(57)【要約】      （修正有）【課題】量産性に優れ、振動部の占有割合の高い逆メサ型の水晶振動片の製造方法を提供する。【解決手段】ＡＴカット水晶板における＋Ｚ′軸をＹ′軸回りに＋Ｘ軸方向へ回転させることを正の回転角として、Ｚ′軸をＹ′軸回りに−１２０°から＋６０°の範囲で回転させて得られるＺ″軸とこれに垂直に交わるＸ′軸のそれぞれに平行な縁辺を有するウエハ３０を用いた水晶振動片１０の製造方法であって、＋Ｙ′軸側主面から加工を施す場合に、振動部１６を構成する肉薄部形成領域３４と、前記肉薄部形成領域に隣接した肉厚部形成領域の外周部、および少なくとも前記肉薄部形成領域の−Ｚ″軸側端部に設ける肉厚部非形成領域の外周部をウエットエッチングする第１のエッチング工程と、前記肉厚部形成領域の外周部と前記肉厚部非形成領域の外周部をウエットエッチングしてＹ′軸方向に貫通させる第２のエッチング工程とを有する。【選択図】図１６
2010093847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＴカット水晶板における＋Ｚ′軸をＹ′軸回りに＋Ｘ軸方向へ回転させることを正の回転角として、Ｚ′軸をＹ′軸回りに−１２０°から＋６０°の範囲で回転させて得られるＺ″軸とこれに垂直に交わるＸ′軸のそれぞれに平行な縁辺を有するウエハを用いた水晶振動片の製造方法であって、
＋Ｙ′軸側主面から加工を施す場合には、振動部を構成する肉薄部形成領域と、前記肉薄部形成領域に隣接した肉厚部形成領域の外周部、および少なくとも前記肉薄部形成領域の−Ｚ″軸側端部に設ける肉厚部非形成領域の外周部を、−Ｙ′軸側から加工を施す場合には、振動部を構成する肉薄部形成領域と、前記肉薄部形成領域に隣接した肉厚部形成領域の外周部、および少なくとも前記肉薄部形成領域の＋Ｚ″軸側端部に設ける肉厚部非形成領域の外周部をウエットエッチングする第１のエッチング工程と、
前記肉厚部形成領域の外周部と前記肉厚部非形成領域の外周部をウエットエッチングしてＹ′軸方向に貫通させる第２のエッチング工程とを有することを特徴とする水晶振動片の製造方法。
【請求項２】
ＡＴカット水晶板における＋Ｚ′軸をＹ′軸回りに＋Ｘ軸方向へ回転させることを正の回転角として、Ｚ′軸をＹ′軸回りに−１２０°から＋６０°の範囲で回転させて得られるＺ″軸とこれに垂直に交わるＸ′軸のそれぞれに平行な縁辺を有するウエハを用いた水晶振動片の製造方法であって、
＋Ｙ′軸側から加工を施す場合には、振動部を構成する肉薄部形成領域と、少なくとも前記肉薄部形成領域の−Ｚ″軸側端部に設ける肉厚部非形成領域の外周部を、−Ｙ′軸側から加工を施す場合には、振動部を構成する肉薄部形成領域と、少なくとも前記肉薄部形成領域の＋Ｚ″軸側端部に設ける肉厚部非形成領域の外周部をウエットエッチングする第１のエッチング工程と、
前記振動部形成領域に隣接した肉厚部形成領域の外周部と前記肉厚部非形成領域の外周部を前記ウエハの両主面からウエットエッチングしてＹ′軸方向に貫通させる第２のエッチング工程とを有することを特徴とする水晶振動片の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動片の製造方法に係り、特に逆メサ型の水晶振動片等を製造する場合に、励振に有効な肉薄部の占有率を大きく採ることに好適な水晶振動片の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波数化と水晶振動片の機械的強度確保の両立を実現可能とする逆メサ型水晶振動片では近年、益々の小型化が要望されてきている。こうした小型薄型化が進められる水晶振動片では、大きな問題として、水晶振動片そのものに起因する問題と、水晶デバイスを構成する上で他の構成部材との間に生ずる問題といった２つの問題が挙げられることが多い。このような問題のうち、水晶振動片そのものに起因する問題としては、次のような事項を挙げることができる。
【０００３】
例えば、振動部としての肉薄部の確保に係る問題である。具体的には、小型化が進む水晶振動片の形状形成には、量産性の高いウエットエッチングによる工法が採られることが多い。しかし、ウエットエッチングによる水晶の加工は、水晶の結晶方位の影響を受けてしまう。逆メサ型の水晶振動片を製造する場合、エッチング面に現れる結晶面によって、そのエッチングレートが異なり、振動部としての肉薄部の周囲には、残渣と呼ばれる傾斜面（結晶面）が現れる。
【０００４】
水晶振動片を構成する水晶素板のサイズが小さくなった場合、肉厚部から肉薄部に至るまでの残渣の割合が増すこととなり、確保される肉薄部の有効面積が小さくなってしまう。振動部である肉薄部の有効面積が小さくなった場合、励振電極の寸法も小さくせざるを得ない。そして、励振電極の寸法が極端に小さい場合、水晶から安定した信号を取り出すことができなくなったり、エネルギー閉じ込めが不十分となり、周波数温度特性を示すグラフに、支持部からの応力等の影響や、ディップが現れることがある。
【０００５】
こうした問題を解消するために、逆メサ型の水晶振動片における肉薄部の占める割合を大きくすることに関する技術が、特許文献１や特許文献２に開示されている。
【０００６】
特許文献１に開示されている逆メサ型の水晶振動片は、逆メサ型の水晶振動片を製造した後に、不要となる肉厚部の一部をダイシングするというものである。
また、特許文献２に開示されている逆メサ型の水晶振動片は、肉薄部の形成を研磨により行い、ダイシングにより個片化するというものである。
【０００７】
また、水晶デバイスを製造する上での他の構成部材との間に生ずる問題としては、次のような事項を挙げることができる。例えば、パッケージや基板に水晶振動片を実装した際に生ずる応力と周波数特性に関する問題である。具体的には、パッケージや基板に導電性接着剤やバンプを介して水晶振動片を実装すると、パッケージや基板が受けた応力、あるいは水晶と基板やパッケージの線膨張率の違いによって生ずる応力が水晶振動片に作用する。こうした場合、水晶振動片は周波数特性にズレを生じさせてしまう。
【０００８】
このような問題は、水晶振動片の小型化、薄型化が進むほど大きな影響となることより、周波数特性の変化と応力の関係（応力感度）についての研究が進められてきた。このような研究の成果として、非特許文献１には、ＡＴカット水晶素板に関する応力感度についての説明がある。非特許文献１によれば、ＡＴカット水晶素板では、結晶軸であるＸ軸をＹ′軸回りに−Ｘ軸から、−Ｚ′軸へ向かう方向へ６０°または１２０°回転させた方向が、もっとも応力感度が鈍くなる事が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３３６４０号公報
【特許文献２】特開２００１−１４４５７８号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｊ．Ｍ．Ｒａｔａｊｓｋｉ，“Ｔｈｅ  Ｆｏｒｃｅ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ  ｏｆ  ＡＴ−Ｃｕｔ  Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ”，２０ｔｈ  Ａｎｎｕａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ，（１９６６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記特許文献に開示されている逆メサ型の水晶振動片は、確かに肉薄部の占有率は向上する。しかし、両者とも水晶振動片の製造に機械加工を必要とするため、ウエットエッチングのみの工法で製造される水晶振動片に比べて量産性が落ちる。
【００１２】
そこで本発明では、量産性に優れ、振動部の占有割合の高い逆メサ型の水晶振動片の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【００１４】
第１の形態の製造方法は、ＡＴカット水晶板における＋Ｚ′軸をＹ′軸回りに＋Ｘ軸方向へ回転させることを正の回転角として、Ｚ′軸をＹ′軸回りに−１２０°から＋６０°の範囲で回転させて得られるＺ″軸とこれに垂直に交わるＸ′軸のそれぞれに平行な縁辺を有するウエハを用いた水晶振動片の製造方法であって、＋Ｙ′軸側主面から加工を施す場合には、振動部を構成する肉薄部形成領域と、前記肉薄部形成領域に隣接した肉厚部形成領域の外周部、および少なくとも前記肉薄部形成領域の−Ｚ″軸側端部に設ける肉厚部非形成領域の外周部を、−Ｙ′軸側から加工を施す場合には、振動部を構成する肉薄部形成領域と、前記肉薄部形成領域に隣接した肉厚部形成領域の外周部、および少なくとも前記肉薄部形成領域の＋Ｚ″軸側端部に設ける肉厚部非形成領域の外周部をウエットエッチングする第１のエッチング工程と、前記肉厚部形成領域の外周部と前記肉厚部非形成領域の外周部をウエットエッチングしてＹ′軸方向に貫通させる第２のエッチング工程とを有することを特徴とする水晶振動片の製造方法。
【００１５】
第２の形態の製造方法は、ＡＴカット水晶板における＋Ｚ′軸をＹ′軸回りに＋Ｘ軸方向へ回転させることを正の回転角として、Ｚ′軸をＹ′軸回りに−１２０°から＋６０°の範囲で回転させて得られるＺ″軸とこれに垂直に交わるＸ′軸のそれぞれに平行な縁辺を有するウエハを用いた水晶振動片の製造方法であって、＋Ｙ′軸側から加工を施す場合には、振動部を構成する肉薄部形成領域と、少なくとも前記肉薄部形成領域の−Ｚ″軸側端部に設ける肉厚部非形成領域の外周部を、−Ｙ′軸側から加工を施す場合には、振動部を構成する肉薄部形成領域と、少なくとも前記肉薄部形成領域の＋Ｚ″軸側端部に設ける肉厚部非形成領域の外周部をウエットエッチングする第１のエッチング工程と、前記振動部形成領域に隣接した肉厚部形成領域の外周部と前記肉厚部非形成領域の外周部を前記ウエハの両主面からウエットエッチングしてＹ′軸方向に貫通させる第２のエッチング工程とを有することを特徴とする水晶振動片の製造方法。
【００１６】
［適用例１］水晶素板に対し、振動部を構成する肉薄部と振動部に隣接した肉厚部とをウエットエッチングにより形成する水晶振動片であって、前記水晶素板はＡＴカット水晶素板における＋Ｚ′軸をＹ′軸回りに＋Ｘ軸方向へ回転させることを正の回転角として、Ｚ′軸をＹ′軸回りに−１２０°から＋６０°の範囲で回転させて得られるＺ″軸とこれに垂直に交わるＸ′軸とのそれぞれに平行な縁辺を有し、前記肉薄部の形成は＋Ｙ′軸側主面または−Ｙ′軸側主面のいずれか一方から行い、＋Ｙ′軸側主面からエッチングを行った場合には少なくとも＋Ｚ″軸側端部に肉厚部を設け、−Ｙ′軸側主面からエッチングを行った場合には少なくとも−Ｚ″軸側端部に肉厚部を設けたことを特徴とする水晶振動片。
このようにして構成される水晶振動片によれば、量産性に優れ、水晶素板に対する振動部、すなわち肉薄部の占有割合を高めることができる。
【００１７】
［適用例２］適用例１に記載の水晶振動片であって、前記肉薄部において、前記肉厚部を設けた端部以外の端部に肉厚部非形成領域を設けたことを特徴とする水晶振動片。
肉厚部を設けた端部以外の端部に肉厚部を形成しないようにすることで、肉薄部の占有割合増加を確実なものとすることができる。また、適用例１に記載の水晶振動片と同様に、量産性にも優れることとなる。
【００１８】
［適用例３］適用例１に記載の水晶振動片であって、前記Ｚ′軸の回転角度の範囲を−６０°から−２５°とし、＋Ｙ′軸側主面からエッチングを行った場合には＋Ｚ″軸側端部および＋Ｘ′軸側端部に肉厚部を設けると共に、−Ｚ″軸側端部および−Ｘ′軸側端部に肉厚部非形成領域を設け、−Ｙ′軸側主面からエッチングを行った場合には−Ｚ″軸側端部および−Ｘ′軸側端部に肉厚部を設ける共に、＋Ｚ″軸側端部および＋Ｘ′軸側端部に肉厚部非形成領域を設けたことを特徴とする水晶振動片。
このような特徴を有する水晶振動片によれば、量産性に優れ、水晶素板に対する振動部の占有割合を高め、かつ水晶振動片の機械的強度も確保することができる。
【００１９】
［適用例４］適用例１に記載の水晶振動片であって、前記Ｚ′軸の回転角度の範囲を−３５°から０°とし、＋Ｙ′軸側主面からエッチングを行った場合には＋Ｚ″軸側端部および−Ｘ′軸側端部に肉厚部を設けると共に、−Ｚ″軸側端部および＋Ｘ′軸側端部に肉厚部非形成領域を設け、−Ｙ′軸側主面からエッチングを行った場合には−Ｚ″軸側端部および＋Ｘ′軸側端部に肉厚部を設けると共に、＋Ｚ″軸側端部および−Ｘ′軸側端部に肉厚部非形成領域を設けたことを特徴とする水晶振動片。
このような特徴を有する水晶振動片も、適用例３と同様に、量産性に優れ、水晶素板に対する振動部の占有割合を高め、かつ水晶振動片の機械的強度も確保することができる水晶振動片とすることができる。
【００２０】
［適用例５］適用例１に記載の水晶振動片であって、前記Ｚ′軸の回転角度を−３０°±５°とし、＋Ｙ′軸側主面からエッチングを行った場合には＋Ｚ″軸側端部および±Ｘ′軸側端部に肉厚部を設けると共に、−Ｚ″軸側端部に肉厚部非形成領域を設け、−Ｙ′軸側主面からエッチングを行った場合には−Ｚ″軸側端部および±Ｘ′軸側端部に肉厚部を設けると共に＋Ｚ″軸側端部に肉厚部非形成領域を設けたことを特徴とする水晶振動片。
このような特徴を有する水晶振動片も、上記適用例３、適用例４と同様に、量産性に優れ、水晶素板に対する振動部の占有割合を高め、かつ水晶振動片の機械的強度も確保することができる水晶振動片とすることができる。
【００２１】
［適用例６］適用例１または適用例２に記載の水晶振動片であって、前記Ｚ′軸の回転角度を−３０°±５°とし、±Ｘ′軸側縁辺の一部の外周に肉厚部を設けたことを特徴とする水晶振動片。
このような特徴を有する水晶振動片も、上記適用例３〜適用例５と同様に、量産性に優れ、水晶素板に対する振動部の占有割合を高め、かつ水晶振動片の機械的強度も確保することができる水晶振動片とすることができる。
【００２２】
［適用例７］適用例１乃至適用例６のいずれかに記載の水晶振動片であって、前記Ｚ′軸の回転角度を−３０°±５°とし、前記水晶素板に配設される電極パターンを構成する接続電極を、前記Ｚ″軸に平行な直線上に配設したことを特徴とする水晶振動片。
このような特徴を有する水晶振動片によれば、実装形態において外部応力の影響を受け難くなる。
【００２３】
［適用例８］適用例１乃至適用例７のいずれかに記載の水晶振動片であって、前記振動部における一方の主面に、複数の励振電極を形成したことを特徴とする水晶振動片。
このような特徴を有する水晶振動片は、デバイスとして使用した場合、二重モードフィルタを構成することができる。
【００２４】
［適用例９］適用例１乃至適用例８のいずれかに記載の水晶振動片をパッケージ内に実装した水晶デバイス。
このような構成とすることで、水晶振動子、または水晶フィルタを提供することができる。
【００２５】
［適用例１０］適用例１乃至適用例７のいずれかに記載の水晶振動片と、発振回路とを備えたことを特徴とする水晶発振器。
このような構成とすることで、水晶発振器を提供することができる。
【００２６】
［適用例１１］ＡＴカット水晶板における＋Ｚ′軸をＹ′軸回りに＋Ｘ軸方向へ回転させることを正の回転角として、Ｚ′軸をＹ′軸回りに−１２０°から＋６０°の範囲で回転させて得られるＺ″軸とこれに垂直に交わるＸ′軸のそれぞれに平行な縁辺を有するウエハを用いた水晶振動片の製造方法であって、＋Ｙ′軸側主面から加工を施す場合には、振動部を構成する肉薄部形成領域と、前記肉薄部形成領域に隣接した肉厚部形成領域の外周部、および少なくとも前記肉薄部形成領域の−Ｚ″軸側端部に設ける肉厚部非形成領域の外周部を、−Ｙ′軸側から加工を施す場合には、振動部を構成する肉薄部形成領域と、前記肉薄部形成領域に隣接した肉厚部形成領域の外周部、および少なくとも前記肉薄部形成領域の＋Ｚ″軸側端部に設ける肉厚部非形成領域の外周部をウエットエッチングする第１のエッチング工程と、前記肉厚部形成領域の外周部と前記肉厚部非形成領域の外周部をウエットエッチングしてＹ′軸方向に貫通させる第２のエッチング工程とを有することを特徴とする水晶振動片の製造方法。
このような特徴を有する水晶振動片の製造方法によれば、２回のエッチング工程のみで上記いずれかの適用例に記載した水晶振動片の外形形状を形成することが可能となる。よって、ウエットエッチングでのバッチ処理による形状形成が可能なため、優れた量産性を誇ることができる。
【００２７】
［適用例１２］ＡＴカット水晶板における＋Ｚ′軸をＹ′軸回りに＋Ｘ軸方向へ回転させることを正の回転角として、Ｚ′軸をＹ′軸回りに−１２０°から＋６０°の範囲で回転させて得られるＺ″軸とこれに垂直に交わるＸ′軸のそれぞれに平行な縁辺を有するウエハを用いた水晶振動片の製造方法であって、＋Ｙ′軸側から加工を施す場合には、振動部を構成する肉薄部形成領域と、少なくとも前記肉薄部形成領域の−Ｚ″軸側端部に設ける肉厚部非形成領域の外周部を、−Ｙ′軸側から加工を施す場合には、振動部を構成する肉薄部形成領域と、少なくとも前記肉薄部形成領域の＋Ｚ″軸側端部に設ける肉厚部非形成領域の外周部をウエットエッチングする第１のエッチング工程と、前記振動部形成領域に隣接した肉厚部形成領域の外周部と前記肉厚部非形成領域の外周部を前記ウエハの両主面からウエットエッチングしてＹ′軸方向に貫通させる第２のエッチング工程とを有することを特徴とする水晶振動片の製造方法。
このような特徴を有する水晶振動片の製造方法によっても、２回のエッチング工程のみで上記いずれかの適用例に記載した水晶振動片の外形形状を形成することが可能となる。よって、ウエットエッチングでのバッチ処理による形状形成が可能なため、優れた量産性を誇ることができる。また、貫通工程である第２のエッチング工程をウエハの両主面から行うことにより、水晶振動片の側面形状を整えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施形態に係る水晶振動片の構成を示す図である。
【図２】水晶素板の構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る水晶振動片に採用する第２の電極パターンを示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る水晶振動片に採用する第３の電極パターンを示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る水晶振動片に採用する第４の電極パターンを示す図である。
【図６】第１の実施形態に係る水晶振動片に採用する第５の電極パターンを示す図である。
【図７】第１の実施形態に係る水晶振動片に採用する第６の電極パターンを示す図である。
【図８】第１の実施形態に係る水晶振動片に採用する第７の電極パターンを示す図である。
【図９】第１の実施形態に係る水晶振動片に採用する第８の電極パターンを示す図である。
【図１０】第１の実施形態に係る水晶振動片に採用する第９の電極パターンを示す図である。
【図１１】第１の実施形態に係る水晶振動片に採用する第１０の電極パターンを示す図である。
【図１２】第１の実施形態に係る水晶振動片に採用する第１１の電極パターンを示す図である。
【図１３】第１の実施形態に係る水晶振動片に採用する第１２の電極パターンを示す図である。
【図１４】第１の実施形態に係る水晶振動片に採用する第１３の電極パターンを示す図である。
【図１５】第１の実施形態に係る水晶振動片に採用することができるその他の電極パターンを示す図である。
【図１６】水晶振動片の製造方法の第１の実施形態に係る工程を示す図である。
【図１７】水晶振動片の製造方法の第１の実施形態における第１のエッチング終了時の個片形成領域の断面形状を示す図である。
【図１８】水晶振動片の製造方法の第１の実施形態における第２のエッチング終了時の個片形成領域の断面形状を示す図である。
【図１９】水晶振動片の製造方法の第２の実施形態に係る工程を示す図である。
【図２０】水晶振動片の製造方法の第２の実施形態における第１のエッチング終了時の個片形成領域の断面形状を示す図である。
【図２１】水晶振動片の製造方法の第２の実施形態における第２のエッチング終了時の個片形成領域の断面形状を示す図である。
【図２２】第１の実施形態に係る水晶振動片の応用形態を示す図である。
【図２３】第２の実施形態に係る水晶振動片の構成を示す図である。
【図２４】第２の実施形態に係る水晶振動片に採用する第２の電極パターンを示す図である。
【図２５】第２の実施形態に係る水晶振動片の応用形態を示す図である。
【図２６】第３の実施形態に係る水晶振動片の構成を示す図である。
【図２７】第３の実施形態に係る水晶振動片に採用することのできる電極パターンの例を示す図である。
【図２８】第３の実施形態に係る水晶振動片の応用形態を示す図である。
【図２９】第４の実施形態に係る水晶振動片の構成を示す図である。
【図３０】第４の実施形態に係る水晶振動片の応用形態を示す図である。
【図３１】発明に係る水晶デバイスに含まれる水晶振動子の構成を示す図である。
【図３２】発明に包含される水晶振動子のその他の構成を示す図である。
【図３３】接続電極をＺ″軸に沿って配置した水晶振動片を実装するための水晶振動子のパッケージ構造を示す図である。
【図３４】水晶デバイスとして二重モードフィルタを構成する場合に採用する水晶振動片の構成を示す図である。
【図３５】発明に係る水晶デバイスに含まれる水晶発振器のうちの第１の実施形態に係る水晶発振器の構成を示す図である。
【図３６】発明に係る水晶デバイスに含まれる水晶発振器のうちの第２の実施形態に係る水晶発振器の構成を示す図である。
【図３７】発明に包含される水晶発振器のその他の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の水晶振動片の製造方法に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、図１〜図２１を参照して、本発明の製造方法により製造される水晶振動片に係る第１の実施形態について説明する。なお、図２において図２（Ａ）は実施形態に係る水晶素板の平面構成を示す模式図であり、図２（Ｂ）は同水晶素板の断面構成を示す模式図である。
【００３０】
水晶振動片１０は、水晶素板１２と、当該水晶素板１２の表面に形成された電極パターンにより構成される。実施形態に係る水晶振動片１０では、水晶素板１２としてＡＴカットと呼ばれるカット角で切り出された水晶素板をいわゆる面内回転させたものを用いている。ＡＴカットとは、水晶の結晶軸であるＸ軸とＺ軸とを含む平面（Ｙ面）をＸ軸を基点として＋Ｚ軸を−Ｙ軸方向へ約３５度１５分回転させて得られる主面（Ｘ軸とＺ′軸とを含む主面）を有するように切り出された水晶素板である。そして、本実施形態に用いる水晶素板は、このＸ軸とＺ′軸とを含む主面の中で、さらにＹ′軸を基点とし、＋Ｚ′軸を＋Ｘ軸方向へ回転させることを正の回転角としたとき、Ｘ軸、Ｚ′軸をそれぞれ−３０°±５°程度回転させて得られるＸ′軸、Ｚ″軸に沿った（平行な）縁辺を有するものである。なお、水晶デバイスの原材料として一般的に使用されているのは右水晶であるが、左水晶を用いた場合であっても、本発明を実施する上で問題は無い。左水晶とは、右水晶の結晶軸に対し、例えばＺ軸とＸ軸とを有する面を基準として、結晶軸を示した際に、当該結晶軸が鏡像関係に位置することとなる水晶である。ここで、左水晶と右水晶とは、その物理定数が同じであるため、結晶軸に従った回転角、カット角等を間違わなければ、水晶素板を形成する上で、上記説明および以下の説明をそのまま適用することで、所望する水晶振動片を構成することができる。
【００３１】
図２に示す構成の水晶素板１２では、水晶素板１２の長手方向をＺ″軸、短手方向をＸ′軸、さらに厚さ方向をＹ′軸と定めることができる。また、実施形態に係る水晶素板１２は、肉薄の振動部１６と、これに隣接する固定部となる肉厚部１４とを有する。
【００３２】
水晶素板１２をウエットエッチングにより加工する場合、水晶の結晶方位の異方性により、結晶面の析出によるエッチングレートの相違が生ずることがある。特にＡＴカットと呼ばれるカット角で切り出された水晶素板は、ウエットエッチングによる加工面に現れる残渣（傾斜面）の存在が問題とされることが多い。加工面における残渣の多寡は、カット角や面内回転角等、種々の切り出し角度を要因として変わってくる。
【００３３】
例えば、一般的なＡＴカット水晶素板をウエットエッチングにより逆メサ型に加工した場合、肉薄部の２辺、具体的には−Ｚ′軸側段差部と＋Ｘ軸側段差部に、比較的大きな残渣が現れることとなる。一方、本実施形態で採用する面内回転角で切り出した水晶素板１２をウエットエッチングにより逆メサ型に加工した場合、大きな残渣は−Ｚ″軸側の一辺のみに現れることとなる。このような水晶素板１２を採用することで、振動部１６と肉厚部１４との間に生ずる残渣を減らす事ができ、水晶振動片１０を構成する上での有効な振動部１６の占有率を向上させることができる。
【００３４】
また、本実施形態に係る水晶素板１２は、外形形状形成時に、残渣が現れる側（−Ｚ″軸側）の肉薄部の端部を肉厚部非形成領域とし、肉厚部をウエットエッチングにより除去している。このように肉厚部の一部を除去することで、残渣が生ずる要因を無くすことができ、水晶振動片１０を構成する上で水晶素板１２全体に対する振動部１６の占有率を向上させることができる。
【００３５】
このため、本実施形態に係る水晶素板１２は、肉薄の振動部１６に隣接する肉厚部１４を、−Ｚ″軸側以外の縁辺に沿って略Ｕ字状に備えるようにしている。このような構成であっても、水晶振動片１０の機械的強度を保つことができるからである。
【００３６】
このような外形形状を有する水晶素板１２には、励振電極１８，２４、接続電極２２，２８、および引出し電極２０，２６といった電極パターンが設けられる。以下に、本実施形態の水晶素板１２に設けられる電極パターンについて、図面を参照して説明する。
【００３７】
まず、第１の電極パターンについて、図１を参照して説明する。第１の電極パターンは、振動部１６の表面側に配設される励振電極１８をＺ″軸方向に長辺を有する矩形とし、振動部１６の裏面側に配設される励振電極２４をＸ′軸方向に長辺を有する矩形としている。このように、矩形の励振電極１８，２４同士を振動部１６を介した表裏面で交差させるようにし、その一部が振動部１６の表と裏で重なるようにすることで、振動部１６の表裏に配設される励振電極１８，２４にズレが生じた場合であっても、励振に寄与することとなる励振電極１８，２４の重なり部分の面積は同じとなる。よって、量産される水晶振動片１０の発振特性の差異を小さくすることができる。
【００３８】
接続電極２２，２８は、＋Ｚ″軸側に設けられた肉厚部１４の縁辺に沿って設けられ、引出し電極２０，２６を介して励振電極１８，２４と電気的に接続されている。引出し電極２０，２６は、肉厚部１４と肉薄の振動部１６との段差部を跨ぐ部分の線幅を大きくとるようにすると良い。このような構成とすることにより、電極パターンを構成する金属膜の膜厚が薄くなる傾向にある振動部１６と肉厚部１４との間の段差部において、引出し電極２０，２６の断線が生ずることを防止することができる。ここで、引出し電極２０は、Ｚ″軸方向に沿って段差部まで配設された励振電極１８から、段差部を跨ぐようにして−Ｘ′軸側縁辺へと引き回し、当該縁辺に沿って接続電極２２まで引き回される。また、引出し電極２６は、Ｘ′軸に沿って＋Ｘ′軸側縁辺まで配設された励振電極２４から、当該縁辺に沿って＋Ｚ″軸側縁辺まで引き回されて接続電極２８に接続される。
なお当然に、段差部を跨ぐ引出し電極の幅が狭い場合であっても、本実施形態の一部であることに変わりは無い。
【００３９】
また、接続電極２８は、裏面側から延びる引出し電極２６を水晶素板１２の側面を介して表面側へ引き回す事で、励振電極２４との電気的接続が図られる。このような構成とすることで、一方の面（例えば表面）に２つの接続電極２２，２８が配設されることとなる。このため、水晶振動片１０を基板やパッケージに実装する際に、導電性接着剤の上塗布をする必要が無くなる。導電性接着剤の上塗布が不要となることにより、過塗布された導電性接着剤が金属性のパッケージ側面や他の電極等に触れ、短絡を生じさせるといった事態を防止することができる。また、水晶振動片１０の実装形態として、バンプを用いる事も可能となる等、実装方法の幅を増やすことができる。
【００４０】
次に、第２の電極パターンについて、図３を参照して説明する。第２の電極パターンは、上述した第１の電極パターンに対して、水晶素板１２の表裏面に配設されるパターンを逆にした形態のものである。よって、その機能を同一とする箇所には同一の符号を付して、詳細な説明は省略することとする。
【００４１】
次に、第３の電極パターンについて、図４を参照して説明する。第３の電極パターンは、振動部１６の表裏面に配設する励振電極１８，２４の形状、寸法を同一とし、両者の間にズレが無いように配設する。接続電極２２，２８の配設位置は第１、第２の電極パターンと同様であり、引出し電極２０，２６は次のような形態としている。すなわち、表面側の励振電極１８と接続電極２２とを繋ぐ引出し電極２０は、Ｚ″軸に沿って肉薄の振動部１６と肉厚部１４との間の段差部まで引き回され、段差部を跨ぐようにして−Ｘ′軸側まで引き回されることで段差部を跨ぐ部分の幅を広くとり、−Ｘ′軸側の縁辺に沿って接続電極２２へと引き回される。一方、裏面側の励振電極２４と表面側に配設した接続電極２８とを繋ぐ引出し電極２６は、＋Ｘ′軸側の縁辺まで引き回され、＋Ｘ′軸側の縁辺に沿って＋Ｚ″軸側縁辺まで引き回され、水晶素板１２の側面を介して表面側に配設された接続電極２８へと引き回される。
【００４２】
次に、第４の電極パターンについて、図５を参照して説明する。第４の電極パターンは、上述した第３の電極パターンに対して、水晶素板１２の表裏面に配設されるパターンを逆にした形態のものである。よって、その機能を同一とする箇所には同一の符号を付して、詳細な説明は省略することとする。
【００４３】
次に、第５の電極パターンについて、図６を参照して説明する。第５の電極パターンは、上述した第３、第４の電極パターンと、引出し電極２０，２６の引き回し形態を異ならせている。すなわち、表面側の引出し電極２０は、励振電極１８から−Ｘ′軸側の縁辺まで引き回され、−Ｘ′軸側の縁辺に沿って＋Ｚ″軸側縁辺まで引き回されている。これに対し、裏面側に配設された引出し電極２６は、励振電極２４から＋Ｘ′軸側の縁辺まで引き回され、＋Ｘ′軸側の縁辺に沿って＋Ｚ″軸側縁辺まで引き回される。つまり、第５の電極パターンは、水晶素板１２の表裏面で対象な形態の電極パターンを形成しているのである。
【００４４】
次に、第６の電極パターンについて、図７を参照して説明する。第６の電極パターンは、上述した第５の電極パターンの形態に近似している。相違点としては、表面側の励振電極１８の寸法を、裏面側の励振電極２４の寸法よりも小さくした点にある。このような構成とすることにより、振動部１６の表裏面に配設される、表面励振電極１８と励振電極２４との間にズレが生じた場合であっても、励振に寄与することとなる振動部１６の面積は同じとなる。よって、量産される水晶振動片１０の発振特性の差異を小さくすることができる。
【００４５】
次に、第７の電極パターンについて、図８を参照して説明する。第７の電極パターンは、上述した第１の電極パターンに近似している。相違点としては、肉厚部１４に配設する接続電極２２，２８を、Ｚ″軸に沿った方向に並べた点にある。このため、表面側の励振電極１８と接続電極２２、および引出し電極２０は、Ｚ″軸に沿って直線上に配設されている。一方、裏面側の励振電極２４、引出し電極２６の構成は、第１の電極パターンと同じであり、水晶素板１２の側面を介して表面側へ引き回された後の構成を異ならせている。すなわち、裏面側の励振電極２４と電気的に接続される接続電極２８が、表面側の接続電極２２、引出し電極２０、励振電極１８の延長線上に位置するように配置され、表面側へ引き回された引出し電極２６がこれに接続されている。ここで、Ｚ″軸の方向は、Ｙ′軸を基点として＋Ｘ軸を−Ｚ′軸方向へ回転させる回転角を正の回転角として、Ｘ軸をＹ´軸回りに＋６０°回転させた方向と同じとなる場合に特に有利な効果を奏することとなる。Ｘ軸をＹ′軸回りに＋６０°回転させた方向（Ｚ′軸をＹ′軸回りに−３０°回転させた方向）は、水晶の振動特性が外力による応力の影響を最も受けにくい方向、すなわち応力感度が最も鈍い方向なのである。このため、この方向に沿って接続電極２２，２８を配設することにより、支持部を伝って水晶素板１２に負荷される応力の影響を抑制することができる。
【００４６】
次に、第８の電極パターンについて、図９を参照して説明する。第８の電極パターンは、上述した第７の電極パターンに近似している。相違点としては、裏面側に配設した電極パターンのうちの、引出し電極２６を長辺方向中心線（不図示）を基準として線対称に配設した点にある。このようにして引出し電極２６を配設することで、表面側へ引き回す際の断線の危険性を低減することができる。
【００４７】
次に、第９の電極パターンについて、図１０を参照して説明する。第９の電極パターンも、上述した第７の電極パターンに近似している。相違点としては、水晶素板１２の表裏面における励振電極１８，２４の配設方向を逆転させた点（裏面側励振電極２４をＺ″軸に沿って配設、表面側励振電極１８をこれに交差するように配設）。および裏面側引出し電極２６の引き回しを葛篭折状とした点にある。引出し電極２６の引き回しを図１０のような形態とすることで、表裏面におけるパターンの重なり部分が増える事が無い。
【００４８】
次に、第１０の電極パターンについて、図１１を参照して説明する。第１０の電極パターンは、上述した第３から第５の電極パターンと、第７の電極パターンとを組み合わせたような形態である。具体的には、振動部１６の表裏に配設する励振電極１８，２４の形状、配設位置を一致させ、接続電極２２，２８の配設位置をＺ″軸に平行な直線上としているのである。そして、励振電極１８，２４の近傍に位置する引出し電極２０，２６の線幅を細くすることで、振動部１６の表裏における励振電極１８，２４のズレにより生ずる容量変化を小さくするようにしている。引出し電極２０，２６に関するその他の構成については、上述した第７の電極パターンと同様である。
【００４９】
次に、第１１の電極パターンについて、図１２を参照して説明する。第１１の電極パターンは、上述した第１０の電極パターンに、第９の電極パターンの引出し電極２０，２６を採用した形態である。
【００５０】
次に、第１２の電極パターンについて、図１３を参照して説明する。第１２の電極パターンは、上述した第１１の電極パターンに近似している。相違点としては、振動部１６の表裏に配設する引出し電極２０，２６を表裏対象、すなわち上述した第５、第６の電極パターンに近似させた点にある。
【００５１】
次に、第１３の電極パターンについて、図１４を参照して説明する。第１３の電極パターンは、上述した第１０の電極パターンに、第６の電極パターンの励振電極１８，２４を採用した形態である。
【００５２】
なお、上記電極パターンの説明では、いずれも図面において、励振電極は矩形状であるように示したが、例えば第３から第６、第１０から第１３の電極パターンなどは、円形や楕円、他の多角形等、矩形以外の形状であっても良い。また、上記電極パターンの説明図では、いずれも＋Ｚ″軸側に設けられた肉厚部１４に、２つの接続電極２２，２８を配設するように示した。しかしながら、接続電極２２，２８の配設については、図１５に示すように、Ｚ″軸に沿って形成された肉厚部１４（±Ｘ′軸側縁辺）にＺ″軸に沿った方向で配設するようにしても良い。
【００５３】
次に、上記のような構成の水晶振動片の製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。
まず、図１６を参照して、水晶振動片の製造方法に係る第１の実施形態について説明する。本発明では、水晶振動片１０はウエハ３０から、バッチ処理により製造される。まず、ウエハ３０の表面に対してマスク３２を形成する。マスク３２はレジスト等により構成すれば良く、本実施形態の場合、肉厚となる部分、すなわち振動部形成領域（肉薄部形成領域）３４と、当該振動部形成領域３４の−Ｚ″軸側端部である肉厚部非形成領域の外周部を含む貫通溝形成領域３８といった、個片形成領域３６の外周部分以外の箇所を保護するマスク３２を形成する。なお、本実施形態に係る水晶振動片の製造方法では、ウエハ３０の状態で電極パターンの形成までを行うため、水晶振動片１０をウエハ３０に接続しておくための折り取り部４０も、保護部分としてマスク３２を形成する（図１６（Ａ）参照）。なお、エッチングの方法自体は特に限定するものではない。例えば、ウエハ３０の表面を枠で囲い、当該枠内にエッチング液を流し込んで行うようにしても良いし、ウエハ３０の裏面および側面をレジスト等により覆った場合には、エッチング液に浸漬しても良い。
【００５４】
次に、マスク形成部分以外、すなわち振動部形成領域３４と貫通溝形成領域３８をウエットエッチングし、ウエハ３０の表面に複数の凹陥部を形成する（第１のエッチング）。ここで、本実施形態における第１のエッチングは、＋Ｙ′軸側主面から施すようにする（図１６（Ｂ）参照）。このような条件でエッチングされた水晶素板１２を構成する個片形成領域３６の断面は、結晶構造の異方性により、図１７のような形状となる。なお、図１７において、図１７（Ａ）は個片形成領域の平面図、図１７（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＡ−Ａ断面、図１７（Ｃ）は同図（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。図１７（Ｂ）と図１７（Ａ）とを比較すると読み取れるように、本実施形態の製造方法では、−Ｚ″軸側に現れる残渣（斜め部分）４２が、肉厚部１４の先端部よりも−Ｚ″軸側（先端側）に位置することとなる。
【００５５】
次に、一旦マスクを剥離し、ウエハの裏面側にマスク４４を形成する。マスクは、肉厚部形成領域の外周部と前記肉厚部非形成領域の外周部を合わせた貫通溝形成領域３８のみを開口部とするものであれば良い。新たなマスク４４（３２）を形成したウエハ３０をエッチングし、貫通溝３８ａを形成する（第２のエッチング）。ウエットエッチングにより貫通溝３８ａを形成した際の断面は、図１８のような形状となる。なお、図１８において、図１８（Ａ）は個片形成領域３６の平面図、図１８（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＡ−Ａ断面、図１８（Ｃ）は同図（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。図１８（Ｂ）からも読み取れるように、貫通溝３８ａの形成工程に係るエッチングを裏面側から実施することにより、肉厚部１４側端部（＋Ｚ″軸側端部）の張出しを抑えることができる。また、貫通溝３８ａの形成時にエッチング液が振動部１６の表面へ流れ込み、エッチングを進行させる虞があるため、表面側にもマスク３２を形成しておくことが望ましい（図１６（Ｃ）参照）。
【００５６】
上記のようにして水晶素板１２の外形形状を形成した後、電極パターンの形成を行う。電極パターンの形成は、既存の方法、例えばマスク冶具を用いた蒸着や、蒸着やスパッタにより金属膜を形成した後にフォトリソによりマスク形成を行い、不要部分のエッチングを行う方法等によれば良い。なお、裏面側に配設された引出し電極２６（図１等参照）と、表面側に配設された引出し電極２６又は接続電極２８（図１等参照）との接続は、貫通溝３８ａを形成した水晶素板１２の側面を介して成される。
【００５７】
電極パターンの形成を終えたウエハ３０から、水晶振動片１０を個片化することで、水晶振動片１０が完成する。個片化は、折り取り部４０から水晶振動片１０を折り取る事で成される（図１６（Ｄ）参照）。
【００５８】
次に、水晶振動片の製造方法に係る第２の実施形態について図１９を参照して説明する。本実施形態と、上述した第１の実施形態に係る水晶振動片の製造方法との相違点は、第１のエッチングによりエッチングする範囲と、第２のエッチングによりエッチングする範囲を変更した点にある。
【００５９】
具体的には、第１のエッチングを行う際には、振動部１６を構成する領域（肉薄部形成領域）とエッチング残渣４２を考慮した−Ｚ″軸側領域（肉厚部非形成領域の外周部）とを合わせた領域（第１エッチング領域３５と称す）以外を覆うマスク３２を形成し、振動部１６を構成する肉薄部を形成する。なお、第１のエッチングは表面側のみから行う（図１９（Ａ）、（Ｂ）参照）。
【００６０】
次に、一旦マスク３２を剥離し、第２のエッチング工程に入る。第２のエッチング工程では、肉厚部形成領域の外周部と前記肉厚部非形成領域の外周部を合わせた貫通溝形成領域以外の領域、すなわち水晶素板１２を構成する個片形成領域３６、および折り取り部４０を被覆するマスク３２を形成する。また、第２の実施形態では、ウエハ３０の表裏面双方にマスク３２，４４（図２１参照）を形成する。なお、裏面側に形成するマスク４４も、表面側に形成するマスク３２と同様、貫通溝形成領域以外の領域を被覆するように形成する。
【００６１】
上記のようにしてマスク３２，４４を形成したウエハ３０を表裏面双方からウエットエッチングする。貫通溝３８ａを形成するためのエッチングをウエハ３０の表裏面から同時に行うようにすることで、水晶素板１２の端部形状が綺麗に仕上がることとなる（図１９（Ｃ）参照）。
【００６２】
上記のようにして水晶素板１２の外形形状を形成したウエハ３０に対し、電極パターンの形成を行う。電極パターンを形成したウエハ３０から、水晶振動片１０を個片化し、水晶振動片１０が完成する。
【００６３】
上記のような構成の水晶振動片１０であれば、面内回転角の調整により、ウエットエッチングによる残渣４２が大きく現れる箇所を−Ｚ″軸側のみに調整することができる。そして、ウエットエッチングによる残渣４２が現れる量の多い−Ｚ″軸側の肉厚部をエッチングすることで、水晶素板１２に形成される振動部１６の割合を増やすことができる。また、振動部１６の割合を増やすことができることにより、水晶振動片１０の寸法に対して大きな寸法の励振電極１８，２４を形成することができる。これにより、エネルギー閉じ込め効果が生じ、温度特性を示すグラフにディップが生ずる事を防ぐことができる。
【００６４】
なお、肉薄の振動部１６を形成するためのウエットエッチングを施す主面が逆転した場合（−Ｙ′軸側となった場合）、上記Ｚ″軸における±、およびＸ′軸における±は逆転することとなる。
【００６５】
次に、図２２を参照して、上記実施形態に係る水晶振動片の応用形態について説明する。本応用形態に係る水晶振動片１０は、そのほとんどの構成を上述した第１の実施形態に係る水晶振動片１０と同様としている。相違点は、肉薄の振動部１６を−Ｚ″軸側以外の縁辺に沿って略Ｕ字状に囲う肉厚部１４の形態にある。
【００６６】
第１の実施形態では自由端側（−Ｚ″軸先端部）まであった肉厚部１４を、本応用形態では振動部１６の途中までとし、肉厚部１４の先端側（−Ｚ″軸側）に、振動部１６と一体に形成される肉薄部を設けている。
水晶振動片１０の機械的強度に余裕がある場合、このような構成の水晶振動片１０であっても、本実施形態の一部とみなすことができる。
【００６７】
次に、図２３を参照して、本発明の製造方法により製造される水晶振動片に係る第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る水晶振動片は、肉薄部の形成面を＋Ｙ′軸側、面内回転角（Ｙ′軸を基点としたＺ″軸の回転角）ψを０°≧ψ≧−３５°とした場合に特に有効である。なお、本実施形態に係る水晶振動片の構成自体は、第１の実施形態に係る水晶振動片と近似している。このため、その機能を同一とする箇所には、図面にａを足した符号を付してその詳細な説明は省略することとする。
【００６８】
上述したように、ＡＴカット水晶素板は、面内回転角を変化させることにより、肉薄の振動部と肉厚部との間に生ずる段差部に現れる残渣に違いが生ずる。上記範囲の回転角度だと、残渣は振動部の＋Ｘ′軸側と−Ｚ″軸側に現れる割合が多い。このため、本実施形態に係る水晶振動片１０ａでは、＋Ｘ′軸側と−Ｚ″軸側に位置する縁辺を構成する肉厚部（従来の形態に係る水晶振動片であれば肉厚部であった部分）をエッチング範囲とし、振動部１６ａを構成する肉薄部の占有範囲割合を広げたのである。
【００６９】
次に、本実施形態に係る水晶振動片の電極パターンの構成について説明する。まず、第１の電極パターンについて説明する。第１の電極パターンは、振動部１６ａの表面側に配設する励振電極１８ａをＺ″軸に沿って配設し、裏面側に配設する励振電極２４ａをこれに交差するように配設する形態とした。接続電極２２ａ，２８ａは、＋Ｚ″軸側端部に配設し、引出し電極２０ａ，２６ａにより励振電極１８ａ，２４ａと接続電極２２ａ，２８ａとを接続した。表面側に配設された励振電極１８ａに接続された引出し電極２０ａは、Ｚ″軸に沿って肉厚部１４ａまで引き回され、段差部を跨いだ状態で＋Ｘ′軸側縁辺まで引き回される。このような構成により、段差部を跨ぐ電極膜の幅が増す事となり、段差部での断線が生じにくくなる。＋Ｘ′軸側縁辺まで引き回された引出し電極２０ａは、当該縁辺に沿って接続電極２２ａまで引き回される。
【００７０】
一方、裏面側に配設された励振電極２４ａに接続された引出し電極２６ａは、−Ｘ′軸側縁辺まで引き回された後、当該縁辺に沿って接続電極２８ａの裏面側まで引き回される。接続電極２８ａの裏面側まで引き回された引出し電極２６ａは、水晶素板１２ａの側面を介して表面側に設けられた接続電極２８ａへと引き回される。
【００７１】
次に、図２４を参照して、第２の電極パターンについて説明する。第２の電極パターンは、上述した第１の電極パターンに対し、水晶素板１２ａの表裏面における電極パターンの配設の構造を逆転させた形態である。したがって、表面側に配設される引出し電極２０ａは、−Ｘ′軸側に位置する段差部を跨いで肉厚部１４と肉薄の振動部１６ａとの間を引き回されることとなる。
【００７２】
上記構成の水晶振動片１０ａの製造方法については、上述した第１の実施形態に係る水晶振動片１０の製造方法と、そのほとんどが同様なため、上記説明を援用することとする。なお、相違点としては、＋Ｘ′軸側に生ずる残渣を考慮して、当該方向に位置する肉厚部もウエットエッチングにより除去する点を挙げることができる。
【００７３】
このような構成の水晶振動片１０ａは、第１の実施形態に係る水晶振動片に比べ、面内回転角ψが０°に近づくほど、振動部の占有率確保に有利な構成となる。また、ウエットエッチングのみでバッチ処理により外形形状を形成することが可能であるため、引用文献１に記載の水晶振動片に比べ、量産性が高く、端部に割れや欠けが生じない。
【００７４】
なお、このような構成の水晶振動片１０ａであっても、振動部１６を形成するためのウエットエッチングを施す主面を逆転させた場合（−Ｙ′軸側からウエットエッチングを行った場合）、上記Ｚ″軸における±、およびＸ′軸における±が逆転することとなる。
【００７５】
次に、図２５を参照して本実施形態の応用形態について説明する。本応用形態に係る水晶振動片１０ａは、そのほとんどの構成を上述した第２の実施形態に係る水晶振動片と同様としている。相違点は、肉薄の振動部１６ａをＬ字状に囲う肉厚部１４ａの形態にある。第２の実施形態では自由端側（−Ｚ″軸先端部）まであった肉厚部を、本応用形態では振動部１６ａの途中までとし、肉厚部１４ａの先端側に、振動部１６ａと一体に形成される肉薄部を設けている。
水晶振動片１０ａの機械的強度に余裕がある場合、このような構成の水晶振動片であっても良く、本実施形態の一部とみなすことができる。
【００７６】
次に、図２６を参照して本発明の製造方法により製造される水晶振動片に係る第３の実施形態について説明する。本実施形態に係る水晶振動片は、肉薄部形成面を＋Ｙ′軸側、面内回転角（Ｙ′軸を基点としたＺ″軸の回転角）ψを−２５°≧ψ≧−６０°とした場合に特に有効である。なお、本実施形態に係る水晶振動片の構成自体は、上述した第１、第２の実施形態に係る水晶振動片と近似している。このため、その機能を同一とする箇所には、図面にｂを足した符号を付してその詳細な説明は省略することとする。
【００７７】
上述したように、ＡＴカット水晶素板は、面内回転角を変化させることにより、肉薄部と肉厚部との間に生ずる段差部に現れる残渣に違いが生ずる。上記範囲の回転角度だと、残渣は肉薄部の−Ｘ′軸側と−Ｚ″軸側に現れる割合が多い。このため、本実施形態に係る水晶振動片１０ｂでは、−Ｘ′軸側と−Ｚ″軸側に位置する縁辺を構成する肉厚部（従来の形態に係る水晶振動片であれば肉厚部であった部分）をエッチング範囲とし、振動部１６ｂを構成する肉薄部の占有範囲割合を広げたのである。
【００７８】
上記のような構成の本実施形態の水晶素板１０ｂに配設される電極パターンの形態は、略第２の実施形態に係る水晶振動片１０ａの電極パターンの形態と同様である。相違点としては、Ｌ字型に設けられる肉厚部１４の配置位置の違いに伴う違いである。具体的には、本実施形態に係る水晶振動片１０ｂの電極パターンと、第２の実施形態に係る水晶振動片１０ａの電極パターンとでは、Ｚ″軸と平行な中心線を基準として、線対称な配置形態となるのである。
【００７９】
このような構成の水晶振動片１０ｂも、その製造方法については上述した第１の実施形態に係る水晶振動片１０の製造方法と、そのほとんどが同様なため、上記説明を援用することとする。なお、第１の実施形態に係る水晶振動片の製造方法との相違点としては、−Ｘ′軸側に生ずる残渣を考慮して、当該方向に位置する肉厚部もウエットエッチングにより除去する点を挙げることができる。
【００８０】
このような構成の水晶振動片１０ｂは、面内回転角ψが−３０°に近づくほど、振動部１６ｂの占有率確保に有利な構成となる。また、ウエットエッチングのみでバッチ処理により外形形状を形成することが可能であるため、引用文献１に記載の水晶振動片に比べ、量産性が高く、端部に割れや欠けが生じない。
【００８１】
なお、肉薄な振動部１６ｂを形成するためのウエットエッチングを施す主面が逆転した場合（−Ｙ′軸側となった場合）、上記Ｚ″軸における±、およびＸ′軸における±は逆転することとなる。また当然に、図２７のように、電極パターンの配設構造を逆転させた水晶振動片１０ｂであっても、本実施形態に係る水晶振動片１０ｂということができる。
【００８２】
次に、図２８を参照して本実施形態の応用形態について説明する。本応用形態に係る水晶振動片１０ｂは、そのほとんどの構成を上述した第３の実施形態に係る水晶振動片と同様としている。相違点は、肉薄の振動部１６ｂをＬ字状に囲う肉厚部１４ｂの形態にある。第３の実施形態では自由端側（−Ｚ″軸先端部）まであった肉厚部を、本応用形態では振動部１６ｂの途中までとし、肉厚部１４ｂの先端側に、振動部１６ｂと一体に形成される肉薄部を設けている。
水晶振動片１０ｂの機械的強度に余裕がある場合、このような構成の水晶振動片であっても良く、本実施形態の一部とみなすことができる。
【００８３】
次に、図２９を参照して本発明の製造方法により製造される水晶振動片に係る第４の実施形態について説明する。本実施形態に係る水晶振動片は、肉薄部形成面を＋Ｙ′軸側、面内回転角（Ｙ′軸を基点としたＺ″軸の回転角）ψを−１２０°≧ψ≧＋６０°とした場合に特に有効である。なお、本実施形態に係る水晶振動片の構成自体は、上述した第１〜第３の実施形態に係る水晶振動片と近似している。このため、その機能を同一とする箇所には、図面にｃを足した符号を付してその詳細な説明は省略することとする。
【００８４】
第２、第３の実施形態でも述べたように、ＡＴカット水晶板は、面内回転角を変化させることにより、肉薄部と肉厚部との間に生ずる段差部に現れる残渣に違いが生ずる。上記範囲の回転角度だと、残渣は肉薄部の±Ｘ′軸側と−Ｚ″軸側にその量を増減しながら現れる。このため、本実施形態に係る水晶振動片１０ｃでは、±Ｘ′軸側と−Ｚ″軸側に位置する縁辺を構成する肉厚部（従来の形態に係る水晶振動片であれば肉厚部であった部分）をエッチング範囲とし、振動部１６ｃを構成する肉薄部の占有範囲割合を広げたのである。
【００８５】
このような構成の水晶振動片１０ｃでは、肉厚部１４ｃは支持部となる＋Ｚ″軸側縁辺のみとなり、枠部となる肉厚部のほとんどは排除されることとなる。このため、同一寸法の従来の逆メサ型水晶振動片に比べ、水晶素板１２ｃ全体の寸法に占める振動部１６ｃの割合が格段に大きくなる。
【００８６】
上記のような構成の水晶素板１２ｃに配設する電極パターンの形態は、上述した第１〜第３の実施形態に係る水晶振動片１０〜１０ｂに配設した電極パターンのそれぞれを採用することができる。よって詳細な説明は省略することとする。
【００８７】
このような構成の水晶振動片１０ｃは、広い範囲で残渣による振動部１６ｃの縮小を防ぐことができ、支持部の強度を確保した状態で振動部１６ｃの占有率を向上させることができる。
【００８８】
次に、図３０を参照して本実施形態の応用形態について説明する。本応用形態に係る水晶振動片１０ｃは、そのほとんどの構成を上述した第４の実施形態に係る水晶振動片と同様としている。相違点は、肉薄の振動部一端にＩ字状に形成されていた肉厚部の形態にある。第４の実施形態では固定端側（＋Ｚ″軸基端部）のみに設けられていた肉厚部を、本応用形態では振動部１６ｃの途中まで延設し、肉厚部１４ｃをコ字状としたのである。
【００８９】
このような構成は、振動部１６ｃが比較的大きい場合、あるいは振動部１６ｃの厚みが極めて薄い場合等に特に有効であり、振動部１６ｃの機械的強度を補助することとなる。このような構成の水晶振動片１０ｃであっても、本実施形態の一部とみなすことができる。
【００９０】
次に、本発明の水晶デバイスに係る実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。まず、図３１を参照して、水晶デバイスである水晶振動子に係る実施形態について説明する。なお、図３１において、図３１（Ａ）は水晶振動子の平面図（リッドを除く）であり、図３１（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す図である。
【００９１】
本実施形態に係る水晶振動子５０は、パッケージ５２と、当該パッケージ５２に収容する水晶振動片とを基本として構成される。
パッケージ５２は、本実施形態の場合、ベース（底板）となる基板５６と、当該基板５６の上面に接合されて側壁を構成するシールリング５５、および上部開口部を封止するリッド５４とより成るものを採用する。
【００９２】
パッケージ５２の底板を構成する基板５６の一方の主面には、水晶振動片１０を実装するための内部実装端子５８，６０、およびその他の配線パターンが配設されており、基板５６の他方の主面には、水晶振動子５０自体を他の基板等に実装するための、外部実装端子６２，６４が配設されている。なお、内部実装端子５８，６０と、外部実装端子６２，６４とは、電気的に接続されている。
【００９３】
シールリング５５は、線膨張率が基板５６と近似しており、融点の低い金属や合金であることが望ましい。例えば基板５６の構成部材をセラミックスとした場合、シールリング５５を構成する部材はコバールとすることができる。また、リッド５４は、蓋体の役割を担う平板であれば良く、透光性を有するガラスリッド、や導電性を有する金属リッド等、その用途に応じて種々選択することができる。なおリッド５４を構成する際には、接合部材の線膨張率に近似した線膨張率を有する部材により構成することが望ましい。
【００９４】
上記のような構成のパッケージ５２に実装される水晶振動片は、上記第１から第４の実施形態に係る水晶振動片１０〜１０ｃのいずれかを採用すれば良い（図３１では一例として水晶振動片１０を採用）。なお、本実施形態では、水晶素板１２の側面を介して引き出し電極２６を引き回し、一方の主面（表面側）に２つの接続電極２２，２８を配設した水晶振動片１０を実装している。
【００９５】
上記のような構成の水晶振動片１０は、導電性接着剤６６、あるいはバンプ等の導電性接合部材を介して、基板５６に配設された内部実装端子５８，６０に実装される。
【００９６】
このような構成の水晶振動子５０の製造方法は、まず、パッケージ５２を構成する基板５６における内部実装端子５８，６０に対して、導電性接着剤６６を塗布する。次に、接続電極２２，２８を、導電性接着剤６６の上部に合わせるようにして、水晶振動片１０を実装する。水晶振動片１０の実装が終了した後、周波数調整等の諸工程を経て、上部開口部をリッド５４により封止する。リッド５４に金属リッドを採用した場合には、封止手段として、シーム溶接を採用することができる。
【００９７】
このような構成の水晶振動子５０では、上記水晶振動片１０に依存した効果の他、導電性接着剤６６の上塗布を必要としないといった効果を奏する。このため、導電性の合金であるシールリング５５によりキャビティの側壁を構成した場合であっても、水晶振動片１０の搭載位置とシールリング５５との距離を大きく取る必要性が無くなり、パッケージ５２の小型化を実行することができる。また、実装に用いる導電性接合部材として、導電性接着剤６６よりも断線の危険性が低いバンプを用いることもでき、実装形態の幅を広げるとともに振動特性の安定化を図ることもできる。
【００９８】
なお、水晶振動片１０として、接続電極２２，２８を水晶素板１２の表裏面それぞれに配設したものを採用しても良い。この場合、水晶振動片１０の実装には、導電性接着剤６６を用い、これを上塗布するようにし（図３２参照）、水晶素板１２における表裏面の導通を図るようにすると良い。このような形態であっても、本実施形態に係る水晶振動子の一部であるとみなすことができる。
【００９９】
また、水晶振動片として、図８〜図１４に示したような、接続電極２２，２８をＺ″軸に沿って配置したものを採用する場合には、図３３に示すようなパッケージを採用すれば良い。図３３に示すパッケージ５２ａは、内部実装端子５８，６０をパッケージ５２の長辺方向に沿って配設したこを特徴とする。内部実装端子５８，６０を図３３のように配設することで、Ｚ′軸をＹ′軸回りに−３０°±５°回転させて得られるＺ″軸に沿って接続電極２２，２８を配設した水晶振動片１０を実装することができ、水晶に負荷される応力に対する感度が最も鈍くなる方向に存在する２点で、水晶振動片１０を固定することが可能となる。よって、パッケージ等に負荷された応力が周波数特性に与える影響が少ない。
【０１００】
上記実施形態では、水晶デバイスの対象として水晶振動子を挙げ、水晶振動片もこれに適するものの例を挙げた。しかしながら、本発明に係る水晶デバイスには、水晶フィルタも含めることができる。例えば、水晶振動片として、図３４に示すようなものを採用した場合には、水晶デバイスとして、二重モードフィルタを構成することができる。
【０１０１】
採用する水晶振動片１０ｄは、水晶素板１２ｄの形態について上述した第１〜第４の実施形態に係る水晶振動片１０〜１０ｃと同一のものを採用することができる（図３４では一例として水晶振動片１０と同一のものを採用）。また、水晶素板１２ｄの表裏面に配設する電極パターンとしては、次のようなものであれば良い。すなわち、一方の主面（例えば振動部１６ｄを形成するためにウエットエッチングを施した側の主面）には、全面に電極２４ｄを形成する。そして、他方の主面（例えば平坦面となっている側の主面）には、２つの励振電極１８ｄ，１９ｄと、２つの接続電極２２ｄ，２３ｄ、およびそれぞれの励振電極１８ｄ，１９ｄと接続電極２２ｄ，２３ｄとを電気的に接続する引出し電極２０ｄ，２１ｄを配設する。
【０１０２】
ここで、励振電極１８ｄ，１９ｄは共に、肉薄に形成された振動部１６ｄに配設される。２つの励振電極１８ｄ，１９ｄはそれぞれ、零次対称振動モード（Ｓ０モード）と、零次反対称振動モード（Ａ０モード）の振動を個別に励起するように設定される。それぞれの振動モードの共振周波数をｆｓ、ｆａとした場合、二重モードフィルタの通過帯域幅は、２つの共振周波数の差、すなわちｆａ−ｆｓのほぼ２倍となる。なお、共振周波数ｆｓ、ｆａは、振動部１６の厚さ、励振電極１８ｄ，１９ｄの周波数低下量、および２つの励振電極１８ｄ，１９ｄの間の距離ｄに依存して変化する。このような構成の水晶デバイスであっても、本発明に係る水晶デバイスの１つとみなすことができる。
【０１０３】
なお、図３４では、１つの水晶素板１２ｄに２つの励振電極１８ｄ，１９ｄを有する２ポールＭＣＦ（Monolithic Crystal Filter）の例を示した。しかしながら、励振電極は２つに限らず、３つ以上であっても良い。例えば、図３４にて一方の主面全面に形成した電極２４ｄを２つに分割し、一方の電極２４ｄに対向する２つの励振電極を設けることで２ポールＭＣＦを構成し、他方の電極２４ｄに対向する１つの励振電極により水晶振動子を構成するようにしても良い。また当然に、２ポールＭＣＦを二段に備えた、４ポールのＭＣＦとしても良いし、１つの２ポールＭＣＦと２つの水晶振動子を構成しても良い。水晶素板における振動部の占有面積を増やすために振動部を大きくすることで、前述したように種々の利用可能性が生ずることとなる。
【０１０４】
次に、本発明の製造方法により製造した水晶振動片を搭載した水晶デバイスに含むことができる水晶発振器に係る実施の形態について図面を参照して説明する。まず、図３５を参照して、第１の実施形態に係る水晶発振器について説明する。
【０１０５】
本実施形態に係る水晶発振器１００は、図３１、図３２に示した水晶振動子５０をそのまま利用するもので、水晶振動子５０の他、リードフレーム１１２と発振回路を備えたＩＣ１１０を有する。
【０１０６】
具体的には、リードフレーム１１２の上面にＩＣ１１０を、リードフレーム１１２の下面に反転させた水晶振動子５０をそれぞれ搭載し、リードフレーム１１２とＩＣ１１０、ＩＣ１１０と水晶振動子５０をそれぞれ金属ワイヤ１１４で接続するというものである。
【０１０７】
また、上記のような構成の水晶発振器１００は、ＩＣ１１０の能動面や金属ワイヤ１１４、および接続部の保護のため、外部実装端子を担うリードフレーム１１２の先端を除く全体を樹脂１３０によりモールドすることで構成される。
【０１０８】
次に、図３６を参照して第２の実施形態に係る水晶発振器について説明する。
本実施形態に係る水晶発振器１００ａは、図３６に示すように、１つのパッケージ１０６の中に、ＩＣ１１０と水晶振動片１０を収容する形態を採るものである。図３６に示す実施形態の場合、水晶発振器の小型化のために、水晶振動片１０とＩＣ１１０を縦方向に重ねるように配設することとしている。具体的には、パッケージベース１０４のキャビティを階段状に形成し、最も下の段に位置する底板部にＩＣ１１０を搭載する。ＩＣ１１０を搭載した段の上の段に、ＩＣ１１０とパッケージベース１０４とを電気的に接続するための内部端子１１８を設け、ＩＣ１１０の能動面に設けられた端子１１６とパッケージベース１０４に設けた内部端子１１８とを金属ワイヤ１１４により接続する。そして、前記内部端子１１８を設けた段の上の段に、水晶振動片１０を実装するための内部実装端子１２０を設け、導電性接着剤１２４を介して水晶振動片１０を実装する。水晶振動片１０を実装した後、パッケージベース１０４の上部開口部をリッド１０２により封止する。
【０１０９】
水晶発振器について、その他の実施形態として、図３７に示すようなものを挙げることもできる。図３７に示す実施形態は、パッケージベース１０４として、いわゆるＨ型断面を有するものを採用したものであり、上下に設けられたキャビティの一方に水晶振動片１０を搭載してリッド１０２により封止すると共に、他方にＩＣ１１０を搭載するという構成を採る。このような構成の水晶発振器１００ｂであっても、本発明の一部とみなすことができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１０………水晶振動片、１２………水晶素板、１４………肉厚部、１６………振動部、１８………励振電極、２０………引出し電極、２２………接続電極、２４………励振電極、２６………引出し電極、２８………接続電極、３０………ウエハ、３２………マスク、３４………振動部形成領域、３５………第１エッチング領域、３６………個片形成領域、３８………貫通溝形成領域、３８ａ………貫通溝形成領域、４０………折り取り部、４２………残渣、４４………マスク、５０………水晶振動子、１００………水晶発振器。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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