JP6853085B2 - Crystal elements and crystal devices - Google Patents
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Description
本発明は、水晶素子およびこの水晶素子を有する水晶デバイスに関する。水晶デバイスは、例えば、水晶振動子または水晶発振器である。 The present invention relates to a crystal element and a crystal device having the crystal element. The crystal device is, for example, a crystal oscillator or a crystal oscillator.
水晶素子は、例えば、平面視して、略矩形形状の水晶片と、水晶片に設けられている金属パターンと、から構成されている。水晶片は、例えば、平面視して、一対の長辺と長辺の両端部を結ぶ一対の短辺とを有している。金属パターンは、例えば、水晶片の両主面に設けられている励振電極部と、励振電極部から水晶片の一方の短辺まで延設されている接続配線部と、からなる。このような励振電極部は、水晶素子を平面視して、水晶片の長辺に平行な励振電極部の長さが、水晶片の短辺に平行な励振電極部の長さよりも長くなっている（例えば、特許文献１）。 The crystal element is composed of, for example, a crystal piece having a substantially rectangular shape in a plan view and a metal pattern provided on the crystal piece. The crystal piece has, for example, a pair of long sides and a pair of short sides connecting both ends of the long sides in a plan view. The metal pattern includes, for example, an excitation electrode portion provided on both main surfaces of the crystal piece, and a connection wiring portion extending from the excitation electrode portion to one short side of the crystal piece. In such an excitation electrode portion, the length of the excitation electrode portion parallel to the long side of the crystal piece becomes longer than the length of the excitation electrode portion parallel to the short side of the crystal piece when the crystal element is viewed in a plan view. (For example, Patent Document 1).
金属パターンに交番電圧を印加したとき、主振動である厚みすべり振動が生じると同時に、副次的な振動、具体的には、屈曲振動および輪郭すべり振動も生じている。水晶素子が小型化、例えば、水晶片の長辺の長さが９２０μｍ以下のような場合には、副次的な振動が主振動である厚みすべり振動と結合しやすくなり、電気的特性が低下する虞がある。 When an alternating voltage is applied to the metal pattern, thickness slip vibration, which is the main vibration, occurs, and at the same time, secondary vibration, specifically, bending vibration and contour slip vibration, also occur. When the crystal element is miniaturized, for example, when the length of the long side of the crystal piece is 920 μm or less, the secondary vibration is likely to be combined with the thickness slip vibration which is the main vibration, and the electrical characteristics are deteriorated. There is a risk of
本発明では、副次的な振動が主振動である厚みすべり振動へ与える影響を低減させ、電気的特性を向上させることができる水晶素子および水晶デバイスを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a crystal element and a crystal device capable of reducing the influence of secondary vibration on thickness sliding vibration, which is the main vibration, and improving electrical characteristics.
本発明における水晶素子は、平面視して略矩形となっている水晶片と、水晶片の両主面に設けられている略矩形の励振電極部、および、励振電極部から水晶片の一方の短辺側の縁部まで延設されている接続配線部からなる金属パターンと、を備えている水晶素子であって、水晶片の短辺に平行な励振電極部の辺の長さが、水晶片の長辺に平行な励振電極部の辺の長さより長くなっていることを特徴とする。 The crystal element in the present invention includes a crystal piece having a substantially rectangular shape in a plan view, a substantially rectangular excitation electrode portion provided on both main surfaces of the crystal piece, and one of a crystal piece from the excitation electrode portion. A crystal element having a metal pattern consisting of a connecting wiring portion extending to the edge on the short side, and the length of the side of the excitation electrode portion parallel to the short side of the crystal piece is the crystal. It is characterized in that it is longer than the length of the side of the excitation electrode portion parallel to the long side of one piece.
本発明における水晶素子は、平面視して略矩形となっている水晶片と、水晶片の両主面に設けられている略矩形の励振電極部、および、励振電極部から水晶片の一方の短辺側の縁部まで延設されている接続配線部からなる金属パターンと、を備えている水晶素子であって、水晶片の短辺に平行な励振電極部の辺の長さが、水晶片の長辺に平行な励振電極部の辺の長さより長くなっている。このようにすることで、副次的な振動が主振動である厚みすべり振動へ与える影響を低減させることができ、電気的特性を向上させることが可能となる。 The crystal element in the present invention includes a crystal piece having a substantially rectangular shape in a plan view, a substantially rectangular excitation electrode portion provided on both main surfaces of the crystal piece, and one of the excitation electrode portion to the crystal piece. A crystal element having a metal pattern consisting of a connecting wiring portion extending to the edge on the short side, and the length of the side of the excitation electrode portion parallel to the short side of the crystal piece is the crystal. It is longer than the length of the side of the excitation electrode that is parallel to the long side of one piece. By doing so, it is possible to reduce the influence of the secondary vibration on the thickness slip vibration, which is the main vibration, and it is possible to improve the electrical characteristics.
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図面は、模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。便宜上、層状の部分の表面（すなわち断面でない面）にハッチングを付すことがある。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The drawings used in the following description are schematic, and the dimensional ratios and the like on the drawings do not always match the actual ones. For convenience, the surface of the layered portion (ie, the surface that is not a cross section) may be hatched.
本開示の水晶デバイスおよび水晶素子は、いずれも上方または下方とされてよいものであるが、以下では、便宜上、図１および図２の紙面上方を上方とし、上面または下面等の用語を用いることがある。また、単に平面視または平面透視という場合において、特に断りがない限りは、上記のように便宜的に定義した上下方向においてみることとする。 The crystal device and the crystal element of the present disclosure may both be upward or downward, but in the following, for convenience, the upper surface of the paper surface of FIGS. 1 and 2 is referred to as the upper surface, and terms such as upper surface or lower surface are used. There is. Further, in the case of simply plane view or plane perspective, unless otherwise specified, the view is made in the vertical direction defined for convenience as described above.
図１および図２は、本実施形態に係る水晶デバイスに関する図である。図１は、本実施形態に係る水晶デバイスの斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面における断面図である。図３〜図５は、本実施形態に係る水晶素子に関する図である。図３は、本実施形態に係る水晶素子の斜視図である。図４は、本実施形態に係る水晶素子の上面の平面図であり、図５は、本実施形態に係る水晶素子の下面を上面側から平面透視した平面図である。図６および図７は、実験の結果に関するものとである。図６は、実験１において、Ｌｅ／Ｗｅの範囲ごとの結果の対比を示した対比表である。
図７は、実験２において、ｄ１の範囲ごとの結果の対比を示した対比表である。
1 and 2 are diagrams relating to a crystal device according to the present embodiment. FIG. 1 is a perspective view of the crystal device according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 3 to 5 are views on the crystal element according to the present embodiment. FIG. 3 is a perspective view of the crystal element according to the present embodiment. FIG. 4 is a plan view of the upper surface of the crystal element according to the present embodiment, and FIG. 5 is a plan view of the lower surface of the crystal element according to the present embodiment viewed from the upper surface side. 6 and 7 relate to the results of the experiment. FIG. 6 is a comparison table showing the comparison of the results for each range of Le / We in
FIG. 7 is a comparison table showing the comparison of the results for each range of d1 in
（水晶デバイスの概略）
水晶デバイスは、全体として、略直方体形状となっている電子部品である。水晶デバイスは、例えば、長辺または短辺の長さが０．６ｍｍ〜２．０ｍｍであり、上下方向の厚さが０．２ｍｍ〜１．５ｍｍとなっている。
(Outline of crystal device)
A crystal device is an electronic component that has a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole. The crystal device has, for example, a length of a long side or a short side of 0.6 mm to 2.0 mm and a thickness of 0.2 mm to 1.5 mm in the vertical direction.
水晶デバイスは、例えば、凹部が形成されている基体１１０と、凹部に収容された水晶素子１２０と、凹部を塞ぐ蓋体１３０と、基体１１０に水晶素子を実装するためのバンプ（本実施形態では導電性接着剤１４０）と、からなる。
The crystal device includes, for example, a
水晶素子１２０は、発振信号に生成される振動を生じる部分である。基体１１０および蓋体１３０は、水晶素子１２０を収容する空間を有している。基体１１０の凹部は、蓋体１３０により封止され、その内部は、例えば、真空とされ、または、適当なガス（例えば、窒素）が封入されている。
The
基体１１０は、例えば、基体１１０の主体となる基板部１１０ａと、水晶素子１２０を実装するための一対の搭載パッド１１１と、水晶デバイスを不図示の回路基板等に実装するための複数の外部端子１１２と、を有している。
The
基体１１０は、主体となる基板部１１０ａと、基板部１１０ａの上面の縁部に沿って設けられている枠状の枠部１１０ｂと、から構成されており、凹部が形成されている。搭載パッド１１１は、金属等からなる導電層により構成されており、凹部の底面に位置している搭載パッド１１１と外部端子１１２とは、基板部１１０ａ内に配置された導体（図示せず）によって互いに電気的に接続されている。蓋体１３０は、例えば、金属から構成され、基体１１０の上面にシーム溶接等により接合されている。
The
水晶素子１２０は、例えば、水晶片１２１と、水晶片１２１に交番電圧を印加するための金属パターン１２２と、を有している。金属パターン１２２は、水晶片１２１の両主面の中央付近に設けられている一対の励振電極部１２３、および、励振電極部１２３から水晶片１２１の縁部まで延設されている接続配線部１２４からなる。
The
水晶素子１２０は、概略板状であり、その主面が、基体１１０の凹部の底面、具体的には、基板部１１０ａの上面に対向するように、凹部内に収容される。そして、一対の接続配線部１２４の一部、具体的には、接続部１２４ａが、一対のバンプ（本実施形態では導電性接着剤１４０）により、一対の搭載パッド１１１に電気的に接続される。これにより、水晶素子１２０は、基体１１０の基板部１１０ａに片持ち梁のように支持される。また、一対の励振電極部１２３は、一対の接続配線部１２４、バンプ（本実施形態では導電性接着剤１４０）を介して搭載パッド１１１と電気的に接続され、ひいては、複数の外部端子１１２のいずれか二つと電気的に接続される。
バンプは、例えば、導電性接着剤１４０である。導電性接着剤１４０は、例えば、導電性フィラーが熱硬化性樹脂に混ぜ込まれて構成されている。
The
The bump is, for example, a
このようにして構成された水晶デバイスは、例えば、不図示の回路基板の実装面に基体１１０の下面を対向させて配置され、外部端子１１２が半田などにより回路基板のパッド（図示せず）に接合されることによって回路基板に実装される。回路基板には、例えば、発振回路が構成されている。発振回路は、外部端子１１２および搭載パッド１１１を介して、一対の励振電極部１２３に交番電圧を印加し発振信号を生成する。この際、発振回路は、例えば、水晶片１２１の厚みすべり振動のうち基本波振動を利用する。オーバートーン振動が利用されてもよい。
The crystal device configured in this way is arranged, for example, on a mounting surface of a circuit board (not shown) so that the lower surface of the
（水晶素子の概略構成）
図３は、本実施形態に係る水晶素子の斜視図である。図４は、本実施形態に係る水晶素子の上面の平面図であり、図５は、本実施形態に係る水晶素子の下面を上面側から平面透視した平面図である。
(Approximate configuration of crystal element)
FIG. 3 is a perspective view of the crystal element according to the present embodiment. FIG. 4 is a plan view of the upper surface of the crystal element according to the present embodiment, and FIG. 5 is a plan view of the lower surface of the crystal element according to the present embodiment viewed from the upper surface side.
本実施形態では、水晶素子１２０を基体１１０に実装した場合、基体１１０の基板部１１０ａの上面と略平行となっている面を、主面とする。また、水晶素子１２０から基板部１１０ａへ向かう向きを下方向とし、基板部１１０ａから水晶素子１２０へ向かう向きを上方向とする。
In the present embodiment, when the
また、基板部１１０ａ側を向く水晶素子１２０の主面を水晶素子１２０の下面とし、水晶素子１２０の下面と反対側を向く水晶素子１２０の主面を水晶素子１２０の上面とする。
Further, the main surface of the
また、振動部１２１ａの面のうち基板部１１０ａの上面と略平行となっている面を振動部１２１ａの主面とする。そして、振動部１２１ａの主面であって基板部１１０ａ側を向く振動部１２１ａの面を振動部１２１ａの下面とし、振動部１２１ａの下面と反対側を向く振動部１２１ａの主面を振動部１２１ａの上面とする。 Further, the surface of the vibrating portion 121a that is substantially parallel to the upper surface of the substrate portion 110a is used as the main surface of the vibrating portion 121a. Then, the surface of the vibrating portion 121a which is the main surface of the vibrating portion 121a and faces the substrate portion 110a side is the lower surface of the vibrating portion 121a, and the main surface of the vibrating portion 121a facing the lower surface opposite to the lower surface of the vibrating portion 121a is the vibrating portion 121a. The upper surface of.
また、周辺部１２１ｂの面のうち基板部１１０ａの上面と略平行となっている面を周辺部１２１ｂの主面とする。具体的には、周辺部１２１ｂの平板部となる部分が周辺部１２１ｂの主面に該当している。周辺部１２１ｂの主面のうち基板部１１０ａの上面側を向く面を、周辺部１２１ｂの下面とする。また、周辺部１２１ｂの下面と反対側を向く周辺部１２１ｂの主面を周辺部１２１ｂの上面とする。 Further, the surface of the peripheral portion 121b that is substantially parallel to the upper surface of the substrate portion 110a is defined as the main surface of the peripheral portion 121b. Specifically, the portion of the peripheral portion 121b that becomes the flat plate portion corresponds to the main surface of the peripheral portion 121b. Of the main surfaces of the peripheral portion 121b, the surface facing the upper surface side of the substrate portion 110a is defined as the lower surface of the peripheral portion 121b. Further, the main surface of the peripheral portion 121b facing the lower surface of the peripheral portion 121b is defined as the upper surface of the peripheral portion 121b.
また、本実施形態においては、水晶素子１２０の下面と水晶片１２１の下面とを同一の意味で用いており、同様に、水晶素子１２０の上面と水晶片１２１の上面とを同一の意味で用いている。
Further, in the present embodiment, the lower surface of the
水晶素子１２０は、水晶片１２１と金属パターン１２２とから構成されている。
The
水晶片１２１は、いわゆるＡＴカット板である。すなわち、水晶において、Ｘ軸（電気軸）、Ｙ軸（機械軸）およびＺ軸（光軸）からなる直交座標系ＸＹＺ系を、Ｘ軸回りに３０°以上５０°以下（一例として、３５°１５′）回転させて、直交座標系ＸＹ´Ｚ´系を定義したとき、水晶片１２１の主面は、ＸＺ´平面と平行となっている。
The
水晶片１２１は、略直方体形状の振動部１２１ａと、振動部１２１ａの外縁に沿って設けられ振動部１２１ａより上下方向の厚みが薄い周辺部１２１ｂと、から構成されている。
The
振動部１２１ａは、例えば、ＸＺ´平面に平行な一対の主面を有する略薄型直方体であり、その主面は、Ｘ軸に平行な長辺およびＺ´軸に平行な短辺を有する矩形である。この振動部１２１ａの主面には、金属パターン１２２の一部、具体的には、励振電極部１２３が設けられている。金属パターン１２２に交番電圧を印加すると、励振電極部１２３に挟まれている振動部１２１ａの部分が、逆圧電効果および圧電効果により、振動する。このとき、水晶片１２１では、主振動である厚みすべり振動および副次的な振動が生じている。
The vibrating portion 121a is, for example, a substantially thin rectangular parallelepiped having a pair of main surfaces parallel to the XZ'plane, and the main surface is a rectangle having a long side parallel to the X axis and a short side parallel to the Z'axis. is there. A part of the
周辺部１２１ｂは、図示しないが、平板部と中間部とからなる。平板部は、周辺部１２１ｂにおいて、振動部１２１ａの主面と略平行となっている面を有している部分である。そして、当該平板部の上下方向の厚みは、振動部１２１ａの上下方向の厚みと比較して薄くなっている。 Although not shown, the peripheral portion 121b includes a flat plate portion and an intermediate portion. The flat plate portion is a portion of the peripheral portion 121b having a surface substantially parallel to the main surface of the vibrating portion 121a. The vertical thickness of the flat plate portion is smaller than that of the vibrating portion 121a in the vertical direction.
中間部は、図示していないが、水晶片１２１を平面視したとき、振動部１２１ａと平板部との間に位置している。そして、当該中間部の上下方向の厚みは、振動部１２１ａから平板部にかけて徐々に薄くなっている。従って、本実施形態では、特に図示しないが、水晶片１２１を、Ｘ軸およびＹ´軸に平行な面で断面視したとき、振動部１２１ａと平板部との間に位置している斜面を含んでいる部分が、この周辺部１２１ｂの中間部に相当することとなる。
Although not shown, the intermediate portion is located between the vibrating portion 121a and the flat plate portion when the
従って、水晶片１２１は、メサ型の形状となっている。このように水晶片１２１をメサ型の形状にすることで、平板状の水晶片を用いた場合と比較して、エネルギー閉じ込めを向上させることができ、主振動である厚みすべり振動が励振電極部１２３に挟まれている部分から漏れ伝搬する量を低減させることが可能となり、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させつつ電気的特性を向上させることができる。
Therefore, the
また、このようにメサ型の水晶片１２１を用いることによって、平板状の水晶片を用いた場合と比較して、副次的な振動の一つである輪郭すべり振動を抑制させることができ、副次的な振動と主振動である厚みすべり振動とが結合することによる電気的特性の低下を、抑制することができる。つまり、このような形状にすることで、電気的特性を向上させることが可能となる。
Further, by using the mesa-shaped
水晶片１２１は、平面視して、略矩形形状となっており、その主面は、例えば、Ｘ軸に平行な長辺およびＺ´軸に平行な短辺を有する矩形となっている。このような水晶片１２１は、Ｘ軸方向を長手方向とし、Ｙ´軸方向を上下厚み方向とする。
The
ここで、水晶片１２１の外形がエッチングによって形成される場合、エッチングに対する水晶の異方性等によって比較的大きな誤差（系統誤差のようなもの）が生じる。当該誤差は、意図的に利用されていることもある。本開示の説明においては、このような誤差の存在は、無視するものとする。例えば、実際の水晶片１２１においては、側面が主面に直交せず傾斜していたり、側面が平面にならず外側に膨らむ形状となっていたりすることがあるが、そのような傾斜および／または膨らみの図示および説明は省略する。第三者の製品が本開示の技術に係るか否かを判断する場合においても、そのような誤差は無視されてよい。なお、偶然誤差のようなものが無視されてよいことはもちろんである。
周辺部１２１ｂにおける中間部および平板部を特に区別し図示していないのもこのためである。
Here, when the outer shape of the
This is the reason why the intermediate portion and the flat plate portion in the peripheral portion 121b are not particularly distinguished and shown.
また、本実施形態では、図４および図５に示したように、水晶片１２１の平面視における形状が矩形となっている。当該矩形は、長方形（本開示では正方形を含むものとする。正方形の場合には、所定の一辺を長辺とし、所定の一辺に接続している所定の他の一辺を短辺とする。励振電極部１２３においては、正方形は含まないものとする。）であり、一対の長辺と、一対の長辺の両端を結ぶ短辺とを有している。なお、本開示については、矩形または長方形は、角部が面取りされた形状を含むものとする（励振電極部１２３についても同様）。水晶片１２１では、例えば、主面は、ＸＺ´平面に略平行な面であり、長辺はＸ軸に平行な辺であり、短辺はＺ´軸に平行な辺である。
Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the shape of the
水晶片１２１における振動部１２１ａの上下方向の厚みは、厚みすべり振動について所望の固有振動数（本実施形態では、振動周波数と説明する場合もある。）に基づいて設定される。例えば、厚みすべり振動の基本波振動を用いる場合において、固有振動数をＦ（ＭＨｚ）とすると、この固有振動数Ｆに対応する振動部１２１ａの上下方向の厚みｔ（μｍ）を求める基本式は、ｔ＝１６７０／Ｆである。なお、実際には、水晶片１２１における振動部１２１ａの上下方向の厚みは、励振電極部１２３の重さ等も考慮して、基本式の値から微調整された値となる。
The vertical thickness of the vibrating portion 121a in the
また、このような水晶片１２１は、接続配線部１２４の接続部１２４ａが並んで設けられている水晶片１２１の所定の一辺を含む側面を平面視（側面視）したとき、水晶片１２１の所定の一辺を含む側面に、凹部１２５が形成されている。
Further, such a
水晶片１２１の所定の一辺を含む側面に形成されている凹部１２５は、例えば、第一凹部１２５ａ、第二凹部１２５ｂおよび第三凹部１２５ｃからなる。第一凹部１２５ａは、水晶片１２１の所定の一辺の一端側であって水晶片１２１の下面に連なるように形成されている。第二凹部１２５ｂは、所定の一辺の他端側であって水晶片１２１の下面に連なるように形成されている。第三凹部１２５ｃは、例えば、水晶片１２１の所定の一辺の中点を通過しつつ水晶片１２１の上面および水晶片１２１の下面に連なるように形成されている。
The
このように、接続配線部１２４の接続部１２４ａが並んで設けられている水晶片１２１の所定の一辺を含む側面に凹部１２５を形成することで、水晶素子１２０を水晶デバイスとして用いる場合、接続部１２４ａがバンプ（本実施形態では導電性接着剤１４０）により接合（接着）されることとなるので、第一凹部１２５ａおよび第二凹部１２５ｂが形成されている水晶片１２１の所定の一辺の両端部が接合（接着）されることとなる。別の観点では、凹部１２５が形成されている側面の両端部をバンプ（本実施形態では導電性接着剤１４０）により固定することができるといえる。
このため、接続部１２４ａが設けられていない水晶片１２１の所定の一辺を含む側面に凹部を形成する場合と比較して、
副次的な振動の一つである屈曲振動の発生をより抑制させることが可能となる。この結果、副次的な振動の一つである屈曲振動が、主振動である厚みすべり振動に与える影響を低減でき、電気的特性を向上させることができる。
In this way, when the
Therefore, as compared with the case where the recess is formed on the side surface including a predetermined side of the
It is possible to further suppress the occurrence of bending vibration, which is one of the secondary vibrations. As a result, the influence of the bending vibration, which is one of the secondary vibrations, on the thickness slip vibration, which is the main vibration, can be reduced, and the electrical characteristics can be improved.
水晶片１２１の各種寸法の一例は、例えば、長辺の長さが５５０μｍ〜９２０μｍ、短辺の長さが３５０μｍ〜７５０μｍ、上下方向の厚みが２０μｍ〜７０μｍとなっている。
Examples of various dimensions of the
このような水晶片１２１に設けられている金属パターン１２２は、水晶素子１２０の外部から交番電圧を印加するためのものである。金属パターン１２２は、一層となっていてもよいし、複数の金属層が積層されていてもよい。
The
本実施形態では、金属パターン１２２は、例えば、特に図示ないが、第一金属層、第一金属層上に積層されている第二金属層とからなる。
In the present embodiment, the
第一金属層は、水晶と密着性のよい金属が用いられ、例えば、ニッケル、クロム、ニクロムまたはチタンのいずれか一つが用いられる。第一金属層に水晶と密着性のよい金属を用いることで、水晶と密着しにくい金属を第二金属層に用いることができる。 As the first metal layer, a metal having good adhesion to quartz is used, and for example, any one of nickel, chromium, nichrome or titanium is used. By using a metal having good adhesion to quartz for the first metal layer, a metal having difficulty in adhesion to quartz can be used for the second metal layer.
第二金属層は、金属材料の中で電気抵抗率が低く、安定した材料が用いられ、例えば、金、金を主成分とする合金、銀、または、銀を主成分とする合金のいずれか一つが用いられる。電気抵抗率が低い金属を第二金属層に用いることで、金属パターン１２２自身の抵抗率を小さくすることができ、この結果、水晶素子１２０の等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。また、安定した金属材料を用いることで、
水晶素子１２０の存在する周囲の空気と金属パターン１２２が反応し金属パターン１２２の重さが変化し水晶素子１２０の周波数が変化し電気的特性が変化することを低減させることができる。
For the second metal layer, a stable material having a low electrical resistivity among the metal materials is used, and for example, either gold, an alloy containing gold as a main component, silver, or an alloy containing silver as a main component. One is used. By using a metal having a low electrical resistivity for the second metal layer, the resistivity of the
It is possible to reduce the reaction between the ambient air in which the
金属パターン１２２は、励振電極部１２３および接続配線部１２４から構成されている。接続配線部１２４は、接続部１２４ａと配線部１２４ｂとからなる。
The
励振電極部１２３は、水晶片１２１に交番電圧を印加するためのものである。励振電極部１２３は、一対となっており、水晶片１２１の両主面の中央付近、具体的には、振動部１２１ａの中央部に互いが対向するように設けられている。励振電極部１２３は、平面視して、略矩形となっている。
The excitation electrode unit 123 is for applying an alternating voltage to the
接続配線部１２４は、接続部１２４ａと配線部１２４ｂとからなり、水晶素子１２０の外部から励振電極部１２３に交番電圧を印加するためのものである。
The
接続部１２４ａは、水晶素子１２０を水晶デバイスとして用いる場合、基体１１０に実装するためのものであり、基体１１０の基板部１１０ａの上面に設けられている搭載パッド１１１とバンプ（本実施形態では導電性接着剤１４０）によって電気的に接着される。接続部１２４ａは、一対となっており、基板部１１０ａの搭載パッド１１１と対向する位置であって、水晶片１２１の一方の短辺の縁部に沿って二つ並んで設けられている。
When the
また、接続部１２４ａは、例えば、平面視して、振動部１２１ａに対して＋Ｘ軸方向側に位置している水晶片１２１の一方の短辺の縁部に沿って設けられている。従って、水晶片１２１の一方の短辺は、振動部１２１ａに対して＋Ｘ軸方向側に位置している水晶片１２１の短辺となる。このようにすることで、振動部１２１ａに対して−Ｘ軸方向側に接続部１２４ａを設けた場合と比較して、水晶素子１２０の周波数温度特性を向上させることができる。
Further, the connecting portion 124a is provided, for example, along the edge of one short side of the
配線部１２４ｂは、接続部１２４ａと励振電極部１２３とを電気的に接続するためのものであり、一端が励振電極部１２３に接続されており、他端が接続部１２４ａに接続されている。また、配線部１２４ｂは、別の観点では、励振電極部１２３から接続部１２４ａまで延設されているといえる。また、配線部１２４ｂは、例えば、水晶片１２１の長辺と平行となるように延設されている。
The wiring portion 124b is for electrically connecting the connection portion 124a and the excitation electrode portion 123, one end of which is connected to the excitation electrode portion 123, and the other end of which is connected to the connection portion 124a. Further, from another viewpoint, it can be said that the wiring portion 124b extends from the excitation electrode portion 123 to the connection portion 124a. Further, the wiring portion 124b is extended so as to be parallel to the long side of the
このように接続配線部１２４ｂを設けることで、励振電極部１２３から接続部１２４ａまでの配線部１２４ｂの長さを短くすることができ、配線部１２４ｂ自身の抵抗を小さくすることが可能となる。ひいては、水晶素子１２０の等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。
By providing the connection wiring portion 124b in this way, the length of the wiring portion 124b from the excitation electrode portion 123 to the connection portion 124a can be shortened, and the resistance of the wiring portion 124b itself can be reduced. As a result, it is possible to reduce the increase in the equivalent series resistance value of the
このような水晶素子１２０は、前述したように、金属パターン１２２に交番電圧を印加すると、主振動である厚みすべり振動と、副次的な振動が生じる。この副次的な振動には、主振動である厚みすべり振動のメインの振動変位が同方向となっている輪郭すべり振動および屈曲振動の少なくとも二つが存在している。
As described above, when an alternating voltage is applied to the
主振動である厚みすべり振動は、すべり振動変位がＸ軸と平行な向きとなっており、励振電極部１２３の中央部での歪が最大となっている。これは、金属パターン１２２に交番電圧を印加したときの、励振電極部１２３における電荷分布がＸ軸に平行な向きでｓｉｎ分布、Ｚ´軸に平行な向きで一定分布となっているためである。従って、励振電極部１２３における電荷分布は、蒲鉾状の分布となっているといえる。主振動である厚みすべり振動は、
励振電極部１２３に電荷をより多く蓄積させることができる程、厚みすべり振動がしやすくなる。このように励振電極部１２３に電荷をより多く蓄積させる方法として、印加する交番電圧を大きくする、または、励振電極部１２３の面積を大きくするといった方法がある。主振動である厚みすべり振動をしやすくすることで、等価直列抵抗値が大きくなることを低減できるだけなく、電気的特性を向上させることが可能となる。
In the thickness slip vibration, which is the main vibration, the slip vibration displacement is in a direction parallel to the X-axis, and the strain at the center of the excitation electrode portion 123 is maximum. This is because the charge distribution in the excitation electrode portion 123 when the alternating voltage is applied to the
The more electric charge can be accumulated in the excitation electrode portion 123, the easier it is for the thickness sliding vibration to occur. As a method of accumulating a larger amount of electric charge in the excitation electrode portion 123 in this way, there is a method of increasing the applied alternating voltage or increasing the area of the excitation electrode portion 123. By facilitating the thickness slip vibration, which is the main vibration, it is possible not only to reduce the increase in the equivalent series resistance value but also to improve the electrical characteristics.
副次的な振動の一つに、輪郭すべり振動がある。輪郭すべり振動は、すべり振動の振動変位は、主振動である厚みすべり振動のメインの振動変位と同じ方向となっている。つまり、輪郭すべり振動のメインの振動変位は、Ｘ軸と平行な方向となっている。 One of the secondary vibrations is contour slip vibration. In the contour slip vibration, the vibration displacement of the slip vibration is in the same direction as the main vibration displacement of the thickness slip vibration which is the main vibration. That is, the main vibration displacement of the contour slip vibration is in the direction parallel to the X axis.
また、前述した輪郭すべり振動とは異なる副次的な振動の一つである、屈曲振動がある。屈曲振動の振動変位は、主振動である厚みすべり振動のメインの振動変位と同じ方向となっている。つまり、屈曲のメインの振動変位は、Ｘ軸と平行な方向となっている。 In addition, there is bending vibration, which is one of the secondary vibrations different from the contour slip vibration described above. The vibration displacement of the bending vibration is in the same direction as the main vibration displacement of the thickness slip vibration, which is the main vibration. That is, the main vibration displacement of bending is in the direction parallel to the X-axis.
このような水晶素子１２０は、平面視して、励振電極部１２３が矩形となっている。このとき、当該励振電極部１２３の長辺は、Ｚ´軸に平行、つまり、水晶片１２１の短辺に平行となっており、当該励振電極部１２３の短辺は、Ｘ軸に平行、つまり、水晶片１２１の長辺に平行となっている。
In such a
ここで、水晶片１２１の短辺に平行な励振電極部１２３の辺の長さをＷｅとし、水晶片１２１の長辺に平行な励振電極部１２３の辺の長さをＬｅとする。
Here, the length of the side of the excitation electrode portion 123 parallel to the short side of the
従って、本実施形態に係る水晶素子１２０は、Ｗｅ＞Ｌｅとなっている。
Therefore, the
また、本実施形態に係る水晶素子１２０は、０．９０＜Ｌｅ／Ｗｅ＜１．０となっている。
Further, the
また、本実施形態に係る水晶素子１２０は、前述したように、水晶片１２１が振動部１２１ａおよび周辺部１２１ｂから構成されている。振動部１２１ａは、水晶素子１２０を平面視して、水晶片１２１の長辺に平行な二辺と水晶片１２１の短辺に平行な二辺とからなる略矩形となっている。
Further, in the
このような水晶片１２１を用いることにより、主振動である厚みすべり振動と副次的な振動の一つである輪郭すべり振動とが結合する量を低減させることができる。この結果、厚みすべり振動と輪郭すべり振動とが結合することにより、等価直列抵抗値が大きくなる、振動の周波数温度特性がなめらかな三次曲線からずれる、または、等価直列抵抗値の温度統制に著しい変動が生じるといった電気的特性の低下を抑制することが可能となる。
By using such a
ここで、水晶片１２１の短辺に平行な振動部１２１ａの辺の長さをＷｍとし、水晶片１２１の長辺に平行な振動部１２１ａの辺の長さＬｍとする。
Here, the length of the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the
また、本実施形態に係る水晶素子１２０は、平面視して、Ｗｍ＜Ｌｍとなっている。
Further, the
また、本実施形態に係る水晶素子１２０は、平面視して、Ｗｍ＞ＷｅかつＬｍ＞Ｌｅとなっている。従って、平面視して、励振電極部１２３の外縁が、振動部１２１ａの外縁より内側に位置している。
Further, the
また、本実施形態に係る水晶素子１２０は、水晶片１２１の長辺に平行な励振電極部１２３の辺と、当該長辺に隣接している振動部１２１ａの辺であって水晶片１２１の長辺に平行な振動部１２１ａの辺との距離をｄ１とすると、０．０７５＞２×ｄ１／Ｗｍ＞０を満たしている。従って、ｄ１とＷｍは、次の関係を満たしている。
０．０３７５Ｗｍ＞ｄ１＞０
Further, the
0.0375Wm>d1> 0
また、本実施形態に係る水晶素子１２０は、振動部１２１ａの中心と励振電極部１２３の中心とが重なっている。また、本実施形態に係る水晶素子１２０は、水晶片１２１の一方の短辺から振動部１２１ａの中心までの距離が、水晶片１２１の一方の短辺から水晶片１２１の中心までの距離よりも長くなっている。
Further, in the
ここで、振動部１２１ａの中心とは、水晶素子１２０を平面視して、振動部１２１ａの対角線の交点である。励振電極部１２３の中心とは、水晶素子１２０を平面視して、励振電極部１２３の対角線の交点である。水晶片１２１の中心とは、水晶素子１２０を平面視して、水晶片１２１の対角線の交点である。
Here, the center of the vibrating portion 121a is the intersection of the diagonal lines of the vibrating portion 121a in a plan view of the
また、水晶片１２１の一方の短辺とは、水晶素子１２０を平面視して、接続部１２４ａが並んで設けられている水晶片１２１の短辺とする。
Further, the one short side of the
このように、水晶片１２１の一方の短辺から励振電極部１２３の中心までの距離を、水晶片１２１の一方の短辺から水晶片１２１の中心までの距離と比較して長くすることができる。別の観点では、接続部１２４ａと励振電極部１２３の中心との距離を、接続部１２４ａと水晶片１２１の中心との距離と比較して長くすることができる。従って、接続部１２４ａをバンプ（本実施形態では導電性接着剤１４０）によって搭載パッド１１１と電気的に接続したことによる主振動である厚みすべり振動が阻害されることを低減させることが可能となる。
In this way, the distance from one short side of the
（実験１）
水晶素子１２０の周波数が２７．１２ＭＨｚのとき、種々の寸法を作製し、等価直列抵抗値検査、周波数温度特性検査、および、励振レベル依存性検査を行い、それぞれの検査における良品割合を調べる実験を行った。実験１の結果、Ｌｅ＜Ｗｅとなっていることが望ましいことが分かった。さらに、０．９０＜Ｌｅ／Ｗｅ＜１．００を満たしていることが、より望ましいことが分かった。
(Experiment 1)
When the frequency of the
本実験では、第一サンプル〜第三サンプルを各５０個ずつ作製した。 In this experiment, 50 first to third samples were prepared.
第一サンプルは、本実施例の一つであり、Ｗｅ＞Ｌｅとなっており、０．９０≧Ｌｅ／Ｗｅとなっている。 The first sample is one of the present examples, and We> Le, and 0.90 ≧ Le / We.
第二サンプルは、本実施例の別の一つであり、Ｗｅ＞Ｌｅとなっており、１．００＞Ｌｅ／Ｗｅ＞０．９０となっている。 The second sample is another one of this embodiment, in which We> Le and 1.00> Le / We> 0.90.
第三サンプルは、比較例の一つであり、Ｌｅ＞Ｗｅとなっており、Ｌｅ／Ｗｅ≧１．００となっている。 The third sample is one of the comparative examples, Le> We, and Le / We ≧ 1.00.
従って、第一サンプル〜第三サンプルにおいては、Ｌｅ／Ｗｅが異なっている。それぞれのサンプルにおけるＬｅ／Ｗｅの範囲は、次のようになっている。第一サンプル：０．９０≧Ｌｅ／Ｗｅ
第二サンプル：１．００＞Ｌｅ／Ｗｅ＞０．９０
第三サンプル：Ｌｅ／Ｗｅ≧１．００
Therefore, Le / We is different in the first sample to the third sample. The range of Le / We in each sample is as follows. First sample: 0.90 ≧ Le / We
Second sample: 1.00> Le / We> 0.90
Third sample: Le / We ≧ 1.00
ここで、第一サンプル〜第三サンプルにおいては、水晶片１２１の長辺に平行な励振電極部１２３の辺の長さ、つまり、Ｌｅと、それに準じて変化する水晶片１２１の長辺に平行な振動部１２１ａの辺の長さＬｍのみを変えている。
Here, in the first sample to the third sample, the length of the side of the excitation electrode portion 123 parallel to the long side of the
従って、第一サンプル〜第三サンプルにおいては、一定となるようにしているパラメータがある。なお、これらの一定とする各パラメータの値は、等価直列抵抗値を考慮した経験的に好適な値とした。一定となるようにしているパラメータは、水晶片１２１の長辺の長さ、水晶片１２１の短辺の長さ、水晶片１２１の短辺に平行な振動部１２１ａの辺の長さＷｍ、水晶片１２１の短辺に平行な励振電極部１２３の辺の長さＷｅ、水晶片１２１の長辺に平行な振動部１２１ａの辺から、
当該振動部１２１ａの辺に隣接している励振電極部１２３の辺までの距離ｄ１、および、水晶片１２１の短辺に平行な振動部１２１ａの辺から、当該振動部１２１ａの辺に隣接している励振電極部１２３の辺までの距離である。
Therefore, in the first sample to the third sample, there are parameters that are kept constant. The values of these constant parameters were empirically suitable values in consideration of the equivalent series resistance value. The parameters that are kept constant are the length of the long side of the
The distance d1 to the side of the excitation electrode portion 123 adjacent to the side of the vibrating portion 121a and the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the
なお、実験１における第一サンプル〜第三サンプルのそれぞれの寸法は、以下の通りとなっている。なお、繰り返しとなるがそれぞれの所定の値については、等価直列抵抗値を考慮した経験的に好適な値であり、第一サンプル〜第三サンプルにおいて、以下の値は、全て同じとなるようにしている。水晶片１２１の長辺の長さは、６５０μｍ〜９２０μｍの所定の値となっている。
水晶片１２１の短辺の長さは、５５０μｍ〜６９０μｍの所定の値となっている。
Ｗｍは、３５０μｍ〜５８０μｍの所定の値となっている。
Ｗｅは、２５０μｍ〜５５０μｍの所定の値となっている。
ｄ１は、５μｍ〜１５０μｍの所定の値となっている。
水晶片１２１の短辺ｎ平行な振動部１２１ａの辺から、当該振動部１２１ａの辺に隣接している励振電極部１２３の辺までの距離は、２０μｍ〜１５０μｍの所定の値となっている。
The dimensions of the first sample to the third sample in
The length of the short side of the
Wm is a predetermined value of 350 μm to 580 μm.
We has a predetermined value of 250 μm to 550 μm.
d1 has a predetermined value of 5 μm to 150 μm.
The distance from the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side n of the
なお、本実験では、各公差は、次のようになっている。水晶素子１２０の周波数公差は、±０．５％となっている。また、それぞれの寸法の公差は、±５μｍとなっている。
In this experiment, each tolerance is as follows. The frequency tolerance of the
図６は、水晶素子１２０の周波数が２７．１２ＭＨｚのとき、種々の寸法を作製し、等価直列抵抗値検査、周波数温度特性検査、および、励振レベル依存性検査を行い、それぞれの検査における良品割合を調べ、判定を行った対比表である。
In FIG. 6, when the frequency of the
ここで、それぞれの検査について説明する。 Here, each inspection will be described.
等価直列抵抗値検査は、室温（２５℃近辺）において、等価直列抵抗値を測定する検査である。等価直列抵抗値検査では、等価直列抵抗値が７５Ω以下となっているものを良品とし、７５Ωより大きいものを不良とし、良品となったものの数をサンプル数で割ったものから、良品割合を算出している。 The equivalent series resistance value test is a test for measuring the equivalent series resistance value at room temperature (around 25 ° C.). In the equivalent series resistance value inspection, those with an equivalent series resistance value of 75Ω or less are regarded as non-defective products, those with an equivalent series resistance value greater than 75Ω are regarded as defective, and the number of non-defective products is divided by the number of samples to calculate the non-defective product ratio. are doing.
本実験では、判定を行う際に、等価直列抵抗値が７５Ωを基準としている。水晶素子１２０が実装されている水晶デバイスを用いて発振回路を形成する場合、要求される水晶素子１２０の等価直列抵抗値は、共振周波数や水晶デバイスの大きさによって異なるが、共振周波数が２７．１２ＭＨｚにおいて、等価直列抵抗値が７５Ω以下であれば、移動通信機器（一例として、通信端末）に搭載される電子回路で、実用性のある発振回路を形成することができる。従って、本実験では、等価直列抵抗値が７５Ω以下であることを指標とする。
In this experiment, the equivalent series resistance value is based on 75Ω when making a judgment. When an oscillation circuit is formed using a crystal device on which a
周波数温度特性検査は、−１５℃〜１０５℃の範囲内において、２５℃のときの周波数に対してどのくらい周波数が変化しているか周波数温度特性を測定し、なめらかな３次曲線となっているものを良品、３次曲線からずれているものを不良とし、良品となったものの数をサンプル数で割ったものから良品割合を算出している。 The frequency temperature characteristic inspection measures the frequency temperature characteristic of how much the frequency changes with respect to the frequency at 25 ° C in the range of -15 ° C to 105 ° C, and has a smooth cubic curve. Is considered as a defective product if it deviates from the cubic curve, and the ratio of non-defective products is calculated from the number of non-defective products divided by the number of samples.
本実験では、判定を行う際に、周波数温度特性が、なめらかな３次曲線となっているかどうかを判断基準としている。水晶素子１２０が実装されている水晶デバイスを発振器（例えば、温度補償型発振器）の場合には、出力周波数を一定にするためにこの周波数温度特性から補償を行っている。このため、周波数温度特性がなめらか３次曲線になっていない場合には、補償を行うことが困難となる。従って、本実験では、周波数温度特性が、なめらかな３次曲線となっていることを指標とする。
In this experiment, when making a judgment, whether or not the frequency temperature characteristic has a smooth cubic curve is used as a judgment criterion. When the crystal device on which the
励振レベル依存性検査は、励振レベルを増加させたときの周波数の増減を調査し、励振でベルを高くしたときに周波数が増加したものを良品、周波数が低下したものを不良とし、良品となったものの数をサンプル数で割ったものから良品割合を算出している。 The excitation level dependence test investigates the increase and decrease of the frequency when the excitation level is increased, and the one whose frequency increases when the bell is raised by excitation is regarded as a good product, and the one whose frequency decreases is regarded as a good product. The non-defective product ratio is calculated by dividing the number of products by the number of samples.
本実験では、判定を行う際に、励振レベルを増加させたときの周波数の増減を判断基準としている。一般的に、厚みすべり振動を主振動とする水晶素子を用いた水晶振動子は、水晶の応力と歪との関係が直線的でなく非直線成分も含んでいることに起因して、励振電流によって周波数が変化し、励振レベルを大きくしたときに周波数も増加する。従って、励振レベルを増加させたときに周波数が減少する場合には、主振動である厚みすべり振動が、別の要因、具体的には、
副次的な振動の影響を大きく受けているといえる。このため、本実験では、励振レベルを増加させたときに周波数の増減を指標とする。
In this experiment, when making a judgment, the increase / decrease in frequency when the excitation level is increased is used as the judgment criterion. In general, a crystal oscillator using a quartz element whose main vibration is thickness sliding vibration has an excitation current due to the fact that the relationship between the stress and strain of quartz is not linear and contains non-linear components. The frequency changes depending on the frequency, and the frequency also increases when the excitation level is increased. Therefore, when the frequency decreases when the excitation level is increased, the thickness slip vibration, which is the main vibration, is another factor, specifically,
It can be said that it is greatly affected by secondary vibration. Therefore, in this experiment, the increase / decrease in frequency is used as an index when the excitation level is increased.
本実験では、それぞれ作製した水晶素子における上記寸法を測定し、Ｌｅ／Ｗｅを算出し、サンプル１〜サンプル３に分類した後、それぞれの検査を行った。
In this experiment, the above-mentioned dimensions of each of the produced crystal elements were measured, Le / We was calculated, classified into
図６では、良品割合が８０％以上１００％未満のものを「○」、良品割合が５０％以上８０％未満のものを「△」、良品割合が５０％以下のものを「×」とした。 In FIG. 6, those with a non-defective product ratio of 80% or more and less than 100% are marked with "○", those with a non-defective product ratio of 50% or more and less than 80% are marked with "Δ", and those with a non-defective product ratio of 50% or less are marked with "x". ..
サンプル１は、等価直列抵抗値検査においては、５０％以上８０％未満の範囲に属しており、判定が「△」となった。また、周波数温度特性検査および励振レベル依存性検査においては、いずれも８０％以上１００％未満となっており、判定が「○」となった。
サンプル２は、等価直列抵抗値検査、周波数温度特性検査、および、励振レベル依存性検査において、いずれも８０％以上１００％未満となっており、判定が「○」となった。
In
サンプル３は、等価直列抵抗値検査において、８０％以上１００％未満となっており、判定が「○」となった。また、周波数温度特性検査および励振レベル依存性検査においては、いずれも５０％以上８０％未満となっており、判定が「△」となった。
In
以上のことから、周波数温度特性および励振レベル依存性について効果が得られるため、Ｌｅ＞Ｗｅとなっていることが望ましいといえる。また、さらに、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させるために、１．００＞Ｌｅ／Ｗｅ＞０．９０であることがより望ましいといえる。 From the above, it can be said that it is desirable that Le> We because the effect can be obtained on the frequency temperature characteristic and the excitation level dependence. Further, in order to reduce the increase in the equivalent series resistance value, it can be said that it is more desirable that 1.00> Le / We> 0.90.
（実験２）
水晶素子１２０の周波数が２７．１２ＭＨｚのとき、種々の寸法を作製し、等価直列抵抗値検査を行い、検査における良品割合を調べる実験を行った。実験２の結果、０．０７５＞（Ｗｍ−Ｗｅ）／Ｗｍ＞０、つまり、０．０３５Ｗｍ＞ｄ１＞０を満たしていることが望ましいことが分かった。
(Experiment 2)
When the frequency of the
本実験では、第四サンプル〜第五サンプルを各５０個ずつ作製した。 In this experiment, 50 fourth to 5th samples were prepared.
第四サンプルは、比較例の一つであり、０≧ｄ１となっている。従って、第四サンプルは、Ｗe＞Ｗｍとなっている状態となっている。 The fourth sample is one of the comparative examples, and 0 ≧ d1. Therefore, the fourth sample is in a state where We> Wm.
第五サンプルは、本実施例であり、０．０３５Ｗｍ＞ｄ１＞０となっている。 The fifth sample is this example, and 0.035 Wm> d1> 0.
第六サンプルは、比較例の別の一つであり、ｄ１＞０．０３５Ｗｍとなっている。 The sixth sample is another one of the comparative examples, and d1> 0.035 Wm.
従って、第四サンプル〜第六サンプルにおいては、ｄ１が異なっている。それぞれのサンプルにおけるｄ１の範囲は、次のようになっている。
第四サンプル：０≧ｄ１
第五サンプル：０．０３５Ｗｍ＞ｄ１＞０
第六サンプル：ｄ１≧０．０３５Ｗｍ
Therefore, d1 is different in the fourth sample to the sixth sample. The range of d1 in each sample is as follows.
Fourth sample: 0 ≧ d1
Fifth sample: 0.035 Wm>d1> 0
Sixth sample: d1 ≧ 0.035 Wm
ここで、第四サンプル〜第六サンプルにおいては、水晶片１２１の長辺に平行な振動部１２１ａの辺から、この振動部１２１ａの辺に隣接する励振電極部１２３の辺であって水晶片１２１の長辺に平行な励振電極部１２３の辺までの距離、つまり、ｄ１の長さと、それに準じて変化する水晶片１２１の短辺に平行な振動部１２１ａの辺の長さのみを変えている。
Here, in the fourth sample to the sixth sample, the side of the vibrating portion 121a parallel to the long side of the
従って、第四サンプル〜第六サンプルにおいては、一定となるようにしているパラメータがある。なお、これらの一定とする各々のパラメータの値は、等価直列抵抗値を考慮した経験的に好適な値とした。一定となるようにしているパラメータは、水晶片１２１の長辺の長さ、水晶片１２１の短辺の長さ、水晶片１２１の長辺に平行な振動部１２１ａの辺の長さＬｍ、
水晶片１２１の長辺に平行な励振電極部１２３の辺の長さＬｅ、
水晶片１２１の短辺に平行な励振電極部１２３の辺の長さＷｅ、および、
水晶片１２１の短辺に平行な振動部１２１ａの辺から、当該振動部１２１ａの辺に隣接している励振電極部１２３の辺までの距離である。
Therefore, in the fourth sample to the sixth sample, there are parameters that are kept constant. The values of each of these constant parameters were empirically suitable values in consideration of the equivalent series resistance value. The parameters that are kept constant are the length of the long side of the
The length Le of the side of the excitation electrode portion 123 parallel to the long side of the
The length We of the side of the excitation electrode portion 123 parallel to the short side of the
This is the distance from the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the
なお、実験２における第四サンプル〜第六サンプルのそれぞれの寸法は、以下の通りとなっている。なお、繰り返しとなるがそれぞれの所定の値については、等価直列抵抗値を考慮した経験的に好適な値であり、第四サンプル〜第六サンプルにおいて、以下の値は、全て同じとなるようにしている。
水晶片１２１の長辺の長さは、６５０μｍ〜９２０μｍの所定の値となっている。
水晶片１２１の短辺の長さは、５５０μｍ〜６９０μｍの所定の値となっている。
Ｌｍは、 ５３５μｍ〜６００μｍの所定の値となっている。
Ｌｅは、４５０μｍ〜５７０μｍの所定の値となっている。
Ｗｅは、２５０μｍ〜５５０μｍの所定の値となっている。
水晶片１２１の短辺に平行な振動部１２１ａの辺から、当該振動部１２１ａの辺に隣接している励振電極部１２３の辺までの距離は、５μｍ〜１５０μｍの所定の値となっている。
The dimensions of the fourth sample to the sixth sample in
The length of the long side of the
The length of the short side of the
Lm is a predetermined value of 535 μm to 600 μm.
Le has a predetermined value of 450 μm to 570 μm.
We has a predetermined value of 250 μm to 550 μm.
The distance from the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the
なお、本実験では、各公差は、次のようになっている。水晶素子１２０の周波数公差は、±０．５％となっている。また、それぞれの寸法の公差は、±５μｍとなっている。
In this experiment, each tolerance is as follows. The frequency tolerance of the
図７は、水晶素子１２０の周波数が２７．１２ＭＨｚのとき、種々の寸法を作製し、等価直列抵抗値検査を行い、良品割合を調べ、判定を行った対比表である。
FIG. 7 is a comparison table in which various dimensions were prepared, an equivalent series resistance value inspection was performed, a non-defective product ratio was examined, and a judgment was made when the frequency of the
等価直列抵抗値検査は、室温（２５℃近辺）において、等価直列抵抗値を測定する検査である。等価直列抵抗値検査では、等価直列抵抗値が７５Ω以下となっているものを良品とし、７５Ωより大きいものを不良とし、良品となったものの数をサンプル数で割ったものから、良品割合を算出している。 The equivalent series resistance value test is a test for measuring the equivalent series resistance value at room temperature (around 25 ° C.). In the equivalent series resistance value inspection, those with an equivalent series resistance value of 75Ω or less are regarded as non-defective products, those with an equivalent series resistance value greater than 75Ω are regarded as defective, and the number of non-defective products divided by the number of samples is used to calculate the non-defective product ratio. are doing.
本実験では、判定を行う際に、等価直列抵抗値が７５Ωを基準としている。水晶素子１２０が実装されている水晶デバイスを用いて発振回路を形成する場合、要求される水晶素子１２０の等価直列抵抗値は、共振周波数や水晶デバイスの大きさによって異なるが、共振周波数が２７．１２ＭＨｚにおいては、等価直列抵抗値が７５Ω以下であれば、移動通信機器（一例として、通信端末）に搭載される電子回路で、実用性のある発振回路を形成することができる。従って、本実験では、等価直列抵抗値が７５Ω以下であることを指標とする。
In this experiment, the equivalent series resistance value is based on 75Ω when making a judgment. When an oscillation circuit is formed using a crystal device on which a
本実験では、それぞれ作製した水晶素子における上記寸法、特に、ｄ１を測定し、サンプル４〜サンプル６に分類した後、それぞれの検査を行った。
In this experiment, the above-mentioned dimensions of the produced crystal elements, particularly d1, were measured, classified into
図７では、良品割合が８０％以上１００％未満のものを「○」、良品割合が５０％以上８０％未満のものを「△」、良品割合が５０％以下のものを「×」とした。 In FIG. 7, those with a non-defective product ratio of 80% or more and less than 100% are marked with "○", those with a non-defective product ratio of 50% or more and less than 80% are marked with "Δ", and those with a non-defective product ratio of 50% or less are marked with "x". ..
サンプル４は、等価直列抵抗値検査において、良品割合が５０％以下の範囲に属しており、判定が「×」となった。
In
サンプル５は、等価直列抵抗値検査において、良品割合が８０％以上１００％未満の範囲に属しており、判定が「○」となった。
In
サンプル６は、等価直列抵抗値検査において、良品割合が５０％以上８０％未満の範囲に属しており、判定が「△」となった。 In sample 6, the non-defective product ratio belonged to the range of 50% or more and less than 80% in the equivalent series resistance value inspection, and the judgment was “Δ”.
以上のことから、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させるために、０．０３５Ｗｍ＞ｄ１＞０、つまり、０．０７５＞（Ｗｍ−Ｗｅ）／Ｗｍ＞０を満たしていることが望ましいといえる。 From the above, in order to reduce the increase in the equivalent series resistance value, it is desirable that 0.035 Wm> d1> 0, that is, 0.075> (Wm-We) / Wm> 0 is satisfied. I can say.
以上の通り、本実施形態に係る水晶素子１２０は、平面視して略矩形となっている水晶片１２１と、水晶片１２１の両主面に設けられている略矩形の励振電極部１２３、および、励振電極部１２３から水晶片１２１の一方の短辺側の縁部まで延設されている接続配線部１２４からなる金属パターン１２２と、を備えている水晶素子１２０であって、水晶片１２１の短辺に平行な励振電極部１２３の辺の長さが、水晶片１２１に平行な励振電極部１２３の辺の長さより長くなっている。
As described above, the
前述したように、水晶片１２１の短辺に平行な励振電極部１２３の辺の長さをＷｅとし、水晶片１２１に平行な励振電極部１２３の辺の長さＬｅとすると、本実施形態に係る水晶素子１２０は、次の関係が成り立つ。
Ｗｅ＞Ｌｅ
As described above, assuming that the length of the side of the excitation electrode portion 123 parallel to the short side of the
We> Le
前述しように、金属パターン１２２に交番電圧を印加したとき、水晶片１２１では、主振動である厚みすべり振動と、副次的な振動が生じている。副次的な振動には、輪郭すべり振動と屈曲振動の少なくとも二つの振動があるが、これらの振動は、振動変位が主振動である厚みすべり振動のメインの振動変位と同じ方向となっている。つまり、本実施形態に係る水晶素子１２０では、励振電極部１２３になるべく多くの電荷を蓄積させ主振動である厚みすべり振動を生じやすくしつつ、副次的な振動である輪郭振動および屈曲振動が生じにくくしている。
As described above, when an alternating voltage is applied to the
従って、本実施形態に係る水晶素子１２０のようにＷｅ＞Ｌｅにすることで、励振電極部１２３の面積を確保しつつ、副次的な振動、具体的には、輪郭すべり振動および屈曲振動が生じる量を低減させることができる。この結果、主振動である厚みすべり振動と副次的な振動とが結合することを抑制することができ、水晶素子１２０の電気的特性を向上させることが可能となる。
Therefore, by setting We> Le as in the
特に、水晶素子１２０の小型化、具体的には、水晶片１２１の長辺の長さが９２０μｍ以下のような場合には、副次的な振動の次数が低くなるため、主振動である厚みすべり振動をしている部分において副次的な振動である屈曲振動の影響が大きくなり、主振動である厚みすべり振動と副次的な振動とが結合しやすくなる傾向がある。本実施形態に係る水晶素子１２０のような構造をとることにより、副次的な振動を抑制することができ、結果、主振動である厚みすべり振動と副次的な振動とが結合することを低減させることが可能となり、
電気的特性を向上させることができる。つまり、本実施形態における水晶素子１２０は、水晶素子１２０が小型化した場合に、特に、有効であるといえる。
In particular, when the
The electrical characteristics can be improved. That is, it can be said that the
また、本実施形態に係る水晶素子１２０は、水晶片１２１が、略直方体形状の振動部１２１ａと、振動部１２１ａの縁部に沿って設けられ振動部１２１ａの上下方向の厚みが薄い周辺部１２１ｂとからなり、水晶片１２１の短辺に平行な振動部１２１ａの辺の長さが、水晶片１２１の短辺に平行な励振電極部１２３の辺の長さよりも長くなっている。
Further, in the
前述したように、水晶片１２１の短辺に平行な振動部１２１ａの辺の長さをＷｍとすると、本実施形態に係る水晶素子１２０は、次の関係が成り立つ。
Ｗｍ＞Ｗｅ
As described above, assuming that the length of the side of the vibrating portion 121a parallel to the short side of the
Wm> We
別の観点では、水晶素子１２０を平面視したとき、振動部１２１ａの外縁より内側に、励振電極部１２３の外縁が存在しているといえる。このようにすることで、金属パターン１２２に交番電圧を印加したときに、励振電極部１２３に挟まれている部分から漏れ伝搬した主振動である厚みすべり振動が、振動部１２１ａと周辺部１２１ｂとの境界部、具体的には、中間部において、反射し、この反射した振動が励振電極部１２３に挟まれている部分の振動に与える影響を低減させることが可能となる。この結果、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させつつ、電気的特性を向上させることができる。
From another viewpoint, it can be said that the outer edge of the excitation electrode portion 123 exists inside the outer edge of the vibrating portion 121a when the
また、振動部１２１ａと周辺部１２１ｂとからなるメサ型の水晶片１２１を用いることにより、副次的な振動を抑制させることができ、副次的な振動と主振動である厚みすべり振動とが結合し、電気的特性が低下することを抑制することが可能となる。
Further, by using the mesa-shaped
また、本実施形態に係る水晶素子１２０は、０．９０＜Ｌｅ／Ｗｅ＜１．００を満たしている。
Further, the
このようにすることで、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させつつ、電気的な特性を向上させることが可能となる。例えば、０．９０＞Ｌｅ／Ｗｅの場合、小型化した水晶素子においては、励振電極部１２３の面積の大きさが小さくなってしまう。このため、励振電極部１２３に蓄積される電荷の量が少なくなるため、主振動である厚みすべり振動が生じにくくなるため、等価直列抵抗値が大きくなってしまう虞がある。例えば、Ｌｅ／Ｗｅ＞１．００の場合には、副次的な振動である輪郭すべり振動および屈曲振動も生じやすくなってしまうため、
副次的な振動と主振動である厚みすべり振動とが結合し、電気的特性が低下する虞がある。また、実験１による実験結果からも効果が明らかである。従って、本実施形態では、０．９０＜Ｌｅ／Ｗｅ＜１．００となっていることが望ましい。
By doing so, it is possible to improve the electrical characteristics while reducing the increase in the equivalent series resistance value. For example, when 0.90> Le / We, the size of the area of the excitation electrode portion 123 becomes small in the miniaturized crystal element. Therefore, since the amount of electric charge accumulated in the excitation electrode portion 123 is reduced, the thickness slip vibration, which is the main vibration, is less likely to occur, and the equivalent series resistance value may increase. For example, when Le / We> 1.00, secondary vibrations such as contour slip vibration and bending vibration are likely to occur.
There is a risk that the electrical characteristics will deteriorate due to the combination of the secondary vibration and the thickness slip vibration, which is the main vibration. The effect is also clear from the experimental results of
また、本実施形態に係る水晶素子１２０は、０．０７５＞（Ｗｍ−Ｗｅ）／Ｗｍ＞０を満たしている。
Further, the
別の観点では、水晶片１２１の長辺に平行な励振電極部１２３の辺と、当該長辺に隣接している振動部１２１ａの辺であって水晶片１２１の長辺に平行な振動部１２１ａの辺との距離をｄ１とすると、０．０７５＞２×ｄ１／Ｗｍ＞０を満たしている。従って、ｄ１とＷｍは、次の関係を満たしているといえる。
０．０３７５Ｗｍ＞ｄ１＞０
From another viewpoint, the side of the excitation electrode portion 123 parallel to the long side of the
0.0375Wm>d1> 0
このようにすることで、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させつつ、電気的特性を向上させることが可能となる。例えば、０．０７５＜（Ｗｍ−Ｗｅ）／Ｗｍの場合、別の観点では、０．０３７５Ｗｍ＜ｄ１の場合、小型化した水晶素子においては、励振電極部１２３の面積の大きさが小さくなってしまう。このため、励振電極部１２３に蓄積される電荷の量が少なくなるめ、主振動である厚みすべり振動が生じにくくなるため、等価直列抵抗値が大きくなってしまう虞がる。例えば、（Ｗｍ−Ｗｅ）／Ｗｍ＜０の場合、別の観点では、ｄ１＜０の場合、
平面視したときに、励振電極部１２３の外縁が振動部１２１ａの外縁よりも外側に位置することとなり、金属パターン１２２に交番電圧を印加したときに、周辺部１２１ｂの中間部においても振動することとなる。このため、振動が複雑となり、等価直列抵抗値が大きくなりつつ電気的特性が低下する虞がある。また、実験２による実験結果からも効果が明らかである。従って、０．０７５＞（Ｗｍ−Ｗｅ）／Ｗｍ＞０、別の観点では、０．０３７５Ｗｍ＞ｄ１＞０を満たしていることが望ましいといえる。
By doing so, it is possible to improve the electrical characteristics while reducing the increase in the equivalent series resistance value. For example, when 0.075 <(Wm-We) / Wm, from another viewpoint, when 0.0375 Wm <d1, the area of the excitation electrode portion 123 becomes smaller in the miniaturized crystal element. It ends up. Therefore, the amount of electric charge accumulated in the excitation electrode portion 123 is reduced, and the thickness slip vibration, which is the main vibration, is less likely to occur, so that the equivalent series resistance value may increase. For example, when (Wm-We) / Wm <0, from another viewpoint, when d1 <0,
When viewed in a plan view, the outer edge of the excitation electrode portion 123 is located outside the outer edge of the vibrating portion 121a, and when an alternating voltage is applied to the
また、本実施形態に係る水晶素子は、平面視して、振動部１２１ａの中心と励振電極部１２３の中心とが重なっており、水晶片１２１の一方の短辺から振動部１２１ａの中心までの距離が、水晶片１２１の一方の短辺から水晶片１２１の中心までの距離よりも長くなっている。
Further, in the crystal element according to the present embodiment, in a plan view, the center of the vibrating portion 121a and the center of the exciting electrode portion 123 overlap, and the distance from one short side of the
前述したように、水晶片１２１の一方の短辺の縁部には、接続配線部１２４の接続部１２４ａが二つ並んで設けられている。従って、別の観点では、接続部１２４ａから振動部１２１ａの中心までの距離が、接続部１２４ａから水晶片１２１の中心までの距離と比較して長くなっているといえる。
As described above, two connecting portions 124a of the connecting
このため、このようにすることで、バンプ（本実施形態では、導電性背着剤１４０）を用いて接続部１２４ａと搭載パッド１１１とを電気的に接続させたときに、バンプにより励振電極部１２３に挟まれている部分の振動へ与える影響を低減させることが可能となる。この結果、励振電極部１２３に挟まれている部分の振動がバンプにより電気的に接続することにより阻害され等価直列抵抗値が大きくなり電気的特性が低下することを、低減させることができる。
Therefore, by doing so, when the connection portion 124a and the mounting pad 111 are electrically connected by using the bump (the
本実施形態に係る水晶デバイスは、本実施形態に係る水晶素子１２０と、接続配線部１２４と導電性接着剤１４０で接着される搭載パッド１１１が設けられている基板部１１０ａを有している基体１１０と、基体１１０と接合される蓋体１３０と、を備えている。
The crystal device according to the present embodiment has a substrate portion 110a provided with a
本実施形態に係る水晶素子１２０は、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させつつ電気的特性を向上させることができるので、このような水晶素子１２０を実装することで、本実施形態における水晶デバイスにおいても、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させつつ電気的特性を向上させることが可能となる。
Since the
本発明は、以下の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。 The present invention is not limited to the following embodiments, and may be implemented in various embodiments.
水晶素子を有するデバイスは、水晶振動子に限定されない。例えば、水晶素子に加えて水晶素子に電圧を印加して発信信号を生成する集積回路素子（ＩＣ）を有する発振器であってもよい。また、例えば、水晶デバイスは、水晶素子の他にサーミスタ等の電子素子を有するものであってもよい。また、例えば、水晶デバイスは、恒温槽付きのものであってもよい。水晶デバイスにおいて、水晶素子を実装する基体の構造は、適宜構成されてもよい。例えば、基体は、上面および下面に凹部を有する断面Ｈ型であってもよい。 The device having a crystal element is not limited to the crystal unit. For example, it may be an oscillator having an integrated circuit element (IC) that generates a transmission signal by applying a voltage to the crystal element in addition to the crystal element. Further, for example, the crystal device may have an electronic element such as a thermistor in addition to the crystal element. Further, for example, the crystal device may be equipped with a constant temperature bath. In the crystal device, the structure of the substrate on which the crystal element is mounted may be appropriately configured. For example, the substrate may have an H-shaped cross section having recesses on the upper surface and the lower surface.
水晶素子は、振動部と周辺部とからなる水晶片を用いず、平板状の水晶片であってもよい。 The crystal element may be a flat crystal piece without using a crystal piece composed of a vibrating portion and a peripheral portion.
また、水晶素子は、水晶片の所定の一辺を含む側面に、第一凹部、第二凹部および第三凹部からなる凹部が形成されている場合について説明しているが、いくつ凹部が形成されていてもよい。また、水晶片の所定の一辺を含む側面に凹部が形成されていなくてもよい。 Further, although the case where the crystal element has a recess formed by a first recess, a second recess and a third recess formed on the side surface including a predetermined side of the crystal piece, a number of recesses are formed. You may. Further, the concave portion may not be formed on the side surface including a predetermined side of the crystal piece.
水晶素子の接続部と基体の搭載パッドとが導電性接着剤によって電気的に接続されている場合について説明しているが、水晶素子を基体の基板部上に実装しつつ接続部と搭載パッドとを電気的に接続することができれば、例えば、金属バンプを用いてもよい。また、例えば、搭載パッドと接続部とを金属からなるワイヤ、具体的には、金ワイヤまたは銀ワイヤを用いてもよい。 The case where the connection portion of the crystal element and the mounting pad of the substrate are electrically connected by a conductive adhesive is described, but the connection portion and the mounting pad are mounted while the crystal element is mounted on the substrate portion of the substrate. For example, a metal bump may be used as long as it can be electrically connected. Further, for example, a wire made of metal, specifically, a gold wire or a silver wire may be used for the mounting pad and the connecting portion.
接続配線部の配線部が水晶片の長辺と平行となるように励振電極部から延設されている場合について説明しているが、励振電極部と接続部とを電気的に接続することができれば、配線部の形状は問わない。 The case where the wiring portion of the connection wiring portion extends from the excitation electrode portion so as to be parallel to the long side of the crystal piece is described, but the excitation electrode portion and the connection portion can be electrically connected. If possible, the shape of the wiring portion does not matter.
また、水晶素子は、水晶片の長辺に平行な励振電極部の二辺が水晶片の外縁に向かって膨らむ形状となっていてもよい。 Further, the crystal element may have a shape in which two sides of the excitation electrode portion parallel to the long side of the crystal piece bulge toward the outer edge of the crystal piece.
１１０・・・基体
１１０ａ・・・基板部
１１０ｂ・・・枠部
１１１・・・搭載パッド
１１２・・・外部端子
１２０・・・水晶素子
１２１・・・水晶片
１２１ａ・・・振動部
１２１ｂ・・・周辺部
１２２・・・金属パターン
１２３・・・励振電極部
１２４・・・接続配線部
１２４ａ・・・接続部
１２４ｂ・・・配線部
１２５・・・凹部
１２５ａ・・・第一凹部
１２５ｂ・・・第二凹部
１２５ｃ・・・第三凹部
１３０・・・蓋体
１４０・・・導電性接着剤
110 ・ ・ ・ Base 110a ・ ・ ・ Board part 110b ・ ・ ・ Frame part 111 ・ ・ ・ Mounting
Claims (4)
前記水晶片の両主面に設けられている略矩形の励振電極部、および、前記励振電極部から前記水晶片の一方の短辺側の縁部まで延設されている接続配線部からなる金属パターンと、を備えている水晶素子であって、
前記水晶片の短辺に平行な前記励振電極部の辺の長さが、前記水晶片の長辺に平行な前記励振電極部の辺の長さより長くなっており、
前記水晶片が、略直方体形状の振動部と、前記振動部の縁部に沿って設けられ前記振動部より上下方向の厚みが薄い周辺部とからなり、
前記水晶片の短辺に平行な前記振動部の辺の長さが、前記水晶片の短辺に平行な前記励振電極部の辺の長さよりも長くなっており、
前記水晶片の長辺の長さは、６５０μｍ〜９２０μｍの所定の値となっており、
前記水晶片の短辺の長さは、５５０μｍ〜６９０μｍの所定の値となっており、
前記水晶片の短辺に平行な前記振動部の辺の長さをＷｍは、３５０μｍ〜５８０μｍの所定の値となっており、
前記水晶片の短辺に平行な前記励振電極部の辺の長さをＷｅは、２５０μｍ〜５５０μｍの所定の値となっており、
前記水晶片の長辺に平行な前記励振電極部の辺と、当該長辺に隣接している前記振動部の辺であって前記水晶片の長辺に平行な前記振動部の辺との距離をｄ１は、５μｍ〜１５０μｍの所定の値となっており、
前記水晶片の短辺に平行な前記振動部の辺から、当該振動部の辺に隣接している前記励振電極部の辺までの距離は、２０μｍ〜１５０μｍの所定の値となっており、
前記水晶素子の周波数が２７．１２ＭＨｚであり、
前記水晶片の長辺に平行な前記励振電極部の辺の長さをＬｅとしたとき、
０．９０＜Ｌｅ／Ｗｅ＜１．００を満たしている
ことを特徴とする水晶素子。 A crystal piece that is approximately rectangular when viewed in a plane,
A metal composed of a substantially rectangular excitation electrode portion provided on both main surfaces of the crystal piece and a connection wiring portion extending from the excitation electrode portion to the edge on one short side of the crystal piece. A crystal element with a pattern,
The length of the side of the excitation electrode portion parallel to the short side of the crystal piece is longer than the length of the side of the excitation electrode portion parallel to the long side of the crystal piece.
The crystal piece is composed of a vibrating portion having a substantially rectangular parallelepiped shape and a peripheral portion provided along the edge portion of the vibrating portion and having a thickness thinner in the vertical direction than the vibrating portion.
The length of the side of the vibrating portion parallel to the short side of the crystal piece is longer than the length of the side of the exciting electrode portion parallel to the short side of the crystal piece.
The length of the long side of the crystal piece is a predetermined value of 650 μm to 920 μm.
The length of the short side of the crystal piece is a predetermined value of 550 μm to 690 μm.
Wm is a predetermined value of 350 μm to 580 μm for the length of the side of the vibrating portion parallel to the short side of the crystal piece.
We has a predetermined value of 250 μm to 550 μm for the length of the side of the excitation electrode portion parallel to the short side of the crystal piece.
The distance between the side of the excitation electrode portion parallel to the long side of the crystal piece and the side of the vibrating portion adjacent to the long side and parallel to the long side of the crystal piece. D1 has a predetermined value of 5 μm to 150 μm.
The distance from the side of the vibrating portion parallel to the short side of the crystal piece to the side of the exciting electrode portion adjacent to the side of the vibrating portion is a predetermined value of 20 μm to 150 μm.
The frequency of the crystal element is 27.12 MHz.
When the length of the side of the excitation electrode portion parallel to the long side of the crystal piece is Le.
A crystal element characterized by satisfying 0.90 <Le / We <1.00.
前記水晶片の両主面に設けられている略矩形の励振電極部、および、前記励振電極部から前記水晶片の一方の短辺側の縁部まで延設されている接続配線部からなる金属パターンと、を備えている水晶素子であって、
前記水晶片の短辺に平行な前記励振電極部の辺の長さが、前記水晶片の長辺に平行な前記励振電極部の辺の長さより長くなっており、
前記水晶片が、略直方体形状の振動部と、前記振動部の縁部に沿って設けられ前記振動部より上下方向の厚みが薄い周辺部とからなり、
前記水晶片の短辺に平行な前記振動部の辺の長さが、前記水晶片の短辺に平行な前記励振電極部の辺の長さよりも長くなっており、
前記水晶片の長辺の長さは、６５０μｍ〜９２０μｍの所定の値となっており、
前記水晶片の短辺の長さは、５５０μｍ〜６９０μｍの所定の値となっており、
前記水晶片の長辺に平行な前記振動部の辺の長さＬｍは、 ５３５μｍ〜６００μｍの
所定の値となっており、
前記水晶片の長辺に平行な前記励振電極部の辺の長さＬｅは、４５０μｍ〜５７０μｍの所定の値となっており、
前記水晶片の短辺に平行な前記励振電極部の辺の長さＷｅは、２５０μｍ〜５５０μｍの所定の値となっており、
前記水晶片の短辺に平行な前記振動部の辺から、当該振動部の辺に隣接している前記励振電極部の辺までの距離は、５μｍ〜１５０μｍの所定の値となっており、
前記水晶素子の周波数が２７．１２ＭＨｚであり、
前記水晶片の短辺に平行な前記振動部の辺の長さをＷｍとしたとき、
０．０７５＞（Ｗｍ−Ｗｅ）／Ｗｍ＞０を満たしている
ことを特徴とする水晶素子。 A crystal piece that is approximately rectangular when viewed in a plane,
A metal composed of a substantially rectangular excitation electrode portion provided on both main surfaces of the crystal piece and a connection wiring portion extending from the excitation electrode portion to the edge on one short side of the crystal piece. A crystal element with a pattern,
The length of the side of the excitation electrode portion parallel to the short side of the crystal piece is longer than the length of the side of the excitation electrode portion parallel to the long side of the crystal piece.
The crystal piece is composed of a vibrating portion having a substantially rectangular parallelepiped shape and a peripheral portion provided along the edge portion of the vibrating portion and having a thickness thinner in the vertical direction than the vibrating portion.
The length of the side of the vibrating portion parallel to the short side of the crystal piece is longer than the length of the side of the exciting electrode portion parallel to the short side of the crystal piece.
The length of the long side of the crystal piece is a predetermined value of 650 μm to 920 μm.
The length of the short side of the crystal piece is a predetermined value of 550 μm to 690 μm.
The length Lm of the side of the vibrating portion parallel to the long side of the crystal piece is a predetermined value of 535 μm to 600 μm.
The length Le of the side of the excitation electrode portion parallel to the long side of the crystal piece is a predetermined value of 450 μm to 570 μm.
The length We of the side of the excitation electrode portion parallel to the short side of the crystal piece is a predetermined value of 250 μm to 550 μm.
The distance from the side of the vibrating portion parallel to the short side of the crystal piece to the side of the exciting electrode portion adjacent to the side of the vibrating portion is a predetermined value of 5 μm to 150 μm.
The frequency of the crystal element is 27.12 MHz.
When the length of the side of the vibrating portion parallel to the short side of the crystal piece is Wm,
0. A crystal element characterized in that 0 75> (Wm-We) / Wm> 0 is satisfied.
平面視して、
前記振動部の中心と前記励振電極部の中心とが重なっており、
前記水晶片の一方の短辺から前記振動部の中心までの距離が、前記水晶片の一方の短辺から前記水晶片の中心までの距離よりも長くなっている
ことを特徴とする水晶素子。 The crystal element according to claim 1 or 2.
In plan view
The center of the vibrating portion and the center of the exciting electrode portion overlap each other.
A crystal element characterized in that the distance from one short side of the crystal piece to the center of the vibrating portion is longer than the distance from one short side of the crystal piece to the center of the crystal piece.
前記接続配線部と導電性接着剤で接着される搭載パッドが設けられている基板部を有した基体と、
前記基体と接合される蓋体と、
を備えている水晶デバイス。 The crystal element according to claim 1 to 3,
A substrate having a substrate portion provided with a mounting pad that is adhered to the connection wiring portion with a conductive adhesive, and a substrate.
The lid to be joined to the substrate and
A crystal device that features.
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