(57)【要約】【課題】  より安価に断線が生じにくいより信頼性の高い引出電極の配線構造を有する水晶振動板、および水晶振動デバイスを提供する。【解決手段】  板状で、中央に形成された薄肉の振動部２３と、振動部の外周に形成された厚肉の外枠部２４と、上記振動部の周囲と上記外枠部とをつなぐ段差壁２５，２６とを有するＡＴカットの水晶振動板２と、水晶振動板の振動部の両主面に形成される一対の励振電極２０１，２０２と、各励振電極と接続され、上記振動部から上記外枠部の一部へと延出される少なくとも一対の引出電極２０３，２０４とを備えており、上記水晶振動板の段差壁のうち上記引出電極が通過する部分には、凹凸面状段差壁部２５９１，２５９２，２６９１，２６９２が形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状で、中央に形成された薄肉の振動部と、振動部の外周に形成された厚肉の外枠部と、上記振動部の周囲と上記外枠部とをつなぐ段差壁とを有するＡＴカットの水晶振動板と、
上記水晶振動板の振動部の両主面に形成される少なくとも一対の励振電極と、
上記各励振電極と接続され、上記振動部から上記外枠部の一部へと延出される少なくとも一対の引出電極と、
を備えており、
上記水晶振動板の段差壁のうち上記引出電極が通過する部分には、凹凸面状段差壁部が形成されている、
ことを特徴とする水晶振動板。
【請求項２】
上記水晶振動板と上記振動部とは平面視矩形であり、
上記振動部の４隅部の１つには、当該隅部に隣接する第１凹凸面状段差壁部と第２凹凸面状段差壁部とが形成されており、
上記引出電極が、上記１つの隅部に隣接する第１凹凸面状段差壁部と第２凹凸面状段差壁部に跨って上記振動部から上記外枠部の一部へと延出されている、
ことを特徴とする特許請求項１記載の水晶振動板。
【請求項３】
上記水晶振動板と上記振動部とは平面視矩形であり、
上記振動部の４隅の段差壁には、Ｒ面状段差壁部、またはＣ面状段差壁部が形成されている、
ことを特徴とする特許請求項１記載の水晶振動板。
【請求項４】
上記水晶振動板と上記振動部とは平面視矩形であり、
上記振動部の４隅の段差壁には、Ｒ面状段差壁部、またはＣ面状段差壁部が形成されており、
上記振動部の４隅部の１つには、当該隅部に隣接する第１凹凸面状段差壁部と第２凹凸面状段差壁部とが形成されており、
上記引出電極が、上記１つの隅部に隣接する第１凹凸面状段差壁部とＲ面状段差壁部と第２凹凸面状段差壁部、または上記１つの隅部に隣接する第１凹凸面状段差壁部とＣ面状段差壁部と第２凹凸面状段差壁部、
に跨って上記振動部から上記外枠部の一部へと延出されている、
ことを特徴とする特許請求項１記載の水晶振動板。
【請求項５】
上記凹凸面状段差壁部は、水晶振動板の板厚方向と直交する板幅方向のみに凹凸面を形成している、
ことを特徴とする特許請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の水晶振動板。
【請求項６】
特許請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の水晶振動板と、上記水晶振動板を保持する第１封止体と、上記第１封止体に保持された上記水晶振動板を覆う第２封止体と
を備えてなる
ことを特徴とする水晶振動デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子や水晶フィルタなどの水晶振動デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＡＴカット水晶振動板などの厚みすべり振動系の水晶振動板を用いた水晶振動子や水晶フィルタでは、発振周波数の高周波化が進められている。この水晶振動デバイスに用いる水晶振動板は、発振周波数の高周波化に対応させるために、その振動部が薄肉成形された逆メサ構造となり、薄肉成形された振動部の両主面に薄膜の励振電極が形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された水晶振動板では、矩形の水晶振動板の両主面に振動部の励振を行う一対の励振電極と、これら励振電極を水晶振動板の一端部にまで延出する一対の引出電極とが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４２１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような逆メサ構造の水晶振動板では、振動部と外枠部をつなぐ段差壁を有しており、段差壁の稜部分において引出電極の断線を招くことがあった。特に、水晶振動板は異方性の圧電結晶体であるので、逆メサ構造の水晶振動板を形成するためにウェットエッチングを行うと、結晶軸（水晶振動板の方向）によってエッチングされる速度が異なる。例えば、ＡＴカット水晶振動板の場合、Ｚ軸からθ°ずれた新たな軸をＺ′と称し、Ｙ軸からθ°ずれた新たな軸をＹ′と称しており、ウェットエッチングされる速度の早い順番は、Ｚ’＞＋Ｘ＞−Ｘ＞Ｙ’となり、エッチングされる速度が各結晶軸により異なる。
【０００６】
このため、ウェットエッチングにより構成される段差壁は、結晶軸によって傾斜角度が異なるので、鋭角になる稜部分と鈍角になる稜部分が混在し、鋭角の稜部分を有する段差壁における引出電極の断線率は極めて高いものとなっていた。
【０００７】
このような問題に対して、特許文献１では、引出電極が形成された振動部と外枠部をつなぐ段差壁の稜部分に対して、上面からさらに電極材料を蒸着し段差壁の周辺の電極材料の厚みを肉厚として断線のリスクを回避する構成を提案している。
【０００８】
しかしながら、特許文献１の構成では、電極を２度にわたり形成することが必要であるため、コスト増につながるだけでなく、部分的な上部電極を形成する際のずれの悪影響など新たな問題点が生じていた。
【０００９】
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、より安価に断線が生じにくいより信頼性の高い引出電極の配線構造を有する水晶振動板、および水晶振動デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、板状で、中央に形成された薄肉の振動部と、振動部の外周に形成された厚肉の外枠部と、上記振動部の周囲と上記外枠部とをつなぐ段差壁とを有するＡＴカットの水晶振動板と、上記水晶振動板の振動部の両主面に形成される少なくとも一対の励振電極と、上記各励振電極と接続され、上記振動部から上記外枠部の一部へと延出される少なくとも一対の引出電極と、を備えており、上記水晶振動板の段差壁のうち上記引出電極が通過する部分には、凹凸面状段差壁部が形成されている。
【００１１】
本発明の構成によれば、凹凸面状段差壁部に引出電極を形成することで、引出電極の表面積が増大し段差壁における引出電極による接続の確率が高まり、この領域における導通抵抗が低下することが抑制される。段差壁の稜部分で水晶と引出電極との熱膨張差などで引出電極に対して応力が生じたとしても、凹凸面状段差壁部における引出電極での断線が広がりにくい。ＡＴカット水晶振動板の段差壁に、凹凸面状段差壁部を形成し、この上部に引出電極を形成することで、水晶の結晶軸の異方性による影響を受けることがなく、段差壁の稜部分の一部に傾斜角度のより鈍角な領域が必ず構成される。このため、この段差壁の鈍角な稜部分ではエッジが緩やかになり、引出電極が断線しにくい構成とすることができる。
【００１２】
また、上述の構成に加えて、上記水晶振動板と上記振動部とは平面視矩形であり、上記振動部の４隅部の１つには、当該隅部に隣接する第１凹凸面状段差壁部と第２凹凸面状段差壁部とが形成されており、上記引出電極が、上記１つの隅部に隣接する第１凹凸面状段差壁部と第２凹凸面状段差壁部に跨って上記振動部から上記外枠部の一部へと延出されていてもよい。
【００１３】
本発明の構成によれば、上述の作用効果に加えて、直交する２つの段差壁に凹凸面状段差壁部を構成しているので、より引出電極の表面積が増大でき、引出電極での断線が広がりにくい。直交する２つの段差壁に凹凸面状段差壁部を構成しているので、水晶の結晶軸の異方性による影響をさらに受けることがなく、鈍角な稜部分をより確実に構成することができる。
【００１４】
また、上述の構成に加えて、上記水晶振動板と上記振動部とは平面視矩形であり、上記振動部の４隅の段差壁には、Ｒ面状段差壁部、またはＣ面状段差壁部が形成されていてもよい。
【００１５】
本発明の構成によれば、上述の作用効果に加えて、段差壁の隅部を起点とする水晶振動板のクラックの発生を抑制し、より耐衝撃性の高い水晶振動板を提供できる。
【００１６】
また、上述の構成に加えて、上記水晶振動板と上記振動部とは平面視矩形であり、上記振動部の４隅の段差壁には、Ｒ面状段差壁部、またはＣ面状段差壁部が形成されており、上記振動部の４隅部の１つには、当該隅部に隣接する第１凹凸面状段差壁部と第２凹凸面状段差壁部とが形成されており、上記引出電極が、上記１つの隅部に隣接する第１凹凸面状段差壁部とＲ面状段差壁部と第２凹凸面状段差壁部、または上記１つの隅部に隣接する第１凹凸面状段差壁部とＣ面状段差壁部と第２凹凸面状段差壁部、に跨って上記振動部から上記外枠部の一部へと延出されていてもよい。
【００１７】
本発明の構成によれば、上述の作用効果に加えて、直交する２つの段差壁に凹凸面状段差壁部を構成し、Ｒ面状あるいはＣ面状の段差壁部を含んで引出電極が形成されているので、より引出電極の表面積が増大でき、引出電極での断線が広がりにくい。直交する２つの段差壁に凹凸面状段差壁部を構成し、Ｒ面状あるいはＣ面状の段差壁部を含んで引出電極が形成されているので、水晶の結晶軸の異方性による影響をさらに受けることがなく、鈍角な稜部分をより確実に構成することができる。段差壁の隅部を起点とする水晶振動板のクラックの発生を抑制し、より耐衝撃性の高い水晶振動板を提供できる。
【００１８】
また、上述の構成に加えて、上記凹凸面状段差壁部は、水晶振動板の板厚方向と直交する板幅方向のみに凹凸面を形成してもよい。
【００１９】
本発明の構成によれば、上述の作用効果に加えて、上記凹凸面状段差壁部を水晶振動板の板厚方向と直交する板幅方向のみに凹凸面を形成することで、振動部から外枠部への引出電極の延出経路で、凹凸面状段差部自身によって構成される稜部分による断線のリスクが抑制される。
【００２０】
また、上述の水晶振動板と、上記水晶振動板を保持する第１封止体と、上記第１封止体に保持された上記水晶振動板を覆う第２封止体とを備えてなる水晶振動デバイスに適用できる。
【００２１】
本発明の構成によれば、上述の作用効果に加えて、上記優位性のある水晶振動板が搭載された水晶振動デバイスが得られる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、より安価に断線が生じにくいより信頼性の高い引出電極の配線構造を有する水晶振動板、および水晶振動デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる水晶振動板の概略構成を示した斜視図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の底面図である。
【図４】図１の水晶振動板を搭載した水晶振動子の概略構成を示した断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の変形例を示した模式図である。
【図６】本発明の第２の実施形態にかかる水晶振動板の概略構成を示した斜視図である。
【図７】図６の平面図である。
【図８】図６の底面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す本発明の第１実施形態では、水晶振動デバイスとして水晶振動子に本発明を適用した場合を示し、第２実施形態では、水晶フィルタに本発明を適用した場合を示している。
【００２５】
（第１実施形態）
本実施例にかかる水晶振動子１では、図４に示すように、水晶振動板２と、この水晶振動板２を保持するベース基板３（本発明でいう第１封止体）と、ベース基板３に保持した水晶振動板２を気密封止するための蓋体４（本発明でいう第２封止体）とが設けられている。
【００２６】
−水晶振動板２の構成−
水晶振動板２は、図１に示すように、ＡＴカット水晶基板からなり、平面視矩形で板状の直方体形状からなり、平面視長辺が結晶軸におけるＸ軸と平行であり、平面視短辺が結晶軸におけるＺから所定角度傾いたＺ′軸と平行なるように構成されている。この水晶振動板２の基板の両主面には、水晶振動板２の高周波化に対応するため板面の中央に平面視矩形の凹部２１，２２が形成されており、水晶振動板２の板面中央には薄肉の振動部２３と、振動部２３の外周に形成された厚肉の外枠部２４と、振動部２３の周囲と外枠部２４とをつなぐ段差壁２５，２６とを有している。また、平面視矩形の凹部２１，２２については、例えば水晶振動板２の各辺と平行になるように、各辺が結晶軸におけるＸ軸とＺ′軸と平行なるように構成されている。このような凹部２１，２２は、フォトリソ技術を用いて凹部２１，２２に相当する窓部が形成されたクロムと金（Ｃｒ−Ａｕ）の膜を形成し、その窓部の部分のみをフッ素系のエッチング液に浸してウェットエッチングすることで、所望の深さの凹部を形成することができる。これにより、水晶振動板２に対して薄肉の振動部２３と厚肉の外枠部２４と段差壁２５，２６とを構成することができる。
【００２７】
水晶振動板２（外枠部２４）には、対向する２辺である第１辺２４１と第２辺２４２とを有し、これらの辺と直交する方向の対向する２辺である第３辺２４３と第４辺２４４とを有している。このとき、第１辺２４１と第２辺２４２とは、Ｚ′軸と平行なるように構成されており、水晶振動板２のＸ軸方向の一端部と他端部で対向している。
【００２８】
水晶振動板２（外枠部２４）の４隅には、角部２４５，２４６，２４７，２４８を有している。このとき、第１辺２４１の一端部分が角部２４５となり、第１辺２４１の他端部分が角部２４６となるとともに、水晶振動板２（外枠部２４）の第２辺２４２の一端部分が角部２４７となり、第２辺２４２の他端部分が角部２４８となるようにそれぞれ配置構成されている。
【００２９】
水晶振動板２の一主面の凹部２１には、水晶振動板２の第１辺２４１に近接する平行な第１段差壁２５１と、水晶振動板２の第２辺２４２に近接する平行な第２段差壁２５２と、水晶振動板２の第３辺２４３に近接する平行な第３段差壁２５３と、水晶振動板２の第４辺２４４に近接する平行な第４段差壁２５４とを有している。このとき、第１段差壁２５１と第２段差壁２５２とが対向し、第３段差壁２５３と第４段差壁２５４とが対向するとともに、第１段差壁２５１と第２段差壁２５２とは第３段差壁２５３と第４段差壁２５４とに直交するようにそれぞれ配置構成されている。
【００３０】
水晶振動板２の凹部２１の４隅には、円弧状に形成されたＲ面状段差壁部２５５，２５５６，２５７，２５８を有している。このとき、凹部２１の第１段差壁２５１の一端部分がＲ面状段差壁部２５５となり、第１段差壁２５１の他端部分がＲ面状段差壁部２５６となるとともに、凹部２１の第２段差壁２５２の一端部分がＲ面状段差壁部２５７となり、第２段差壁２５２の他端部分がＲ面状段差壁部２５８となるようにそれぞれ配置構成されている。なお、第１段差壁２５１と第２段差壁２５２とは、Ｚ′軸と平行なるように構成されている。なお、このＲ面状段壁部は直線状に形成されたＣ面状段差壁部として構成してもよい。
【００３１】
水晶振動板２の凹部２１の１つの隅部であるＲ面状段差壁部２５５に隣接する第１段差壁２５１の一部と第４段差壁２５４の一部には、水晶振動板２の板厚方向と直交する板幅方向（第１段差壁２５１と第４段差壁２５４のそれぞれの幅方向）のみに蛇行する凹凸面が形成された第１凹凸面状段差壁部２５９１と第２凹凸面状段差壁部２５９２とを構成している。なお、この凹凸面については、水晶振動板の板厚方向のみに蛇行したものや板厚方向と板幅方向の両方に凹凸を形成したものとして構成してもよい。また、本形態では凹凸面状段差壁部は隅部のＲ面状段差壁部を挟む２辺の一部に形成しているが、図５（ａ）に示すように、Ｒ面状段差壁部を挟むとともにこの隅部の領域を除いて２辺全体に形成してもよい。図５（ｂ）に示すように、後述する引出電極が延出される１辺の一部のみに形成してもよいし、図５（ｃ）に示すように、後述する引出電極が延出される１辺の隅部を除く全部のみに形成してもよい。図５（ｄ）に示すように、隅部を除く４辺全周に構成してもよい。
【００３２】
水晶振動板２の他主面の凹部２２には、水晶振動板２の第１辺２４１に近接する平行な第５段差壁２６１と、水晶振動板２の第２辺２４２に近接する平行な第６段差壁２６２と、水晶振動板２の第３辺２４３に近接する平行な第７段差壁２６３と、水晶振動板２の第４辺２４４に近接する平行な第８段差壁２６４とを有している。このとき、第５段差壁２６１と第６段差壁２６２とが対向し、第７段差壁２６３と第８段差壁２６４とが対向するとともに、第５段差壁２６１と第６段差壁２６２とは第７段差壁２６３と第８段差壁２６４とに直交するようにそれぞれ配置構成されている。
【００３３】
水晶振動板２の凹部２２の４隅には、円弧状に形成されたＲ面状段差壁部２６５，２６６，２６７，２６８を有している。このとき、凹部２２の第５段差壁２６１の一端部分がＲ面状段差壁部２６５となり、第５段差壁２６１の他端部分がＲ面状段差壁部２６６となるとともに、凹部２２の第６段差壁２６２の一端部分がＲ面状段差壁部２６７となり、第６段差壁２６２の他端部分がＲ面状段差壁部２６８となるようにそれぞれ配置構成されている。なお、第５段差壁２６１と第６段差壁２６２とは、Ｚ′軸と平行なるように構成されている。なお、このＲ面状段壁部は直線状に形成されたＣ面状段差壁部として構成してもよい。
【００３４】
水晶振動板２の凹部２２の１つの隅部であるＲ面状段差壁部２６６に隣接する第５段差壁２６１の一部と第７段差壁２６３の一部には、水晶振動板２の板厚方向と直交する板幅方向（第５段差壁２６１と第７段差壁２６３のそれぞれの幅方向）のみに蛇行する凹凸面が形成された第３凹凸面状段差壁部２６９１と第４凹凸面状段差壁部２６９２とを構成している。なお、この凹凸面は水晶振動板の板厚方向のみに蛇行したものや板厚方向と板幅方向の両方に凹凸を形成したものとして構成してもよい。また、本形態では凹凸面状段差壁部は隅部のＲ面状段差壁部を挟む２辺の一部に形成しているが、図５に示すように、Ｒ面状段差壁部を挟むとともにこの隅部の領域を除いて２辺全体に形成してもよい。後述する引出電極が延出される１辺の一部あるいは隅部を除く全部のみに形成してもよいし、隅部を除く４辺全周に構成してもよい。
【００３５】
水晶振動板２の一主面で凹部２１の内部中央付近（振動部２３）には第１励振電極２０１が形成され、水晶振動板２の他主面で凹部２２の内部中央付近（振動部２３）には第２励振電極２０２が形成される。第１励振電極２０１と第２励振電極２０２とは、外部電極（本実施例では、ベース基板３の電極パッド３３，３４）と電気機械的に接合するために、第１引出電極２０３と第２引出電極２０４とにより振動部２３から段差壁２５を経由して外枠部２４の一部へと延出されている。
【００３６】
第１引出電極２０３は、第１励振電極２０１を水晶振動板２（外枠部２４）の第１辺２４１の一端部である角部２４５付近のみに延出している（第１辺側のみに延出するとともに第１辺の両端部にある２つの角部の１つに形成している）。より具体的には、第１引出電極２０３は、振動部２３から段差壁２５の手前までの区間で延出する第１前段引出電極２０３１と、段差壁２５から外枠部２４までの区間を延出する第１後段引出電極２０３２とを有している。第１前段引出電極２０３１は、第１励振電極２０１の隅部に接続されており、当該隅部からＲ面状段差壁部２５５に向かって延出している。第１後段引出電極２０３２は、第１前段引出電極２０３１の端部に接続されており、当該端部から第１凹凸面状段差壁部２５９１とＲ面状段差壁部２５５と第２凹凸面状段差壁部２５９２の上面に跨って形成されることで段差壁２５を経由し、外枠部２４のうち角部２４５へといたる上面の一部の領域へと延出されている。
【００３７】
第２引出電極２０４は、第２励振電極２０２を水晶振動板２（外枠部２４）の第１辺２４１の他端部である角部２４６付近のみに延出している（第１辺側のみに延出するとともに第１辺の両端部にある２つの角部の１つに形成している）。より具体的には、第２引出電極２０４は、振動部２３から段差壁２５の手前までの区間で延出する第２前段引出電極２０４１と、段差壁２５から外枠部２４までの区間を延出する第２後段引出電極２０４２とを有している。第２前段引出電極２０４１は、第２励振電極２０２の隅部に接続されており、当該隅部からＲ面状段差壁部２６６に向かって延出している。第２後段引出電極２０４２は、第２前段引出電極２０４１の端部に接続されており、当該端部から第３凹凸面状段差壁部２６９１とＲ面状段差壁部２６６と第４凹凸面状段差壁部２６９２の上面に跨って形成されることで段差壁２５を経由し、外枠部２４のうち角部２４６へといたる上面の一部の領域へと延出されている。
【００３８】
以上の構成により、ＡＴカット水晶振動板２の直交する２つの段差壁に第１凹凸面状段差壁部２５９１とＲ面状段差壁部２５５と第２凹凸面状段差壁部２５９２の上面に跨って第１後段引出電極２０３２が形成され、同じくＡＴカット水晶振動板２の直交する２つの段差壁に第３凹凸面状段差壁部２６９１とＲ面状段差壁部２６６と第４凹凸面状段差壁部２６９２の上面に跨って第２後段引出電極２０４２が形成されている。
【００３９】
このため、各引出電極の表面積が増大し段差壁２５，２６における各引出電極による接続の確率が高まる。この領域における導通抵抗が低下することが抑制される。段差壁２５，２６の稜部分で水晶と引出電極との熱膨張差などで各引出電極に対して応力が生じたとしても、各凹凸面状段差壁部における各引出電極での断線が広がりにくい。なお、凹凸面状段差壁部２５９１，２５９２，２６９１，２６９２を水晶振動板２の板幅方向のみに蛇行する凹凸面を形成することで、振動部２３から外枠部２４への各引出電極の延出経路で、上記凹凸面状段差部自身によって構成される稜部分による断線のリスクが抑制される。
【００４０】
また、ＡＴカット水晶振動板２をウェットエッチングすることで段差壁を形成した場合に、水晶の結晶軸の異方性により段差壁の傾斜角度等が異なったり、段差壁の稜部分のエッジがきつくなったりするといった影響を受けることがある。しかしながら、より鈍角な稜部分を確実に構成することができ、この段差壁の鈍角な稜部分ではエッジが緩やかになり、引出電極が断線しにくい構成とすることができる。
【００４１】
また、段差壁の４隅部には円弧状に形成されたＲ面状段差壁部２５５，２５６，２５７，２５８，２６５，２６６，２６７，２６８を有しているため、この４隅を起点とする水晶振動板２のクラックの発生を抑制し、より耐衝撃性の高い水晶振動板２を提供できる。
【００４２】
なお、これらの第１励振電極２０１と第２励振電極２０２と第１引出電極２０３と第２引出電極２０４とは、フォトリソグラフィ法により形成され、例えば、基板側からクロム、金（Ｃｒ−Ａｕ）の順に、あるいはニッケル、金（Ｎｉ−Ａｕ）の順に積層して形成されている。
【００４３】
なお、本形態の水晶振動板２では、水晶振動板の一主面に凹部２１を形成し、水晶振動板の他主面に凹部２２を形成した構成のいわゆるバイ逆メサ形状のものを開示しているが、水晶振動板２の一主面か他主面の一方のみに凹部を形成した構成のいわゆるプラノ逆メサ形状のものにも適用できる。
【００４４】
−ベース基板３の構成−
ベース基板３は、図４に示すように、底部３１と、この底部３１から上方に延出した壁部３２とから構成される箱状体に形成されている。このベース基板３は、セラミック材料からなる平面視矩形状の一枚板上に、セラミック材料の直方体が積層して凹状に一体的に焼成されている。
【００４５】
また、壁部３２は、底部３１の表面外周に沿って成形されている。壁部３２の上面は、蓋体との接合領域であり、この接合領域には、蓋体と接合するための封止部材（例えば、メタライズ層や金属リング材等）３２１が設けられている。
【００４６】
また、このベース基板３の底部３１には、水晶振動板２の第１励振電極２０１と第２励振電極２０２とにそれぞれと電気機械的に接合するための複数の電極パッド３３，３４（一部のみ図示）が形成されている。これら電極パッドは、ベース基板３の外周裏面に形成される端子電極３５，３６にそれぞれ電気的に接続されている。これら端子電極から外部部品や外部機器と接続される。これらの端子電極および電極パッドは、タングステン、モリブデンなどのメタライズ材料を印刷した後にベース基板３と一体的に焼成して形成される。そして、これらの端子電極および電極パッドのうち一部のものについては、メタライズ上部にニッケルメッキが形成され、その上部に金メッキが形成されて構成される。
【００４７】
−蓋体４の構成−
蓋体は、例えば金属材料やセラミック材料などからなり一枚板に成形されている。この蓋体は、下面に封止材（ろう材、メッキ材、ガラス材等）が形成されている。
【００４８】
−水晶振動子１の構成−
水晶振動板２の第１辺２４１の一端部分が角部２４５に形成された第１後段引出電極２０３２とベース基板３の電極パッド３３、および水晶振動板２の第１辺２４１の他端部分の角部２４６に形成された第２後段引出電極２０４２とベース基板３の電極パッド３４とが接合部材Ｂにより電気的機械的に接合され、水晶振動板２の第１辺２４１のみがベース基板３に片保持されている。本形態では接合部材Ｂとしてシリコーン樹脂などからなる導電性樹脂接合剤などを用いている。なお、この接合部材Ｂとしては、導電性樹脂接合剤に限らず、ろう材や金属材料からなる導電性バンプを用いてもよい。
【００４９】
この水晶振動子１では、ベース基板３（本発明でいう基板）と蓋体４とが接合されてパッケージが構成され、ベース基板３と蓋体４とが接合されてパッケージの内部空間が形成される。ベース基板３（本発明でいう基板）と蓋体４との接合は、シームやビームなどの溶接手法、ガラス封止材や金属ろう材などによる雰囲気加熱手法により実施される。この際、図４に示すように、ベース基板３の上に水晶振動板２が片保持搭載された状態で、ベース基板３（本発明でいう基板）と蓋体４とが接合されてパッケージの内部空間内に水晶振動板２が気密封止され、水晶振動子１（水晶振動デバイス）の完成となる。
【００５０】
（第２実施形態）
本実施例にかかる水晶フィルタでは、水晶フィルタ板５（本発明でいう水晶振動板）と、この水晶フィルタ板５を保持するベース基板（図示せず）と、ベース基板に保持した水晶フィルタ板５を気密封止するための蓋体（図示せず）とが設けられている。以下、本実施例にかかる水晶フィルタでは、上記実施形態と異なる水晶フィルタ板５を中心に説明する。
【００５１】
−水晶フィルタ板５の構成−
水晶フィルタ板５は、図６に示すように、ＡＴカット水晶基板からなり、平面視矩形で板状の直方体形状からなり、平面視長辺が結晶軸におけるＺから所定角度傾いたＺ′軸と平行であり、平面視短辺が結晶軸におけるＸ軸と平行なるように構成されている。この水晶フィルタ板５の基板の他主面には、水晶フィルタ板５の高周波化に対応するため板面の中央に平面視矩形の凹部５２が形成されており、水晶フィルタ板５の板面中央には薄肉の振動部５３と、振動部５３の外周に形成された厚肉の外枠部５４と、振動部５３の周囲と外枠部５４とをつなぐ段差壁５６とを有している。また、平面視矩形の凹部５２については、例えば水晶フィルタ板５の各辺と平行になるように、各辺が結晶軸におけるＸ軸とＺ′軸と平行なるように構成されている。このような凹部５２は、フォトリソ技術を用いて凹部５２に相当する窓部が形成されたクロムと金（Ｃｒ−Ａｕ）の膜を形成し、その窓部の部分のみをフッ素系のエッチング液に浸してウェットエッチングすることで、所望の深さの凹部を形成することができる。これにより、水晶フィルタ板５に対して薄肉の振動部５３と厚肉の外枠部５４と段差壁５６とを構成することができる。
【００５２】
水晶フィルタ板５（外枠部５４）には、対向する２辺である第１辺５４１と第２辺５４２とを有し、これらの辺と直交する方向の対向する２辺である第３辺５４３と第４辺５４４とを有している。このとき、第１辺５４１と第２辺５４２とは、Ｘ軸と平行なるように構成されており、水晶フィルタ板５のＺ´軸方向の一端部と他端部で対向している。
【００５３】
水晶フィルタ板５（外枠部５４）の４隅には、角部５４５，５４６，５４７，５４８を有している。このとき、第１辺５４１の一端部分が角部５４５となり、第１辺５４１の他端部分が角部５４６となるとともに、水晶フィルタ板５（外枠部５４）の第２辺５４２の一端部分が角部５４７となり、第２辺５４２の他端部分が角部５４８となるようにそれぞれ配置構成されている。
【００５４】
水晶フィルタ板５の他主面の凹部５２には、水晶フィルタ板５の第１辺５４１に近接する平行な第５段差壁５６１と、水晶フィルタ板５の第２辺５４２に近接する平行な第６段差壁５６２と、水晶フィルタ板５の第３辺５４３に近接する平行な第７段差壁５６３と、水晶フィルタ板５の第４辺５４４に近接する平行な第８段差壁５６４とを有している。このとき、第５段差壁５６１と第６段差壁５６２とが対向し、第７段差壁５６３と第８段差壁５６４とが対向するとともに、第５段差壁５６１と第６段差壁５６２とは第７段差壁５６３と第８段差壁５６４とに直交するようにそれぞれ配置構成されている。
【００５５】
水晶フィルタ板５の凹部５２の４隅には、直線状に形成されたＣ面状段差壁部５６５，５６６，５６７，５６８を有している。このとき、凹部５２の第５段差壁５６１の一端部分がＣ面状段差壁部５６５となり、第５段差壁５６１の他端部分がＣ面状段差壁部５６６となるとともに、凹部５２の第６段差壁５６２の一端部分がＣ面状段差壁部５６７となり、第６段差壁５６２の他端部分がＣ面状段差壁部５６８となるようにそれぞれ配置構成されている。なお、第５段差壁５６１と第６段差壁５６２とは、Ｘ軸と平行なるように構成されている。なお、このＣ面状段壁部は円弧状に形成されたＲ面状段差壁部として構成してもよい。
【００５６】
水晶フィルタ板５の凹部５２の１つの隅部であるＣ面状段差壁部５６６に隣接する第５段差壁５６１の一部と第７段差壁５６３の一部には、水晶フィルタ板５の板厚方向と直交する板幅方向（第５段差壁５６１と第７段差壁５６３のそれぞれの幅方向）のみに蛇行する凹凸面が形成された第１凹凸面状段差壁部５６９１と第２凹凸面状段差壁部５６９２とを構成している。水晶フィルタ板５の凹部５２の１つの隅部であるＣ面状段差壁部５６７に隣接する第６段差壁５６２の一部と第８段差壁５６４の一部には、水晶フィルタ板５の板厚方向と直交する板幅方向（第６段差壁５６２と第８段差壁５６４のそれぞれの幅方向）のみに蛇行する凹凸面が形成された第３凹凸面状段差壁部５６９３と第４凹凸面状段差壁部５６９４とを構成している。なお、この凹凸面は水晶フィルタ板の板厚方向のみに蛇行したものや板厚方向と板幅方向の両方に凹凸を形成したものとして構成してもよい。また、本形態では凹凸面状段差壁部は隅部のＣ面状段差壁部を挟む２辺の一部に形成しているが、Ｃ面状段差壁部を挟むとともにこの隅部の領域を除いて２辺全体に形成してもよい。後述する引出電極が延出される１辺の一部あるいは隅部を除く全部のみに形成してもよいし、隅部を除く４辺全周に構成してもよい。
【００５７】
水晶フィルタ板５の一主面の内部中央付近（振動部５３）には、Ｚ′軸に沿って矩形状の第１電極５０１と第２電極５０２とが所定のギャップ領域Ｇを挟んで並んで形成された分割電極（本発明でいう励振電極）を有している。水晶フィルタ板５の他主面で凹部５２の内部中央付近（振動部５３）には、分割電極（第１電極５０１と第２電極５０２）に対向して形成された矩形状の共通電極５０３（本発明でいう励振電極）が形成される。第１電極５０１と第２電極５０２とは、図示しない外部電極と電気機械的に接合するために、第１引出電極５０４と第２引出電極５０５とにより振動部５３から外枠部５４の一部へと延出されている。共通電極５０３は、図示しない外部電極と電気機械的に接合するために、第３引出電極５０６と第４引出電極５０７とにより振動部５３から段差壁５６を経由して外枠部５４の一部へと各々延出されている。
【００５８】
第１引出電極５０４は、第１電極５０１を水晶フィルタ板５（外枠部５４）の第１辺５４１の一端部である角部５４５付近のみに延出している（第１辺側のみに延出するとともに第１辺の両端部にある２つの角部の１つに形成している）。より具体的には、第１引出電極５０４は、振動部５３から他主面に形成された段差壁５６に相当する領域の手前までの区間で延出する第１前段引出電極５０４１と、段差壁５６に相当する領域から外枠部５４までの区間を延出する第１後段引出電極５０４２とを有している。第１前段引出電極５０４１は、第１電極５０１の辺のうち、水晶フィルタ板５の第１辺５４１に近接する平行な辺５０１１の中央部に接続されており、当該中央部から第１電極５０１と第２電極５０２とが並んで形成された結晶軸方向（本形態ではＺ′軸）に沿って延出している。第１後段引出電極５０４２は、第１前段引出電極５０４１の端部に接続されており、当該端部から外枠部５４の領域で、第１電極５０１と第２電極５０２とが並んで形成された結晶軸方向と直交する結晶軸方向（本形態ではＸ軸）に沿って延出し、外枠部５４のうち角部５４６へといたる上面の一部の領域へと延出されている。
【００５９】
第２引出電極５０５は、第２励振電極５０２を水晶フィルタ板５（外枠部５４）の第２辺５４２の他端部である角部５４８付近のみに延出している（第２辺側のみに延出するとともに第２辺の両端部にある２つの角部の１つに形成している）。より具体的には、第２引出電極５０５は、振動部５３から他主面に形成された段差壁５６に相当する領域の手前までの区間で延出する第２前段引出電極５０５１と、段差壁５６に相当する領域から外枠部５４までの区間を延出する第２後段引出電極５０５２とを有している。第２前段引出電極５０５１は、第２電極５０２の辺のうち、水晶フィルタ板５の第２辺５４２に近接する平行な辺５０２１の中央部に接続されており、当該中央部から第１電極５０１と第２電極５０２とが並んで形成された結晶軸方向（本形態ではＺ′軸）に沿って延出している。第２後段引出電極５０５２は、第２前段引出電極５０５１の端部に接続されており、当該端部から外枠部５４の領域で、第１電極５０１と第２電極５０２とが並んで形成された結晶軸方向と直交する結晶軸方向（本形態ではＸ軸）に沿って延出し、外枠部５４のうち角部５４８へといたる上面の一部の領域へと延出されている。
【００６０】
第３引出電極５０６は、共通電極５０３を水晶フィルタ板５（外枠部５４）の第１辺５４１の他端部である角部５４６付近のみに延出している（第１辺側のみに延出するとともに第１辺の両端部にある２つの角部の１つに形成している）。より具体的には、第３引出電極５０６は、振動部５３から段差壁５６の手前までの区間で延出する第３前段引出電極５０６１と、段差壁５６から外枠部５４までの区間を延出する第３後段引出電極５０６２とを有している。第３前段引出電極５０６１は、共通電極５０３の隅部５０３１に接続されており、当該隅部から、第１電極５０１と第２電極５０２とが並んで形成された結晶軸方向と直交する結晶軸方向（本形態ではＸ軸）に沿って延出している。第３後段引出電極５０６２は、第３前段引出電極５０６１の端部に接続されており、当該端部から第１電極５０１と第２電極５０２とが並んで形成された結晶軸方向（本形態ではＺ′軸）に沿って延出するとともに、第１凹凸面状段差壁部５６９１とＣ面状段差壁部５６６と第２凹凸面状段差壁部５６９２の上面に跨って形成されることで段差壁５６を経由し、外枠部５４のうち角部５４６へといたる上面の一部の領域へと延出されている。
【００６１】
第４引出電極５０７は、共通電極５０３を水晶フィルタ板５（外枠部５４）の第２辺５４２の一端部である角部５４７付近のみに延出している（第２辺側のみに延出するとともに第２辺の両端部にある２つの角部の１つに形成している）。より具体的には、第４引出電極５０７は、振動部５３から段差壁５６の手前までの区間で延出する第４前段引出電極５０７１と、段差壁５６から外枠部５４までの区間を延出する第４後段引出電極５０７２とを有している。第４前段引出電極５０７１は、共通電極５０３の隅部５０３２に接続されており、当該隅部から第１電極５０１と第２電極５０２とが並んで形成された結晶軸方向と直交する結晶軸方向（本形態ではＸ軸）に沿って延出している。第４後段引出電極５０７２は、第４前段引出電極５０７１の端部に接続されており、当該端部から第１電極５０１と第２電極５０２とが並んで形成された結晶軸方向（本形態ではＺ′軸）に沿って延出するとともに、第３凹凸面状段差壁部５６９３とＣ面状段差壁部５６７と第４凹凸面状段差壁部５６９４の上面に跨って形成されることで段差壁５６を経由し、外枠部５４のうち角部５４７へといたる上面の一部の領域へと延出されている。
【００６２】
以上の構成により、ＡＴカット水晶フィルタ板５の直交する２つの段差壁に第１凹凸面状段差壁部５６９１とＣ面状段差壁部５６６と第２凹凸面状段差壁部５６９２の上面に跨って第３後段引出電極５０６２が形成され、同じくＡＴカット水晶フィルタ板５の直交する２つの段差壁に第３凹凸面状段差壁部５６９３とＣ面状段差壁部５６７と第４凹凸面状段差壁部５６９４の上面に跨って第４後段引出電極５０７２が形成されている。
【００６３】
このため、各引出電極の表面積が増大し段差壁５６における各引出電極による接続の確率が高まる。この領域における導通抵抗が低下することが抑制される。段差壁５６の稜部分で水晶と引出電極との熱膨張差などで各引出電極に対して応力が生じたとしても、各凹凸面状段差壁部における各引出電極での断線が広がりにくい。なお、凹凸面状段差壁部５６９１，５６９２，５６９３，５６９４を水晶フィルタ板５の板幅方向のみに蛇行する凹凸面を形成することで、振動部５３から外枠部５４への各引出電極の延出経路で、上記凹凸面状段差部自身によって構成される稜部分による断線のリスクが抑制される。
【００６４】
また、ＡＴカット水晶フィルタ板５をウェットエッチングすることで段差壁を形成した場合に、水晶の結晶軸の異方性により段差壁の傾斜角度等が異なったり、段差壁の稜部分のエッジがきつくなったりするといった影響を受けることがある。しかしながら、より鈍角な稜部分を確実に構成することができ、この段差壁の鈍角な稜部分ではエッジが緩やかになり、引出電極が断線しにくい構成とすることができる。
【００６５】
また、段差壁の４隅部には直線状に形成されたＣ面状段差壁部５６５，５６６，５６７，５６８を有しているため、この４隅を起点とする水晶フィルタ板５のクラックの発生を抑制し、より耐衝撃性の高い水晶フィルタ板５を提供できる。
【００６６】
また、第１前段引出電極５０４１と第２前段引出電極５０５１の延出方向を第１電極５０１と第２電極５０２の水晶フィルタ板の外周辺に近接した各辺の中央から第１電極５０１と第２電極５０２とが並んで形成された結晶軸方向（本形態ではＺ′軸）に沿って延出することで、ツイストモードのスプリアスの発生を抑制することができる。さらに、上述のように第３前段引出電極５０６１と第４前段引出電極５０７１の延出方向を第１電極５０１と第２電極５０２とが並んで形成された結晶軸方向と直交する結晶軸方向（本形態ではＸ軸）に沿って延出することで、第１前段引出電極５０４１と第２前段引出電極５０５１と水晶フィルタ板５の振動部５３で対向して配置形成されることがなくなるため、フィルタ特性に悪影響を与えることがない。
【００６７】
なお、本形態の水晶フィルタ板５では、水晶フィルタ板の他主面のみに凹部５２を形成した構成のいわゆるプラノ逆メサ形状のものを開示しているが、水晶フィルタ板の一主面と他主面に凹部を形成した構成のいわゆるバイ逆メサ形状のものにも適用できる。また、本形態の共通電極５０３の引出電極として、第３引出電極５０６と第４引出電極５０７の２本の経路を構成しているが、いずれか１本の経路のみとしてもよい。
【００６８】
なお、これらの第１電極５０１と第２電極５０２と第１引出電極５０４と第２引出電極５０５と第３引出電極５０６と第４引出電極５０７とは、フォトリソグラフィ法により形成され、例えば、アルミ（Ａｌ）単層、クロム、銀（Ｃｒ−Ａｇ）、あるいはニッケル、銀（Ｎｉ−Ａｇ）の順に積層して形成されている。
【００６９】
なお、上記に示した本発明の実施形態はいずれも本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、水晶振動子、水晶フィルタ、水晶発振器などの水晶振動デバイスにも適用できる。
【符号の説明】
【００７１】
１  水晶振動子
２  水晶振動板
３  ベース基板
４  蓋体
５  水晶フィルタ板
Ｂ  接合部材
【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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