WO2018235582A1 - 水晶振動板および水晶振動デバイス - Google Patents
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Definitions
- the present invention provides an AT-cut type quartz plate in which a vibrating portion in which an excitation electrode is formed, an outer frame portion disposed around the vibrating portion, and a holding portion connecting and holding the vibrating portion to the outer frame portion. And a quartz crystal vibrating device provided with the quartz crystal vibrating plate.
- a so-called sandwich type quartz crystal vibrating device is known as a quartz crystal vibrating device suitable for miniaturization and height reduction.
- the quartz crystal vibrating device having a sandwich structure is configured such that its housing is a substantially rectangular parallelepiped package.
- This package is composed of, for example, a first sealing member and a second sealing member made of glass or quartz, and a quartz crystal vibrating plate having excitation electrodes formed on both principal surfaces, and the first sealing member and the second sealing
- the stop member is laminated and joined via a quartz crystal plate. Then, the vibrating portion of the crystal vibrating plate disposed in the interior (internal space) of the package is hermetically sealed by the first sealing member and the second sealing member.
- a quartz crystal plate used in a quartz crystal vibrating device having a sandwich structure is configured to hold a vibrating portion on which an excitation electrode is formed, an outer frame portion disposed around the vibrating portion, and a vibrating portion coupled to the outer frame portion
- the holding portion is integrally formed on the quartz plate.
- an AT cut type quartz plate which is easy to process and has excellent frequency temperature characteristics is most widely used.
- Patent Document 1 discloses a quartz crystal plate that suppresses such vibration leakage.
- Patent Document 1 discloses a configuration in which the holding portion is formed to protrude from the vibrating portion in the Z ′ axis direction of the AT cut.
- the crystal axis of artificial quartz is X axis, Y axis, Z axis, Y axis and Z axis of AT cut type crystal rotated by 35 ° 15 'around X axis are Y' axis, It is Z 'axis.
- the crystal vibrating plate is manufactured by forming electrodes and wiring on both main surfaces of the crystal plate after forming the outer shape of the crystal plate by the etching process.
- the etching step at least two etching processes of outer shape forming etching and frequency adjustment etching are performed on the rectangular crystal plate.
- mesa formation etching may be additionally performed.
- a cutout portion is formed in a rectangular crystal plate, and outer shapes of a vibrating portion, a holding portion, and an outer frame portion are formed.
- the thicknesses of the vibrating portion and the holding portion are adjusted in order to set the oscillation frequency of the quartz crystal vibrating device to a predetermined value.
- the areas of the vibrating portion and the holding portion are basically etched.
- a step due to the difference in thickness of the quartz plate is formed at the boundary between the holding portion and the outer frame portion.
- the boundary between the holding portion and the outer frame portion is a boundary parallel to the X axis. Therefore, the step is also formed along a line parallel to the X axis.
- the cross-sectional shape of the step is affected by the crystal anisotropy of the quartz plate, and in the case of a boundary parallel to the X-axis, at least one of the main surfaces has a cross section perpendicular to the main surface. It becomes a step.
- the cross section of an aggravated shape may arise in a part of level
- the side of the step is further inclined from the vertical and the angle between the side of the step and the main surface (the main surface of the holding portion or the main surface of the outer frame portion) is an acute angle. Point to the shape.
- the lead-out wiring connected to the excitation electrode formed in the vibrating portion is formed up to the outer frame portion through the holding portion, so the lead-out wiring is at the boundary between the holding portion and the outer frame portion It is necessary to go over the steps. Further, the lead-out wiring is formed by forming a metal film by sputtering and then patterning the metal film.
- the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a crystal vibrating plate and a crystal vibrating device capable of reducing vibration leakage from the vibrating portion and at the same time suppressing disconnection or the like in the lead wire. .
- the crystal oscillating plate which is the 1st mode of the present invention is provided with the 1st excitation electrode formed in one principal surface, and the 2nd excitation electrode formed in the other principal surface. And a holding portion that protrudes from the corner portion of the vibrating portion in the Z 'axis direction of the AT cut, and holds the vibrating portion, surrounds the outer periphery of the vibrating portion, and holds the vibrating portion.
- An AT cut type crystal vibrating plate having an outer frame portion for holding a portion, wherein the boundary between the holding portion and the outer frame portion is the X axis of the inner periphery of the outer frame portion When on the parallel side, at least a part of the vibrating portion and the holding portion is an etching region having a thickness smaller than that of the outer frame portion.
- a step is formed near the boundary with the outer frame portion, and the first excitation electrode and the first excitation electrode
- the lead-out wiring of the second excitation electrode is formed from the holding portion to the outer frame portion so as to overlap the step, and at least one of the main surface and the other main surface, the lead-out wiring It is characterized in that at least a part of the step of the overlapping portion is formed not to be parallel to the X axis in plan view.
- a step due to the thickness difference of the quartz plate is formed at the boundary of the etching region.
- a vertical cross section (a cross section with a flared shape in some cases) is obtained on at least one of the one main surface and the other main surface.
- a portion not parallel to the X-axis in plan view is formed in at least a part of the step in the portion overlapping the lead-out wiring. In this portion, since a gentle level difference can be formed, disconnection or the like of the lead wiring on the level difference can be suppressed.
- At least a part of the step of the portion overlapping with the lead-out wiring can be formed as a linear portion which is not parallel to the X axis in a plan view.
- a gentle step portion can be formed long, and disconnection of the lead wire on the step is more effective. Can be suppressed.
- the linear portion can be configured to be orthogonal to the X axis in plan view.
- the step becomes gentler as it gets closer to the angle orthogonal to the X axis in plan view, and the step becomes the most gradual at the portion formed to be orthogonal to the X axis in plan view. It is possible to more effectively suppress the disconnection of the lead wiring and the like.
- the length of the linear portion may be half or more of the line width of the lead-out wiring.
- the length of the linear portion may be equal to or larger than the line width of the lead-out wiring.
- the step may be formed closer to the outer frame portion side than the boundary between the holding portion and the outer frame portion.
- the strength of the holding portion can be improved, and it is also possible to prevent the occurrence of a grated cross section in the step.
- the etching region has an intruding portion formed by being inserted from the holding portion to a part of the outer frame portion.
- the boundary line of the etching area in the entry portion is the step, and the starting point on the -X side of the step is formed inside the connection area between the holding portion and the outer frame portion. It can be done.
- the quartz crystal plate according to the second aspect of the present invention has a substantially rectangular vibration provided with a first excitation electrode formed on one main surface and a second excitation electrode formed on the other main surface. And a holding portion that protrudes from the corner of the vibrating portion in the Z direction of the AT cut and holds the vibrating portion, and an outer frame portion surrounding the outer periphery of the vibrating portion and holding the holding portion
- An AT-cut type quartz crystal vibrating plate wherein the vibrating portion and the holding portion are etching regions thinner than the outer frame portion, and the main surface and the main surface
- the etching region has an intruding portion formed by entering from the holding portion to a part of the outer frame portion, and the start point of the boundary line of the etching region in the intruding portion Is an extension of the side on the -X side of the holding part It is characterized by being formed in La displaced position.
- the start point of the boundary line of the etching area in the entry part is formed on the extension of the side on the -X side of the holding part, a dent is generated at the corner of the connection part between the holding part and the outer frame during etching.
- the depressions become stress concentration points and the impact resistance is lowered. According to the above configuration, the formation of the depression can be avoided by forming the start point of the boundary line of the etching area in the entering portion at a position shifted from the extension of the side on the -X side of the holding portion, and the impact resistance is reduced. Can be prevented.
- a gentle portion of the etching step is formed, and by passing the wiring (lead wire of the excitation electrode) through the gentle portion of the step, it is possible to prevent a defect such as disconnection.
- the starting point on the -X side of the boundary line of the etching area in the entering portion is formed inside the connection area between the holding portion and the outer frame portion.
- the area of the intruding portion can be suppressed, and in the crystal vibrating device using the crystal vibrating plate, the bonding area of the outer frame portion with the sealing member can be secured. Thereby, it is possible to suppress the decrease in bonding strength and sealing property. Moreover, the rigidity of the connection part of an outer frame part and a holding part can be improved by making the penetration part which is a thin part area
- the intruding portion may be formed on only one of the one main surface and the other main surface.
- the quartz crystal vibrating device includes the quartz crystal vibrating plate described above, a first sealing member covering the one main surface of the quartz crystal vibrating plate, and the quartz quartz crystal vibrating plate. And a second sealing member covering the other main surface.
- a gradual step portion is formed at the boundary of the etching region near the connection portion between the outer frame portion and the holding portion, and the excitation electrode is By forming the lead-out wiring, it is possible to prevent disconnection or high resistance of the wiring on the step that occurs at the boundary of the etching region.
- the boundary line of the etching area in the entry part is formed at a position shifted from the extension of the side on the ⁇ X side of the holder. It is possible to avoid the occurrence of a depression in the connection portion with the frame portion, and to prevent the reduction in impact resistance caused by the depression.
- FIG. 2 is a schematic plan view of the first principal surface side of the first sealing member of the crystal oscillator.
- FIG. 3 is a schematic plan view of the second principal surface side of the first sealing member of the crystal oscillator.
- FIG. 4 is a schematic plan view of the first main surface side of the quartz crystal plate of the quartz oscillator.
- FIG. 5 is a schematic plan view of the second main surface side of the quartz crystal plate of the quartz oscillator.
- FIG. 6 is a schematic plan view of the first principal surface side of the second sealing member of the crystal oscillator.
- FIG. 7 is a schematic plan view of the second principal surface side of the second sealing member of the crystal oscillator.
- maintenance part and outer frame part in a quartz crystal plate and is a schematic plan view which shows the shape of an etching area
- maintenance part and outer frame part in a quartz crystal plate It is an enlarged view which shows connection place vicinity of the holding
- a crystal vibrating device to which the present invention is applied is a crystal oscillator
- the crystal oscillation device to which the present invention can be applied is not limited to the crystal oscillator, and the present invention may be applied to a crystal oscillator.
- the crystal oscillator 101 is configured to include the crystal vibrating plate 2, the first sealing member 3, the second sealing member 4, and the IC chip 5.
- the quartz crystal plate 2 and the first sealing member 3 are joined, and the quartz crystal plate 2 and the second sealing member 4 are joined, so that the package 12 having a substantially rectangular parallelepiped sandwich structure is obtained.
- the IC chip 5 is mounted on the main surface of the first sealing member 3 on the opposite side to the bonding surface with the crystal vibrating plate 2.
- the IC chip 5 as an electronic component element is a one-chip integrated circuit element which constitutes an oscillation circuit together with the quartz crystal plate 2.
- the first excitation electrode 221 is formed on the first main surface 211 which is one main surface
- the second excitation electrode 222 is formed on the second main surface 212 which is the other main surface.
- the first sealing member 3 and the second sealing member 4 are joined to each of both main surfaces (the first main surface 211 and the second main surface 212) of the quartz crystal plate 2.
- the internal space of the package 12 is formed, and the vibrating portion 22 (see FIGS. 4 and 5) including the first excitation electrode 221 and the second excitation electrode 222 is hermetically sealed in the internal space.
- the crystal oscillator 101 has, for example, a package size of 1.0 ⁇ 0.8 mm, and is intended to achieve miniaturization and a reduction in height. Further, with the miniaturization, in the package 12, conduction of the electrodes is achieved using through holes described later without forming castellations.
- the crystal vibrating plate 2 is a piezoelectric substrate made of quartz crystal as shown in FIGS. 4 and 5, and both main surfaces (the first main surface 211 and the second main surface 212) are flat and smooth (mirror surface processing) It is formed.
- an AT-cut quartz plate that performs thickness shear vibration is used as the quartz crystal plate 2.
- both main surfaces 211 and 212 of the quartz crystal diaphragm 2 are in the XZ ′ plane.
- a direction parallel to the short side direction (short side direction) of the quartz crystal vibrating plate 2 is taken as the X axis direction
- a direction parallel to the longitudinal direction (long side direction) of the quartz crystal vibrating plate 2 is the Z ′ axis It is considered as the direction.
- the AT cut is 35 ° around the X axis with respect to the Z axis among the electrical axis (X axis), the mechanical axis (Y axis) and the optical axis (Z axis) which are the three crystal axes of artificial quartz.
- the processing method is to cut out at an angle inclined by 15 '. In an AT-cut quartz plate, the X-axis coincides with the crystal axis of the quartz.
- the Y 'and Z' axes correspond to axes inclined at 35 ° 15 'from the Y and Z axes of the crystal's crystal axes, respectively.
- the Y ′ axis direction and the Z ′ axis direction correspond to the cutting direction when cutting out the AT-cut quartz plate.
- a pair of excitation electrodes (a first excitation electrode 221 and a second excitation electrode 222) is formed on both main surfaces 211 and 212 of the quartz crystal plate 2.
- the quartz crystal diaphragm 2 holds the vibrating portion 22 by connecting the vibrating portion 22 formed in a substantially rectangular shape, the outer frame portion 23 surrounding the outer periphery of the vibrating portion 22, and the vibrating portion 22 and the outer frame portion 23. And a holding unit 24. That is, the crystal vibrating plate 2 has a configuration in which the vibrating portion 22, the outer frame portion 23, and the holding portion 24 are integrally provided.
- the holding portion 24 is provided only at one place between the vibrating portion 22 and the outer frame portion 23. Also, although the details will be described later, the vibrating portion 22 and the holding portion 24 are basically formed thinner than the outer frame portion 23. Due to the difference in thickness between the outer frame portion 23 and the holding portion 24 as described above, the natural frequency of the piezoelectric vibration of the outer frame portion 23 and the holding portion 24 is different, and the piezoelectric vibration of the holding portion 24 causes the outer frame portion 23 Is less likely to resonate.
- the formation location of the holding part 24 is not limited to one place, The holding part 24 is two places (for example, both sides of-Z 'axial direction) between the vibration part 22 and the outer frame part 23. May be provided.
- the holding portion 24 extends (projects) from only one corner located in the + X direction and the ⁇ Z ′ direction of the vibrating portion 22 to the outer frame portion 23 in the ⁇ Z ′ direction.
- the holding portion 24 is a portion other than the corner portion (central portion of side) Compared to the case where the vibration member 22 is provided, it is possible to suppress that the piezoelectric vibration leaks to the outer frame portion 23 through the holding portion 24, and the vibration portion 22 can be piezoelectrically vibrated more efficiently.
- the stress acting on the vibration part 22 can be reduced, and the frequency shift of the piezoelectric vibration due to such stress is reduced to stabilize the piezoelectric vibration. It is possible to improve the quality.
- the first excitation electrode 221 is provided on the first main surface 211 side of the vibrating portion 22, and the second excitation electrode 222 is provided on the second main surface 212 side of the vibrating portion 22.
- lead wirings (a first lead wiring 223 and a second lead wiring 224) for connecting these excitation electrodes to external electrode terminals are connected.
- the first lead-out wiring 223 is drawn out from the first excitation electrode 221 and connected to the connection bonding pattern 27 formed on the outer frame portion 23 via the holding portion 24.
- the second lead-out wiring 224 is drawn out from the second excitation electrode 222, and is connected to the connection bonding pattern 28 formed on the outer frame portion 23 via the holding portion 24.
- the first lead wiring 223 is formed on the side of the first main surface 211 of the holding portion 24, and the second lead wiring 224 is formed on the side of the second main surface 212 of the holding portion 24.
- Vibration side seals for joining the crystal plate 2 to the first sealing member 3 and the second sealing member 4 on both main surfaces (the first main surface 211 and the second main surface 212) of the crystal vibration plate 2 Stops are provided respectively.
- a vibration-side sealing portion of the first major surface 211 a vibration-side first bonding pattern 251 for bonding to the first sealing member 3 is formed.
- a vibration-side second bonding pattern 252 for bonding to the second sealing member 4 is formed as the vibration-side first bonding pattern 251 and the vibration-side second bonding pattern 252 are provided on the outer frame portion 23, and are formed in an annular shape in plan view.
- the first excitation electrode 221 and the second excitation electrode 222 are not electrically connected to the first vibration-side bonding pattern 251 and the second vibration-side bonding pattern 252.
- the quartz crystal plate 2 is formed with five through holes penetrating between the first major surface 211 and the second major surface 212.
- the four first through holes 261 are respectively provided in the regions of the four corners (corners) of the outer frame portion 23.
- the second through hole 262 is the outer frame portion 23 and is provided on one side in the Z ′ axial direction of the vibrating portion 22 (in the + Z ′ direction side in FIGS. 4 and 5).
- Connection bonding patterns 253 are formed around the first through holes 261, respectively.
- the connection bonding pattern 254 is formed on the first main surface 211 side
- the connection bonding pattern 28 is formed on the second main surface 212 side.
- first through holes 261 and the second through holes 262 through electrodes for achieving conduction of the electrodes formed on the first main surface 211 and the second main surface 212 are formed along the inner wall surfaces of the respective through holes. It is formed. Further, central portions of the first through holes 261 and the second through holes 262 are hollow through-holes penetrating between the first main surface 211 and the second main surface 212.
- the first excitation electrode 221, the second excitation electrode 222, the first lead wire 223, the second lead wire 224, the first bonding pattern 251, the vibration second bonding pattern 252, and the bonding pattern for connection 253 , 254, 27, 28 can be formed in the same process. Specifically, these are formed on the underlying film formed by physical vapor deposition on both principal surfaces 211 and 212 of the quartz crystal plate 2 and laminated on the underlying film by physical vapor deposition. And a bonding film. In the present embodiment, Ti (or Cr) is used for the base film, and Au is used for the bonding film.
- the first sealing member 3 is a rectangular parallelepiped substrate formed of a single glass wafer as shown in FIGS. 2 and 3, and the second main surface 312 of the first sealing member 3 (quartz crystal plate 2 ) Is formed as a flat smooth surface (mirror surface processing).
- FIG. 2 six electrode patterns including mounting pads for mounting the IC chip 5 which is an oscillation circuit element on the first main surface 311 (the surface on which the IC chip 5 is mounted) of the first sealing member 3 37 are formed.
- the IC chip 5 is bonded to the electrode pattern 37 by a FCB (Flip Chip Bonding) method using metal bumps (for example, Au bumps or the like) 38 (see FIG. 1).
- FCB Flip Chip Bonding
- the first sealing member 3 is connected to each of the six electrode patterns 37, and six through holes penetrating between the first main surface 311 and the second main surface 312. Is formed. Specifically, four third through holes 322 are provided in the area of the four corners (corners) of the first sealing member 3. The fourth and fifth through holes 323 and 324 are provided in the A2 direction and the A1 direction in FIGS.
- the directions A1 and A2 in FIGS. 2, 3, 6 and 7 correspond to the directions -Z 'and + Z' in FIGS. 4 and 5, respectively, and the directions B1 and B2 in FIGS. It corresponds to the ⁇ X direction and the + X direction in FIGS.
- through electrodes for achieving conduction of electrodes formed on the first main surface 311 and the second main surface 312 are the respective through holes. It is formed along the inner wall surface.
- central portions of the third through holes 322 and the fourth and fifth through holes 323 and 324 are hollow through-holes penetrating between the first major surface 311 and the second major surface 312.
- a sealing-side first bonding pattern 321 is formed as a sealing-side first sealing portion for bonding to the crystal vibrating plate 2.
- the sealing-side first bonding pattern 321 is annularly formed in a plan view.
- connection bonding patterns 34 are formed around the third through holes 322.
- a connection bonding pattern 351 is formed around the fourth through hole 323, and a connection bonding pattern 352 is formed around the fifth through hole 324.
- a connection bonding pattern 353 is formed on the side (A2 direction side) opposite to the connection sealing pattern 351 in the long axis direction of the first sealing member 3, and the connection bonding pattern 351 and the connection bonding The pattern 353 is connected by the wiring pattern 33.
- the connection bonding pattern 353 is not connected to the connection bonding pattern 352.
- the first sealing-side bonding pattern 321, the connection bonding patterns 34 and 351 to 353, and the wiring pattern 33 can be formed by the same process. Specifically, these are formed on the second main surface 312 of the first sealing member 3 by physical vapor deposition, and formed on the underlayer by physical vapor deposition to form a laminate. It can be formed from the bonded film. In the present embodiment, Ti (or Cr) is used for the base film, and Au is used for the bonding film.
- the second sealing member 4 is a rectangular parallelepiped substrate formed of a single glass wafer, and the first main surface 411 (quartz crystal plate 2 of the second sealing member 4). ) Is formed as a flat smooth surface (mirror surface processing).
- a sealing-side second bonding pattern 421 as a sealing-side second sealing portion for bonding to the crystal vibrating plate 2 is formed.
- the sealing-side second bonding pattern 421 is annularly formed in a plan view.
- External electrode terminals 43 electrically connected to the outside are provided on the second main surface 412 (the outer main surface not facing the crystal vibrating plate 2) of the second sealing member 4.
- the external electrode terminals 43 are located at four corners (corners) of the second sealing member 4.
- the second sealing member 4 is formed with four through holes penetrating between the first major surface 411 and the second major surface 412.
- the four sixth through holes 44 are provided in the area of the four corners (corners) of the second sealing member 4.
- a through electrode is formed along the inner wall surface of each of the through holes, for making the electrodes formed on the first main surface 411 and the second main surface 412 conductive.
- the central portion of each of the sixth through holes 44 is a hollow penetrating portion penetrating between the first main surface 411 and the second main surface 412.
- the connection bonding patterns 45 are formed around the sixth through holes 44 respectively.
- the sealing-side second bonding pattern 421 and the connection bonding pattern 45 can be formed by the same process. Specifically, these are formed on the first main surface 411 of the second sealing member 4 by physical vapor deposition and formed on the underlying film by physical vapor deposition to form a laminate. It can be formed from the bonded film. In the present embodiment, Ti (or Cr) is used for the base film, and Au is used for the bonding film.
- the quartz crystal plate 2 and the first sealing member 3 have the vibration-side first bonding pattern 251 and the seal.
- Diffusion bonding is performed in a state in which the stop side first bonding pattern 321 is superimposed, and the crystal vibrating plate 2 and the second sealing member 4 overlap the vibration second bonding pattern 252 and the sealing second bonding pattern 421.
- Diffusion bonding is performed in the state to produce a package 12 having a sandwich structure shown in FIG. Thereby, the internal space of the package 12, that is, the accommodation space of the vibrating portion 22 is hermetically sealed.
- connection bonding patterns described above are also overlapped. Then, in the crystal oscillator 101, electrical conduction between the first excitation electrode 221, the second excitation electrode 222, the IC chip 5, and the external electrode terminal 43 can be obtained by bonding of the connection bonding patterns.
- the through electrode and the electrode pattern 37 are sequentially connected to the IC chip 5.
- the second excitation electrode 222 includes the second lead wire 224, the connection bonding pattern 28, the through electrode in the second through hole 262, the bonding portion between the connection bonding pattern 254 and the connection bonding pattern 352, and the fifth through hole 324.
- the IC chip 5 is connected via the inner through electrode and the electrode pattern 37 in order.
- the IC chip 5 includes the electrode pattern 37, the through electrode in the third through hole 322, the bonding portion between the connection bonding pattern 34 and the connection bonding pattern 253, the through electrode in the first through hole 261, and the connection bonding.
- the connection portion between the pattern 253 and the connection bonding pattern 45 and the through electrode in the sixth through hole 44 are sequentially connected to the external electrode terminal 43.
- the feature of the present invention is that the shape of the step portion caused by the difference in thickness between the outer frame portion 23 and the holding portion 24 in the quartz crystal plate 2 And the positional relationship of the lead-out wiring formed in the step portion. Now, this feature point will be described in detail.
- FIG. 8 is a view showing a state immediately after the etching process on the quartz plate is performed (before the electrodes and wires are formed) in the quartz crystal plate 2, and (a) shows the side of the first main surface 211.
- a cutout is formed in a rectangular crystal plate, and the outer shape of the vibrating portion 22, the outer frame portion 23, and the holding portion 24 is formed. Further, the through holes in the quartz crystal plate 2 are also formed in the outer shape forming etching.
- the frequency adjustment etching is an etching step of adjusting the thickness of the vibrating portion 22 and the holding portion 24 in order to set the oscillation frequency of the quartz crystal vibrating device to a predetermined value.
- the etching region Eg by frequency adjustment etching is indicated by hatching.
- the etching region Eg includes the vibrating portion 22 and at least a part of the holding portion 24 and is thinner than the outer frame portion 23.
- a step due to the thickness difference of the quartz plate is formed.
- the boundary line to be the step is parallel to the X axis, the step becomes a step having a cross section perpendicular to the main surface of the quartz plate, or in some cases, the side surface of the step is further inclined from the vertical
- the angle between the side surface of the step and the main surface is an acute angle.
- the holding portion 24 extends from only one corner located in the + X direction and the ⁇ Z ′ direction of the vibrating portion 22 to the outer frame portion 23 in the ⁇ Z ′ direction (see FIG. Protruding).
- the boundary between the holding portion 24 and the outer frame portion 23 exists on the side parallel to the X axis among the inner periphery of the outer frame portion. Therefore, when the boundary of the etching region Eg is aligned with the boundary between the holding portion 24 and the outer frame portion 23 (see FIG. 9A), as described above, a step in the vertical cross section may occur at the boundary of the etching region Eg ( As shown in FIG. 9 (b), a step having an edging shape is generated (see FIG.
- the crystal vibrating plate 2 according to the present embodiment is characterized in that the boundary shape of the etching region Eg is devised in order to suppress a break or the like in the lead wiring from the excitation electrode.
- the boundary shape of the etching region Eg is devised in order to suppress a break or the like in the lead wiring from the excitation electrode.
- the boundary of the etching region Eg may be aligned with the boundary of the holding portion 24 and the outer frame portion 23 (see FIG. 8B).
- the boundary of the etching area Eg is made the boundary between the holding portion 24 and the outer frame 23 as shown in FIG.
- at least a part of the boundary of the etching region Eg is set as a boundary L1 which is not parallel to the X axis.
- the step generated at the boundary line L1 is not a step having a vertical cross section or an edging shape, but a gentle step.
- the first lead interconnect 223 formed on the first major surface 211 is formed so as to exceed at least a part of the boundary line L1.
- the step in the portion overlapping the first lead wiring 223 is formed not to be parallel to the X axis in plan view.
- the first lead wire 223 is formed on a gentle step in a portion not parallel to the X axis, so the wire thickness in this portion is sufficient Therefore, disconnection of the first lead wire 223 and increase in resistance can be suppressed.
- the shape of the boundary of the etching region Eg is not limited to the example shown in FIG. 10, and various other shape examples can be considered. Some modified examples of the boundary shape of the etching area Eg are shown in FIGS. 11 (a) and (b), 12 (a), (b) and 13. FIG.
- the boundary of the etching region Eg includes a boundary L2 partially parallel to the X axis, not a boundary L1 not all parallel to the X axis.
- all of the boundaries of the etching area Eg may be boundaries L1 which are not parallel to the X axis.
- the boundary line L1 which is not parallel to the X axis may be a curve (for example, an arc) in plan view as shown in FIG. 11 (a), and FIGS. 11 (b), 12 (a), (b) And may be straight in plan view as shown in FIG.
- a gentle step portion can be formed longer, so at least a part of the step overlapping with the first lead-out wire 223 corresponds to the first lead-out wire 223 on the step. It is preferable to form as a linear part in order to suppress a disconnection etc. more effectively.
- the boundary line L1 formed as a straight line is preferably formed to be orthogonal to the X axis in plan view. This is because the above-mentioned step becomes gentler as it gets closer to the angle orthogonal to the X axis in plan view, and becomes the most gentle at the portion formed to be orthogonal to the X axis. That is, by setting at least a part of the step overlapping with the first lead wiring 223 to be a straight line orthogonal to the X axis, disconnection or the like of the first lead wiring 223 can be more effectively suppressed.
- the length W1 of the straight portion is preferably half or more of the line width W2 of the first lead wire 223 (see FIG. 12B). ). Furthermore, in the case where a straight portion is provided in the step overlapping with the first lead wire 223, the length of the straight portion is preferably equal to or greater than the line width of the first lead wire 223 (FIG. 11 (b), FIG. a) see). That is, as the length of the linear portion is made longer than the line width of the first lead-out wire 223, disconnection or the like of the first lead-out wire 223 can be more effectively suppressed.
- the boundary (that is, the step) of the etching region Eg is the boundary between the holding portion 24 and the outer frame portion 23. It is formed on the outer frame portion 23 side.
- the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 13, the boundary of the etching region Eg is formed closer to the holding portion 24 than the boundary between the holding portion 24 and the outer frame portion 23. It is also good.
- the boundary of the etching region Eg is It is preferable to form in the outer frame part 23 side.
- the etching area Eg penetrates a part of the outer frame portion 23 It has an intrusion formed.
- the start point P on the ⁇ X side of the inset can be formed inside the connection area R between the holding part 24 and the outer frame part 23 as shown in FIG. In this configuration, by suppressing the area of the intruding portion, it is possible to ensure the bonding area of the outer frame portion 23 with the sealing member (the first sealing member 3 and the second sealing member 4). As a result, it is possible to suppress the decrease in the bonding strength and the sealing performance in the quartz crystal vibrating device (for example, the quartz crystal oscillator 101).
- the entry portion is formed in the outer frame portion 23
- the holding portion 24 and the outer portion do not The inventors of the present invention have found that a depression occurs in the connection with the frame portion 23.
- the recess becomes a stress concentration point at the connection portion between the holding portion 24 and the outer frame portion 23, and the impact resistance of the crystal vibrating device is lowered.
- FIG. 10 in the configuration in which the starting point P is formed inside the connection area R between the holding portion 24 and the outer frame portion 23, the generation of the above-mentioned depression can be avoided, and as a result It is possible to prevent the decline.
- Second Embodiment In many examples of the quartz crystal diaphragm 2 shown in the first embodiment, in order to prevent the disconnection of the first lead wire 223, it is formed so as to enter the outer frame portion 23 from the holding portion 24 in the frequency adjustment etching. An insertion portion was formed in the etching area. On the other hand, when the intruding portion is formed in the etching region, depending on the shape of the intruding portion, a recess is formed in the corner of the connection portion between the holding portion 24 and the outer frame portion 23 by frequency adjustment etching. It has also been found that this gives rise to a problem that the impact resistance against falling etc. is lowered.
- the vibration leakage from the vibrating portion 24 can be reduced, and at the same time, the occurrence of a depression in the connection portion between the outer frame portion 23 and the holding portion 24 is prevented, and the drop in impact resistance due to the depression is prevented.
- the basic structure of the crystal oscillator 101 according to the second embodiment is the same as the structure described with reference to FIGS. 1 to 7 in the first embodiment, so the description of the basic structure of the crystal oscillator 101 is omitted here. Do.
- the feature point in the second embodiment is the shape of the intruding portion formed in the outer frame portion 23 at the time of the frequency adjustment etching in the quartz crystal plate 2. Now, this feature point will be described in detail.
- the boundary shape of the etching region Eg is devised.
- the boundary between the etching area Eg is the boundary between the holding portion 24 and the outer frame portion 23.
- the intruding portion Eg1 formed so as to enter the outer frame portion 23 is formed.
- the boundary of the etching region Eg by the intruding portion Eg1 is a boundary line L1 which is not parallel to the X axis at least in part.
- the step generated at the boundary line L1 is not a step having a vertical cross section or an uneven shape, but a gentle step. Then, by forming the first lead wiring 223 formed on the first main surface 211 so as to cross at least a part of the boundary line L1, disconnection or the like of the first lead wiring 223 can be suppressed.
- one starting point (specifically, the starting point on the -X side) P1 of the boundary line of the etching region in the entry part Eg1 is -X of the holding part 24. It has been found by the inventors of the present invention that when formed on the extension line L3 of the side of the side, a dent is generated in the connection portion between the holding portion 24 and the outer frame portion 23 during the frequency adjustment etching. Specifically, the recess is generated at the corner on the ⁇ X side and the ⁇ Z ′ side with respect to the holding unit 24. When such a recess is generated, the recess becomes a stress concentration point at the connection portion between the holding portion 24 and the outer frame portion 23, and the impact resistance of the crystal vibrating device is lowered.
- the start point P1 of the boundary line of the etching region in the entry portion Eg1 is on the extension line L3 of the side on the ⁇ X side of the holding portion 24. It is formed at an offset position. More specifically, the start point P1 is shifted from the extension line L3 to the + X side, and the start point P1 is formed inside the connection area R between the holding portion 24 and the outer frame portion 23.
- the holding portion 24 and the outer frame portion 23 are formed by forming the start point P1 of the boundary line of the etching region in the entry portion Eg1 at a position deviated from the extension line L3 of the side on the ⁇ X side of the holding portion 24. It is possible to avoid the occurrence of a depression at the connection portion with the As a result, it is possible to prevent a drop in impact resistance of the quartz crystal vibrating device.
- the start point P1 is shifted from the extension line L3 to the + X side, but the present invention is not limited to this. That is, as shown in FIG. 16, the start point P1 may be shifted from the extension line L3 to the -X side. As described above, even in the configuration in which the start point P1 is shifted from the extension line L3 to the -X side, the generation of the above-mentioned depression can be avoided, and the drop in impact resistance of the crystal vibrating device can be prevented.
- the above-mentioned depression intended to be prevented in the present invention is generated only at the corner portion on the ⁇ X side and the ⁇ Z ′ side with respect to the holding portion 24 due to the crystal anisotropy of the quartz plate. Therefore, as shown in FIGS. 17A and 17B, the other start point (specifically, the + X side start point) P2 of the boundary of the entry Eg1 is the side on the + X side of the holding portion 24. You may form on extension line L4.
- the intruding portion Eg1 in the etching region Eg be formed only on one main surface (here, the first main surface 211) of the quartz plate. In this case, it is possible to avoid a reduction in plate thickness more than necessary due to the formation of the intruding portion Eg1, and to suppress the reduction in rigidity of the quartz crystal diaphragm 2.
Landscapes
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Abstract
水晶振動板(2)では、保持部(24)は、振動部(22)の+X方向かつ-Z´方向に位置する1つの角部のみから、-Z´方向に向けて外枠部(23)まで延びている。また、振動部(22)と保持部(24)との少なくとも一部は、外枠部(23)よりも厚みを薄くされたエッチング領域(Eg)とされており、エッチング領域(Eg)の境界には段差が形成され、第1引出配線(223)が、この段差と重畳するように保持部(24)から外枠部(23)に渡って形成される。第1引出配線(223)と重畳する部分の段差の少なくとも一部は、平面視でX軸と平行とならないように形成されている。
Description
本発明は、励振電極の形成された振動部と、振動部の周囲に配置された外枠部と、振動部を外枠部に連結して保持する保持部とが、ATカット型の水晶板で一体形成されてなる水晶振動板およびこの水晶振動板が備えられた水晶振動デバイスに関する。
近年、各種電子機器の動作周波数の高周波化や、パッケージの小型化(特に低背化)が進んでいる。そのため、高周波化やパッケージの小型化にともなって、水晶振動デバイス(例えば水晶振動子、水晶発振器等)も高周波化やパッケージの小型化への対応が求められている。
小型化および低背化に適した水晶振動デバイスとして、いわゆるサンドイッチ構造の水晶振動デバイスが知られている。サンドイッチ構造の水晶振動デバイスは、その筐体が略直方体のパッケージで構成されている。このパッケージは、例えばガラスや水晶からなる第1封止部材および第2封止部材と、両主面に励振電極が形成された水晶振動板とから構成され、第1封止部材と第2封止部材とが水晶振動板を介して積層して接合される。そして、パッケージの内部(内部空間)に配された水晶振動板の振動部が第1封止部材および第2封止部材によって気密封止されている。
サンドイッチ構造の水晶振動デバイスにて使用される水晶振動板は、励振電極の形成された振動部と、振動部の周囲に配置された外枠部と、振動部を外枠部に連結して保持する保持部とが、水晶板において一体形成されている。この水晶振動板には、加工が容易であり、且つ周波数温度特性が優れたATカット型の水晶板が最も広く用いられている。
振動部と外枠部と保持部とが一体形成された水晶振動板では、振動部で生じた圧電振動が保持部を介して外枠部へ漏れやすいといった振動漏れの問題が生じる。これに対し、特許文献1には、そのような振動漏れを抑制する水晶振動板が開示されている。
具体的には、特許文献1には、保持部を振動部からATカットのZ´軸方向に突出させて形成する構成が開示されている。ここでは、人工水晶の結晶軸を、X軸、Y軸、Z軸とし、X軸の周りに35°15´回転させたATカット型の水晶のY軸およびZ軸をそれぞれ、Y´軸、Z´軸とする。
ATカット型の水晶振動板では、振動部において、X軸方向に沿った圧電振動の変位がZ´軸方向に沿った圧電振動の変位よりも大きくなることが知られている。特許文献1の構成では、保持部は、圧電振動の変位が小さいZ´軸方向に沿って振動部を保持している。このため、水晶振動板を圧電振動させた場合、この圧電振動は保持部を通って漏れにくくなり、振動部を効率的に圧電振動させることができる。
上記特許文献1に開示された水晶振動板は、振動部からの振動漏れを抑制するのに適した構成である一方、励振電極の引き出し電極において断線等の不具合が生じ易いといった課題が発生する。この課題について以下に説明する。
上記水晶振動板は、エッチング工程によって水晶板の外形形状を形成した後、水晶板の両主面に電極および配線を形成することで製造される。上記エッチング工程では、矩形状の水晶板に対し、少なくとも外形形成エッチングおよび周波数調整エッチングの2回のエッチング処理が行われる。また、振動部の中央にメサ構造を形成する場合には、加えてメサ形成エッチングを行ってもよい。
外形形成エッチングでは、矩形状の水晶板に切り抜き部を形成し、振動部、保持部および外枠部の外形形状を形成する。周波数調整エッチングでは、水晶振動デバイスの発振振動数を所定の値とするために、振動部および保持部の厚みを調整する。周波数調整エッチングでは、基本的に振動部および保持部の領域がエッチングされる。
周波数調整エッチングを振動部および保持部の領域に施した場合、保持部と外枠部との境界には水晶板の厚み差による段差が形成される。振動部からATカットのZ´軸方向に突出させて保持部を形成する場合、保持部と外枠部との境界はX軸に平行な境界となる。したがって、上記段差もX軸に平行な線に沿って形成される。
上記段差の断面形状は、水晶板の結晶異方性の影響を受けるものであり、X軸に平行な境界の場合には、少なくとも一方の主面では、主面に対して垂直な断面を有する段差となる。また、上記段差が保持部側にずれて形成された場合には、段差の一部にえぐれ形状の断面が生じる場合もある。尚、ここでのえぐれ形状とは、段差の側面が垂直からさらに傾斜し、段差の側面と主面(保持部の主面または外枠部の主面)とのなす角が鋭角となるような形状を指す。
水晶振動板では、振動部に形成される励振電極に接続される引出配線は、保持部を介して外枠部まで形成されるため、該引出配線は、保持部と外枠部との境界における段差部分を越える必要がある。また、引出配線は、スパッタリングによって金属膜を成膜した後、この金属膜をパターニングして形成される。
このようにして形成される引出配線は、保持部と外枠部との境界に垂直段差が形成された場合、スパッタリングによる金属膜厚が確保されにくく、引出配線における断線が生じやすいといった問題がある。あるいは、断線とまではいかなくとも、配線の薄膜化により引出配線が高抵抗化する恐れもある。励振電極における引出配線の高抵抗化は、水晶振動デバイスの振動特性に悪影響を与える。また、上記段差にえぐれ形状の断面が生じた場合には、上記問題はより顕著となる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、振動部からの振動漏れを低減できると同時に、引出配線における断線等を抑制する水晶振動板および水晶振動デバイスを提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の第1の態様である水晶振動板は、一主面に形成された第1励振電極と、他主面に形成された第2励振電極とが備えられた略矩形状の振動部と、前記振動部の角部から、ATカットのZ´軸方向に突出され、当該振動部を保持する保持部と、前記振動部の外周を取り囲むと共に、前記保持部を保持する外枠部とを有してなるATカット型の水晶振動板であって、前記保持部と前記外枠部との境界が、前記外枠部の内周辺のうち、X軸と平行な辺上にあるとした場合、前記振動部と前記保持部との少なくとも一部は、前記外枠部よりも厚みを薄くされたエッチング領域とされており、当該エッチング領域によって前記保持部と前記外枠部との境界付近には段差が形成されており、前記第1励振電極および前記第2励振電極の引出配線が、前記段差と重畳するように前記保持部から前記外枠部に渡って形成されており、前記一主面および前記他主面の少なくとも一方では、前記引出配線と重畳する部分の前記段差の少なくとも一部が、平面視でX軸と平行とならないように形成されていることを特徴としている。
保持部の厚みを外枠部よりも薄くするためのエッチング領域では、該エッチング領域の境界に水晶板の厚み差による段差が形成される。この段差には、エッチング領域の境界がX軸と平行となる部分で一主面および他主面の少なくとも一方で垂直断面(場合によってはえぐれ形状の断面)となる。これに対し、上記の構成によれば、引出配線と重畳する部分の段差の少なくとも一部において、平面視でX軸と平行とならない部分が形成される。この部分では、緩やかな段差を形成することができるため、段差上での引出配線の断線等を抑制できる。
また、上記水晶振動板では、前記引出配線と重畳する部分の前記段差の少なくとも一部が、平面視でX軸と平行とならない直線部分として形成されている構成とすることができる。
上記の構成によれば、引出配線と重畳する段差の少なくとも一部を直線部分とすることで、緩やかな段差部分を長く形成することができ、段差上での引出配線の断線等をより効果的に抑制できる。
また、上記水晶振動板では、前記直線部分は、平面視でX軸と直交する構成とすることができる。
上記の構成によれば、段差は平面視でX軸と直交する角度に近くなるほど緩やかとなり、段差は平面視でX軸と直交するように形成されている箇所で最も緩やかとなるため、段差上での引出配線の断線等をより効果的に抑制できる。
また、上記水晶振動板では、前記直線部分の長さは、前記引出配線の線幅の半分以上である構成とすることができる。あるいは、上記水晶振動板では、前記直線部分の長さは、前記引出配線の線幅以上である構成とすることができる。
上記の構成によれば、引出配線の線幅に対して直線部分のより長くすることで、引出配線の断線等をより効果的に抑制することができる。
また、上記水晶振動板では、前記段差は、前記保持部と前記外枠部との境界よりも外枠部側に形成されている構成とすることができる。
上記の構成によれば、保持部の強度を向上させることができると共に、段差においてえぐれ形状の断面が生じることも防止できる。
また、上記水晶振動板では、前記一主面および前記他主面の少なくとも一方では、前記エッチング領域は前記保持部から前記外枠部の一部に入り込んで形成される入り込み部を有しており、当該入り込み部における前記エッチング領域の境界線が前記段差となるものであり、前記段差の-X側の始点は、前記保持部と前記外枠部との接続域の内側に形成されている構成とすることができる。
上記の構成によれば、入り込み部の面積が抑制されることで、外枠部における封止部材との接合面積を確保できる。これにより、水晶振動デバイスにおいての接合強度および封止性の低下を抑制できる。
また、本発明の第2の態様である水晶振動板は、一主面に形成された第1励振電極と、他主面に形成された第2励振電極とが備えられた略矩形状の振動部と、前記振動部の角部から、ATカットのZ´軸方向に突出され、当該振動部を保持する保持部と、前記振動部の外周を取り囲むと共に、前記保持部を保持する外枠部とを有してなるATカット型の水晶振動板であって、前記振動部及び前記保持部は、前記外枠部よりも厚みを薄くされたエッチング領域とされていると共に、前記一主面および前記他主面の少なくとも一方では、当該エッチング領域は前記保持部から前記外枠部の一部に入り込んで形成される入り込み部を有しており、前記入り込み部における前記エッチング領域の境界線の始点は、前記保持部の-X側の辺の延長線上からずれた位置に形成されていることを特徴としている。
入り込み部におけるエッチング領域の境界線の始点が保持部の-X側の辺の延長線上に形成されていると、エッチングの際に保持部と外枠部との接続部のコーナーに窪みが発生し、該窪みが応力集中点となって耐衝撃性が低下する。上記の構成によれば、入り込み部におけるエッチング領域の境界線の始点を保持部の-X側の辺の延長線上からずれた位置に形成することで窪みの発生が回避でき、耐衝撃性の低下を防止できる。なお、エッチング領域に入り込み部を形成することで、エッチング段差の緩やかな個所を形成し、この段差の緩やかな個所に配線(励振電極の引出配線)を通すことで断線等の不具合を防止できる。
また、上記の水晶振動板では、前記入り込み部における前記エッチング領域の境界線の-X側の始点は、前記保持部と前記外枠部との接続域の内側に形成されている構成とすることができる。
上記の構成によれば、入り込み部の面積が抑制でき、該水晶振動板を用いる水晶振動デバイスにおいて、外枠部における封止部材との接合面積を確保できる。これにより接合強度および封止性の低下を抑制できる。また、薄肉部領域である入り込み部を小さくすることで、外枠部と保持部との接続部分の剛性を向上させることができる。
また、上記の水晶振動板では、前記入り込み部は、前記一主面および前記他主面の一方のみに形成されている構成とすることができる。
上記の構成によれば、入り込み部の形成による必要以上の板厚低下を回避し、水晶振動板における剛性低下を抑制することができる。
また、本発明の水晶振動デバイスは、上記の課題を解決するために、上記記載の水晶振動板と、前記水晶振動板の前記一主面を覆う第1封止部材と、前記水晶振動板の前記他主面を覆う第2封止部材とが備えられたことを特徴としている。
本発明の水晶振動板および水晶振動デバイスは、外枠部と保持部との接続部付近でのエッチング領域の境界に緩やかな段差部分を形成し、その緩やかな段差部分を越えるように励振電極の引出配線を形成することで、エッチング領域の境界に生じる段差上での配線の断線や高抵抗化を防止することができるといった効果を奏する。
また、本発明の水晶振動板および水晶振動デバイスは、入り込み部におけるエッチング領域の境界線の始点を保持部の-X側の辺の延長線上からずれた位置に形成することで、保持部と外枠部との接続部における窪みの発生が回避でき、該窪みに起因する耐衝撃性の低下を防止できるといった効果を奏する。
〔実施の形態1〕
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施の形態では、本発明を適用する水晶振動デバイスが水晶発振器である場合について説明する。但し、本発明が適用可能な水晶振動デバイスは水晶発振器に限定されるものではなく、水晶振動子に本発明を適用してもよい。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施の形態では、本発明を適用する水晶振動デバイスが水晶発振器である場合について説明する。但し、本発明が適用可能な水晶振動デバイスは水晶発振器に限定されるものではなく、水晶振動子に本発明を適用してもよい。
-水晶発振器-
本実施の形態にかかる水晶発振器101は、図1に示すように、水晶振動板2、第1封止部材3、第2封止部材4、およびICチップ5を備えて構成されている。この水晶発振器101では、水晶振動板2と第1封止部材3とが接合され、水晶振動板2と第2封止部材4とが接合されることによって、略直方体のサンドイッチ構造のパッケージ12が構成される。また、第1封止部材3における水晶振動板2との接合面と反対側の主面に、ICチップ5が搭載される。電子部品素子としてのICチップ5は、水晶振動板2とともに発振回路を構成する1チップ集積回路素子である。
本実施の形態にかかる水晶発振器101は、図1に示すように、水晶振動板2、第1封止部材3、第2封止部材4、およびICチップ5を備えて構成されている。この水晶発振器101では、水晶振動板2と第1封止部材3とが接合され、水晶振動板2と第2封止部材4とが接合されることによって、略直方体のサンドイッチ構造のパッケージ12が構成される。また、第1封止部材3における水晶振動板2との接合面と反対側の主面に、ICチップ5が搭載される。電子部品素子としてのICチップ5は、水晶振動板2とともに発振回路を構成する1チップ集積回路素子である。
水晶振動板2では、一方の主面である第1主面211に第1励振電極221が形成され、他方の主面である第2主面212に第2励振電極222が形成されている。そして、水晶発振器101においては、水晶振動板2の両主面(第1主面211、第2主面212)のそれぞれに第1封止部材3および第2封止部材4が接合されることで、パッケージ12の内部空間が形成され、内部空間に第1励振電極221および第2励振電極222を含む振動部22(図4,5参照)が気密封止されている。
本実施の形態にかかる水晶発振器101は、例えば、1.0×0.8mmのパッケージサイズであり、小型化と低背化とを図ったものである。また、小型化に伴い、パッケージ12では、キャスタレーションを形成せずに、後述する貫通孔を用いて電極の導通を図っている。
次に、上記した水晶発振器101における水晶振動板2、第1封止部材3および第2封止部材4の各部材について、図1~7を用いて説明する。なお、ここでは、接合されていないそれぞれ単体として構成されている各部材について説明を行う。
水晶振動板2は、図4,5に示すように、水晶からなる圧電基板であって、その両主面(第1主面211,第2主面212)が平坦平滑面(鏡面加工)として形成されている。本実施の形態では、水晶振動板2として、厚みすべり振動を行うATカット水晶板が用いられている。図4,5に示す水晶振動板2では、水晶振動板2の両主面211,212が、XZ´平面とされている。このXZ´平面において、水晶振動板2の短手方向(短辺方向)に平行な方向がX軸方向とされ、水晶振動板2の長手方向(長辺方向)に平行な方向がZ´軸方向とされている。なお、ATカットは、人工水晶の3つの結晶軸である電気軸(X軸)、機械軸(Y軸)、および光学軸(Z軸)のうち、Z軸に対してX軸周りに35°15′だけ傾いた角度で切り出す加工手法である。ATカット水晶板では、X軸は水晶の結晶軸に一致する。Y´軸およびZ´軸は、水晶の結晶軸のY軸およびZ軸からそれぞれ35°15′傾いた軸に一致する。Y´軸方向およびZ´軸方向は、ATカット水晶板を切り出すときの切り出し方向に相当する。
水晶振動板2の両主面211,212には、一対の励振電極(第1励振電極221,第2励振電極222)が形成されている。水晶振動板2は、略矩形に形成された振動部22と、この振動部22の外周を取り囲む外枠部23と、振動部22と外枠部23とを連結することで振動部22を保持する保持部24とを有している。すなわち、水晶振動板2は、振動部22、外枠部23および保持部24が一体的に設けられた構成となっている。
本実施の形態では、保持部24は、振動部22と外枠部23との間の1箇所のみに設けられている。また、詳しくは後述するが、振動部22および保持部24は、基本的には外枠部23よりも薄く形成されている。このような外枠部23と保持部24との厚みの違いにより、外枠部23と保持部24の圧電振動の固有振動数が異なることになり、保持部24の圧電振動に外枠部23が共鳴しにくくなる。尚、保持部24の形成箇所は1か所に限定されるものではなく、保持部24は、振動部22と外枠部23との間の2箇所(例えば、-Z´軸方向の両側)に設けられていてもよい。
保持部24は、振動部22の+X方向かつ-Z´方向に位置する1つの角部のみから、-Z´方向に向けて外枠部23まで延びている(突出している)。このように、振動部22の外周端部のうち、圧電振動の変位が比較的小さい角部に保持部24が設けられているので、保持部24を角部以外の部分(辺の中央部)に設けた場合に比べて、保持部24を介して圧電振動が外枠部23に漏れることを抑制することができ、より効率的に振動部22を圧電振動させることができる。また、保持部24を2つ以上設けた場合に比べて、振動部22に作用する応力を低減することができ、そのような応力に起因する圧電振動の周波数シフトを低減して圧電振動の安定性を向上させることができる。
第1励振電極221は振動部22の第1主面211側に設けられ、第2励振電極222は振動部22の第2主面212側に設けられている。第1励振電極221,第2励振電極222には、これらの励振電極を外部電極端子に接続するための引出配線(第1引出配線223,第2引出配線224)が接続されている。第1引出配線223は、第1励振電極221から引き出され、保持部24を経由して、外枠部23に形成された接続用接合パターン27に繋がっている。第2引出配線224は、第2励振電極222から引き出され、保持部24を経由して、外枠部23に形成された接続用接合パターン28に繋がっている。このように、保持部24の第1主面211側に第1引出配線223が形成され、保持部24の第2主面212側に第2引出配線224が形成されている。
水晶振動板2の両主面(第1主面211,第2主面212)には、水晶振動板2を第1封止部材3および第2封止部材4に接合するための振動側封止部がそれぞれ設けられている。第1主面211の振動側封止部としては、第1封止部材3に接合するための振動側第1接合パターン251が形成されている。また、第2主面212の振動側封止部としては、第2封止部材4に接合するための振動側第2接合パターン252が形成されている。振動側第1接合パターン251および振動側第2接合パターン252は、外枠部23に設けられており、平面視で環状に形成されている。第1励振電極221,第2励振電極222は、振動側第1接合パターン251および振動側第2接合パターン252とは電気的に接続されていない。
また、水晶振動板2には、図4,5に示すように、第1主面211と第2主面212との間を貫通する5つの貫通孔が形成されている。具体的には、4つの第1貫通孔261は、外枠部23の4隅(角部)の領域にそれぞれ設けられている。第2貫通孔262は、外枠部23であって、振動部22のZ´軸方向の一方側(図4,5では、+Z´方向側)に設けられている。第1貫通孔261の周囲には、それぞれ接続用接合パターン253が形成されている。また、第2貫通孔262の周囲には、第1主面211側では接続用接合パターン254が、第2主面212側では接続用接合パターン28が形成されている。
第1貫通孔261および第2貫通孔262には、第1主面211と第2主面212とに形成された電極の導通を図るための貫通電極が、貫通孔それぞれの内壁面に沿って形成されている。また、第1貫通孔261および第2貫通孔262それぞれの中央部分は、第1主面211と第2主面212との間を貫通した中空状態の貫通部分となる。
水晶振動板2において、第1励振電極221、第2励振電極222、第1引出配線223,第2引出配線224、第1接合パターン251、振動側第2接合パターン252、および接続用接合パターン253,254,27,28は、同一のプロセスで形成することができる。具体的には、これらは、水晶振動板2の両主面211,212上に物理的気相成長させて形成された下地膜と、当該下地膜上に物理的気相成長させて積層形成された接合膜とから形成することができる。なお、本実施の形態では、下地膜には、Ti(もしくはCr)が用いられ、接合膜にはAuが用いられている。
第1封止部材3は、図2,3に示すように、1枚のガラスウエハから形成された直方体の基板であり、この第1封止部材3の第2主面312(水晶振動板2に接合する面)は平坦平滑面(鏡面加工)として形成されている。
第1封止部材3の第1主面311(ICチップ5を搭載する面)には、図2に示すように、発振回路素子であるICチップ5を搭載する搭載パッドを含む6つの電極パターン37が形成されている。ICチップ5は、金属バンプ(例えばAuバンプ等)38(図1参照)を用いて電極パターン37に、FCB(Flip Chip Bonding)法により接合される。
第1封止部材3には、図2,3に示すように、6つの電極パターン37のそれぞれと接続され、第1主面311と第2主面312との間を貫通する6つの貫通孔が形成されている。具体的には、4つの第3貫通孔322が、第1封止部材3の4隅(角部)の領域に設けられている。第4,第5貫通孔323,324は、図2,3のA2方向およびA1方向にそれぞれ設けられている。なお、図2,3,6,7のA1およびA2方向は、図4,5の-Z´方向および+Z´方向にそれぞれ一致し、図2,3,6,7のB1およびB2方向は、図4,5の-X方向および+X方向にそれぞれ一致する。
第3貫通孔322および第4,第5貫通孔323,324には、第1主面311と第2主面312とに形成された電極の導通を図るための貫通電極が、貫通孔それぞれの内壁面に沿って形成されている。また、第3貫通孔322および第4,第5貫通孔323,324それぞれの中央部分は、第1主面311と第2主面312との間を貫通した中空状態の貫通部分となる。
第1封止部材3の第2主面312には、水晶振動板2に接合するための封止側第1封止部としての封止側第1接合パターン321が形成されている。封止側第1接合パターン321は、平面視で環状に形成されている。
また、第1封止部材3の第2主面312では、第3貫通孔322の周囲には、それぞれ接続用接合パターン34が形成されている。第4貫通孔323の周囲には接続用接合パターン351が、第5貫通孔324の周囲には接続用接合パターン352が形成されている。さらに、接続用接合パターン351に対して第1封止部材3の長軸方向の反対側(A2方向側)には接続用接合パターン353が形成されており、接続用接合パターン351と接続用接合パターン353とは配線パターン33によって接続されている。尚、接続用接合パターン353は、接続用接合パターン352とは接続されていない。
第1封止部材3において、封止側第1接合パターン321、接続用接合パターン34,351~353、および配線パターン33は、同一のプロセスで形成することができる。具体的には、これらは、第1封止部材3の第2主面312上に物理的気相成長させて形成された下地膜と、当該下地膜上に物理的気相成長させて積層形成された接合膜とから形成することができる。なお、本実施の形態では、下地膜には、Ti(もしくはCr)が用いられ、接合膜にはAuが用いられている。
第2封止部材4は、図6,7に示すように、1枚のガラスウエハから形成された直方体の基板であり、この第2封止部材4の第1主面411(水晶振動板2に接合する面)は平坦平滑面(鏡面加工)として形成されている。
この第2封止部材4の第1主面411には、水晶振動板2に接合するための封止側第2封止部としての封止側第2接合パターン421が形成されている。封止側第2接合パターン421は、平面視で環状に形成されている。
第2封止部材4の第2主面412(水晶振動板2に面しない外方の主面)には、外部に電気的に接続する4つの外部電極端子43が設けられている。外部電極端子43は、第2封止部材4の4隅(角部)にそれぞれ位置する。
第2封止部材4には、図6,7に示すように、第1主面411と第2主面412との間を貫通する4つの貫通孔が形成されている。具体的には、4つの第6貫通孔44は、第2封止部材4の4隅(角部)の領域に設けられている。第6貫通孔44には、第1主面411と第2主面412とに形成された電極の導通を図るための貫通電極が、貫通孔それぞれの内壁面に沿って形成されている。また、第6貫通孔44それぞれの中央部分は、第1主面411と第2主面412との間を貫通した中空状態の貫通部分となる。また、第2封止部材4の第1主面411では、第6貫通孔44の周囲には、それぞれ接続用接合パターン45が形成されている。
第2封止部材4において、封止側第2接合パターン421、および接続用接合パターン45は、同一のプロセスで形成することができる。具体的には、これらは、第2封止部材4の第1主面411上に物理的気相成長させて形成された下地膜と、当該下地膜上に物理的気相成長させて積層形成された接合膜とから形成することができる。なお、本実施の形態では、下地膜には、Ti(もしくはCr)が用いられ、接合膜にはAuが用いられている。
上記の水晶振動板2、第1封止部材3、および第2封止部材4を含む水晶発振器101では、水晶振動板2と第1封止部材3とが振動側第1接合パターン251および封止側第1接合パターン321を重ね合わせた状態で拡散接合され、水晶振動板2と第2封止部材4とが振動側第2接合パターン252および封止側第2接合パターン421を重ね合わせた状態で拡散接合されて、図1に示すサンドイッチ構造のパッケージ12が製造される。これにより、パッケージ12の内部空間、つまり、振動部22の収容空間が気密封止される。
この際、上述した接続用接合パターン同士も重ね合わせられた状態で拡散接合される。そして、接続用接合パターン同士の接合により、水晶発振器101では、第1励振電極221、第2励振電極222、ICチップ5および外部電極端子43の電気的導通が得られるようになっている。
具体的には、第1励振電極221は、第1引出配線223、接続用接合パターン27と接続用接合パターン353との接合部、配線パターン33、接続用接合パターン351、第4貫通孔323内の貫通電極、および電極パターン37を順に経由して、ICチップ5に接続される。第2励振電極222は、第2引出配線224、接続用接合パターン28、第2貫通孔262内の貫通電極、接続用接合パターン254と接続用接合パターン352との接合部、第5貫通孔324内の貫通電極、および電極パターン37を順に経由して、ICチップ5に接続される。また、ICチップ5は、電極パターン37、第3貫通孔322内の貫通電極、接続用接合パターン34と接続用接合パターン253との接合部、第1貫通孔261内の貫通電極、接続用接合パターン253と接続用接合パターン45との接合部、および第6貫通孔44内の貫通電極を順に経由して、外部電極端子43に接続される。
以上が本実施の形態にかかる水晶発振器101の基本構造であるが、本発明における特徴点は、水晶振動板2において、外枠部23と保持部24との厚みの違いにより生じる段差部の形状と、該段差部に形成される引出配線の位置関係とにある。これより、この特徴点について詳細に説明する。
図8は、水晶振動板2において、水晶板へのエッチング工程が施された直後(電極や配線が形成される前)の状態を示す図であり、(a)は第1主面211側の平面図、(b)は第2主面212側の平面図である。尚、図8に示す例では、振動部の中央にメサ構造を形成しない場合を例示しており、矩形状の水晶板に対し、外形形成エッチングおよび周波数調整エッチングの2回のエッチング処理が行われるものとする。
外形形成エッチングでは、矩形状の水晶板に切り抜き部を形成し、振動部22、外枠部23および保持部24の外形形状を形成する。また、水晶振動板2における貫通孔も外形形成エッチングにおいて形成される。
周波数調整エッチングは、水晶振動デバイスの発振振動数を所定の値とするために、振動部22および保持部24の厚みを調整するエッチング工程である。図8では、周波数調整エッチングによるエッチング領域Egを斜線ハッチングにて示している。エッチング領域Egは、振動部22と保持部24の少なくとも一部とを含み、外枠部23よりも厚みが薄くなっている。
エッチング領域Egの境界には、水晶板の厚み差による段差が形成される。この時、段差となる境界線がX軸に平行であれば、この段差が水晶板の主面に対して垂直な断面を有する段差となったり、場合によっては、段差の側面が垂直からさらに傾斜し、段差の側面と主面(保持部の主面または外枠部の主面)とのなす角が鋭角となるようなえぐれ形状となることは上述した通りである。また、このような垂直断面の段差やえぐれ形状を有する段差を越えるようにして励振電極からの引出配線を形成すると、この引出配線において断線が生じやすくなることも上述した通りである。
そして、本実施の形態では、保持部24は、振動部22の+X方向かつ-Z´方向に位置する1つの角部のみから、-Z´方向に向けて外枠部23まで延びている(突出している)。この場合、保持部24と外枠部23との境界は、外枠部の内周辺のうちX軸と平行な辺上に存在する。したがって、エッチング領域Egの境界を保持部24と外枠部23との境界に合わせると(図9(a)参照)、上述したように、エッチング領域Egの境界に垂直断面の段差が生じたり(図9(b)参照)、えぐれ形状を有する段差が生じたりする(図9(c)参照)。但し、このような垂直断面の段差は、水晶板の結晶異方性により、両主面に生じるのではなく、基本的には一方の主面にしか生じない。すなわち、第1主面211側におけるエッチング領域Egの境界が垂直断面の段差になるとすれば、第2主面212側におけるエッチング領域Egの境界は緩やかな段差になる(図9(d)参照)。尚、ここでの緩やかな段差とは、段差の側面が傾斜し、段差の側面と主面(保持部の主面または外枠部の主面)とのなす角が鈍角となるような形状を指す。
本実施の形態に係る水晶振動板2では、励振電極からの引出配線における断線等を抑制するため、エッチング領域Egの境界形状を工夫した点に特徴がある。しかしながら、このような工夫が必要となるのは、水晶板の一方の主面(ここでは第1主面211)のみであるため、他方の主面(ここでは第2主面212)は、従来のように、エッチング領域Egの境界を保持部24と外枠部23との境界に合わせてもよい(図8(b)参照)。
本発明の特徴である断線抑制対策が施される水晶振動板2の第1主面211では、図10に示すように、エッチング領域Egの境界を保持部24と外枠部23との境界に合わせることはせず、エッチング領域Egの境界の少なくとも一部を、X軸に平行とならない境界線L1とする。この場合、境界線L1において生じる段差は、垂直断面やえぐれ形状を有する段差とはならず、緩やかな段差になる。そして、第1主面211に形成される第1引出配線223は、境界線L1の少なくとも一部を越えるようにして形成される。
これにより、第1引出配線223と重畳する部分の段差の少なくとも一部が、平面視でX軸と平行とならないように形成される。第1引出配線223と重畳する段差のうち、X軸と平行とならない部分では、緩やかな段差の上に第1引出配線223が形成されることになるため、この部分では配線膜厚を十分に確保することができ、第1引出配線223の断線や高抵抗化を抑制することができる。
尚、エッチング領域Egの境界の形状は、図10に示す例に限定されるものではなく、他に様々な形状例が考えられる。エッチング領域Egの境界形状のいくつかの変形例を図11(a),(b)、図12(a),(b)および図13に示す。
図10に示す例では、エッチング領域Egの境界は、その全てがX軸に平行とならない境界線L1ではなく、一部にX軸に平行となる境界線L2を含んでいる。しかしながら、図11(a),(b)および図13に示すように、エッチング領域Egの境界の全てがX軸に平行とならない境界線L1であってもよい。
また、X軸に平行とならない境界線L1は、図11(a)に示すように平面視で曲線(例えば円弧)であってもよく、図11(b)、図12(a),(b)および図13に示すように平面視で直線であってもよい。但し、境界線L1は直線とした方が、緩やかな段差部分を長く形成することができるため、第1引出配線223と重畳する段差の少なくとも一部は、段差上での第1引出配線223の断線等をより効果的に抑制するために直線部分として形成されていることが好ましい。
また、直線として形成される境界線L1は、図12(a),(b)に示すように、平面視でX軸と直交するように形成されていることが好ましい。これは、上記段差は平面視でX軸と直交する角度に近くなるほど段差が緩やかとなり、X軸と直交するように形成されている箇所で最も緩やかとなるためである。すなわち、第1引出配線223と重畳する段差の少なくとも一部をX軸と直交する直線とすることで、第1引出配線223の断線等をより効果的に抑制することができる。
尚、第1引出配線223と重畳する段差に直線部分を設ける場合、この直線部分の長さW1は第1引出配線223の線幅W2の半分以上とすることが好ましい(図12(b)参照)。さらには、第1引出配線223と重畳する段差に直線部分を設ける場合、この直線部分の長さは第1引出配線223の線幅以上とすることが好ましい(図11(b)、図12(a)参照)。すなわち、第1引出配線223の線幅に対して、上記直線部分の長さを長くするほど、第1引出配線223の断線等をより効果的に抑制することができる。
また、図10、図11(a),(b)および図12(a),(b)の例では、エッチング領域Egの境界(すなわち段差)は、保持部24と外枠部23との境界よりも外枠部23側に形成されている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、図13に示すように、エッチング領域Egの境界は、保持部24と外枠部23との境界よりも保持部24側に形成されていてもよい。但し、段差が保持部24側に形成される場合には、該段差において+X側の境界に上述したえぐれ形状の断面が生じやすくなるため、これを防止するためには、エッチング領域Egの境界は外枠部23側に形成されることが好ましい。
また、エッチング領域Egの境界(すなわち段差)を、保持部24と外枠部23との境界よりも外枠部23側に形成する場合、エッチング領域Egは外枠部23の一部に入り込んで形成される入り込み部を有する。そして、この入り込み部における-X側の始点Pは、図10に示すように、保持部24と外枠部23との接続域Rの内側に形成される構成とすることができる。この構成では、入り込み部の面積が抑制されることで、外枠部23における封止部材(第1封止部材3、第2封止部材4)との接合面積を確保できる。これにより、水晶振動デバイス(例えば、水晶発振器101)においての接合強度および封止性の低下を抑制できる。
また、外枠部23に上記入り込み部が形成される場合、始点Pが、保持部24の-X側の辺の延長線上に形成されていると、周波数調整エッチングの際に保持部24と外枠部23との接続部に窪みが発生することが本願発明者によって見出された。このような窪みが発生すると、保持部24と外枠部23との接続部において該窪みが応力集中点となり、水晶振動デバイスの耐衝撃性が低下する。図10に示すように、始点Pを保持部24と外枠部23との接続域Rの内側に形成する構成では、上記窪みの発生が回避でき、その結果、水晶振動デバイスにおける耐衝撃性の低下を防止できる。
〔実施の形態2〕
実施の形態1にて示した水晶振動板2の多くの例では、第1引出配線223の断線を防止するために、周波数調整エッチングにおいて保持部24から外枠部23に入り込むようにして形成される入り込み部をエッチング領域に形成した。一方、本願発明者は、入り込み部をエッチング領域に形成した場合、該入り込み部の形状によっては、周波数調整エッチングによって保持部24と外枠部23との接続部のコーナーに窪みが形成されてしまい、これによって落下等に対する耐衝撃性が低下するといった課題が生じることも見出した。
実施の形態1にて示した水晶振動板2の多くの例では、第1引出配線223の断線を防止するために、周波数調整エッチングにおいて保持部24から外枠部23に入り込むようにして形成される入り込み部をエッチング領域に形成した。一方、本願発明者は、入り込み部をエッチング領域に形成した場合、該入り込み部の形状によっては、周波数調整エッチングによって保持部24と外枠部23との接続部のコーナーに窪みが形成されてしまい、これによって落下等に対する耐衝撃性が低下するといった課題が生じることも見出した。
本実施の形態2では、振動部24からの振動漏れを低減できると同時に、外枠部23と保持部24との接続部における窪みの発生を防止し、該窪みによる耐衝撃性の低下を防止できる構成例について説明する。
本実施の形態2にかかる水晶発振器101の基本構造は、実施の形態1において図1~7を参照して説明した構造と同じであるため、ここでは、水晶発振器101の基本構造の説明は省略する。本実施の形態2における特徴点は、水晶振動板2において、周波数調整エッチング時に外枠部23に形成される入り込み部の形状にある。これより、この特徴点について詳細に説明する。
本実施の形態2に係る水晶振動板2では、励振電極からの引出配線における断線等を抑制でき、かつ、外枠部23と保持部24との接続部における耐衝撃性の低下を防止できるように、エッチング領域Egの境界形状を工夫した点に特徴がある。本実施の形態2において、断線抑制対策が施される水晶振動板2の第1主面211では、図14に示すように、エッチング領域Egの境界を保持部24と外枠部23との境界に合わせることはせず、エッチング領域Egに外枠部23に入り込むようにして形成される入り込み部Eg1を形成している。これにより、入り込み部Eg1によるエッチング領域Egの境界は、少なくとも一部でX軸に平行とならない境界線L1となる。境界線L1において生じる段差は、垂直断面やえぐれ形状を有する段差とはならず、緩やかな段差になる。そして、第1主面211に形成される第1引出配線223を、境界線L1の少なくとも一部を越えるようにして形成することで第1引出配線223の断線等が抑制できる。
但し、図15(a)~(c)に示すように、入り込み部Eg1におけるエッチング領域の境界線の一方の始点(具体的には、-X側の始点)P1が、保持部24の-X側の辺の延長線L3上に形成されていると、周波数調整エッチングの際に保持部24と外枠部23との接続部に窪みが発生することが本願発明者によって見出された。具体的には、保持部24に対して、-X側かつ-Z´側のコーナーに上記窪みが発生する。このような窪みが発生すると、保持部24と外枠部23との接続部において該窪みが応力集中点となり、水晶振動デバイスの耐衝撃性が低下する。
このような窪みの形成を回避するため、図14に示す水晶振動板2では、入り込み部Eg1におけるエッチング領域の境界線の始点P1を、保持部24の-X側の辺の延長線L3上からずれた位置に形成している。より具体的には、始点P1を延長線L3から+X側にずらし、始点P1が保持部24と外枠部23との接続域Rの内側に形成される構成としている。
このように、入り込み部Eg1におけるエッチング領域の境界線の始点P1を、保持部24の-X側の辺の延長線L3上からずれた位置に形成することで、保持部24と外枠部23との接続部における窪みの発生が回避できる。その結果、水晶振動デバイスにおける耐衝撃性の低下を防止できる。
尚、図14に示す例では、始点P1を延長線L3から+X側にずらしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、図16に示すように、始点P1を延長線L3から-X側にずらした構成であってもよい。このように、始点P1を延長線L3から-X側にずらした構成であっても、上記窪みの発生が回避でき、水晶振動デバイスにおける耐衝撃性の低下を防止できる。
但し、図14に示すように、始点P1を延長線L3から+X側にずらした構成とした場合、外枠部23内における入り込み部Eg1の面積が抑制でき、外枠部23における封止部材(第1封止部材3、第2封止部材4)との接合面積を確保できる。これにより、水晶振動デバイス(例えば、水晶発振器101)においての接合強度および封止性の低下を抑制できる。また、薄肉部領域である入り込み部Eg1を小さくすることで、外枠部23と保持部24との接続部分の剛性を向上させることができる。
また、本発明において防止しようとする上記窪みは、水晶板の結晶異方性により、保持部24に対して-X側かつ-Z´側のコーナー部のみに発生するものである。そのため、入り込み部Eg1の境界線の他方の始点(具体的には、+X側の始点)P2については、図17(a),(b)に示すように、保持部24の+X側の辺の延長線L4上に形成されていてもよい。
また、エッチング領域Egにおける入り込み部Eg1は、水晶板の一方の主面(ここでは、第1主面211)のみに形成される構成とすることが好ましい。この場合、入り込み部Eg1の形成による必要以上の板厚低下を回避し、水晶振動板2における剛性低下を抑制することができる。
今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
2 水晶振動板
3 第1封止部材
4 第2封止部材
5 ICチップ
12 パッケージ
22 振動部
23 外枠部
24 保持部
101 水晶発振器(水晶振動デバイス)
211 第1主面
212 第2主面
221 第1励振電極
222 第2励振電極
223 第1引出配線
224 第2引出配線
Eg エッチング領域
Eg1 入り込み部
P1 入り込み部の境界線の-X側の始点
P2 入り込み部の境界線の+X側の始点
L1 X軸に平行とならない境界線
L3 保持部の-X側の辺の延長線
L4 保持部の+X側の辺の延長線
3 第1封止部材
4 第2封止部材
5 ICチップ
12 パッケージ
22 振動部
23 外枠部
24 保持部
101 水晶発振器(水晶振動デバイス)
211 第1主面
212 第2主面
221 第1励振電極
222 第2励振電極
223 第1引出配線
224 第2引出配線
Eg エッチング領域
Eg1 入り込み部
P1 入り込み部の境界線の-X側の始点
P2 入り込み部の境界線の+X側の始点
L1 X軸に平行とならない境界線
L3 保持部の-X側の辺の延長線
L4 保持部の+X側の辺の延長線
Claims (12)
- 一主面に形成された第1励振電極と、他主面に形成された第2励振電極とが備えられた略矩形状の振動部と、
前記振動部の角部から、ATカットのZ´軸方向に突出され、当該振動部を保持する保持部と、
前記振動部の外周を取り囲むと共に、前記保持部を保持する外枠部とを有してなるATカット型の水晶振動板であって、
前記保持部と前記外枠部との境界が、前記外枠部の内周辺のうち、X軸と平行な辺上にあるとした場合、
前記振動部と前記保持部との少なくとも一部は、前記外枠部よりも厚みを薄くされたエッチング領域とされており、当該エッチング領域によって前記保持部と前記外枠部との境界付近には段差が形成されており、
前記第1励振電極および前記第2励振電極の引出配線が、前記段差と重畳するように前記保持部から前記外枠部に渡って形成されており、
前記一主面および前記他主面の少なくとも一方では、前記引出配線と重畳する部分の前記段差の少なくとも一部が、平面視でX軸と平行とならないように形成されていることを特徴とする水晶振動板。 - 請求項1に記載の水晶振動板であって、
前記引出配線と重畳する部分の前記段差の少なくとも一部が、平面視でX軸と平行とならない直線部分として形成されていることを特徴とする水晶振動板。 - 請求項2に記載の水晶振動板であって、
前記直線部分は、平面視でX軸と直交することを特徴とする水晶振動板。 - 請求項2または3に記載の水晶振動板であって、
前記直線部分の長さは、前記引出配線の線幅の半分以上であることを特徴とする水晶振動板。 - 請求項4に記載の水晶振動板であって、
前記直線部分の長さは、前記引出配線の線幅以上であることを特徴とする水晶振動板。 - 請求項1から5の何れか1項に記載の水晶振動板であって、
前記段差は、前記保持部と前記外枠部との境界よりも外枠部側に形成されていることを特徴とする水晶振動板。 - 請求項1から6の何れか1項に記載の水晶振動板であって、
前記一主面および前記他主面の少なくとも一方では、前記エッチング領域は前記保持部から前記外枠部の一部に入り込んで形成される入り込み部を有しており、当該入り込み部における前記エッチング領域の境界線が前記段差となるものであり、
前記段差の-X側の始点は、前記保持部と前記外枠部との接続域の内側に形成されていることを特徴とする水晶振動板。 - 請求項1から6の何れか1項に記載の水晶振動板であって、
前記振動部及び前記保持部は、前記外枠部よりも厚みを薄くされた前記エッチング領域とされていると共に、前記一主面および前記他主面の少なくとも一方では、前記エッチング領域は前記保持部から前記外枠部の一部に入り込んで形成される入り込み部を有しており、
前記入り込み部における前記エッチング領域の境界線の始点は、前記保持部の-X側の辺の延長線上からずれた位置に形成されていることを特徴とする水晶振動板。 - 一主面に形成された第1励振電極と、他主面に形成された第2励振電極とが備えられた略矩形状の振動部と、
前記振動部の角部から、ATカットのZ´軸方向に突出され、当該振動部を保持する保持部と、
前記振動部の外周を取り囲むと共に、前記保持部を保持する外枠部とを有してなるATカット型の水晶振動板であって、
前記振動部及び前記保持部は、前記外枠部よりも厚みを薄くされたエッチング領域とされていると共に、前記一主面および前記他主面の少なくとも一方では、当該エッチング領域は前記保持部から前記外枠部の一部に入り込んで形成される入り込み部を有しており、
前記入り込み部における前記エッチング領域の境界線の始点は、前記保持部の-X側の辺の延長線上からずれた位置に形成されていることを特徴とする水晶振動板。 - 請求項8または9に記載の水晶振動板であって、
前記入り込み部における前記エッチング領域の境界線の-X側の始点は、前記保持部と前記外枠部との接続域の内側に形成されていることを特徴とする水晶振動板。 - 請求項8または9に記載の水晶振動板であって、
前記入り込み部は、前記一主面および前記他主面の一方のみに形成されていることを特徴とする水晶振動板。 - 請求項1から11の何れか1項に記載された水晶振動板と、
前記水晶振動板の前記一主面を覆う第1封止部材と、
前記水晶振動板の前記他主面を覆う第2封止部材とが備えられたことを特徴とする水晶振動デバイス。
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- 2018-06-04 CN CN201880021121.0A patent/CN110463037B/zh active Active
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