(57)【要約】【課題】振動特性の安定した圧電振動片を提供する。【解決手段】圧電振動片１０は、第１主面２１と第２主面２３とを有する圧電板２０と、第１主面２１および第２主面２３にそれぞれ形成された励振電極５１と、第２主面２３に形成され、励振電極５１に接続されたマウント電極５５と、を有する。そして、圧電振動片１０は、第２主面２３において、圧電板２０と一体に形成された第１バンプ４７を有し、マウント電極５５の少なくとも一部が、第１バンプ４７の頂部４７ｃに形成されている。【選択図】図１
2015186238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面と第２主面とを有する圧電板と、
前記第１主面および前記第２主面にそれぞれ形成された励振電極と、
前記第２主面に形成され、前記励振電極に接続されたマウント電極と、
前記第２主面において、前記圧電板と一体に形成された第１バンプと、を有し、
前記マウント電極の少なくとも一部は、前記第１バンプの頂部に形成されている、
ことを特徴とする圧電振動片。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電振動片において、
前記第１主面および前記第２主面のうち少なくとも一方に形成された凸部を有し、
前記励振電極は、前記凸部の頂部に形成されている、
ことを特徴とする圧電振動片。
【請求項３】
請求項２に記載の圧電振動片において、
前記凸部は、少なくとも前記第２主面に形成され、
前記第１バンプの高さは、前記凸部の頂部より高く形成されている、
ことを特徴とする圧電振動片。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の圧電振動片において、
前記第２主面に形成された前記励振電極と前記マウント電極とを接続する引き回し配線を有し、
前記第１バンプは、圧電板の自然結晶面であるバンプ斜面を有し、
前記マウント電極の少なくとも一部および前記引き回し配線の少なくとも一部のうち少なくとも一方は、前記バンプ斜面に形成されている、
ことを特徴とする圧電振動片。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電振動片において、
前記圧電板は、平面視矩形状に形成され、
前記第１バンプは、前記圧電板の前記第２主面における角部に形成されている、
ことを特徴とする圧電振動片。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の圧電振動片において、
前記第２主面に形成された第２バンプを有し、
前記第２バンプは、前記第２主面における前記励振電極を挟んで前記第１バンプの反対側に形成されている、
ことを特徴とする圧電振動片。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の圧電振動片において、
前記圧電板は、ＡＴカットにより形成されている、
ことを特徴とする圧電振動片。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の圧電振動片と、
前記圧電振動片が実装されるベース部材を有するパッケージと、を備え、
前記圧電振動片は、前記第２主面を前記ベース部材に向けて前記ベース部材に実装されている、
ことを特徴とする圧電振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動片および圧電振動子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や携帯情報端末機器、電波時計等には、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として、例えば水晶を利用した圧電振動子が用いられている。従来、圧電振動子は、マウント用接着剤によって圧電振動片がパッケージに固定された状態で格納される。この場合、例えば特許文献１に記載のように、圧電振動片の主面上に形成された電極上に導電性接着剤が接着される構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１９７８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した圧電振動片は、実装時にマウント用接着剤に押し付けられるため、マウント用接着剤が圧電振動片上に濡れ広がる。そのため、圧電振動片の励振部へマウント用接着剤が付着し、クリスタルインピーダンス（ＣＩ値）の増加といった振動特性の劣化につながる。特に小型の圧電振動片や、低周波数用の圧電振動片は、振動が励振部周辺へ伝搬しやすいため、マウント用接着剤の不規則な濡れ広がりは、深刻な振動特性の劣化とばらつきの原因となる。
【０００５】
そこで本発明は、振動特性の安定した圧電振動片を提供するものである。また、当該圧電振動片を備えた圧電振動子を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の圧電振動片は、第１主面と第２主面とを有する圧電板と、前記第１主面および前記第２主面にそれぞれ形成された励振電極と、前記第２主面に形成され、前記励振電極に接続されたマウント電極と、前記第２主面において、前記圧電板と一体に形成された第１バンプと、を有し、前記マウント電極の少なくとも一部は、前記第１バンプの頂部に形成されている、ことを特徴とする。
本発明によれば、マウント電極の少なくとも一部が、第２主面から突出している第１バンプの頂部に形成されているため、マウント電極が形成された第１バンプに対して主にマウント用接着剤を付着させて圧電振動片を実装することができる。そのため、マウント電極が第２主面上に形成された場合に比べてマウント用接着剤の濡れ広がりが抑制され、振動特性の劣化やばらつきの原因となる不規則な濡れ広がりを防止できる。したがって、振動特性の安定した圧電振動片を得ることができる。
【０００７】
上記の圧電振動片において、前記第１主面および前記第２主面のうち少なくとも一方に形成された凸部を有し、前記励振電極は、前記凸部の頂部に形成されている、ことが望ましい。
この構成によれば、圧電振動片は、振動エネルギーを凸部に精度良く閉じ込めることができ、振動漏れによるＣＩ値の増加を抑制できる。したがって、振動特性の優れた圧電振動片を得ることができる。
【０００８】
上記の圧電振動片において、前記凸部は、少なくとも前記第２主面に形成され、前記第１バンプの高さは、前記凸部の頂部より高く形成されている、ことが望ましい。
この構成によれば、第１バンプが第２主面に形成された凸部の頂部より高く形成されているため、凸部が形成されている場合でも、マウント用接着剤を主に第１バンプに付着させて圧電振動片を実装することができる。これにより、マウント用接着剤が濡れ広がった場合でも、第２主面に形成された凸部に付着することを防止できる。したがって、振動特性の安定した圧電振動片を得ることができる。
【０００９】
上記の圧電振動片において、前記第２主面に形成された前記励振電極と前記マウント電極とを接続する引き回し配線を有し、前記第１バンプは、圧電板の自然結晶面であるバンプ斜面を有し、前記マウント電極の少なくとも一部および前記引き回し配線の少なくとも一部のうち少なくとも一方は、前記バンプ斜面に形成されている、ことが望ましい。
この構成によれば、第１バンプの頂部と第２主面とがバンプ斜面により接続されているため、第１バンプの頂部とバンプ斜面との接続角度が緩やかになる。そのため、マウント電極および引き回し配線のうち少なくとも一方をバンプ斜面上に形成することで、第１バンプの頂部とバンプ斜面との稜線部における段切れの発生を防止できる。これにより、第１バンプの頂部に形成されたマウント電極と励振電極とをより確実に電気的に接続でき、圧電振動片の実装時において、励振電極とパッケージとをより確実に電気的に接続できる。したがって、信頼性の高い圧電振動片を得ることができる。
【００１０】
上記の圧電振動片において、前記圧電板は、平面視矩形状に形成され、前記第１バンプは、前記圧電板の前記第２主面における角部に形成されている、ことが望ましい。
この構成によれば、第１バンプは、第２主面の励振電極からより遠い位置に形成される。そのため、圧電振動片の実装時において、マウント用接着剤が第１バンプから第２主面に濡れ広がった場合でも、濡れ広がったマウント用接着剤が第２主面の励振電極に付着する不良をより確実に防止できる。さらに、第１バンプを励振電極からより遠くに配置することで、第１バンプにより誘発される不要振動の伝搬距離が増加し、その強度を減衰させることができるので、圧電振動片の振動特性の悪化を防止できる。したがって、より振動特性の安定した圧電振動片を得ることができる。
【００１１】
上記の圧電振動片において、前記第２主面に形成された第２バンプを有し、前記第２バンプの重心は、前記第２主面における前記励振電極を挟んで前記第１バンプの反対側に形成されている、ことが望ましい。
この構成によれば、第２バンプは、第１バンプと同様に第２主面に形成され、圧電板の厚さ方向から見て第１バンプとともに励振電極を挟むように配置される。そのため、圧電振動片の実装時において、第１バンプと同様に第２バンプもマウント用接着剤にてパッケージに接着することで、圧電振動片の実装姿勢が安定し、マウント用接着剤の濡れ広がりのばらつきを抑制できる。したがって、より振動特性の安定した圧電振動片を得ることができる。
【００１２】
上記の圧電振動片において、前記圧電板は、ＡＴカットにより形成されている、ことが望ましい。
この構成によれば、振動特性の安定したＡＴカット振動片を提供できる。
【００１３】
本発明の圧電振動子は、上記の圧電振動片と、前記圧電振動片が実装されるベース部材を有するパッケージと、を備え、前記圧電振動片は、前記第２主面を前記ベース部材に向けて前記ベース部材に実装されている、ことを特徴とする。
この構成によれば、圧電振動子は、前述した振動特性の安定した圧電振動片を備えるため、振動特性の安定した圧電振動子を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の圧電振動片によれば、マウント電極の少なくとも一部が、第２主面から突出している第１バンプの頂部に形成されているため、マウント電極が形成された第１バンプに対して主にマウント用接着剤を付着させて圧電振動片を実装することができる。そのため、マウント電極が第２主面上に形成された場合に比べてマウント用接着剤の濡れ広がりが抑制され、振動特性の劣化やばらつきの原因となる不規則な濡れ広がりを防止できる。したがって、振動特性の安定した圧電振動片を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係る圧電振動片の概略図であり、（ａ）は（ｂ）のＩ−Ｉ線における断面図、（ｂ）は底面図である。
【図２】第１実施形態に係る圧電振動子の構成を示す断面図である。
【図３】第１実施形態の第１変形例に係る圧電振動片の底面図である。
【図４】第２実施形態に係る圧電振動片の概略図であり、（ａ）は（ｂ）のＩＶ−ＩＶ線における断面図、（ｂ）は底面図である。
【図５】第２実施形態の第１変形例に係る圧電振動片の概略図であり、（ａ）は（ｂ）のＶ−Ｖ線における断面図、（ｂ）は底面図である。
【図６】第３実施形態に係る圧電振動片の概略図であり、（ａ）は（ｂ）のＶＩ−ＶＩ線における断面図、（ｂ）は底面図である。
【図７】第４実施形態に係る圧電振動片の概略図であり、（ａ）は（ｂ）のＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図、（ｂ）は底面図である。
【図８】第４実施形態に係る圧電振動子の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図の構成を説明する際には、ＸＹ´Ｚ´座標系を用いる。このＸＹ´Ｚ´座標系における各軸は、後述する水晶の結晶軸のうち、Ｘ軸が電気軸であり、Ｚ´軸が光学軸であるＺ軸に対してＸ軸周りに３５度１５分だけ傾いた軸であり、Ｙ´軸がＸ軸およびＺ´軸に直交する軸である。また、Ｘ方向、Ｙ´方向およびＺ´方向は、図中矢印方向を＋方向とし、矢印とは反対の方向を−方向として説明する。
【００１７】
（第１実施形態、圧電振動片および圧電振動子）
最初に、第１実施形態の圧電振動片および圧電振動子について説明する。
図１は、第１実施形態に係る圧電振動片の概略図であり、（ａ）は（ｂ）のＩ−Ｉ線における断面図、（ｂ）は底面図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の圧電振動片１０は、第１主面２１と第２主面２３とを有する圧電板２０と、第１主面２１および第２主面２３にそれぞれ形成された励振電極５１と、第２主面２３に形成され、励振電極５１に接続されたマウント電極５５と、を有する。そして、圧電振動片１０は、第２主面２３において、圧電板２０と一体に形成された第１バンプ４７を有し、マウント電極５５の少なくとも一部が、第１バンプ４７の頂部４７ｃに形成されている。
【００１９】
圧電振動片１０は、第１主面２１および第２主面２３を有する圧電板２０を備える。
圧電板２０は、ランバード加工された人工水晶からＡＴカットにより、所定の厚さの矩形板状に形成される。
ＡＴカットは、人工水晶の結晶軸である電気軸（Ｘ軸）、機械軸（Ｙ軸）及び光学軸（Ｚ軸）の３つの結晶軸のうち、Ｚ軸に対してＸ軸周りに３５度１５分だけ傾いた方向（Ｚ´軸方向）に切り出す加工手法である。ＡＴカットによって切り出された圧電板２０は、周波数温度特性が安定しており、構造や形状が単純で加工が容易であり、ＣＩ値が低いという利点がある。本実施形態の圧電板２０は、Ｚ´方向の長さがＸ方向の長さより長くなるように形成されている。また、圧電板２０は、ＸＺ´平面に平行で＋Ｙ´方向側に形成された第１主面２１と、−Ｙ´方向側に形成された第２主面２３とを有する。
【００２０】
また、圧電振動片１０は、第１主面２１および第２主面２３にそれぞれ形成された励振電極５１を有する。励振電極５１は、第１主面２１に形成された第１励振電極５１ａと、第２主面２３に形成された第２励振電極５１ｂと、を有する。
第１励振電極５１ａは、Ｙ´方向視矩形状で、第１主面２１の中央部の位置に形成されている。第２励振電極５１ｂは、Ｙ´方向視矩形状で、第２主面２３の中央部の位置に形成されている。第２励振電極５１ｂは、Ｙ´方向視において第１励振電極５１ａと重なるように形成されている。
【００２１】
さらに、圧電振動片１０は、第２主面２３に形成され、励振電極５１に接続されたマウント電極５５を有する。
マウント電極５５は、第１マウント電極５５ａおよび第２マウント電極５５ｂを有する。第１マウント電極５５ａは、Ｙ´方向視矩形状に形成され、第２主面２３のうち＋Ｘ側かつ−Ｚ´側の角部であって、第２励振電極５１ｂに重ならない位置に設けられている。第１マウント電極５５ａは、圧電板２０の＋Ｘ側の側面および−Ｚ´側の側面のうち少なくとも一方（本実施形態では＋Ｘ側の側面）に形成された第１接続部６１を介して、第１主面２１に形成された第１マウント裏電極６５に接続されている。第１マウント裏電極６５は、Ｙ´方向視において第１マウント電極５５ａと重なるように形成され、引き回し配線５７を介して、第１励振電極５１ａに接続されている。
第２マウント電極５５ｂは、Ｙ´方向視矩形状に形成され、第２主面２３のうち−Ｘ側かつ−Ｚ´側の角部であって、第２励振電極５１ｂに重ならない位置に設けられている。第２マウント電極５５ｂは、引き回し配線５９を介して、第２励振電極５１ｂに接続されている。また、第２マウント電極５５ｂは、圧電板２０の−Ｘ側の側面および−Ｚ´側の側面のうち少なくとも一方（本実施形態では−Ｘ側の側面）に形成された第２接続部６３を介して、第１主面２１に形成された第２マウント裏電極６７に接続されている。第２マウント裏電極６７は、Ｙ´方向視において第２マウント電極５５ｂと重なるように形成されている。
【００２２】
なお、上述した励振電極、マウント電極、引き回し配線、マウント裏電極および接続部は、金等の金属の単層膜や、クロム等の金属を下地層とし、金等の金属を上地層とした積層膜などで形成されている。
【００２３】
また、圧電振動片１０は、第２主面２３において、圧電板２０と一体に形成された第１バンプ４７を有する。
本実施形態の圧電振動片１０は、一対の第１バンプ４７を備えている。第１バンプ４７は、Ｙ´方向視が例えば長円状の柱状形状で、Ｘ方向視およびＺ´方向視が長方形状または台形状に形成されている。第１バンプ４７の頂部４７ｃは第２主面２３と平行な平面状に形成されており、後述するマウント用接着剤との接触面積をより広く確保している。
そして、一対の第１バンプ４７のうち一方の第１バンプ４７ａは、第２主面２３のうち＋Ｘ側かつ−Ｚ´側の角部近傍に設けられ、他方の第１バンプ４７ｂは、第２主面２３のうち−Ｘ側かつ−Ｚ´側の角部近傍に設けられる。
【００２４】
第１バンプ４７は、圧電板２０と一体に形成されている。以下に第１バンプ４７の形成方法について説明する。
まず、所定の厚みの水晶ウエハの両面に、水晶のエッチングに対する耐性を有する金属層から形成されるエッチング保護層と、フォトレジスト層とを順に積層する。
次に、水晶ウエハの一方の面に設けられたフォトレジスト層に、圧電振動片１０の−Ｙ´方向から見た第１バンプ４７の外形パターンを所定のフォトリソグラフィ法により形成する。このとき、水晶ウエハの他方の面に設けられたフォトレジスト層はパターニングしない。
次に、フォトレジスト層をマスクとしてエッチング保護層のエッチングを行う。そして、フォトレジスト層を剥離することで、水晶ウエハの一方の面には、第１バンプ４７のＹ´方向視形状パターンにパターニングされたエッチング保護層が形成され、水晶ウエハの他方の面には、エッチング保護層が全面に形成される。
次に、パターニングされたエッチング保護層をマスクとして、水晶ウエハの両面をエッチングする。このとき、水晶ウエハの厚さ方向のエッチング量は、第１バンプ４７の高さに一致させる。これにより水晶ウエハの一方の面に、第１バンプ４７が形成される。
次に、水晶ウエハの両面のエッチング保護層を除去する。
【００２５】
そして、上述の方法により第１バンプ４７が形成された水晶ウエハに、外形パターンによりエッチングを行って圧電板２０の外形を形成し、さらに圧電板２０の表面に電極を形成する。最後に、圧電振動片１０を個片化し、圧電板２０と一体に形成された第１バンプ４７を有する圧電振動片１０が得られる。
【００２６】
そして、前述したマウント電極５５の少なくとも一部は、第１バンプ４７の頂部４７ｃに形成されている。
本実施形態では、第１マウント電極５５ａは、Ｙ´方向視において、一方の第１バンプ４７ａの全体と重なるように形成されている。また、第２マウント電極５５ｂは、Ｙ´方向視において、他方の第１バンプ４７ｂの全体と重なるように形成されている。このように、マウント電極５５が第１バンプ４７の全体を覆うように形成されることで、第１バンプ４７の頂部４７ｃにマウント電極５５の一部が形成されている。
【００２７】
次いで、圧電振動片１０を備える圧電振動子１について説明する。
図２は、第１実施形態に係る圧電振動子の構成を示す断面図である。
図２に示すように、圧電振動子１は、圧電振動片１０と、圧電振動片１０が実装されるベース部材８１を有するパッケージ８０と、を備える。
パッケージ８０は、ベース部材８１と、このベース部材８１に対して接合されるリッド部材（封口板）８９とを有している。
【００２８】
ベース部材８１は、平面視矩形状に形成されており、底部８３および側壁部８５を有している。ベース部材８１は、例えばセラミック材料によって形成されている。具体的には、例えばアルミナ製のＨＴＣＣ（Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−Ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃ）や、ガラスセラミックス製のＬＴＣＣ（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−Ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃ）等が挙げられる。なお、ベース部材８１は、例えばガラスや樹脂などによって形成されていてもよい。
【００２９】
底部８３は、圧電振動片１０が実装される実装面８３ａと、実装面８３ａとは反対側に設けられた底面８３ｂとを有している。実装面８３ａは平坦に形成され、圧電振動片１０が実装される。側壁部８５は、底部８３の外周に沿って平面視矩形環状に形成されており、底部８３の中央部を囲っている。このようにベース部材８１は、底部８３及び側壁部８５によって形成されたキャビティ８７を有する構成である。
【００３０】
実装面８３ａには、一対の実装電極９１が形成されている。実装電極９１は、所定の間隔で並んで配置される。
【００３１】
リッド部材８９は、ベース部材８１の側壁部８５上に配置されている。リッド部材８９は、例えば上記のセラミック材料を用いて平面視矩形板状に形成されている。リッド部材８９は、例えば不図示の接着剤などによって側壁部８５の端面８５ａに接合されている。このようにリッド部材８９が設けられることで、ベース部材８１のキャビティ８７が封止されている。
【００３２】
圧電振動片１０は、第２主面２３をベース部材８１に向けてベース部材８１に実装されている。
圧電振動片１０は、マウント用接着剤９３を介してベース部材８１に固定されている。マウント用接着剤９３は、第１バンプ４７の頂部４７ｃに形成された一対のマウント電極５５に付着する。マウント用接着剤９３としては、熱硬化性の導電性樹脂が用いられる。これにより、マウント用接着剤９３は、第１マウント電極５５ａおよび第２マウント電極５５ｂと一対の実装電極９１との間をそれぞれ物理的に固定するとともに、電気的に接続する。
【００３３】
次に、図２を用いて圧電振動片１０の実装について説明する。圧電振動片１０の実装は、圧電振動片１０を負圧等により吸着保持する吸着手段を用いて行われる。具体的には、まず圧電振動片１０と同程度の面積の平面を有する吸着手段の吸着面に圧電振動片１０の第１主面２１を吸着させる。次いで、ベース部材８１の実装電極９１上にマウント用接着剤９３を塗布し、圧電振動片１０を実装する。圧電振動片１０の実装は、圧電板２０の第２主面２３とベース部材８１の実装面８３ａとが略平行の状態を維持しつつ、圧電振動片１０をベース部材８１に向かって−Ｙ´方向に移動させることで行われる。このとき、第１バンプ４７の頂部４７ｃが、第２主面２３から突出した位置にあるため、マウント用接着剤９３は最初に第１バンプ４７の頂部４７ｃ上に形成されたマウント電極５５に接触する。これにより、マウント電極５５と実装電極９１の相対位置がばらついても、マウント電極５５上におけるマウント用接着剤９３の接触領域は変化しないため、マウント電極５５に対して高い位置精度をもってマウント用接着剤９３を接着できる。そして、圧電振動片１０をベース部材８１に向かってさらに押し込むことで、マウント用接着剤９３は、接触領域を第１バンプ４７の側面に広げながら＋Ｙ´方向に濡れ広がる。
このように圧電振動片１０をベース部材８１に取り付けることで、マウント用接着剤９３とマウント電極５５との接着面積を十分に確保しつつ、ＸＺ´平面方向へのマウント用接着剤９３の濡れ広がりが抑制される。したがって、振動特性の劣化やばらつきの原因となる不規則な濡れ広がりを防止できる。
【００３４】
このように、本実施形態の圧電振動片１０は、第１主面２１と第２主面２３とを有する圧電板２０と、第１主面２１および第２主面２３にそれぞれ形成された励振電極５１と、第２主面２３に形成され、励振電極５１に接続されたマウント電極５５と、を有する。そして、圧電振動片１０は、第２主面２３において、圧電板２０と一体に形成された第１バンプ４７を有し、マウント電極５５の少なくとも一部は、第１バンプ４７の頂部４７ｃに形成されている、ことを特徴とする。
本実施形態によれば、マウント電極５５は、第２主面２３から突出している第１バンプ４７の頂部４７ｃに形成されているため、マウント電極５５が形成された第１バンプ４７に対して主にマウント用接着剤９３を付着させて圧電振動片１０を実装することができる。そのため、マウント電極５５が第２主面２３上に形成された場合に比べてマウント用接着剤９３の濡れ広がりが抑制され、振動特性の劣化やばらつきの原因となる不規則な濡れ広がりを防止できる。したがって、振動特性の安定した圧電振動片を得ることができる。
【００３５】
また、本実施形態の圧電振動片１０は、ＡＴカットにより形成されている、ことを特徴とする。
本実施形態によれば、振動特性の安定したＡＴカット振動片を提供できる。
【００３６】
本実施形態の圧電振動子１は、圧電振動片１０と、圧電振動片１０が実装されるベース部材８１を有するパッケージ８０と、を備え、圧電振動片１０は、第２主面２３をベース部材８１に向けてベース部材８１に実装されている、ことを特徴とする。
本実施形態によれば、圧電振動子１は、前述した振動特性の安定した圧電振動片１０を備えるため、振動特性の安定した圧電振動子を得ることができる。
【００３７】
（第１実施形態、第１変形例、圧電振動片）
次に、第１実施形態の第１変形例の圧電振動片について説明する。
図３は、第１実施形態の第１変形例に係る圧電振動片の底面図である。
【００３８】
図３に示す第１変形例では、第１バンプ４７が圧電板２０の角部に形成されている点で、図１に示す第１実施形態と異なっている。なお、図１に示す第１実施形態と同様の構成となる部分については、詳細な説明を省略する。
【００３９】
図３に示すように、本変形例の圧電振動片１０ａは、圧電板２０が平面視矩形状に形成され、第１バンプ４７が圧電板２０の第２主面２３における角部に形成されている。
【００４０】
第１バンプ４７のうち一方の第１バンプ４７ａは、第２主面２３のうち＋Ｘ側かつ−Ｚ´側の角部に設けられ、他方の第１バンプ４７ｂは、第２主面２３のうち−Ｘ側かつ−Ｚ´側の角部に設けられる。第１バンプ４７の形状は、それぞれＹ´方向視において、正方形から第２励振電極５１ｂに近接する角部を切り落とした五角形状に形成されている。このように、第１バンプ４７を第２励振電極５１ｂからより遠い位置に形成することで、圧電振動片１０ａの実装時において、マウント用接着剤が第２励振電極５１ｂから遠い位置に接着されることになる。これにより、仮にマウント用接着剤が第１バンプ４７から第２主面２３に濡れ広がった場合でも、マウント用接着剤が第２励振電極５１ｂに付着する不良をより確実に防止することができる。さらに、第１バンプ４７が、励振電極５１からより離れた位置に形成されることで、第１バンプ４７により誘発される不要振動の伝搬距離が増加し、不要振動の強度を減衰させることができる。
【００４１】
このように、本変形例の圧電振動片１０ａは、圧電板２０が平面視矩形状に形成され、第１バンプ４７が圧電板２０の第２主面２３における角部に形成されている、ことを特徴とする。
本変形例によれば、第１バンプ４７は、第２励振電極５１ｂからより遠い位置に形成される。そのため、圧電振動片１０ａの実装時において、マウント用接着剤が第１バンプ４７から第２主面２３に濡れ広がった場合でも、濡れ広がったマウント用接着剤が第２励振電極５１ｂに付着する不良をより確実に防止できる。さらに、第１バンプ４７を励振電極５１からより遠くに配置することで、第１バンプ４７により誘発される不要振動の伝搬距離が増加し、その強度を減衰させることができるので、圧電振動片１０ａの振動特性の悪化を防止できる。したがって、より振動特性の安定した圧電振動片を得ることができる。
【００４２】
（第２実施形態、圧電振動片）
次に、第２実施形態の圧電振動片について説明する。
図４は、第２実施形態に係る圧電振動片の概略図であり、（ａ）は（ｂ）のＩＶ−ＩＶ線における断面図、（ｂ）は底面図である。
【００４３】
図１に示す第１実施形態は、圧電振動片１０が板状に形成されていたが、図４に示す第２実施形態では、圧電振動片１１０が第１主面２１および第２主面２３に第１凸部３１および第２凸部３３を有する点で異なっている。なお、図１に示す第１実施形態と同様の構成となる部分については、詳細な説明を省略する。
【００４４】
図４に示すように、圧電振動片１１０は、第１主面２１に形成された第１凸部３１を有する。
第１凸部３１は、第１主面２１に形成されたいわゆるメサ形状である。第１凸部３１は、Ｙ´方向視矩形状に形成されている。また第１凸部３１は、第１主面２１の中央部分であって、かつマウント電極５５および第１バンプ４７に重複しない位置に形成されている。第１凸部３１の頂部３１ａは、第１主面２１と平行な平面状に形成されている。
【００４５】
また、圧電振動片１１０は、第２主面２３に形成された第２凸部３３を有する。
第２凸部３３は、第２主面２３に形成されたいわゆるメサ形状である。第２凸部３３は、Ｙ´方向視において第１凸部３１と同じ形状および位置に形成される。第２凸部３３の頂部３３ａは、第２主面２３と平行な平面状に形成されている。
第１凸部３１および第２凸部３３は、後述する方法により第１バンプ４７と同時に形成するため、第１バンプ４７、並びに第１凸部３１および第２凸部３３は、同じ高さに形成されている。
【００４６】
以下に第１バンプ４７、第１凸部３１および第２凸部３３の形成方法について説明する。第１実施形態では、水晶ウエハの片面のみにエッチング加工を施したが、本実施形態では、水晶ウエハの両面にエッチング加工を施す。
【００４７】
まず、第１実施形態と同様に、水晶ウエハの両面にエッチング保護層と、フォトレジスト層とを順に積層する。
次に、水晶ウエハの一方の面に設けられたフォトレジスト層に、圧電振動片１１０の−Ｙ´方向から見た第１バンプ４７および第２凸部３３の外形パターンを所定のフォトリソグラフィ法により形成する。また、水晶ウエハの他方の面に設けられたフォトレジスト層に、圧電振動片１１０の＋Ｙ´方向から見た第１凸部３１の外形パターンを所定のフォトリソグラフィ法により形成する。
次に、フォトレジスト層をマスクとしてエッチング保護層のエッチングを行う。そして、フォトレジスト層を剥離することで、第１バンプ４７および第２凸部３３、並びに第１凸部３１のＹ´方向視形状パターンにパターニングされたエッチング保護層が、水晶ウエハのそれぞれの面に形成される。
次に、パターニングされたエッチング保護層をマスクとして、水晶ウエハの両面をエッチングする。これにより、水晶ウエハの一方の面には第１バンプ４７および第２凸部３３が形成され、他方の面には第１凸部３１が形成される。
そして、第１実施形態と同様に、水晶ウエハの両面のエッチング保護層を除去後、外形パターンによりエッチングを行って圧電板２０の外形を形成し、さらに圧電板２０の表面に電極を形成する。そして、圧電振動片１１０の外形サイズに個片化する。これにより、新たな工程を追加することなく、第１バンプ４７、並びに第１凸部３１および第２凸部３３が一体かつ同じ高さに形成された圧電振動片１１０を得ることができる。
【００４８】
そして、励振電極５１は、凸部の頂部に形成されている。本実施形態では、第１励振電極５１ａが、第１凸部３１の頂部３１ａに形成され、第２励振電極５１ｂが、第２凸部３３の頂部３３ａに形成されている。
【００４９】
第１励振電極５１ａは、Ｙ´方向視矩形状で、第１凸部３１の頂部３１ａにおける内側の位置に形成されている。第２励振電極５１ｂは、Ｙ´方向視矩形状で、第２凸部３３の頂部３３ａにおける内側の位置に形成されている。第２励振電極５１ｂは、Ｙ´方向視において第１励振電極５１ａと重なるように形成されている。このように、第１凸部３１および第２凸部３３、並びに第１励振電極５１ａおよび第２励振電極５１ｂを形成することで、振動エネルギーを圧電振動片１１０の中央部に精度良く閉じ込めることができ、振動特性を安定させることができる。
【００５０】
このように、本実施形態における圧電振動片１１０は、第１主面２１に形成された第１凸部３１と、第２主面２３に形成された第２凸部３３とを有する。そして、第１励振電極５１ａは、第１凸部３１の頂部３１ａに形成され、第２励振電極５１ｂは、第２凸部３３の頂部３３ａに形成されている、ことを特徴とする。
本実施形態によれば、圧電振動片１１０は、振動エネルギーを第１凸部３１および第２凸部３３に精度良く閉じ込めることができ、振動漏れによるＣＩ値の増加を抑制できる。したがって、振動特性の優れた圧電振動片を得ることができる。
【００５１】
（第２実施形態、第１変形例、圧電振動片）
次に、第２実施形態の第１変形例の圧電振動片について説明する。
図５は、第２実施形態の第１変形例に係る圧電振動片の概略図であり、（ａ）は（ｂ）のＶ−Ｖ線における断面図、（ｂ）は底面図である。
【００５２】
図４に示す第２実施形態は、第１バンプ４７が第２凸部３３の頂部３３ａと同じ高さに形成されているが、図５に示す第１変形例では、第１バンプ４７が第２凸部３３の頂部３３ａより高く形成されている点で異なっている。なお、図４に示す第２実施形態と同様の構成となる部分については、詳細な説明を省略する。
【００５３】
図５に示すように、圧電振動片１１０ａは、第１バンプ４７の高さが、凸部の頂部より高く形成されている。例えば、第１バンプ４７の高さと第２凸部３３の高さとの差が、第１凸部３１の高さに一致するように、第１バンプ４７が形成されている。
【００５４】
以下に第１バンプ４７の形成方法について説明する。第２実施形態では、第１バンプ４７は第２凸部３３と同時に形成されたが、本変形例では、第１バンプ４７のみ形成する工程および第１バンプ４７と第２凸部３３とを同時に形成する工程の２段階の工程を経て形成される。
【００５５】
まず、第２実施形態と同様に、水晶ウエハの両面にエッチング保護層と、フォトレジスト層とを順に積層する。
次に、水晶ウエハの一方の面に設けられたフォトレジスト層に、圧電振動片１１０ａの−Ｙ´方向から見た第１バンプ４７の外形パターンを所定のフォトリソグラフィ法により形成する。このとき、水晶ウエハの他方の面に設けられたフォトレジスト層はパターニングしない。
次に、フォトレジスト層をマスクとしてエッチング保護層のエッチングを行う。そして、フォトレジスト層を剥離することで、水晶ウエハの一方の面には、第１バンプ４７のＹ´方向視形状パターンにパターニングされたエッチング保護層が形成され、水晶ウエハの他方の面には、エッチング保護層が全面に形成される。
次に、パターニングされたエッチング保護層をマスクとして、水晶ウエハをエッチングする。このとき、水晶ウエハの厚さ方向のエッチング量は、第１バンプ４７と第２凸部３３の高さの差に一致させる。これにより水晶ウエハの一方の面に、第１バンプ４７のうち第２凸部３３の頂部３３ａを含む平面より突出した部分が形成される。
次に、水晶ウエハの両面のエッチング保護層をエッチングにより除去する。
その後、第１バンプ４７の未形成部分、並びに第１凸部３１および第２凸部３３を第２実施形態と同様の方法により形成する。
【００５６】
このように、第１バンプ４７を２段階のエッチングで形成することで、第２凸部３３の頂部３３ａより高い第１バンプ４７を形成することができる。なお、第１バンプ４７のみ形成する工程のエッチング時間と、第１バンプ４７と第２凸部３３とを同時に形成する工程のエッチング時間とを同じにしてもよい。これにより、第１バンプ４７の高さと第２凸部３３の高さとの差が、第２凸部３３の高さに一致するように、第１バンプ４７が形成される。
【００５７】
圧電振動片１１０ａの実装は、第１実施形態と同様に行われる。その際、マウント用接着剤に接触する第１バンプ４７の頂部４７ｃは、第２凸部３３の頂部３３ａより−Ｙ´方向に突出しているため、濡れ広がったマウント用接着剤が、第２凸部３３に付着することを防止できる。
【００５８】
このように、本変形例の圧電振動片１１０ａは、第２凸部３３が第２主面２３に形成され、第１バンプ４７の高さは、第２凸部３３の頂部３３ａより高く形成されている、ことを特徴とする。
本実施形態によれば、第１バンプ４７が第２凸部３３の頂部３３ａより高く形成されているため、第２凸部３３が形成されている場合でも、マウント用接着剤を主に第１バンプ４７に付着させて圧電振動片１１０ａを実装することができる。これにより、マウント用接着剤が濡れ広がった場合でも、第２凸部３３に付着することを防止できる。したがって、振動特性の安定した圧電振動片を得ることができる。
【００５９】
（第３実施形態、圧電振動片）
次に、第３実施形態の圧電振動片について説明する。
図６は、第３実施形態に係る圧電振動片の概略図であり、（ａ）は（ｂ）のＶＩ−ＶＩ線における断面図、（ｂ）は底面図である。
【００６０】
図６に示す第３実施形態では、第１バンプ４７が側面に傾斜面を有する点で、図４に示す第２実施形態と異なっている。なお、図４に示す第２実施形態と同様の構成となる部分については、詳細な説明を省略する。
【００６１】
図６に示すように、圧電振動片２１０の第１バンプ４７は、圧電板２０の自然結晶面であるバンプ斜面４７ｄを有し、マウント電極５５の少なくとも一部および引き回し配線５９の少なくとも一部のうち少なくとも一方が、バンプ斜面４７ｄに形成されている。
【００６２】
第１バンプ４７の側面には、圧電板２０の自然結晶面であるバンプ斜面４７ｄが形成される。この自然結晶面は、第１バンプ４７の形成時のウェットエッチング時に現れるものである。本実施形態では、圧電振動片１０は、ＡＴカットにより形成されているため、第１バンプ４７の＋Ｚ´側の側面に水晶結晶のｍ面がバンプ斜面４７ｄとして形成される。ＸＺ´平面である第１バンプ４７の頂部４７ｃとバンプ斜面４７ｄとの内角θは、約１５０度で形成されている。
【００６３】
そして、マウント電極５５の少なくとも一部および引き回し配線５９の少なくとも一部のうち少なくとも一方が、バンプ斜面４７ｄに形成されている。
本実施形態の第１マウント電極５５ａおよび第２マウント電極５５ｂは、第１バンプ４７の頂部４７ｃとバンプ斜面４７ｄとを被覆している。第１バンプ４７の頂部４７ｃに対するバンプ斜面４７ｄの内角θは９０度以上の鈍角で形成されているため、マウント電極５５を形成している金属膜は、第１バンプ４７の頂部４７ｃとバンプ斜面４７ｄとの稜線部４７ｆにおいて段切れを起こしにくい。そのため、第１バンプ４７の頂部４７ｃに形成されたマウント電極５５と第１励振電極５１ａおよび第２励振電極５１ｂとをより確実に電気的に接続できる。
【００６４】
一方、図６（ｂ）に示すように、第２凸部３３の−Ｘ方向の側面３３ｂには、ｍ面以外の自然結晶面が現れる。この自然結晶面と第２凸部３３の頂部３３ａとの内角は、９０度以上の鈍角に形成されている。
本実施形態では、第２主面２３上に形成された引き回し配線５９が、側面３３ｂを通って、第２マウント電極５５ｂと第２励振電極５１ｂとを接続している。第２凸部３３の頂部３３ａと側面３３ｂとの内角は９０度以上の鈍角であるため、第２凸部３３の頂部３３ａと側面３３ｂとの稜線部における引き回し配線５９の段切れを防止できる。これにより、第２マウント電極５５ｂと第２励振電極５１ｂとをより確実に電気的に接続することができる。なお、第１バンプ４７の高さは、第１凸部３１の高さと同等の高さであってもよいし、第１凸部３１の高さよりも高く形成されていてもよい。
【００６５】
さらに、第１凸部３１の−Ｚ´方向の側面３１ｂには、ｍ面が現れる。このｍ面と第１凸部３１の頂部３１ａとの内角は、約１５０度で形成されている。
本実施形態では、第１主面２１上に形成された引き回し配線５７が、側面３１ｂを通って、第１マウント電極５５ａと第１励振電極５１ａとを接続している。第１凸部３１の頂部３１ａと側面３１ｂとの内角は約１５０度であるため、第１凸部３１の頂部３１ａと側面３１ｂとの稜線部における引き回し配線５７の段切れを防止できる。これにより、第１マウント電極５５ａと第１励振電極５１ａをより確実に電気的に接続することができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、圧電振動片２１０が第１主面２１において第１凸部３１を有し、第２主面２３において第２凸部３３を有するが、本発明は、この形状に限定されるものではない。例えば、図１に示す第１実施形態のように、圧電振動片は両主面に凸部を有さなくてもよい。
【００６７】
このように、本実施形態の圧電振動片２１０は、第１バンプ４７は、圧電板２０の自然結晶面であるバンプ斜面４７ｄを有し、マウント電極５５の少なくとも一部および引き回し配線５９の少なくとも一部のうち少なくとも一方が、バンプ斜面４７ｄに形成されている、ことを特徴とする。
本実施形態によれば、第１バンプ４７の頂部４７ｃと第２主面２３とがバンプ斜面４７ｄにより接続されているため、第１バンプ４７の頂部４７ｃとバンプ斜面４７ｄとの接続角度が緩やかになる。そのため、マウント電極５５および引き回し配線５９のうち少なくとも一方をバンプ斜面４７ｄ上に形成することで、第１バンプ４７の頂部４７ｃとバンプ斜面４７ｄとの稜線部における段切れの発生を防止できる。これにより、第１バンプ４７の頂部４７ｃに形成されたマウント電極５５と励振電極５１とをより確実に電気的に接続でき、圧電振動片２１０の実装時において、励振電極５１とパッケージとをより確実に電気的に接続できる。したがって、信頼性の高い圧電振動片を得ることができる。
【００６８】
（第４実施形態、圧電振動片および圧電振動子）
次に、第４実施形態の圧電振動片および圧電振動子について説明する。
図７は、第４実施形態に係る圧電振動片の概略図であり、（ａ）、（ｃ）は（ｂ）のＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図、（ｂ）は底面図である。
【００６９】
図７に示す第４実施形態は、圧電振動片３１０が第２主面２３に形成された第２バンプ４９を有する点で、図４に示す第２実施形態と異なっている。なお、図４に示す第２実施形態と同様の構成となる部分については、詳細な説明を省略する。
【００７０】
図７に示すように、本実施形態の圧電振動片３１０は、第２主面２３に形成された第２バンプ４９を有し、第２バンプ４９は、第２主面２３における第２励振電極５１ｂを挟んで第１バンプ４７の反対側に形成されている。なお第１バンプ４７の重心４７ｅは、Ｙ´方向視において圧電板２０の第２主面２３における第２凸部３３の−Ｚ´方向側の周縁領域に位置している。
本実施形態の圧電振動片３１０は、一対の第２バンプ４９を備えている。第２バンプ４９は、第１バンプ４７と同じ形状に形成されている。一対の第２バンプ４９は、圧電板２０の第２主面２３における第２凸部３３の＋Ｚ´方向側の周縁領域に形成されている。そして、一対の第２バンプ４９のうち一方の第２バンプ４９ａは、第２主面２３のうち＋Ｘ側かつ＋Ｚ´側の角部近傍に設けられ、他方の第２バンプ４９ｂは、第２主面２３のうち−Ｘ側かつ＋Ｚ´側の角部近傍に設けられる。その結果、第２バンプ４９の重心４９ｅは、Ｙ´方向視において圧電板２０の第２主面２３における第２凸部３３の＋Ｚ´方向側の周縁領域に位置している。なお、第２バンプ４９は、第２主面２３における第２凸部３３の＋Ｚ´方向側の周縁領域に１個だけ形成されてもよいし、複数個形成されてもよい。
また、第２バンプ４９は、第１バンプ４７と同時に形成するため、第１バンプ４７の高さと同じ高さとなる。なお、第１バンプ４７、第２バンプ４９の高さはこれに限られるものではなく、第２凸部３３よりも高くなるように形成されていてもよい。また、第１主面２１側に第２バンプ４９を形成してもよく、その高さも自在に設定することが可能である。すなわち、本実施形態では、第１バンプ４７、第２バンプ４９の高さと、第２凸部３３の高さとの関係は自在に設定できる。
【００７１】
次いで、圧電振動片３１０のパッケージ８０への実装について説明する。
図８は、第４実施形態に係る圧電振動子の構成を示す断面図である。
図８に示すように、圧電振動子３０１は、実装面８３ａ上にマウントステージ９５を有する。マウントステージ９５は、実装電極９１と同様に形成されている。圧電振動片３１０は、第１バンプ４７の頂部４７ｃ上のマウント電極５５が、実装電極９１上に塗布されたマウント用接着剤９３に接触する。さらに、第２バンプ４９の頂部４９ｃが、マウントステージ９５上に塗布されたマウント用接着剤９７に接触する。このようにして、圧電振動片３１０がベース部材８１に水平に実装される。このように、圧電振動片３１０をその両端においてマウント用接着剤９３，９７により接着することで、圧電振動片３１０のパッケージ８０に対する姿勢が安定し、マウント用接着剤９３，９７の濡れ広がりのばらつきが抑制される。
【００７２】
なお、本実施形態では、圧電振動片３１０が第１主面２１において第１凸部３１を有し、第２主面２３において第２凸部３３を有するが、本発明は、この形状に限定されるものではない。例えば、図１に示す第１実施形態のように、圧電振動片は両主面に凸部を有さなくてもよい。
【００７３】
このように、本実施形態の圧電振動片３１０は、第２主面２３に形成された第２バンプ４９を有し、第２バンプ４９は、第２主面２３における第２励振電極５１ｂを挟んで第１バンプ４７の反対側に形成されている、ことを特徴とする。
本変形例によれば、第２バンプ４９は、第１バンプ４７と同様に第２主面２３に形成され、Ｙ´方向から見て第１バンプ４７とともに励振電極５１を挟むように配置される。そのため、圧電振動片３１０の実装時において、第１バンプ４７と同様に第２バンプ４９もマウント用接着剤９７にてパッケージ８０に接着することで、圧電振動片３１０の実装姿勢が安定し、マウント用接着剤９３，９７の濡れ広がりのばらつきを抑制できる。したがって、より振動特性の安定した圧電振動片を得ることができる。なお、本実施形態と、第１バンプ４７が側面に傾斜面を有する第３実施形態とを組み合わせた構成も採用可能である。この場合であっても、上述した効果を得ることが可能である。
【００７４】
なお、この発明は上述した実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態においては、メサ形状の圧電振動片を用いて説明したが、ベベル形状やコンベックス形状の圧電振動片を用いてもよい。また、上記実施形態の圧電振動片においては、Ｚ´方向の長さがＸ方向の長さより長くなるように形成されていたが、Ｘ方向の長さがＺ´方向の長さより長くなるように形成されていてもよい。また、第１バンプ４７、第２バンプ４９の高さは、いずれも第１凸部３１、第２凸部３３の高さよりも高くてもよいし、低くてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１、３０１…圧電振動子  １０、１０ａ、１１０、１１０ａ、２１０、３１０…圧電振動片  ２０…圧電板  ２１…第１主面  ２３…第２主面  ３１…第１凸部（凸部）  ３１ａ…第１凸部の頂部（凸部の頂部）  ３３…第２凸部（凸部）  ３３ａ…第２凸部の頂部（凸部の頂部）  ４７…第１バンプ  ４７ｃ…第１バンプの頂部  ４７ｄ…バンプ斜面  ４７ｅ…第１バンプの重心  ４９…第２バンプ  ４９ｅ…第２バンプの重心  ５１…励振電極  ５５…マウント電極  ５９…第２引き回し配線（引き回し配線）  ８０…パッケージ  ８１…ベース部材
【図１】
2015186238.tif 000003
【図２】
2015186238.tif 000004
【図３】
2015186238.tif 000005
【図４】
2015186238.tif 000006
【図５】
2015186238.tif 000007
【図６】
2015186238.tif 000008
【図７】
2015186238.tif 000009
【図８】
2015186238.tif 000010