JP6344677B2 - Crystal resonator element and crystal unit - Google Patents
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Description
本発明は、水晶振動片、および水晶振動子に関する。 The present invention relates to a crystal resonator element and a crystal resonator.
ウェットエッチングにより形成される水晶振動片として、たとえば、特許文献1にあげるようなメサ型や逆メサ型の水晶振動片が知られている。
As a quartz crystal vibrating piece formed by wet etching, for example, a mesa type or inverted mesa type quartz crystal vibrating piece as disclosed in
このようなメサ型や逆メサ型の水晶振動片においては、その段差はウェットエッチングにより形成され、その側壁は自然結晶面となる。自然結晶面は、水晶特有のエッチング異方性により、配置場所や角度が決まっているため、形成される場所によって側壁の傾斜角度が異なり、水晶振動片の等方性がくずれてしまう場合がある。これにより、励振電極を起点とした振動の等方性がくずれ、振動特性を低下させてしまう問題があった。 In such a mesa type or inverted mesa type crystal vibrating piece, the step is formed by wet etching, and the side wall becomes a natural crystal plane. Since the natural crystal plane has an arrangement location and angle determined by the etching anisotropy peculiar to quartz, the inclination angle of the side wall varies depending on the location where it is formed, and the isotropicity of the crystal vibrating piece may be lost. . As a result, there is a problem that the isotropy of vibration starting from the excitation electrode is lost and the vibration characteristics are deteriorated.
本発明はかかる事情に考慮してなされたものであり、その目的は、形成されている面の傾斜角度が略等しく、等方性を有することにより、優れた振動特性を有する水晶振動片および水晶振動子を得ることである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a crystal resonator element and a crystal having excellent vibration characteristics by having substantially equal inclination angles of formed surfaces and having isotropic properties. It is to obtain a vibrator.
本発明の一つの態様の水晶振動片は、ATカットにより形成される水晶振動片において、中央に励振電極が形成されている主面と、前記主面に接続され、前記主面における所定方向の中心に対して対称に設けられた、少なくとも一組の斜面と、前記主面と、前記斜面と、を備える中央部と、前記中央部の厚みと異なる厚みで形成される周辺部と、を備え、前記一組の斜面は、前記主面に対するそれぞれの前記斜面の傾斜角度の差異が10°以内であり、前記傾斜角度は、自然結晶面と前記主面とが成す角度よりも小さく、前記斜面は、前記周辺部の表面と前記主面とを接続することを特徴とする。 A quartz crystal resonator element according to one aspect of the present invention is a quartz crystal resonator element formed by AT cut, a main surface having an excitation electrode formed in the center thereof, connected to the main surface, and in a predetermined direction on the main surface. Provided at least one pair of slopes provided symmetrically with respect to the center, a central part comprising the main surface and the slopes, and a peripheral part formed with a thickness different from the thickness of the central part. , the set of slope, the difference in inclination angle of each of the inclined surface with respect to the main surface is within 10 °, the tilt angle is rather smaller than the angle between the main surface and the natural crystal surface, wherein The inclined surface connects the surface of the peripheral portion and the main surface .
この構成によれば、励振電極が設けられた主面の中心に対して、対称に設けられている少なくとも一組の斜面が、それぞれ略等しい角度で傾斜している。そのため、励振電極を起点とした、振動の等方性が得られ、振動特性に優れた水晶振動片が得られる。 According to this configuration, at least one pair of inclined surfaces provided symmetrically with respect to the center of the main surface provided with the excitation electrode is inclined at substantially the same angle. Therefore, it is possible to obtain a vibration isotropy starting from the excitation electrode and to obtain a quartz crystal resonator element having excellent vibration characteristics.
また、振動の等方性が得られることにより、厚みすべり主振動と、厚み副振動との周波数差を大きくでき、厚み副振動の振動強度も下げることができる。したがって、安定した振動が得られる。 Further, by obtaining vibration isotropy, the frequency difference between the thickness-slip main vibration and the thickness sub-vibration can be increased, and the vibration strength of the thickness sub-vibration can also be reduced. Therefore, stable vibration can be obtained.
前記傾斜角度は、自然結晶面と前記主面とが成す角度よりも小さくてもよい。
この構成によれば、主面と斜面との境界部において振動が発振することを抑制でき、かつ端部に伝わる振動を減衰できる。したがって、振動エネルギーの閉じ込め精度に優れた水晶振動片が得られる。
The inclination angle may be smaller than an angle formed between a natural crystal plane and the main surface.
According to this structure, it can suppress that a vibration oscillates in the boundary part of a main surface and a slope, and can attenuate the vibration transmitted to an edge part. Therefore, a quartz crystal resonator element having excellent vibration energy confinement accuracy can be obtained.
前記主面と、前記斜面と、を備える中央部と、前記中央部の厚みと異なる厚みで形成される周辺部と、を備え、前記斜面は、前記周辺部の表面と前記主面とを接続してもよい。
この構成によれば、メサ型または逆メサ型の振動特性に優れた水晶振動片が得られる。
A central portion provided with the main surface and the slope, and a peripheral portion formed with a thickness different from the thickness of the central portion, the slope connecting the surface of the peripheral portion and the main surface. May be.
According to this configuration, a quartz crystal resonator element having excellent mesa-type or inverted mesa-type vibration characteristics can be obtained.
前記傾斜角度は、20°以下であってもよい。
この構成によれば、振動エネルギーの閉じ込め精度に優れた水晶振動片が得られる。
The inclination angle may be 20 ° or less.
According to this configuration, it is possible to obtain a quartz crystal resonator element with excellent vibration energy confinement accuracy.
本発明の水晶振動子は、本発明の水晶振動片を備える。
この構成によれば、前述した水晶振動片を備えるため、同様に振動特性の優れた水晶振動子が得られる。
The crystal resonator of the present invention includes the crystal resonator element of the present invention.
According to this configuration, since the above-described crystal vibrating piece is provided, a crystal resonator having excellent vibration characteristics can be obtained.
本発明によれば、形成されている面の傾斜角度が略等しく、等方性を有することにより、優れた振動特性を有する水晶振動片および水晶振動子が得られる。 According to the present invention, a crystal resonator element and a crystal resonator having excellent vibration characteristics can be obtained by having substantially equal inclination angles of formed surfaces and isotropic properties.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る水晶振動片、水晶振動片の製造方法および水晶振動子について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
Hereinafter, a crystal resonator element, a method for manufacturing a crystal resonator element, and a crystal resonator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The scope of the present invention is not limited to the following embodiment, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention. Moreover, in the following drawings, in order to make each structure easy to understand, the actual structure may be different from the scale, number, or the like in each structure.
[第1実施形態]
図1は、本実施形態の水晶振動子を示す、分解斜視図である。
本実施形態の水晶振動子1は、図1に示すように、ベース基板2とリッド基板3とで2層に積層された箱状に形成されており、内部のキャビティC内に水晶振動片4がマウントされている。
水晶振動片4は、水晶振動板10と、水晶振動板10上にそれぞれ形成された一対の電極膜20と、を備えている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing the crystal resonator of the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the
The
水晶振動板10は、図2に示すように、X軸、Y軸、Z軸で水晶結晶の座標軸が定義された水晶のランバード原石6をATカット(表裏主面がX軸回りにZ軸から半時計方向に約35度15分の角度となるようにカット)されることで得られた水晶板7を、その後、ウェットエッチング加工によって平面視矩形状に形成されたものである。
なお、図2は、水晶板7の切断角度及び水晶結晶の座標軸を説明するためのランバード原石6の斜視図である。また、本実施形態においてZ’軸とは、図1に示すように、水晶振動板10の表裏主面上においてX軸と直交する方向の結晶軸であり、Y’軸とはX軸およびZ’軸に対して直交する結晶軸をいう。
As shown in FIG. 2, the
FIG. 2 is a perspective view of the lumbar
図3は、水晶振動片4を示す図であって、図3(a)は正面図、図3(b)は平面図、図3(c)は側面図である。
水晶振動板10は、図3に示すように、中央部30と、周辺部31と、を備えている。周辺部31は、直方体であり、中央部30の長辺方向(X軸方向)両端に設けられている。
3A and 3B are diagrams showing the
As shown in FIG. 3, the
中央部30は、基部30aと、凸部30bと、を備えている。
基部30aは、直方体である。
凸部30bは、側面視台形の四角柱形状である。凸部30bは、台形の短辺側が上側(+Y’方向側)となるようにして、基部30a上に設けられている。凸部30bは、表主面10aと、表主面10aにおける水晶振動板10の長辺方向(X軸方向)の両端に、水晶振動板10の短辺方向(Z’軸方向)に沿って、斜面11a,11bが形成されている。斜面11aは、表主面10aの+X方向側の短辺の全長に亘って、表主面10aに対して角度θ1で傾斜している。斜面11bは、表主面10aの−X方向側の短辺の全長に亘って、表主面10aに対して角度θ2で傾斜している。
The
The
The
水晶振動片4の斜面11a,11bの角度θ1,θ2は、略等しい角度となっており、自然結晶面と水晶振動片の主面とが形成する角度の値よりも小さい。角度θ1,θ2としては、たとえば、20°以下である。
The angles θ1 and θ2 of the
一対の電極膜20は、図1および図3に示すように、それぞれ励振電極21と、引出電極22と、マウント電極23と、を備えている。
励振電極21は、水晶振動板10の表裏主面10a,10bの略中央部分にそれぞれ形成され、水晶振動板10を挟んで向かい合うように形成されている。一方側(−X方向側)の周辺部31における、水晶振動板10の短辺方向(Z’軸方向)の両端部には、マウント電極23がそれぞれ設けられている。マウント電極23は、周辺部31における表主面10a側の表面12aから、側面を介して、裏主面10b側の表面に亘って形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the pair of
The
また、マウント電極23のうち、一方のマウント電極23は引出電極22を介して表主面10a上に形成された一方の励振電極21に電気的に接続され、他方のマウント電極23は引出電極22を介して裏側の主面10b上に形成された他方の励振電極21に電気的に接続されている。
なお、上述した励振電極21、引出電極22およびマウント電極23からなる電極膜20は、金等の単層膜や、クロム等の金属を下地層とした上に金等の金属層を積層した積層膜で形成されている。
Of the
The
このように構成された水晶振動片4は、バンプや導電性接着剤等の実装部材を利用して、図1に示すようにベース基板2の上面2aにマウントされる。より具体的には、ベース基板2の上面2aに形成されたインナー電極300に対して、水晶振動板10の裏主面10bに形成された一対のマウント電極23が実装部材を介してそれぞれ接触した状態でマウントされる。
これにより、水晶振動片4は、ベース基板2の上面2aに機械的に保持されると共に、インナー電極300とマウント電極23とがそれぞれ導通された状態となっている。
The quartz
Thereby, the quartz
次に、図4および図5を参照して、水晶振動片4の斜面の製造方法について説明する。
図4は、水晶振動片4の製造工程における、斜面11a,11bの形成工程を示したフローチャートである。
図5は、水晶振動片4の製造工程における、斜面11a,11bの形成手順について示した断面図および平面図である。
Next, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, the manufacturing method of the inclined surface of the
FIG. 4 is a flowchart showing a process of forming the
FIG. 5 is a cross-sectional view and a plan view showing a procedure for forming the
本実施形態の水晶振動片の製造方法における、斜面11a,11bの形成工程は、図4に示すように、ウエハ準備工程S1と、凹部形成工程S2と、を有する。
まず、図4に示すように、水晶のランバート原石をATカットして一定の厚みとしたウエハをラッピングして粗加工した後、加工変質層をエッチングで取り除き、この後、ポリッシュなどの鏡面研磨加工を行なって所定の厚みのウエハS(図5(a)参照)を準備する(S1)。
As shown in FIG. 4, the formation process of the
First, as shown in FIG. 4, a rough Lambert stone crystal is AT-cut and lapped to a constant thickness, and then rough-processed. Then, the work-affected layer is removed by etching, and then mirror polishing such as polishing is performed. To prepare a wafer S (see FIG. 5A) having a predetermined thickness (S1).
凹部形成工程S2は、ウエハSの表面に後述する凹部42を形成する工程である。
The recess forming step S2 is a step of forming a later-described
まず、図5(a)に示すように、ウエハSの表面をドライエッチング加工する(S2a)。
ドライエッチングとしては、ウエハSの表面を、後述するウエハSを斜面エッチング加工する工程S2fにおいて、斜面11aが形成できる範囲内において、特に限定されない。たとえば、リアクティブイオンエッチング(RIE)や、逆スパッタ等を選択できる。
この工程により、ウエハSの表面が平坦化される。
First, as shown in FIG. 5A, the surface of the wafer S is dry-etched (S2a).
The dry etching is not particularly limited as long as the
By this step, the surface of the wafer S is flattened.
次に、図5(b)に示すように、ウエハSの両面にエッチング保護膜40とフォトレジスト膜41とをそれぞれ成膜する(S2b)。
エッチング保護膜40は、たとえば、クロム(Cr)を数10nm成膜したエッチング保護膜と、金(Au)を数10nm成膜したエッチング保護膜とが、順次積層された積層膜である。
Next, as shown in FIG. 5B, an
The etching
この工程S2bにおいては、まず、ウエハSの表裏主面に、順次、エッチング保護膜40を、それぞれスパッタリング法や蒸着法などにより成膜する。
次いで、エッチング保護膜40上に、スピンコート法などによりレジスト材料を塗布して、フォトレジスト膜41を形成する。
なお、本実施形態で用いるレジスト材料としては、環化ゴム(たとえば、環化イソプレン)を主体にしたゴム系ネガレジストが好適に用いられている。ゴム系ネガレジストは、環化ゴムを有機溶剤に溶解し、さらにビスアジド感光剤を加えて、ろ過し、不純物を除去することで精製されたものである。
In this step S2b, first, an etching
Next, a resist material is applied on the
As a resist material used in the present embodiment, a rubber negative resist mainly composed of cyclized rubber (for example, cyclized isoprene) is preferably used. The rubber negative resist is refined by dissolving cyclized rubber in an organic solvent, adding a bisazide photosensitizer, filtering, and removing impurities.
次に、エッチング保護膜40およびフォトレジスト膜41が成膜されたウエハSの一方側(+Y’方向側)の面を、外形パターンが形成されたフォトマスクを用いて一括で露光し、現像する。
これにより、図5(c)に示すように、フォトレジスト膜41の一方側に外形パターン41aを形成する(S2c)。
外形パターン41aは、水晶振動板10の外形に沿った形状である。
Next, the surface on one side (+ Y ′ direction side) of the wafer S on which the etching
As a result, as shown in FIG. 5C, an
The
次に、外形パターン41aが形成されたフォトレジスト膜41をマスクとしてエッチング加工を行ない、マスクされていないエッチング保護膜40を選択的に除去する(S2d)。
次に、エッチング加工後にフォトレジスト膜41を剥離する(S2e)。
これらにより、図5(d)に示すように、エッチング保護膜40の一方側に外形パターン40aを形成する。
Next, etching is performed using the
Next, the
As a result, as shown in FIG. 5D, an
なお、エッチング加工には、エッチング保護膜40とフォトレジスト膜41が形成されたウエハSを、薬液に浸漬して行うウェットエッチング方式を用いることができる。
具体的には、たとえば、エッチング保護膜40が、金(Au)からなる場合には、薬液としてヨウ素を用いてエッチングすることができる。
なお、このパターニングは、複数の水晶振動板10の数だけ、一括して行なう。
For the etching process, a wet etching method in which the wafer S on which the etching
Specifically, for example, when the
This patterning is performed collectively for the number of the plurality of
次に、エッチング保護膜40の外形パターン40aをマスクとして、マスクされていないウエハSを選択的に斜面エッチング加工する(S2f)。
これにより、図5(e)に示すように、マスクされていないウエハSの露出面から、マスクの下側の部分もエッチングされ、ウエハSの主面に対して緩やかな角度で交差する斜面11a,11bを側面として有する凹部42が形成される。
Next, the unmasked wafer S is selectively etched by a slope using the
As a result, as shown in FIG. 5E, the lower portion of the mask is also etched from the exposed surface of the unmasked wafer S, and the
ここで、通常、水晶のエッチングでは、水晶特有のエッチング異方性によって、特定の角度を有する自然結晶面が現れる。またマスクされていない露出面から、マスクの下側(内側)にエッチングが進行することはほとんどみられない。
これに対して、本実施形態では、斜面エッチングを行う前に、ウエハSの表面をドライエッチング加工(S1)しているため、エッチングがマスクの下側にまで進行し、自然結晶面の角度に依存しない緩やかな角度を有する斜面を形成できる。
Here, normally, in the etching of quartz, a natural crystal plane having a specific angle appears due to etching anisotropy peculiar to quartz. Moreover, it is hardly seen that etching progresses from the exposed surface not masked to the lower side (inside) of the mask.
On the other hand, in this embodiment, since the surface of the wafer S is dry-etched (S1) before the slope etching is performed, the etching proceeds to the lower side of the mask, and the angle of the natural crystal plane is reached. A slope having a gentle angle that does not depend can be formed.
次に、図5(f)に示すように、エッチング保護膜40を除去するエッチング加工を行なう(S2g)。
以上の工程により、凹部形成工程S2が終了し、凹部42が形成されたウエハSが得られる。
Next, as shown in FIG. 5F, etching is performed to remove the etching protective film 40 (S2g).
Through the above steps, the recess forming step S2 is completed, and the wafer S in which the
以上のS1およびS2の工程により、斜面11a,11bが形成される。この後、斜面11a、11bが形成されたウエハSを、個片化することにより、水晶振動板10が得られる。
The
本実施形態の水晶振動片によれば、斜面11aの表主面10aに対する傾斜角度θ1と、斜面11bの表主面10aに対する傾斜角度θ2と、の角度が略等しく、水晶振動板10は、励振電極21が形成されている表裏主面10a,10bの中心を通るX軸、Y’軸、Z’軸に対してそれぞれ線対称に構成されている。そのため、励振電極21を起点とした、振動の等方性が得られ、振動特性に優れた水晶振動片が得られる。
According to the quartz crystal resonator element of the present embodiment, the inclination angle θ1 of the
また、振動の等方性が得られることにより、厚みすべり主振動と、厚み副振動との周波数差を大きくでき、厚み副振動の振動強度も下げることができる。したがって、安定した振動が得られる。 Further, by obtaining vibration isotropy, the frequency difference between the thickness-slip main vibration and the thickness sub-vibration can be increased, and the vibration strength of the thickness sub-vibration can also be reduced. Therefore, stable vibration can be obtained.
また、水晶振動片においては、厚み滑り振動の他、屈曲振動、輪郭すべり振動等の振動モードがあることが知られている。これらの厚み滑り振動以外の振動(以下、不要振動という)の影響が大きいと、アクティビティディップが発生し、水晶振動片の振動特性が不安定になる。 Further, it is known that the quartz crystal vibrating piece has vibration modes such as bending vibration and contour sliding vibration in addition to thickness-shear vibration. When the influence of vibrations other than these thickness-shear vibrations (hereinafter referred to as unnecessary vibrations) is large, an activity dip occurs and the vibration characteristics of the quartz crystal vibrating piece become unstable.
厚み滑り振動が水晶振動片の厚さに依存するのに対して、不要振動の多くは水晶振動片の長さに依存するため、不要振動は水晶振動片の端部において発生しやすい。そのため、水晶振動片の中央部から端部に向けて水晶振動片の厚さを薄くし、端部での振動を減衰させることで、不要振動を抑制できる。水晶振動片の中央部から端部に向けて水晶振動片の厚さを薄くする方法としては、水晶振動片の端部に斜面を設ける方法があるが、従来の水晶振動片では、端部に設けられる斜面が水晶片の自然結晶面であったため、主面に対する角度が大きく、水晶振動片の端部ではなく、斜面と主面とが交差する位置において不要振動が発生してしまうという問題があった。 Thickness-sliding vibration depends on the thickness of the crystal vibrating piece, whereas many unnecessary vibrations depend on the length of the crystal vibrating piece. Therefore, unnecessary vibration is likely to occur at the end of the crystal vibrating piece. Therefore, unnecessary vibration can be suppressed by reducing the thickness of the crystal vibrating piece from the center to the end of the crystal vibrating piece to attenuate the vibration at the end. As a method of reducing the thickness of the quartz crystal vibrating piece from the center to the end of the quartz crystal vibrating piece, there is a method of providing an inclined surface at the end of the quartz crystal vibrating piece. Because the slope provided is the natural crystal plane of the crystal piece, the angle with respect to the main surface is large, and there is a problem that unnecessary vibration occurs at the position where the slope and the main surface intersect, not at the end of the crystal vibration piece. there were.
これに対して、本実施形態の水晶振動片4によれば、斜面11a,11bの角度θ1,θ2が十分に緩やかに形成されているため(たとえば、20°以下)、斜面11a,11bと表主面10aとが交差する位置において振動伝達が阻害されず、斜面と主面とが交差する位置における不要振動の発生を抑制できる。また、端部においては、振動は十分に減衰されているため、不要振動による影響を抑制できる。その結果、水晶振動片の振動特性を安定させることができる。
On the other hand, according to the quartz
また、本実施形態のようなメサ型の水晶振動片では、励振電極が凸部上の主面に形成され、マウント電極が周辺部の表面に形成される。そのため、励振電極とマウント電極を接続する引き出し電極は、主面と周辺部の表面とを接続する斜面に形成されることになる。これらの電極はスパッタ法等によって成膜されるが、主面に対する斜面の傾斜角度が大きいと(たとえば、90°)、主面と周辺部の表面とに対向する側からスパッタ粒子を付着させた場合に、斜面に付着するスパッタ粒子が少なく、十分な厚みの電極膜を形成することが困難となる。これにより、引き出し電極の抵抗値が高くなり、水晶振動片の抵抗値が高くなってしまうおそれがあった。 Further, in the mesa type crystal vibrating piece as in this embodiment, the excitation electrode is formed on the main surface on the convex portion, and the mount electrode is formed on the surface of the peripheral portion. Therefore, the extraction electrode that connects the excitation electrode and the mount electrode is formed on a slope connecting the main surface and the surface of the peripheral portion. These electrodes are formed by sputtering or the like, but when the inclination angle of the inclined surface with respect to the main surface is large (for example, 90 °), the sputtered particles are adhered from the side facing the main surface and the peripheral surface. In this case, there are few sputtered particles adhering to the slope, and it becomes difficult to form an electrode film having a sufficient thickness. As a result, the resistance value of the extraction electrode is increased, and the resistance value of the crystal vibrating piece may be increased.
これに対して、本実施形態の水晶振動片4によれば、斜面11bは、自然結晶面に比べて、表主面10aに対する傾斜角度が緩やかである。そのため、表主面10aと、周辺部31の表主面10a側の表面と、に対向するようにしてスパッタ粒子を付着させた場合でも、斜面11b上に引き出し電極22を十分な厚みで形成することが容易である。したがって、スパッタ法による電極膜の成膜法を採用できる。これにより、抵抗値が低く抑えられた水晶振動片が得られる。
On the other hand, according to the quartz
また、上述の製造方法で作製された水晶振動片4における斜面は、従来の機械加工で作製されるような曲面状に形成されず、平坦度の高い平坦面として形成される。また、従来の機械加工では斜面と主面との接続部が曲面状に連続的に形成されてしまうが、上述の製造方法で作製された水晶振動片4においては、斜面と主面との接続部が明確に分離されるようになる。これは、平坦度の高い斜面と同じく平坦度の高い主面とが接続されることで、斯かる接続部がその断面から見て角をもつ形状として形成されることによる。よって、主面の全面の平坦度が確保され、主面の表裏面の平行度が増すため、水晶振動子としての所望のQ値を確保できるようになる。
In addition, the inclined surface of the quartz
[第2実施形態]
次に、基部30aの厚さ方向(Y軸方向)両側に凸部30bが設けられた水晶振動片である、第2実施形態について説明する。
図6は、本実施形態の水晶振動片5を示す図であって、図6(a)は正面図、図6(b)は平面図、図6(c)は側面図である。
水晶振動片5は、図6に示すように、水晶振動板10Aと、水晶振動板10A上に形成された一対の電極膜20と、を備えている。
[Second Embodiment]
Next, a description will be given of a second embodiment, which is a crystal vibrating piece in which
6A and 6B are diagrams illustrating the quartz
As shown in FIG. 6, the
水晶振動板10Aは、中央部30Aと、周辺部31と、を備える。
中央部30Aは、基部30aと、2つの凸部30bと、を備える。+Y方向側に設けられた凸部30bの面は主面10aであり、−Y軸方向側に設けられた凸部30bの面は裏主面10bである。表裏主面10a,10bの水晶振動板10Aの+X方向側には、それぞれ表裏主面10a,10bに対して角度θ1で傾斜する斜面11aが設けられており、−X方向側には、それぞれ表裏主面10a,10bに対して角度θ2で傾斜する斜面11bが設けられている。角度θ1と角度θ2とは、略等しく、自然結晶面と表裏主面10a,10bとの成す角度よりも緩やかな角度である。
The
The
本実施形態のように、両面側に凸部が設けられているようなメサ型の水晶振動片では、両面に設けられている斜面の傾斜角度が異なり、そのうちに傾斜角度が大きい(たとえば、90°)斜面が含まれる場合、このような斜面には、前述したように、引き出し電極の形成が困難であるため、マウント電極の形成位置が制限されてしまう場合がある。 As in this embodiment, in the mesa-type crystal vibrating piece in which convex portions are provided on both sides, the inclination angles of the inclined surfaces provided on both surfaces are different, and the inclination angle is large (for example, 90 °) When a slope is included, the formation position of the mount electrode may be limited because it is difficult to form the extraction electrode on the slope as described above.
これに対して、本実施形態によれば、両面に設けられている斜面11a,11bの角度θ1,θ2は、すべて緩やかな傾斜であるため、マウント電極の形成位置が制限されることを抑制できる。
On the other hand, according to the present embodiment, the angles θ1 and θ2 of the
[第3実施形態]
次に、凸部が両面側に設けられ、凸部の周囲4辺に斜面が設けられている、第3実施形態について説明する。
図7は、第3実施形態の水晶振動片120を示した図であって、図7(a)は正面図、図7(b)は平面図、図7(c)は側面図である。
水晶振動片120は、図7に示すように、水晶振動板121と、水晶振動板121の表裏主面上にそれぞれ形成された一対の電極膜20と、を備えている。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described in which convex portions are provided on both sides, and slopes are provided on the four sides around the convex portions.
FIGS. 7A and 7B are views showing the quartz
As shown in FIG. 7, the quartz
水晶振動板121は、直方体200aと、直方体200aの基面124a,124bの中央にそれぞれ設けられている四角錐台状の凸部200bと、で構成されている。
直方体200aの側面122b,123bは、基面124a,124bに対して略垂直に設けられている。
凸部200bは、面積の大きい側の面が、直方体200aの基面124a,124bとそれぞれ当接するようにして設けられており、反対側の面は、それぞれ水晶振動片120の表裏主面121a,121bとなっている。表裏主面121a,121b上には励振電極21が設けられており、表裏主面121a,121bは、直方体200aの基面124a,124bと平行である。
The
The side surfaces 122b and 123b of the
The
凸部200bにおける、短辺方向(Z’軸方向)に沿った斜面122aおよび長辺方向(X軸方向)に沿った斜面123aは、それぞれ表裏主面121a,121bに対する角度が、自然結晶面よりも緩やかで、かつ略等しい角度で形成されている。
In the
なお、本実施形態において、中央部32は、凸部200bと、直方体200aにおける、凸部200bで挟まれた部分と、で構成され、周辺部33は、中央部における直方体200aの部分を除いた、直方体200aの残りの部分で構成されている。
In the present embodiment, the
[第4実施形態]
次に、逆メサ型の水晶振動片である、第4実施形態について説明する。
図8は、第4実施形態の水晶振動片130を示した図であって、図8(a)は正面図、図8(b)は平面図、図8(c)は側面図である。
水晶振動片130は、図8に示すように、水晶振動板131と、水晶振動板131の表裏主面上にそれぞれ形成された一対の電極膜20と、を備えている。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment which is an inverted mesa type crystal vibrating piece will be described.
FIGS. 8A and 8B are views showing a
As shown in FIG. 8, the quartz
水晶振動板131は、直方体であり、基面134a,134bの中央部には、それぞれ凹部210が形成されている。水晶振動板131の側面132b,133bは、基面134a,134bに対して略垂直に設けられている。
凹部210は、側面が斜面となるように形成されている。凹部210の底面は、励振電極21が形成された表裏主面131a,131bであり、水晶振動板131の基面134a,134bと平行に形成されている。凹部210の長辺方向(X軸方向)に沿った側面である斜面133aおよび短辺方向(Z’軸方向)に沿った側面である斜面132aは、それぞれ表裏主面131a,131bに対する角度が、自然結晶面よりも緩やかで、かつ略等しい角度で形成されている。
The
The
なお、本実施形態において、中央部34は、凹部210が形成され、凹部210によって挟まれている、直方体200aの部分で構成され、周辺部35は、中央部における直方体200aの部分を除いた、直方体200aの残りの部分で構成されている。
In the present embodiment, the
なお、上記に説明した実施形態において、斜面の傾斜角度が略等しい、とは斜面同士の傾斜角度の差異が10°以内である場合までを含むものとする。 In the embodiment described above, the inclination angle of the inclined surface is substantially equal includes the case where the difference in inclination angle between the inclined surfaces is within 10 °.
なお、上記に示した実施形態は、メサ型および逆メサ型の水晶振動片であるが、これに限られず、段差が設けられていない単純矩形の水晶振動片であってもよい。 In addition, although embodiment shown above is a mesa type | mold and reverse mesa type | mold crystal vibrating piece, it is not restricted to this, The simple rectangular quartz crystal vibrating piece in which the level | step difference is not provided may be sufficient.
なお、上記に示した実施形態においては、長辺方向をX軸方向、短辺方向をZ’軸方向としたが、長辺方向をZ’軸方向、短辺方向をX軸方向とすることもできる。また、X軸方向とZ’軸方向とを同じ長さの辺とする正方形とすることもできる。また、XZ’面内で回転させ、各辺の向きをX軸方向やZ’軸方向から所定角度ずらした向きとすることもできる。 In the embodiment described above, the long side direction is the X-axis direction and the short side direction is the Z′-axis direction, but the long side direction is the Z′-axis direction and the short side direction is the X-axis direction. You can also. Moreover, it can also be made into the square which makes the X-axis direction and Z'-axis direction the edge | side of the same length. Further, it can be rotated in the XZ ′ plane so that the direction of each side is shifted by a predetermined angle from the X-axis direction or the Z′-axis direction.
1…水晶振動子、4,5,120,130…水晶振動片、10a,121a,131a…表主面、10b,121b,131b…裏主面、21…励振電極、11a,11b,122a,123a,132a,133a…斜面、30,32,34…中央部、31,33,35…周辺部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
中央に励振電極が形成されている主面と、
前記主面に接続され、前記主面における所定方向の中心に対して対称に設けられた、少なくとも一組の斜面と、
前記主面と、前記斜面と、を備える中央部と、
前記中央部の厚みと異なる厚みで形成される周辺部と、
を備え、
前記一組の斜面は、前記主面に対するそれぞれの前記斜面の傾斜角度の差異が10°以内であり、前記傾斜角度は、自然結晶面と前記主面とが成す角度よりも小さく、
前記斜面は、前記周辺部の表面と前記主面とを接続することを特徴とする水晶振動片。 In the crystal vibrating piece formed by AT cut,
A main surface on which an excitation electrode is formed in the center;
At least one set of slopes connected to the main surface and provided symmetrically with respect to a center in a predetermined direction on the main surface;
A central portion comprising the main surface and the slope;
A peripheral part formed with a thickness different from the thickness of the central part;
With
The set of slope, the difference in inclination angle of each of the inclined surface with respect to the main surface is within 10 °, the tilt angle is rather smaller than the angle between the main surface and the natural crystal surface,
The inclined surface connects the surface of the peripheral portion and the main surface .
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