を空けた状態で並列して形成されている。２つの電極パッド７４は、図示しない内部配線およびビアを介して容器７２の外底面の４隅に設けられた４つの外部接続端子７５（図２では２つのみ図示）のうちの２つの外部接続端子と電気的に接続されている。これら２つの電極パッド７４は互いに異極となっている。

この実施形態では、２つの電極パッド７４は、例えば、タングステンメタライズ層の上面に金をメッキ等の手法を用いて積層することによって形成されている。なお前記メタライズ層として、タングステンの代わりにモリブデンを用いてもよい。

蓋７３は、コバールを基体とする平面視矩形状の金属性の蓋体であり、当該蓋の表裏面にはニッケルメッキ層が形成されている。

本実施形態では水晶振動子７０の公称周波数は３２．７６８ｋＨｚとなっている。

図３は振動片１の一方の主面側の平面模式図であり、図４は、振動片１の他方の主面側の平面模式図である。なお説明の便宜上、振動片１の表裏の両主面のうち、容器７２に搭載される際に容器７２内に設けられた電極パッド７４と対面する側の主面を裏面とし、当該裏面に対向する反対側の主面を表面として説明する。すなわち、一方の主面側を示す図３を表面側、他方の主面側を示す図４を裏面側として説明する。

この実施形態の振動片１は、基部２と、基部２の一端側２１から同一方向に伸長する一対の第１，第２の振動腕としての振動腕３１，３２と、基部２の他端側２２の一側面から基部２の幅方向（図３及び図４において、水晶の互いに直交する結晶軸Ｘ，Ｙ，Ｚの内のＸ軸方向）の一方向に向かって突出した突出部４とを備えている。

前記一対の振動腕３１，３２の各々の先端側には、振動腕３１，３２の腕幅、すなわち、振動腕の伸長方向に対して直交する方向（図３及び図４の前記Ｘ軸方向）における腕の寸法よりも幅広となる幅広部３３，３３が形成されている。幅広部３３，３３は、振動腕の伸長方向に向かって漸次拡幅する拡幅部（符号省略）を介して、振動腕３１，３２の先端部分と一体で成形されている。振動腕３１，３２と拡幅部と幅広部３３，３３は、対向する一対の主面と対向する一対の側面（符号省略）を有している。

一対の振動腕３１，３２の各々の表裏主面には、等価直列抵抗値、すなわち、Ｃｒｙｓｔａｌ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ（以下、ＣＩ値と略記する）をより低下させる目的で、長溝Ｇが互いに対向するように形成されている。

基部２には、他端側２２が一端側２１よりも基部の幅が狭くなる縮幅部７９が形成されている。この縮幅部７９の一側面には前述した突出部４が形成されている。この突出部４と基部２とによって平面視では直角に折れ曲がったアルファベットの「Ｌ」字状の部位が形成されている。基部２の裏面側には、図４に示すように、上記容器７２の搭載電極としての電極パッド７４に接合するための接合材６１，６２が、後述のように形成されている。

なお、振動片は本実施形態における形状に限定されるものではない。例えば前記突出部４が、図５の外形図に示すように、基部２の一側面だけでなく基部２の他側面（前記一側面と対向する側面）から突出した形状，つまり突出部４が基部２の両外側に各々突出した形状であってもよい。あるいは、前記突出部４が、図６の外形図に示すように、基部２から両外側に突出した後、振動腕３１，３２の伸長方向に向きを変えて、互いに平行に伸長する左右対称の形状であってもよい。なお、図５及び図６は、振動片の裏面側の平面模式図であって、後述のスルーホールＨ１，Ｈ２の外形を併せて示している。

前述した振動片１の外形や溝は、１枚の水晶ウエハからフォトリソグラフィ技術とウェットエッチング、すなわち、水晶を化学的に溶解させるエッチング液を用いた湿式エッチングを用いて一括同時に成形される。

振動片１には、異極からなる第１の励振電極５１および第２の励振電極５２と、第１の励振電極５１と第２の励振電極５２の各々から後述の引回し電極を経由して引き出された引出し電極５３，５４とが形成されている。

また第１および第２の励振電極５１，５２は、一対の振動腕３１，３２の長溝Ｇ，Ｇの内部の全体に及んで形成されている。前記長溝Ｇ，Ｇを形成することにより、振動片１を小型化しても一対の振動腕３１，３２の振動漏れが抑制され、良好なＣＩ値を得ることができる。

第１の励振電極５１は、第１の振動腕としての一方の振動腕３１の表裏主面と、第２の振動腕としての他方の振動腕３２の外側面と内側面とに形成されている。同様に第２の励振電極５２は、第２の振動腕としての他方の振動腕３２の表裏主面と、第１の振動腕としての一方の振動腕３１の外側面と内側面とに形成されている。なお、振動腕の表裏主面の各々に設けられた一対からなる各励振電極のことを主面電極と、振動腕の外側面と内側面の各々に設けられた一対からなる各励振電極を側面電極と呼ぶこととする。

幅広部３３，３３を構成する一対の主面と一対の側面の全ての面には、引回し電極（符号省略）が各々形成されている。この引回し電極は、幅広部３３の全周と、拡幅部の一部の全周、すなわち、一対の主面と一対の側面とに亘って形成されている。

したがって、一方の振動腕３１の外側面と内側面の側面電極５２，５２は、幅広部３３の全周に形成された引回し電極を介して電気的に接続されている。同様に、他方の振動腕３２の外側面と内側面の側面電極５１，５１は、幅広部３３の全周に形成された引回し電極を介して電気的に接続されている。

前述した第１および第２の励振電極５１，５２や引出し電極５３，５４、引回し電極（符号省略）は、水晶基材上にクロム（Ｃｒ）層が形成され、このクロム層の上に金（Ａｕ）層が積層された層構成となっている。なお前記各種電極の層構成は、クロム層の上に金層が形成された層構成に限らず、他の層構成であってもよい。

第１および第２の励振電極５１，５２と引出し電極５３，５４や引回し電極は、真空蒸着法やスパッタリング等によって水晶ウエハの主面全体に成膜された後、フォトリソグラフィ技術とメタルエッチングによって所望のパターンに一括同時に成形されている。

図３に示すように、本実施形態では幅広部３３を構成する面のうち、一主面、すなわち、表面のみに周波数調整用錘として調整用金属膜Ｗが電解めっき法によって形成されている。この調整用金属膜Ｗの質量を、レーザービームやイオンビーム等のビームを照射して削減することによって振動片１の周波数が調整される。なお、本実施形態では調整用金属膜は幅広部３３を構成する面のうち、一主面のみに形成されている例を示しているが、調整用金属膜が幅広部３３を構成する面のうち、一主面と当該主面に対向する他主面の両方に形成されていてもよい。

引出し電極５３，５４は、基部２の表面側の一部および基部２の裏面側の全体と裏面側の突出部４に形成されている。

図３に示される一方の振動腕３１の表面側の主面電極５１は、引出し電極５３によって、基部２のスルーホールＨ１の周囲に引出されている。

同様に、図４に示される他方の振動腕３２の裏面側の主面電極５２は、引出し電極５４によって、基部２のスルーホールＨ２の周囲に引出されている。

各スルーホールＨ１，Ｈ２は、基部２を厚さ方向に貫く貫通孔の内壁面に金属膜が被着された貫通電極である。

各スルーホールＨ１，Ｈ２は、基部２の表裏の主面における平面視形状、すなわち、開口端における平面視形状が略円形である。この実施形態では、図３の基部２付近を拡大した平面模式図である図７に示すように、略円形の各スルーホールＨ１，Ｈ２の直径Ｄ、すなわち、開口径Ｄは等しく、例えば、０．０６５ｍｍである。この開口径Ｄは、振動片１として超小型化を図りつつ、貫通電極として導通を確保するために、０．０５ｍｍ〜０．０８ｍｍであるのが好ましい。すなわち、開口径Ｄが、０．０５ｍｍ未満ではスルーホールが貫通せず、導通経路としての役割を果たすことができない。一方、開口径Ｄが、０．０８ｍｍを超えると、基部２に対するスルーホールの占有面積が大きくなり過ぎて、クラックや割れ等が発生する。

本実施形態では、基部２の厚みｔは、８０μｍである。スルーホールの開口径Ｄに対する基部２の厚みｔの比であるアスペクト比（ｔ／Ｄ）は、次の範囲であるのが好ましい。

すなわち、好ましい開口径Ｄが、上記のように、０．０５ｍｍ（５０μｍ）〜０．０８ｍｍ（８０μｍ）であるので、アスペクト比（ｔ／Ｄ）は、
ｔ／Ｄ＝１．０〜１．６
であるのが好ましい。

なお、開口径Ｄのセンター値である６５μｍでは、アスペクト比ｔ／Ｄ＝８０／６５＝１．２３となる。

また、又部３４の端面に沿って延びる仮想線と各スルーホールＨ１，Ｈ２の上端を通って前記仮想線に平行な仮想線間の距離Ｌ１は、例えば、０．０３〜０．０４ｍｍである。

なお、ウエットエッチングの際に、水晶ウエハ（Ｚ板）の結晶異方性によって、水晶固有の傾斜角で浸食が進行するために、図７に示すように、スルーホールＨ１，Ｈ２は、その内壁が傾斜面７７となっている。また、内部における開口径が小さくなって、開口７８の平面視形状が、例えば、略三角形となっいる。

また、長溝Ｇを形成するために、追加のウエットエッチングを行うことによって、貫通孔の開口端付近における基部２の主面から貫通孔の内部にかけて生じる傾斜面が多段状となる。これにより、基部２の主面から貫通孔の内部にかけて連続する傾斜面のエッジの角度が段階的に緩やかになるので、貫通孔の開口端付近の内壁面における金属膜の断線（電極切れ）を防止することができる。

この実施形態では、図３に示される一方の振動腕３１の表面側の主面電極５１は、引出し電極５３によって基部２のスルーホールＨ１の周囲に引出され、このスルーホールＨ１を介して、図４に示される一方の振動腕３１の裏面側の主面電極５１に電気的に接続されている。

更に、図３に示される一方の振動腕３１の表面側の主面電極５１は、基部２のスルーホールＨ１の周囲から両振動腕３１，３２の根元部分の間の又部３４を経由するように形成された引回し配線５３１を介して、他方の振動腕３２の内側面の側面電極５１に引出されて電気的に接続されている。

この引回し配線５３１は、その経路長が長い程、断線の危険性が高まる。この実施形態では、断線の危険性を低減するために、引回し配線５３１の経路が、最短経路となるように、スルーホールＨ１の周囲の引出し電極５３から又部３４の電極へ向けて斜めに引出されている。

この引回し配線５３１の長さ及び幅は、上記図７に示される又部３４の端面に沿って延びる仮想線と各スルーホールＨ１，Ｈ２の上端を通って前記仮想線に平行な仮想線との間の距離Ｌ１に依存する。

引回し配線５３１の長さは、上記のように短い方が好ましく、この実施形態では、図７に示される斜めに延びる引回し配線５３１の長さＬ２は、０．０３ｍｍ以下としている。

また、引回し配線５３１の幅は、断線防止の観点からは太い方が好ましい。
しかし、隣接する異極のスルーホールＨ２の周囲の引出し電極５４との短絡を防止するためには、引回し配線５３１の幅は細い方が好ましい。したがって、この実施形態では、断線防止および短絡防止の観点から、引回し配線５３１の幅は、０．０２ｍｍ〜０．０４ｍｍとしている。

この引回し配線５３１を介して一方の振動腕３１の表面側の主面電極５１に接続される他方の振動腕３２の内側面の側面電極５１は、上記のように、他方の振動腕３２の外側面の側面電極５１に引き回されて電気的に接続されている。この他方の振動腕３２の外側面の第１の側面電極５１は、図４に示すように、裏面側の引出し電極５３を介して一方の振動腕３１の裏面側の主面電極５１に電気的に接続されている。

このように一方の振動腕３１の表面側の主面電極５１は、スルーホールＨ１を介して、一方の振動腕３１の裏面側の主面電極５１に電気的に接続され、かつ、一方の振動腕３１の表面側の主面電極５１は、又部３４を経由するように形成された引回し配線５３１及び他方の振動腕３２の側面電極５１を介して一方の振動腕３１の裏面側の主面電極５１に電気的に接続されている。

すなわち、一方の振動腕３１の表面側の主面電極５１は、スルーホールＨ１を経由する経路で、一方の振動腕３１の裏面側の主面電極５１に電気的に接続されている。同時に、一方の振動腕３１の表面側の主面電極５１は、又部３４の近傍に形成された引回し配線５３１を経由する経路で、他方の振動腕３２の側面電極５１を介して一方の振動腕３１の裏面側の主面電極５１に電気的に接続されている。

上記一方の振動腕３１の表面側の主面電極５１と同様に、他方の振動腕３２の裏面側の主面電極５２は、図４に示すように、引出し電極５４によってスルーホールＨ２の周囲に引出され、このスルーホールＨ２を介して、他方の振動腕３２の表面側の主面電極５２に電気的に接続されている。

更に、図４に示される他方の振動腕３２の裏面側の主面電極５２は、両振動腕３１，３２の根元部分の間の又部３４を経由するように斜めに形成された引回し配線５４１を介して、一方の振動腕３１の内側面の側面電極５２に引出されて電気的に接続されている。この引回し配線５４１の長さや幅等は、上記引回し配線５３１と同様である。

一方の振動腕３１の内側面の側面電極５２は、上記のように、一方の振動腕３１の外側面の側面電極５２に引き回されて電気的に接続されている。この一方の振動腕３１の外側面の側面電極５２は、図３に示すように、表面側の引出し電極５４を介して他方の振動腕３２の表面側の主面電極５２に電気的に接続されている。

このように他方の振動腕３２の裏面側の主面電極５２は、スルーホールＨ２を介して、他方の振動腕３２の表面側の主面電極５２に電気的に接続され、かつ、他方の振動腕３２の裏面側の主面電極５２は、又部３４を経由するように形成された引回し配線５４１及び一方の振動腕３１の側面電極５２を介して他方の振動腕３２の表面側の主面電極５２に電気的に接続されている。

すなわち、他方の振動腕３２の裏面側の主面電極５２は、スルーホールＨ２を経由する経路で、他方の振動腕３２の表面側の主面電極５２に電気的に接続されている。同時に、他方の振動腕３２の裏面側の主面電極５２は、又部３４の近傍に形成された引回し配線５４１を経由する経路で、一方の振動腕３１の側面電極５２を介して他方の振動腕３２の表面側の主面電極５２に電気的に接続されている。

引出し電極５３，５４は、振動片１の表面側においては、図３に示すように、
基部２の一端側２１から縮幅部７９まで引き出されている。一方、振動片１の裏面側においては、図４に示すように、他端側２２および突出部４の先端側まで引き出されている。そして図４に示すように、振動片１の裏面における基部２の他端側２２の領域と突出部４の先端側の各領域とは、上記容器７２の内部に設けられた一対の電極パッド７４と各々電気機械的に接続される接続電極５３２，５４２となっている。

２つの接続電極５３２，５４２の各々の上面には、導電性の接合材６２，６１が各々形成されている。本実施形態では接合材６１，６２は、電解めっき法によって形成された，めっきバンプとなっている。そして振動片１と一対の電極パッド７４との導電接合は、ＦＣＢ法（Ｆｌｉｐ Ｃｈｉｐ Ｂｏｎｄｉｎｇ）によって行われている。

上記構成によれば、超小型の音叉型水晶振動片であっても、各振動腕３１，３２の表裏の各主面の各主面電極同士５１，５１；５２，５２の確実な導通を確保することができる。これは、表裏の主面電極５１，５１；５２，５２が、基部２の表裏面を貫通する貫通電極であるスルーホールＨ１，Ｈ２を介して電気的に接続されていること、及び、表裏の両主面電極５１，５１；５２，５２の一方の主面電極５１，５２が、又部３４を経由するように形成された引回し配線５３１，５４１を介して側面電極５１，５２に電気的に接続され、この側面電極５１，５２が、表裏の両主面電極の他方の主面電極５１，５２に電気的に接続されていることによる。

つまり、仮に一対のスルーホールＨ１，Ｈ２のいずれか一方または両方において製造ばらつき等によって導通状態が不安定になったり、断線が発生した場合であっても、又部３４を経由するように形成された導通経路である引回し配線５３１，５４１によって、振動片１の表裏の両主面電極５１，５１；５２，５２間の電気的接続を維持することができるからである。

また逆に、又部３４を経由するように形成された引回し配線５３１，５４１のいずれか一方または両方において、フォトリソグラフィ技術における露光時の位置ずれに起因する当該引回し配線のパターンずれ等によって導通状態が不安定になったり、断線が発生した場合であっても、一対のスルーホールＨ１，Ｈ２によって振動片１の表裏の主面電極５１，５１；５２，５２間の電気的接続を維持することができる。

図８は、本発明の他の実施形態の図３に対応する表面側の平面模式図である。

この実施形態では、又部３４を経由するように形成された引回し配線５３１ａの幅を、上記実施形態の引回し配線５３１の幅よりも広くして断線の防止を図っている。

同時に、上記実施形態では、引回し配線５３１に隣接する引出し電極５４の角部は直角であったのに対して、この実施形態では、引回し配線５３１ａに隣接する引出し電極５４ａの直角な角部に面取り７６を施している。この面取り７６は、斜めに延びる引回し配線５３１ａに平行に延びている。

このように、引回し配線５３１ａに隣接する引出し電極５４ａの直角な角部に面取り７６を施しているので、引回し配線５３１ａと、隣接する引出し電極５４ａとの間隔が、上記実施形態の引回し配線５３１と、隣接する引出し電極５４の角部との間隔よりも広くなっている。これにより、引回し配線と、隣接する引出し電極との間の短絡をより防止することができる。

なお、裏面側においても、表面側と同様に、又部３４を経由するように形成された引回し配線の幅を、上記実施形態の引回し配線５４１の幅よりも広くし、同時に、引回し配線５４１に隣接する引出し電極５３の直角な角部に面取りを施している。

その他の構成は、上記実施形態と同様である。

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

音叉型圧電振動子の量産に適用できる。

１ 音叉型水晶振動片
２ 基部
３１，３２ 振動腕
Ｈ１，Ｈ２ スルーホール（貫通電極）
３４ 又部
５１ 第１励振電極
５２ 第２励振電極
５３１，５４１ 引回し配線

Claims (3)

1. 基部と、当該基部の一端側から同方向に伸長する一対の第１，第２の振動腕を有する音叉型圧電振動片であって、
   前記第１の振動腕の表裏両主面にそれぞれ形成された両主面電極のうちの一方の主面電極が、前記基部の厚さ方向に設けられた一対の貫通電極のうちの一方の貫通電極を介して前記第１の振動腕の前記両主面電極のうちの他方の主面電極に接続され、かつ、前記第１の振動腕の前記一方の主面電極が、前記基部から伸長する前記第１,第２の振動腕の両根元部の間の又部を経由するように形成された引回し配線を介して、前記第２の振動腕の外側面と内側面の各々に設けられた一対からなる側面電極に接続されており、
   前記第２の振動腕の表裏両主面にそれぞれ形成された両主面電極のうちの、前記第１の振動腕の前記一方の主面電極とは表裏が反対側となる主面に形成された他方の主面電極が、前記一対の貫通電極のうちの他方の貫通電極を介して前記第２の振動腕の前記両主面電極のうちの一方の主面電極に接続され、かつ、前記第２の振動腕の前記他方の主面電極が、前記又部を経由するように形成された引回し配線を介して、前記第１の振動腕の外側面と内側面の各々に設けられた一対からなる側面電極に接続されており、
   前記第１の振動腕の前記両主面電極のうちの前記他方の主面電極が、前記第２の振動腕の側面に設けられた前記側面電極に接続されており、
   前記第２の振動腕の前記両主面電極のうちの前記一方の主面電極が、前記第１の振動腕の側面に設けられた前記側面電極に接続されている、
   音叉型圧電振動片。
2. 前記基部の表裏の各主面における前記貫通電極の平面視形状が、略円形である、
   請求項１に記載の音叉型圧電振動片。
3. 請求項１または２に記載の前記音叉型圧電振動片と、該音叉型圧電振動片が収容されるパッケージとを備え、
   前記音叉型圧電振動片は、前記第１，第２の振動腕の前記主面電極及び前記側面電極によって構成される励振電極から引出された接続電極を有し、前記接続電極が、前記パッケージを構成するベースの内部に設けられた搭載電極に導電接合され、前記音叉型圧電振動片が前記パッケージ内に気密封止されている、
   音叉型圧電振動子。

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