(57)【要約】【課題】支持部１０ｂの厚さが振動部１０ａの厚さより厚い水晶片１０であって、発振周波数が７６ＭＨｚ付近で好ましい特性を示す水晶片を提供する。【解決手段】水晶片１０は、振動部の支持部とは反対側の端部である先端部が、先端側に向かって凸形状である第１凸状部１１ｃを具える。さらに、振動部の短辺に沿った両端部が、短辺に沿った外部方向に向かって凸形状である第２凸状部１０ｄを具える。然も、振動部の長辺寸法Ｌと短辺寸法Ｗとの比であるＷ／Ｌが、０．７４〜０．７９の範囲、または、０．８４〜０．９３の範囲である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面形状が略長方形状の振動部と、前記振動部の１つの短辺側に接続していて、前記振動部の厚みより厚みが厚い支持部と、を具え、発振周波数が約７６ＭｈｚのＡＴカットの水晶片において、
前記振動部の前記支持部とは反対側の端部である先端部が、先端側に向かって凸形状であり、前記振動部の短辺に沿った両端部が、短辺に沿った外部方向に向かって凸形状であり、且つ、前記振動部の長辺寸法Ｌと短辺寸法Ｗとの比であるＷ／Ｌが、０．７４〜０．７９の範囲、または、０．８４〜０．９３の範囲であることを特徴とする水晶片。
【請求項２】
前記発振周波数が、７６．８Ｍｈｚであることを特徴とする請求項１に記載の水晶片。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の水晶片と、前記水晶片の表裏に設けた励振用電極と、前記励振用電極から引き出された引出電極と、を具えたことを特徴とする水晶振動子。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の水晶片と、前記水晶片の表裏に設けた励振用電極と、前記励振用電極から引き出された引出電極とを具えた水晶振動子、及び、前記水晶振動子を収容する容器を具えたことを特徴とする水晶振動子。
【請求項５】
前記励振用電極は、平面形状が長方形状であり、かつ、該励振用電極の長辺の長さＬｅと前記振動部の長辺の長さＬとの比であるＬｅ／Ｌが０．６９６〜０．７３９の範囲の値であることを特徴とする請求項３又は４に記載の水晶振動子。
【請求項６】
前記励振用電極は、平面形状が長方形状であり、かつ、該励振用電極の長辺の長さＬｅと前記振動部の長辺の長さＬとの比であるＬｅ／Ｌが０．７１０〜０．７３９の範囲の値であることを特徴とする請求項３又は４に記載の水晶振動子。
【請求項７】
前記励振用電極は、平面形状が長方形状であり、かつ、該励振用電極の長辺の長さＬｅと前記振動部の長辺の長さＬとの比であるＬｅ／Ｌが０．７１７〜０．７３９の範囲の値であることを特徴とする請求項３又は４に記載の水晶振動子。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の水晶片と、前記水晶片の表裏に設けた励振用電極と、前記励振用電極から引き出された引出電極とを具えた水晶振動子を、マトリクス状に多数有したウエハから成ることを特徴とする水晶振動子中間体。
【請求項９】
前記励振用電極は、平面形状が長方形状であり、かつ、該励振用電極の長辺の長さＬｅと前記振動部の長辺の長さＬとの比であるＬｅ／Ｌが０．６９６〜０．７３９の範囲の値であることを特徴とする請求項８に記載の水晶振動子中間体。
【請求項１０】
前記励振用電極は、平面形状が長方形状であり、かつ、該励振用電極の長辺の長さＬｅと前記振動部の長辺の長さＬとの比であるＬｅ／Ｌが０．７１０〜０．７３９の範囲の値であることを特徴とする請求項８に記載の水晶振動子中間体。
【請求項１１】
前記励振用電極は、平面形状が長方形状であり、かつ、該励振用電極の長辺の長さＬｅと前記振動部の長辺の長さＬとの比であるＬｅ／Ｌが０．７１７〜０．７３９の範囲の値であることを特徴とする請求項８に記載の水晶振動子中間体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持部の厚さが振動部の厚さより厚い水晶片、この水晶片を用いた水晶振動子及びこの水晶振動子用の水晶振動子中間体に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子の一種として、支持部の厚さが振動部の厚さより厚い水晶片を用いた水晶振動子がある。その具体例は、例えば特許文献１や特許文献２に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されている水晶振動子は、振動部と、この振動部の一端に接続されていて振動部より肉厚の支持部とを具えた水晶片が用いられたものである。前記支持部が水晶振動子の容器に導電性部材で接続固定されて、水晶振動子が構成されている。この水晶振動子では、振動部が薄くとも、支持部が水晶振動子の容器からの応力に対抗し、その結果、振動部の周波数変動を防止できるという（特許文献１の段落３３等）。
【０００４】
特許文献２に開示されている水晶振動子は、振動部の一端に振動部より肉厚の固定部（支持部に該当）を設けてあり、かつ、振動部と固定部との間に緩衝部を設けてある水晶片が用いられたものである。この緩衝部は、厚みが、振動部から固定部側に向かうに従って厚くなる傾斜部である（特許文献２の請求項１等）。この水晶振動子では、緩衝部を設けたので、振動部の振動を減衰できると共に、固定部による振動部への影響を抑制できるという（特許文献２の段落８等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４４５７８号公報
【特許文献２】特開２０１６−３４０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２には、水晶片の具体的な寸法について、次の記載がある。振動部の長辺寸法は０．９８ｍｍ、短辺寸法は０．７８ｍｍ、厚さは１３μｍである。支持部の長辺寸法は０．７９ｍｍ、短辺寸法は０．３５ｍｍ、厚さは５０μｍである。然も、水晶素子の上面を平面視して、振動部から固定部までの長さは０．０５ｍｍである（特許文献２の例えば段落２６）。この水晶片を用いた場合、厚さが１３μｍということから、発振周波数が１２８Ｍｈｚ程度の水晶振動子が得られる。この水晶振動子では、肉厚の固定部を持たない従来構造の水晶振動子のクリスタルインピダンス（以下、ＣＩともいう）が５０〜１００Ωであったのに対し、ＣＩが２０〜５０Ωに改善できるという（特許文献２の例えば段落２６）。
【０００７】
しかしながら、特許文献２には、発振周波数が７６Ｍｈｚ付近の水晶振動子に用いて好適な水晶片の構成は記載も示唆もされていない。
この出願はこのような点に鑑みなされたものであり、従ってこの発明の目的は、支持部の厚さが振動部の厚さより厚い水晶片であって、発振周波数が７６ＭＨｚ付近で好ましい特性を示す水晶片及びこれを用いた水晶振動子並びに水晶振動子中間体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的の達成を図るため、この発明の水晶片は、平面形状が略長方形状の振動部と、前記振動部の１つの短辺側に接続していて、前記振動部の厚みより厚みが厚い支持部と、を具え、発振周波数が≒７６ＭｈｚのＡＴカットの水晶片である。
然も、前記振動部の前記支持部とは反対側の端部である先端部が、先端側に向かって凸形状であり、前記振動部の短辺に沿った両端部が、短辺に沿った外部方向に向かって凸形状であり、且つ、前記振動部の長辺寸法Ｌと短辺寸法Ｗとの比であるＷ／Ｌが、０．７４〜０．７９の範囲、または、０．８１〜０．９３の範囲であることを特徴とする水晶片である。
【０００９】
また、この発明の水晶振動子は、この発明の水晶片と、前記水晶片の表裏に設けた励振用電極と、該励振用電極から引き出された引出電極とを具えた水晶振動子である。
また、この発明の水晶振動子は、この発明の水晶片と、前記水晶片の表裏に設けた励振用電極と、該励振用電極から引き出された引出電極とを具えた水晶振動子、及び、この水晶振動子を収納する容器を具える水晶振動子である。
また、この発明の水晶振動子中間体は、この発明の水晶片と、前記水晶片の表裏に設けた励振用電極と、前記励振用電極から引き出された引出電極とを具えた水晶振動子を、マトリクス状に多数有したウエハから成る水晶振動子中間体である。
【００１０】
ここで、上記の発明において、前記略長方形状とは、四隅が直角である正長方形と、正長方形に対し、本発明の目的の範囲で若干変形している長方形状とを含む意味である。例えば振動部の先端側の角部が若干Ｒ形状となっている等の略長方形状も含む意味である。
また、発振周波数が約７６Ｍｈｚとは、７６．８Ｍｈｚを含み、その近傍の発振周波数、例えば７４〜７８Ｍｈｚの意味である。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の水晶片によれば、支持部の厚みが振動部より厚く、かつ、片持ち支持構造の水晶片において、上記の所定の端面形状及び辺比を具えたので、支持部による効果に加えて、所定の端面形状及び所定の辺比によって不要振動をより減衰できる。これらのため、発振周波数が約７６Ｍｈｚで、特性に優れる水晶片を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、実施形態の水晶片１０の説明図である。
【図２】水晶片１０を用いた水晶振動子２０の平面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、実験及びその結果を説明する図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、実験及びその結果を説明する図３に続く説明図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、水晶片１０の製法例の説明図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、水晶片１０の製法例の図４に続く説明図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、水晶片１０の製法例の図５に続く説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照してこの発明の水晶片及び水晶振動子並びに水晶振動子中間体の実施形態について説明する。なお、説明に用いる各図はこれらの発明を理解できる程度に概略的に示してあるにすぎない。また、説明に用いる各図において、同様な構成成分については同一の番号を付して示し、その説明を省略する場合もある。また、以下の説明中で述べる形状、寸法、材質等はこの発明の範囲内の好適例に過ぎない。従って、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。
【００１４】
１． 水晶振動子の構造
図１は、実施形態の水晶振動子に具わる水晶片１０の説明図である。特に、図１（Ａ）は水晶片１０の平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）中のＰ−Ｐ線に沿った断面図、図１（Ｃ）は図１（Ａ）中のＱ−Ｑ線に沿った断面図である。なお、ここでは、水晶片１０に励振用電極１１及び引出電極１３を設けた構成、すなわち、水晶振動子の一形態の状態を示してある。
【００１５】
なお、図１（Ａ）中に示した座標軸Ｘ，Ｙ′、Ｚ′は、それぞれＡＴカットの水晶片１０での水晶の結晶軸を示す。なお、ＡＴカット水晶片自体の詳細は、例えば、文献：「水晶デバイスの解説と応用」。日本水晶デバイス工業会２００２年３月第４版第７頁等に記載されているので、ここではその説明を省略する。
【００１６】
この実施形態の水晶片１０は、振動部１０ａと、振動部１０ａの１つの短辺側に接続されている支持部１０ｂと、所定の凸形状１０ｃ及び１０ｄと、を具えている。さらに、振動部１０ａの表裏の主面に設けた励振用電極１１と、引出電極１３と、を具えている。以下、各構成成分の詳細と、各構成成分間の関係を説明する。
【００１７】
振動部１０ａは、平面形状が略長方形状であって、かつ、支持部１０ｂとは反対側の端部である先端部１０ｃが、先端側に向かって凸形状１０ｃとなっている（図１（Ｂ）参照）。以下、この凸形状１０ｃの部分を、第１凸状部１０ｃともいう。
【００１８】
さらに、振動部１０ａは、振動部の短辺に沿った両端部１０ｄが、短辺に沿った外部方向に向かって凸形状１０ｄとなっている（図１（Ｃ）参照）。以下、この凸形状１０ｄの部分を、第２凸状部１０ｄともいう。
そして、振動部１０ａの長辺寸法をＬ、短辺寸法をＷとしたとき、長辺寸法Ｌと短辺寸法Ｗとの比であるＷ／Ｌが、０．７４〜０．７９の範囲又は０．８１〜０．９３の範囲となっている。この点については、後述する「２．実験及びその結果」の項で説明する。
【００１９】
ここで、凸形状１０ｃである第１凸状部１０ｃは、具体的には、振動部１０ａの厚みが先端に向かうに従い、ｔから徐々に薄くなる形状のものである。すなわち、振動部１０ａを水晶のＸ軸に沿って切った断面を見たとき、複数の面で構成され、−Ｘ側に向かって凸状の形状のものである。
【００２０】
なお、この第１凸状部１０ｃの、水晶のＸ軸に沿って切った断面を構成する面数は、水晶片１０の設計に応じた任意の数とできる。具体的には、水晶片１０を製造する際のウエットエッチングの条件により面数を制御できる。ただし、典型的には、この面数は２〜６面が良く、より好ましくは２面又は３面が良い。不要振動の抑制に有用だからである。
【００２１】
また、凸形状１０ｄである第２凸状部１０ｄは、具体的には、振動部１０ａの厚みが、水晶のＺ′軸に沿った両端で、Ｚ′軸に沿った外側に向かって、ｔから徐々に薄くなっている形状のものである。すなわち、振動部１０ａを水晶のＺ′軸に沿って切った断面を見たとき、複数の面で構成され、Ｚ′軸に沿った外側に向かって凸状の形状のものである。
【００２２】
なお、この第２凸状部１０ｄの水晶のＺ′軸に沿って切った断面を構成する面数は、水晶振動子１０の設計に応じた任意の数とできる。具体的には、例えば、水晶片１０を製造する際のウエットエッチングの条件により面数を制御できる。ただし、典型的には、この面数は２〜６面、好ましくは２面又は３面、より好ましくは３面が好ましい。不要振動の抑制に有用だからである。
【００２３】
また、支持部１０ｂは、振動部１０ａの１つの短辺側に接続していて、振動部１０ａの厚みｔよりも厚い厚みＴを有するものである。また、この例の場合は、支持部１１ｂの一方の面と、振動部１０ａの一方の面と、は面一になっている（図１（ｂ）参照）。そして、支持部１１ｂの、前記一方の面と対向する他方の面が、Ｙ′軸に沿って外部に突き出した台地状の部分１１ｂａとなっている。従って、この台地状の部分１０ｂａの厚さは、（Ｔ−ｔ）である。
【００２４】
なお、この実施形態の場合、台地状の部分１０ｂａは、振動部１０ａ側に向かって徐々に厚みが薄くなって振動部１０ａに接続している。すなわち、傾斜部を持つ構造としてある。この台地状の部分１０ｂａの水晶のＸ軸に沿う寸法はＬｂ１としてある（詳細は後述する）。
【００２５】
また、励振用電極１１は、振動部１０ａの両主面に各々設けてある。そして、振動部１０ａの両主面に設けたこれら励振用電極１１は、互いに対向する配置としてある。
また、引出電極１３は、励振用電極１１各々から、支持部１０ｂ側に引き出してある。
これら励振用電極１１及び引出電極１３各々は、例えば、クロムと、この上に形成された金との積層膜で構成できる。
【００２６】
この水晶片１０は、実際は、所定の容器に実装されて、封止される。図２はその典型例を示した平面図である。すなわち、水晶片１０は、例えば周知のセラミックパッケージ１５内に、引出電極１３の位置で、例えばシリコーン系の導電性接着剤１７により接着固定され、さらに、このセラミックパッケージ１５を所定の蓋部材（図示せず）によって真空封止又は不活性ガス雰囲気等の封止状態で封止することで、水晶振動子２０となる。
なお、セラミックパッケージ１５は、水晶片１０を収容する凹部を持つ構造のものとし、この凹部周辺の土手部分に蓋部材を接合するものでも良いし、又は、平板のセラミック基板とキャップ状の蓋部材とで構成した容器でも良い。容器の構成は様々で良い。
【００２７】
２． 実験及びその結果
２−１．振動部の辺比に関する実験
先ず、この発明で主張する振動部の辺比を得た実験及びその結果について説明する。試作の水晶振動子として、以下に説明する条件の水晶振動子を種々試作した。
【００２８】
過去の設計経験等に基づいて重要と思われる設計事項として、振動部１０ａの長辺寸法Ｌ、振動部の短辺寸法Ｗを種々に変えた複数水準の水晶振動子を試作した。
【００２９】
なお、これら複数水準の水晶振動子各々での上記以外の設計値は次に示すように共通化した。
先ず、振動部１０ａの第１凸状部１１ｃの寸法Ｌｃは、０．０４ｍｍ、第２凸状部１１ｄの寸法Ｗｄは、０．１８ｍｍとした。
また、励振用電極１１の、水晶のＸ軸に沿う寸法Ｌｅは、０．５ｍｍ、水晶のＺ′軸に沿う寸法Ｗｅは、０．４ｍｍとした。ただし、励振用電極１１は、その中心点が、水晶片１０の中心点に対し、水晶のＸ軸に沿って水晶の先端側に２０μｍずれる状態で、形成した。
また、振動部１０ａの厚みｔは、目安としておおよそ０．０１８ｍｍとした。ただし、この厚みｔは、実際は、励振用電極１１の質量を含めて、当該水晶片１０の発振周波数が約７６．８Ｍｈｚとなる厚みである。
【００３０】
従って、上記のＬｃ，Ｗｄ，Ｌｅ，Ｗｅ，電極のずれ量は、例えば、振動部の長辺寸法Ｌ又は短辺寸法Ｗに対し、例えば、Ｌｃ／Ｌ、Ｌｃ／Ｗ、Ｗｄ／Ｌ、Ｗｄ／Ｗ、Ｌｅ／Ｌ、Ｌｅ／Ｗ、Ｗｅ／Ｌ、Ｗｅ／Ｗ等のように、示すことができる条件である。なお、このように正規化する際の分母は、長辺寸法にかぎられず、他の寸法でも良く、例えば振動部の厚みｔ等でも良い。
また、支持部１０ｂの短辺寸法、すなわちこの場合は水晶のＸ軸に沿う寸法Ｌｂは、０．１３ｍｍとし、支持部１０ｂの振動部１０ａ側に傾斜している部分の寸法Ｌｂ１（図１（ｂ）参照）は、０．０４ｍｍとした。そして、支持部１０ｂの厚さＴは、０．０５ｍｍとした。
従って、Ｌｂ、Ｌｂ１、Ｔについても、例えば、振動部の長辺寸法Ｌ又は短辺寸法Ｗに対し、例えば、Ｌｂ／Ｌ、Ｌｂ／Ｗ、Ｌｂ１／Ｌ、Ｌｂ１／Ｗ、Ｔ／Ｌ、Ｔ／Ｗ等のように、任意の寸法を分母とする比率で示せる所定の条件になっている。
【００３１】
また、振動部１０ａの長辺寸法Ｌ、振動部の短辺寸法Ｗを、種々に変えて試作した多数の試作品の、長辺寸法Ｌ及び短辺寸法Ｗに着目した分布は、図３（Ａ）に示した通りである。すなわち、図３（Ａ）にプロットした各点が、長辺寸法及び短辺寸法の組み合わせが異なる水晶振動子である。具体的に言えば、図３（Ａ）の横軸に沿った例えば一番左側のプロット点に位置する水晶振動子は、長辺寸法が０．６９ｍｍで短辺寸法が０．６４２ｍｍの振動子、すなわち、辺比Ｗ／Ｌが０．６４２／０．６９＝０．９３０の振動子である。
なお、試作した多数の水晶振動子の振動部の実際の長辺寸法Ｌは、０．６９３〜０．８５９ｍｍの範囲の寸法であり、振動部の実際の短辺寸法Ｗは、０．５８５〜０．６７７ｍｍの範囲の寸法である。
【００３２】
上記条件で試作した水晶振動子を、図２を用いて説明した容器１７に実装し、真空封止して、試作の水晶振動子を作製した。
そして、これら水晶振動子に種々の大きさの電流を流し、それぞれの電流時の水晶振動子の周波数及びクリスタルインピダンス（ＣＩ）を測定した。すなわち、ドライブレベル特性を測定した。
そして、各々の水晶振動子のドライブレベル特性における１０μＷ時の周波数と、４００μＷ時の周波数との差を算出し、これを発振周波数で割って周波数変化率ΔＦ（単位：ｐｐｍ）を算出した。
次に、振動部の辺比Ｗ／Ｌと、上記のΔＦとの関係を検討するために、横軸に辺比Ｗ／Ｌをとり、縦軸にΔＦをとって、試作水晶振動子のデータをプロットした。
【００３３】
図３（Ｂ）は、上記プロット図である。図３（Ｂ）から、振動部の辺比Ｗ／Ｌが、０．８０付近では、ΔＦの値が大きくなる。これに対し、振動部の辺比Ｗ／Ｌが０．７４〜０．７９の範囲か、振動部の辺比Ｗ／Ｌが、０．８１〜０．９３の範囲であれば、ΔＦは２ｐｐｍ以内と小さくなり、いわゆるドライブレベル依存性が小さい良好な水晶振動子が得られることが分かる。従って、支持部１０ｂが振動部１０ａより厚く、かつ、振動部１０ａが所定の第１凸状部１０ｃ及び第２凸状部１０ｄを具える水晶片の場合、振動部の辺比Ｗ／Ｌを０．７４〜０．７９の範囲か、振動部の辺比Ｗ／Ｌを、０．８１〜０．９３の範囲にするのが良いことが分かる。
【００３４】
２−２．励振用電極のＸ寸法と振動部のＸ寸法の比に関する実験
次に、励振用電極１１の水晶のＸ軸に沿う寸法Ｌｅの好適な範囲について、実験によって調査した。ＡＴカット水晶振動子の場合、振動部の水晶のＸ軸に沿う寸法（ここでは図１（Ａ）に示した振動部のＸ寸法Ｌ）に対する、励振用電極のＸ寸法Ｌｅの寸法次第で、水晶振動子の特性が変動するため、励振用電極のＸ寸法Ｌｅの好適な寸法を求めるためである。
このため、水晶片については、上記の振動部の辺比の好適範囲中のＸ寸法Ｌ＝０．６９０ｍｍ、Ｚ′寸法Ｗ＝０．６３０ｍｍに固定し、励振用電極のＺ′寸法Ｗｅは０．４ｍｍに固定し、励振用電極のＸ寸法Ｌｅを０．４３〜０．５４ｍｍの範囲で複数水準に変更して、複数種類の水晶片を試作した。そして、これらの水晶片を用いて複数種類の水晶振動子を試作した。
次に、上記の振動部の辺比に関する実験と同様な測定法等により、励振用電極のＸ寸法Ｌｅを違えた複数種類の水晶振動子のＣＩ及びドライブレベル特性を測定し、さらに周波数変化率を算出した。
【００３５】
図４（Ａ）は、横軸に励振用電極のＸ寸法（ｍｍ）をとり、縦軸に周波数変化率ΔＦ（ｐｐｍ）とって、上記実験結果をプロットした図である。また、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）中のＸ寸法が０．４６〜０．５２の領域を拡大した図である。Ｘ寸法が０．４６〜０．５２の範囲で特性変動が顕著であるため、その領域を見易くするためである。また、図４（Ｃ）は、横軸に励振用電極のＸ寸法（ｍｍ）をとり、縦軸にＣＩ（Ω）をとって、上記実験結果をプロットした図である。ただし、図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）同様に、励振用電極のＸ寸法が０．４６〜０．５２のプロット領域に着目して示してある。なお、ＣＩは、各試作品各々の室温でのＣＩ値である。
【００３６】
図４（Ａ）、（Ｂ）においてΔＦはゼロに近い程良く、図４、（Ｃ）においてＣＩは小さい程良い。従って、図４（Ａ）、（Ｂ）から、ΔＦを例えば水晶振動子のΔＦ仕様である±３ｐｐｍにできる励振用電極のＸ寸法Ｌｅは、０．４５０〜０．５４０ｍｍであり、ΔＦを±１．５ｐｐｍにできる励振用電極のＸ寸法Ｌｅは、０．４７０〜０．５２０ｍｍであり、ΔＦを±１ｐｐｍにできる励振用電極のＸ寸法Ｌｅは、０．４９０〜０．５００ｍｍである。これら範囲を、この実験での振動部のＸ寸法Ｌ＝０．６９ｍｍで規格化すると、ΔＦを±３ｐｐｍにできるＬｅ／Ｌは、０．４５／０．６９〜０．５４／０．６９≒０．６５２〜０．７８２であり、ΔＦを±１．５ｐｐｍにできるＬｅ／Ｌは、０．６８１〜０．７５４であり、ΔＦを±１ｐｐｍにできるＬｅ／Ｌは、０．７１０〜０．７２５であることが分かる。
【００３７】
また、ＣＩを良化する点について考察すると、図４（Ｃ）から、ＣＩを例えば水晶振動子のＣＩ仕様としての例えば３０Ω以下にできる励振用電極のＸ寸法Ｌｅは、０．４８０〜０．５１０ｍｍであり、ＣＩを２５Ω以下にできる励振用電極のＸ寸法Ｌｅは、０．４９０〜０．５１０ｍｍであり、ＣＩを２０Ω以下にできる励振用電極のＸ寸法Ｌｅは、０．４９５〜０．５１０ｍｍであることが分かる。これら範囲を、この実験での振動部のＸ寸法Ｌ＝０．６９ｍｍで規格化すると、ＣＩを３０Ω以下にできるＬｅ／Ｌは、０．４８／０．６９〜０．５１／０．６９≒０．６９６〜０．７３９であり、ＣＩを２５Ω以下にできるＬｅ／Ｌは、０．７１０〜０．７３９であり、ＣＩを２０Ω以下にできるＬｅ／Ｌは、０．７１７〜０．７３９であることが分かる。
そして、ΔＦ及びＣＩの双方を満足できるＬｅ／Ｌとして、ＣＩ改善を優先できる点で考察すれば、Ｌｅ／Ｌは、ＣＩを３０Ω以下にできるＬｅ／Ｌ＝０．６９６〜０．７３９が好ましく、また、ＣＩを２５Ω以下にできるＬｅ／Ｌ＝０．７１０〜０．７３９がさらに好ましく、また、ＣＩを２０Ω以下にできるＬｅ／Ｌ＝０．７１７〜０．７３９がさらにより好ましい。
【００３８】
従って、本発明を実施するに当たり、励振用電極は、励振用電極のＸ寸法Ｌｅと振動部のＸ寸法Ｌとの比が上記の好ましい範囲となるように、設計するのが良い。
なお、水晶振動子の場合、振動部の辺比の良好な範囲や、励振用振電極のＸ寸法と振動部のＸ寸法との比のそれぞれの良好な範囲は、周波数が変わっても、又、水晶片の大きさが変わっても、それぞれの水晶片や励振用電極の設計に流用できることが多いので、本発明の上記の好適な範囲は、上記の実施形態の水晶振動子以外のものにも適用できると考える。
【００３９】
４．製法例の説明
この発明の理解を深めるために、図５〜図７を参照して、水晶片１０の製法例について説明する。
上記水晶片１０は、フォトリソグラフィ技術およびウエットエッチング技術により水晶ウエハから多数製造できる。そのため、以下の製法例の説明で用いる図の一部では、水晶ウエハ１０ｗの平面図と、その一部分Ｍを拡大した平面図を示してある。
【００４０】
先ず、水晶ウエハ１０ｗを用意する(図５（Ａ）)。ＡＴカット水晶片１０の発振周波数は、周知の通り、水晶片１０の主面（Ｘ−Ｚ′面）部分の厚みでほぼ決まるが、この発明の場合は、振動部より厚さが厚い支持部を設ける関係で、用意する水晶ウエハ１０ｗは、最終的な振動部の厚さより厚いウエハとする。
【００４１】
次に、この水晶ウエハ１０ｗの表裏両面に、水晶片の外形を形成するための耐ウエットエッチング性マスク４０を周知の成膜技術及びフォトリソグラフィ技術により形成する(図５（Ｂ）)。この実施形態の場合の耐ウエットエッチング性マスク４０は、水晶片の外形に対応する部分及び各水晶片を保持するフレーム部分１０ｘを覆う形状を持つものとしてある。
【００４２】
次に、耐ウエットエッチング性マスク４０を形成した水晶ウエハを、ウエットエッチング液に所定時間浸漬する。これにより、水晶片の外形が形成できる。
次に、上記外形形成が済んだウエハの表裏に、振動部となる部分は露出している、振動部形成用マスク４２を形成する（図６（Ａ）。ただし、振動部形成用マスク４２は、フレーム部と支持部（図１中１０ｂ参照）との間に、エッチャントは侵入できるが、水晶ウエハを貫通するまでには至らない程度の細長い開口４２ａを持つものとする。理由は、水晶片をフレーム部から個片化する際の折り取り起点となる凹部を形成するためである。
【００４３】
次に、耐ウエットエッチング性マスク４２を形成した水晶ウエハを、ウエットエッチング液に所定時間浸漬する。その後、耐ウエットエッチング性マスク４２を除去する。これにより、振動部１０ａと、支持部１０ｂと、折り取り起点部１０ｙとを形成できる(図６（Ｂ）)。
【００４４】
次に、公知の成膜技術及びフォトリソグラフィ技術により、励振用電極１１、引出電極１３を形成する（図７（Ａ））。これにより、本発明の水晶片を多数具える水晶振動子中間体１００が得られる。なお、この際に、ウエハ状態で水晶振動子の特性検査を可能にするために、フレーム部に検査用電極パッド１０ｚを形成する。
その後、ウエハ状態での電気的特性検査等を必要に応じて実施し、次いで、水晶片１０の適当な箇所に折り取りのため適度な力を加えて、かつ、折り取り起点部１０ｙを利用して、水晶片１０をフレーム部１１ｘから折り取る（図７（Ｂ））。なお、中間体１００の状態で商取引を行うことも勿論できる。
【符号の説明】
【００４５】
１０:実施形態の水晶片、                １０ａ：振動部、
１０ｂ：支持部、                       １０ｃ：第１凸状部
１０ｄ：第２凸状部、                   
１０ｗ：水晶ウエハ、                   １０ｘ：フレーム部分、
１０ｙ：折り取り起点部、                １０ｚ：検査用電極パッド
１１：励振用電極、                      １３：引出電極、
１５：容器（セラミックパッケージ）、     １５ａ：接続パッド
１７：導電性接着剤
４０、４２：耐ウエットエッチング性マスク、
４２ａ：開口、                          １００:中間体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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