KR20090073005A - 수정 진동편, 수정 디바이스 및 수정 진동편의 제조 방법 - Google Patents

수정 진동편, 수정 디바이스 및 수정 진동편의 제조 방법 Download PDF

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엡슨 토요콤 가부시키 가이샤
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Abstract

양산성이 우수하고, 진동부의 점유 비율이 높은 역메사형의 수정 진동편을 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위한 수정 진동편은, 수정 소판(素板)(12)에 대해, 진동부(16)를 구성하는 육박부(肉薄部)와 진동부(16)에 인접한 육후부(肉厚部)(14)를 웨트 에칭에 의해 형성하는 것으로서, 상기 수정 소판(12)은 AT 커트 수정 소판에 있어서의 +Z'축을 Y'축 둘레로 +X축 방향으로 회전시키는 것을 양의 회전각으로 하고, Z'축을 Y'축 둘레로 -120°부터 +60°의 범위에서 회전시켜 얻어지는 Z"축과 이것에 수직으로 교차하는 X'축의 각각에 평행한 가장자리 변을 가지며, 진동부(16)의 형성은 +Y'축측 주면(主面) 또는 -Y'축측 주면의 어느 한쪽으로부터 행하고, +Y'축측 주면으로부터 에칭을 행한 경우에는 적어도 +Z"축측 단부에 육후부(14)를 설치하고, -Y'축측 주면으로부터 에칭을 행한 경우에는 적어도 -Z"축측 단부에 육후부(14)를 설치한 것을 특징으로 한다.

Description

수정 진동편, 수정 디바이스 및 수정 진동편의 제조 방법{CRYSTAL VIBRATING PIECE, CRYSTAL DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE CRYSTAL VIBRATING PIECE}
본 발명은, 수정 진동편, 및 이 수정 진동편을 탑재한 수정 디바이스, 및 수정 진동편의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 역메사형의 수정 진동편 등을 제조하는 경우에, 여진에 유효한 육박부의 점유율을 크게 취하는 것에 적합한 수정 진동편, 및 수정 디바이스, 및 수정 진동편의 제조 방법에 관한 것이다.
고주파수화와 수정 진동편의 기계적 강도 확보의 양립을 실현 가능하게 하는 역메사형 수정 진동편에서는 최근, 소형화가 점점 더 요망되고 있다. 이러한 소형 박형화가 진행되는 수정 진동편에서는, 큰 문제로서, 수정 진동편 그 자체에 기인하는 문제와, 수정 디바이스를 구성하는데 있어서 다른 구성 부재와의 사이에 발생하는 문제와 같은 2개의 문제를 들 수 있는 경우가 많다. 이러한 문제 중, 수정 진동편 그 자체에 기인하는 문제로서는, 다음과 같은 사항을 들 수 있다.
예를 들면, 진동부로서의 육박부의 확보에 관련된 문제이다. 구체적으로는, 소형화가 진행되는 수정 진동편의 형상 형성에는, 양산성이 높은 웨트 에칭에 의한 공법이 채용되는 경우가 많다. 그러나, 웨트 에칭에 의한 수정의 가공은, 수정의 결정 방위의 영향을 받게 된다. 역메사형의 수정 진동편을 제조하는 경우, 에칭면에 나타나는 결정면에 의해, 그 에칭 레이트가 다르고, 진동부로서의 육박부의 주위에는, 잔사로 불리는 경사면(결정면)이 나타난다.
수정 진동편을 구성하는 수정 소판의 사이즈가 작아진 경우, 육후부에서 육박부에 이를 때까지의 잔사의 비율이 증가하게 되어, 확보되는 육박부의 유효 면적이 작아져 버린다. 진동부인 육박부의 유효 면적이 작아진 경우, 여진 전극의 치수도 작게 하지 않을 수 없다. 그리고, 여진 전극의 치수가 극단적으로 작은 경우, 수정으로부터 안정한 신호를 꺼낼 수 없게 되거나, 에너지 봉쇄가 불충분해져, 주파수 온도 특성을 나타내는 그래프에, 지지부로부터의 응력 등의 영향이나, 딥이 나타나는 경우가 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 역메사형의 수정 진동편에 있어서의 육박부가 차지하는 비율을 크게 하는 것에 관한 기술이, 특허 문헌 1이나 특허 문헌 2에 개시되어 있다.
특허 문헌 1에 개시되어 있는 역메사형의 수정 진동편은, 역메사형의 수정 진동편을 제조한 후에, 불필요해지는 육후부의 일부를 다이싱하는 것이다.
또, 특허 문헌 2에 개시되어 있는 역메사형의 수정 진동편은, 육박부의 형성을 연마에 의해 행하고, 다이싱에 의해 개편화(個片化)하는 것이다.
또, 수정 디바이스를 제조하는데 있어서의 다른 구성 부재와의 사이에 발생하는 문제로서는, 다음과 같은 사항을 들 수 있다. 예를 들면, 패키지나 기판에 수정 진동편을 실장했을 때에 발생하는 응력과 주파수 특성에 관한 문제이다. 구체적으로는, 패키지나 기판에 도전성 접착제나 범프를 통해 수정 진동편을 실장하면, 패키지나 기판이 받은 응력, 혹은 수정과 기판이나 패키지의 선팽창률의 차이에 의해 발생하는 응력이 수정 진동편에 작용한다. 이러한 경우, 수정 진동편은 주파수 특성에 변화를 발생시켜 버린다.
이러한 문제는, 수정 진동편의 소형화, 박형화가 진행될수록 큰 영향을 미치므로, 주파수 특성의 변화와 응력의 관계(응력 감도)에 대한 연구가 진행되고 있었다. 이러한 연구의 성과로서, 비특허 문헌 1에는, AT 커트 수정 소판에 관한 응력 감도에 대한 설명이 있다. 비특허 문헌 1에 의하면, AT 커트 수정 소판에서는, 결정축인 X축을 Y'축 둘레로 -X축으로부터, -Z'축을 향하는 방향으로 60° 또는 120° 회전시킨 방향이, 가장 응력 감도가 둔해지는 것이 기재되어 있다.
[특허 문헌 1] 일본국 특허공개 2002-33640호 공보
[특허 문헌 2] 일본국 특허공개 2001-144578호 공보
[비특허 문헌 1] J. M. Ratajski, "The Force Sensitivity of AT-Cut Quartz Crystals", 20th Annual Symposium on Frequency Control, (1966)
상기 특허 문헌에 개시되어 있는 역메사형의 수정 진동편은, 확실히 육박부의 점유율은 향상한다. 그러나, 양자 모두 수정 진동편의 제조에 기계 가공을 필요로 하므로, 웨트 에칭만의 공법으로 제조되는 수정 진동편에 비해 양산성이 떨어진다.
그래서 본 발명에서는, 양산성이 우수하고, 진동부의 점유 비율이 높은 역메사형의 수정 진동편, 및 이것을 탑재한 수정 디바이스, 및 상기 수정 진동편의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상술한 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해 이루어진 것이고, 이하의 형태 또는 적용예로서 실현하는 것이 가능하다.
[적용예 1] 수정 소판에 대해, 진동부를 구성하는 육박부와 진동부에 인접한 육후부를 웨트 에칭에 의해 형성하는 수정 진동편으로서, 상기 수정 소판은 AT 커트 수정 소판에 있어서의 +Z'축을 Y'축 둘레로 +X축 방향으로 회전시키는 것을 양의 회전각으로 하고, Z'축을 Y'축 둘레로 -120°부터 +60°의 범위에서 회전시켜 얻어지는 Z"축과 이것에 수직으로 교차하는 X'축의 각각에 평행한 가장자리 변을 가지며, 상기 육박부의 형성은 +Y'축측 주면 또는 -Y'축측 주면의 어느 한쪽으로부터 행하고, +Y'축측 주면으로부터 에칭을 행한 경우에는 적어도 +Z"축측 단부에 육후부를 설치하고, -Y'축측 주면으로부터 에칭을 행한 경우에는 적어도 -Z"축측 단 부에 육후부를 설치한 것을 특징으로 하는 수정 진동편.
이와 같이 하여 구성되는 수정 진동편에 의하면, 양산성이 우수하고, 수정 소판에 대한 진동부, 즉 육박부의 점유 비율을 높일 수 있다.
[적용예 2] 적용예 1에 기재된 수정 진동편으로서, 상기 육박부에 있어서, 상기 육후부를 설치한 단부 이외의 단부에 육후부 비형성 영역을 설치한 것을 특징으로 하는 수정 진동편.
육후부를 설치한 단부 이외의 단부에 육후부를 형성하지 않도록 함으로써, 육박부의 점유 비율 증가를 확실한 것으로 할 수 있다. 또, 적용예 1에 기재된 수정 진동편과 동일하게, 양산성에도 우수하게 된다.
[적용예 3] 적용예 1에 기재된 수정 진동편으로서, 상기 Z'축의 회전 각도의 범위를 -60°부터 -25°로 하고, +Y'축측 주면으로부터 에칭을 행한 경우에는 +Z"축측 단부 및 +X'축측 단부에 육후부를 설치함과 더불어, -Z"축측 단부 및 -X'축측 단부에 육후부 비형성 영역을 설치하고, -Y'축측 주면으로부터 에칭을 행한 경우에는 -Z"축측 단부 및 -X'축측 단부에 육후부를 설치함과 더불어, +Z"축측 단부 및 +X'축측 단부에 육후부 비형성 영역을 설치한 것을 특징으로 하는 수정 진동편.
이러한 특징을 갖는 수정 진동편에 의하면, 양산성이 우수하고, 수정 소판에 대한 진동부의 점유 비율을 높이며, 또한 수정 진동편의 기계적 강도도 확보할 수 있다.
[적용예 4] 적용예 1에 기재된 수정 진동편으로서, 상기 Z'축의 회전 각도의 범위를 -35°부터 0°로 하고, +Y'축측 주면으로부터 에칭을 행한 경우에는 +Z"축 측 단부 및 -X'축측 단부에 육후부를 설치함과 더불어, -Z"축측 단부 및 +X'축측 단부에 육후부 비형성 영역을 설치하고, -Y'축측 주면으로부터 에칭을 행한 경우에는 -Z"축측 단부 및 +X'축측 단부에 육후부를 설치함과 더불어, +Z"축측 단부 및 -X'축측 단부에 육후부 비형성 영역을 설치한 것을 특징으로 하는 수정 진동편.
이러한 특징을 갖는 수정 진동편도, 적용예 3과 동일하게, 양산성이 우수하고, 수정 소판에 대한 진동부의 점유 비율을 높이며, 또한 수정 진동편의 기계적 강도도 확보할 수 있는 수정 진동편으로 할 수 있다.
[적용예 5] 적용예 1에 기재된 수정 진동편으로서, 상기 Z'축의 회전 각도를 -30°±5°로 하고, +Y'축측 주면으로부터 에칭을 행한 경우에는 +Z"축측 단부 및 ±X'축측 단부에 육후부를 설치함과 더불어, -Z"축측 단부에 육후부 비형성 영역을 설치하고, -Y'축측 주면으로부터 에칭을 행한 경우에는 -Z"축측 단부 및 ±X'축측 단부에 육후부를 설치함과 더불어 +Z"축측 단부에 육후부 비형성 영역을 설치한 것을 특징으로 하는 수정 진동편.
이러한 특징을 갖는 수정 진동편도, 상기 적용예 3, 적용예 4와 동일하게, 양산성이 우수하고, 수정 소판에 대한 진동부의 점유 비율을 높이며, 또한 수정 진동편의 기계적 강도도 확보할 수 있는 수정 진동편으로 할 수 있다.
[적용예 6] 적용예 1 또는 적용예 2에 기재된 수정 진동편으로서, 상기 Z'축의 회전 각도를 -30°±5°로 하고, ±X'축측 가장자리 변의 일부의 외주에 육후부를 설치한 것을 특징으로 하는 수정 진동편.
이러한 특징을 갖는 수정 진동편도, 상기 적용예 3∼적용예 5와 동일하게, 양산성이 우수하고, 수정 소판에 대한 진동부의 점유 비율을 높이며, 또한 수정 진동편의 기계적 강도도 확보할 수 있는 수정 진동편으로 할 수 있다.
[적용예 7] 적용예 1 내지 적용예 6 중 어느 하나에 기재된 수정 진동편으로서, 상기 Z'축의 회전 각도를 -30°±5°로 하고, 상기 수정 소판에 배치되는 전극 패턴을 구성하는 접속 전극을, 상기 Z"축에 평행한 직선 상에 배치한 것을 특징으로 하는 수정 진동편.
이러한 특징을 갖는 수정 진동편에 의하면, 실시 형태에 있어서 외부 응력의 영향을 받기 어려워진다.
[적용예 8] 적용예 1 내지 적용예 7 중 어느 하나에 기재된 수정 진동편으로서, 상기 진동부에 있어서의 한쪽의 주면에, 복수의 여진 전극을 형성한 것을 특징으로 하는 수정 진동편.
이러한 특징을 갖는 수정 진동편은, 디바이스로서 사용한 경우, 이중 모드 필터를 구성할 수 있다.
[적용예 9] 적용예 1 내지 적용예 8 중 어느 하나에 기재된 수정 진동편을 패키지 내에 실장한 수정 디바이스.
이러한 구성으로 함으로써, 수정 진동자, 또는 수정 필터를 제공할 수 있다.
[적용예 10] 적용예 1 내지 적용예 7 중 어느 하나에 기재된 수정 진동편과, 발진 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 수정 발진기.
이러한 구성으로 함으로써, 수정 발진기를 제공할 수 있다.
[적용예 11] AT 커트 수정판에 있어서의 +Z'축을 Y'축 둘레로 +X축 방향으로 회전시키는 것을 양의 회전각으로 하고, Z'축을 Y'축 둘레로 -120°부터 +60°의 범위에서 회전시켜 얻어지는 Z"축과 이것에 수직으로 교차하는 X'축의 각각에 평행한 가장자리 변을 갖는 웨이퍼를 이용한 수정 진동편의 제조 방법으로서, +Y'축측 주면으로부터 가공을 실시하는 경우에는, 진동부를 구성하는 육박부 형성 영역과, 상기 육박부 형성 영역에 인접한 육후부 형성 영역의 외주부, 및 적어도 상기 육박부 형성 영역의 -Z"축측 단부에 설치하는 육후부 비형성 영역의 외주부를, -Y'축측으로부터 가공을 실시하는 경우에는, 진동부를 구성하는 육박부 형성 영역과, 상기 육박부 형성 영역에 인접한 육후부 형성 영역의 외주부, 및 적어도 상기 육박부 형성 영역의 +Z"축측 단부에 설치하는 육후부 비형성 영역의 외주부를 웨트 에칭하는 제1 에칭 공정과, 상기 육후부 형성 영역의 외주부와 상기 육후부 비형성 영역의 외주부를 웨트 에칭하여 Y'축 방향으로 관통시키는 제2 에칭 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 수정 진동편의 제조 방법.
이러한 특징을 갖는 수정 진동편의 제조 방법에 의하면, 2회의 에칭 공정만으로 상기 어느 하나의 적용예에 기재된 수정 진동편의 외형 형상을 형성하는 것이 가능해진다. 따라서, 웨트 에칭으로의 배치 처리에 의한 형상 형성이 가능하므로, 우수한 양산성을 자랑할 수 있다.
[적용예 12] AT 커트 수정판에 있어서의 +Z'축을 Y'축 둘레로 +X축 방향으로 회전시키는 것을 양의 회전각으로 하고, Z'축을 Y'축 둘레로 -120°부터 +60°의 범위에서 회전시켜 얻어지는 Z"축과 이것에 수직으로 교차하는 X'축의 각각에 평행한 가장자리 변을 갖는 웨이퍼를 이용한 수정 진동편의 제조 방법으로서, +Y'축측 으로부터 가공을 실시하는 경우에는, 진동부를 구성하는 육박부 형성 영역과, 적어도 상기 육박부 형성 영역의 -Z"축측 단부에 설치하는 육후부 비형성 영역의 외주부를, -Y'축측으로부터 가공을 실시하는 경우에는, 진동부를 구성하는 육박부 형성 영역과, 적어도 상기 육박부 형성 영역의 +Z"축측 단부에 설치하는 육후부 비형성 영역의 외주부를 웨트 에칭하는 제1 에칭 공정과, 상기 진동부 형성 영역에 인접한 육후부 형성 영역의 외주부와 상기 육후부 비형성 영역의 외주부를 상기 웨이퍼의 양 주면으로부터 웨트 에칭하여 Y'축 방향으로 관통시키는 제2 에칭 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 수정 진동편의 제조 방법.
이러한 특징을 갖는 수정 진동편의 제조 방법에 의해서도, 2회의 에칭 공정만으로 상기 어느 하나의 적용예에 기재된 수정 진동편의 외형 형상을 형성하는 것이 가능해진다. 따라서, 웨트 에칭으로의 배치 처리에 의한 형상 형성이 가능하므로, 우수한 양산성을 자랑할 수 있다. 또, 관통 공정인 제2 에칭 공정을 웨이퍼의 양 주면으로부터 행함으로써, 수정 진동편의 측면 형상을 정돈할 수 있다.
이하, 본 발명의 수정 진동편, 및 수정 디바이스, 및 수정 진동편의 제조 방법에 따른 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
우선, 도 1∼도 21을 참조하여, 본 발명의 수정 진동편에 따른 제1 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 도 2에 있어서 도 2의 (a)는 실시 형태에 따른 수정 소판의 평면 구성을 도시한 모식도이고, 도 2의 (b)는 이 수정 소판의 단면 구성을 도시한 모식도이다.
수정 진동편(10)은, 수정 소판(12)과, 당해 수정 소판(12)의 표면에 형성된 전극 패턴에 의해 구성된다. 실시 형태에 따른 수정 진동편(10)에서는, 수정 소판(12)으로서 AT 커트로 불리는 커트각으로 잘라내어진 수정 소판을 이른바 면내 회전시킨 것을 이용하고 있다. AT 커트란, 수정의 결정축인 X축과 Z축을 포함하는 평면(Y면)을 X축을 기점으로 하여 +Z축을 -Y축 방향으로 약 35도 15분 회전시켜 얻어지는 주면(X축과 Z'축을 포함하는 주면)을 갖도록 잘라내어진 수정 소판이다. 그리고, 본 실시 형태에 이용하는 수정 소판은, 이 X축과 Z'축을 포함하는 주면 중에서, 또한 Y'축을 기점으로 하여, +Z'축을 +X축 방향으로 회전시키는 것을 양의 회전각으로 했을 때, X축, Z'축을 각각 -30°±5° 정도 회전시켜 얻어지는 X'축, Z"축을 따른(평행한) 가장자리 변을 갖는 것이다. 또한, 수정 디바이스의 원재료로서 일반적으로 사용되고 있는 것은 우수정이지만, 좌수정을 이용한 경우여도, 본 발명을 실시하는데 있어서 문제는 없다. 좌수정이란, 우수정의 결정축에 대해, 예를 들면 Z축과 X축을 갖는 면을 기준으로 하여, 결정축을 나타내었을 때에, 당해 결정축이 경상(鏡像) 관계에 위치하게 되는 수정이다. 여기에서, 좌수정과 우수정은, 그 물리 상수가 동일하므로, 결정축을 따른 회전각, 커트각 등에 오류가 없으면, 수정 소판을 형성하는데 있어서, 상기 설명 및 이하의 설명을 그대로 적용함으로써, 원하는 수정 진동편을 구성할 수 있다.
도 2에 나타낸 구성의 수정 소판(12)에서는, 수정 소판(12)의 길이방향을 Z"축, 폭방향을 X'축, 또한 두께 방향을 Y'축으로 정할 수 있다. 또, 실시 형태에 따른 수정 소판(12)은, 육박의 진동부(16)와, 이것에 인접하는 고정부가 되는 육후 부(14)를 갖는다.
수정 소판(12)을 웨트 에칭에 의해 가공하는 경우, 수정의 결정 방위의 이방성에 의해, 결정면의 석출에 의한 에칭 레이트의 상이가 발생하는 경우가 있다. 특히 AT 커트로 불리는 커트각으로 잘라내어진 수정 소판은, 웨트 에칭에 의한 가공면에 나타나는 잔사(경사면)의 존재가 문제가 되는 경우가 많다. 가공면에 있어서의 잔사의 다과(多寡)는, 커트각이나 면내 회전각 등, 여러 가지의 잘라냄 각도를 요인으로 하여 바뀌어 간다.
예를 들면, 일반적인 AT 커트 수정 소판을 웨트 에칭에 의해 역메사형으로 가공한 경우, 육박부의 2변, 구체적으로는 -Z'축측 단차부와 +X축측 단차부에, 비교적 큰 잔사가 나타나게 된다. 한편, 본 실시 형태에서 채용하는 면내 회전각으로 잘라낸 수정 소판(12)을 웨트 에칭에 의해 역메사형으로 가공한 경우, 큰 잔사는 -Z"축측의 한 변에만 나타나게 된다. 이러한 수정 소판(12)을 채용함으로써, 진동부(16)와 육후부(14)의 사이에 발생하는 잔사를 줄일 수 있고, 수정 진동편(10)을 구성하는데 있어서의 유효한 진동부(16)의 점유율을 향상시킬 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 수정 소판(12)은, 외형 형상 형성 시에, 잔사가 나타나는 측(-Z"축측)의 육박부의 단부를 육후부 비형성 영역으로 하고, 육후부를 웨트 에칭에 의해 제거하고 있다. 이와 같이 육후부의 일부를 제거함으로써, 잔사가 발생하는 요인을 없앨 수 있고, 수정 진동편(10)을 구성하는데 있어서 수정 소판(12) 전체에 대한 진동부(16)의 점유율을 향상시킬 수 있다.
이 때문에, 본 실시 형태에 따른 수정 소판(12)은, 육박의 진동부(16)에 인 접하는 육후부(14)를, -Z"축측 이외의 가장자리 변을 따라 대략 U자형으로 구비하도록 하고 있다. 이러한 구성이어도, 수정 진동편(10)의 기계적 강도를 유지할 수 있기 때문이다.
이러한 외형 형상을 갖는 수정 소판(12)에는, 여진 전극(18, 24), 접속 전극(22, 28) 및 인출 전극(20, 26)과 같은 전극 패턴이 설치된다. 이하에, 본 실시 형태의 수정 소판(12)에 설치되는 전극 패턴에 대해, 도면을 참조하여 설명한다.
우선, 제1 전극 패턴에 대해, 도 1을 참조하여 설명한다. 제1 전극 패턴은, 진동부(16)의 표면측에 배치되는 여진 전극(18)을 Z"축 방향으로 장변을 갖는 직사각형으로 하고, 진동부(16)의 이면측에 배치되는 여진 전극(24)을 X'축 방향으로 장변을 갖는 직사각형으로 하고 있다. 이와 같이, 직사각형의 여진 전극(18, 24)끼리를 진동부(16)를 통한 표리면에서 교차시키도록 하고, 그 일부가 진동부(16)의 겉과 안에서 겹쳐지도록 함으로써, 진동부(16)의 표리에 배치되는 여진 전극(18, 24)에 어긋남이 생긴 경우여도, 여진에 기여하게 되는 여진 전극(18, 24)의 겹침 부분의 면적은 동일해진다. 따라서, 양산되는 수정 진동편(10)의 발진 특성의 차이를 작게 할 수 있다.
접속 전극(22, 28)은, +Z"축측에 설치된 육후부(14)의 가장자리 변을 따라 설치되고, 인출 전극(20, 26)을 통해 여진 전극(18, 24)과 전기적으로 접속되어 있다. 인출 전극(20, 26)은, 육후부(14)와 육박의 진동부(16)의 단차부에 걸쳐지는 부분의 선폭을 크게 취하도록 하면 된다. 이러한 구성으로 함으로써, 전극 패턴을 구성하는 금속막의 막 두께가 얇아지는 경향이 있는 진동부(16)와 육후부(14) 사이 의 단차부에 있어서, 인출 전극(20, 26)의 단선(斷線)이 생기는 것을 방지할 수 있다. 여기에서, 인출 전극(20)은, Z"축 방향을 따라 단차부까지 배치된 여진 전극(18)으로부터, 단차부에 걸쳐지도록 하여 -X'축측 가장자리 변에 설치되고, 당해 가장자리 변을 따라 접속 전극(22)까지 설치된다. 또, 인출 전극(26)은, X'축을 따라 +X'축측 가장자리 변까지 배치된 여진 전극(24)으로부터, 당해 가장자리 변을 따라 +Z"축측 가장자리 변까지 설치되어 접속 전극(28)에 접속된다.
또한 당연히, 단차부에 걸쳐지는 인출 전극의 폭이 좁은 경우여도, 본 실시 형태의 일부인 것에 변화는 없다.
또, 접속 전극(28)은, 이면측으로부터 신장되는 인출 전극(26)을 수정 소판(12)의 측면을 통해 표면측에 설치함으로써, 여진 전극(24)과의 전기적 접속이 도모된다. 이러한 구성으로 함으로써, 한쪽의 면(예를 들면 표면)에 2개의 접속 전극(22, 28)이 배치되게 된다. 이 때문에, 수정 진동편(10)을 기판이나 패키지에 실장할 때에, 도전성 접착제를 위에 도포할 필요가 없어진다. 도전성 접착제를 위에 도포하는 것이 불필요해짐으로써, 과도포된 도전성 접착제가 금속성의 패키지 측면이나 다른 전극 등에 접촉하여, 단락을 발생시키는 것과 같은 사태를 방지할 수 있다. 또, 수정 진동편(10)의 실장 형태로서, 범프를 이용하는 것도 가능해지는 등, 실장 방법의 폭을 늘릴 수 있다.
다음에, 제2 전극 패턴에 대해, 도 3을 참조하여 설명한다. 제2 전극 패턴은, 상술한 제1 전극 패턴에 대해, 수정 소판(12)의 표리면에 배치되는 패턴을 반대로 한 형태의 것이다. 따라서, 그 기능을 동일하게 하는 개소에는 동일한 부호 를 붙이고, 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다.
다음에, 제3 전극 패턴에 대해, 도 4를 참조하여 설명한다. 제3 전극 패턴은, 진동부(16)의 표리면에 배치하는 여진 전극(18, 24)의 형상, 치수를 동일하게 하여, 양자 사이에 어긋남이 없도록 배치한다. 접속 전극(22, 28)의 배치 위치는 제1, 제2 전극 패턴과 동일하고, 인출 전극(20, 26)은 다음과 같은 형태로 하고 있다. 즉, 표면측의 여진 전극(18)과 접속 전극(22)을 연결하는 인출 전극(20)은, Z"축을 따라 육박의 진동부(16)와 육후부(14) 사이의 단차부까지 설치되고, 단차부에 걸쳐지도록 하여 -X'축측까지 설치됨으로써 단차부에 걸쳐지는 부분의 폭을 넓게 취하여, -X'축측의 가장자리 변을 따라 접속 전극(22)에 설치된다. 한편, 이면측의 여진 전극(24)과 표면측에 배치한 접속 전극(28)을 연결하는 인출 전극(26)은, +X'축측의 가장자리 변까지 설치되고, +X'축측의 가장자리 변을 따라 +Z"축측 가장자리 변까지 설치되며, 수정 소판(12)의 측면을 통해 표면측에 배치된 접속 전극(28)에 설치된다.
다음에, 제4 전극 패턴에 대해, 도 5를 참조하여 설명한다. 제4 전극 패턴은, 상술한 제3 전극 패턴에 대해, 수정 소판(12)의 표리면에 배치되는 패턴을 반대로 한 형태의 것이다. 따라서, 그 기능을 동일하게 하는 개소에는 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다.
다음에, 제5 전극 패턴에 대해, 도 6을 참조하여 설명한다. 제5 전극 패턴은, 상술한 제3, 제4 전극 패턴과, 인출 전극(20, 26)의 설치 형태를 다르게 하고 있다. 즉, 표면측의 인출 전극(20)은, 여진 전극(18)으로부터 -X'축측의 가장자리 변까지 설치되고, -X'축측의 가장자리 변을 따라 +Z"축측 가장자리 변까지 설치되어 있다. 이에 반해, 이면측에 배치된 인출 전극(26)은, 여진 전극(24)으로부터 +X'축측의 가장자리 변까지 설치되고, +X'축측의 가장자리 변을 따라 +Z"축측 가장자리 변까지 설치된다. 요컨대, 제5 전극 패턴은, 수정 소판(12)의 표리면에서 대칭인 형태의 전극 패턴을 형성하고 있는 것이다.
다음에, 제6 전극 패턴에 대해, 도 7을 참조하여 설명한다. 제6 전극 패턴은, 상술한 제5 전극 패턴의 형태에 근사하고 있다. 상이점으로서는, 표면측의 여진 전극(18)의 치수를, 이면측의 여진 전극(24)의 치수보다 작게 한 점에 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 진동부(16)의 표리면에 배치되는, 표면 여진 전극(18)과 여진 전극(24)의 사이에 어긋남이 생긴 경우여도, 여진에 기여하게 되는 진동부(16)의 면적은 동일해진다. 따라서, 양산되는 수정 진동편(10)의 발진 특성의 차이를 작게 할 수 있다.
다음에, 제7 전극 패턴에 대해, 도 8을 참조하여 설명한다. 제7 전극 패턴은, 상술한 제1 전극 패턴에 근사하고 있다. 상이점으로서는, 육후부(14)에 배치하는 접속 전극(22, 28)을, Z"축을 따른 방향으로 나열한 점에 있다. 이 때문에, 표면측의 여진 전극(18)과 접속 전극(22), 및 인출 전극(20)은, Z"축을 따라 직선 상에 배치되어 있다. 한편, 이면측의 여진 전극(24), 인출 전극(26)의 구성은, 제1 전극 패턴과 동일하고, 수정 소판(12)의 측면을 통해 표면측에 설치된 후의 구성을 다르게 하고 있다. 즉, 이면측의 여진 전극(24)과 전기적으로 접속되는 접속 전극(28)이, 표면측의 접속 전극(22), 인출 전극(20), 여진 전극(18)의 연장선 상 에 위치하도록 배치되고, 표면측에 설치된 인출 전극(26)이 이것에 접속되어 있다. 여기에서, Z"축의 방향은, Y'축을 기점으로 하여 +X축을 -Z'축 방향으로 회전시키는 회전각을 양의 회전각으로 하고, X축을 Y'축 둘레로 +60°회전시킨 방향과 동일해지는 경우에 특히 유리한 효과를 발휘하게 된다. X축을 Y'축 둘레로 +60°회전시킨 방향(Z'축을 Y'축 둘레로 -30° 회전시킨 방향)은, 수정의 진동 특성이 외력에 의한 응력의 영향을 가장 받기 어려운 방향, 즉 응력 감도가 가장 둔한 방향인 것이다. 이 때문에, 이 방향을 따라 접속 전극(22, 28)을 배치함으로써, 지지부를 통해 수정 소판(12)에 부하되는 응력의 영향을 억제할 수 있다.
다음에, 제8 전극 패턴에 대해, 도 9를 참조하여 설명한다. 제8 전극 패턴은, 상술한 제7 전극 패턴에 근사하고 있다. 상이점으로서는, 이면측에 배치한 전극 패턴 중, 인출 전극(26)을 장변 방향 중심선(도시 생략)을 기준으로 하여 선대칭으로 배치한 점에 있다. 이와 같이 하여 인출 전극(26)을 배치함으로써, 표면측에 설치할 때의 단선의 위험성을 저감할 수 있다.
다음에, 제9 전극 패턴에 대해, 도 10을 참조하여 설명한다. 제9 전극 패턴도, 상술한 제7 전극 패턴에 근사하고 있다. 상이점으로서는, 수정 소판(12)의 표리면에 있어서의 여진 전극(18, 24)의 배치 방향을 역전시킨 점(이면측 여진 전극(24)을 Z"축을 따라 배치, 표면측 여진 전극(18)을 이것에 교차하도록 배치), 및 이면측 인출 전극(26)의 설치를 꾸불꾸불한 형상으로 한 점에 있다. 인출 전극(26)의 설치를 도 10과 같은 형태로 함으로써, 표리면에 있어서의 패턴의 겹침 부분이 증가하는 일이 없다.
다음에, 제10 전극 패턴에 대해, 도 11을 참조하여 설명한다. 제10 전극 패턴은, 상술한 제3부터 제5 전극 패턴과, 제7 전극 패턴을 조합한 형태이다. 구체적으로는, 진동부(16)의 표리에 배치하는 여진 전극(18, 24)의 형상, 배치 위치를 일치시키고, 접속 전극(22, 28)의 배치 위치를 Z"축에 평행한 직선 상으로 하고 있는 것이다. 그리고, 여진 전극(18, 24)의 근방에 위치하는 인출 전극(20, 26)의 선폭을 가늘게 함으로써, 진동부(16)의 표리에 있어서의 여진 전극(18, 24)의 어긋남에 의해 생기는 용량 변화를 작게 하도록 하고 있다. 인출 전극(20, 26)에 관한 그 밖의 구성에 대해서는, 상술한 제7 전극 패턴과 동일하다.
다음에, 제11 전극 패턴에 대해, 도 12를 참조하여 설명한다. 제11 전극 패턴은, 상술한 제10 전극 패턴에, 제9 전극 패턴의 인출 전극(20, 26)을 채용한 형태이다.
다음에, 제12 전극 패턴에 대해, 도 13을 참조하여 설명한다. 제12 전극 패턴은, 상술한 제11 전극 패턴에 근사하고 있다. 상이점으로서는, 진동부(16)의 표리에 배치하는 인출 전극(20, 26)을 표리 대칭, 즉 상술한 제5, 제6 전극 패턴에 근사시킨 점에 있다.
다음에, 제13 전극 패턴에 대해, 도 14를 참조하여 설명한다. 제13 전극 패턴은, 상술한 제10 전극 패턴에, 제6 전극 패턴의 여진 전극(18, 24)을 채용한 형태이다.
또한, 상기 전극 패턴의 설명에서는, 모두 도면에 있어서, 여진 전극은 직사각형 형상이도록 나타내었지만, 예를 들면 제3부터 제6, 제10부터 제13 전극 패턴 등은, 원형이나 타원, 그 밖의 다각형 등, 직사각형 이외의 형상이어도 된다. 또, 상기 전극 패턴의 설명도에서는, 모두 +Z"축측에 설치된 육후부(14)에, 2개의 접속 전극(22, 28)을 배치하도록 나타내었다. 그러나, 접속 전극(22, 28)의 배치에 대해서는, 도 15에 나타낸 바와 같이, Z"축을 따라 형성된 육후부(14)(±X'축측 가장자리 변)에 Z"축을 따른 방향으로 배치하도록 해도 된다.
다음에, 상기와 같은 구성의 수정 진동편의 제조 방법에 대해, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
우선, 도 16을 참조하여, 수정 진동편의 제조 방법에 따른 제1 실시 형태에 대해 설명한다. 본 발명에서는, 수정 진동편(10)은 웨이퍼(30)로부터, 배치 처리에 의해 제조된다. 우선, 웨이퍼(30)의 표면에 대해 마스크(32)를 형성한다. 마스크(32)는 레지스트 등에 의해 구성하면 되고, 본 실시 형태의 경우, 육후가 되는 부분, 즉 진동부 형성 영역(육박부 형성 영역)(34)과, 당해 진동부 형성 영역(34)의 -Z"축측 단부인 육후부 비형성 영역의 외주부를 포함하는 관통홈 형성 영역(38)과 같은, 개편 형성 영역(36)의 외주 부분 이외의 개소를 보호하는 마스크(32)를 형성한다. 또한, 본 실시 형태에 따른 수정 진동편의 제조 방법에서는, 웨이퍼(30)의 상태로 전극 패턴의 형성까지를 행하므로, 수정 진동편(10)을 웨이퍼(30)에 접속해 두기 위한 접음부(40)도, 보호 부분으로서 마스크(32)를 형성한다(도 16의 (a) 참조). 또한, 에칭의 방법 자체는 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 웨이퍼(30)의 표면을 테두리로 둘러싸고, 당해 테두리 내에 에칭액을 흘려 넣어 행하도록 해도 되며, 웨이퍼(30)의 이면 및 측면을 레지스트 등에 의해 덮은 경 우에는, 에칭액에 침지해도 된다.
다음에, 마스크 형성 부분 이외, 즉 진동부 형성 영역(34)과 관통홈 형성 영역(38)을 웨트 에칭하여, 웨이퍼(30)의 표면에 복수의 요함부를 형성한다(제1 에칭). 여기에서, 본 실시 형태에 있어서의 제1 에칭은, +Y'축측 주면으로부터 실시하도록 한다(도 16의 (b) 참조). 이러한 조건으로 에칭된 수정 소판(12)을 구성하는 개편 형성 영역(36)의 단면은, 결정 구조의 이방성에 의해, 도 17과 같은 형상이 된다. 또한, 도 17에 있어서, 도 17의 (a)는 개편 형성 영역의 평면도, 도 17의 (b)는 이 도면 (a)에 있어서의 A-A 단면, 도 17의 (c)는 이 도면 (a)에 있어서의 B-B 단면을 도시한 도면이다. 도 17의 (b)와 도 17의 (a)를 비교하면 판독할 수 있는 바와 같이, 본 실시 형태의 제조 방법에서는, -Z"축측에 나타나는 잔사(경사 부분)(42)가, 육후부(14)의 선단부보다 -Z"축측(선단측)에 위치하게 된다.
다음에, 일단 마스크를 박리하여, 웨이퍼의 이면측에 마스크(44)를 형성한다. 마스크는, 육후부 형성 영역의 외주부와 상기 육후부 비형성 영역의 외주부를 맞춘 관통홈 형성 영역(38)만을 개구부로 하는 것이면 된다. 새로운 마스크(44)(32)를 형성한 웨이퍼(30)를 에칭하여, 관통홈(38a)을 형성한다(제2 에칭). 웨트 에칭에 의해 관통홈(38a)을 형성했을 때의 단면은, 도 18과 같은 형상이 된다. 또한, 도 18에 있어서, 도 18의 (a)는 개편 형성 영역(36)의 평면도, 도 18의 (b)는 이 도면 (a)에 있어서의 A-A 단면, 도 18의 (c)는 이 도면 (a)에 있어서의 B-B 단면을 도시한 도면이다. 도 18의 (b)로부터도 판독할 수 있는 바와 같이, 관통홈(38a)의 형성 공정에 따른 에칭을 이면측으로부터 실시함으로써, 육후부(14)측 단부(+Z"축측 단부)가 튀어나오는 것을 억제할 수 있다. 또, 관통홈(38a)의 형성 시에 에칭액이 진동부(16)의 표면으로 흘러들어, 에칭을 진행시킬 우려가 있으므로, 표면측에도 마스크(32)를 형성해 두는 것이 바람직하다(도 16의 (c) 참조).
상기와 같이 하여 수정 소판(12)의 외형 형상을 형성한 후, 전극 패턴의 형성을 행한다. 전극 패턴의 형성은, 기존의 방법, 예를 들면 마스크 지그를 이용한 증착이나, 증착이나 스퍼터에 의해 금속막을 형성한 후에 포토리소에 의해 마스크 형성을 행하고, 불필요 부분의 에칭을 행하는 방법 등에 의하면 된다. 또한, 이면측에 배치된 인출 전극(26)(도 1 등 참조)과, 표면측에 배치된 인출 전극(26) 또는 접속 전극(28)(도 1 등 참조)의 접속은, 관통홈(38a)을 형성한 수정 소판(12)의 측면을 통해 이루어진다.
전극 패턴의 형성을 끝낸 웨이퍼(30)로부터, 수정 진동편(10)을 개편화함으로써, 수정 진동편(10)이 완성된다. 개편화는, 접음부(40)로부터 수정 진동편(10)을 접음으로써 이루어진다(도 16의 (d) 참조).
다음에, 수정 진동편의 제조 방법에 따른 제2 실시 형태에 대해 도 19를 참조하여 설명한다. 본 실시 형태와, 상술한 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편의 제조 방법의 상이점은, 제1 에칭에 의해 에칭하는 범위와, 제2 에칭에 의해 에칭하는 범위를 변경한 점에 있다.
구체적으로는, 제1 에칭을 행할 때에는, 진동부(16)를 구성하는 영역(육박부 형성 영역)과 에칭 잔사(42)를 고려한 -Z"축측 영역(육후부 비형성 영역의 외주부)을 맞춘 영역(제1 에칭 영역(35)이라고 칭한다) 이외를 덮는 마스크(32)를 형성하 고, 진동부(16)를 구성하는 육박부를 형성한다. 또한, 제1 에칭은 표면측으로부터만 행한다(도 19의 (a), (b) 참조).
다음에, 일단 마스크(32)를 박리하여, 제2 에칭 공정에 들어간다. 제2 에칭 공정에서는, 육후부 형성 영역의 외주부와 상기 육후부 비형성 영역의 외주부를 맞춘 관통홈 형성 영역 이외의 영역, 즉 수정 소판(12)을 구성하는 개편 형성 영역(36), 및 접음부(40)를 피복하는 마스크(32)를 형성한다. 또, 제2 실시 형태에서는, 웨이퍼(30)의 표리면 쌍방에 마스크(32, 44)(도 21 참조)를 형성한다. 또한, 이면측에 형성하는 마스크(44)도, 표면측에 형성하는 마스크(32)와 동일하게, 관통홈 형성 영역 이외의 영역을 피복하도록 형성한다.
상기와 같이 하여 마스크(32, 44)를 형성한 웨이퍼(30)를 표리면 쌍방으로부터 웨트 에칭한다. 관통홈(38a)을 형성하기 위한 에칭을 웨이퍼(30)의 표리면으로부터 동시에 행하도록 함으로써, 수정 소판(12)의 단부 형상이 깨끗하게 마무리되게 된다(도 19의 (c) 참조).
상기와 같이 하여 수정 소판(12)의 외형 형상을 형성한 웨이퍼(30)에 대해, 전극 패턴의 형성을 행한다. 전극 패턴을 형성한 웨이퍼(30)로부터, 수정 진동편(10)을 개편화하여, 수정 진동편(10)이 완성된다.
상기와 같은 구성의 수정 진동편(10)이면, 면내 회전각의 조정에 의해, 웨트 에칭에 의한 잔사(42)가 크게 나타나는 개소를 -Z"축측으로만 조정할 수 있다. 그리고, 웨트 에칭에 의한 잔사(42)가 나타나는 양이 많은 -Z"축측의 육후부를 에칭함으로써, 수정 소판(12)에 형성되는 진동부(16)의 비율을 증가시킬 수 있다. 또, 진동부(16)의 비율을 증가시킬 수 있음으로써, 수정 진동편(10)의 치수에 대해 큰 치수의 여진 전극(18, 24)을 형성할 수 있다. 이에 의해, 에너지 봉쇄 효과가 발생하여, 온도 특성을 나타내는 그래프에 딥이 생기는 것을 방지할 수 있다.
또한, 육박의 진동부(16)를 형성하기 위한 웨트 에칭을 실시하는 주면이 역전한 경우(-Y'축측이 된 경우), 상기 Z"축에 있어서의 ±, 및 X'축에 있어서의 ±는 역전하게 된다.
다음에, 도 22를 참조하여, 본 실시 형태에 따른 수정 진동편의 응용 형태에 대해 설명한다. 본 응용 형태에 따른 수정 진동편(10)은, 그 대부분의 구성을 상술한 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편(10)과 동일하게 하고 있다. 상이점은, 육박의 진동부(16)를 -Z"축측 이외의 가장자리 변을 따라 대략 U자형으로 둘러싸는 육후부(14)의 형태에 있다.
제1 실시 형태에서는 자유단측(-Z"축 선단부)까지 있었던 육후부(14)를, 본 응용 형태에서는 진동부(16)의 도중까지로 하고, 육후부(14)의 선단측(-Z"축측)에, 진동부(16)와 일체로 형성되는 육박부를 설치하고 있다.
수정 진동편(10)의 기계적 강도에 여유가 있는 경우, 이러한 구성의 수정 진동편(10)이어도, 본 실시 형태의 일부로 간주할 수 있다.
다음에, 도 23을 참조하여, 본 발명의 수정 진동편에 따른 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 따른 수정 진동편은, 육박부의 형성면을 +Y'축측, 면내 회전각(Y'축을 기점으로 한 Z"축의 회전각)(φ)을 0°≥φ≥-35°로 한 경우에 특히 유효하다. 또한, 본 실시 형태에 따른 수정 진동편의 구성 자체는, 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편과 근사하고 있다. 이 때문에, 그 기능을 동일하게 하는 개소에는, 도면에 a를 첨부한 부호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다.
상술한 바와 같이, AT 커트 수정 소판은, 면내 회전각을 변화시킴으로써, 육박의 진동부와 육후부의 사이에 발생하는 단차부에 나타나는 잔사에 차이가 생긴다. 상기 범위의 회전 각도이면, 잔사는 진동부의 +X'축측과 -Z"축측에 나타나는 비율이 많다. 이 때문에, 본 실시 형태에 따른 수정 진동편(10a)에서는, +X'축측과 -Z"축측에 위치하는 가장자리 변을 구성하는 육후부(종래의 형태에 따른 수정 진동편이면 육후부였던 부분)를 에칭 범위로 하고, 진동부(16a)를 구성하는 육박부의 점유 범위 비율을 넓힌 것이다.
다음에, 본 실시 형태에 따른 수정 진동편의 전극 패턴의 구성에 대해 설명한다. 우선, 제1 전극 패턴에 대해 설명한다. 제1 전극 패턴은, 진동부(16a)의 표면측에 배치하는 여진 전극(18a)을 Z"축을 따라 배치하고, 이면측에 배치하는 여진 전극(24a)을 이것에 교차하도록 배치하는 형태로 하였다. 접속 전극(22a, 28a)은, +Z"축측 단부에 배치하고, 인출 전극(20a, 26a)에 의해 여진 전극(18a, 24a)과 접속 전극(22a, 28a)을 접속하였다. 표면측에 배치된 여진 전극(18a)에 접속된 인출 전극(20a)은, Z"축을 따라 육후부(14a)까지 설치되고, 단차부에 걸쳐진 상태로 +X'축측 가장자리 변까지 설치된다. 이러한 구성에 의해, 단차부에 걸쳐지는 전극막의 폭이 늘어나게 되어, 단차부에서의 단선이 생기기 어려워진다. +X'축측 가장자리 변까지 설치된 인출 전극(20a)은, 당해 가장자리 변을 따라 접속 전극(22a)까 지 설치된다.
한편, 이면측에 배치된 여진 전극(24a)에 접속된 인출 전극(26a)은, -X'축측 가장자리 변까지 설치된 후, 당해 가장자리 변을 따라 접속 전극(28a)의 이면측까지 설치된다. 접속 전극(28a)의 이면측까지 설치된 인출 전극(26a)은, 수정 소판(12a)의 측면을 통해 표면측에 설치된 접속 전극(28a)에 설치된다.
다음에, 도 24를 참조하여, 제2 전극 패턴에 대해 설명한다. 제2 전극 패턴은, 상술한 제1 전극 패턴에 대해, 수정 소판(12a)의 표리면에 있어서의 전극 패턴의 배치 구조를 역전시킨 형태이다. 따라서, 표면측에 배치되는 인출 전극(20a)은, -X'축측에 위치하는 단차부에 걸쳐져 육후부(14)와 육박의 진동부(16a)의 사이에 설치되게 된다.
상기 구성의 수정 진동편(10a)의 제조 방법에 대해서는, 상술한 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편(10)의 제조 방법과, 그 대부분이 동일하므로, 상기 설명을 원용하는 것으로 한다. 또한, 상이점으로서는, +X'축측에 생기는 잔사를 고려하여, 당해 방향에 위치하는 육후부도 웨트 에칭에 의해 제거하는 점을 들 수 있다.
이러한 구성의 수정 진동편(10a)은, 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편에 비해, 면내 회전각(φ)이 0°에 가까워질수록, 진동부의 점유율 확보에 유리한 구성이 된다. 또, 웨트 에칭만으로 배치 처리에 의해 외형 형상을 형성하는 것이 가능하므로, 인용 문헌 1에 기재된 수정 진동편에 비해, 양산성이 높고, 단부에 깨짐이나 크랙이 발생하지 않는다.
또한, 이러한 구성의 수정 진동편(10a)이어도, 진동부(16)를 형성하기 위한 웨트 에칭을 실시하는 주면을 역전시킨 경우(-Y'축측으로부터 웨트 에칭을 행한 경우), 상기 Z"축에 있어서의 ±, 및 X'축에 있어서의 ±이 역전하게 된다.
다음에, 도 25를 참조하여 본 실시 형태의 응용 형태에 대해 설명한다. 본 응용 형태에 따른 수정 진동편(10a)은, 그 대부분의 구성을 상술한 제2 실시 형태에 따른 수정 진동편과 동일하게 하고 있다. 상이점은, 육박의 진동부(16a)를 L자형으로 둘러싸는 육후부(14a)의 형태에 있다. 제2 실시 형태에서는 자유단측(-Z"축 선단부)까지 있었던 육후부를, 본 응용 형태에서는 진동부(16a)의 도중까지로 하고, 육후부(14a)의 선단측에, 진동부(16a)와 일체로 형성되는 육박부를 설치하고 있다.
수정 진동편(10a)의 기계적 강도에 여유가 있는 경우, 이러한 구성의 수정 진동편이어도 되고, 본 실시 형태의 일부로 간주할 수 있다.
다음에, 도 26을 참조하여 본 발명의 수정 진동편에 따른 제3 실시 형태에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 따른 수정 진동편은, 육박부 형성면을 +Y'축측, 면내 회전각(Y'축을 기점으로 한 Z"축의 회전각)(φ)을 -25°≥φ≥-60°로 한 경우에 특히 유효하다. 또한, 본 실시 형태에 따른 수정 진동편의 구성 자체는, 상술한 제1, 제2 실시 형태에 따른 수정 진동편과 근사하고 있다. 이 때문에, 그 기능을 동일하게 하는 개소에는, 도면에 b를 첨부한 부호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다.
상술한 바와 같이, AT 커트 수정 소판은, 면내 회전각을 변화시킴으로써, 육박부와 육후부의 사이에 생기는 단차부에 나타나는 잔사에 차이가 발생한다. 상기 범위의 회전 각도이면, 잔사는 육박부의 -X'축측과 -Z"축측에 나타나는 비율이 많다. 이 때문에, 본 실시 형태에 따른 수정 진동편(10b)에서는, -X'축측과 -Z"축측에 위치하는 가장자리 변을 구성하는 육후부(종래의 형태에 따른 수정 진동편이면 육후부였던 부분)를 에칭 범위로 하고, 진동부(16b)를 구성하는 육박부의 점유 범위 비율을 넓힌 것이다.
상기와 같은 구성의 본 실시 형태의 수정 소판(10b)에 배치되는 전극 패턴의 형태는, 대략 제2 실시 형태에 따른 수정 진동편(10a)의 전극 패턴의 형태와 동일하다. 상이점으로서는, L자형으로 설치되는 육후부(14)의 배치 위치의 차이에 따른 차이이다. 구체적으로는, 본 실시 형태에 따른 수정 진동편(10b)의 전극 패턴과, 제2 실시 형태에 따른 수정 진동편(10a)의 전극 패턴에서는, Z"축과 평행한 중심선을 기준으로 하여, 선대칭인 배치 형태가 되는 것이다.
이러한 구성의 수정 진동편(10b)도, 그 제조 방법에 대해서는 상술한 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편(10)의 제조 방법과, 그 대부분이 동일하므로, 상기 설명을 원용하는 것으로 한다. 또한, 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편의 제조 방법과의 상이점으로서는, -X'축측에 발생하는 잔사를 고려하여, 당해 방향에 위치하는 육후부도 웨트 에칭에 의해 제거하는 점을 들 수 있다.
이러한 구성의 수정 진동편(10b)은, 면내 회전각(φ)이 -30°에 가까워질수록, 진동부(16b)의 점유율 확보에 유리한 구성이 된다. 또, 웨트 에칭만으로 배치 처리에 의해 외형 형상을 형성하는 것이 가능하므로, 인용 문헌 1에 기재된 수정 진동편에 비해, 양산성이 높고, 단부에 깨짐이나 크랙이 생기지 않는다.
또한, 육박인 진동부(16b)를 형성하기 위한 웨트 에칭을 실시하는 주면이 역전한 경우(-Y'축측이 된 경우), 상기 Z"축에 있어서의 ±, 및 X'축에 있어서의 ±는 역전하게 된다. 또 당연히, 도 27과 같이, 전극 패턴의 배치 구조를 역전시킨 수정 진동편(10b)이어도, 본 실시 형태에 따른 수정 진동편(10b)이라고 할 수 있다.
다음에, 도 28을 참조하여 본 실시 형태의 응용 형태에 대해 설명한다. 본 응용 형태에 따른 수정 진동편(10b)은, 그 대부분의 구성을 상술한 제3 실시 형태에 따른 수정 진동편과 동일하게 하고 있다. 상이점은, 육박의 진동부(16b)를 L자형으로 둘러싸는 육후부(14b)의 형태에 있다. 제3 실시 형태에서는 자유단측(-Z"축 선단부)까지 있었던 육후부을, 본 응용 형태에서는 진동부(16b)의 도중까지로 하고, 육후부(14b)의 선단측에, 진동부(16b)와 일체로 형성되는 육박부를 설치하고 있다.
수정 진동편(10b)의 기계적 강도에 여유가 있는 경우, 이러한 구성의 수정 진동편이어도 되고, 본 실시 형태의 일부로 간주할 수 있다.
다음에, 도 29를 참조하여 본 발명의 수정 진동편에 따른 제4 실시 형태에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 따른 수정 진동편은, 육박부 형성면을 +Y'축측, 면내 회전각(Y'축을 기점으로 한 Z"축의 회전각)(φ)을 -120°≥φ≥+60°로 한 경우에 특히 유효하다. 또한, 본 실시 형태에 따른 수정 진동편의 구성 자체는, 상술한 제1∼제3 실시 형태에 따른 수정 진동편과 근사하고 있다. 이 때문에, 그 기능을 동일하게 하는 개소에는, 도면에 c를 첨부한 부호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다.
제2, 제3 실시 형태에서도 서술한 바와 같이, AT 커트 수정판은, 면내 회전각을 변화시킴으로써, 육박부와 육후부의 사이에 생기는 단차부에 나타나는 잔사에 차이가 발생한다. 상기 범위의 회전 각도이면, 잔사는 육박부의 ±X'축측과 -Z"축측에 그 양을 증감하면서 나타난다. 이 때문에, 본 실시 형태에 따른 수정 진동편(10c)에서는, ±X'축측과 -Z"축측에 위치하는 가장자리 변을 구성하는 육후부(종래의 형태에 따른 수정 진동편이면 육후부였던 부분)를 에칭 범위로 하고, 진동부(16c)를 구성하는 육박부의 점유 범위 비율을 넓힌 것이다.
이러한 구성의 수정 진동편(10c)에서는, 육후부(14c)는 지지부가 되는 +Z"축측 가장자리 변만이 되고, 테두리부가 되는 육후부의 대부분은 배제되게 된다. 이 때문에, 동일 치수의 종래의 역메사형 수정 진동편에 비해, 수정 소판(12c) 전체의 치수에 차지하는 진동부(16c)의 비율이 현격하게 커진다.
상기와 같은 구성의 수정 소판(12c)에 배치하는 전극 패턴의 형태는, 상술한 제1∼제3 실시 형태에 따른 수정 진동편(10∼10b)에 배치한 전극 패턴의 각각을 채용할 수 있다. 따라서 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다.
이러한 구성의 수정 진동편(10c)은, 넓은 범위에서 잔사에 의한 진동부(16c)의 축소를 방지할 수 있고, 지지부의 강도를 확보한 상태로 진동부(16c)의 점유율을 향상시킬 수 있다.
다음에, 도 30을 참조하여 본 실시 형태의 응용 형태에 대해 설명한다. 본 응용 형태에 따른 수정 진동편(10c)은, 그 대부분의 구성을 상술한 제4 실시 형태 에 따른 수정 진동편과 동일하게 하고 있다. 상이점은, 육박의 진동부 일단에 I자형으로 형성되어 있었던 육후부의 형태에 있다. 제4 실시 형태에서는 고정단측(+Z"축 기단부)에만 설치되어 있었던 육후부를, 본 응용 형태에서는 진동부(16c)의 도중까지 연장 설치하여, 육후부(14c)를 コ자형으로 한 것이다.
이러한 구성은, 진동부(16c)가 비교적 큰 경우, 혹은 진동부(16c)의 두께가 대단히 얇은 경우 등에 특히 유효하고, 진동부(16c)의 기계적 강도를 보조하게 된다. 이러한 구성의 수정 진동편(10c)이어도, 본 실시 형태의 일부로 간주할 수 있다.
다음에, 본 발명의 수정 디바이스에 따른 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 우선, 도 31을 참조하여, 수정 디바이스인 수정 진동자에 따른 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 도 31에 있어서, 도 31의 (a)는 수정 진동자의 평면도(리드를 제외한다)이고, 도 31의 (b)는 이 도면 (a)에 있어서의 A-A 단면을 도시한 도면이다.
본 실시 형태에 따른 수정 진동자(50)는, 패키지(52)와, 당해 패키지(52)에 수용하는 수정 진동편을 기본으로 하여 구성된다.
패키지(52)는, 본 실시 형태의 경우, 베이스(바닥판)가 되는 기판(56)과, 당해 기판(56)의 상면에 접합되어 측벽을 구성하는 시일 링(55), 및 상부 개구부를 밀봉하는 리드(54)에 의해 이루어지는 것을 채용한다.
패키지(52)의 바닥판을 구성하는 기판(56)의 한쪽의 주면에는, 수정 진동편(10)을 실장하기 위한 내부 실장 단자(58, 60), 및 그 밖의 배선 패턴이 배치되 어 있고, 기판(56)의 다른 쪽의 주면에는, 수정 진동자(50) 자체를 다른 기판 등에 실장하기 위한, 외부 실장 단자(62, 64)가 배치되어 있다. 또한, 내부 실장 단자(58, 60)와, 외부 실장 단자(62, 64)는, 전기적으로 접속되어 있다.
시일 링(55)은, 선팽창률이 기판(56)과 근사하고 있고, 융점이 낮은 금속이나 합금인 것이 바람직하다. 예를 들면 기판(56)의 구성 부재를 세라믹스로 한 경우, 시일 링(55)을 구성하는 부재는 코바르로 할 수 있다. 또, 리드(54)는, 덮개의 역할을 담당하는 평판(平板)이면 되고, 투광성을 갖는 유리 리드나 도전성을 갖는 금속 리드 등, 그 용도에 따라 여러 가지 선택할 수 있다. 또한 리드(54)를 구성할 때에는, 접합 부재의 선팽창률에 근사한 선팽창률을 갖는 부재에 의해 구성하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성의 패키지(52)에 실장되는 수정 진동편은, 상기 제1부터 제4 실시 형태에 따른 수정 진동편(10∼10c) 중 어느 하나를 채용하면 된다(도 31에서는 일례로서 수정 진동편(10)을 채용). 또한, 본 실시 형태에서는, 수정 소판(12)의 측면을 통해 인출 전극(26)을 설치하고, 한쪽의 주면(표면측)에 2개의 접속 전극(22, 28)을 배치한 수정 진동편(10)을 실장하고 있다.
상기와 같은 구성의 수정 진동편(10)은, 도전성 접착제(66), 혹은 범프 등의 도전성 접합 부재를 통해, 기판(56)에 배치된 내부 실장 단자(58, 60)에 실장된다.
이러한 구성의 수정 진동자(50)의 제조 방법은, 우선, 패키지(52)를 구성하는 기판(56)에 있어서의 내부 실장 단자(58, 60)에 대해, 도전성 접착제(66)를 도포한다. 다음에, 접속 전극(22, 28)을, 도전성 접착제(66)의 상부에 맞추도록 하 여, 수정 진동편(10)을 실장한다. 수정 진동편(10)의 실장이 종료한 후, 주파수 조정 등의 여러 공정을 거쳐, 상부 개구부를 리드(54)에 의해 밀봉한다. 리드(54)에 금속 리드를 채용한 경우에는, 밀봉 수단으로서, 심 용접을 채용할 수 있다.
이러한 구성의 수정 진동자(50)에서는, 상기 수정 진동편(10)에 의존한 효과 외에, 도전성 접착제(66)를 위에 도포할 필요가 없는 효과를 발휘한다. 이 때문에, 도전성의 합금인 시일 링(55)에 의해 캐비티의 측벽을 구성한 경우여도, 수정 진동편(10)의 탑재 위치와 시일 링(55)의 거리를 크게 취할 필요성이 없어져, 패키지(52)의 소형화를 실행할 수 있다. 또, 실장에 이용하는 도전성 접합 부재로서, 도전성 접착제(66)보다 단선의 위험성이 낮은 범프를 이용할 수도 있고, 실장 형태의 폭을 넓힘과 더불어 진동 특성의 안정화를 도모할 수도 있다.
또한, 수정 진동편(10)으로서, 접속 전극(22, 28)을 수정 소판(12)의 표리면 각각에 배치한 것을 채용해도 된다. 이 경우, 수정 진동편(10)의 실장에는, 도전성 접착제(66)를 이용하고, 이것을 위에 도포하도록 하여(도 32 참조), 수정 소판(12)에 있어서의 표리면의 도통을 도모하도록 하면 된다. 이러한 형태여도, 본 실시 형태에 따른 수정 진동자의 일부로 간주할 수 있다.
또, 수정 진동편으로서, 도 8∼도 14에 나타낸 바와 같은, 접속 전극(22, 28)을 Z"축을 따라 배치한 것을 채용하는 경우에는, 도 33에 나타낸 바와 같은 패키지를 채용하면 된다. 도 33에 나타낸 패키지(52a)는, 내부 실장 단자(58, 60)를 패키지(52)의 장변 방향을 따라 배치한 것을 특징으로 한다. 내부 실장 단자(58, 60)를 도 33과 같이 배치함으로써, Z'축을 Y'축 둘레로 -30°±5° 회전시켜 얻어 지는 Z"축을 따라 접속 전극(22, 28)을 배치한 수정 진동편(10)을 실장할 수 있고, 수정에 부하되는 응력에 대한 감도가 가장 둔해지는 방향으로 존재하는 2점에서, 수정 진동편(10)을 고정하는 것이 가능해진다. 따라서, 패키지 등에 부하된 응력이 주파수 특성에 주는 영향이 적다.
상기 실시 형태에서는, 수정 디바이스의 대상으로서 수정 진동자를 들고, 수정 진동편도 이것에 적합한 것의 예를 들었다. 그러나, 본 발명에 따른 수정 디바이스에는, 수정 필터도 포함시킬 수 있다. 예를 들면, 수정 진동편으로서, 도 34에 나타낸 바와 같은 것을 채용한 경우에는, 수정 디바이스로서, 이중 모드 필터를 구성할 수 있다.
채용하는 수정 진동편(10d)은, 수정 소판(12d)의 형태에 대해 상술한 제1∼제4 실시 형태에 따른 수정 진동편(10∼10c)과 동일한 것을 채용할 수 있다(도 34에서는 일례로서 수정 진동편(10)과 동일한 것을 채용). 또, 수정 소판(12d)의 표리면에 배치하는 전극 패턴으로서는, 다음과 같은 것이면 된다. 즉, 한쪽의 주면(예를 들면 진동부(16d)를 형성하기 위해 웨트 에칭을 실시한 측의 주면)에는, 전면에 전극(24d)을 형성한다. 그리고, 다른 쪽의 주면(예를 들면 평탄면으로 되어 있는 측의 주면)에는, 2개의 여진 전극(18d, 19d)과, 2개의 접속 전극(22d, 23d), 및 각각의 여진 전극(18d, 19d)과 접속 전극(22d, 23d)을 전기적으로 접속하는 인출 전극(20d, 21d)을 배치한다.
여기에서, 여진 전극(18d, 19d)은 모두, 육박으로 형성된 진동부(16d)에 배치된다. 2개의 여진 전극(18d, 19d)은 각각, 0차 대칭 진동 모드(S0 모드)와, 0차 반대칭 진동 모드(A0 모드)의 진동을 개별적으로 여기하도록 설정된다. 각각의 진동 모드의 공진 주파수를 fs, fa로 한 경우, 이중 모드 필터의 통과 대역폭은, 2개의 공진 주파수의 차, 즉 fa-fs의 거의 2배가 된다. 또한, 공진 주파수(fs, fa)는, 진동부(16)의 두께, 여진 전극(18d, 19d)의 주파수 저하량, 및 2개의 여진 전극(18d, 19d) 사이의 거리(d)에 의존하여 변화한다. 이러한 구성의 수정 디바이스여도, 본 발명에 따른 수정 디바이스의 하나로 간주할 수 있다.
또한, 도 34에서는, 1개의 수정 소판(12d)에 2개의 여진 전극(18d, 19d)을 갖는 2폴 MCF(Monolithic Crystal Filter)의 예를 나타내었다. 그러나, 여진 전극은 2개에 한정되지 않고, 3개 이상이어도 된다. 예를 들면, 도 34에서 한쪽의 주면 전면에 형성한 전극(24d)을 2개로 분할하여, 한쪽의 전극(24d)에 대향하는 2개의 여진 전극을 설치함으로써 2폴 MCF를 구성하고, 다른 쪽의 전극(24d)에 대향하는 1개의 여진 전극에 의해 수정 진동자를 구성하도록 해도 된다. 또 당연히, 2폴 MCF를 2단으로 구비한, 4폴의 MCF로 해도 되며, 1개의 2폴 MCF와 2개의 수정 진동자를 구성해도 된다. 수정 소판에 있어서의 진동부의 점유 면적을 늘리기 위해 진동부를 크게 함으로써, 전술한 바와 같이 여러 가지의 이용 가능성이 발생하게 된다.
다음에, 본 발명의 수정 디바이스에 포함할 수 있는 수정 발진기에 따른 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 우선, 도 35를 참조하여, 제1 실시 형태에 따른 수정 발진기에 대해 설명한다.
본 실시 형태에 따른 수정 발진기(100)는, 도 31, 도 32에 나타낸 수정 진동 자(50)를 그대로 이용하는 것으로, 수정 진동자(50) 외에, 리드 프레임(112)과 발진 회로를 구비한 IC(110)를 갖는다.
구체적으로는, 리드 프레임(112)의 상면에 IC(110)를, 리드 프레임(112)의 하면에 반전시킨 수정 진동자(50)를 각각 탑재하고, 리드 프레임(112)과 IC(110), IC(110)와 수정 진동자(50)를 각각 금속 와이어(114)로 접속하는 것이다.
또, 상기와 같은 구성의 수정 발진기(100)는, IC(110)의 능동면이나 금속 와이어(114), 및 접속부의 보호를 위해, 외부 실장 단자를 담당하는 리드 프레임(112)의 선단을 제외한 전체를 수지(130)에 의해 몰딩함으로써 구성된다.
다음에, 도 36을 참조하여 제2 실시 형태에 따른 수정 발진기에 대해 설명한다.
본 실시 형태에 따른 수정 발진기(100a)는, 도 36에 나타낸 바와 같이, 1개의 패키지(106) 중에, IC(110)와 수정 진동편(10)을 수용하는 형태를 취하는 것이다. 도 36에 나타낸 실시 형태의 경우, 수정 발진기의 소형화를 위해, 수정 진동편(10)과 IC(110)를 세로방향으로 겹쳐지도록 배치하는 것으로 하고 있다. 구체적으로는, 패키지 베이스(104)의 캐비티를 계단형상으로 형성하고, 가장 아래의 단에 위치하는 바닥판부에 IC(110)를 탑재한다. IC(110)를 탑재한 단의 위쪽 단에, IC(110)와 패키지 베이스(104)를 전기적으로 접속하기 위한 내부 단자(118)를 설치하고, IC(110)의 능동면에 설치된 단자(116)와 패키지 베이스(104)에 설치한 내부 단자(118)를 금속 와이어(114)에 의해 접속한다. 그리고, 상기 내부 단자(118)를 설치한 단의 위쪽 단에, 수정 진동편(10)을 실장하기 위한 내부 실장 단자(120)를 설치하고, 도전성 접착제(124)를 통해 수정 진동편(10)을 실장한다. 수정 진동편(10)을 실장한 후, 패키지 베이스(104)의 상부 개구부를 리드(102)에 의해 밀봉한다.
수정 발진기에 대해, 그 밖의 실시 형태로서, 도 37에 나타낸 바와 같은 것도 들 수 있다. 도 37에 나타낸 실시 형태는, 패키지 베이스(104)로서, 이른바 H형 단면을 갖는 것을 채용한 것이고, 상하에 설치된 캐비티의 한쪽에 수정 진동편(10)을 탑재하여 리드(102)에 의해 밀봉함과 더불어, 다른 쪽에 IC(110)를 탑재하는 구성을 채용한다. 이러한 구성의 수정 발진기(100b)여도, 본 발명의 일부로 간주할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 수정 소판의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편에 채용하는 제2 전극 패턴을 도시한 도면이다.
도 4는 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편에 채용하는 제3 전극 패턴을 도시한 도면이다.
도 5는 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편에 채용하는 제4 전극 패턴을 도시한 도면이다.
도 6은 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편에 채용하는 제5 전극 패턴을 도시한 도면이다.
도 7은 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편에 채용하는 제6 전극 패턴을 도시한 도면이다.
도 8은 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편에 채용하는 제7 전극 패턴을 도시한 도면이다.
도 9는 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편에 채용하는 제8 전극 패턴을 도시한 도면이다.
도 10은 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편에 채용하는 제9 전극 패턴을 도시한 도면이다.
도 11은 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편에 채용하는 제10 전극 패턴을 도 시한 도면이다.
도 12는 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편에 채용하는 제11 전극 패턴을 도시한 도면이다.
도 13은 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편에 채용하는 제12 전극 패턴을 도시한 도면이다.
도 14는 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편에 채용하는 제13 전극 패턴을 도시한 도면이다.
도 15는 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편에 채용할 수 있는 그 밖의 전극 패턴을 도시한 도면이다.
도 16은 수정 진동편의 제조 방법의 제1 실시 형태에 따른 공정을 도시한 도면이다.
도 17은 수정 진동편의 제조 방법의 제1 실시 형태에 있어서의 제1 에칭 종료 시의 개편 형성 영역의 단면 형상을 도시한 도면이다.
도 18은 수정 진동편의 제조 방법의 제1 실시 형태에 있어서의 제2 에칭 종료 시의 개편 형성 영역의 단면 형상을 도시한 도면이다.
도 19는 수정 진동편의 제조 방법의 제2 실시 형태에 따른 공정을 도시한 도면이다.
도 20은 수정 진동편의 제조 방법의 제2 실시 형태에 있어서의 제1 에칭 종료 시의 개편 형성 영역의 단면 형상을 도시한 도면이다.
도 21은 수정 진동편의 제조 방법의 제2 실시 형태에 있어서의 제2 에칭 종 료 시의 개편 형성 영역의 단면 형상을 도시한 도면이다.
도 22는 제1 실시 형태에 따른 수정 진동편의 응용 형태를 도시한 도면이다.
도 23은 제2 실시 형태에 따른 수정 진동편의 구성을 도시한 도면이다.
도 24는 제2 실시 형태에 따른 수정 진동편에 채용하는 제2 전극 패턴을 도시한 도면이다.
도 25는 제2 실시 형태에 따른 수정 진동편의 응용 형태를 도시한 도면이다.
도 26은 제3 실시 형태에 따른 수정 진동편의 구성을 도시한 도면이다.
도 27은 제3 실시 형태에 따른 수정 진동편에 채용할 수 있는 전극 패턴의 예를 도시한 도면이다.
도 28은 제3 실시 형태에 따른 수정 진동편의 응용 형태를 도시한 도면이다.
도 29는 제4 실시 형태에 따른 수정 진동편의 구성을 도시한 도면이다.
도 30은 제4 실시 형태에 따른 수정 진동편의 응용 형태를 도시한 도면이다.
도 31은 발명에 따른 수정 디바이스에 포함되는 수정 진동자의 구성을 도시한 도면이다.
도 32는 발명에 포함되는 수정 진동자의 그 밖의 구성을 도시한 도면이다.
도 33은 접속 전극을 Z"축을 따라 배치한 수정 진동편을 실장하기 위한 수정 진동자의 패키지 구조를 도시한 도면이다.
도 34는 수정 디바이스로서 이중 모드 필터를 구성하는 경우에 채용하는 수정 진동편의 구성을 도시한 도면이다.
도 35는 발명에 따른 수정 디바이스에 포함되는 수정 발진기 중 제1 실시 형 태에 따른 수정 발진기의 구성을 도시한 도면이다.
도 36은 발명에 따른 수정 디바이스에 포함되는 수정 발진기 중 제2 실시 형태에 따른 수정 발진기의 구성을 도시한 도면이다.
도 37은 발명에 포함되는 수정 발진기의 그 밖의 구성을 도시한 도면이다.
[부호의 설명]
10 : 수정 진동편 12 : 수정 소판
14 : 육후부 16 : 진동부
18 : 여진 전극 20 : 인출 전극
22 : 접속 전극 24 : 여진 전극
26 : 인출 전극 28 : 접속 전극
30 : 웨이퍼 32 : 마스크
34 : 진동부 형성 영역 35 : 제1 에칭 영역
36 : 개편 형성 영역 38 : 관통홈 형성 영역
38a : 관통홈 형성 영역 40 : 접음부
42 : 잔사 44 : 마스크
50 : 수정 진동자 100 : 수정 발진기

Claims (12)

  1. 수정 소판(素板)에 대해, 진동부를 구성하는 육박부(肉薄部)와 진동부에 인접한 육후부(肉厚部)를 웨트 에칭에 의해 형성하는 수정 진동편으로서,
    상기 수정 소판은 AT 커트 수정 소판에 있어서의 +Z'축을 Y'축 둘레로 +X축 방향으로 회전시키는 것을 양의 회전각으로 하고, Z'축을 Y'축 둘레로 -120°부터 +60°의 범위에서 회전시켜 얻어지는 Z"축과 이것에 수직으로 교차하는 X'축의 각각에 평행한 가장자리 변을 가지며,
    상기 육박부의 형성은 +Y'축측 주면 또는 -Y'축측 주면의 어느 한쪽으로부터 행하고, +Y'축측 주면으로부터 에칭을 행한 경우에는 적어도 +Z"축측 단부에 육후부를 설치하고, -Y'축측 주면으로부터 에칭을 행한 경우에는 적어도 -Z"축측 단부에 육후부를 설치한 것을 특징으로 하는 수정 진동편.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 육박부에 있어서, 상기 육후부를 설치한 단부 이외의 단부에 육후부 비형성 영역을 설치한 것을 특징으로 하는 수정 진동편.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 Z'축의 회전 각도의 범위를 -60°부터 -25°로 하고,
    +Y'축측 주면으로부터 에칭을 행한 경우에는 +Z"축측 단부 및 +X'축측 단부 에 육후부를 설치함과 더불어, -Z"축측 단부 및 -X'축측 단부에 육후부 비형성 영역을 설치하고, -Y'축측 주면으로부터 에칭을 행한 경우에는 -Z"축측 단부 및 -X'축측 단부에 육후부를 설치함과 더불어, +Z"축측 단부 및 +X'축측 단부에 육후부 비형성 영역을 설치한 것을 특징으로 하는 수정 진동편.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 Z'축의 회전 각도의 범위를 -35°부터 0°로 하고,
    +Y'축측 주면으로부터 에칭을 행한 경우에는 +Z"축측 단부 및 -X'축측 단부에 육후부를 설치함과 더불어, -Z"축측 단부 및 +X'축측 단부에 육후부 비형성 영역을 설치하고, -Y'축측 주면으로부터 에칭을 행한 경우에는 -Z"축측 단부 및 +X'축측 단부에 육후부를 설치함과 더불어, +Z"축측 단부 및 -X'축측 단부에 육후부 비형성 영역을 설치한 것을 특징으로 하는 수정 진동편.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 Z'축의 회전 각도를 -30°±5°로 하고,
    +Y'축측 주면으로부터 에칭을 행한 경우에는 +Z"축측 단부 및 ±X'축측 단부에 육후부를 설치함과 더불어, -Z"축측 단부에 육후부 비형성 영역을 설치하고, -Y'축측 주면으로부터 에칭을 행한 경우에는 -Z"축측 단부 및 ±X'축측 단부에 육후부를 설치함과 더불어 +Z"축측 단부에 육후부 비형성 영역을 설치한 것을 특징으로 하는 수정 진동편.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 Z'축의 회전 각도를 -30°±5°로 하고,
    ±X'축측 가장자리 변의 일부의 외주에 육후부를 설치한 것을 특징으로 하는 수정 진동편.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 Z'축의 회전 각도를 -30°±5°로 하고,
    상기 수정 소판에 배치되는 전극 패턴을 구성하는 접속 전극을, 상기 Z"축에 평행한 직선 상에 배치한 것을 특징으로 하는 수정 진동편.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진동부에 있어서의 한쪽의 주면에, 복수의 여진 전극을 형성한 것을 특징으로 하는 수정 진동편.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 수정 진동편을 패키지 내에 실장한 수정 디바이스.
  10. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 수정 진동편과, 당해 수정 진동편을 여진시키기 위한 발진 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 수정 디바이스.
  11. AT 커트 수정판에 있어서의 +Z'축을 Y'축 둘레로 +X축 방향으로 회전시키는 것을 양의 회전각으로 하고, Z'축을 Y'축 둘레로 -120°부터 +60°의 범위에서 회전시켜 얻어지는 Z"축과 이것에 수직으로 교차하는 X'축의 각각에 평행한 가장자리 변을 갖는 웨이퍼를 이용한 수정 진동편의 제조 방법으로서,
    +Y'축측 주면으로부터 가공을 실시하는 경우에는, 진동부를 구성하는 육박부 형성 영역과, 상기 육박부 형성 영역에 인접한 육후부 형성 영역의 외주부, 및 적어도 상기 육박부 형성 영역의 -Z"축측 단부에 설치하는 육후부 비형성 영역의 외주부를, -Y'축측으로부터 가공을 실시하는 경우에는, 진동부를 구성하는 육박부 형성 영역과, 상기 육박부 형성 영역에 인접한 육후부 형성 영역의 외주부, 및 적어도 상기 육박부 형성 영역의 +Z"축측 단부에 설치하는 육후부 비형성 영역의 외주부를 웨트 에칭하는 제1 에칭 공정과,
    상기 육후부 형성 영역의 외주부와 상기 육후부 비형성 영역의 외주부를 웨트 에칭하여 Y'축 방향으로 관통시키는 제2 에칭 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 수정 진동편의 제조 방법.
  12. AT 커트 수정판에 있어서의 +Z'축을 Y'축 둘레로 +X축 방향으로 회전시키는 것을 양의 회전각으로 하고, Z'축을 Y'축 둘레로 -120°부터 +60°의 범위에서 회전시켜 얻어지는 Z"축과 이것에 수직으로 교차하는 X'축의 각각에 평행한 가장자리 변을 갖는 웨이퍼를 이용한 수정 진동편의 제조 방법으로서,
    +Y'축측으로부터 가공을 실시하는 경우에는, 진동부를 구성하는 육박부 형성 영역과, 적어도 상기 육박부 형성 영역의 -Z"축측 단부에 설치하는 육후부 비형성 영역의 외주부를, -Y'축측으로부터 가공을 실시하는 경우에는, 진동부를 구성하는 육박부 형성 영역과, 적어도 상기 육박부 형성 영역의 +Z"축측 단부에 설치하는 육후부 비형성 영역의 외주부를 웨트 에칭하는 제1 에칭 공정과,
    상기 진동부 형성 영역에 인접한 육후부 형성 영역의 외주부와 상기 육후부 비형성 영역의 외주부를 상기 웨이퍼의 양 주면으로부터 웨트 에칭하여 Y'축 방향으로 관통시키는 제2 에칭 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 수정 진동편의 제조 방법.
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