TWI824438B - 晶體振動子及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

在晶體振動子(100)中，晶體振動片(10)被構成為，具備振動部(11)和、設置在該振動部(11)的外周側的外框部(12)，並且，在振動部(11)與外框部(12)之間，設置有將晶體振動片(10)沿其厚度方向穿透的貫穿部(10a)，在振動部(11)的貫穿部(10a)側的端部，設置有在厚度方向上突出且相對振動部(11)的振動面(11b)傾斜的傾斜面(11c)。

Description

晶體振動子及其製造方法
本發明關於一種具有SC切晶體振動片的晶體振動子及其製造方法。
現有技術中，作為恆溫槽型晶體振動子中使用的晶體振動子，已知一種具備SC切晶體振動片(也簡稱為SC切晶振片)的晶體振動子(以下，也稱為「SC切晶體振動子」)(例如，參照專利文獻1、2)。SC切晶體振動子具有與具備AT切晶體振動片的晶體振動子相同的三次曲線溫度特性，溫度變化的漸變點在94℃左右。
如上所述的SC切晶體振動子除了在主振動(基波)的C模式下振盪之外，還在B模式下振動。在SC切晶體振動片為矩形的情況下，B模式的振盪頻率約為C模式的振盪頻率的1.09倍，另外，B模式的等效電阻(以下簡稱「CI」)與C模式的CI大致相等，或有時會小於C模式的CI。因此，如果不採取特殊措施，SC切晶體振動子可能會在B模式下發生振盪，導致可靠性降低。
[專利文獻1]：日本專利特許第3194442號公報
[專利文獻2]：國際公開第2005/008887號
鑒於上述情況，本發明的目的在於，提供一種能夠在主振動的C模式下切實地振盪的、可靠性高的晶體振動子及其製造方法。
作為解決上述技術問題的技術方案，本發明具有下述結構。即，本發明的晶體振動子是一種具備SC切晶體振動片的晶體振動子，其中：所述晶體振動片具備振動部和設置在該振動部的外周側的外框部，在所述振動部與所述外框部之間，設置有將所述晶體振動片沿其厚度方向穿透的貫穿部，在所述振動部的所述貫穿部側的端部，設置有在厚度方向上突出、並相對所述振動部的振動面傾斜的傾斜面。
基於上述結構，利用傾斜面能夠抑制晶體振動子在B模式下的振盪，因而能使晶體振動子在作為主振動(基波)的C模式下切實地振盪，從而能夠提供可靠性高的晶體振動子。
上述結構中，較佳為，在所述傾斜面的背面側的部分，形成有向所述傾斜面的突出方向傾斜的第二傾斜面。基於該結構，利用傾斜面和第二傾斜面能夠有效地抑制晶體振動子在B模式下的振盪，因而能夠使晶體振動子在作為主振動的C模式下切實地振盪，從而能夠提供可靠性高的晶體振動子。
上述結構中，較佳為，所述傾斜面在與SC切晶體振動片的晶軸(例如Z軸)平行的第一方向的寬度為所述振動部在第一方向的寬度的10%以上。基於該結構，利用具有規定寬度的傾斜面能夠抑制晶體振動子在B模式下的振動，因而能使晶體振動子在作為主振動的C模式下切實地振盪，從而能夠提供可靠性高的晶體振動子。
上述結構中，較佳為，所述傾斜面設置在所述振動部的SC切晶體振動片的Z軸方向的端部，並沿SC切晶體振動片的X軸方向延伸。基於該結構，利用在SC切晶體振動片的Z軸方向上具有規定寬度的傾斜面，能夠抑制晶體振動 子在B模式下的振盪，因而能使晶體振動子在作為主振動的C模式下切實地振盪，從而能夠提供可靠性高的晶體振動子。
另外，本發明提供一種晶體振動子的製造方法，該晶體振動子具備SC切晶體振動片，其中：在對所述晶體振動片的單面實施頻率調整蝕刻之後，實施在振動部的端部形成貫穿部的外形蝕刻，以在所述振動部的所述貫穿部側的端部形成在厚度方向上突出並相對所述振動部的振動面傾斜的傾斜面。
基於上述結構，通過對晶體振動片的單面實施頻率調整蝕刻，因水晶的各向異性會出現相對振動部的振動面傾斜的傾斜面。由於晶體振動子的尺寸越小，則貫穿部的寬度越小，從而為形成貫穿部而進行的外形蝕刻的蝕刻量就越小。在外形蝕刻之後，通過頻率調整蝕刻而形成的傾斜面殘留在振動部的端部。利用該傾斜面能夠抑制晶體振動子在B模式下的振盪，因而能夠使晶體振動子在作為主振動的C模式下切實地振盪，從而能夠提供可靠性高的晶體振動子。
上述結構中，較佳為，所述傾斜面在與SC切晶體振動片的晶軸(例如Z軸)平行的第一方向的寬度為所述振動部在第一方向的寬度的10%以上。基於該結構，利用外形蝕刻後在振動部的端部形成的傾斜面，能夠抑制晶體振動子在B模式下的振動，因而能夠使晶體振動子在作為主振動的C模式下切實地振盪，從而能夠提供可靠性高的晶體振動子。
上述結構中，較佳為，所述傾斜面設置在所述振動部的SC切晶體振動片的Z軸方向的端部，並沿SC切晶體振動片的X軸方向延伸。基於該結構，利用外形蝕刻後在振動部的Z軸方向的端部形成的傾斜面，能夠抑制晶體振動子在B模式下的振盪，因而能夠使晶體振動子在作為主振動的C模式下切實地振盪，從而能夠提供可靠性高的晶體振動子。
基於本發明，利用傾斜面能夠抑制晶體振動子在B模式下的振盪，因而能夠使晶體振動子在作為主振動的C模式下切實地振盪，從而能夠提供可靠性高的晶體振動子。
10:晶體振動片(SC切晶體振動片)
10a:貫穿部
11:振動部
11a:突起部
11b:振動面
11c:傾斜面
12:外框部
100:晶體振動子(SC切晶體振動子)
在以下附圖以及說明中闡述了本說明書中所描述之主題之一或多個實施例的細節。從說明、附圖和申請專利範圍，本說明書之主題的其他特徵、態樣與優點將顯得明瞭，其中：圖1是示意性地表示本實施方式的晶體振動子的各構成部分的概要結構圖。
圖2是晶體振動子的第一密封構件的第一主面側的概要俯視圖。
圖3是晶體振動子的第一密封構件的第二主面側的概要俯視圖。
圖4是晶體振動子的晶體振動片的第一主面側的概要俯視圖。
圖5是晶體振動子的晶體振動片的第二主面側的概要俯視圖。
圖6是晶體振動子的第二密封構件的第一主面側的概要俯視圖。
圖7是晶體振動子的第二密封構件的第二主面側的概要俯視圖。
圖8是沿圖4的A1-A1線截面的截面圖。
圖9是表示本實施方式的晶體振動子的製造方法的概要的圖。
如本文中所使用的，諸如「第一」、「第二」、「第三」、「第四」及「第五」等用語描述了各種元件、組件、區域、層及/或部分，這些元件、組件、區域、層及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅可用於將一個元素、組件、區域、層或部分與另一個做區分。除非上下文明確指出，否則本文中 使用的諸如「第一」、「第二」、「第三」、「第四」及「第五」的用語並不暗示順序或次序。
以下，參照附圖，對本發明的實施方式進行詳細說明。
首先，對本實施方式的晶體振動子100的基本結構進行說明。如圖1所示，晶體振動子100被構成為，具備晶體振動片10、第一密封構件20、及第二密封構件30。該晶體振動子100中，晶體振動片10與第一密封構件20相接合；晶體振動片10與第二密封構件30相接合，從而構成近似長方體的三明治結構的封裝體。即，晶體振動子100中，通過在晶體振動片10的兩個主面分別接合第一密封構件20、第二密封構件30而形成封裝體的內部空間(空室)，振動部11(參照圖4、圖5)被氣密密封在該內部空間中。
本實施方式的晶體振動子100例如具有1.0×0.8mm的封裝體尺寸，實現了小型化和低矮化。晶體振動子100通過焊料與設置在外部的外部電路基板(省略圖示)電連接。
下面，參照圖1~圖7，對上述晶體振動子100中的晶體振動片10、第一密封構件20、及第二密封構件30的各構件進行說明。另外，在此是對尚未接合的、分別為單體結構的各構件進行說明。圖2~圖7僅示出晶體振動片10、第一密封構件20、及第二密封構件30各自的一個結構例而已，它們並非用於對本發明進行限定。
如圖4、圖5所示，晶體振動片10是由水晶構成的壓電基板，其兩個主面(第一主面101、第二主面102)被加工(鏡面加工)成平坦平滑面。本實施方式中，作為晶體振動片10，採用SC切晶體片。圖4、圖5所示的晶體振動片10中，晶體振動片10的兩個主面(101、102)在XZ平面上。該XZ平面中，與晶體振動片10的短邊方向平行的方向為X軸方向，與晶體振動片10的長邊方向平行的方向為 Z軸方向。SC切是指，作為水晶的三個晶軸的電軸(X軸)、機械軸(Y軸)、及光學軸(Z軸)中，例如使與Y軸正交的面繞X軸旋轉約33°，在進一步從該旋轉後的位置繞Z軸旋轉了約22°後的面進行切割的加工手法。另外，為便於理解，圖4、圖5所示的X軸方向、Z軸方向為將SC切晶體片切割出時的切割方向(上述兩次旋轉後的各晶軸的方向)(Y軸方向也一樣)。另外，上述切割角度只是一個例子，也可以是一般的SC切割的切割角度範圍內的其它角度。例如也可以是，與Y軸正交的面繞X軸旋轉的角度為33°~35°左右，進一步從該旋轉後的位置繞Z軸旋轉的角度為22°~24°左右。
在晶體振動片10的兩個主面(101、102)上，形成有一對激勵電極(第一激勵電極111、第二激勵電極112)。晶體振動片10具有被構成為大致矩形的振動部11、將該振動部11的外周包圍的外框部12、及通過將振動部11與外框部12連結而保持著振動部11的保持部13。即，晶體振動片10採用將振動部11、外框部12、及保持部13設置為一體的結構。保持部13只從位於振動部11的+X方向及-Z方向的一個角部朝著-Z方向延伸(突出)到外框部12。在振動部11與外框部12之間，形成有貫穿部(狹縫)10a。本實施方式中，晶體振動片10上只設置有一個將振動部11和外框部12連結的保持部13，貫穿部10a被連續地構成為包圍著振動部11的外周。
第一激勵電極111設置在振動部11的第一主面101側，第二激勵電極112設置在振動部11的第二主面102側。在第一激勵電極111、第二激勵電極112上連接著用於將這些激勵電極連接到外部電極端子上的引出佈線(第一引出佈線113、第二引出佈線114)。第一引出佈線113從第一激勵電極111被引出，並經由保持部13而與形成在外框部12上的連接用接合圖案14相連。第二引出佈線114從第二激勵電極112被引出，並經由保持部13而與外框部12上形成的連接用接合圖案15相連。
在晶體振動片10的兩個主面(第一主面101、第二主面102)上，分別設置有用於使晶體振動片10與第一密封構件20和第二密封構件30接合的振動片側密封部。作為第一主面101的振動片側密封部，形成有振動片側第一接合圖案121；作為第二主面102的振動片側密封部，形成有振動片側第二接合圖案122。振動片側第一接合圖案121及振動片側第二接合圖案122被設置在外框部12上，並被構成為俯視為環形。
另外，如圖4、圖5所示，在晶體振動片10上形成有將第一主面101與第二主面102之間穿透的五個貫穿孔。具體而言，四個第一貫穿孔161分別設置在外框部12的四個角落(拐角部)的區域中。第二貫穿孔162設置在外框部12上的振動部11的Z軸方向的一側(圖4、圖5中是-Z方向側)。在第一貫穿孔161的周圍，分別形成有連接用接合圖案123。另外，在第二貫穿孔162的周圍，在第一主面101側形成有連接用接合圖案124，在第二主面102側形成有連接用接合圖案15。
第一貫穿孔161及第二貫穿孔162中，沿著貫穿孔各自的內壁面形成有用於將第一主面101上形成的電極與第二主面102上形成的電極導通的貫穿電極。另外，第一貫穿孔161及第二貫穿孔162各自的中間部分成為將第一主面101與第二主面102之間穿透的中空狀態的貫穿部分。振動片側第一接合圖案121的外周緣靠近晶體振動片10(外框部12)的第一主面101的外周緣設置。振動片側第二接合圖案122的外周緣靠近晶體振動片10(外框部12)的第二主面102的外周緣設置。另外，本實施方式中，以形成有五個貫穿第一主面101和第二主面102之間的貫穿孔為例進行了說明，但也可以不形成貫穿孔，而將第一密封構件20的側面的一部分切除，並在被切過的區域的內壁面上形成貼附有電極的城堡型端子(castellation)(第二密封構件30也一樣)。
如圖2、圖3所示，第一密封構件20是由一枚晶體片構成的長方體基板，該第一密封構件20的第二主面202(與晶體振動片10接合的面)被構成(鏡面 加工)為平坦平滑面。另外，第一密封構件20不具有振動部，但通過與晶體振動片10一樣使用SC切晶體片，而使晶體振動片10的熱膨脹率與第一密封構件20的熱膨脹率相同，能夠抑制晶體振動子100的熱變形。另外，第一密封構件20的X軸、Y軸、及Z軸的朝向也與晶體振動片10的相同。第一密封構件20也可以使用切割角度是SC切或AT切以外的晶體片或玻璃(第二密封構件30也一樣)。
如圖2所示，在第一密封構件20的第一主面201(不與晶體振動片10相向的外側的主面)上，形成有佈線用的第一端子22、第二端子23、及遮罩用(接地用)的金屬膜28。佈線用的第一端子22、第二端子23被設置為用於使晶體振動片10的第一激勵電極111、第二激勵電極112與第二密封構件30的外部電極端子32電連接的佈線。第一端子22、第二端子23被設置在Z軸方向的兩個端部，第一端子22被設置在+Z方向側，第二端子23被設置在-Z方向側。第一端子22、第二端子23被構成為在X軸方向上延伸。第一端子22及第二端子23被構成為近似矩形。金屬膜28設置在第一端子22與第二端子23之間，並被配置為與第一端子22、第二端子23隔開規定的間隔。金屬膜28被設置在，第一密封構件20的第一主面201上的未形成有第一端子22和第二端子23的區域的幾乎整個區域。金屬膜28從第一密封元件20的第一主面201的+X方向的端部延伸到-X方向的端部。
如圖2、圖3所示，在第一密封構件20上形成有將第一主面201與第二主面202之間穿透的六個貫穿孔。具體而言，四個第三貫穿孔211被設置在第一密封構件20的四個角落(拐角部)的區域中。第四貫穿孔212、第五貫穿孔213分別被設置在圖2、圖3的+Z方向及-Z方向。
在第三貫穿孔211、第四貫穿孔212、及第五貫穿孔213中，沿著各貫穿孔的內壁面形成有用於將第一主面201上形成的電極與第二主面202上形成的電極導通的貫穿電極。另外，第三貫穿孔211、第四貫穿孔212、及第五貫穿孔213各自的中間部分成為將第一主面201與第二主面202之間貫穿的中空狀態的 貫穿部分。並且，位於第一密封構件20的第一主面201的對角上的兩個第三貫穿孔211(位於圖2、圖3的+X方向及+Z'方向的角部的第三貫穿孔211、及位於-X方向及-Z'方向的角部的第三貫穿孔211)的貫穿電極彼此通過金屬膜28而電連接。另外，位於-X方向及+Z方向的角部的第三貫穿孔211的貫穿電極與第四貫穿孔212的貫穿電極通過第一端子22而電連接。位於+X方向及-Z方向的角部的第三貫穿孔211的貫穿電極與第五貫穿孔213的貫穿電極通過第二端子23而電連接。
在第一密封構件20的第二主面202上，形成有用於與晶體振動片10接合的、作為密封構件側第一密封部的密封構件側第一接合圖案24。密封構件側第一接合圖案24被構成為俯視為環形。另外，第一密封構件20的第二主面202中，在第三貫穿孔211的周圍分別形成有連接用接合圖案25。在第四貫穿孔212的周圍形成有連接用接合圖案261，在第五貫穿孔213的周圍形成有連接用接合圖案262。進一步，在相對於連接用接合圖案261為第一密封構件20的長軸方向的相反側(-Z方向側)，形成有連接用接合圖案263，連接用接合圖案261與連接用接合圖案263通過佈線圖案27相連接。密封構件側第一接合圖案24的外周緣靠近第一密封構件20的第二主面202的外周緣設置。
如圖6、圖7所示，第二密封構件30是由一枚晶體片構成的長方體基板，該第二密封構件30的第一主面301(與晶體振動片10接合的面)被構成(鏡面加工)為平坦平滑面。另外，第二密封構件30也與晶體振動片10一樣使用SC切晶體片，且較佳為，X軸、Y軸、及Z軸的朝向也與晶體振動片10的相同。
在該第二密封構件30的第一主面301上，形成有作為與晶體振動片10接合用的密封構件側第二密封部的密封構件側第二接合圖案31。密封構件側第二接合圖案31被構成為俯視為環形。密封構件側第二接合圖案31的外周緣靠近第二密封構件30的第一主面301的外周緣設置。
在第二密封構件30的第二主面302(不與晶體振動片10相向的外側的主面)上，設置有用於與在晶體振動子100的外部設置的外部電路基板電連接的四個外部電極端子32。外部電極端子32分別位於第二密封構件30的第二主面302的四個角落(拐角部)上。俯視時，外部電極端子32分別沿晶體振動子100的封裝體的內部空間設置，並被構成為大致呈L字形。外部電極端子32設置在俯視時與上述晶體振動片10的外框部12重疊的位置。
如圖6、圖7所示，在第二密封構件30上形成有將第一主面301與第二主面302之間貫穿的四個貫穿孔。具體而言，四個第六貫穿孔33被設置在第二密封構件30的四個角落(拐角部)的區域。在第六貫穿孔33中，沿著第六貫穿孔33各自的內壁面形成有用於將第一主面301上形成的電極與第二主面302上形成的電極導通的貫穿電極。如此，通過在第六貫穿孔33的內壁面上形成的貫穿電極，在第一主面301上形成的電極與在第二主面302上形成的外部電極端子32相導通。另外，第六貫穿孔33各自的中間部分成為將第一主面301與第二主面302之間貫穿的中空狀態的貫穿部分。另外，第二密封構件30的第一主面301中，在第六貫穿孔33的周圍分別形成有連接用接合圖案34。
包含具有上述結構的晶體振動片10、第一密封構件20、及第二密封構件30的晶體振動子100中，晶體振動片10與第一密封構件20在振動片側第一接合圖案121和密封構件側第一接合圖案24相重疊的狀態下擴散接合；晶體振動片10與第二密封構件30在振動片側第二接合圖案122和密封構件側第二接合圖案31相重疊的狀態下擴散接合，從而製成圖1所示的三明治結構的封裝體。由此，封裝體的內部空間，即，振動部11的容納空間被氣密密封。
此時，上述連接用接合圖案彼此也在相重疊的狀態下擴散接合。這樣，通過連接用接合圖案彼此的接合，晶體振動子100中，第一激勵電極111、第二激勵電極112、外部電極端子32能實現電導通。具體而言，第一激勵電極111 依次經由第一引出佈線113、佈線圖案27、第四貫穿孔212、第一端子22、第三貫穿孔211、第一貫穿孔161、及第六貫穿孔33與外部電極端子32連接。第二激勵電極112依次經由第二引出佈線114、第二貫穿孔162、第五貫穿孔213、第二端子23、第三貫穿孔211、第一貫穿孔161、及第六貫穿孔33與外部電極端子32連接。另外，金屬膜28依次經由第三貫穿孔211、第一貫穿孔161、及第六貫穿孔33而接地(利用外部電極端子32的一部分接地)。
晶體振動子100中，較佳為，各種接合圖案是由多個層在晶體片上層疊而構成的，從其最下層側起通過蒸著或濺鍍形成有Ti(鈦)層和Au(金)層。另外，較佳為，在晶體振動子100上形成的其它佈線、電極也具有與接合圖案相同的結構，這樣便能同時對接合圖案、佈線、及電極進行圖案形成。
具有上述結構的晶體振動子100中，將晶體振動片10的振動部11氣密密封的密封部(密封路徑115和密封路徑116)被構成為俯視為環形。密封路徑115是通過上述振動片側第一接合圖案121與密封構件側第一接合圖案24的擴散接合(Au-Au接合)而形成的，密封路徑115的外緣形狀和內緣形狀被構成為近似八角形。同樣，密封路徑116是通過上述振動片側第二接合圖案122與密封構件側第二接合圖案31的擴散接合(Au-Au接合)而形成的，密封路徑116的外緣形狀和內緣形狀被構成為近似八角形。
如此，通過擴散接合而形成了密封路徑115和密封路徑116的晶體振動子100中，第一密封構件20與晶體振動片10之間有1.00μm以下的間隙，第二密封構件30與晶體振動片10之間有1.00μm以下的間隙。換言之，第一密封構件20與晶體振動片10之間的密封路徑115的厚度在1.00μm以下，第二密封構件30與晶體振動片10之間的密封路徑116的厚度在1.00μm以下(具體而言，本實施方式的Au-Au接合的情況下為0.15μm~1.00μm)。另外，作為比較例，使用Sn(錫)的現有技術的金屬膏密封材料的情況下為5μm~20μm。
本實施方式中，在具有上述結構的晶體振動子100中，晶體振動片10的被構成為，在振動部11與外框部12之間設置有將晶體振動片10沿其厚度方向穿透的貫穿部10a。在振動部11的貫穿部10a側的端部，形成有在厚度方向上突出的突起部(突出部)11a。該突起部11a上設置有相對振動部11的振動面11b傾斜的傾斜面11c。以下參照圖4、圖5和圖8對該結構進行說明。
突起部11a設置在振動部11的-Z軸方向側的端部，相對振動部11的振動面11b在厚度方向上突出。圖8的例中，突起部11a突出到振動部11的振動面11b的上方(例如+Y方向側)。突起部11a沿X軸方向延伸，從振動部11的+X軸方向側的端部延伸到-X軸方向側的端部。
突起部11a的表面(圖8中的上表面)為相對振動部11的振動面11b(XZ平面)以規定角度傾斜的傾斜面11c。另外，傾斜面11c也包括具有曲率的斜面、梯形斜面、和具有微小彎曲部分的斜面。另外，在突起部11a的背面側(圖8中的下表面側)，形成有在厚度方向上下陷的下陷部，成為向與傾斜面11c相同的方向傾斜的第二傾斜面11d。在此，第二傾斜面11d的傾斜角度與傾斜面11c的傾斜角度不同，但也可以相同。另外，圖8的例中，在振動部11的+Z軸方向側(圖8的左側)的端部，也設置有相對振動部11的振動面11b傾斜的傾斜面，但未設置在厚度方向上突出的突起部。
相對於振動部11的振動面11b的部分，突起部11a向貫穿部10a側突出的距離為L2。換言之，突起部11a在晶體振動片10的晶軸的第一方向(此時為Z軸方向)的寬度為L2。突起部11a在Z軸方向的寬度L2是振動部11在Z軸方向的寬度L1的10~30%。例如，在晶體振動片10為1.0×0.8mm的情況下，該寬度L2為60~70μm，振動部11在Z軸方向的寬度L1例如為550μm~570μm。另外，在晶體振動片10為1.0×0.8mm的情況下，貫穿部10a在Z軸方向的寬度例如為50~60μm。
以下，參照圖9對具有上述傾斜面11c的晶體振動子100的製造方法進行說明。圖9表示晶體振動子100的製造工序的一部分，示出對晶圓狀態的晶體振動片10實施的工序。
如圖9所示，在晶體振動子100的製造工序中，對晶體振動子10的晶圓實施頻率調整蝕刻工序、外形蝕刻工序、和電極形成工序。頻率調整蝕刻工序是通過對晶體振動片10的晶圓進行濕式蝕刻而調整晶體振動片10的厚度以調整振盪頻率的工序。頻率調整蝕刻僅對晶體振動片10的晶圓的單面實施。但是，頻率調整蝕刻也可以對晶體振動片10的晶圓的兩個面實施。
通過頻率調整蝕刻，晶體振動片10的晶圓上出現成為上述突起部11a的部分。另外，本實施方式中，在頻率調整蝕刻工序的預備工序中，預先在要實施頻率調整蝕刻工序的一側的面的相反側的面上形成槽b1。通過在頻率調整蝕刻工序之前預先形成這樣的槽b1，在頻率調整蝕刻工序中，能夠使在Z軸方向的寬度很小的貫穿部10a切實地穿透。
外形蝕刻工序是通過對晶體振動片10的晶圓進行濕式蝕刻而在晶體振動片10上形成振動部11的外形的工序。外形蝕刻僅對晶體振動片10的晶圓的單面(實施了頻率調整蝕刻的面)實施。通過外形蝕刻，在晶體振動片10的晶圓上形成上述貫穿部10a，振動部11與外框部12被貫穿部10a隔開。此時，通過頻率調整蝕刻而形成的成為突起部11a的部分被殘留在振動部11的貫穿部10a側的端部。
電極形成工序是通過對形成有振動部11、外框部12、貫穿部10a等的晶體振動片10的晶圓實施濺鍍和光刻而在振動部11上形成上述第一激勵電極111、第二激勵電極112等的工序。
基於本實施方式，利用突起部11a的傾斜面11c能夠抑制晶體振動子100在B模式下的振盪，因而能夠使晶體振動子100在作為主振動(基波)的C模 式下切實地振盪，從而能夠提供可靠性高的晶體振動子100。在此，SC切晶體振動子100在作為主振動的C模式下的振盪主要在振動部11的平坦部分(振動面11b的部分)進行，突起部11a的存在減小了對C模式下的振盪的影響。相反，突起部11a的存在對作為副振動的B模式下的振盪影響較大，晶體振動子100的晶片尺寸越小，突起部11a的影響越大。利用突起部11a的傾斜面11c，B模式下的振盪的CI變大(變差)，從而B模式下的振盪被抑制。其結果，能夠在不易受到突起部11a影響的C模式下切實地振盪。
另外，由於在突起部11a的傾斜面11c的背面側的部分形成有向傾斜面11c的突出方向傾斜的第二傾斜面11d，因此，利用突起部11a的傾斜面11c和第二傾斜面11c，能夠有效地抑制晶體振動子100在B模式下的振盪，從而能夠使晶體振動子100在作為主振動的C模式下切實地振盪，從而能夠提供可靠性高的晶體振動子100。
本實施方式中，突起部11a在水晶振動片10的Z軸方向的寬度L2為振動部11在Z軸方向的寬度L1的10~30%，因此，利用具有規定寬度L2的突起部11a的傾斜面11c，能夠抑制晶體振動子100在B模式下的振盪，使晶體振動子100能夠在作為主振動的C模式下切實地振盪，從而能夠提供可靠性高的晶體振動子100。另外，當突起部11a在晶體振動片10的Z軸方向的寬度L2小於振動部11在Z軸方向的寬度L1的10%時，相對於晶體振動子100的晶片尺寸，突起部11a的影響變小，從而不能獲得充分抑制B模式下的振盪的效果。相反，在突起部11a在晶體振動片10的Z軸方向的寬度L2大於振動部11在Z軸方向的寬度L1的30%的情況下，振動部11的平坦部分(振動面11b的部分)相應地變小，因此對作為主振動的C模式下的振盪產生的不良影響增大。
另外，由於突起部11a設置在振動部11的-Z軸方向側的端部，並沿著X軸方向延伸，因此，利用在Z軸方向具有規定寬度L2的突起部11a的傾斜面 11c，能夠抑制晶體振動子100在B模式下的振盪，因而能夠使晶體振動子100在作為主振動的C模式下切實地振盪，從而能夠提供可靠性高的晶體振動子100。
另外，基於具有上述突起部11a的晶體振動子100的製造方法，通過對晶體振動片10的單面實施頻率調整蝕刻，因晶體的各向異性，會出現相對振動部11的振動面11b傾斜的傾斜面11c。晶體振動子100的尺寸越小，則貫穿部10a的寬度越小，進而用於形成貫穿部10a的外形蝕刻的蝕刻量就越小。因此，在外形蝕刻之後，通過頻率調整蝕刻而形成的傾斜面11c作為突起部11a會殘留在振動部11的端部。另外，本發明的實施方式中，突起部11a在Y軸方向的高度(最大厚度)小於外框部12的高度(厚度)。利用該突起部11a能夠抑制晶體振動子100在B模式下的振盪，因而能夠使晶體振動子100在作為主振動的C模式下切實地振盪，從而能夠提供可靠性高的晶體振動子100。
本次公開的實施方式是對各方面的示例，不構成限定性解釋的依據。因而，本發明的技術範圍不是只根據上述實施方式來解釋，而是要基於請求項的記載來界定。並且，本發明包括與請求項均等含義及範圍內的所有變更。
上述實施方式中，晶體振動片10被構成為，僅設置有一個用於將振動部11與外框部12連結的保持部13，貫穿部10a被連續構成為包圍著振動部11的外周，但只要是在振動部11和外框部12之間設置有貫穿部10a的結構即可，可以對晶體振動片10的結構進行各種變更。例如，晶體振動片10可被構成為，設置有兩個以上用於將振動部11與外框部12連結的保持部13。
上述突起部11a的形狀僅為一例，只要設置有相對振動部11的振動面11b傾斜的傾斜面11c即可，對突起部11a的形狀可以進行各種變更。
上述實施方式中，第二密封元件30的第二主面302的外部電極端子32的數量為4個，但不局限於此，外部電極端子32的數量例如可以是2個、6個、 或8個等。另外，上述實施方式中，對於將本發明應用於晶體振動子100的情況進行了說明，但不局限於此，本發明例如也適用於晶體振盪器等。
另外，上述實施方式中，晶體振動子100中的電極的導通主要是通過貫穿孔而實現的，但也可以通過在晶體振動子100的封裝體的內側壁的壁面、外側壁的壁面、或側壁上設置城堡型端子來實現電極的導通。
上述實施方式中，第一密封構件20和第二密封構件30由晶體片構成，但不局限於此，第一密封構件20和第二密封構件30例如也可以由玻璃或樹脂構成。
本申請基於2021年3月17日在日本提出申請的特願2021-043931號要求優先權。不言而喻，其所有內容被導入於本申請。
使用於此且未另外定義，「實質上」及「大約」等用語係用於描述及敘述小變化。當結合於一事件或情況，該用語可包含事件或情況發生精確的當下、以及事件或情況發生至一接近的近似點。例如，當結合於一數值，該用語可包含一變化範圍小於或等於該數值之±10%，如小於或等於±5%、小於或等於±4%、小於或等於±3%、小於或等於±2%、小於或等於±1%、小於或等於±0.5%、小於或等於±0.1%、或小於或等於±0.05%。
以上概述了數個實施例的部件、使得在本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以更理解本發明實施例的概念。在本發明所屬技術領域中具有通常知識者應該理解、可以使用本發明實施例作為基礎、來設計或修改其他製程和結構、以實現與在此所介紹的實施例相同的目的及/或達到相同的好處。在本發明所屬技術領域中具有通常知識者也應該理解、這些等效的結構並不背離本發明的精神和範圍、並且在不背離本發明的精神和範圍的情況下、在此可以做出 各種改變、取代和其他選擇。因此、本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定為準。
11:振動部
11a:突起部
11b:振動面
11c:傾斜面
11d:第二傾斜面
L1、L2:寬度

Claims (8)

  1. 一種晶體振動子，具備SC切晶體振動片，其中：所述晶體振動片具備振動部和設置在該振動部的外周側的外框部，在所述振動部與所述外框部之間，設置有將所述晶體振動片沿其厚度方向穿透的貫穿部，在所述振動部的所述貫穿部側的端部，設置有在厚度方向上突出、並相對所述振動部的振動面傾斜的傾斜面，在所述傾斜面的背面側的部分，形成有向所述傾斜面的突出方向傾斜的第二傾斜面。
  2. 如請求項1所述的晶體振動子，其中：所述傾斜面設置在所述振動部的SC切晶體振動片的Z軸方向的端部，並沿SC切晶體振動片的X軸方向延伸。
  3. 一種晶體振動子，具備SC切晶體振動片，其中：所述晶體振動片具備振動部和設置在該振動部的外周側的外框部，在所述振動部與所述外框部之間，設置有將所述晶體振動片沿其厚度方向穿透的貫穿部，在所述振動部的所述貫穿部側的端部，設置有在厚度方向上突出、並相對所述振動部的振動面傾斜的傾斜面，所述傾斜面設置在所述振動部的SC切晶體振動片的Z軸方向的端部，並沿SC切晶體振動片的X軸方向延伸。
  4. 如請求項1至3任一項所述的晶體振動子，其中：所述傾斜面在與SC切晶體振動片的晶軸平行的第一方向的寬度為所述振 動部在第一方向的寬度的10%以上。
  5. 一種晶體振動子的製造方法，該晶體振動子具備SC切晶體振動片，其中：在對晶體振動片的單面實施頻率調整蝕刻之後，實施在振動部的端部形成貫穿部的外形蝕刻，以在所述振動部的所述貫穿部側的端部形成在厚度方向上突出並相對所述振動部的振動面傾斜的傾斜面，在所述傾斜面的背面側的部分，形成有向所述傾斜面的突出方向傾斜的第二傾斜面。
  6. 如請求項5所述的晶體振動子的製造方法，其中：所述傾斜面設置在所述振動部的SC切晶體振動片的Z軸方向的端部，並沿SC切晶體振動片的X軸方向延伸。
  7. 一種晶體振動子的製造方法，該晶體振動子具備SC切晶體振動片，其中：在對晶體振動片的單面實施頻率調整蝕刻之後，實施在振動部的端部形成貫穿部的外形蝕刻，以在所述振動部的所述貫穿部側的端部形成在厚度方向上突出並相對所述振動部的振動面傾斜的傾斜面，所述傾斜面設置在所述振動部的SC切晶體振動片的Z軸方向的端部，並沿SC切晶體振動片的X軸方向延伸。
  8. 如請求項5至7任一項所述的晶體振動子的製造方法，其中：所述傾斜面在與SC切晶體振動片的晶軸平行的第一方向的寬度為所述振動部在第一方向的寬度的10%以上。
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