JP2004072609A

JP2004072609A - Quartz crystal device, quarts crystal device manufacturing method, portable telephone using quartz crystal device, and electronic apparatus using the device

Info

Publication number: JP2004072609A
Application number: JP2002231705A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Kinoshita; 木下　裕介; Katsumi Takayama; 高山　勝己; Osamu Kawauchi; 川内　修; Manabu Takeuchi; 竹内　学
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2002-08-08
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-08
Also published as: JP4106540B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a quartz crystal device in which electrodes of a very small configuration can be formed without making a manufacturing process complicated and its manufacturing method. <P>SOLUTION: This quartz crystal device 30 houses a crystal resonative bar 40 in a package. The electrodes 46, 47 for driving the crystal resonative bar are formed on a surface including a side face part 73 of the crystal resonative bar. Tilted surfaces 61, 62 are formed in an area where the electrodes 47, 47 should be electrically separated on the side face part of the crystal resonative bar. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水晶振動片をパッケージに収容した水晶デバイスと、その製造方法ならびに、このような水晶デバイスを利用した携帯電話と電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器において、パッケージ内に水晶振動片を収容した水晶振動子や水晶発振器等の水晶デバイスが広く使用されている。
図１９ないし図２１は、このような水晶デバイスに利用される水晶振動片の形成工程を示す概略工程図である。
【０００３】
図１９ないし図２１の各図は、左側に、概略斜視図を、右側に左側の図のＡ−Ａ線で切断した切断端面だけを示す切断端面図を配置して示している。
図１９（ａ）において、水晶のウエハから、例えば、ひとつの振動片を形成するための水晶片１を形成する。この場合、水晶片１は、矩形状の水晶片を形成した場合を示している。
【０００４】
図１９（ｂ）において、水晶片１の表面全体には、金属蒸着や、スパッタリングの手法により、例えば、下地層としてのニッケル膜の上に、金を被覆した電極膜２が形成される。
この電極膜２は、水晶振動片を適切に駆動するために、駆動電圧を印加した際、水晶振動片を適切に振動させるような電界を生じる形状に分離させる必要がある。
【０００５】
そこで、フォトエッチングにより、水晶振動片の駆動に適した電極形態を形成する。つまり、図１９（ｃ）に示すように、電極膜２を設けた水晶片１の表面全体にレジスト３を塗布する。
次に、図２０（ｄ）に示すように、形成すべき電極形態に対応して、部分４ａ，４ｂ，４ｃのように区分されたマスク部材を配置し、矢印で示すように、上面及び下面から光を照射して、マスク部材から露出したレジスト３ａ，３ａを感光させる。
次いで、図２０（ｅ）に示すように、感光したレジスト３ａ，３ａを除去する。これにより、レジスト３ａ，３ａを除去した部分には、電極膜２ａ，２ａが露出する。
【０００６】
次に、図２０（ｆ）に示すように、露出した電極膜２ａ，２ａの部分をエッチングして、水晶材料１ａ，１ａを露出する。続いて、レジスト３，３，３を除去すると、図２１（ｇ）に示すように、水晶片１の上面と下面（図示せず）には、電極膜２が、部分２ａ，２ｂ，２ｃに分離された状態で形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような構造の水晶振動片５では、電極膜２の区分された部分２ａ，２ｂ，２ｃについて、正と負の異なる極に分けて利用しようとしても、水晶振動片５の電極膜２は、側面部では、部分２ｄ及び部分２ｅによって、上記した部分２ａ，２ｂ，２ｃが互いに接続されてしまう。
【０００８】
つまり、上述のようなフォトエッチング工程では、水晶片１の側面部を露光することができないので、水晶片１の側面部に形成された電極膜２は、分離できないことから、さらに、次のような工程の工夫を必要とする。
【０００９】
例えば、図２２の第１の工程例では、水晶片１に対して、電極膜を形成する前に、水晶片１の側面部の電極膜を分離したい箇所に、マスク部材６，６，６を配置し、この状態で電極膜を形成する。これにより、予め側面部において、電極膜が形成されない部分を設け、図２１の水晶振動片５を形成した際に、電極膜２の部分２ａ，２ｂ，２ｃを互いに分離した形態とすることができる。
【００１０】
また、図２３の第２の工程例では、側面部に突起もしくは凸部８，８，８を形成した水晶片７を用意している。
このような水晶片７を用いて、図１９ないし図２１と同じフォトエッチング工程により、電極膜を形成する。そして、最後に、各突起もしくは凸部８，８，８の折り取り線８ａ，８ｂ，８ｃに沿って、これらの突起もしくは凸部８，８，８を折り取ると、図２１の水晶振動片５を形成した際に、電極膜２の部分２ａ，２ｂ，２ｃを互いに分離した形態とすることができる。
【００１１】
ところが、図２２の第１の工程例によると、電極膜２の形成前に、各マスク部材６，６，６を配置しなければならないため、工程が煩雑になると共に、電極の分離箇所毎に、個別のマスク部材を配置するために、微細な形態の電極膜を形成しようとする場合には、不向きできある。
【００１２】
また、図２３の第２の工程例によると、各突起もしくは凸部８，８，８の折り取り線８ａ，８ｂ，８ｃに沿って、これらの突起もしくは凸部８，８，８を折り取る作業が増えて、煩雑であると共に、折り取り面が不揃いとなることから、水晶振動片の特性に悪影響を与えるおそれがある。
【００１３】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、製造工程を煩雑にすることなく、また、水晶振動片の特性に影響を与えずに、微細な形態の電極を形成することができる水晶デバイスと、その製造方法、および水晶デバイスを利用した携帯電話装置ならびに電子機器を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、請求項１の発明によれば、パッケージ内に水晶振動片を収容した水晶デバイスであって、前記水晶振動片の側面部を含む表面には、前記水晶振動片の動作に関連して電極が形成されており、前記水晶振動片の前記側面部において、前記電極が、電気的に分離されるべき領域に傾斜面が形成されている、水晶デバイスにより、達成される。
【００１５】
請求項１の構成によれば、水晶振動片の側面部には、この水晶振動片に形成される電極が、電気的に分離されるべき領域に傾斜面が形成されている。このため、水晶材料を個々の振動片の形態に加工して、必要な電極を形成するに際して、その表面の全面に電極膜を形成し、フォトリソグラフィを利用して、エッチングにより電極形状を形成する場合において、水晶片の側面部となる部分の前記傾斜面とした箇所にも、露光の際の光を当てることができる。このため、例えば、前記傾斜面の表面のレジストを感光させて除去できることから、当該傾斜面の電極膜をエッチングで取り去ることが可能となる。これにより、電極の形成工程におけるエッチング作業において、電気的に分離されるべき領域に電極膜を残してしまうことがなく、電極の形状の形成と同時に、電気的に分離されるべき領域の電極膜を同時に除去できる。このため特別な工程を必要としないので、工程が煩雑になることがなく、また、当該領域に部分的なマスク部材等を配置する必要もないので、電極の形状を形成するのと同じ精度で、必要に応じて、微細な分離領域を形成することができる。
ここで、前記傾斜面により分離される電極には、水晶振動片を駆動するための電極や、水晶振動片の振動または変位に基づいて生じる信号を取り出すための電極等の振動片の表面に形成される全ての電極を含むものである。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、前記傾斜面の上から下方向を見た場合の前記側面部の左側方向をＴＤＲとし、このＴＤＲが、前記水晶振動片の電気軸（＋Ｘ軸）と一致する方向に沿って形成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項２の構成によれば、前記水晶振動片を構成する水晶材料の厚み方向に沿って露光用の光が照射され、電極膜をエッチングできるように適切に傾斜面を形成することができる。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１または２のいずれかの構成において、前記傾斜面の上から下方向を見た場合の前記側面部の左側方向をＴＤＲとし、前記水晶振動片の前記側面部における厚みをｔとし、前記ＴＤＲが前記水晶振動片の反時計回り方向最寄りの電気軸（＋Ｘ軸）となす角度をθとし、前記傾斜面が設けられる領域の奥行きをＤ１とした場合、次の関係式
Ｄ１・ｃｏｓθ＞ｔ／√３
を満たすことを特徴とする。
【００１９】
請求項３の構成によれば、前記水晶振動片の前記側面部に、部分的に感光されない箇所を残すことがなく、このため、電気的に分離されるべき電極を確実に分けることができる。
【００２０】
また、上述の目的は、請求項４の発明によれば、パッケージ内に水晶振動片を収容した水晶デバイスの製造方法であって、水晶片に、その動作に関連した電極を形成する工程に先行して、前記水晶片の厚み方向両側から、それぞれマスク部材を配置して、挟むようにしてエッチングする工程において、前記水晶片を挟む各マスク部材のうち、一方のマスク部材が、前記水晶片の個片の側面部に対応した領域に、切欠き窓部が形成されたマスク部材を配置して、前記エッチング工程を実施する水晶デバイスの製造方法により、達成される。
【００２１】
請求項４の構成によれば、水晶片を、その厚み方向両側から、それぞれマスク部材を配置して、挟むようにしてエッチングすることで、水晶振動片を形成するための個片を得るようにしている。この場合、厚み方向両側から配置されるマスク部材のうち一方のマスク部材に切欠き窓部を設ける。特に、この切欠き窓部は、前記水晶片によって形成される個片の側面部に対応した領域に位置するようにする。これにより、エッチングを行うと、結晶の異方性により、切欠き窓部の基端部から、開放端に向かって、外向きに下がる傾斜面が形成される。続いて、エッチングにより形成した個片の表面の全面に電極膜を形成し、さらに、フォトリソグラフィを利用して、エッチングにより電極形状を形成する工程では、水晶振動片の側面部となる部分の前記傾斜面とした箇所にも、露光の際の光を当てることができる。このため、例えば、前記傾斜面の表面のレジストを感光させて除去できることから、当該傾斜面の電極膜をエッチングで取り去ることが可能となる。これにより、電極の形成工程におけるエッチング作業において、電気的に分離されるべき領域に電極膜を残してしまうことがなく、電極の形状の形成と同時に、電気的に分離されるべき領域の電極膜を同時に除去できる。
【００２２】
請求項５の発明は、請求項４の構成において、前記マスク部材の前記切欠き窓部の奥部から開口部を見た場合の端面の左側方向をＭＤＲとし、このＭＤＲが、前記水晶片の電気軸（＋Ｘ軸）に沿って配置されることを特徴とする。
【００２３】
請求項５の構成によれば、前記水晶片の厚み方向に沿って露光用の光が照射され、エッチングできるように適切な傾斜面を形成することができる。
【００２４】
請求項６の発明は、請求項５の構成において、前記マスク部材の前記切欠き窓部の奥部から開口部を見た場合の端面の左側方向をＭＤＲとし、前記水晶片の前記側面部における厚みをｔとし、前記ＭＤＲが前記水晶片の反時計回り方向最寄りの電気軸（＋Ｘ軸）となす角度をθとし、前記切欠き窓部の奥行きをＤ２とした場合、次の関係式
Ｄ２・ｃｏｓθ＞ｔ／√３
を満たすことを特徴とする。
【００２５】
請求項６の構成によれば、水晶片の個片の前記側面部に、部分的に感光されない箇所を残すことがなく、このため、電気的に分離されるべき電極を確実に分けることができる。
【００２６】
また、上述の目的は、請求項７の発明によれば、パッケージ内に水晶振動片を収容した水晶デバイスを利用した携帯電話装置であって、前記水晶振動片の側面部を含む表面には、前記水晶振動片の動作に関連して電極が形成されており、前記水晶振動片の前記側面部において、前記電極が、電気的に分離されるべき領域に傾斜面が形成されている水晶デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした、携帯電話装置により、達成される。
【００２７】
また、上述の目的は、請求項８の発明によれば、パッケージ内に水晶振動片を収容した水晶デバイスを利用した電子機器であって、前記水晶振動片の側面部を含む表面には、前記水晶振動片の動作に関連して電極が形成されており、前記水晶振動片の前記側面部において、前記電極が、電気的に分離されるべき領域に傾斜面が形成されている水晶デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした、電子機器により、達成される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３は、本発明の水晶デバイスの実施の形態を示しており、図１はその平面図であり、ケースの一部を透明にして、内部の様子を示した図、図２は図１のＢ−Ｂ線概略断面図、図３は、図１の水晶デバイスの概略斜視図である。
これらの図において、水晶デバイス３０は、水晶振動子を構成した例を示している。この水晶デバイス３０は、上ケース３１と、下ケース３５と、この上ケース３１と下ケース３５により挟まれた水晶振動片４０を有している。
【００２９】
上ケース３１と下ケース３５は、水晶振動片４０を収容するためのパッケージを構成する。上ケース３１と下ケース３５と水晶振動片４０とは、それぞれ外形の大きさが同じ大きさである。また、上ケース３１と下ケース３５は、それぞれ板状体である。
これら上ケース３１と下ケース３５は、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシート等の圧電材料を焼結して形成した平板状の形態である。
そして、これら上ケース３１と下ケース３５は、図１ないし図３に示すように、これらの間に水晶振動片４０を挟み、これらの間に後述する封止材を適用することでできる隙間を利用して、水晶振動片４０を収容するための内部空間Ｓを形成するようになっている。
【００３０】
水晶振動片４０は、後述する工程によって、形成されている。上ケース３１及び下ケース３５を形成するための材料としては、水晶と熱による線膨張係数が近いものが、好ましい。
本実施形態では、水晶振動片４０は、例えば、一枚の個片（後述）の大きさにした水晶薄板をエッチングして、図３に示すような枠体４５と、この枠体４５に囲まれた水晶片本体４８とを有している。
【００３１】
この水晶片本体４８は、矩形状の枠体４５の内側で、この枠体４５のひとつの短辺と、くびれ部４２で一体に接続された基部４１と、この基部４１から、図１において右方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕４３，４４を備えており、全体が音叉のような形状とされている。すなわち、水晶振動片４０は、枠付きの音叉型水晶振動片である。
【００３２】
また、水晶片本体４８には、後述する工程によって、駆動電圧を印加するための第１の励振電極４６と第２の励振電極４７が形成されている。この第１の励振電極４６と第２の励振電極４７は、電気的に分離できるように、互いに短絡することなく形成されている。そして、図３に示されているように、水晶振動片４０の枠体４５の一方の短辺の上面には、第１の励振電極４６と接続された第１の引出し電極４６ａが、枠体４５の他方の短辺の上面には、第２の励振電極４７と接続された第２の引出し電極４７ａが設けられている。これらの電極は、後述する工程において、例えば、クロムスパッタ膜上に金スパッタ膜等を施した金属膜で形成される。
そして、第１の励振電極４６と第２の励振電極４７との電気的分離を確実にするために、水晶振動片４０の側面部には、傾斜面６１や６２が形成されている。この傾斜面については、後で詳しく説明する。
【００３３】
このような構成において、図３に示されているように、下ケース３５には、水晶振動片４０が重ねられ、水晶振動片４０の上には、上ケース３１が重ねられて、これらが真空中で固定されることにより封止される。
この場合、図２に示されているように、下ケース３５と水晶振動片４０との間には、封止材５１が適用される。
また、水晶振動片４０の上面の第１の引出し電極４６ａと、第２の引出し電極４７ａの上には、それぞれ封止材５２が適用される。水晶振動片４０の上に、電極端子５３，５３を形成した上ケース３１が重ねられ、真空中で固定される。　さらに、上ケース３１の長手方向の両端部には、導電性の金属材料、例えば、ニッケルとクロム及び金等をスパッタリング等により成膜して、電極端子５３，５３をそれぞれ形成し、電極端子５３，５３は、それぞれ、水晶振動片４０の上記した第１の引出し電極４６ａと、第２の引出し電極４７ａの各外側端面と電気的に接続されている。
【００３４】
なお、図３には、この電極端子５３，５３と封止材５１，５２は、図示を省略している。
この封止材５１，５２としては、低融点ガラス等の絶縁性の封止材を使用することができる。
また、図４は、理解の便宜のため、水晶振動片４０を図３とは異なる向きにして示す概略斜視図である。
【００３５】
本実施形態の水晶デバイス３０は、以上のように構成されており、次に、水晶デバイス３０に利用される水晶振動片４０の形成方法の特徴を説明する。
図５（ａ）と図５（ｂ）は、水晶振動片４０を形成するのに利用される水晶材料をそれぞれ異なる角度から見た概略斜視図であり、水晶材料を個々の水晶振動片４０と同じ大きさと形状にしたもので、水晶振動片４０の個片７１と呼ぶ。個片７１は、水晶振動片４０の電極膜を形成する前のものである。
【００３６】
図５において、個片７１は、図１ないし図３で説明した形状に加工されており、既に説明した箇所には、図１ないし図３と同一の符号を付して重複する説明は省略する。また、図示のＸ方向は水晶の電気軸、Ｙ方向は水晶の機械軸、Ｚ方向は水晶の光軸（成長軸）を示している。
個片７１の厚みが露出した箇所である側面部には傾斜面が設けられている。このような傾斜面を設けるべき個片７１の側面部としては、枠体４５の外周を除く全ての側面部が対象となり、上述した第１の励振電極４６と第２の励振電極４７とを分離することが必要とされる領域が選定される。図５の場合には、例えば、枠体４５の内側で、水晶片本体と対向する面である側面部７３に傾斜面６１が形成されており、また、振動腕４３と振動腕４４の間の側面部７２に、傾斜面６２が設けられている。
【００３７】
次に、図６を参照して、個片の一部である枠体４５の内側で、水晶片本体と対向する枠体の一面である側面部７３に傾斜面６１を形成する場合を例にして、個片７１の側面部に傾斜面を形成する方法を説明する。
例えば、水晶の薄板をエッチング加工して、個片７１の形状を形成する場合、個片７１の外形に対応した形状のマスク部材を用意する。このマスク部材は、加工対象である水晶材料の薄板（図６で符号７７にて示す）の厚み方向両側からそれぞれ図６（ａ）に示すように配置される第１のマスク部材８１と第２のマスク部材８２とを備えている。
【００３８】
そして、図６（ａ）の第１のマスク部材８１と第２のマスク部材８２のうち、第１のマスク部材８１の側縁には、傾斜面を設けるべき個片７１の側面部７３に対応する位置に、切欠き窓部８３が設けられている。この切欠き窓部８３は、好ましくは、切欠きの開口端面８４から垂直に切りかかれた、矩形状の形態でなっている。
【００３９】
次いで、第１のマスク部材８１と第２のマスク部材８２を、図６（ｂ）に示すように、加工対象である水晶の薄板である水晶材料７７に密着させて配置し、水晶をエッチングするためのエッチング液、例えば、フッ酸溶液に浸漬する。また、ここで使用する第１のマスク部材８１と第２のマスク部材８２は、水晶材料７７上に形成した金（Ａｕ）スパッタ膜をフォトエッチングすることにより形成してもよい。
このエッチングの過程では、結晶の異方性により、傾斜面６１が現れる。したがって、図５のような個片７１の外形がエッチングにより形成されると、図６（ｃ）に示すように、側面部７３には図示するような傾斜面６１が形成される。
【００４０】
続いて、図７ないし図９の工程により、個片７１に電極が形成されて、水晶振動片４０が形成されるが、その工程を個片７１の側面部７３の領域を参照しながら説明する。なお、図７ないし図９の各図は、左側に、概略斜視図を、右側に左側の図のＣ−Ｃ線で切断した切断端面だけを示す切断端面図を配置して示している。
図７（ａ）に示すように、個片７１の表面の全体に、金属蒸着や、スパッタリングの手法により、例えば、下地層としてのニッケル膜の上に、金を被覆した電極膜２１を形成する。次に、図７（ｂ）に示すように、電極膜２１を全面に被覆した個片７１の表面の全体に、さらに、フォトレジスト２２を塗布する。
【００４１】
次いで、図８（ｃ）に示すように、フォトレジスト２２を塗布した個片７１の上面に、マスク部材２３を配置する。マスク部材２３は、水晶振動片４０の電極形状に対応した形態であり、その形態の一部として切欠き窓部２３ａを備えている。この切欠き窓部２３ａは、傾斜面６１について、電極が形成されないように、マスク部材がこの部分を遮蔽しないように設けられている。このため、マスク部材２３の切欠き窓部２３ａは、図６で説明した第１のマスク部材８１の切欠き窓部８３と、少なくとも一致するか、切欠き窓部８３よりも大きく形成されている。
ここで、傾斜面６１が形成される箇所の電極は、図３で示した第２の引出し電極４７ａは、側面部の端面から離れた位置に形成されているので、本来、電極パターンどおりのマスク形態でよいが、電極が、側面部の端面にまで達している領域では、電極パターンとは別に、切欠き窓部を形成しなければならない。
また、図示を省略しているが、個片７１の下面には、切欠き窓部を備えないマスク部材が配置される。
この状態で図８（ｃ）の右側に矢印で示すように、光が照射されて露光がされることで、マスク部材２３から露出したフォトレジスト２２が感光される。特に、この場合、個片７１の傾斜面６１は、上方を向いた傾斜面であり、従来のように個片７１の側面部のこの領域は、垂直ではない。このため、傾斜面６１上のフォトレジスト２２も感光される。
【００４２】
続いて、図８（ｄ）に示すように、マスク部材を取り去り、感光したレジストを除去する。この際、上述したように、個片７１の傾斜面６１上のフォトレジストも感光されていたので、除去されている。この状態で、電極膜２１のエッチングを行う。
これにより、図９（ｅ）に示すように、少なくとも個片７１の傾斜面６１上で露出していた電極膜２１はエッチングにより除去される。
次いで、図９（ｆ）に示すように、フォトレジストを全て除去することにより、個片７１に電極形状を形成して、図１ないし図３で説明した水晶振動片４０が形成される。
【００４３】
本実施形態は以上のように構成されており、水晶振動片４０の側面部には、この水晶振動片４０に形成される電極としての第１の励振電極４６と第２の励振電極４７に対応して、電気的に分離されるべき領域に、傾斜面６１等が形成されている。このため、水晶材料を個片７１の形態に加工して、図１ないし図３のような電極形状を形成するに際して、個片７１の表面の全面に電極膜２１を形成し、フォトリソグラフィを利用して、エッチングにより電極形状を形成する場合において、水晶振動片４０の側面部となる部分の傾斜面６１等とした箇所にも、露光の際の光を当てることができる。
【００４４】
このため、例えば、傾斜面６１の表面のフォトレジストを、上述のように感光させて除去できることから、傾斜面６１の電極膜２１をエッチングで取り去ることが可能となる。これにより、電極の形成工程におけるエッチング作業において、電気的に分離されるべき領域に電極膜２１を残してしまうことがなく、電極の形状の形成と同時に、電気的に分離されるべき領域の電極膜２１を同時に除去できる。このため特別な工程を必要としないので、工程が煩雑になることがなく、また、当該領域に部分的なマスク部材等を配置する必要もないので、電極の形状を形成するのと同じ精度で、必要に応じて、微細な分離領域を形成することができる。
【００４５】
図１０は、個片７１の平面図であり、この個片７１とその側面部７３、７４、７５、７６に、それぞれ、傾斜面６１、６３、６４、６５、６６、６７を形成する場合を示している。つまり、このような傾斜面を設けるべき個片７１の側面部は、上述した第１の励振電極４６と第２の励振電極４７とを分離することが必要とされる領域であるから、枠体４５の外周を除く全ての側面部が対象となる。したがって、図１０に示した箇所に限られるわけではない。
しかしながら、図１０の各側面部は、図示されている結晶軸方位に対する傾斜角度が相違することから、エッチング工程によって形成される傾斜面の形態が相違する。次に、この点について説明する。
【００４６】
図１１は、図６で説明した個片７１の側面部７３の周辺形状をエッチングする工程の説明図である。
第１のマスク部材８１の切欠き窓部８３の奥部から開口部を見た場合に端面８４の左側方向をＭＤＲとし、個片７１を作るための水晶材料７７の水晶片側（内側）から水晶片端面を見た場合に、側面部７３の左側方向をＴＤＲとする。この場合、第１のマスク部材８１はその開口端面８４を水晶材料７７の側面部７３に沿わせるので、ＭＤＲとＴＤＲは平行である。
そして、ＴＤＲが反時計回りの方向で最寄りとなる水晶振動片の電気軸（＋Ｘ軸）とのなす角度をθとした場合に、このθは、ＭＤＲが反時計回りの方向で最寄りとなる水晶振動片の電気軸（＋Ｘ軸）とのなす角度と一致している。
【００４７】
ここで、図１０で説明したように、傾斜面を形成するべき個片７１の側面部が、側面部７３、７４、７５、７６のいずれかにより、上記θの値が変化する。
次に、この角度θを変化させて、傾斜面を形成する実験に基づいて、形成された傾斜面の形態の変化を説明する。
【００４８】
図１２は、図１０で説明した傾斜面６１を拡大して示した部分拡大斜視図である。図において、傾斜面を形成するべき側面部７３の方向ＴＤＲと、水晶振動片の電気軸（＋Ｘ軸）とが一致しており、角度θはゼロである。この場合には、図示されているように、傾斜面が形成される領域６１ａの幅全体に、均一な傾斜となった傾斜面６１が形成される。
尚、図１０に示されているように、水晶は、Ｚ軸回りに、１２０度回転させた結晶構造が互いに同一で、Ｚ軸回りに、１２０度ずつの対称性をもつ。このため、図１０で説明した傾斜面６４と傾斜面６５も、傾斜面を形成するべき各側面部７５，７５の方向ＴＤＲが反時計回り方向に関して最寄りの電気軸（＋Ｘ軸）との角度が０度である。そしてこの場合に、傾斜面６４と傾斜面６５も、図１２に示す傾斜面６１と同じ形態で形成されることが確認された。
【００４９】
図１３は、図１０で説明した傾斜面６３を拡大して示した部分拡大斜視図である。図において、傾斜面を形成するべき側面部７４の方向ＴＤＲと反時計回りの方向に関して最寄りの電気軸（＋Ｘ軸）とがなす角度θは、３０度である。この場合には、図示されているように、傾斜面が形成される領域６３ａの幅方向に対してやや斜めとなった角度を有する傾斜面６３が形成される。
【００５０】
図１４は、図１０で説明した傾斜面６６または６７を拡大して示した部分拡大斜視図である。図において、傾斜面を形成するべき側面部７６の方向ＴＤＲと反時計回りの方向に関して最寄りの電気軸（＋Ｘ軸）とがなす角度θは、６０度である。この場合には、図示されているように、傾斜面が形成される領域６６ａ内で、複数の角度の傾斜面が結合した形態の傾斜面６６または６７が形成される。この場合にも、領域６６ａ内においては、全体として、図において、上から下へかけて、外側に向かう傾斜面となっている。
【００５１】
図１５は、図１０で示していない傾斜面の拡大図である。この場合、個片７１の傾斜面を形成すべき側面部を８５で示しており、側面部８５の方向ＴＤＲと反時計回りの方向に関して最寄りの電気軸（＋Ｘ軸）とがなす角度θは、１５度である。この例では、図示されているように、傾斜面が形成される領域８６ａの幅方向に対してやや斜めとなった角度を有する傾斜面８６が形成されている。
【００５２】
図１６も、図１０で示していない傾斜面の拡大図である。この場合、個片の傾斜面を形成すべき側面部を８８で示しており、側面部８８の方向ＴＤＲと反時計回りの方向に関して最寄りの電気軸（＋Ｘ軸）とがなす角度θは、４５度である。この例では、図示されているように、傾斜面が形成される領域８７ａ内で、複数の角度の傾斜面が結合した形態の傾斜面８７が形成される。この場合にも、領域８７ａ内においては、全体として、図において、上から下へかけて、外側に向かう傾斜面となっている。
このように、個片７１の傾斜面を形成すべき側面部の方向ＴＤＲと、水晶振動片の電気軸（＋Ｘ軸）とがなす角度θが、いずれの角度においても、その表面をエッチングできる傾斜面が形成されることが上記の結果から容易に考察できる。
【００５３】
図１７は、第１のマスク部材８１の切欠き窓部８３の奥行きＤ２により、エッチング加工で形成される傾斜面Ｔの形態が変化する様子を示しており、切欠き窓部８３の奥行きＤ２は、傾斜面Ｔが形成される領域の奥行きＤ１と一致する。
【００５４】
図１７（ａ）では、切欠き窓部８３の奥行きＤ２が十分大きく、このため傾斜面Ｔが形成される領域の奥行きＤ１も大きい。この場合には、傾斜面Ｔは適切に形成される。
これに対して、図１７（ｂ）では、切欠き窓部８３の奥行きＤ２が小さく、このため傾斜面Ｔが形成される領域の奥行きＤ１は浅い。この場合には、傾斜面Ｔは適切に形成されないで、側面部に垂直な部分Ｔａを形成してしまう。この部分は、電極膜がエッチングされないことから、水晶振動片４０の電極を適切に分離できないおそれがある。
以上のことから、個片７１に形成される傾斜面Ｔの形態と性能は、ＴＤＲ及びＭＤＲと反時計回りの方向に関して最寄りの電気軸（＋Ｘ軸）との角度θと、側面部の厚みｔ、Ｄ１，Ｄ２の値により変化することがわかる。
【００５５】
そして、本発明者等の実験によれば、上述の各値が、
Ｄ２・ｃｏｓθ＞ｔ／√３・・・・・・（１）式
及び
Ｄ１・ｃｏｓθ＞ｔ／√３・・・・・・（２）式
の関係式を満たす場合に、水晶振動片４０の電極を、電気的に分離することができることが判明した。
なお、上述の実施形態では、水晶振動片４０が、水晶片本体４８と枠体４５で構成されている場合について説明しているが、これに限らず、水晶振動片が、この場合の水晶片本体に電極を形成してできていて、枠体を備えない構成とし、このような水晶振動片を、ケースもしくはパッケージに収容する構成としてもよい。
【００５６】
図１８は、本発明の上述した実施形態に係る水晶デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図である。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン３０８及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ３０９を備えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるコントローラ３０１を備えている。
コントローラ３０１は、送受信信号の変調及び復調の他に画像表示部としてのＬＣＤや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部３０２や、ＲＡＭ，ＲＯＭ等でなる情報記憶手段３０３の制御を行うようになっている。このため、コントローラ３０１には、水晶デバイス３０が取り付けられて、その出力周波数をコントローラ３０１に内蔵された所定の分周回路（図示せず）等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。このコントローラ３０１に取付けられる水晶デバイス３０は、水晶デバイス３０等単体でなくても、水晶デバイス３０等と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器であってもよい。
【００５７】
コントローラ３０１は、さらに、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）３０５と接続され、温度補償水晶発振器３０５は、送信部３０７と受信部３０６に接続されている。これにより、コントローラ３０１からの基本クロックの周波数が、環境温度により変化し変動しても、温度補償水晶発振器３０５により修正されて、送信部３０７及び受信部３０６に与えられるようになっている。
【００５８】
このように、制御部を備えた携帯電話装置３００のような電子機器に、上述した実施形態に係る水晶デバイス３０を利用することにより、比較的簡単な製造工程を用いて、水晶振動片の特性に影響を与えずに、微細な形態の電極を形成した水晶振動片を用いた性能のよい水晶デバイスが使用でき、正確なクロック信号を生成することができる。
【００５９】
本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
また、この発明が適用される水晶振動片は、上述した枠体を備えた音叉型の振動片に限らず、パッケージ内にマウントされる音叉型の振動片、あるいは、矩形や音叉型以外の異形の振動片等、表面に駆動用もしくは検出用の電極が形成される全ての水晶振動片に適用することができる。
さらに、また、この発明は、水晶振動片をケースまたはパッケージに収容するものであれば、ケースもしくはパッケージ内に、実施形態では説明しなかった集積回路その他の構成を含むものでも適用でき、水晶振動子、水晶発振器、水晶（圧電）ジャイロ等の名称にかかわらず、全ての水晶デバイスに適用することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、製造工程を煩雑にすることなく、また、水晶振動片の特性に影響を与えずに、微細な形態の電極を形成することができる水晶デバイスと、その製造方法、および水晶デバイスを利用した携帯電話装置ならびに電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水晶デバイスの実施形態のケースの一部を透明にして、内部の様子を示した概略平面図。
【図２】図１のＢ−Ｂ線概略断面図。
【図３】図１の水晶デバイスの概略分解斜視図。
【図４】図１の水晶デバイスの水晶振動片の図３とは異なる向きに示した概略斜視図。
【図５】図１の水晶デバイスの水晶振動片を形成する振動片の個片を示す図であり、（ａ）はその概略斜視図、（ｂ）は（ａ）とは異なる向きに示した個片の概略斜視図。
【図６】図１の水晶デバイスの水晶振動片を形成するための個片の側面部に傾斜面を形成する構成を示す部分拡大斜視図であり、（ａ）はそのためのマスク部材の構成を示す図、（ｂ）は、個片にマスク部材を配置する様子を示す図（ｃ）は、エッチングにより傾斜面を形成した様子を示す図。
【図７】個片に電極膜を形成する工程の一部を示す図であり、（ａ）は、電極膜を形成した図、（ｂ）は、レジストを塗布した状態を示す図。
【図８】個片に電極膜を形成する工程の一部を示す図であり、（ｃ）は、マスク部材を配置した状態を示す図、（ｄ）は、感光したレジストを除去した状態を示す図。
【図９】個片に電極膜を形成する工程の一部を示す図であり、（ｅ）は、不要な電極膜をエッチングで除去した状態の図、（ｆ）は、レジストを除去した状態を示す図。
【図１０】図１の水晶デバイスの水晶振動片を形成するための個片について、傾斜面を形成することができる側面部の例として、複数の位置を示した概略平面図。
【図１１】図１の水晶デバイスの水晶振動片を形成するための個片の側面部の方向ＴＤＲ及びマスク部材の開口端面の方向ＭＤＲと、水晶振動片の電気軸（＋Ｘ軸）との角度θ等の関係を示す説明図。
【図１２】図１０の傾斜面６１の具体的形態を示す概略斜視図。
【図１３】図１０の傾斜面６３の具体的形態を示す概略斜視図。
【図１４】図１０の傾斜面６６もしくは傾斜面６７の具体的形態を示す概略斜視図。
【図１５】図１０に示した傾斜面以外の形成例に関して、傾斜面８６の具体的形態を示す概略斜視図。
【図１６】図１０に示した傾斜面以外の形成例に関して、傾斜面８７の具体的形態を示す概略斜視図。
【図１７】個片に傾斜面を形成するためのマスク部材の切欠き窓部の深さに対応して傾斜面の形態が異なることを説明するための図であり、（ａ）は切欠き窓部が十分深い場合を示す説明図、（ｂ）は切欠き窓部が浅く形成されている場合を示す説明図。
【図１８】本発明の各実施形態に係る水晶デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図。
【図１９】従来の水晶デバイスの水晶振動片の形成工程を示す概略工程図であり、（ａ）は、ひとつの振動片を形成するための水晶片を形成する図、（ｂ）は、水晶片の全面に電極膜を形成する図、（ｃ）は、水晶片の電極膜の表面全体にレジストを塗布する図。
【図２０】従来の水晶デバイスの水晶振動片の形成工程を示す概略工程図であり、（ｄ）は、レジストの表面にマスク部材を配置した図、（ｅ）は、感光したレジストを除去した図、（ｆ）は、エッチングにより不要な電極膜をエッチングで除去した図。
【図２１】従来の水晶デバイスの水晶振動片の形成工程を示す概略工程図であり、（ｇ）は、レジストを除去した図。
【図２２】従来の水晶デバイスの水晶振動片の形成において、電極の形成に先立って水晶片に複数のマスク部材を配置する様子を示し、（ａ）はその概略斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線概略断面図。
【図２３】従来の水晶デバイスの水晶振動片の形成において、電極の形成に先立って側面部に突起もしくは凸部を形成した様子を示す図。
【符号の説明】
３０・・・水晶デバイス、３１・・・上ケース、３５・・・下ケース、４０・・・水晶振動片、４１・・・基部、４３，４４・・・振動腕、４６・・・第１の励振電極、４７・・・第２の励振電極、４８・・・水晶片本体、６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，８６，８７・・・傾斜面、７１・・・個片、７２，７３，７４，７５，７６，８５，８８・・・側面部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a crystal device in which a crystal resonator element is housed in a package, a method for manufacturing the same, and a mobile phone and an electronic device using such a crystal device.
[0002]
[Prior art]
In a small information device such as a hard disk drive (HDD), a mobile computer, or an IC card, or a mobile communication device such as a mobile phone, a car phone, or a paging system, a crystal in which a crystal vibrating piece is housed in a package. Crystal devices such as oscillators and crystal oscillators are widely used.
FIGS. 19 to 21 are schematic process diagrams showing a process of forming a crystal vibrating piece used in such a crystal device.
[0003]
In each of FIGS. 19 to 21, a schematic perspective view is arranged on the left side, and a cut end view showing only a cut end face taken along line AA of the left side view is arranged on the right side.
In FIG. 19A, a quartz piece 1 for forming, for example, one vibrating piece is formed from a quartz wafer. In this case, the crystal blank 1 shows a case where a rectangular crystal blank is formed.
[0004]
In FIG. 19B, an electrode film 2 coated with gold is formed on the entire surface of the crystal blank 1 by, for example, a nickel film as a base layer by metal vapor deposition or sputtering.
In order to appropriately drive the crystal resonator element, the electrode film 2 needs to be separated into a shape that generates an electric field that appropriately vibrates the crystal resonator element when a driving voltage is applied.
[0005]
Therefore, an electrode configuration suitable for driving the crystal resonator element is formed by photoetching. That is, as shown in FIG. 19C, the resist 3 is applied to the entire surface of the crystal blank 1 on which the electrode film 2 is provided.
Next, as shown in FIG. 20 (d), mask members divided into portions 4a, 4b and 4c are arranged corresponding to the form of the electrodes to be formed, and the upper and lower surfaces are indicated by arrows. To expose the resists 3a, 3a exposed from the mask member.
Next, as shown in FIG. 20E, the exposed resists 3a, 3a are removed. As a result, the electrode films 2a, 2a are exposed at the portions where the resists 3a, 3a have been removed.
[0006]
Next, as shown in FIG. 20F, the exposed portions of the electrode films 2a, 2a are etched to expose the quartz materials 1a, 1a. Subsequently, when the resists 3, 3, and 3 are removed, as shown in FIG. 21 (g), the electrode films 2 are formed on the upper and lower surfaces (not shown) of the crystal blank 1 on the portions 2a, 2b, and 2c. It is formed in a separated state.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the crystal vibrating piece 5 having such a structure, even if the divided portions 2a, 2b, 2c of the electrode film 2 are used by being divided into positive and negative different poles, the electrode film 2 of the crystal vibrating piece 5 may be used. In the side surface portion, the portions 2a, 2b, and 2c are connected to each other by the portion 2d and the portion 2e.
[0008]
That is, in the photo-etching process as described above, the side surface of the crystal blank 1 cannot be exposed, and the electrode film 2 formed on the side surface of the crystal blank 1 cannot be separated. It requires a special process.
[0009]
For example, in the first process example of FIG. 22, before forming an electrode film on the crystal blank 1, the mask members 6, 6, 6 are placed on the side of the crystal blank 1 where the electrode film is to be separated. It arrange | positions and an electrode film is formed in this state. Thereby, a portion where the electrode film is not formed is provided in the side surface portion in advance, and when the crystal resonator element 5 of FIG. 21 is formed, the portions 2a, 2b, and 2c of the electrode film 2 can be separated from each other. .
[0010]
In the second example of the process shown in FIG. 23, a crystal blank 7 having projections or projections 8, 8, 8 formed on the side surface is prepared.
Using such a crystal blank 7, an electrode film is formed by the same photo-etching process as in FIGS. Finally, when these projections or projections 8, 8, 8 are cut along the cut-off lines 8a, 8b, 8c of the projections or projections 8, 8, 8, the crystal vibrating piece of FIG. When 5 is formed, the portions 2a, 2b, 2c of the electrode film 2 can be separated from each other.
[0011]
However, according to the first example of the process shown in FIG. 22, the mask members 6, 6, and 6 must be arranged before the electrode film 2 is formed. However, it is not suitable for forming an electrode film in a fine form in order to arrange individual mask members.
[0012]
Further, according to the second process example of FIG. 23, these projections or protrusions 8, 8, 8 are cut off along the cut-off lines 8a, 8b, 8c of the respective protrusions or protrusions 8, 8, 8. Since the number of operations is increased, the operation is complicated, and the cut surfaces are not uniform, which may adversely affect the characteristics of the crystal resonator element.
[0013]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to form an electrode in a fine form without complicating the manufacturing process and without affecting the characteristics of the crystal resonator element. It is an object of the present invention to provide a crystal device that can be manufactured, a manufacturing method thereof, and a mobile phone device and an electronic apparatus using the crystal device.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a crystal device in which a crystal vibrating piece is housed in a package, and a surface including side surfaces of the crystal vibrating piece relates to an operation of the crystal vibrating piece. This is achieved by a crystal device in which an electrode is formed, and the electrode has an inclined surface formed in a region to be electrically separated on the side surface of the crystal resonator element.
[0015]
According to the configuration of the first aspect, an inclined surface is formed on a side surface portion of the crystal resonator element in a region where an electrode formed on the crystal resonator element is to be electrically separated. For this reason, when a quartz material is processed into the form of individual vibrating reeds and necessary electrodes are formed, an electrode film is formed on the entire surface thereof, and the electrode shape is formed by etching using photolithography. In such a case, light at the time of exposure can also be applied to the portion that is the inclined surface of the portion to be the side portion of the crystal blank. For this reason, for example, since the resist on the surface of the inclined surface can be removed by exposing the resist, the electrode film on the inclined surface can be removed by etching. Thereby, in the etching operation in the electrode forming step, the electrode film is not left in the region to be electrically separated, and the electrode film in the region to be electrically separated is formed at the same time when the shape of the electrode is formed. Can be removed simultaneously. For this reason, a special process is not required, so that the process is not complicated, and there is no need to dispose a partial mask member or the like in the region, so that the same accuracy as forming the shape of the electrode can be obtained. If necessary, a fine separation region can be formed.
Here, the electrodes separated by the inclined surface are formed on the surface of a vibrating piece such as an electrode for driving the quartz vibrating piece and an electrode for extracting a signal generated based on vibration or displacement of the quartz vibrating piece. It includes all the electrodes that are used.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, a left direction of the side surface portion when viewed from above the inclined surface is TDR, and the TDR is an electric axis (+ X (Axis).
[0017]
According to the configuration of the second aspect, light for exposure is irradiated along the thickness direction of the quartz material constituting the quartz vibrating piece, and the inclined surface can be appropriately formed so that the electrode film can be etched.
[0018]
According to a third aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first and second aspects, the left side direction of the side surface portion when viewed downward from above the inclined surface is TDR, and the side surface portion of the quartz vibrating piece is provided. , The angle between the TDR and the nearest electric axis (+ X axis) of the quartz vibrating piece in the counterclockwise direction is θ, and the depth of the area where the inclined surface is provided is D1, Relational expression
D1 · cos θ> t / √3
Is satisfied.
[0019]
According to the configuration of the third aspect, a part that is not exposed to light is not left on the side surface part of the quartz-crystal vibrating piece, and therefore, electrodes to be electrically separated can be reliably separated.
[0020]
Further, according to the fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a crystal device in which a crystal vibrating piece is housed in a package, wherein the method includes a step of forming an electrode related to the operation on the crystal piece. Then, in the step of arranging a mask member from both sides in the thickness direction of the quartz piece and etching so as to sandwich the quartz piece, one of the mask members sandwiching the quartz piece is a piece of the quartz piece. This is achieved by a method of manufacturing a quartz crystal device in which a mask member having a notched window portion is arranged in a region corresponding to the side surface portion of the crystal device, and the etching step is performed.
[0021]
According to the structure of the fourth aspect, the crystal piece is etched from both sides in the thickness direction by placing a mask member and sandwiching the mask member, thereby obtaining an individual piece for forming the crystal vibrating piece. . In this case, one of the mask members arranged from both sides in the thickness direction is provided with a cutout window. In particular, the cut-out window is located in a region corresponding to the side surface of the piece formed by the quartz piece. As a result, when the etching is performed, an inclined surface is formed which falls outward from the base end of the notch window toward the open end due to the anisotropy of the crystal. Subsequently, in the step of forming an electrode film on the entire surface of the individual piece formed by etching, and further forming the electrode shape by etching using photolithography, Light at the time of exposure can also be applied to the inclined surface. For this reason, for example, since the resist on the surface of the inclined surface can be removed by exposing the resist, the electrode film on the inclined surface can be removed by etching. Thereby, in the etching operation in the electrode forming step, the electrode film is not left in the region to be electrically separated, and the electrode film in the region to be electrically separated is formed at the same time when the shape of the electrode is formed. Can be removed simultaneously.
[0022]
According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the fourth aspect, the left side direction of the end face when the opening is viewed from the back of the notch window portion of the mask member is MDR, and this MDR is the MDR of the crystal piece. It is characterized by being arranged along the electric axis (+ X axis).
[0023]
According to the configuration of the fifth aspect, it is possible to form an appropriate inclined surface so that light for exposure is irradiated along the thickness direction of the quartz piece and the crystal piece can be etched.
[0024]
According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration of the fifth aspect, the left side direction of the end face when the opening is viewed from the back of the notch window portion of the mask member is MDR, and When the thickness is t, the angle between the MDR and the nearest electric axis (+ X axis) of the crystal piece in the counterclockwise direction is θ, and the depth of the cutout window is D2, the following relational expression is used.
D2 · cos θ> t / √3
Is satisfied.
[0025]
According to the configuration of claim 6, there is no portion left unexposed on the side surface of the individual piece of the crystal piece, so that the electrodes to be electrically separated can be reliably separated. .
[0026]
Further, according to the invention of claim 7, the above-mentioned object is a mobile phone device using a crystal device having a crystal vibrating piece housed in a package, wherein a surface including a side surface of the crystal vibrating piece has An electrode is formed in relation to the operation of the quartz vibrating reed, and in the side face portion of the quartz vibrating reed, the electrode is formed by a quartz device in which an inclined surface is formed in a region to be electrically separated. The present invention is achieved by a mobile phone device adapted to obtain a control clock signal.
[0027]
Further, according to the eighth aspect of the present invention, there is provided an electronic apparatus using a crystal device in which a crystal vibrating piece is housed in a package, and a surface including a side portion of the crystal vibrating piece includes the crystal vibrating piece. An electrode is formed in relation to the operation of the crystal vibrating piece, and in the side surface portion of the crystal vibrating piece, the electrode is formed by a crystal device in which an inclined surface is formed in a region to be electrically separated. This is achieved by an electronic device adapted to obtain a control clock signal.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 to 3 show an embodiment of the crystal device of the present invention. FIG. 1 is a plan view of the embodiment, in which a part of the case is made transparent to show the inside, and FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic perspective view of the crystal device of FIG.
In these drawings, the crystal device 30 shows an example in which a crystal resonator is formed. The crystal device 30 has an upper case 31, a lower case 35, and a crystal resonator element 40 sandwiched between the upper case 31 and the lower case 35.
[0029]
The upper case 31 and the lower case 35 constitute a package for accommodating the crystal resonator element 40. The upper case 31, the lower case 35, and the crystal vibrating piece 40 have the same outer dimensions. The upper case 31 and the lower case 35 are each a plate-like body.
The upper case 31 and the lower case 35 have, for example, a flat plate shape formed by sintering a piezoelectric material such as an aluminum oxide ceramic green sheet as an insulating material.
As shown in FIGS. 1 to 3, the upper case 31 and the lower case 35 sandwich the quartz-crystal vibrating piece 40 therebetween and form a gap between them by applying a sealing material described later. By utilizing this, an internal space S for accommodating the crystal resonator element 40 is formed.
[0030]
The crystal vibrating piece 40 is formed by a process described later. As a material for forming the upper case 31 and the lower case 35, a material having a linear thermal expansion coefficient close to that of quartz is preferable.
In the present embodiment, the crystal vibrating piece 40 is formed, for example, by etching a thin quartz plate having a size of one piece (described later), and surrounding the frame 45 as shown in FIG. And a crystal piece main body 48 which is provided.
[0031]
The quartz piece main body 48 is, inside the rectangular frame 45, one short side of the frame 45, a base 41 integrally connected by a constricted portion 42, and a right side in FIG. A pair of vibrating arms 43 and 44 are provided, which are bifurcated and extend in parallel to each other, and the whole is shaped like a tuning fork. That is, the crystal vibrating piece 40 is a tuning-fork type crystal vibrating piece with a frame.
[0032]
Further, a first excitation electrode 46 and a second excitation electrode 47 for applying a drive voltage are formed on the quartz piece main body 48 by a process described later. The first excitation electrode 46 and the second excitation electrode 47 are formed without being short-circuited with each other so that they can be electrically separated. As shown in FIG. 3, a first extraction electrode 46a connected to the first excitation electrode 46 is provided on the upper surface of one short side of the frame 45 of the crystal vibrating piece 40. A second extraction electrode 47 a connected to the second excitation electrode 47 is provided on the upper surface of the other short side of 45. These electrodes are formed of, for example, a metal film formed by applying a gold sputtered film or the like on a chromium sputtered film in a process described later.
In order to ensure electrical separation between the first excitation electrode 46 and the second excitation electrode 47, inclined surfaces 61 and 62 are formed on side surfaces of the crystal vibrating piece 40. This inclined surface will be described later in detail.
[0033]
In such a configuration, as shown in FIG. 3, a crystal vibrating piece 40 is superimposed on the lower case 35, and an upper case 31 is superimposed on the crystal vibrating piece 40, and these are evacuated. It is sealed by being fixed inside.
In this case, as shown in FIG. 2, a sealing material 51 is applied between the lower case 35 and the crystal vibrating piece 40.
Further, a sealing material 52 is applied on each of the first extraction electrode 46a and the second extraction electrode 47a on the upper surface of the crystal resonator element 40. The upper case 31 on which the electrode terminals 53, 53 are formed is superimposed on the crystal vibrating piece 40, and is fixed in a vacuum. Further, on both ends in the longitudinal direction of the upper case 31, a conductive metal material, for example, nickel, chromium, gold, or the like is formed by sputtering or the like to form electrode terminals 53, 53. , 53 are electrically connected to the outer end faces of the first extraction electrode 46a and the second extraction electrode 47a of the quartz-crystal vibrating piece 40, respectively.
[0034]
In FIG. 3, the electrode terminals 53, 53 and the sealing members 51, 52 are not shown.
As the sealing materials 51 and 52, an insulating sealing material such as low-melting glass can be used.
FIG. 4 is a schematic perspective view showing the quartz-crystal vibrating piece 40 in a different direction from that of FIG. 3 for convenience of understanding.
[0035]
The crystal device 30 of the present embodiment is configured as described above. Next, features of the method of forming the crystal vibrating piece 40 used in the crystal device 30 will be described.
FIG. 5A and FIG. 5B are schematic perspective views of the quartz material used to form the quartz vibrating piece 40 viewed from different angles, respectively. It is the same size and shape, and is referred to as an individual piece 71 of the crystal vibrating piece 40. The individual piece 71 is a piece before the electrode film of the crystal vibrating piece 40 is formed.
[0036]
In FIG. 5, the individual piece 71 is processed into the shape described in FIGS. 1 to 3, and the already described portions are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3, and redundant description is omitted. . The X direction in the figure indicates the electric axis of the crystal, the Y direction indicates the mechanical axis of the crystal, and the Z direction indicates the optical axis (growth axis) of the crystal.
An inclined surface is provided on a side surface portion where the thickness of the individual piece 71 is exposed. As the side surface of the piece 71 on which such an inclined surface is to be provided, all side surfaces except the outer periphery of the frame 45 are targeted, and the first excitation electrode 46 and the second excitation electrode 47 described above are separated. Areas that need to be selected are selected. In the case of FIG. 5, for example, an inclined surface 61 is formed on a side surface 73, which is a surface facing the quartz piece main body, inside the frame 45, and between the vibrating arm 43 and the vibrating arm 44. An inclined surface 62 is provided on the side surface portion 72.
[0037]
Next, referring to FIG. 6, an example will be described in which an inclined surface 61 is formed on a side surface portion 73 which is one surface of a frame body facing a crystal piece body, inside a frame body 45 which is a part of an individual piece. Next, a method of forming an inclined surface on the side surface of the piece 71 will be described.
For example, when the shape of the individual piece 71 is formed by etching a thin quartz plate, a mask member having a shape corresponding to the outer shape of the individual piece 71 is prepared. The mask member is composed of a first mask member 81 and a second mask member arranged as shown in FIG. 6A from both sides in the thickness direction of a thin plate of quartz material to be processed (indicated by reference numeral 77 in FIG. 6). And a mask member 82.
[0038]
Then, the side edge of the first mask member 81 of the first mask member 81 and the second mask member 82 shown in FIG. A notch window 83 is provided at a position where the notch window 83 is located. This notch window 83 is preferably in the form of a rectangle, which is cut vertically from the opening end face 84 of the notch.
[0039]
Next, as shown in FIG. 6B, the first mask member 81 and the second mask member 82 are placed in close contact with a quartz material 77 which is a thin quartz plate to be processed, and the quartz is etched. For example, a hydrofluoric acid solution. In addition, the first mask member 81 and the second mask member 82 used here may be formed by photoetching a gold (Au) sputtered film formed on the quartz material 77.
In this etching process, an inclined surface 61 appears due to the anisotropy of the crystal. Therefore, when the outer shape of the individual piece 71 as shown in FIG. 5 is formed by etching, as shown in FIG. 6C, an inclined surface 61 as shown is formed on the side surface portion 73.
[0040]
7 to 9, the electrodes are formed on the individual piece 71 to form the quartz-crystal vibrating piece 40. The process will be described with reference to the area of the side surface 73 of the individual piece 71. . In each of FIGS. 7 to 9, a schematic perspective view is arranged on the left side, and a cut end view showing only a cut end face taken along line CC of the left side view is arranged on the right side.
As shown in FIG. 7A, an electrode film 21 coated with gold is formed on the entire surface of the individual piece 71 by, for example, a nickel film as a base layer by a metal deposition or sputtering technique. . Next, as shown in FIG. 7B, a photoresist 22 is further applied to the entire surface of the individual piece 71 having the entire surface covered with the electrode film 21.
[0041]
Next, as shown in FIG. 8C, the mask member 23 is arranged on the upper surface of the individual piece 71 on which the photoresist 22 is applied. The mask member 23 has a form corresponding to the electrode shape of the quartz-crystal vibrating piece 40, and includes a cutout window 23a as a part of the form. The notched window portion 23a is provided on the inclined surface 61 so that the mask member does not shield this portion so that no electrode is formed. Therefore, the notch window 23a of the mask member 23 is formed to be at least coincident with or larger than the notch window 83 of the first mask member 81 described with reference to FIG. .
Here, since the second extraction electrode 47a shown in FIG. 3 is formed at a position away from the end surface of the side surface portion, the electrode where the inclined surface 61 is formed is originally a mask according to the electrode pattern. Although it may be in a form, in a region where the electrode reaches the end face of the side portion, a cutout window must be formed separately from the electrode pattern.
Although not shown, a mask member having no notch window is arranged on the lower surface of the individual piece 71.
In this state, as shown by an arrow on the right side of FIG. 8C, the photoresist 22 exposed from the mask member 23 is exposed by light irradiation and exposure. In particular, in this case, the inclined surface 61 of the individual piece 71 is an inclined surface facing upward, and this region of the side surface of the individual piece 71 is not vertical as in the related art. Therefore, the photoresist 22 on the inclined surface 61 is also exposed.
[0042]
Subsequently, as shown in FIG. 8D, the mask member is removed, and the exposed resist is removed. At this time, as described above, since the photoresist on the inclined surface 61 of the individual piece 71 was also exposed, it has been removed. In this state, the electrode film 21 is etched.
Thus, as shown in FIG. 9E, at least the electrode film 21 exposed on the inclined surface 61 of the individual piece 71 is removed by etching.
Next, as shown in FIG. 9 (f), the photoresist is completely removed to form an electrode shape on the individual piece 71, and the crystal vibrating piece 40 described with reference to FIGS. 1 to 3 is formed.
[0043]
The present embodiment is configured as described above, and the side portions of the crystal vibrating piece 40 correspond to the first excitation electrode 46 and the second excitation electrode 47 as electrodes formed on the crystal vibrating piece 40. Thus, an inclined surface 61 and the like are formed in a region to be electrically separated. For this reason, when the quartz material is processed into the shape of the individual piece 71 to form an electrode shape as shown in FIGS. 1 to 3, the electrode film 21 is formed on the entire surface of the individual piece 71 and photolithography is used. In the case where the electrode shape is formed by etching, light at the time of exposure can also be applied to a portion such as the inclined surface 61 of the side portion of the crystal vibrating piece 40.
[0044]
For this reason, for example, since the photoresist on the surface of the inclined surface 61 can be removed by exposing it to light as described above, the electrode film 21 on the inclined surface 61 can be removed by etching. Thereby, in the etching operation in the electrode forming step, the electrode film 21 is not left in the region to be electrically separated, and the electrode in the region to be electrically separated is formed at the same time when the shape of the electrode is formed. The film 21 can be removed at the same time. For this reason, a special process is not required, so that the process is not complicated, and there is no need to dispose a partial mask member or the like in the region, so that the same accuracy as forming the shape of the electrode can be obtained. If necessary, a fine separation region can be formed.
[0045]
FIG. 10 is a plan view of the individual piece 71, in which inclined surfaces 61, 63, 64, 65, 66, and 67 are formed on the individual piece 71 and its side portions 73, 74, 75, and 76, respectively. Is shown. That is, the side surface of the piece 71 on which such an inclined surface is to be provided is a region where the first excitation electrode 46 and the second excitation electrode 47 need to be separated from each other. All side parts except the outer periphery of 45 are targeted. Therefore, it is not limited to the location shown in FIG.
However, since each side surface portion in FIG. 10 has a different inclination angle with respect to the illustrated crystal axis direction, the form of the inclined surface formed by the etching process is different. Next, this point will be described.
[0046]
FIG. 11 is an explanatory diagram of a process of etching the peripheral shape of the side surface portion 73 of the piece 71 described in FIG.
When the opening is viewed from the back of the cutout window portion 83 of the first mask member 81, the left direction of the end face 84 is MDR, and the quartz crystal material 77 for forming the individual piece 71 is quartz from the quartz crystal side (inside). When looking at one end surface, the left side direction of the side surface portion 73 is defined as TDR. In this case, since the first mask member 81 has the opening end face 84 along the side face 73 of the crystal material 77, the MDR and the TDR are parallel.
When the angle between the electric axis (+ X axis) of the crystal vibrating piece and the TDR which is closest in the counterclockwise direction is θ, this θ is the crystal in which the MDR is closest in the counterclockwise direction. The angle is equal to the angle between the resonator element and the electric axis (+ X axis).
[0047]
Here, as described with reference to FIG. 10, the value of θ changes depending on one of the side surfaces 73, 74, 75, and 76 of the side surface of the piece 71 on which the inclined surface is to be formed.
Next, the change in the form of the formed inclined surface will be described based on an experiment in which the inclined surface is formed by changing the angle θ.
[0048]
FIG. 12 is a partially enlarged perspective view showing the inclined surface 61 described in FIG. 10 in an enlarged manner. In the figure, the direction TDR of the side surface portion 73 on which the inclined surface is to be formed matches the electric axis (+ X axis) of the crystal resonator element, and the angle θ is zero. In this case, as shown, the inclined surface 61 having a uniform inclination is formed over the entire width of the region 61a where the inclined surface is formed.
As shown in FIG. 10, the crystal has the same crystal structure rotated by 120 degrees around the Z axis, and has a symmetry of 120 degrees around the Z axis. For this reason, also in the inclined surfaces 64 and 65 described in FIG. 10, the direction TDR of each of the side surfaces 75, 75 on which the inclined surfaces are to be formed has an angle with respect to the nearest electric axis (+ X axis) in the counterclockwise direction. 0 degrees. In this case, it was confirmed that the inclined surface 64 and the inclined surface 65 were also formed in the same form as the inclined surface 61 shown in FIG.
[0049]
FIG. 13 is a partially enlarged perspective view showing the inclined surface 63 described in FIG. 10 in an enlarged manner. In the figure, the angle θ between the direction TDR of the side surface portion 74 to form the inclined surface and the nearest electric axis (+ X axis) in the counterclockwise direction is 30 degrees. In this case, as shown in the figure, an inclined surface 63 having an angle slightly inclined with respect to the width direction of the region 63a where the inclined surface is formed is formed.
[0050]
FIG. 14 is a partially enlarged perspective view showing the inclined surface 66 or 67 described in FIG. 10 in an enlarged manner. In the figure, the angle θ between the direction TDR of the side surface portion 76 to form the inclined surface and the nearest electric axis (+ X axis) in the counterclockwise direction is 60 degrees. In this case, as shown in the figure, in the region 66a where the inclined surface is formed, the inclined surface 66 or 67 in which the inclined surfaces at a plurality of angles are combined is formed. Also in this case, in the region 66a, as a whole, an inclined surface is directed outward from the top to the bottom in the drawing.
[0051]
FIG. 15 is an enlarged view of a slope not shown in FIG. In this case, the side surface portion on which the inclined surface of the piece 71 is to be formed is indicated by 85, and the angle θ between the direction TDR of the side surface portion 85 and the nearest electric axis (+ X axis) in the counterclockwise direction is: 15 degrees. In this example, as shown in the figure, an inclined surface 86 having a slightly inclined angle with respect to the width direction of the region 86a where the inclined surface is formed is formed.
[0052]
FIG. 16 is also an enlarged view of the inclined surface not shown in FIG. In this case, the side surface portion on which the inclined surface of the piece is to be formed is indicated by 88, and the angle θ between the direction TDR of the side surface portion 88 and the nearest electric axis (+ X axis) in the counterclockwise direction is 45. Degrees. In this example, as shown in the figure, an inclined surface 87 in which a plurality of inclined surfaces are combined is formed in a region 87a where the inclined surface is formed. Also in this case, in the region 87a, the surface is a slope inclined outward from the top to the bottom as a whole.
In this manner, the inclination θ at which the surface θ can be etched regardless of the angle θ between the direction TDR of the side surface of the individual piece 71 where the inclined surface is to be formed and the electric axis (+ X axis) of the quartz vibrating piece. The formation of a surface can be easily considered from the above results.
[0053]
FIG. 17 shows a state in which the form of the inclined surface T formed by the etching process changes depending on the depth D2 of the notch window 83 of the first mask member 81, and the depth D2 of the notch window 83 is , And the depth D1 of the region where the inclined surface T is formed.
[0054]
In FIG. 17A, the depth D2 of the notch window portion 83 is sufficiently large, and therefore, the depth D1 of the region where the inclined surface T is formed is also large. In this case, the inclined surface T is appropriately formed.
On the other hand, in FIG. 17B, the depth D2 of the notch window portion 83 is small, and the depth D1 of the region where the inclined surface T is formed is shallow. In this case, the inclined surface T is not formed properly, but forms a portion Ta perpendicular to the side surface. In this portion, since the electrode film is not etched, there is a possibility that the electrodes of the crystal vibrating piece 40 cannot be appropriately separated.
From the above, the form and performance of the inclined surface T formed on the individual piece 71 are as follows: the angle θ between the TDR and MDR and the nearest electric axis (+ X axis) in the counterclockwise direction; , D1, D2.
[0055]
According to experiments performed by the present inventors, the above-described values are:
D2 · cos θ> t / √3 Equation (1)
as well as
D1 · cos θ> t / √3 Equation (2)
It has been found that when the relational expression is satisfied, the electrodes of the crystal vibrating piece 40 can be electrically separated.
In the above-described embodiment, the case where the crystal vibrating piece 40 includes the crystal piece main body 48 and the frame 45 is described. However, the present invention is not limited thereto. A configuration in which electrodes are formed on the main body and no frame is provided, and such a crystal resonator element may be housed in a case or a package.
[0056]
FIG. 18 is a diagram illustrating a schematic configuration of a digital mobile phone device as an example of an electronic apparatus using the crystal device according to the above-described embodiment of the present invention.
In the figure, a microphone 308 for receiving the voice of the sender and a speaker 309 for outputting the received content as a voice output are provided. Controller 301.
In addition to modulation and demodulation of transmission / reception signals, a controller 301 controls an information input / output unit 302 including an LCD as an image display unit and operation keys for inputting information, and an information storage unit 303 including a RAM and a ROM. It is supposed to do. For this reason, the crystal device 30 is attached to the controller 301, and its output frequency is used as a clock signal suitable for the control content by a predetermined frequency dividing circuit (not shown) or the like built in the controller 301. Has been. The crystal device 30 attached to the controller 301 is not limited to the single crystal device 30 or the like, but may be an oscillator combining the crystal device 30 or the like with a predetermined frequency dividing circuit or the like.
[0057]
The controller 301 is further connected to a temperature-compensated crystal oscillator (TCXO) 305, and the temperature-compensated crystal oscillator 305 is connected to a transmitting unit 307 and a receiving unit 306. Thus, even if the frequency of the basic clock from the controller 301 changes and fluctuates due to the environmental temperature, the frequency is corrected by the temperature-compensated crystal oscillator 305 and provided to the transmission unit 307 and the reception unit 306.
[0058]
As described above, by using the crystal device 30 according to the above-described embodiment in an electronic device such as the mobile phone device 300 including the control unit, the characteristics of the crystal vibrating piece can be obtained using a relatively simple manufacturing process. , A high-performance crystal device using a crystal vibrating reed having a fine electrode formed thereon can be used, and an accurate clock signal can be generated.
[0059]
The invention is not limited to the embodiments described above. Each configuration of each embodiment can be appropriately combined or omitted, and can be combined with another configuration (not shown).
Further, the quartz vibrating piece to which the present invention is applied is not limited to the tuning fork type vibrating piece having the above-described frame, but may be a tuning fork type vibrating piece mounted in a package, or a rectangular or tuning fork type other than a vibrating piece. The present invention can be applied to all quartz-crystal vibrating pieces having a driving or detection electrode formed on the surface, such as the above-described vibrating piece.
Further, the present invention can be applied to a case or a package including an integrated circuit or other components not described in the embodiment in the case or the package as long as the crystal resonator element is housed in the case or the package. It can be applied to all crystal devices regardless of the names of the element, crystal oscillator, crystal (piezoelectric) gyro, etc.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, without complicating the manufacturing process, and without affecting the characteristics of the crystal resonator element, a crystal device capable of forming an electrode in a fine form, It is possible to provide a mobile phone device and an electronic device using the manufacturing method, the crystal device, and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing the inside of a crystal device according to an embodiment of the present invention in which a part of a case is transparent.
FIG. 2 is a schematic sectional view taken along the line BB of FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic exploded perspective view of the crystal device of FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic perspective view showing the crystal resonator element of the crystal device of FIG. 1 in a different direction from FIG. 3;
5A and 5B are views showing individual vibrating pieces forming the crystal vibrating piece of the crystal device of FIG. 1, wherein FIG. 5A is a schematic perspective view thereof, and FIG. 5B is shown in a different direction from FIG. The schematic perspective view of an individual piece.
FIG. 6 is a partially enlarged perspective view showing a configuration in which an inclined surface is formed on a side surface of an individual piece for forming a crystal resonator element of the crystal device of FIG. 1, and (a) shows a configuration of a mask member for that purpose; FIG. 2B is a diagram illustrating a state in which a mask member is arranged on an individual piece, and FIG. 2C is a diagram illustrating a state in which an inclined surface is formed by etching.
7A and 7B are diagrams illustrating a part of a process of forming an electrode film on an individual piece, in which FIG. 7A is a diagram in which an electrode film is formed, and FIG. 7B is a diagram illustrating a state in which a resist is applied.
8A and 8B are diagrams showing a part of a process of forming an electrode film on an individual piece, wherein FIG. 8C shows a state where a mask member is arranged, and FIG. 8D shows a state where a photosensitive resist is removed. FIG.
9A and 9B are diagrams illustrating a part of a process of forming an electrode film on an individual piece, wherein FIG. 9E illustrates a state where an unnecessary electrode film is removed by etching, and FIG. 9F illustrates a state where a resist is removed. FIG.
10 is a schematic plan view showing a plurality of positions as an example of a side surface portion on which an inclined surface can be formed with respect to an individual piece for forming a crystal resonator element of the crystal device of FIG.
11 is an angle between a direction TDR of a side surface of a piece for forming a crystal resonator element of the crystal device of FIG. 1, a direction MDR of an opening end face of a mask member, and an electric axis (+ X axis) of the crystal resonator element. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship such as θ.
FIG. 12 is a schematic perspective view showing a specific form of the inclined surface 61 of FIG.
FIG. 13 is a schematic perspective view showing a specific form of the inclined surface 63 of FIG.
FIG. 14 is a schematic perspective view showing a specific form of the inclined surface 66 or the inclined surface 67 of FIG.
FIG. 15 is a schematic perspective view showing a specific form of an inclined surface 86 in a forming example other than the inclined surface shown in FIG.
FIG. 16 is a schematic perspective view showing a specific form of an inclined surface 87 in a forming example other than the inclined surface shown in FIG.
FIGS. 17A and 17B are diagrams for explaining that the form of the inclined surface differs according to the depth of the notch window portion of the mask member for forming the inclined surface on the individual piece, and FIG. Explanatory drawing which shows the case where a window part is deep enough, (b) is explanatory drawing which shows the case where a notch window part is formed shallowly.
FIG. 18 is a diagram showing a schematic configuration of a digital mobile phone device as an example of an electronic apparatus using a crystal device according to each embodiment of the present invention.
FIGS. 19A and 19B are schematic process diagrams showing a process of forming a quartz-crystal vibrating piece of a conventional quartz-crystal device. FIG. 19A is a diagram showing a quartz-crystal piece for forming one vibrating piece, and FIG. The figure which forms an electrode film on the whole surface of a piece, (c) is a figure which applies a resist to the whole surface of the electrode film of a crystal piece.
20A and 20B are schematic process diagrams showing a process of forming a crystal vibrating piece of a conventional crystal device, wherein FIG. 20D is a diagram in which a mask member is disposed on the surface of the resist, and FIG. FIG. 3F is a diagram in which an unnecessary electrode film is removed by etching.
FIG. 21 is a schematic process view showing a step of forming a quartz-crystal vibrating piece of a conventional quartz-crystal device, and (g) is a view in which a resist is removed.
FIGS. 22A and 22B show a state in which a plurality of mask members are arranged on a crystal blank prior to the formation of electrodes in forming a crystal vibrating reed of a conventional quartz crystal device, FIG. 22A is a schematic perspective view thereof, and FIG. FIG. 2A is a schematic cross-sectional view taken along line AA.
FIG. 23 is a view showing a state in which a projection or a projection is formed on a side surface portion prior to formation of an electrode in forming a crystal resonator element of a conventional crystal device.
[Explanation of symbols]
Reference numeral 30: crystal device, 31: upper case, 35: lower case, 40: crystal vibrating piece, 41: base, 43, 44: vibrating arm, 46: first Excitation electrodes, 47 ... Second excitation electrodes, 48 ... Quartz piece main body, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 86, 87 ... inclined surfaces, 71 ... pieces Pieces, 72, 73, 74, 75, 76, 85, 88...

Claims

パッケージ内に水晶振動片を収容した水晶デバイスであって、
前記水晶振動片の側面部を含む表面には、前記水晶振動片の動作に関連して電極が形成されており、
前記水晶振動片の前記側面部において、前記電極が、電気的に分離されるべき領域に傾斜面が形成されている
ことを特徴とする、水晶デバイス。A crystal device containing a crystal resonator element in a package,
Electrodes are formed on the surface including the side surfaces of the quartz vibrating reed in relation to the operation of the quartz vibrating reed,
A crystal device, wherein an inclined surface is formed in a region of the side surface of the crystal vibrating piece where the electrode is to be electrically separated.

前記水晶振動片の前記傾斜面の上から下方向を見た場合の前記側面部の左側方向をＴＤＲとし、このＴＤＲが、前記水晶振動片の電気軸（＋Ｘ軸）と一致する方向に沿って形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の水晶デバイス。The left side direction of the side surface portion when the downward direction is viewed from above the inclined surface of the crystal resonator element is defined as TDR, and the TDR is along a direction coinciding with the electric axis (+ X axis) of the crystal resonator element. The crystal device according to claim 1, wherein the crystal device is formed.

前記傾斜面の上から下方向を見た場合の前記側面部の左側方向をＴＤＲとし、前記水晶振動片の前記側面部における厚みをｔとし、前記ＴＤＲが前記水晶振動片の反時計回り方向最寄りの電気軸（＋Ｘ軸）となす角度をθとし、前記傾斜面が設けられる領域の奥行きをＤ１とした場合、次の関係式
Ｄ１・ｃｏｓθ＞ｔ／√３
を満たすことを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の水晶デバイス。The left side direction of the side surface portion when viewed downward from the top of the inclined surface is TDR, the thickness of the side surface portion of the quartz vibrating piece is t, and the TDR is the counterclockwise direction of the quartz vibrating piece. When the angle between the electric axis (+ X axis) and the depth of the area where the inclined surface is provided is D1, the following relational expression D1 · cos θ> t / √3
The crystal device according to claim 1, wherein the crystal device satisfies the following.

パッケージ内に水晶振動片を収容した水晶デバイスの製造方法であって、
水晶片に、その動作に関連した電極を形成する工程に先行して、前記水晶片の厚み方向両側から、それぞれマスク部材を配置して、挟むようにしてエッチングする工程において、
前記水晶片を挟む各マスク部材のうち、一方のマスク部材が、前記水晶片の個片の側面部に対応した領域に、切欠き窓部が形成されたマスク部材を配置して、前記エッチング工程を実施する
ことを特徴とする水晶デバイスの製造方法。A method for manufacturing a crystal device in which a crystal resonator element is housed in a package,
Prior to the step of forming an electrode related to the operation of the quartz piece, a mask member is disposed from both sides in the thickness direction of the quartz piece, and the step of etching is performed so as to sandwich the mask member.
One of the mask members sandwiching the crystal blank is arranged in a region corresponding to the side surface of the individual crystal blank, and a mask member having a cutout window is disposed therein, and the etching step is performed. A method for manufacturing a crystal device, comprising:

前記マスク部材の前記切欠き窓部の奥部から開口部を見た場合の端面の左側方向をＭＤＲとし、このＭＤＲが、前記水晶片の電気軸（＋Ｘ軸）に沿って配置されることを特徴とする、請求項４に記載の水晶デバイスの製造方法。The left direction of the end face when the opening is viewed from the back of the notch window of the mask member is defined as MDR, and this MDR is arranged along the electric axis (+ X axis) of the crystal blank. The method for manufacturing a crystal device according to claim 4, wherein:

前記マスク部材の前記切欠き窓部の奥部から開口部を見た場合の端面の左側方向をＭＤＲとし、前記水晶片の前記側面部における厚みをｔとし、前記ＭＤＲが前記水晶片の反時計回り方向最寄りの電気軸（＋Ｘ軸）となす角度をθとし、前記切欠き窓部の奥行きをＤ２とした場合、次の関係式
Ｄ２・ｃｏｓθ＞ｔ／√３
を満たすことを特徴とする、請求項５に記載の水晶デバイスの製造方法。The left direction of the end face when the opening is viewed from the back of the notch window of the mask member is MDR, the thickness of the side face of the quartz piece is t, and the MDR is a counterclockwise direction of the quartz piece. Assuming that the angle between the electric axis (+ X axis) closest to the rotation direction and the depth of the cutout window is D2, the following relational expression D2 · cos θ> t / √3
The method according to claim 5, wherein the following condition is satisfied.

パッケージ内に水晶振動片を収容した水晶デバイスを利用した携帯電話装置であって、
前記水晶振動片の側面部を含む表面には、前記水晶振動片の動作に関連して電極が形成されており、
前記水晶振動片の前記側面部において、前記電極が、電気的に分離されるべき領域に傾斜面が形成されている水晶デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした
ことを特徴とする、携帯電話装置。A mobile phone device using a crystal device containing a crystal resonator element in a package,
Electrodes are formed on the surface including the side surfaces of the quartz vibrating reed in relation to the operation of the quartz vibrating reed,
In the side surface portion of the quartz vibrating reed, the electrode is obtained by a crystal device having an inclined surface formed in a region to be electrically separated, by which a clock signal for control is obtained. Mobile phone device.

パッケージ内に水晶振動片を収容した水晶デバイスを利用した電子機器であって、
前記水晶振動片の側面部を含む表面には、前記水晶振動片の動作に関連して電極が形成されており、
前記水晶振動片の前記側面部において、前記電極が、電気的に分離されるべき領域に傾斜面が形成されている水晶デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした
ことを特徴とする、電子機器。An electronic device using a crystal device containing a crystal resonator element in a package,
Electrodes are formed on the surface including the side surfaces of the quartz vibrating reed in relation to the operation of the quartz vibrating reed,
In the side surface portion of the quartz vibrating reed, the electrode is obtained by a crystal device having an inclined surface formed in a region to be electrically separated, by which a clock signal for control is obtained. Electronics.