(57)【要約】【課題】電気的特性の頻度分布が１つの山で量産できる水晶振動子と、その製造方法を提供する。【解決手段】中央が厚肉とされた中央厚肉部２ａと、前記中央厚肉部の外周で該中央厚肉部よりも薄肉とされた周縁薄肉部２ｂとを有してメサ型とされたＡＴカットの水晶片２と、前記中央厚肉部の両主面に形成された励振電極とを少なくとも含む水晶振動子において、前記中央厚肉部のＸ軸方向の両側に断面形状が相異なる端面２ａ１，２ａ２を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＴカットの水晶片と、前記水晶片の表裏両主面に設けられる励振電極とを少なくとも含み、前記水晶片は、少なくともＸ軸方向中央部分が厚み方向に突出して厚肉とされた中央厚肉部と、前記中央厚肉部のＸ軸方向両側で該中央厚肉部よりも薄肉とされた周縁薄肉部とを有してメサ型とされ、該水晶片のＸ軸方向両端部のうち一方の端部が片持ち支持される水晶振動子であって、
前記中央厚肉部は、Ｘ軸方向両側の端面形状が相異なる、ことを特徴とする水晶振動子。
【請求項２】
前記中央厚肉部は、厚み方向一方側または両側に単段状に突出して厚肉とされている、請求項１に記載の水晶振動子。
【請求項３】
前記中央厚肉部は、厚み方向一方側または両側に複数段状に突出して厚肉とされている、請求項１に記載の水晶振動子。
【請求項４】
前記中央厚肉部は、厚み方向一方側に単段状に突出し、厚み方向他方側に複数段状に突出して厚肉とされている、請求項１に記載の水晶振動子。
【請求項５】
前記励振電極は、前記中央厚肉部の表裏両主面に設けられると共に、そのＸ軸方向中心が前記水晶片のＸ軸方向中心に対して＋Ｘ軸方向または−Ｘ軸方向にずれている請求項１ないし４のいずれかに記載の水晶振動子。
【請求項６】
前記励振電極は、その一部が前記周縁薄肉部にまで形成されている請求項５に記載の水晶振動子。
【請求項７】
前記中央厚肉部および前記周縁薄肉部において、＋Ｘ軸方向の端面と第１基準面（前記Ｘ軸方向を水平面としてこの水平面に平行な面）とで挟む第１角度αと、−Ｘ軸方向の端面と前記第１基準面と平行な第２基準面とで挟む第２角度βとが、α＞βの関係を満足する、請求項１ないし６のいずれかに記載の水晶振動子。
【請求項８】
前記第１角度αが、４８〜６６度であり、前記第２角度βが、２０〜４２度である、請求項７に記載の水晶振動子。
【請求項９】
前記水晶片は、Ｘ軸方向を長辺とする平面視矩形形状である、請求項１ないし８のいずれかに記載の水晶振動子。
【請求項１０】
ＡＴカットされた水晶片を準備する第１工程と、
前記水晶片に、中央厚肉部とその周縁の周縁薄肉部とを形成して、当該水晶片をメサ型とする第２工程と、
前記水晶片を化学エッチングして前記中央厚肉部のＸ軸方向の両端部を互いに形状が異なる端面に形成する第３工程と、
を含むことを特徴とする水晶振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表裏両主面に励振電極が形成された水晶片がパッケージに片持ち支持状態で収容されてなるメサ型の水晶振動子に関わり、より詳細には、パッケージ内での水晶片の支持方向による特性を改善することに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子は、励振電極に電圧を印加すると、水晶の圧電逆効果によって水晶に振動が励起されるものであり、周波数や時間の基準源として発振器等の電子部品に広く用いられている。
【０００３】
メサ型の水晶振動子は、中央厚肉部と、その外周側の周縁薄肉部とを有したＡＴカットの水晶片と、前記中央厚肉部の表裏両主面に形成された励振電極とを含む。
【０００４】
かかる水晶振動子は、一般に、ＡＴカットの水晶片の表裏両面に励振電極を形成し、パッケージ内では、水晶片のＸ軸方向の両端のうちのいずれか一方の端部に励振電極を引き出すと共に、該端部を片持ち支持した状態にして構成されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１４１７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の水晶振動子を小型化して量産する場合、次のような課題があった。例えば横軸に水晶振動子の電気的定数、縦軸に頻度（横軸上の各電気的定数に属する水晶振動子の製造個数）としたグラフ上に、量産された水晶振動子の電気的定数のばらつきを示す頻度分布で表すと、２つの山状の頻度分布でもって水晶振動子が量産されてしまうことがある。
【０００７】
このように電気的定数がばらついて水晶振動子が量産されたのでは、所望の電気的定数を有する水晶振動子を量産しようとするのに、同時に、所望外の電気的定数を有する水晶振動子も量産されることになる。このような量産では、水晶振動子の製造歩留まりが悪化する。
【０００８】
本発明者は、このように量産される原因が、水晶片の支持方向、すなわち、Ｘ軸方向両端のうちのいずれの端部を水晶片の片持ち支持側とするかにより水晶振動子の特性が変化することにあるのではないかと考え、水晶片をそのＸ軸方向両端のうち、所望する特性を提供する端部で片持ち支持できる水晶振動子について鋭意研究を重ね、本発明を完成できるに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、電気的定数の頻度分布が所望する１つの山状の頻度分布で量産でき、製造歩留まりに優れた水晶振動子と、その製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明による水晶振動子は、ＡＴカットの水晶片と、前記水晶片の表裏両主面に設けられる励振電極とを少なくとも含み、前記水晶片は、少なくともＸ軸方向中央部分が厚み方向に突出して厚肉とされた中央厚肉部と、前記中央厚肉部のＸ軸方向両側で該中央厚肉部よりも薄肉とされた周縁薄肉部とを有してメサ型とされ、該水晶片のＸ軸方向両端部のうち一方の端部が片持ち支持される水晶振動子であって、前記中央厚肉部は、Ｘ軸方向両側の端面形状が相異なる、ことを特徴とする。
【００１１】
本発明は、中央厚肉部が厚み方向両側に突出するメサ型、いわゆるバイメサ型、中央厚肉部が厚み方向一方に突出するメサ型、いわゆるプラノメサ型のいずれも含む。
【００１２】
本発明は、中央厚肉部の表面形状がフラット形状、コンベックス形状のいずれも含む。
【００１３】
本発明においては、前記中央厚肉部は、厚み方向一方側または両側に単段状に突出して厚肉とされていることが好ましい。
【００１４】
前記中央厚肉部は、厚み方向一方側または両側に複数段状に突出して厚肉とされていることが好ましい。
【００１５】
前記中央厚肉部は、厚み方向一方側に単段状に突出し、厚み方向他方側に複数段状に突出して厚肉とされていることが好ましい。
【００１６】
前記励振電極は、前記中央厚肉部の表裏両主面に設けられると共に、そのＸ軸方向中心が前記水晶片のＸ軸方向中心に対して＋Ｘ軸方向または−Ｘ軸方向にずれていることが好ましい。
【００１７】
また、前記励振電極は、その一部が前記周縁薄肉部にまで形成されていることが好ましい。
【００１８】
また、前記中央厚肉部および前記周縁薄肉部において、＋Ｘ軸方向の端面が第１基準面（前記Ｘ軸方向を水平面としてこの水平面に平行な面）となす角度を第１角度α、また、−Ｘ軸方向の端面が前記第１基準面と平行な第２基準面となす角度を第２角度βとして、α＞βの関係を満足することが好ましい。
【００１９】
前記第１角度αは、４８〜６６度であり、前記第２角度βは、２０〜４２度であることが好ましい。
【００２０】
また、前記水晶片は、Ｘ軸方向を長辺とする平面視矩形形状であることが好ましい。
【００２１】
（２）本発明に係る水晶振動子の製造方法は、ＡＴカットされた水晶片を準備する第１工程と、前記水晶片に、中央厚肉部とその周縁の周縁薄肉部とを形成して、当該水晶片をメサ型とする第２工程と、前記水晶片を化学エッチングして前記中央厚肉部のＸ軸方向の両端部を互いに形状が異なる端面に形成する第３工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、水晶片の中央厚肉部において、そのＸ軸方向両側の端面形状が相異なるので、この相異なる形状に基づいて、水晶片をその両端のうち所望する特性を提供できる端部側で片持ち支持できる。
【００２３】
これにより、本発明では、電気的特性の頻度分布が１つの山状に分布するように水晶振動子を量産することができる。これにより本発明では、高い製造歩留まりで量産できる水晶振動子を提供できる。
【００２４】
より具体的には、本発明によれば、例えばＣ１値（等価直列容量値、以下同じ）等の電気的定数が大きい水晶振動子を製造したいという仕様要求や、Ｃ１値等の電気的定数が小さい水晶振動子を製造したいという仕様要求に応じて、水晶片のいずれの端部を固定端として片持ち支持させるべきかを、前記面取り形状の相違の識別により、容易に決めることができ、水晶振動子の製造歩留まりを大きく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は本発明の第１実施形態にかかる水晶振動子の平面図である。
【図２】図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３は本発明の第２実施形態にかかる水晶振動子の平面図である。
【図４】図４は図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図５は本発明の第３実施形態にかかる水晶振動子の断面図である。
【図６】図６は本発明の第４実施形態にかかる水晶振動子の断面図である。
【図７】図７は本発明の第５実施形態にかかる水晶振動子の断面図である。
【図８】図８は本発明の第６実施形態にかかる水晶振動子の断面図である。
【図９】図９は本発明の第７実施形態にかかる水晶振動子の断面図である。
【図１０】図１０は本発明の第８実施形態にかかる水晶振動子の断面図である。
【図１１】図１１は本発明の第９実施形態にかかる水晶振動子の水晶片の断面図である。
【図１２】図１２は本発明の水晶振動子の製造方法において、水晶片を準備する工程を示す図である。
【図１３】図１３は、図１２の水晶片のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１４】図１４は、前記水晶片の全周面に金膜を蒸着する工程を示す図である。
【図１５】図１５は、金膜表面に感光剤レジスト膜を形成する工程を示す図である。
【図１６】図１６は、露光マスクを介して感光剤レジスト膜表面を選択的に露光し、露光後の現像工程を示す図である。
【図１７】図１７は、中央厚肉部となる領域上の感光剤レジスト膜が残存し、周縁薄肉部となる領域上の感光剤レジスト膜および金膜を除去する工程を示す図である。
【図１８】図１８は、化学エッチングの工程を示す図である。
【図１９】図１９は、化学エッチング後、金膜および感光剤レジスト膜を除去する工程を示す図である。
【図２０】図２０は、水晶片に、励振電極を形成する工程を示す図である。
【図２１】図２１は、オリエンテーションフラットを有する水晶片の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る水晶振動子とその製造方法を説明する。
【００２７】
（水晶振動子）
図１および図２を参照して、第１の実施形態の水晶振動子を説明する。
【００２８】
図１は、第１の実施形態の水晶振動子の平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。水晶振動子１は、水晶デバイスの一例として、平面視矩形形状でＡＴカットされた水晶片２と、この水晶片２の表裏面に平面視略矩形形状に形成された励振電極３ａ，３ｂと、を含む。
【００２９】
水晶片２は、Ｘ軸方向が当該水晶振動片２の長辺方向、Ｚ軸方向が短辺方向、Ｙ軸方向が厚み方向となる。Ｘ軸、Ｚ軸、Ｙ軸は、ＡＴカット水晶の結晶軸である。ＡＴカットは周知であるので詳細を略する。
【００３０】
水晶片２は、Ｘ軸方向中央部分が厚み方向両側それぞれに単段状に突出し表面がフラット形状で厚肉とされた中央厚肉部２ａと、中央厚肉部２ａのＸ軸方向両側でかつ厚み方向中央位置から±Ｘ軸方向に突出しかつ該中央厚肉部２ａよりも薄肉とされた周縁薄肉部２ｂと、を有して、中央が周縁よりも増肉されたバイメサ型とされている。中央厚肉部２ａと周縁薄肉部２ｂとの厚みは、図解の都合で示されており、したがって、それらの厚み比率は何等図示のものに限定されない。また、中央厚肉部２ａは、周縁薄肉部２ｂに対して、厚み両方向に突出する突出比率は同等に示されるが、その突出比率は同等に限定されない。
【００３１】
中央厚肉部２ａは、その＋Ｘ軸方向端部に面取りされた端面２ａ１、また、その−Ｘ軸方向端部に面取りされた端面２ａ２、を有する。図示される面取り形状は直線的であるが、曲線的であってもよい。これら端面２ａ１，２ａ２の面取り形状は識別可能な程度に相異なっている。
【００３２】
中央厚肉部２ａの表裏の平坦な両主面には、励振電極３ａ，３ｂが電極厚み一様に形成される。その電極厚みは、図解の都合で誇張して示されている。励振電極３ａ，３ｂの−Ｘ軸方向の端部は、周縁薄肉部２ｂにまで形成されている。励振電極３ａ，３ｂは、水晶片２のＸ軸方向中心Ｃ１に対して、そのＸ軸方向中心Ｃ２が−Ｘ軸方向に所定距離ずれて形成されている。前記所定距離は、特には、限定されない。
【００３３】
励振電極３ａ，３ｂは、水晶片２の＋Ｘ軸方向端部にまで引出電極４ａ，４ｂにより引き出されている。
【００３４】
水晶片２は、その＋Ｘ軸方向の端部が、図示略のパッケージ内底面上の支持部材５ａ，５ｂに接合材６ａ，６ｂで接合されて片持ち支持される。水晶片２は、前記片持ち支持の状態で、＋Ｘ軸方向の端部が固定端とされ、−Ｘ軸方向の端部が自由端とされる。
【００３５】
中央厚肉部２ａの端面２ａ１，２ａ２は、＋Ｘ軸方向側の第１基準面Ｓ１（Ｘ軸方向を水平面としてこの水平面に平行な面）と端面２ａ１とで挟む角度をα、−Ｘ軸方向側の第２基準面Ｓ２（前記Ｘ軸方向を水平面としてこの水平面に平行な面）と端面２ａ２とで挟む角度をβとすると、α＞βの関係を満足する。この関係により、前記したように、端面２ａ１，２ａ２の形状は相異なる。なお、前記角度αは、４８〜６６度であり、前記角度βは、２０〜４２度であることが好ましい。これら角度α、βの関係および数値範囲は、以下の実施形態でも同様である。また、前記角度α、βを規定付けるのは、中央厚肉部２ａだけではなく、周縁薄肉部２ｂの稜部にも及ぶ。こうした角度α、βの規定付けは、以下の実施形態でも同様である。
【００３６】
中央厚肉部２ａの端面２ａ１，２ａ２の角度α，βの大小関係により、水晶片２のＸ軸方向の両端のいずれが、＋Ｘ軸方向であるか、−Ｘ軸方向であるかを識別することができる。
【００３７】
上記水晶振動子１によれば、中央厚肉部２ａの端面２ａ１，２ａ２の形状から、水晶片２の両端のいずれが、＋Ｘ軸方向であるか、−Ｘ軸方向であるかを識別することで、水晶片２を、パッケージ内でその＋Ｘ軸方向端部を前記のように片持ち支持して収納させることができる。
【００３８】
水晶振動子１は、上記説明した構造を備えるので、水晶片２を、パッケージ内でその＋Ｘ軸方向端部を前記のように常に片持ち支持して収納させて製造でき、これにより＋Ｘ軸方向端部の片持ち支持に対応した所定の電気的特性の頻度分布が１つの山となるように量産できる。その結果、前記所定の電気的定数を有する水晶振動子１を、高い製造歩留まりで量産できる。
【００３９】
図３および図４を参照して本発明の第２の実施形態にかかる水晶振動子を説明する。図３は、水晶振動子の平面図、図４は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。図３および図４において、図１および図２と対応する部分には同一の符号を付している。
【００４０】
水晶振動子７は、水晶片２と、この水晶片２の表裏両主面に平面視略矩形形状に形成された励振電極３ａ，３ｂと、を含む。
【００４１】
水晶片２は、Ｘ軸方向中央部分が厚み方向両側それぞれに単段状に突出し表面がフラット形状で厚肉とされた中央厚肉部２ａと、この中央厚肉部２ａのＸ軸方向両側でかつ厚み方向中央位置から±Ｘ軸方向に突出しかつ該中央厚肉部よりも薄肉とされた周縁薄肉部２ｂと、を有して、中央が周縁よりも増肉されたバイメサ型とされている。中央厚肉部２ａと周縁薄肉部２ｂとの厚みは、図解の都合で示されており、したがって、それらの厚み比率は何等図示のものに限定されない。また、中央厚肉部２ａは、周縁薄肉部２ｂに対して、厚み両方向に突出する突出比率は同等に示されるが、その突出比率は同等に限定されない。
【００４２】
中央厚肉部２ａは、その＋Ｘ軸方向端部に面取りされた端面２ａ１、その−Ｘ軸方向端部に面取りされた端面２ａ２、を有する。図示される面取り形状は直線的であるが、曲線的であってもよい。これら端面２ａ１，２ａ２の面取り形状は識別可能な程度に相異なっている。
【００４３】
中央厚肉部２ａの両主面には励振電極３ａ，３ｂが形成される。励振電極３ａ，３ｂの＋Ｘ軸方向の端部は、周縁薄肉部２ｂにまで形成されている。励振電極３ａ，３ｂは、水晶片２のＸ軸方向中心Ｃ１に対して、そのＸ軸方向中心Ｃ２が＋Ｘ軸方向に所定距離ずれて形成されている。前記所定距離は、特には、限定されない。励振電極３ａ，３ｂは、水晶片２の−Ｘ軸方向端部にまで引出電極４ａ，４ｂにより引き出されている。
【００４４】
水晶片２は、その−Ｘ軸方向の端部が、図示略のパッケージ内底面上の支持部材５ａ，５ｂに接合材６ａ，６ｂで接合されて片持ち支持される。水晶片２は、前記片持ち支持の状態で、−Ｘ軸方向の端部が固定端とされ、＋Ｘ軸方向の端部が自由端とされる。
【００４５】
中央厚肉部２ａの端面２ａ１，２ａ２は、＋Ｘ軸方向側の基準面Ｓ１と端面２ａ１とで挟む角度をα、−Ｘ軸方向側の基準面Ｓ２と端面２ａ２とで挟む角度をβとすると、α＞βの関係を満足する。
【００４６】
中央厚肉部２ａの端面２ａ１，２ａ２の前記角度α，βの大小関係により、該端面２ａ１の形状と＋Ｘ軸方向の端面２ａ２の形状とが異なり、水晶片２のＸ軸方向の両端のいずれが、＋Ｘ軸方向であるか、−Ｘ軸方向であるかを識別することができる。
【００４７】
水晶片２を図示略のパッケージの水晶片収納部に収納し、前記識別により、水晶片２の−Ｘ軸方向の端部をパッケージ内で支持部材５ａ，５ｂに接合材６ａ，６ｂで接合して片持ち支持させることができる。支持部材５ｂと接合材６ｂは、Ｚ軸方向一方に現れるので図示されるが、支持部材５ａ、接合材６ａはＺ軸方向他方に現れるので図示されない。以下の実施形態でも同様である。
【００４８】
上記水晶振動子７によれば、水晶片２の端面２ａ１，２ａ２の形状から、その両端のいずれが、＋Ｘ軸方向であるか、−Ｘ軸方向であるかを識別することで、水晶片２を、パッケージ内でその−Ｘ軸方向端部を片持ち支持して収納させることができる。これにより、水晶振動子７は、−Ｘ軸方向端部の片持ち支持に対応した所定の電気的特性の頻度分布が１つの山となるように、量産することができ、その結果、前記所定の電気的定数を有する水晶振動子７を、高い製造歩留まりで量産できる。
【００４９】
図１〜図４の水晶振動子１，６においては、Ｃ１値の頻度分布の山がずれており、例えば水晶振動子１の頻度分布の山を第１の山とし、水晶振動子６の頻度分布の山を第２の山とすると、本発明者による実験では、水晶振動子１の頻度分布の第１の山は、Ｃ１値が大きく分布し、水晶振動子６の頻度分布の第２の山は、全体のＣ１値が小さく分布した。そのため、Ｃ１値頻度分布が１つの山形状でかつ全体のＣ１値が大きい水晶振動子を製造したいという仕様要求に対しては、水晶片２の両端の端面２ａ１，２ａ２の形状を識別して、図１および図２に示すように、水晶片２の＋Ｘ軸方向端部を固定端として片持ち支持させることで、水晶振動子１を製造でき、また、Ｃ１値頻度分布が１つの山形状でかつ全体のＣ１値が小さい水晶振動子を製造したいという仕様要求に対しては、水晶片２の両端の端面２ａ１，２ａ２の形状を識別して、図３および図４に示すように、水晶片２の−Ｘ軸方向端部を固定端として片持ち支持させることで、水晶振動子７を製造できる。これにより、Ｃ１値頻度分布が２つの山形状で量産され、Ｃ１値が大きい水晶振動子やＣ１値が小さい水晶振動子が製造されてしまう従来の水晶振動子と比較して、実施形態の水晶振動子では、その製造歩留まり（生産効率）を大きく向上させることができる。
【００５０】
なお、以下の各実施の形態でも、同様に、水晶片２の端面２ａ１，２ａ２の形状を識別して、Ｃ１値頻度分布の山がＣ１値が大きい側となる水晶振動子を製造するか、Ｃ１値が小さい側となる水晶振動子を製造するかにより、水晶片２の両端のいずれを片持ち支持するかを決めて、水晶振動子を高い製造歩留まりで製造することができる。
【００５１】
図５を参照して第３の実施形態の水晶振動子を説明する。
【００５２】
水晶振動子８は、平面視矩形形状のＡＴカットされた水晶片２と、この水晶片２の表裏面に平面視略矩形形状に形成された励振電極３ａ，３ｂと、を含む。図５では、水晶振動子８の平面図は略している。以下の実施形態でも同様である。
【００５３】
水晶片２は、一方の主面（図中、下面側）が平坦面であり、他方の主面（図中、上面側）の中央が厚み方向（Ｙ軸方向）一方側に単段状に突出し表面形状がフラットされた中央厚肉部２ａと、その中央厚肉部２ａのＸ軸方向両側が中央厚肉部２ａよりも薄肉の周縁薄肉部２ｂとを有するプラノメサ型とされている。
【００５４】
中央厚肉部２ａは、その＋Ｘ軸方向端部に面取りされた端面２ａ１を、また、その−Ｘ軸方向端部に面取りされた端面２ａ２を、それぞれ、有する。これら端面２ａ１，２ａ２の形状は識別可能な程度に相異なる。中央厚肉部２ａの上下面には、励振電極３ａ，３ｂが形成される。励振電極３ａ，３ｂの−Ｘ軸方向の端部は、周縁薄肉部２ｂにまで形成されている。励振電極３ａ，３ｂは、水晶片２のＸ軸方向中心Ｃ１に対して、そのＸ軸方向中心Ｃ２が−Ｘ軸方向に所定距離ずれて形成されている。励振電極３ａ，３ｂは、水晶片２の＋Ｘ軸方向端部にまで引出電極４ａ，４ｂ（引出電極４ａは図示されない）により引き出されている。引出電極４ｂは、Ｚ軸方向一方に現れるので図示されるが、引出電極４ａはＺ軸方向他方に現れるので図示されない。以下の実施形態でも同様である。
【００５５】
水晶片２は、その＋Ｘ軸方向の端部が、図示略のパッケージ内底面上の支持部材５ａ，５ｂに接合材６ａ，６ｂで接合されて片持ち支持される。支持部材５ｂと接合材６ｂは、Ｚ軸方向（紙面貫通方向）一方に現れるので図示されるが、支持部材５ａ、接合材６ａはＺ軸方向他方に現れるので図示されない。水晶片２は、−Ｘ軸方向の端部が自由端とされ、＋Ｘ軸方向の端部が固定端とされる。
【００５６】
端面２ａ１，２ａ２は、＋Ｘ軸方向側の基準面Ｓ１と端面２ａ１とで挟む角度をα、−Ｘ軸方向側の基準面Ｓ２と端面２ａ２とで挟む角度をβ、とすると、α＞βの関係を満足する。
【００５７】
中央厚肉部２ａの端面２ａ１，２ａ２の角度α，βの大小関係により、水晶片２のＸ軸方向の両端のいずれが、＋Ｘ軸方向であるか、−Ｘ軸方向であるかを識別することができる。
【００５８】
水晶片２を図示略のパッケージの水晶片収納部に収納し、前記識別により、水晶片２の＋Ｘ軸方向の端部をパッケージ内で支持部材５ａ，５ｂに接合材６ａ，６ｂで接合して片持ち支持させることができる。
【００５９】
上記水晶振動子８によれば、水晶片２の端面２ａ１，２ａ２の形状に基づき、その両端のいずれが、＋Ｘ軸方向であるか、−Ｘ軸方向であるかを識別することで、水晶片２を、パッケージ内でその＋Ｘ軸方向端部を片持ち支持して収納させることができる。これにより、水晶振動子８は、電気的特性の頻度分布が１つの山となるように、量産することができ、製造歩留まりの高い水晶振動子として提供できる。
【００６０】
図６を参照して本発明の第４の実施形態にかかる水晶振動子を説明する。
【００６１】
水晶振動子９は、水晶片２と、この水晶片２の表裏面に平面視略矩形形状に形成された励振電極３ａ，３ｂとを含む。
【００６２】
水晶片２は、一方の主面（図中、下面側）が平坦面であり、他方の主面（図中、上面側）の中央が厚み方向一方側に単段状に突出し表面形状がフラットとされた中央厚肉部２ａと、その中央厚肉部２ａのＸ軸方向両側が中央厚肉部２ａよりも薄肉の周縁薄肉部２ｂとを有するプラノメサ型とされている。
【００６３】
中央厚肉部２ａは、その＋Ｘ軸方向端部に面取りされた端面２ａ１を、また、その−Ｘ軸方向端部に面取りされた端面２ａ２を、それぞれ、有する。これら端面２ａ１，２ａ２の形状は識別可能な程度に相異なる。中央厚肉部２ａの両主面には励振電極３ａ，３ｂが形成される。励振電極３ａ，３ｂの＋Ｘ軸方向の端部は、周縁薄肉部２ｂにまで形成されている。励振電極３ａ，３ｂは、水晶片２のＸ軸方向中心Ｃ１に対して、そのＸ軸方向中心Ｃ２が＋Ｘ軸方向に所定距離ずれて形成されている。励振電極３ａ，３ｂは、水晶片２の−Ｘ軸方向端部にまで引出電極４ａ，４ｂにより引き出されている。水晶片２は、その−Ｘ軸方向の端部が、図示略のパッケージ内底面上の支持部材５ａ，５ｂに接合材６ａ，６ｂで接合されて片持ち支持される。水晶片２は、−Ｘ軸方向の端部が固定端とされ、＋Ｘ軸方向の端部が自由端とされる。
【００６４】
中央厚肉部２ａの端面２ａ１，２ａ２は、＋Ｘ軸方向側の基準面Ｓ１と端面２ａ１とで挟む角度をα、−Ｘ軸方向側の基準面Ｓ２と端面２ａ２とで挟む角度をβ、とすると、α＞βの関係を満足する。
【００６５】
中央厚肉部２ａの端面２ａ１，２ａ２の端面角度α，βの大小関係により、水晶片２のＸ軸方向の両端のいずれが、＋Ｘ軸方向であるか、−Ｘ軸方向であるかを識別することができる。
【００６６】
水晶片２を図示略のパッケージの水晶片収納部に収納し、前記識別により、水晶片２の−Ｘ軸方向の端部をパッケージ内で支持部材５ａ，５ｂに接合材６ａ，６ｂで接合して片持ち支持させることができる。
【００６７】
上記水晶振動子９によれば、水晶片２の端面２ａ１，２ａ２の形状に基づき、その両端のいずれが、＋Ｘ軸方向であるか、−Ｘ軸方向であるかを識別することで、水晶片２を、パッケージ内でその−Ｘ軸方向端部を片持ち支持して収納させることができる。これにより、水晶振動子９は。電気的特性の頻度分布が１つの山となるように、量産することができ、製造歩留まりの高い水晶振動子を提供できる。
【００６８】
図７を参照して第５の実施形態の水晶振動子を説明する。
【００６９】
水晶振動子１０は、平面視矩形形状のＡＴカットされた水晶片２と、この水晶片２の表裏面に平面視略矩形形状に形成された励振電極３ａ，３ｂと、を含む。
【００７０】
水晶片２は、厚み方向両側それぞれに単段状に突出し表面がコンベックス形状（凸レンズ形状）の厚肉とされた中央厚肉部２ａと、その中央厚肉部２ａのＸ軸方向両側の中央厚肉部２ａよりも薄肉でかつ表面が曲面状の周縁薄肉部２ｂとを有するバイメサ型とされている。
【００７１】
中央厚肉部２ａは、その＋Ｘ軸方向端部に端面２ａ１、また、その−Ｘ軸方向端部に端面２ａ２を有する。これら端面２ａ１，２ａ２の形状は相異なる。中央厚肉部２ａの両主面には、励振電極３ａ，３ｂが形成される。励振電極３ａ，３ｂの−Ｘ軸方向の端部は、周縁薄肉部２ｂにまで形成されている。励振電極３ａ，３ｂは、水晶片２のＸ軸方向中心Ｃ１に対して、そのＸ軸方向中心Ｃ２が−Ｘ軸方向にずれて形成されている。励振電極３ａ，３ｂは、水晶片２の＋Ｘ軸方向端部にまで引出電極４ａ，４ｂ（引出電極４ｂは図示せず）により引き出されている。
【００７２】
水晶片２は、その＋Ｘ軸方向の端部が、図示略のパッケージ内底面上の支持部材５ａ，５ｂに接合材６ａ，６ｂで接合されて片持ち支持される。水晶片２は、＋Ｘ軸方向の端部が固定端とされ、−Ｘ軸方向の端部が自由端とされる。
【００７３】
端面２ａ１，２ａ２は、＋Ｘ軸方向側の基準面Ｓ１と端面２ａ１とで挟む角度をα、−Ｘ軸方向側の基準面Ｓ２と端面２ａ２とで挟む角度をβ、とすると、α＞βの関係を満足する。
【００７４】
中央厚肉部２ａの端面２ａ１，２ａ２の端面角度α，βの大小関係により、水晶片２のＸ軸方向の両端のいずれが、＋Ｘ軸方向であるか、−Ｘ軸方向であるかを識別することができる。
【００７５】
水晶片２を図示略のパッケージの水晶片収納部に収納し、前記識別により、水晶片２の＋Ｘ軸方向の端部をパッケージ内で支持部材５ａ，５ｂに接合材６ａ，６ｂで接合して片持ち支持させることができる。
【００７６】
上記水晶振動子１０によれば、水晶片２の端面２ａ１，２ａ２の形状を見て、その両端のいずれが、＋Ｘ軸方向であるか、−Ｘ軸方向であるかを識別することで、水晶片２を、パッケージ内でその＋Ｘ軸方向端部を片持ち支持して収納させることができる。これにより、水晶振動子１０は、電気的特性の頻度分布が１つの山となるように、量産することができ、製造歩留まりの高い水晶振動子として提供できる。
【００７７】
図８を参照して本発明の第６の実施形態にかかる水晶振動子を説明する。
【００７８】
水晶振動子１１は、水晶片２と、この水晶片２の表裏面に平面視略矩形形状に形成された励振電極３ａ，３ｂとを含む。
【００７９】
水晶片２は、厚み方向両側それぞれに単段状に突出し表面がコンベックス形状の厚肉とされた中央厚肉部２ａと、その中央厚肉部２ａのＸ軸方向両側の中央厚肉部２ａよりも薄肉でかつ両主面が曲面状の周縁薄肉部２ｂとを有するバイメサ型とされている。
【００８０】
中央厚肉部２ａは、その＋Ｘ軸方向端部に端面２ａ１、また、その−Ｘ軸方向端部に端面２ａ２を有する。これら端面２ａ１，２ａ２の形状は相異なる。中央厚肉部２ａの両主面には励振電極３ａ，３ｂが形成される。励振電極３ａ，３ｂの＋Ｘ軸方向の端部は、周縁薄肉部２ｂにまで形成されている。励振電極３ａ，３ｂは、水晶片２のＸ軸方向中心Ｃ１に対して、そのＸ軸方向中心Ｃ２が＋Ｘ軸方向にずれて形成されている。励振電極３ａ，３ｂは、水晶片２の−Ｘ軸方向端部にまで引出電極４ａ，４ｂにより引き出されている。水晶片２は、その−Ｘ軸方向の端部が、図示略のパッケージ内底面上の支持部材５ａ，５ｂに接合材６ａ，６ｂで接合されて片持ち支持される。水晶片２は、＋Ｘ軸方向の端部が自由端とされ、−Ｘ軸方向の端部が固定端とされる。
【００８１】
中央厚肉部２ａの端面２ａ１，２ａ２は、＋Ｘ軸方向側の基準面Ｓ１と端面２ａ１とで挟む角度をα、−Ｘ軸方向側の基準面Ｓ２と端面２ａ２とで挟む角度をβ、とすると、α＞βの関係を満足する。
【００８２】
中央厚肉部２ａの端面２ａ１，２ａ２の端面角度α，βの大小関係により、水晶片２のＸ軸方向の両端のいずれが、＋Ｘ軸方向であるか、−Ｘ軸方向であるかを識別することができる。
【００８３】
水晶片２を図示略のパッケージの水晶片収納部に収納し、前記識別により、水晶片２の−Ｘ軸方向の端部をパッケージ内で支持部材５ａ，５ｂに接合材６ａ，６ｂで接合して片持ち支持させることができる。
【００８４】
上記水晶振動子１１によれば、水晶片２の端面２ａ１，２ａ２の形状を見て、その両端のいずれが、＋Ｘ軸方向であるか、−Ｘ軸方向であるかを識別することで、水晶片２を、パッケージ内でその−Ｘ軸方向端部を片持ち支持して収納させることができる。これにより、水晶振動子１１は、電気的特性の頻度分布が１つの山となるように、量産することができ、製造歩留まりの高い水晶振動子として提供できる。
【００８５】
図９を参照して第７の実施形態の水晶振動子を説明する。
【００８６】
水晶振動子１２は、平面視矩形形状のＡＴカットされた水晶片２と、この水晶片２の表裏面に平面視略矩形形状に形成された励振電極３ａ，３ｂとを含む。水晶片２は、一方の主面（図中、下面側）が平坦面であり、他方の主面（図中、上面側）の中央が厚み方向（Ｙ軸方向）一方側に単段状に突出し表面形状がコンベックス形状の厚肉とされた中央厚肉部２ａと、その中央厚肉部２ａのＸ軸方向両側が中央厚肉部２ａよりも薄肉でかつ曲面状の周縁薄肉部２ｂとを有するプラノメサ型とされている。
【００８７】
中央厚肉部２ａは、その＋Ｘ軸方向端部に曲線状に面取りされた端面２ａ１、また、その−Ｘ軸方向端部に曲線状に面取りされた端面２ａ２を有する。これら端面２ａ１，２ａ２の形状は識別可能な程度に相異なる。中央厚肉部２ａの上下面には、励振電極３ａ，３ｂが形成される。励振電極３ａ，３ｂの−Ｘ軸方向の端部は、周縁薄肉部２ｂにまで形成されている。励振電極３ａ，３ｂは、水晶片２のＸ軸方向中心Ｃ１に対して、そのＸ軸方向中心Ｃ２が−Ｘ軸方向にずれて形成されている。励振電極３ａ，３ｂは、水晶片２の＋Ｘ軸方向端部にまで引出電極４ａ，４ｂにより引き出されている。
【００８８】
水晶片２は、その＋Ｘ軸方向の端部が、図示略のパッケージ内底面上の支持部材５ａ，５ｂに接合材６ａ，６ｂで接合されて片持ち支持される。水晶片２は、−Ｘ軸方向の端部が自由端とされ、＋Ｘ軸方向の端部が固定端とされる。
【００８９】
端面２ａ１，２ａ２は、＋Ｘ軸方向側の基準面Ｓ１と端面２ａ１とで挟む角度をα、−Ｘ軸方向側の基準面Ｓ２と端面２ａ２とで挟む角度をβ、とすると、α＞βの関係を満足する。
【００９０】
中央厚肉部２ａの端面２ａ１，２ａ２の端面角度α，βの大小関係により、水晶片２のＸ軸方向の両端のいずれが、＋Ｘ軸方向であるか、−Ｘ軸方向であるかを識別することができる。
【００９１】
水晶片２を図示略のパッケージの水晶片収納部に収納し、前記識別により、水晶片２の＋Ｘ軸方向の端部をパッケージ内で支持部材５ａ，５ｂに接合材６ａ，６ｂで接合して片持ち支持させることができる。
【００９２】
上記水晶振動子１２によれば、水晶片２の端面２ａ１，２ａ２の形状を見て、その両端のいずれが、＋Ｘ軸方向であるか、−Ｘ軸方向であるかを識別することで、水晶片２を、パッケージ内でその＋Ｘ軸方向端部を片持ち支持して収納させることができる。これにより、水晶振動子１２は、電気的特性の頻度分布が１つの山となるように、量産することができ、製造歩留まりの高い水晶振動子として提供できる。
【００９３】
図１０を参照して本発明の第８の実施形態にかかる水晶振動子を説明する。
【００９４】
水晶振動子１３は、水晶片２と、この水晶片２の表裏面に平面視略矩形形状に形成された励振電極３ａ，３ｂとを含む。
【００９５】
水晶片２は、一方の主面（図中、下面側）が平坦面であり、他方の主面（図中、上面側）の中央が厚み方向一方側に単段状に突出し表面形状がコンベックス形状の厚肉とされた中央厚肉部２ａと、その中央厚肉部２ａのＸ軸方向両側が中央厚肉部２ａよりも薄肉で曲面状の周縁薄肉部２ｂとを有するプラノメサ型とされている。
【００９６】
中央厚肉部２ａは、その＋Ｘ軸方向端部に曲線状に面取りされた端面２ａ１を、また、その−Ｘ軸方向端部に曲線状に面取りされた端面２ａ２を、それぞれ、有する。これら端面２ａ１，２ａ２の形状は識別可能な程度に相異なる。
【００９７】
中央厚肉部２ａの両主面には励振電極３ａ，３ｂが形成される。励振電極３ａ，３ｂの＋Ｘ軸方向の端部は、周縁薄肉部２ｂにまで形成されている。励振電極３ａ，３ｂは、水晶片２のＸ軸方向中心Ｃ１に対して、そのＸ軸方向中心Ｃ２が＋Ｘ軸方向にずれて形成されている。励振電極３ａ，３ｂは、水晶片２の−Ｘ軸方向端部にまで引出電極４ａ，４ｂにより引き出されている。水晶片２は、その−Ｘ軸方向の端部が、図示略のパッケージ内底面上の支持部材５ａ，５ｂに接合材６ａ，６ｂで接合されて片持ち支持される。水晶片２は、＋Ｘ軸方向の端部が自由端とされ、−Ｘ軸方向の端部が固定端とされる。
【００９８】
中央厚肉部２ａの端面２ａ１，２ａ２は、＋Ｘ軸方向側の基準面Ｓ１と端面２ａ１とで挟む角度をα、−Ｘ軸方向側の基準面Ｓ２と端面２ａ２とで挟む角度をβ、とすると、α＞βの関係を満足する。基準面Ｓ１，Ｓ２は、Ｘ軸方向を水平面とすると、この水平面に平行な面である。
【００９９】
中央厚肉部２ａの端面２ａ１，２ａ２の端面角度α，βの大小関係により、水晶片２のＸ軸方向の両端のいずれが、＋Ｘ軸方向であるか、−Ｘ軸方向であるかを識別することができる。
【０１００】
水晶片２を図示略のパッケージの水晶片収納部に収納し、前記識別により、水晶片２の−Ｘ軸方向の端部をパッケージ内で支持部材５ａ，５ｂに接合材６ａ，６ｂで接合して片持ち支持させることができる。
【０１０１】
上記水晶振動子１３によれば、水晶片２の端面２ａ１，２ａ２の形状の相違に基づいて、その両端のいずれが、＋Ｘ軸方向であるか、−Ｘ軸方向であるかを識別することで、水晶片２を、パッケージ内でその−Ｘ軸方向端部を片持ち支持して収納させることができる。これにより、水晶振動子１３は、電気的特性の頻度分布が１つの山となるように、量産することができ、製造歩留まりの高い水晶振動子として提供できる。
【０１０２】
図１１は、本発明の第９の実施形態にかかる水晶振動子を説明する。図１１では励振電極３ａ，３ｂ、接合材５ａ，５ｂ、支持部材６ａ，６ｂの図示を略する。
【０１０３】
水晶振動子１４は、水晶片２を備える。この水晶片２は、一方の主面（図中、下面側）が平坦面であり、他方の主面（図中、上面側）の中央が厚み方向一方側に２段状に突出しコンベックス形状の厚肉とされた中央厚肉部２ａと、その中央厚肉部２ａのＸ軸方向両側が中央厚肉部２ａよりも薄肉で曲面状の周縁薄肉部２ｂとを有するプラノメサ型とされている。なお、励振電極は、図示を略している。なお、図１１では中央厚肉部２ａは、２段状に突出しているが、図示しないが３段以上の複数段状に突出させてもよい。また、図１１では、中央厚肉部２ａは、厚み方向一方側に突出したが、図示しないが厚み方向両側それぞれに２段以上の複数段状に突出させてもよい。さらに、図１１では、中央厚肉部２ａは、厚み方向一方側に２段状に突出したが、図示しないが厚み方向一方側に単段状、厚み方向他方側に２段以上の複数段状に突出させてもよい。
【０１０４】
中央厚肉部２ａは、その＋Ｘ軸方向端部に曲線状に面取りされた端面２ａ１、また、その−Ｘ軸方向端部に曲線状に面取りされた端面２ａ２を有する。これら端面２ａ１，２ａ２の形状は識別可能な程度に相異なる。端面２ａ１，２ａ２は、複数段差の形状になっている。一方の端面２ａ１は、２つの端面２ａ１１，２ａ１２になっている。他方の端面２ａ２は、２つの端面２ａ２１，２ａ２２となっている。これら中央厚肉部２ａの両主面には、図９や図１０で示すように励振電極が形成される。
【０１０５】
なお、＋Ｘ軸方向側の端面２ａ１１と基準面Ｓ１１とで挟む角度をα１、端面２ａ１２と基準面Ｓ１２とで挟む角度をα２、−Ｘ軸方向側の端面２ａ２１と基準面Ｓ２１とで挟む角度をβ１、端面２ａ２２と基準面Ｓ２２とで挟む角度をβ２、として、α１＞β１、α２＞β２の関係を満足する。
【０１０６】
前記角度の大小関係により、水晶片２のＸ軸方向の両端のいずれが、＋Ｘ軸方向であるか、−Ｘ軸方向であるかを識別することができる。
【０１０７】
（水晶振動子の製造方法）
図１２ないし図２０を参照して、図５で示す水晶振動子８の製造方法を説明する。
【０１０８】
まず、図１２の平面図および図１２のＣ−Ｃ線断面図である図１３に示すように、厚み一様の平面視矩形形状でＡＴカットされた水晶片２を準備する。水晶片２は、Ｘ軸方向が長辺で、Ｚ軸方向が短辺となる平面視矩形形状のものである。
【０１０９】
次いで、図１４に示すように、前記水晶片２の全周面に公知の蒸着技術により金膜１０を厚み一様に蒸着する。次いで、図１５に示すように、金膜１０表面に感光剤レジスト膜１１を厚み一様に形成する。水晶片２の厚み、および、水晶片２に対しての金膜１０、感光剤レジスト膜１１の厚みは図解の都合で示されている。
【０１１０】
次いで、図１６に示すように、図示略の露光マスクを介して感光剤レジスト膜１１表面を選択的に露光する。この選択は、中央厚肉部２ａとなる領域を遮光し、中央厚肉部２ａのＸ軸方向両側の周縁薄肉部２ｂとなる領域を露光する。
【０１１１】
この露光後に現像すると、図１７に示すように、中央厚肉部２ａとなる領域上の感光剤レジスト膜１１が残存し、周縁薄肉部２ｂとなる領域上の感光剤レジスト膜１１および金膜１０が除去される。
【０１１２】
次いで、図１８に示すように化学エッチングし、次いで、図１９に示すように、金膜１０および感光剤レジスト膜１１を除去すると、中央厚肉部２ａと、中央厚肉部２ａのＸ軸方向両側の周縁薄肉部２ｂとからなるプラノメサ型の水晶片２が得られる。なお、前記化学エッチングは、酸性フッ化アンモニウムのエッチング液中に水晶片２を浸漬することによる行う。本実施形態では前記化学エッチングはエッチング前の水晶片の厚みに対して２〜３０％程度薄くなるように行なわれる。
【０１１３】
図１９に示すように、この水晶片２においては、化学エッチングにより、中央厚肉部２ａのＸ軸方向両側にそれぞれ面取りされた端面２ａ１，２ａ２が形成されている。
【０１１４】
この化学エッチングにより、水晶片２は、図中の下面側が平坦で、図中、上面側の中央が突出した中央厚肉部２ａとなり、その中央厚肉部２ａのＸ軸方向両側が中央厚肉部２ａよりも薄肉の周縁薄肉部２ｂとなったプラノメサ型となる。
【０１１５】
そして、中央厚肉部２ａは、その＋Ｘ軸方向端部に端面２ａ１、また、その−Ｘ軸方向端部に端面２ａ２が形成されている。端面２ａ１，２ａ２は、図５で説明したように＋Ｘ軸方向側の端面２ａ１と基準面Ｓ１とで挟む角度をα、−Ｘ軸方向側の端面２ａ２と基準面Ｓ２とで挟む角度をβ、とすると、α＞βの関係を満足する。
【０１１６】
そして、図２０に示すように、水晶片２の中央厚肉部２ａの上下面に、励振電極３ａ，３ｂを形成する。励振電極３ａ，３ｂの−Ｘ軸方向の端部を、周縁薄肉部２ｂにまで形成する。励振電極３ａ，３ｂは、水晶片２のＸ軸方向中心Ｃ１に対して、そのＸ軸方向中心Ｃ２が−Ｘ軸方向にずらして形成する。励振電極３ａ，３ｂを、水晶片２の＋Ｘ軸方向端部にまで引出電極４ａ，４ｂにより引き出す。次いで、水晶片２の＋Ｘ軸方向の端部を、支持部材５ａ，５ｂに接合材６ａ，６ｂにより接合して片持ち支持する。
【０１１７】
これにより、図５に示す水晶振動子を得ることができる。この製造方法ではプラノメサ型の水晶振動子の製造方法であったが、バイメサ型のものも同様に製造することができる。
【０１１８】
前記製造された水晶振動子は、中央厚肉部２ａの端面２ａ１，２ａ２それぞれと基準面Ｓ１，Ｓ２とで挟む角度α，βの大小関係により、水晶片２のＸ軸方向の両端のいずれが、＋Ｘ軸方向であるか、−Ｘ軸方向であるかを識別することができる。なお、他の水晶振動子の製造も同様である。
【０１１９】
なお、水晶片は、平面視円形形状のチップ構成である場合、図２１に示すように、その外周の一部にオリエンテーションフラット２１が形成された水晶片２を用いて製造すると、このオリエンテーションフラット２１を水晶片２のＸ軸方向端部が＋Ｘ軸方向か−Ｘ軸方向かを識別することに利用することができる。なお、オリエンテーションフラットは、一般には、円形チップの周縁の直線部であるが、これに限定されず、一部切り欠き等を含む。
【符号の説明】
【０１２０】
１  水晶振動子
２  水晶片
２ａ  中央厚肉部
２ａ１  ＋Ｘ軸方向端面
２ａ２  −Ｘ軸方向端面
２ｂ  周縁薄肉部
３ａ，３ｂ  励振電極
４ａ，４ｂ  引出電極
５ａ，５ｂ  支持部材
６ａ，６ｂ  接合材
【図１】
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【図２】
2014143588.tif 000004
【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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