JP6000724B2 - 水晶振動素子 - Google Patents
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Description
この水晶片は、例えば、ATカットの水晶ウェハを従来周知のフォトリソグラフィ技術とエッチング技術を用いることで形成することができる。
このような水晶振動素子は、四角形に形成され主面に凸部が形成された水晶片と、この水晶片の両主面中央に設けられる四角形状の励振電極と、この励振電極と接続され水晶片の一方の端部に設けられる引き回しパターンとから構成されている。
ここで、水晶片の主面には四角形状の凸部が設けられており、この凸部の平面中心が水晶片の平面中心より水晶片の端部側に寄せて設けられていた。
また、励振電極は、水晶片に設けられた凸部を覆うように設けられており、平面中心を凸部の平面中心と一致させた位置に設けられていた。
この励振電極は、凸部からはみ出る部分の大きさが、長辺方向及び短辺方向で同じ大きさになっていた(例えば、特許文献1参照)。
なお、凸部と励振電極とが楕円形状となる水晶振動素子も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、従来の水晶振動素子は、四角形状に形成される凸部の角部分と、四角形状に形成される励振電極の角部分が尖っているため、水晶片の内面側から外周側まで環状に伝わる振動変位分布が歪んでしまい、CI値(クリスタルインピーダンス値)が高くなるという現象を起こしていた。
また、長手方向を縦方向とし、短手方向を横方向としたとき、従来の水晶振動素子は、凸部と励振電極との平面形状における縦方向と横方向の長さ比率が異なっていたため、凸部での振動変位分布と励振電極での振動変位分布とでズレが生じて歪んでしまい、CI値(クリスタルインピーダンス値)が高くなるという現象を起こしていた。
図1(a)及び(b)に示すように、本発明の第一の実施形態に係る水晶振動素子10は、四角形状の水晶片1とこの水晶片1の両主面に設けられる励振電極2と、この励振電極2と接続し水晶片1の一方の端部へ引き回されている引き回しパターン3とから構成されている。
なお、この水晶片1は、長辺がX軸と平行であり、短辺がZ´軸と平行であり、厚みがY´軸方向と平行に形成されている。
また、この水晶片1の主面には、凸部1aが設けられている。この凸部1aの平面中心C2は、平面視における水晶片1の投影面の中心C1と一致させた状態で位置させている。なお、この凸部1aは、後述する励振電極2に覆われた状態となる。
この水晶片1は、従来周知のフォトリソグラフィ技術とエッチング技術を用いて形成することができる。これにより設けられた水晶片1は、長辺側の側面にm面1bが形成された状態となる。つまり、m面1bは、水晶をエッチングしたときに側面側に生じる結晶面である。
なお、水晶片1は、引き回しパターン3が設けられる端部をX軸の+X方向とし、反対側の端部を−X方向としている。
水晶片1を平面視で見たときの主面とm面1bとを含んだ平面の中心とは、図1(a)及び(b)に示すように、水晶片1の長辺の中心を通る中心線CL1と、水晶片1の平面視における短辺の中心を通る中心線CL2とが交差する点でもある。
また、励振電極2は、水晶片1の両主面に設けられ、それぞれ対向するように設けられている。
なお、励振電極2は、長辺を凸部1aの長辺と平行となり、短辺を凸部1aの短辺と平行となるように設けられる。
また、引き回し配線3bは、水晶片1の主面の縁に沿って直線で形成されており、励振電極2から接続パッド3aまで設けられている。
このとき、励振電極2は、図1に示すように、楕円形状の凸部1aよりも大きい楕円形状であって、凸部の長さ比率Aと同じ長さ比率の楕円形状となっている。
言い換えると、楕円形状の前記励振電極の長さ比率は、楕円形状の前記凸部の長さ比率と同じ比率で構成されている。
このように、本発明の第一の実施形態に係る水晶振動素子10によると、楕円形状の前記励振電極の長さ比率と楕円形状の前記凸部の長さ比率と同じ比率で構成されているので、凸部1aでの振動変位分布と励振電極2での振動変位分布とが近くなって歪みを軽減することができる。したがって、振動エネルギーが水晶片1の端部側で閉じ込められやすくなり低いCI値となる水晶振動素子を実現することができる。
図2(a)及び(b)に示すように、本発明の第一の実施形態に係る水晶振動素子11は、励振電極が前記楕円形状の短径側を直線に形成した形状で構成される点で第一の実施形態と異なる。
また、励振電極は、水晶片に形成されるm面にかかるように設けても良い。
1 水晶片
1a 凸部
1b m面
2 励振電極
3 引き回しパターン
C1,C2,C3 中心
Claims (2)
- 平面視矩形で、長辺が結晶軸であるX軸と平行であり、短辺が結晶軸であるZ´軸と平行であり、長辺側の側面に結晶面であるm面が形成されている平板状の水晶片と、
平面視楕円形状で、この楕円の短径側の縁が前記水晶片のm面にかからないように、平面中心を平面視における前記水晶片の投影面の中心に合わせて、前記水晶片の両主面に設けられている励振電極と、
この水晶片の一方の端部に設けられ、前記励振電極と接続する引き回しパターンとを備え、
前記水晶片の主面に楕円形状の凸部が設けられ、
前記励振電極が前記凸部全体を覆いつつ、前記励振電極の楕円の中心と前記凸部の楕円の中心とが一致しており、
楕円の長径と短径の長さ比率を長径/短径としたとき、
楕円形状の前記励振電極の長さ比率と楕円形状の前記凸部の長さ比率とが同じ比率で構成されることを特徴とする水晶振動素子。 - 前記励振電極が、前記楕円形状の短径側を直線に形成した形状で構成されることを特徴とする請求項1に記載の水晶振動素子。
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JP2012169836A JP6000724B2 (ja) | 2012-07-31 | 2012-07-31 | 水晶振動素子 |
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