JP5929244B2 - 厚みすべり振動型水晶片、電極付きの厚みすべり振動型水晶片、水晶振動板、水晶振動子および水晶発振器 - Google Patents

Description

本発明は、厚みすべり振動型水晶片に関わり、より詳細には、水晶基板にエッチングで矩形状に形成された水晶片部を有し、その水晶片部の圧電作用による振動モードが厚みすべり振動モードである厚みすべり振動型水晶片に関するものである。

本発明はまた、厚みすべり振動型水晶片の関連技術として、その水晶片を用いた電極付きの厚みすべり振動型水晶片、水晶振動板、水晶振動子および水晶発振器に関するものである。

本発明では、特に、エッチングの過剰浸食の防止と水晶基板からの水晶片部の分離容易性確保との両立を図り、もって分離で得られる矩形の水晶振動板の形状精度を良好化して振動特性を向上させるための技術に関するものである。

厚みすべり振動モードとは、水晶振動板の厚み方向での表裏両面が互いに逆方向にすべるように振動するモードのことであり、高周波振動子に利用される。このモードの水晶振動板では、その振動周波数は水晶振動板の厚みに逆比例する。厚みすべり振動モードはＡＴカット水晶振動板で代表されるが、ＳＣカット水晶振動板も該当する。

厚みすべり振動モードの水晶振動板の代表例であるＡＴカット水晶振動板を説明する。水晶にはＸ軸（電気軸）、Ｙ軸（機械軸）、Ｚ軸（光学軸）の結晶軸がある。主面がＹ軸と直交するようにカットするのがＹカットである。そのＹカットのカット面を基準にしてＸ軸まわりに一定角度回転したカット面でカットするのがＡＴカットである。その一定角度の回転の回転方向はＹ軸をＺ軸に近づける方向であり、回転角度θは一般に３５°１５′とされている。なお、これは右水晶の場合であって、左水晶の場合はＺ軸をＹ軸に近づける方向に回転させる。ＡＴカットの様子を図１５を用いて説明する。

図１５（ａ）において、細い線で描いたのがＹカットである。このＹカットの水晶振動板は直方体（３組ある平行２面が互いに垂直をなす）であり、その主面は長方形となっている。このＹカットの水晶振動板の結晶軸がＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸であり、主面はＹ軸に直交している。このＹカットの水晶振動板は温度変化に対する周波数変化が比較的大きい。そこで、常温付近での温度変化に対する周波数変化を少なくするためにＡＴカットの水晶振動板が採用されるに至った。

図１５（ａ）において太い線で描いたのがＡＴカットである。このＡＴカットは、Ｙカットのカット面を基準にしてＸ軸まわりにＺ軸をＹ軸に近づける方向で一定角度θ（＝３５°１５′）だけ回転したカット面でカットするものである。

このＡＴカットの３次元の軸は、元のＸ軸と回転後のＹ′軸および回転後のＺ′軸となる。このＡＴカットの水晶振動板も直方体であり、その主面はＹ′軸に直交している。「矩形」は、長方形と正方形を包括する直角四辺形を意味するが、長方形のＡＴカット水晶振動板の場合、通常、Ｘ軸方向が長辺方向、Ｚ′軸方向が短辺方向となる。ＡＴカット水晶振動板は、振動周波数の温度特性が非常に安定しており、広く使用されている。

ところで、ＡＴカット水晶振動板は近年超小型化が進むとともに大量生産のため、旧来のダイシング方式に代えてフォトリソグラフィ技術とウェットエッチングとを用いて生産されるようになってきている。フォトリソグラフィ技術とウェットエッチングで生産する場合に課題となるのが、エッチングの過剰浸食（オーバーエッチング）である。

ＡＴカット水晶振動板やＳＣカット水晶振動板にあっては、エッチングの異方性があるために、エッチング速度がＸ軸方向、Ｙ′軸方向、Ｚ′軸方向で相違する。

Ｚ′軸方向のエッチング速度が最も大きく、次いで＋Ｘ軸方向のエッチング速度、−Ｘ軸方向のエッチング速度、Ｙ軸方向のエッチング速度の順となる。ここで＋Ｘ軸方向のエッチング速度とは、＋Ｘの方から−Ｘの方へ向かう方向でのエッチング速度である。

エッチングの過剰浸食の結果、ＡＴカット水晶振動板の外形は図１５（ｂ）のようになる。Ｘ軸のプラス側かつＹ′軸のマイナス側かつＺ′軸のプラス側の頂点ＨおよびＸ軸のプラス側かつＹ′軸のプラス側かつＺ′軸のマイナス側の頂点Ｊで大きなテーパー状のエッチングの過剰浸食Ｓ１，Ｓ２が発生する。第１の主面でのエッチングの過剰浸食Ｓ１は稜線ＨＮに沿って細長い三角形状を呈し、第２の主面でのエッチングの過剰浸食Ｓ２は稜線ＪＵに沿って細長い三角形状を呈している。また、小さいが、Ｘ軸のマイナス側かつＹ′軸のマイナス側かつＺ′軸のプラス側の頂点ＮおよびＸ軸のマイナス側かつＹ′軸のプラス側かつＺ′軸のマイナス側の頂点Ｕでもエッチングの過剰浸食Ｓ３，Ｓ４が発生する。

これらのエッチングの過剰浸食が生じると、水晶振動板の外形形状が悪化し、振動領域が小さくなって振動特性の劣化を招来する。

厚みすべり振動モードの水晶振動板は、その周波数が厚さによって決定される（厚さと周波数は反比例する）が、表裏主面において過剰浸食が占める割合が相対的に大きくなると、厚さが不足して振動特性に悪影響を与える。小型化が進むほど影響は大きい。また、高周波になるに従い、単位厚さあたりの周波数偏差が大きくなる。よって、矩形の水晶片部の角部におけるエッチングの過剰浸食は、その発生をできるだけ抑制することが重要となる。

特開２０１０−４４８４号公報 特開２００７−１４２５２６号公報 特開２００８−９２５０５号公報 特開２０１０−１７８３２０号公報 特開２０１１−１９２１３号公報 特開２０１１−１３９５３２号公報

厚みすべり水晶振動板（特にＡＴカットの水晶振動板）をフォトリソグラフィ技術とウェットエッチングを用いて作製するに際して避けがたいのが、上記したエッチングの過剰浸食に起因する振動特性の劣化の問題である。

ウェットエッチングで作製されるＡＴカット水晶振動板では、特に、Ｘ軸プラス側に大きく発現するテーパー状のエッチングの過剰浸食のために振動特性が設計値から大きくずれてしまう。

また、超小型化に際してはチップ体積の大幅な欠如が伴い、ハンドリング上の困難性を招来する。

これまで、このような問題の解決のために様々な提案がなされ続けているが、本発明もその一環としての位置づけにある。

図１６（ａ），（ｂ）はウェハ本体の支持枠部に対する水晶片部の片持ち状の支持のさせ方の２方式を示す。

図１６（ａ）では＋Ｘ方向が下向きとなっており、図１６（ｂ）では＋Ｘ方向が上向きとなっている。図１６（ａ）は水晶片部１のＸ軸マイナス側の短辺部１ａの中央部をウェハ本体の支持枠部２に対して分離用連結部３を介して片持ち状に支持させた方式を示し、図１６（ｂ）は水晶片部１のＸ軸プラス側の短辺部１ｂの中央部をウェハ本体の支持枠部２に対して分離用連結部３を介して片持ち状に支持させた方式を示す。

図１６（ａ）では水晶片部１の長辺方向での両端部のうち分離用連結部３から遠い方の自由端側（Ｘ軸プラス側）において大きなエッチングの過剰浸食Ｓ１，Ｓ２が生じている。

一方、図１６（ｂ）では水晶片部１の長辺方向での両端部のうち分離用連結部３に近い方の固定端側（Ｘ軸プラス側）において大きなエッチングの過剰浸食Ｓ１，Ｓ２が生じている。

特許文献１（特開２０１０−４４８４号公報）によれば、図１６（ａ）は旧方式で、図１６（ｂ）は新方式とされている。厚みすべり水晶振動板の技術分野における一般常識として、Ｘ軸プラス側に励振電極を形成して（Ｘ軸マイナス側に引出電極が形成される）、水晶片部のＸ軸プラス側を振動領域として利用すれば、水晶振動板の特性を最も良好に発揮させることができるとされている。

図１６（ａ）の水晶片部１では、Ｘ軸プラス側に励振電極を形成し、Ｘ軸マイナス側に引出電極を形成することを予定している。ところが、ウェットエッチングでは水晶に対するエッチングの異方性があり、Ｘ軸マイナス側からＸ軸プラス側に向かうエッチング速度よりもＸ軸プラス側からＸ軸マイナス側に向かうエッチング速度の方が大きい。そのため、Ｘ軸プラス側の角部にエッチングが速く進行するいわゆるエッチングの過剰浸食が起こり、浸食部が形成される。水晶片部の外形形状の変化は周波数の温度特性に影響を与えるが、励振電極側の水晶片部の角部に浸食部が形成されると、予定している周波数の温度特性が得られなくなる。

水晶片部が小さくなればなるほど、浸食部が水晶片部上で占める割合は相対的に大きくなり、浸食部による影響も大きくなる。さらに水晶片部が歪な形状になっていると、水晶振動板をハンドリングしてパッケージのベースに搭載するまでに傷等が発生しやすく、そのために不良品となるおそれが大きい。

そこで、特許文献１に開示の技術においては、図１６（ｂ）に示す対策を採っている。すなわち、Ｘ軸プラス側の短辺部１ｂが分離用連結部３によって支持枠部２に支持される形態とする。ここでは、水晶片部の中央部分に励振電極を形成し、Ｘ軸プラス側に引出電極を形成することを予定している。支持枠部２、分離用連結部３に近い側に引出電極を形成し、支持枠部２、分離用連結部３から遠い自由端側に励振電極を形成するのは、図１６（ａ）と（ｂ）とで共通ではある。

図１６（ｂ）の場合、エッチングの過剰浸食が生じるのはＸ軸プラス側で、それは支持枠部２、分離用連結部３に近い側である。その過剰浸食が生じる領域は引出電極を形成する領域である。一方、支持枠部２、分離用連結部３から遠い自由端側では浸食は少なく、その領域に励振電極が形成される。すなわち、水晶片部の振動領域は浸食の少ない領域であり、結果的に周波数の温度特性に与える悪影響は充分に抑制されることになる。このことから、特許文献１の技術では、ウェットエッチングにより水晶片部の外形形成を行う場合に水晶振動板の良好な特性を得ることができるとしている。

特許文献２（特開２００７−１４２５２６号公報）に開示の技術においては、水晶片部のＸ軸プラス側の端部両端が水晶基板（ウェハ本体）に分離用連結部（支持部）を介して片持ち状態に一体に連結されている。その分離用連結部は、その外側面が水晶基板の外側面と面一に連続する状態に形成されている。この両外側面の面一連続形態があるためにエッチングの過剰浸食が生じる切っ掛け（トリガー）がなく、エッチング異方性があるにもかかわらず、エッチングの過剰浸食は生じないとされている。また、分離用連結部にＺ′軸方向で外向きに溝が形成され、ウェハ本体からの水晶片部の分離が容易であるとされている。特許文献６（特開２０１１−１３９５３２）でも同様である。

特許文献３（特開２００８−９２５０５号公報）では、水晶片部のＺ′軸方向両端にある一対の分離用連結部の外側面がそれぞれ水晶片部の側面に沿って連続して形成されている。

特許文献４（特開２０１０−１７８３２０号公報）では、水晶振動板のＸ軸プラス側の基端部でＺ′軸方向の両端において枠部との連結のために一体的に形成された一対の分離用連結部において分離の切っ掛けとする溝が形成されている。一方の分離用連結部での溝と他方の分離用連結部での溝とは表裏方向（Ｙ′方向）で互いに逆の面に配されている。つまり、一方はＹ′軸のプラス側の主面のＺ′軸のプラス側であり、他方はＹ′軸のマイナス側の主面のＺ′軸のマイナス側である。

特許文献５（特開２０１１−１９２１３号公報）では、分離用連結部とは別に、Ｘ軸プラス側の基端部でＺ′軸方向の両端部に＋Ｘ方向に延出する突出部を水晶片部と枠部との間に架渡すようなマスクを用いてエッチングするようにしている。突出部はエッチング後には枠部から離れている。

以上のように、上記の問題の解決のために、これまで様々な提案がなされ続けているが、エッチングの過剰浸食の防止と水晶基板からの水晶片部の分離容易性確保との両立に関し、充分に満足できるものはいまだ開発がなされていないのが実情である。

本発明はこのような事情に鑑みて創作したものであり、冒頭で述べた通り、エッチングの過剰浸食の防止と水晶基板からの水晶片部の分離容易性確保との両立を図り、もって分離で得られる水晶振動板の形状精度を良好化して振動特性を向上させることを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明は次の手段を講じる。

（１）本発明は、水晶基板に対するウェットエッチングによって矩形状の水晶片部が支持枠部に一体に連なった形態となる厚みすべり振動型水晶片を対象とする。ここで「矩形」は、長方形と正方形を包括する直角四辺形を意味する。

厚みすべり振動型水晶片における振動モードは、水晶片部の厚み方向での表裏両主面が面方向に沿って互いに逆方向にすべるように振動する振動モードとなる。厚みすべり振動型水晶片は、その水晶結晶に対するカット型として、ＡＴカットとＳＣカットとを含んでいる。ＡＴカットは、主面がＹ軸と直交するようにカットするＹカットのカット面を基準にして、Ｘ軸まわりに一定角度回転したカット面でカットするものである。ＳＣカットは、水晶のＹ軸に直交する面をＸ軸まわりに一定角度回転し、さらにＺ軸を中心にして一定角度回転したカット面でカットするものである。

本発明の特徴は、上記水晶片を前提にして、前記分離用連結部を次のように構成した点にある。

ここで、矩形状の水晶片部の仮想角部を定義する。

ウェットエッチングの際には、その仮想角部は実際には角部としては現れてはおらず、水晶片部と分離用連結部との連なり領域に埋没している。

分離用連結部において、水晶片部を支持枠部から分離して（より詳しくは分離用連結部から分離して）矩形の水晶片部を取り出すと、その矩形の水晶片部において角部が生じることとなる。この分離で生じることとなる角部に対応する部位のことを、ウェットエッチングの完了前の段階で仮想角部と称している。

本発明にあっては、分離用連結部の配置箇所について、水晶片部のＸ軸プラス側の基端部でのＺ′軸方向（横方向）の少なくとも１つの仮想角部およびその近傍を当てている。ここでＺ′軸方向は、前述のカットの際に主面のＺ軸から傾斜した軸のことである。

さらに、少なくとも１つの分離用連結部では、実質的に直角をなして水晶片部の仮想角部を２方向から覆うような形態を採っている。水晶基板に対するウェットエッチングを行って複数の矩形状の水晶片部、支持枠部および分離用連結部の外形を形成する際に、上記の条件を満たすようなマスクパターンを形成するのである。

より詳しくは、次のようである。

水晶片部のＺ′軸方向端部の外側面を仮想角部に延長した面を仮想側面とし、水晶片部のＸ軸プラス側の基端面を仮想角部に延長した面を仮想基端面とする。仮想側面と仮想基端面とは仮想角部において直角に交わる。矩形状の水晶片部を分離用連結部において支持枠部から分離して矩形の水晶片部を作成する際に、仮想側面とこれに直角をなして連なる仮想基端面とを境界面として分離することを予定している。そして、少なくとも１つの分離用連結部は、仮想側面とこれに直角をなして連なる仮想基端面とを外方から覆いつつ、水晶片部に対し一体に連結される形態を採っている。

図１を用いて説明する。図１は本発明の水晶片の基本的構成の理解に役立てるための概念図である。矩形状の水晶片部１の外側面ＡをＸ軸プラス側（分離用連結部３の側）に延長した面が仮想側面Ｋ１（薄い色のハッチング領域参照）である。

また、水晶片部１の基端面ＥをＺ軸方向に沿って分離用連結部３側へ延長した面が仮想基端面Ｋ２（薄い色のハッチング領域参照）である。

これら仮想側面Ｋ１と仮想基端面Ｋ２とが交わる交線が水晶片部１の表裏の主面と交差する点が仮想角部Ｑ１，Ｑ２である。

矩形状の水晶片部１を分離用連結部３において支持枠部２から分離して矩形の水晶片部を作成する際に、仮想側面Ｋ１と仮想基端面Ｋ２とを境界面として分離することが予定されている。

分離用連結部３は、水晶片部１における仮想側面Ｋ１とこれに直角をなして連なる仮想基端面Ｋ２とを外方から覆いつつ、水晶片部１および支持枠部２に対し一体に連結される形態となっている。

図示の通り、仮想側面Ｋ１およびこれに直角をなして連なる仮想基端面Ｋ２は、水晶片部１と分離用連結部３との連なり領域に埋没しており、外部には露出していない。

なお、図１の構成は本発明の技術的特徴を概念的に理解する上で役立てるものであって、もちろん本発明の要旨そのものは、この図示構成によって格別の制約を受けるものではない。

上記構成の水晶片にあって、ウェットエッチングの際のエッチングマスクについて、水晶片部、支持枠部および分離用連結部が本発明の上記のような形態でエッチングされるようにマスキングし、その上でウェットエッチングを行う。水晶片部のＸ軸プラス側の基端部の仮想角部は分離用連結部が直角をなして２方向から覆うような状態になっていて、仮想角部自体にはエッチング液は作用しない。

図１を参照して説明すると、水晶片部１と分離用連結部３との連なり領域に内在している仮想角部Ｑ１，Ｑ２の近傍では、水晶片部１の外側面Ａとこれに直角をなして連なる分離用連結部３の縦方向側面Ｂとの境界に着目すると、この境界は凹の稜線Ｒ１となっており、この凹の稜線Ｒ１は仮想側面Ｋ１に臨んでいる。

この凹の稜線Ｒ１に臨む水晶片部１と分離用連結部３とを含む水晶基板の実体部では、尖った角部（３次元方向で互いに直角をなす頂点）が存在しない。その実体部の主面上での展開範囲は３直角（２７０°）相当で大きいものとなっており、エッチングの過剰浸食のトリガーが形成されない。

ところで、凹の稜線Ｒ１から離れた分離用連結部３の部分には凸の角部Ｐ３，Ｐ４があり、ここではエッチングの過剰浸食のトリガーが形成される可能性がある。しかし、その場所は仮想側面Ｋ１や仮想基端面Ｋ２から離れていて、これらの面には臨んでいない。そのため、凸の角部Ｐ３，Ｐ４でエッチングの過剰浸食が生じても問題とはならない。

分離用連結部３の内側方では、基端面Ｅとこれに直角をなして連なる横方向側面Ｆとの境界が凹の稜線Ｒ２であり、この凹の稜線Ｒ２は仮想基端面Ｋ２に臨んでいる。この凹の稜線Ｒ２に臨む水晶片部１と分離用連結部３とを含む水晶基板の実体部でも、尖った角部（３次元方向で互いに直角をなす頂点）が存在しない。その実体部の主面上での展開範囲は３直角（２７０°）相当で大きく、エッチングの過剰浸食のトリガーが形成されない。

以上をまとめると、本発明による厚みすべり振動型水晶片の構成は、水晶基板にエッチングで形成された矩形状の水晶片部と、前記水晶片部を支持する支持枠部と、前記水晶片部を前記支持枠部に連結する分離用連結部とを有し、前記水晶片部は、厚みすべり振動モードで駆動されるものであり、前記分離用連結部は、水晶結晶軸のＸ軸（電気軸）プラス側の前記水晶片部の基端部であって前記水晶結晶軸のＺ軸（光学軸）から傾斜した軸であるＺ′軸方向の少なくとも１つの角部において配置され、かつ、当該分離用連結部では、前記水晶片部のＺ′軸方向端部の外側面をＸ軸方向に仮想的に延長した仮想側面および前記水晶片部のＸ軸プラス側の基端面をＺ′軸方向に仮想的に延長した仮想基端面を連続して外方から覆う形態に構成されていることを特徴としている。

本発明の上記構成による作用は次のとおりである。

矩形状の水晶片部の仮想角部およびその近傍を直角をなす２方向から覆うような形態の分離用連結部をもって水晶片部を支持枠部に対し一体に連結してある本発明の厚みすべり振動型水晶片にあっては、分離用連結部において水晶片部を支持枠部から分離して作製することとなる矩形の水晶片部において、そのＸ軸プラス側の角部にエッチングの過剰浸食による形状欠損がなく、形状精度に優れた矩形の水晶片部を得ることができる。

加えて、水晶片部の外側面と分離用連結部の縦方向側面とが凹の稜線（Ｒ１）をなすように直角に交わり、かつ、水晶片部の基端面と分離用連結部の横方向側面とが凹の稜線（Ｒ２）をなすように直角に交わっている。この構成は、矩形の水晶片部の作製のために、分離用連結部において水晶片部を支持枠部から分離する際に、水晶片部の仮想角部を予定通りに高精度に直角に分離する機縁となる。すなわち、高い形状精度をもてる状態での水晶片部の支持枠部からの分離を容易化し、形状精度が良い矩形の水晶片部が得られることになる。

すなわち、本発明によれば、Ｘ軸プラス側でのエッチングの過剰浸食の防止と水晶片部の分離容易性の確保とが相まって、分離で得られることとなる矩形の水晶片部の形状精度を良好化し、その振動特性を向上させることが可能となる。

上記の発明を次のように展開することが可能である。

上記のとおり、本発明が特徴とする分離用連結部は水晶片部の仮想側面および仮想基端面を連続して外方から覆うものであるが、このような分離用連結部を矩形状の水晶片部の１つの仮想角部にのみ配置するのみならず、Ｚ′軸方向での両端の角部にそれぞれに配置する態様があり、この両端配置の分離用連結部を有する水晶片が典型的なものとされる。水晶片部の仮想側面および仮想基端面を連続して外方から覆う形態の分離用連結部をＺ′軸方向両端角部に一対設ける場合は、一端のみに設ける場合に比べて、分離の形状精度が格段によくなる。また、支持枠部に対する水晶片部の支持の安定性を確保し、水晶片をハンドリングする際の振動や衝撃による水晶片部の不測の脱落を防止する上で有効である。

前記の分離用連結部の水晶片部に対する連結の長さについては、次のような態様がある。図１を参照して説明すると、前述の仮想的に延長した仮想側面Ｋ１での連結長さＬ１（Ｐ１−Ｑ１長さ）が仮想的に延長した仮想基端面Ｋ２での連結長さＬ２（Ｑ１−Ｐ５長さ）よりも短く構成されている（Ｌ１＜Ｌ２）という態様がある。

この態様は、分離用連結部における支持枠部からの水晶片部の分離について、その分離容易性を重要視する場合に有効に作用する。この場合、仮想側面Ｋ１での連結長さＬ１が仮想基端面Ｋ２での連結長さＬ２と同じ（Ｌ１＝Ｌ２）か、それよりもよりも長く構成されている（Ｌ１＞Ｌ２）場合に比べて、分離で得られる矩形の水晶片部の形状精度や分離面の平坦性精度がより高精度なものとなる。

あるいは、上記とは逆に、仮想的に延長した仮想側面Ｋ１での連結長さＬ１が仮想的に延長した仮想基端面Ｋ２での連結長さＬ２と同じかそれよりも長く構成されているという態様がある。

この態様は、分離用連結部を介しての支持枠部による水晶片部の支持の強度を重要視する場合に有効に作用する。特に、水晶片をハンドリングする際の振動や衝撃による矩形状の水晶片部の不測の脱落を防止する上で有効である。なお、このことは、水晶片部のＸ軸方向長さがＺ′軸方向長さよりも長い長方形状の水晶片部の場合に特に有効となる。なぜなら、より長い方の辺部を連結長さがより長い部分の方で支持するのが合理的であるからである。

また、分離用連結部の厚みについて、水晶片部および支持枠部の厚みよりも薄く構成された態様がある。これには、分離用連結部の裏面側を凹所とし、表面側は水晶片部の表面側主面と面一にする形態、あるいは、逆に、分離用連結部の表面側を凹所とし、裏面側は水晶片部の裏面側主面と面一にする形態、さらには、分離用連結部の表裏両面をともに凹所する形態がある。

分離用連結部の厚みを水晶片部および支持枠部の厚みより薄くすることにより、分離用連結部での水晶片部の支持枠部からの分離をより容易化し、矩形の水晶片部の形状精度をより高精度化する上で有利に作用する。

また、分離用連結部において支持枠部から水晶片部を分離する際に角部の直角精度を確保すべく、水晶片部と分離用連結部との一体の連結領域において、分離をしやすくするための分離支援部を形成する態様がある。

この分離支援部は、分離の際の印加力に対する抗力（抵抗性）を減じる作用を有するものである。前記の連結領域は、図１を参照して説明すると、仮想側面Ｋ１から仮想基端面Ｋ２へかけて連なる直角状の分離予定面の近傍領域である。

この分離支援部には種々の形態がある。

前記の水晶片部と分離用連結部との一体の連結領域に沿って直角状に連続する状態で形成された凹溝としてもよいし、あるいはその連結領域において間隔を開けて形成された複数の凹所としてもよい。開ける間隔は等間隔でもよいし不等間隔でもよい。水晶片部の主面に対する分離支援部の配置位置については、分離用連結部の表裏両面に形成するのでもよいし、表面側のみに形成するのでもよいし、あるいは裏面側にのみ形成する形態もある。さらには、前記の連結領域において間隔を開けて形成された複数の貫通孔をもって分離支援部を構成する形態もある。

さらに、分離支援部に関しての強度分布について、前記の連結領域でＸ軸方向からＺ′軸方向に向きを変える水晶片部の仮想角部において強度を最も高くし、仮想角部から離れるに従って強度を次第に低くする態様がある。このように構成すれば、分離用連結部での水晶片部の支持枠部からの分離をより容易化し、矩形の水晶片部の形状精度をより高精度化する上で有利に作用する。

さらには、水晶片部のＸ軸マイナス側の端部においても別の分離用連結部を介して水晶片部を支持枠部に一体に連結するという態様もあり得る。これは、ハンドリング時の脱落防止の強化に好適である。

（２）本発明はまた、前記の厚みすべり振動型水晶片をさらに技術的に展開した態様の電極付きの厚みすべり振動型水晶片も技術対象とする。その本発明による電極付きの厚みすべり振動型水晶片は、上述したいずれかの構成の厚みすべり振動型水晶片において、水晶片部の表裏両面の中央部分に対向して形成された励振電極と、表裏の励振電極に電気的に接続される状態で水晶片部の表裏両面でＸ軸プラス側端縁部に形成された引出電極とを備えた構成となっている。

この電極付きの厚みすべり振動型水晶片にあっては、Ｘ軸プラス側でのエッチングの過剰浸食の防止と水晶片部の分離容易性の確保とが相まって、分離で得られることとなる水晶振動板の形状精度を良好化し、その振動特性を向上させるという特質をもつ。したがって、本発明による電極付きの厚みすべり振動型水晶片は形状精度に優れ、高品位な振動特性を発揮する。

また、電極付きの厚みすべり振動型水晶片の別の態様として、水晶片部の表裏両面の中央部分に対向して形成された励振電極と、表裏の励振電極に電気的に接続される状態で水晶片部の表裏両面でＺ′軸方向端部の外側面端縁部に形成された引出電極とを備えているという態様もある。この態様の場合、一対の引出電極の間隔をより広くとることが可能となる。水晶片部の形状である矩形は、その長辺がＸ軸方向に沿う長方形であることが多い。この長方形の水晶片部の外側面は基端面（短辺沿い）よりも長く、引出電極の配置に関してより大きいゆとりがある。したがって、上記のとおり、水晶片部の外側面に一対の引出電極を配置する構成は、両引出電極の間隔を広くとることを可能となし、その結果として、各引出電極に塗布する導電接合材の干渉（短絡など）を抑制することができる。

なお、本発明は、水晶片部の矩形につき、長辺がＸ軸方向に沿う長方形の場合のほか、長辺がＺ′軸方向に沿う長方形の場合や、さらには直角２辺が等長の正方形の場合も含むものである。

（３）本発明はまた、水晶振動板も技術対象とする。本発明による水晶振動板は、上記した構成の電極付きの厚みすべり振動型水晶片における水晶片部が分離用連結部の箇所で支持枠部から分離されたものである。本発明による水晶振動板は、形状精度に優れ、高品位な振動特性を発揮する。

（４）本発明はまた、水晶振動子も技術対象とする。本発明による水晶振動子は、上記した構成の水晶振動板と、その水晶振動板を収容するパッケージと、水晶振動板における引出電極とパッケージにおけるパッド電極とを機械的電気的に接合する導電接合材とを備え、パッケージは気密封止されているものである。本発明による水晶振動子は、形状精度に優れ、高品位な振動特性を発揮する。ここで導電接合材は、ペースト状の導電性接着剤を硬化させたものや、鉛フリー半田等の金属ろう材や、金属バンプ等を含む。なお、金属バンプは、例えば金（Ａｕ）のスタッドバンプや金の厚膜（メッキ膜等）であり、超音波により接合を行うものである。

（５）本発明はまた、水晶発振器も技術対象とする。その水晶発振器は、前記の水晶振動板と、その水晶振動板を励振駆動するための発振回路を含む集積回路と、前記の水晶振動板および集積回路を収納するパッケージとを備えたものである。この水晶発振器にあっては、その水晶振動板が形状精度に優れ、高品位な振動特性を発揮する。なお、水晶振動板と集積回路とは、１つのパッケージにおいて同一の空間に収納するのでもよいし、あるいは別の空間に収納するのでもよい。

以上のように本発明によれば、Ｘ軸プラス側でのエッチングの過剰浸食の防止と水晶片部の分離容易性の確保とを両立させ、分離で得られることとなる矩形の水晶片部あるいは水晶振動板の形状精度を良好化し、その振動特性の向上を図ることができる。

本発明の厚みすべり振動型水晶片の基本的構成の理解に役立てるための概念図（斜視図） 本発明の実施例１における水晶基板と厚みすべり振動型水晶片の平面図 本発明の実施例１における１つの区画部分の拡大平面図 本発明の実施例１における水晶片部の厚み調整の工程断面図 本発明の実施例１における水晶片部の外形形成の工程断面図 本発明の実施例１における電極形成の工程断面図 本発明の実施例１における電極付きの厚みすべり振動型水晶片の平面図 本発明の実施例２における水晶片の基本的構成の理解に役立てるための概念図（斜視図） 本発明の実施例２における１つの区画部分の拡大平面図とさらにその一部の拡大平面図 本発明の他の実施例における分離支援部の説明図（平面図） 本発明の他の実施例における電極付きの厚みすべり振動型水晶片の平面図 本発明の他の実施例における１つの区画部分の拡大平面図（その１） 本発明の他の実施例における矩形の水晶片部の平面図と側面図 本発明の他の実施例における１つの区画部分の拡大平面図（その２） 従来の技術におけるＡＴカットの説明図 従来の技術におけるウェハ本体の支持枠部に対する水晶片部の片持ち状の支持のさせ方を示す平面図

以下、本発明の実施の形態にかかわる厚みすべり振動型の水晶片およびその関連技術を、図面を用いて詳細に説明する。

（実施例１）
図２において、１１はＡＴカットの水晶基板（水晶ウェハ）、１１ａは水晶基板１１の周縁部の一部に形成された結晶方向を特定するためのオリエンテーションフラット、１２は水晶基板１１において複数の矩形状の水晶片部を形成するために設定した区画である。図２（ｂ）は発明対象である厚みすべり振動型水晶片Ｍ１を示す平面図である。

ＡＴカットは、主面が水晶結晶軸のＹ軸（機械軸）と直交するようにカットするＹカットのカット面を基準にして、水晶結晶軸のＸ軸（電気軸）まわりに一定角度（３５°１５′）回転したカット面でカットするものである。結果として、ＡＴカットの水晶基板１１は、その主面がＸ軸に平行でかつＺ軸（光学軸）に対して傾斜したものとなっている。

なお、本実施例では水晶基板１１としてＡＴカットのものを用いるが、本発明は必ずしもこれのみに限定されるものではなく、他のカット形態であってもよい。例えばＳＣカットなど他の厚みすべり振動モード（水晶振動板の厚み方向での表裏両主面が面方向に沿って互いに逆方向にすべるように振動する振動モード）で駆動されるものであれば、他のカット形態の水晶基板に適用してもよい。

なお、ＳＣカットは、水晶のＹ軸に直交する面をＸ軸まわりに一定角度（約３５°）回転し、さらにＺ軸を中心にして一定角度（約２２°）回転したカット面でカットするものである。

図において、黒色で塗りつぶした部位は、水晶基板１１に対するウェットエッチングにより水晶基板１１の表裏に貫通状態に形成した貫通領域４である。厚みすべり振動型水晶片Ｍ１は、複数（図示例では４×３の１２個）の矩形状の水晶片部１と、その複数の水晶片部１に共通の支持枠部２と、複数の水晶片部１の各々を支持枠部２に連結するとともにそこで分離を予定している複数の分離用連結部３とを有している。

図３は１つの区画１２における部分を拡大して示す。水晶片部１のＸ軸プラス側の基端面Ｅで、そのＺ′方向の両端部にそれぞれ分離用連結部３，３が配置され、これら２つの分離用連結部３，３を介して水晶片部１が支持枠部２に一体に連結されている。

図において、水晶片部１と分離用連結部３，３との境界として直角Ｌの字形の破線ｈ１が引かれ、また支持枠部２と分離用連結部３，３との境界として直線状の破線ｈ２が引かれているが、これらの破線は仮想のものである。特に、直角Ｌの字形の破線ｈ１は、図１における仮想側面Ｋ１および仮想基端面Ｋ２に対応している。

一対の分離用連結部３，３の間で水晶片部１の基端面Ｅと支持枠部２との間にも貫通領域４がある。したがって、水晶片部１は、そのＸ軸プラス側の基端面Ｅの部位で横方向の両端部が一対の分離用連結部３，３を介して片持ち状態で支持枠部２に連結されている。水晶片部１のＸ軸プラス側の端部は固定端であるのに対して、Ｘ軸マイナス側の端部は自由端となっている。

仮想角部Ｑ１および仮想側面Ｋ１、仮想基端面Ｋ２は、図示の通り、水晶片部１と分離用連結部３との連なり領域に埋没しており、実際には外部には露出していない。これらの部位は分離用連結部３によって覆われている。

そのような形態となるように、水晶基板１１に対するウェットエッチングの際に、図２（ｂ）および図３で白く表した領域に対してマスクパターンを形成し、ウェットエッチングでは黒色の塗りつぶしの領域を貫通状態に除去するようにしている。ウェットエッチングの際に、仮想側面Ｋ１および仮想基端面Ｋ２とりわけ仮想角部Ｑ１をエッチング液に触れさせないよう分離用連結部３で覆うのは、水晶片部１のＸ軸プラス側端縁角部Ｑ１でのエッチングの過剰浸食を防止するためである。

水晶片部１は、後述するように、その主面において後工程で励振電極および引出電極を形成し、その後、電極形成済みの水晶片部１を分離用連結部３，３において支持枠部２から分離して水晶振動板を得ることになる。

水晶振動板を分離する際に、仮想側面Ｋ１および仮想基端面Ｋ２において水晶片部１を分離用連結部３，３から分離することを予定している。それは、水晶片部１の分離用連結部３からの分離容易性を確保するためである。

以上のＸ軸プラス側でのエッチングの過剰浸食の防止と水晶片部の分離容易性の確保との相乗をもって、分離で得られることとなる水晶振動板の形状精度を良好化し、その振動特性を向上させるのである。

尚、本発明は、厚みすべり振動型水晶片を作製する方法も技術対象とすることができる。その製造方法は、矩形状の水晶片部と、その水晶片部の支持枠部と、水晶片部を支持枠部に連結するとともにそこで分離を予定している分離用連結部とを有する水晶片を水晶基板から作製する方法である。

この製造方法においては、上記の水晶片におけるのと同様に、その水晶基板は、水晶片部の主面が水晶結晶軸のＸ軸（電気軸）に平行でかつＺ軸（光学軸）に対して傾斜していて厚みすべり振動モードで駆動されるような形態で用いるものとする。

この製造方法は、水晶基板に対するフォトリソグラフィ技術とウェットエッチングとにより矩形状の水晶片部および分離用連結部を構成要素とする水晶片部の外形を形成する工程を有する。そして、この水晶片部の外形を形成する工程において、用いるマスクパターンにつき、前記の分離用連結部に対するマスクパターン部として、Ｘ軸プラス側の水晶片部の基端部であって主面のＺ軸から傾斜した軸であるＺ′軸方向での両端の角部においてマスクパターン部を形成する。さらに、少なくとも一方の分離用連結部に対するマスクパターン部として、水晶片部のＺ′軸方向端部の外側面をＸ軸方向に仮想的に延長した仮想側面および水晶片部のＸ軸プラス側の基端面をＺ′軸方向に仮想的に延長した仮想基端面を連続して外方から覆う形態にマスクパターン部を形成する。

この厚みすべり振動型水晶片の製造方法によれば、上述したところの、Ｘ軸プラス側でのエッチングの過剰浸食の防止と水晶片部の分離容易性の確保とが相まって、分離で得られることとなる水晶振動板の形状精度を良好化し、その振動特性を向上させることが可能となる、との有用性を発揮する本発明による厚みすべり振動型水晶片が得られる。

次に、具体的な水晶発振器の製造方法について説明する。

製造工程は、大きく分けて、〔１〕水晶片部の厚み調整の工程、〔２〕水晶片部の外形形成の工程、〔３〕電極形成の工程、〔４〕分離による水晶振動板採取の工程、〔５〕水晶発振器の組み立ての工程となる。なお、上記の〔１〕，〔２〕に関して、水晶片部の厚み調整の工程に先立って水晶片部の外形形成の工程を実施する方式もある。

以下、順に説明する。

〔１〕水晶片部の厚み調整の工程
水晶片部１の固有振動数を所望の周波数とすべく、図４に示すように、水晶基板１１の各区画１２に対するエッチングにより水晶片部１相当領域の厚さを調整する。

具体的には次の通りである。図４（ａ），（ｂ）に示すように、洗浄した水晶基板１１の表裏両面に真空蒸着法またはスパッタリング法によりＣｒ（クロム）およびＡｕ（金）からなる金属膜２１を成膜する。この金属膜２１の成膜においては、Ａｕ層は水晶基板１１上に直接形成することが困難であることから、まずＣｒ層を形成し、次いでＣｒ層上にＡｕ層を形成する。次いで、金属膜２１の上にレジスト膜２２を成膜する。

そして、レジスト膜２２に対してフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングをする。次いで、レジスト膜のパターンを用いてヨウ化カリウム（ＫＩ）溶液により金属膜２１をエッチングして各区画１２に対応する積層マスク２３を形成する。

次いで、図４（ｃ）に示すように、水晶基板１１をフッ酸溶液に浸漬してエッチングを行い、各区画１２の水晶片部１相当領域の厚さを減じる。プローブ（探針：図示せず）等による周波数の確認が終わると、水晶基板１１の表面のレジスト膜２２と水晶基板１１の裏面の金属膜２１およびレジスト膜２２を剥離する。これにより、図２（ａ）、図４（ｃ）に示すように、水晶基板１１において厚み調整済みの複数の区画１２が形成される。

〔２〕水晶片部の外形形成の工程
次に、水晶片部の外形形成の工程に移る。図５（ａ）に示すように、厚み調整後の水晶基板１１の表裏両面に真空蒸着法またはスパッタリング法によりＣｒ（クロム）およびＡｕ（金）からなる金属膜２４を成膜する。次いで、金属膜２４（Ａｕ層）の上にレジスト膜２５を成膜する。

次いで、図５（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ技術（露光・現像・ポストベーク）によりレジスト膜２５をパターニングする。このときのマスクパターンは、前述の通り、図２（ｂ）および図３で白く表した領域に対応した形状とする。そして、そのマスクパターンを用いて金属膜２４に対しヨウ化カリウム溶液によるエッチング（メタルエッチング）を行い、水晶片部１の外形形成用の外形マスクパターン２６を水晶基板１１の表裏両面に形成する。

この外形マスクパターン２６は、図２（ｂ）および図３で白く表した領域に対応した形状となっている。すなわち、左右一対の分離用連結部３，３相当領域のそれぞれが水晶片部１相当領域における仮想側面Ｋ１とこれに直角をなして連なる仮想基端面Ｋ２とを外方から覆いつつ、水晶片部１相当領域および支持枠部２相当領域に対し一体に連なる形状となっている。

外形マスクパターン２６の形成後、図５（ｃ）に示すように、外形マスクパターン２６に沿って水晶基板１１をエッチングして（水晶エッチング）、水晶基板１１の上面側の溝部２７と下面側の溝部２８とを形成していく。エッチングが進行すると、上下両溝部２７，２８の底面が薄くなり底面が消失して上下に貫通し、図５（ｄ）に示すように貫通領域４が形成されるようになり、この貫通領域４によって水晶片部１の外形が形成されるに至る。

次いで、水晶基板１１の表面および裏面に残存しているレジスト膜２５と金属膜２４とを剥離し、水晶片部１の洗浄処理を行う。その結果、図５（ｅ）および図３に示すように、各区画１２において、水晶片部１のＸ軸プラス側の基端部において、そのＺ′軸方向での両端の角部それぞれで一対の分離用連結部３，３が支持枠部２に対し一体に連結された状態が現出される。一対の分離用連結部３，３はそれぞれ水晶片部１のＺ′軸方向端部の外側面ＡをＸ軸方向に仮想的に延長した仮想側面Ｋ１および水晶片部１のＸ軸プラス側の基端面ＥをＺ′軸方向に仮想的に延長した仮想基端面Ｋ２を連続して外方から覆う形態に構成されることになる。

以上のような形態で水晶片部１の外形形成工程が実施され、厚みすべり振動型水晶片Ｍ１が得られる。この厚みすべり振動型水晶片Ｍ１は、上記の〔発明の効果〕の項で述べた利点を有するものとなっている。

〔３〕電極形成の工程
次に、励振電極と引出電極の形成工程に移る。図６を参照しながら説明する。水晶片部１の外形形成後、図６（ａ）に示すように、水晶片部１の表裏両面に前記同様に金属膜２９およびレジスト膜３０を成膜する。次いで、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、前記同様にフォトリソグラフィ技術とヨウ化カリウム溶液によるエッチングによって、励振電極３１，３１および引出電極３２，３２の形状に対応するマスクパターンを水晶片部１の表裏両面に対して形成する。

そして、図６（ｃ）に示すように、金属膜２９をエッチングして励振電極３１，３１をＸ軸マイナス側に形成するとともに、引出電極３２，３２をＸ軸プラス側に形成する。次いで、図６（ｄ）に示すように、表裏のレジスト膜３０を除去して矩形の水晶片部４０を形成する。

これにより、図７に示すように、水晶基板１１上の区画１２のそれぞれにおいて、励振電極３１，３１と引出電極３２，３２が表裏に形成された矩形の水晶片部４０の複数がそれぞれ一対の分離用連結部３，３を介して支持枠部２に一体に連結された形態の電極付きの厚みすべり振動型水晶片Ｍ２が作製される。この電極付きの厚みすべり振動型水晶片Ｍ２にあっても、上記の〔発明の効果〕の項で述べた利点を有するものとなっている。

〔４〕分離による矩形の水晶片部採取の工程
次いで、図６（ｅ）に示すように、例えばレーザーダイシングにより分離用連結部３，３において矩形の水晶片部４０を分離し、矩形の水晶振動板４１として個片化する。この個片化された水晶振動板４１にあっても、上記の〔発明の効果〕の項で述べた利点を有するものとなっている。なお、水晶振動板４１の個片化については、一般的な折り取りの方式もある。

〔５〕水晶発振器の組み立ての工程
次に、図示は省略するが、電極付きの厚みすべり振動型水晶片Ｍ２から個片化して得られた水晶振動板４１をセラミック製のパッケージに収容し、水晶振動板４１における引出電極３２とパッケージにおけるパッド電極とを導電接合材を介して機械的電気的に接合し、水晶振動板４１を励振駆動するための発振回路を含む集積回路をパッケージに収納する。

最後に、パッケージに対してセラミック製または金属製のリッド（蓋体）をかぶせて気密封止する。この水晶発振器は、その水晶振動板４１が形状精度に優れ、高品位な振動特性を発揮する。

（実施例２）
次に、実施例１との比較において水晶片部分離容易性を強化した実施例２について説明する。

図８および図９に示すように、水晶片部１と分離用連結部３との一体の連結領域において、分離をしやすくするための分離支援部５０として、仮想側面Ｋ１およびこれに直角をなして連なる仮想基端面Ｋ２に隣接する状態で主面にＬの字形の凹溝５１を形成してある。このＬの字形の凹溝５１は、水晶片部１あるいは矩形の水晶片部４０を分離する際の印加力に対する抗力（抵抗性）を減じる作用を有する。

Ｌの字形の凹溝５１の寸法につき実験を行った。４０μｍ厚の水晶ウェハ（水晶基板）を用いた実験で、溝幅を色々に変化させるとともに溝深さを色々に変化させ、分離用連結部３による水晶片部１の支持性能や安定性の状況、折りピンを下動させての水晶片部１の折り取りの容易さの状況、エッチングの過剰浸食の有無や程度の確認などを行った。溝幅の変化範囲は５〜５０μｍ、溝深さの変化範囲は４〜６１μｍとした。

溝幅５μｍで溝深さ４μｍのものでは折り取りが少ししにくい傾向があった。また、溝幅２５μｍで溝深さ２７μｍのものでは水晶片部が少し揺れ、ハンドリングしにくい傾向があった。実験結果を表１にまとめる。

以上のような条件を守ることで、ウェットエッチングの際にＬの字形の凹溝５１の溝内でのエッチングストップを実現し、過剰浸食を防止することができる。

実験の結果およびその結果を受けての様々な考察から、溝幅は６〜２２μｍが適切で、溝深さは４〜２３μｍが適切であることを確認した。溝幅について好ましくは８〜１８μｍであり、溝深さについて好ましくは６〜２０μｍである。さらに好ましくは、溝幅は１０〜１５μｍ、溝深さは８〜１４μｍである。

上記の寸法例は厚さ４０μｍの水晶ウェハについてのものであるが、厚さ４０μｍの水晶ウェハでは、溝幅２５μｍ程度まで、溝深さ２７μｍ程度まで許容範囲としてよいことも確認した。

このようにＬの字形の凹溝５１の溝幅、溝深さを適正化すると、ハンドリングの作業性が向上する。

なお、Ｌの字形の凹溝５１は、分離用連結部３の表面側のみに形成するのでもよいし、あるいは裏面側にのみ形成するのでもよいし、あるいは表裏両面に形成するのでもよい。

（その他の実施例）
分離支援部５０について、Ｌの字形の凹溝５１以外の形態を説明する。図１０（ａ）では、仮想側面Ｋ１およびこれに直角をなして連なる仮想基端面Ｋ２に沿った連結領域において、複数の凹所５２を間隔を開けて形成し、これら複数の凹所５２をもって分離支援部５０としている。この場合、開ける間隔は等間隔でもよいし不等間隔でもよい。

また、仮想側面Ｋ１および仮想基端面Ｋ２に沿って複数の凹所を形成する場合に、角部近傍においては単位面積当たりの形成数を少なくした粗領域とし、角部から離れるに従って単位面積当たりの形成数を多くした密領域とする態様もある。

このような凹所５２群は、分離用連結部３の表面側のみに形成するのでもよいし、あるいは裏面側にのみ形成するのでもよいし、あるいは表裏両面に形成するのでもよい。表裏両面に形成するときは、平面視で表裏で同じ位置に配置してもよいし、あるいは表裏で位置をずらせてもよい。

あるいは、凹所に代えて、間隔を開けて形成された複数の貫通孔をもって分離支援部を構成するのでもよい（図示省略）。あるいは、凹所のすべてを貫通孔に代えるのではなく、一部のみ貫通孔に代えるのでもよい。

図１０（ｂ）のものは、複数の凹所５２につき、その大きさ（直径）に変化を持たせたものである。連結領域でＸ軸方向からＺ′軸方向に向きを変える水晶片部１の仮想角部Ｑ１において、凹所５２の大きさを最も小さくし、仮想角部Ｑ１から離れるに従って大きさを順次に大きくしてある。

図１０（ｃ）のものは、Ｌの字形の凹溝５１の変形で、仮想角部Ｑ１の直近で凹溝５３の幅を最も小さくし、仮想角部Ｑ１から離れるに従って幅を順次に大きくしてある。

図１０（ｂ），（ｃ）の場合、分離支援部５０の強度分布として、仮想角部Ｑ１で最も強度が高く、仮想角部Ｑ１から離れるに従って強度を次第に低くしている。その結果、分離用連結部３での水晶片部１の分離がより容易なものとなり、水晶振動板の形状精度をより高精度化する。加えて、水晶片をハンドリングする際に、振動や衝撃のために水晶片部１が不測に脱落することを確実に防止できる。

図１１および図１２（ａ）は電極付きの厚みすべり振動型水晶片の他の実施例を示す。これまで説明してきた実施例にあっては、引出電極３２，３２を水晶片部１のＸ軸プラス側の端縁部に配置しているが（例えば図７参照）、図１１、図１２（ａ）に示す実施例では、引出電極３２，３２を水晶片部１のＺ′軸方向端部の外側面端縁部に配置している。詳しくは、水晶片部１の表裏両面において、その中央部分に励振電極３１，３１が互いに対向する状態で形成されているとともに、水晶片部１の表裏両面において、Ｚ′軸方向端部の外側面端縁部に、引出電極３２，３２が励振電極３１，３１に電気的に接続される状態で形成されている。

また、図１２（ｂ）の実施例は、水晶片部１を横長に形成したものである。すなわち、水晶片部１のＸ軸方向に沿った辺が短辺であり、Ｚ′軸方向に沿った辺が長辺となっている。このような横長の水晶片部１に対して、図１２（ａ）と同様に励振電極３１，３１および引出電極３２，３２を形成している。

なお、図１１、図１２において、その他の構成については上記の実施例と同様であるので、同一部分に同一符号を付すにとどめ、説明を省略する。

なお、図１３に示すようなメサ型の水晶振動板６０に対して本発明を適用してもよい。メサ型というのは、平行平板とは異なり、中央部が厚く、外側部または周囲が薄い形状であり、この中央部に振動エネルギーを閉じ込めることができる。このように振動エネルギーを閉じ込めることでＣＩ（クリスタルインピーダンス）を向上させ、かつ安定させることができる。

メサ型の水晶振動板６０では、その水晶片部１が中央肉厚部１Ａと周囲肉薄部１Ｂとを有しているが、周囲肉薄部１Ｂの上下方向での位置については、図示のように中央肉厚部１Ａの厚み方向の丁度中央に位置する形態のほか、中央肉厚部１Ａの表面と面一であっても、また中央肉厚部１Ａの裏面と面一であってもよい。

さらに、本発明を中央部が薄く、両外側部が厚い形状の逆メサ型の水晶振動板に適用してもよい。逆メサ型は高周波数化に有利である。

また、図１４に示すように、仮想側面Ｋ１およびこれに直角をなして連なる仮想基端面Ｋ２を覆うＬの字形の分離用連結部３，３については、そのＸ軸方向の寸法をＺ′軸方向の寸法より長くするのでもよい。

なお、図３や図９において仮想線Ｗ１で示すように、水晶片部１の支持枠部２に対する支持のための別の分離用連結部３′を水晶片部１のＸ軸マイナス側の端部において支持枠部２に一体に形成してもよい。なお、図示はしていないが、図１４においても同様である。

この別の分離用連結部３′の態様としては、上記実施例の分離用連結部３のように水晶片部１の角部を２方向から覆うような形態のものでなくてもよい。

この別の分離用連結部３′は、水晶片部１を安定的に支持枠部２に支持させるもので、エッチングの過剰浸食を防止するものでなくてよい。もっとも、水晶片部１のＸ軸マイナス側の端部で左右方向の一端または両端の角部に対して、２方向から覆うような形態のものとして構成することを妨げない。その場合は、仮想線Ｗ２の位置に別の分離用連結部３′を配置する。

以上説明したように本実施形態の厚みすべり振動型水晶片によれば、Ｘ軸プラス側でのエッチングの過剰浸食の防止と水晶片部の分離容易性の確保とを両立させ、分離で得られることとなる水晶振動板の形状精度を良好化し、その振動特性の向上を図ることができる。

本発明の技術は、厚みすべり振動モードである水晶片に関して、Ｘ軸プラス側でのエッチングの過剰浸食の防止と水晶片部の分離容易性の確保とを両立させ、分離で得られることとなる水晶振動板の形状精度を良好化し、その振動特性の向上を図る技術として有用である。

１ 水晶片部
２ 支持枠部
３ 分離用連結部
４ 貫通領域
１１ 水晶基板
３１ 励振電極
３２ 引出電極
４０ 矩形の水晶片部
４１ 水晶振動板
５０ 分離支援部
Ｋ１ 仮想側面
Ｋ２ 仮想基端面
Ｑ１ 仮想角部
Ｍ１ 厚みすべり振動型水晶片
Ｍ２ 電極付きの厚みすべり振動型水晶片

Claims (12)

1. 矩形状の水晶片部と、前記水晶片部を支持する支持枠部と、前記水晶片部を前記支持枠部に連結する分離用連結部とを有し、前記水晶片部が前記支持枠部に分離用連結部によって連結されていると共に当該分離用連結部で前記水晶片部が前記支持枠部から分離が可能である厚みすべり振動型水晶片において、
   前記分離用連結部は、水晶結晶軸のＸ軸（電気軸）プラス側の前記水晶片部の基端部であって前記水晶結晶軸のＺ軸（光学軸）から傾斜した軸であるＺ′軸方向の少なくとも一つの角部において配置され、かつ、当該分離用連結部によって、前記水晶片部のＺ′軸方向端部の外側面をＸ軸方向に仮想的に延長した仮想側面および前記水晶片部のＸ軸プラス側の基端面をＺ′軸方向に仮想的に延長した仮想基端面が連続して外方から覆われており、
   前記分離用連結部には、前記仮想側面および前記仮想基端面に沿う領域に、前記分離をし易くする分離支援部が設けられていることを特徴とする厚みすべり振動型水晶片。
2. 前記水晶片部は、その主面が水晶結晶軸のＸ軸（電気軸）に平行でかつＺ軸（光学軸）に対して傾斜するＡＴカット型に構成されている請求項１に記載の厚みすべり振動型水晶片。
3. 前記分離用連結部は、前記水晶片部のＺ′軸方向での両端部にそれぞれ配置されている請求項１または請求項２に記載の厚みすべり振動型水晶片。
4. 前記分離用連結部は、前記水晶片部との連結の長さについて、前記仮想的に延長した仮想側面での連結長さが前記仮想的に延長した仮想基端面での連結長さよりも短く構成されている請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の厚みすべり振動型水晶片。
5. 前記分離用連結部は、前記水晶片部との連結の長さについて、前記仮想的に延長した仮想側面での連結長さが前記仮想的に延長した仮想基端面での連結長さと同じかそれよりも長く構成されている請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の厚みすべり振動型水晶片。
6. 前記分離用連結部は、その厚みについて、前記水晶片部および前記支持枠部の厚みよりも薄く構成されている請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の厚みすべり振動型水晶片。
7. 前記分離支援部は、凹溝、または、複数の凹所、または、複数の貫通孔で構成されている請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の厚みすべり振動型水晶片。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の厚みすべり振動型水晶片において、前記水晶片部の表裏両面の中央部分に対向して形成された励振電極と、前記表裏の励振電極に電気的に接続される状態で前記水晶片部の表裏両面で前記Ｘ軸プラス側端縁部に形成された引出電極とを備えた電極付きの厚みすべり振動型水晶片。
9. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の厚みすべり振動型水晶片において、前記水晶片部の表裏両面の中央部分に対向して形成された励振電極と、前記表裏の励振電極に電気的に接続される状態で前記水晶片部の表裏両面で前記Ｚ′軸方向端部の外側面端縁部に形成された引出電極とを備えた電極付きの厚みすべり振動型水晶片。
10. 表裏両面に対向して一対の励振電極とこれらの引出電極とが設けられている矩形状の水晶片部と、前記水晶片部を支持する支持枠部とを有し、前記水晶片部が分離用連結部を介して前記支持枠部に連結されている厚みすべり振動型水晶片から水晶振動板を製造する方法において、
    水晶基板からエッチングにより、前記水晶片部を、水晶結晶軸のＸ軸（電気軸）プラス側の前記水晶片部の基端部であって前記水晶結晶軸のＺ軸（光学軸）から傾斜した軸であるＺ′軸方向の両端の角部それぞれにおいて、前記水晶片部のＺ′軸方向端部の外側面をＸ軸方向に仮想的に延長した仮想側面および前記水晶片部のＸ軸プラス側の基端面をＺ′軸方向に仮想的に延長した仮想基端面が連続して前記分離用連結部によって外方から覆われる外形形状に、形成する工程と、
    前記水晶片部の表裏両面に前記励振電極と前記引出電極とを形成する工程と、
    前記水晶片部を前記分離用連結部で前記支持枠部から分離する工程と、
    を含むことを特徴とする水晶振動板の製造方法。
11. 請求項１０に記載の製造方法により得られた水晶振動板をパッケージに収容する工程と、
    前記水晶振動板における前記引出電極と前記パッケージにおけるパッド電極とを機械的電気的に導電接合材により接合する工程と、
    前記パッケージを気密封止する工程と、
    を含むことを特徴とする水晶振動子の製造方法。
12. 請求項１０に記載の製造方法により得られた水晶振動板と、前記水晶振動板を励振駆動するための発振回路を含む集積回路とを、パッケージに収納する工程を含むことを特徴とする水晶発振器の製造方法。