JP5980564B2 - Crystal element and crystal device - Google Patents

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Description

本発明は、例えば電子機器等に用いられる水晶デバイス及びその水晶デバイスに実装されている水晶素子に関するものである。   The present invention relates to a crystal device used in, for example, an electronic apparatus and the like and a crystal element mounted on the crystal device.

従来の水晶素子は、圧電効果を利用して、特定の周波数を発生させるものである。現在では、水晶素子は、ベベル加工を施した水晶素板の両主面に励振用電極を有している構造が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。ベベル加工は、水晶素板の外周部を研磨して、水晶素板の外周部の厚みを薄くする加工法のことである。質量の大きい中央部に振動エネルギーが集中することを利用し、中央部の質量を増大させて中央部にエネルギーを閉じ込めやすくすることができる。なお、励振用電極は、マスク治具を水晶素板に配置し、例えばスパッタ法等により設けられている。   A conventional quartz element generates a specific frequency using the piezoelectric effect. At present, a structure has been proposed in which a quartz element has excitation electrodes on both main surfaces of a beveled quartz base plate (see, for example, Patent Document 1 below). The bevel processing is a processing method in which the outer peripheral portion of the crystal base plate is polished to reduce the thickness of the outer peripheral portion of the crystal base plate. By utilizing the fact that vibration energy is concentrated in the central portion having a large mass, it is possible to increase the mass of the central portion and make it easy to confine energy in the central portion. The excitation electrode is provided by, for example, sputtering, with a mask jig disposed on a quartz base plate.

特開平５−２５９８００号公報JP-A-5-259800

ベベル加工された水晶素子は、ベベル加工された外周部と中央部の境界が急峻になっているため、ベベル加工された箇所に励振用電極が均一な厚みで形成されない虞がある。その結果、励振用電極が正常に作動せず、水晶素子のクリスタルインピ−ダンスのばらつきを引き起こす虞がある。   In the beveled crystal element, the boundary between the beveled outer peripheral portion and the central portion is steep, so that the excitation electrode may not be formed with a uniform thickness in the beveled portion. As a result, the excitation electrode does not operate normally, and there is a risk of causing variations in crystal impedance of the crystal element.

本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、安定したクリスタルインピ−ダンス値を出力することが可能な
水晶素子を提供する
ことを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a crystal element capable of outputting a stable crystal impedance value.

本発明の一つの態様による水晶素子は、平面視して楕円形状の中央部と、中央部の周囲に中央部よりも上下方向の厚みが薄い外周部を有した水晶素板と、中央部の上面及び下面に設けられ、中央部の形状に合わせた楕円形状の励振用電極と、中央部から外周部に延在された引き出し電極と、引き出し用電極が設けられていない励振用電極の外周に設けられている面取り部と、を備えたことを特徴とするものである。 A crystal element according to an aspect of the present invention includes a crystal base plate having an elliptical central portion in plan view, a crystal base plate having an outer peripheral portion whose thickness in the vertical direction is thinner than the central portion around the central portion, Provided on the upper and lower surfaces, on the outer periphery of the elliptical excitation electrode that matches the shape of the central part, the extraction electrode that extends from the central part to the outer peripheral part, and the excitation electrode that is not provided with the extraction electrode And a chamfered portion provided .

本発明の一つの態様による水晶素子は、安定したクリスタルインピーダンス値を出力することができる。   The crystal element according to one aspect of the present invention can output a stable crystal impedance value.

本実施形態における水晶素子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the crystal element in this embodiment. 図１に示す水晶素子のＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of the quartz crystal element shown in FIG. （ａ）は、本実施形態における水晶素子を示す平面図であり、（ｂ）は、本実施形態における水晶素板を示す平面図である。(A) is a top view which shows the crystal element in this embodiment, (b) is a top view which shows the quartz base plate in this embodiment. 本実施形態における水晶素子の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of the crystal element in this embodiment. 本実施形態の変形例における水晶素子を示す平面図である。It is a top view which shows the crystal element in the modification of this embodiment. 本実施形態における水晶素子を用いた水晶デバイスの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the crystal device using the crystal element in this embodiment. 図６に示す水晶デバイスのＢ−Ｂ断面図である。It is BB sectional drawing of the quartz crystal device shown in FIG.

（第一実施形態）
第一実施形態における水晶素子１１０は、図１及び図２に示されているように、水晶素板１１１と、水晶素板１１１の両主面に設けられた励振用電極１１４とを含んでいる。 (First embodiment)
As shown in FIGS. 1 and 2, the crystal element 110 in the first embodiment includes a crystal base plate 111 and excitation electrodes 114 provided on both main surfaces of the crystal base plate 111. .

水晶素子１１０は、安定した機械振動と圧電効果により、電子装置等の基準信号を発振する役割を果たしている。   The crystal element 110 plays a role of oscillating a reference signal of an electronic device or the like by stable mechanical vibration and a piezoelectric effect.

水晶素子１１０は、図２及び図３（ａ）に示されているように、水晶素板１１１の上面及び下面のそれぞれに励振用電極１１４、接続用電極１１５及び引き出し電極１１６を被着させた構造を有している。水晶素子１１０の振動領域は、水晶素板１１１の中央部１１２の上面に設けられた励振用電極１１４と下面に設けられた励振用電極１１４とが対向する領域となっている。   As shown in FIGS. 2 and 3A, the crystal element 110 has the excitation electrode 114, the connection electrode 115, and the extraction electrode 116 attached to the upper and lower surfaces of the crystal base plate 111, respectively. It has a structure. The vibration region of the crystal element 110 is a region where the excitation electrode 114 provided on the upper surface of the central portion 112 of the crystal base plate 111 and the excitation electrode 114 provided on the lower surface face each other.

水晶素板１１１は、図３（ｂ）に示されているように、平面視して楕円形状の中央部１１２と、中央部１１２の周囲に中央部１１２よりも上下方向の厚みが薄い外周部１１３を有している。水晶素板１１１は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施された概略平板状で平面形状が例えば四角形となっている。   As shown in FIG. 3B, the quartz base plate 111 has an elliptical central portion 112 in plan view and an outer peripheral portion that is thinner around the central portion 112 in the vertical direction than the central portion 112. 113. The quartz base plate 111 is a substantially flat plate shape that is cut from an artificial crystalline lens at a predetermined cut angle and is subjected to outer shape processing, and has a planar shape of, for example, a quadrangle.

中央部１１２は、楕円形状を有しており、上面及び下面には、励振用電極１１４が設けられている。また、中央部１１２の上面及び下面は、平坦になっており、上下方向の厚みも均一になっている。   The central portion 112 has an elliptical shape, and excitation electrodes 114 are provided on the upper and lower surfaces. Further, the upper surface and the lower surface of the central portion 112 are flat, and the thickness in the vertical direction is also uniform.

外周部１１３は、中央部１１２の周囲に中央部１１２よりも上下方向の厚みが薄くなるように設けられている。また、外周部１１３は、外周部１１３の外周縁に近づくにつれて上下方向の厚みが漸次薄くなって形成されている。このようにすることによって、中央部１１２は、中央部１１２の上下方向の厚みを厚くすることになり、中央部１１２の質量を増大させて、振動エネルギーを集中させ、エネルギーを閉じ込めやすくすることができる。   The outer peripheral portion 113 is provided around the central portion 112 so that the thickness in the vertical direction is thinner than that of the central portion 112. In addition, the outer peripheral portion 113 is formed such that the thickness in the vertical direction gradually decreases as the outer peripheral edge of the outer peripheral portion 113 is approached. By doing in this way, the central part 112 will increase the thickness of the central part 112 in the vertical direction, increasing the mass of the central part 112, concentrating vibration energy and making it easier to confine the energy. it can.

例えば３８．４ＭＨｚ用の水晶素板１１１を平面視したときの縦寸法が約１．０ｍｍであり、平面視したときの横寸法が約０．７ｍｍである場合を例にして説明すると、中央部１１２の平面視したときの長軸寸法が約０．７ｍｍであり、平面視したときの短軸寸法が約０．５ｍｍである。また、中央部１１２の上下方向の厚みは、約４０μｍである。外周部１１３の外周縁部の上下方向の厚みは、約３５μｍである。   For example, a case where the longitudinal dimension of the crystal base plate 111 for 38.4 MHz when viewed in plan is about 1.0 mm and the lateral dimension when viewed in plan is about 0.7 mm will be described as an example. 112 has a major axis dimension of about 0.7 mm when viewed in plan, and a minor axis dimension of about 0.5 mm when viewed in plan. The thickness in the vertical direction of the central portion 112 is about 40 μm. The thickness in the vertical direction of the outer peripheral edge portion of the outer peripheral portion 113 is about 35 μm.

例えば２４．０ＭＨｚ用の水晶素板１１１を平面視したときの縦寸法が約１．１ｍｍであり、平面視したときの横寸法が約０．７５ｍｍである場合を例にして説明すると、中央部１１２の平面視したときの長軸寸法が約０．３ｍｍであり、平面視したときの短軸寸法が約０．２ｍｍである。また、中央部１１２の上下方向の厚みは、約７０μｍである。外周部１１３の外周縁部の上下方向の厚みは、約３０μｍである。   For example, a case where the longitudinal dimension of the crystal base plate 111 for 24.0 MHz when viewed in plan is approximately 1.1 mm and the lateral dimension when viewed in plan is approximately 0.75 mm will be described as an example. 112 has a major axis dimension of about 0.3 mm when viewed in plan, and a minor axis dimension of about 0.2 mm when viewed in plan. Further, the thickness in the vertical direction of the central portion 112 is about 70 μm. The thickness in the vertical direction of the outer peripheral edge of the outer peripheral portion 113 is about 30 μm.

また、例えば１９．２ＭＨｚ用の水晶素板１１１を平面視したときの縦寸法が約１．４ｍｍであり、平面視したときの横寸法が約０．９７ｍｍである場合を例にして説明すると、中央部１１２の平面視したときの長軸寸法が約０．４５ｍｍであり、平面視したときの短軸寸法が約０．３５ｍｍである。また、中央部１１２の上下方向の厚みは、約１００μｍである。外周部１１３の外周縁部の上下方向の厚みは、約６５μｍである。   Further, for example, a case where the longitudinal dimension when the crystal base plate 111 for 19.2 MHz is viewed in plan is about 1.4 mm, and the lateral dimension when viewed in plan is about 0.97 mm is described as an example. The major axis dimension of the central portion 112 when viewed in plan is approximately 0.45 mm, and the minor axis dimension when viewed in plan is approximately 0.35 mm. The thickness in the vertical direction of the central portion 112 is about 100 μm. The thickness in the vertical direction of the outer peripheral edge portion of the outer peripheral portion 113 is about 65 μm.

励振用電極１１４は、図３（ａ）に示されているように、中央部１１２の形状に合わせた楕円形状である。水晶素子１１０の振動は、励振用電極１１４の外周から中央に向かって徐々に変位が大きくなるようにして振動が発生する。この際に、変位が同じ値を示す箇所を結ぶように等高線を引くと、等高線は、楕円形状になるように分布する。従って、励振用電極１１４が楕円形状に形成されていることによって、水晶素子１１０の振動の基本波変位と近づけることになるので、振動が阻害されることを低減することができる。   As shown in FIG. 3A, the excitation electrode 114 has an elliptical shape that matches the shape of the central portion 112. The vibration of the crystal element 110 is generated such that the displacement gradually increases from the outer periphery of the excitation electrode 114 toward the center. At this time, if contour lines are drawn so as to connect locations where the displacements have the same value, the contour lines are distributed in an elliptical shape. Therefore, since the excitation electrode 114 is formed in an elliptical shape, it can be brought close to the fundamental wave displacement of the vibration of the crystal element 110, so that the inhibition of vibration can be reduced.

励振用電極１１４は、水晶素板１１１の中央部１１２の上面及び下面に第１の金属膜が形成され、第１の金属膜の上面に第２の金属膜が積層するように形成されている。第１の金属膜は、例えば、クロム又はチタンから構成され、第２の金属膜は、例えば、金により構成されている。また、第１の金属膜と第２の金属膜の接合力を上げるために例えばニッケルを第１の金属膜と第２の金属膜の間に形成してもよい。   The excitation electrode 114 is formed such that the first metal film is formed on the upper surface and the lower surface of the central portion 112 of the crystal base plate 111, and the second metal film is laminated on the upper surface of the first metal film. . The first metal film is made of, for example, chromium or titanium, and the second metal film is made of, for example, gold. Further, in order to increase the bonding force between the first metal film and the second metal film, for example, nickel may be formed between the first metal film and the second metal film.

引き出し電極１１５は、中央部１１２から外周部１１３に延在されるようにして設けられている。引き出し電極１１５の一端は、励振用電極１１４と接続され、他端は、接続用電極１１６と接続されている。   The extraction electrode 115 is provided so as to extend from the central portion 112 to the outer peripheral portion 113. One end of the extraction electrode 115 is connected to the excitation electrode 114, and the other end is connected to the connection electrode 116.

接続用電極１１６は、引き出し電極１１５と接続されており、水晶素板１１１の長辺又は短辺の一つの辺に沿って、隣接するように一対で設けられている。接続用電極１１６は、外部の電極パッドと接続する役割を果たしている。   The connection electrodes 116 are connected to the extraction electrode 115 and are provided in pairs along one long side or short side of the crystal base plate 111 so as to be adjacent to each other. The connection electrode 116 plays a role of connecting to an external electrode pad.

ここで、水晶素子１１０の動作について説明する。水晶素子１１０は、外部からの交番電圧が接続用電極１１６から引き出し電極１１５及び励振用電極１１４を介して水晶素板１１１に印加されると、水晶素板１１１が所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。   Here, the operation of the crystal element 110 will be described. When an alternating voltage from the outside is applied to the crystal element plate 111 from the connection electrode 116 via the extraction electrode 115 and the excitation electrode 114, the crystal element 110 is excited in a predetermined vibration mode and frequency. Is supposed to wake up.

また、水晶素板１１１のベベル加工方法について説明する。所定の粒度のメディアと砥粒とを備えた研磨材と、所定の大きさに形成された水晶素板１１１とを用意する。円筒体に用意した研磨材と水晶素板１１１とを入れ、円筒体の開口した端部をカバーで塞ぐ。研磨材と水晶素板１１１とを入れた円筒体を、円筒体の中心軸線を回転軸として回転させることで、水晶素板１１１の外周部１１３に研磨剤が衝突する。外周部１１３は、研磨材が衝突することで研磨されていき、中央部１１２よりも薄くなるように形成される。外周部１１３は、外周部１１３の外周縁部から徐々に研磨されるため、外周部１１３の外周縁部に近づくにつれて上下方向の厚みが漸次薄くなって形成されている。また、平面視した中央部１１２の形状は、楕円状に形成されている。このようにすることで、水晶素板１１１には、中央部１１２と中央部１１２を囲むようにして設けられた外周部１１３とがなされたベベル加工が行われる。   A bevel processing method for the quartz base plate 111 will be described. A polishing material provided with media and abrasive grains of a predetermined particle size, and a quartz base plate 111 formed in a predetermined size are prepared. The abrasive prepared in the cylindrical body and the quartz base plate 111 are put, and the open end of the cylindrical body is closed with a cover. The abrasive collides with the outer peripheral portion 113 of the quartz base plate 111 by rotating the cylindrical body containing the abrasive and the quartz base plate 111 with the central axis of the cylindrical body as the rotation axis. The outer peripheral portion 113 is polished by the collision of the abrasive and is formed to be thinner than the central portion 112. Since the outer peripheral portion 113 is gradually polished from the outer peripheral edge portion of the outer peripheral portion 113, the thickness in the vertical direction gradually decreases as the outer peripheral portion 113 approaches the outer peripheral edge portion. Further, the shape of the central portion 112 in plan view is formed in an elliptical shape. In this way, the quartz base plate 111 is subjected to bevel processing in which the central portion 112 and the outer peripheral portion 113 provided so as to surround the central portion 112 are made.

ここで、水晶素子１１０の作製方法について説明する。まず、水晶素子１１０は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し、水晶素板１１１の外周の厚みを薄くし、水晶素板１１１の外周部１１３と比べて水晶素板１１１の中央部１１２が厚くなるように設けるベベル加工を行う。そして、励振用電極１１４、引き出し電極１１５及び接続電極１１６の形状に開口部が設けられているマスク治具は、水晶素板１１１の中央部１１２と励振用電極の開口が一致するようにして、水晶素板１１１の上面及び下面に配置される。その水晶素板１１１に、例えば蒸着技術又はスパッタリング技術によって、金属膜を被着させることにより、励振用電極１１４、引き出し電極１１５及び接続電極１１６を形成することにより水晶素子１１０は作製される。このように金属膜を被着させることによって、水晶素板１１１の楕円状の中央部１１２の形状に合わせた楕円形状の励振用電極１１４が形成されることになる。   Here, a manufacturing method of the crystal element 110 will be described. First, the crystal element 110 is cut from the artificial crystalline lens at a predetermined cut angle to reduce the thickness of the outer periphery of the crystal base plate 111, and the central portion 112 of the crystal base plate 111 is compared with the outer peripheral portion 113 of the crystal base plate 111. Bevel processing is provided to make it thicker. The mask jig provided with openings in the shape of the excitation electrode 114, the extraction electrode 115, and the connection electrode 116 is arranged so that the central portion 112 of the quartz base plate 111 and the opening of the excitation electrode coincide with each other. Arranged on the upper and lower surfaces of the quartz base plate 111. The crystal element 110 is manufactured by forming the excitation electrode 114, the extraction electrode 115, and the connection electrode 116 by depositing a metal film on the crystal base plate 111 by, for example, vapor deposition technique or sputtering technique. By depositing the metal film in this way, an elliptical excitation electrode 114 that matches the shape of the elliptical central portion 112 of the quartz base plate 111 is formed.

本実施形態における水晶素子１１０は、中央部１１２の上面及び下面に設けられ、中央部１１２の形状に合わせた楕円形状の励振用電極１１４を備えていることによって、励振用電極１１４の外周がぼやけることなく、励振用電極１１４が正常に作動し、安定したクリスタルインピーダンス値を出力することができる。   The quartz crystal element 110 according to the present embodiment is provided on the upper and lower surfaces of the central portion 112, and includes an elliptical excitation electrode 114 that matches the shape of the central portion 112, thereby blurring the outer periphery of the excitation electrode 114. Therefore, the excitation electrode 114 operates normally, and a stable crystal impedance value can be output.

以下、励振用電極１１４が、中央部１１２と外周部１１３の境界に沿って形成されている構造について説明する。水晶素板１１１は、平面視して楕円形状の中央部１１２と、中央部１１２の周囲に中央部１１２よりも上下方向の厚みが薄い外周部１１３を有している。励振用電極１１４の外周は、楕円状の中央部１１２の外縁部に位置するように設けられている。   Hereinafter, a structure in which the excitation electrode 114 is formed along the boundary between the central portion 112 and the outer peripheral portion 113 will be described. The crystal base plate 111 has an elliptical central portion 112 in plan view and an outer peripheral portion 113 that is thinner in the vertical direction than the central portion 112 around the central portion 112. The outer periphery of the excitation electrode 114 is provided so as to be located at the outer edge of the elliptical central portion 112.

水晶素子２１１０の等価回路は、図４に示されているように、励振用電極１１４のうち実際に振動している部分（一対の励振用電極１１４の対向部）で形成される等価直列容量Ｃ１と、等価インダクタンスＬ及び等価直列抵抗Ｒ１とが直列に接続されており、等価並列容量Ｃ０が等価直列抵抗Ｒ、等価直列容量Ｃ１及び等価インダクタンスＬに並列に接続された構成となっている。その水晶素子１１０の等価回路に不図示であるが主に発振回路で構成される負荷容量ＣＬが負荷された状態で水晶デバイスの等価回路が形成されることになる。ここで発振周波数の温度による変化の調整は周波数感度Ｓを上げることで行われるが、その周波数感度Ｓは以下の式により表される。   As shown in FIG. 4, the equivalent circuit of the crystal element 2110 is an equivalent series capacitance C <b> 1 formed by a portion of the excitation electrode 114 that is actually oscillating (a portion opposite to the pair of excitation electrodes 114). The equivalent inductance L and the equivalent series resistance R1 are connected in series, and the equivalent parallel capacitance C0 is connected in parallel to the equivalent series resistance R, the equivalent series capacitance C1, and the equivalent inductance L. Although not shown in the equivalent circuit of the crystal element 110, an equivalent circuit of the crystal device is formed in a state where a load capacitor CL mainly composed of an oscillation circuit is loaded. Here, adjustment of the change of the oscillation frequency depending on the temperature is performed by increasing the frequency sensitivity S, which is expressed by the following equation.

Ｓ＝Ｃ１／｛２＊（Ｃ０＋ＣＬ）2｝ ＝１／｛２＊Ｃ１＊（Ｃ０／Ｃ１＋ＣＬ／Ｃ１）2｝容量比γ＝Ｃ０／Ｃ１として Ｓ＝１／｛２＊Ｃ１＊（γ＋ＣＬ／Ｃ１）2｝となる。 S = C1 / {2 * (C0 + CL) 2 } = 1 / {2 * C1 * (C0 / C1 + CL / C1) 2 } Capacity ratio γ = C0 / C1 S = 1 / {2 * C1 * (γ + CL / C1 ) 2 }.

水晶素子１１０は、励振用電極１１４が中央部１１２と外周部１１３の境界に沿って形成されていることによって、励振用電極１１４の面積を最大限大きくすることができ、等価直列容量Ｃ１を大きくすることができる。等価直列容量Ｃ１が大きければ、水晶素子１１０の周波数感度が大きく取れることになる。水晶素子１１０の周波数感度が大きい場合には、温度が変化しても発振周波数を調整することが可能な周波数範囲を広くとれることになる。つまり、周波数感度が大きい場合は、温度変化によって水晶デバイスの発振周波数の調整の余裕度が大きくとれることになる。   In the quartz crystal element 110, since the excitation electrode 114 is formed along the boundary between the central portion 112 and the outer peripheral portion 113, the area of the excitation electrode 114 can be maximized, and the equivalent series capacitance C1 can be increased. can do. If the equivalent series capacitance C1 is large, the frequency sensitivity of the crystal element 110 can be increased. When the frequency sensitivity of the crystal element 110 is large, the frequency range in which the oscillation frequency can be adjusted even if the temperature changes can be widened. In other words, when the frequency sensitivity is large, the margin for adjusting the oscillation frequency of the quartz crystal device can be increased by temperature change.

（変形例）
以下、本実施形態の変形例における水晶素子２１０について説明する。水晶素子２１０は、図５に示されているように、水晶素板２１１の上面及び下面のそれぞれに励振用電極２１４、接続用電極２１５及び引き出し電極２１６を被着させた構造を有している。励振用電極２１４は、中央部に設けられており、励振用電極２１４には、面取り部２１７が設けられている。 (Modification)
Hereinafter, the crystal element 210 according to a modification of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 5, the crystal element 210 has a structure in which the excitation electrode 214, the connection electrode 215, and the extraction electrode 216 are attached to the upper and lower surfaces of the crystal base plate 211, respectively. . The excitation electrode 214 is provided in the center, and the excitation electrode 214 is provided with a chamfered portion 217.

面取り部２１７は、図５に示されているように、励振用電極２１４の引き出し用電極２１６が設けられていない励振用電極２１４の外周に設けられている。このようにすることにより、励振用電極２１４の外周がぼやけることなく、励振用電極２１４が正常に作動し、さらに安定したクリスタルインピーダンス値を出力することができる。   As shown in FIG. 5, the chamfered portion 217 is provided on the outer periphery of the excitation electrode 214 where the extraction electrode 216 of the excitation electrode 214 is not provided. By doing so, the excitation electrode 214 can operate normally without blurring the outer periphery of the excitation electrode 214, and a more stable crystal impedance value can be output.

また、一つの面取り部２１７ｂは、図５に示されているように、接続用電極２１５に近傍している励振用電極２１４に設けられており、他の面取り部と２１７ａと比べて大きく切れ込むようにして設けられている。このようにすることにより、水晶素子２１０をパッケージに実装する際に、接続用電極２１５に付着された導電性接着剤ＤＳが濡れ拡がったとしても、励振用電極２１４に導電性接着剤ＤＳが付着し、励振用電極２１４と接続用電極２１５が短絡してしまうことを低減することができる。   Further, as shown in FIG. 5, one chamfered portion 217b is provided in the excitation electrode 214 adjacent to the connection electrode 215, and is greatly cut in comparison with the other chamfered portions 217a. Provided. Thus, when the crystal element 210 is mounted on the package, the conductive adhesive DS adheres to the excitation electrode 214 even if the conductive adhesive DS attached to the connection electrode 215 wets and spreads. In addition, it is possible to reduce the short circuit between the excitation electrode 214 and the connection electrode 215.

面取り部２１７は、面取り部２１７がなされた状態の励振用電極２１４の形状と同じ開口部が設けられているマスク治具を水晶素板２１１の上面及び下面に配置し、例えば蒸着技術又はスパッタリング技術によって、金属膜を被着させることで形成される。このように面取り部がなされた開口部を設けられているマスク治具を使用することによって、励振用電極２１４に面取り部２１７が形成される。   In the chamfered portion 217, a mask jig provided with the same opening as the shape of the excitation electrode 214 in the state where the chamfered portion 217 is formed is arranged on the upper and lower surfaces of the crystal base plate 211, for example, vapor deposition technique or sputtering technique. Is formed by depositing a metal film. The chamfered portion 217 is formed on the excitation electrode 214 by using the mask jig provided with the opening having the chamfered portion as described above.

（水晶デバイス）
上述した水晶素子１１０をパッケージ１２０に実装した水晶デバイスについて以下に説明する。水晶デバイスは、パッケージ１２０と、パッケージ１２０の基板１２０ａに接合された水晶素子１１０とを含んでいる。 (Crystal device)
A crystal device in which the above-described crystal element 110 is mounted on the package 120 will be described below. The crystal device includes a package 120 and a crystal element 110 bonded to a substrate 120a of the package 120.

パッケージ１２０は、図６及び図７に示されているように、基板１２０ａと、基板１２０ａ上に設けられた枠体１２０ｂとを含んでいる。パッケージ１２０は、基板１２０ａの上面と枠体１２０ｂの内側面によって囲まれた凹部Ｋが形成されている。   As shown in FIGS. 6 and 7, the package 120 includes a substrate 120a and a frame body 120b provided on the substrate 120a. The package 120 has a recess K surrounded by the upper surface of the substrate 120a and the inner surface of the frame 120b.

基板１２０ａは、長方形状であり、上面で実装された水晶素子１１０を支持するための支持部材として機能するものである。基板１２０ａの上面には、水晶素子１１０を接合するための一対の電極パッド１２１が設けられている。また、基板１２０ａの下面の四隅には、外部接続用電極端子Ｇが設けられている。   The substrate 120a has a rectangular shape and functions as a support member for supporting the crystal element 110 mounted on the upper surface. A pair of electrode pads 121 for bonding the crystal element 110 is provided on the upper surface of the substrate 120a. In addition, external connection electrode terminals G are provided at the four corners of the lower surface of the substrate 120a.

基板１２０ａは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなる。基板１２０ａは、絶縁層を１層用いたものであっても、絶縁層を複数層積層したものであってもよい。基板１２０ａの表面及び内部には、基板１２０ａの上面の一対の電極パッド１２１と下面の外部接続用電極端子Ｇとを電気的に接続するための配線パターン（図示せず）及びビア導体（図示せず）が設けられている。   The substrate 120a is made of an insulating layer made of a ceramic material such as alumina ceramic or glass-ceramic. The substrate 120a may be one using one insulating layer or may be a laminate of a plurality of insulating layers. A wiring pattern (not shown) and a via conductor (not shown) for electrically connecting the pair of electrode pads 121 on the upper surface of the substrate 120a and the external connection electrode terminals G on the lower surface are provided on and inside the substrate 120a. Z).

枠体１２０ｂは、基板１２０ａ上に凹部Ｋを形成するためのものである。枠体１２０ｂは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料からなり、基板１２０ａと一体的に形成されている。   The frame body 120b is for forming the recess K on the substrate 120a. The frame body 120b is made of a ceramic material such as alumina ceramics or glass-ceramics, and is formed integrally with the substrate 120a.

ここで、パッケージ１２０の作製方法について説明する。基板１２０ａがアルミナセラミックスから成る場合、まず所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得た複数のセラミックグリーンシートを準備する。次に、セラミックグリーンシートの表面或いはセラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内に、従来周知のスクリーン印刷等によって所定の導体ペーストを塗布する。さらに、これらのグリーンシートを積層してプレス成形したものを、高温で焼成する。最後に、導体パターンの所定部位、具体的には、一対の電極パッド１２１又は外部接続用電極端子Ｇとなる部位にニッケルメッキ又は金メッキ等を施すことにより作製される。また、導体ペーストは、例えばタングステン、モリブデン、銅、銀又は銀パラジウム等の金属粉末の焼結体等から構成されている。   Here, a method for manufacturing the package 120 will be described. When the substrate 120a is made of alumina ceramic, first, a plurality of ceramic green sheets obtained by adding and mixing an appropriate organic solvent or the like to a predetermined ceramic material powder is prepared. Next, a predetermined conductive paste is applied to the surface of the ceramic green sheet or the through-hole previously punched by punching the ceramic green sheet by screen printing or the like. Further, these green sheets are laminated and press-molded and fired at a high temperature. Finally, a predetermined portion of the conductor pattern, specifically, a portion to be a pair of electrode pads 121 or the external connection electrode terminal G is manufactured by nickel plating or gold plating. Moreover, the conductor paste is comprised from the sintered compact etc. of metal powders, such as tungsten, molybdenum, copper, silver, or silver palladium, for example.

導電性接着剤ＤＳは、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム、モリブデン、タングステン、白金、パラジウム、銀、チタン、ニッケル又はニッケル鉄のうちのいずれか、或いはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。また、バインダーとしては、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はビスマレイミド樹脂が用いられる。   The conductive adhesive DS contains a conductive powder as a conductive filler in a binder such as a silicone resin. Examples of the conductive powder include aluminum, molybdenum, tungsten, platinum, palladium, silver, titanium, One containing either nickel or nickel iron, or a combination thereof is used. Moreover, as a binder, a silicone resin, an epoxy resin, a polyimide resin, or a bismaleimide resin is used, for example.

蓋体１３０は、例えば、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなる。このような蓋体１３０は、真空状態にある凹部Ｋ又は窒素ガスなどが充填された凹部Ｋを気密的に封止するためのものである。具体的には、蓋体１３０は、所定雰囲気で、パッケージ１２０の枠体１２０ｂ上に載置され、枠体１２０ｂの封止用導体パターン１２２と蓋体１３０の封止部材１３１とが溶接されるように所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、枠体１２０ｂに接合される。   The lid 130 is made of an alloy containing at least one of iron, nickel, and cobalt, for example. Such a lid 130 is for hermetically sealing the recess K in a vacuum state or the recess K filled with nitrogen gas or the like. Specifically, the lid 130 is placed on the frame 120b of the package 120 in a predetermined atmosphere, and the sealing conductor pattern 122 of the frame 120b and the sealing member 131 of the lid 130 are welded. As described above, by applying a predetermined current and performing seam welding, the frame body 120b is joined.

封止部材１３１は、パッケージ１２０の枠体１２０ｂ上面に設けられた封止用導体パターン１２２に相対する蓋体１３０の箇所に設けられている。封止部材１３１は、例えば、銀ロウ又は金錫によって設けられている。   The sealing member 131 is provided at a position of the lid body 130 facing the sealing conductor pattern 122 provided on the upper surface of the frame body 120 b of the package 120. The sealing member 131 is provided by, for example, silver solder or gold tin.

また、本実施形態における水晶デバイスは、電子機器等を構成するマザーボードに搭載する際に、マザーボードと水晶デバイスの間で発生した浮遊容量が水晶素子１１０に付与しても、水晶素子１１０の等価直列容量Ｃ１が大きければ、水晶素子１１０の周波数感度Ｓが十分に大きいため、水晶デバイスの発振周波数が変動することを低減することができる。よって、水晶デバイスの周波数変動に対するマザーボードと水晶デバイスの間で発生した浮遊容量の影響を低減することができる。   In addition, when the quartz crystal device according to the present embodiment is mounted on a mother board constituting an electronic device or the like, even if stray capacitance generated between the motherboard and the quartz crystal device is applied to the quartz crystal element 110, an equivalent series of the quartz crystal element 110 is provided. If the capacitance C1 is large, the frequency sensitivity S of the crystal element 110 is sufficiently large, so that fluctuations in the oscillation frequency of the crystal device can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the influence of stray capacitance generated between the mother board and the crystal device on the frequency fluctuation of the crystal device.

本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。上記の実施形態では、枠部１２０ｂが基板部１２０ａと同様にセラミック材で一体的に形成した場合を説明したが、枠部１２０ｂが金属製であっても構わない。この場合、枠部は、銀ロウ等のロウ材を介して基板部の導体膜に接合されている。   Various changes and improvements can be made without departing from the scope of the present invention. In the above embodiment, the case where the frame portion 120b is integrally formed of a ceramic material as in the case of the substrate portion 120a has been described. However, the frame portion 120b may be made of metal. In this case, the frame portion is bonded to the conductor film of the substrate portion via a brazing material such as silver brazing.

１１０、２１０・・・水晶素子
１１１、２１１・・・水晶素板
１１２、２１２・・・中央部
１１３、２１３・・・外周部
１１４、２１４・・・励振用電極
１１５、２１５・・・接続用電極
１１６、２１６・・・引き出し電極
１２０・・・パッケージ
１２１・・・電極パッド・
１３０・・・蓋体
１３１・・・封止部材
Ｋ・・・凹部
ＤＳ・・・導電性接着剤
Ｇ・・・外部接続用端子 110, 210 ... crystal element 111, 211 ... crystal base plate 112, 212 ... central part 113, 213 ... outer peripheral part 114, 214 ... excitation electrode 115, 215 ... for connection Electrodes 116, 216 ... Lead electrodes 120 ... Packages 121 ... Electrode pads
130 ... Lid 131 ... Sealing member K ... Recess DS ... Conductive adhesive G ... Terminal for external connection

Claims (4)

平面視して楕円形状の中央部と、前記中央部の周囲に前記中央部よりも上下方向の厚みが薄い外周部を有した水晶素板と、
前記中央部の上面及び下面に設けられ、前記中央部の形状に合わせた楕円形状の励振用電極と、
前記中央部から前記外周部に延在された引き出し電極と、
前記引き出し用電極が設けられていない前記励振用電極の外周に設けられている面取り部と、を備えた水晶素子。 A crystal base plate having an elliptical central portion in plan view, and an outer peripheral portion having a lower thickness in the vertical direction than the central portion around the central portion,
An ellipse-shaped excitation electrode provided on the upper surface and the lower surface of the central portion and adapted to the shape of the central portion;
An extraction electrode extending from the central portion to the outer peripheral portion;
And a chamfered portion provided on an outer periphery of the excitation electrode not provided with the extraction electrode . 請求項１に記載の水晶素子であって、
前記励振用電極は、前記中央部と前記外周部の境界に沿って形成されていることを特徴とする水晶素子。 The crystal element according to claim 1,
The crystal element according to claim 1, wherein the excitation electrode is formed along a boundary between the central portion and the outer peripheral portion. 請求項１に記載の水晶素子であって、
前記水晶素子は、前記外周部が前記外周部の縁部に近づくにつれて上下方向の厚みが漸次薄くなって形成されていることを特徴とする水晶素子。 The crystal element according to claim 1,
The crystal element is characterized in that the thickness in the vertical direction is gradually reduced as the outer peripheral part approaches the edge of the outer peripheral part. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の水晶素子と、前記水晶素子が実装される凹部を有するパッケージと、とを備えたことを特徴とする水晶デバイス。   A crystal device comprising: the crystal element according to any one of claims 1 to 3; and a package having a recess in which the crystal element is mounted.
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