(57)【要約】【課題】本発明は、引出電極の断線を防ぐと共に水晶振動片の振動によるエネルギーを閉じ込めることにより優れた振動特性を備えたメサ型の水晶振動片及びその水晶振動片を使った水晶デバイスを提供する。【解決手段】水晶振動片（１０）は、第１厚さの中央部（１５）と中央部を囲むように形成され第１厚さより薄い第２厚さの周辺部（１６）とを有する水晶振動片である。また、水晶振動片は、中央部にそれぞれ形成される励振電極（１０２ａ）と、励振電極から周辺部までそれぞれ引き出される一対の引出電極（１０３ａ）と、引出電極に接続する一対の電極パッド（１０５ａ）と、を有し、引出電極が形成される第１領域（１０６ａ）及び電極パッドが形成される第２領域（１０１ａ）が中央部と同じ高さで形成され、第１領域が、金属イオンがドーピングされたイオンドーピング領域、水晶の結晶軸が反転した双晶領域、又は水晶の単結晶状態が壊された非晶質領域である。【選択図】図１
2015070582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両主面間が第１厚さの中央部とこの中央部を囲むように形成され前記第１厚さより薄い第２厚さの周辺部とを有するメサ型の水晶振動片であって、
前記両主面の中央部にそれぞれ形成される励振電極と、
前記両主面に前記励振電極から周辺部までそれぞれ引き出される一対の引出電極と、
前記引出電極に接続する一対の電極パッドと、を有し、
前記引出電極が形成される第１領域及び前記電極パッドが形成される第２領域は、前記中央部と同じ高さで形成され、
前記第１領域は、金属イオンがドーピングされたイオンドーピング領域、水晶の結晶軸が反転した双晶領域、又は水晶の単結晶状態が壊された非晶質領域であるメサ型の水晶振動片。
【請求項２】
前記第２領域は、前記イオンドーピング領域、前記双晶領域、又は前記非晶質領域である請求項１に記載のメサ型の水晶振動片。
【請求項３】
前記中央部を挟み、前記第１領域の前記中央部に対する鏡映対称となる位置に、前記第１領域と同形状の第３領域が形成され、
前記第３領域は、前記イオンドーピング領域、前記双晶領域、又は前記非晶質領域である請求項１又は請求項２に記載のメサ型の水晶振動片。
【請求項４】
前記水晶振動片は、前記中央部及び前記周辺部により形成される振動部と、空間を隔てて前記振動部を取り囲むフレームと、前記振動部と前記フレームとを連結する連結部と、を有し、
前記一対の引出電極は、前記連結部及び前記フレームを介して引き出され、
前記電極パッドは前記フレームに形成される請求項１に記載の水晶振動片。
【請求項５】
前記フレームの厚さは、前記第１厚さである請求項４に記載の水晶振動片。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の水晶振動片と、
前記水晶振動片を載置するベース板と、
前記ベース板に接合するリッド板と、を備える水晶デバイス。
【請求項７】
請求項４又は請求項５に記載の水晶振動片と、
前記フレームの一方の主面に接合するベース板と、
前記フレームの他方の主面に接合するリッド板と、を備える水晶デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚く形成された中央部とこの中央部を囲むように薄く形成された周辺部とを有するメサ型の水晶振動片、及びその水晶振動片を有する水晶デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器には、厚みすべり振動する水晶振動片が使用される。水晶振動片は、励振電極による振動がベースとの接合領域である電極パッドにまで伝播する。そのため、特許文献１の水晶振動片は、励振電極の振動が電極パッドまで伝播するのを抑制するために、水晶振動片の基板に切り欠きや溝や凹部などを形成している。
【０００３】
また特許文献２では、エネルギーを閉じ込めるため、励振する中央部がその周辺の周辺部よりも厚く形成されたメサ型の厚みすべり振動する水晶振動片を開示する。そして、特許文献２の水晶振動片は、電極パッドの領域に対して粘性を加える高粘性領域が設けられている。この高粘性領域は、金属材料（例えば、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｌｉ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｇｅ，Ｍｏ，Ｓｎ，Ｗ，Ｐｔ，Ｐｂ等）のイオン注入及び熱拡散によって分子レベルで水晶基板の中に金属材料を浸透させて構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０９７６２３号公報
【特許文献２】特開２００８−１５４１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示されるように、水晶振動片の基板に切り欠きや溝や凹部が形成されると、励振電極から電極パッドまでの引出電極も切り欠きや溝等に形成しなければならず、引出電極が断線することがあった。また、メサ型の水晶振動子は、中央部と周辺部との段差に引出電極を形成しなくてはならず、引出電極が断線することがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、引出電極の断線を防ぐと共に水晶振動片の振動によるエネルギーを閉じ込めることにより優れた振動特性を備えるメサ型の水晶振動片及びその水晶振動片を使った水晶デバイスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１観点のメサ型の水晶振動片は、両主面間が第１厚さの中央部とこの中央部を囲むように形成され第１厚さより薄い第２厚さの周辺部とを有するメサ型の水晶振動片である。また、メサ型の水晶振動片は、両主面の中央部にそれぞれ形成される励振電極と、両主面に励振電極から周辺部までそれぞれ引き出される一対の引出電極と、引出電極に接続する一対の電極パッドと、を有し、引出電極が形成される第１領域及び電極パッドが形成される第２領域が中央部と同じ高さで形成され、第１領域が、金属イオンがドーピングされたイオンドーピング領域、水晶の結晶軸が反転した双晶領域、又は水晶の単結晶状態が壊された非晶質領域である。
【０００８】
第２観点のメサ型の水晶振動片は、第１観点において、第２領域が、イオンドーピング領域、双晶領域、又は非晶質領域である。
【０００９】
第３観点のメサ型の水晶振動片は、第１観点又は第２観点において、中央部を挟み、第１領域の中央部に対する鏡映対称となる位置に、第１領域と同形状の第３領域が形成され、第３領域が、イオンドーピング領域、双晶領域、又は非晶質領域である。
【００１０】
第４観点のメサ型の水晶振動片は、第１観点において、前記水晶振動片が、前記中央部及び前記周辺部により形成される振動部と、空間を隔てて前記振動部を取り囲むフレームと、前記振動部と前記フレームとを連結する連結部と、を有し、前記一対の引出電極が、前記連結部及び前記フレームを介して引き出され、前記電極パッドが前記フレームに形成される。
【００１１】
第５観点のメサ型の水晶振動片は、第４観点において、フレームの厚さが、第１厚さである。
【００１２】
第６観点の水晶デバイスは、第１観点から第３観点の水晶振動片と、水晶振動片を載置するベース板と、ベース板に接合するリッド板と、を備える。
【００１３】
第７観点の水晶デバイスは、第４観点又は第５観点の水晶振動片と、フレームの一方の主面に接合するベース板と、フレームの他方の主面に接合するリッド板と、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、引出電極の断線を防ぐと共に水晶振動片の振動によるエネルギーを閉じ込めることにより優れた振動特性を備えたメサ型の水晶振動片及びその水晶振動片を使った水晶デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】水晶デバイス１００の分解斜視図である。
【図２】（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図である。  （ｂ）は、図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】（ａ）は、水晶振動片２０の平面図である。  （ｂ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図４】水晶デバイス３００の分解斜視図である。
【図５】（ａ）は、水晶振動片３０の平面図である。  （ｂ）は、図５（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。  （ｃ）は、図５（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１７】
（第１実施形態）
＜水晶デバイス１００の構成＞
図１は、水晶デバイス１００の分解斜視図である。水晶デバイス１００は、リッド板１１と、ベース板１２と、水晶振動片１０とで構成されている。水晶振動片１０は例えばＡＴカットの水晶振動片として形成される。ＡＴカットの水晶振動片は、主面（ＹＺ面）が結晶軸（ＸＹＺ）のＹ軸に対して、Ｘ軸を中心としてＺ軸からＹ軸方向に３５度１５分傾斜されている。以下の説明ではＡＴカットの水晶振動片の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をＹ’軸及びＺ’軸として用いる。すなわち、水晶デバイス１００では水晶デバイス１００の長手方向をＸ軸方向、水晶デバイス１００の高さ方向をＹ’軸方向、Ｘ及びＹ’軸方向に垂直な方向をＺ’軸方向として説明する。
【００１８】
水晶振動片１０は、中央部１５が上面（＋Ｙ’軸側の面）及び下面（−Ｙ’軸側の面）ともに凸状に形成されたメサ型の水晶振動片である。水晶振動片１０は、上面及び下面が同形状となるように形成されている。メサ型の水晶振動片１０は、中央部１５の周囲に形成される周辺部１６を中央部１５よりＹ’軸方向に肉薄に形成することで中央部１５にエネルギーを集中している。水晶振動片１０の−Ｘ軸側の辺の両端には支持部１０１ａ、１０１ｂが形成され、支持部１０１ａ、１０１ｂは水晶振動片１０の中央部１５とＹ’軸方向に同じ厚さに形成されている。支持部１０１ａ、１０１ｂは、水晶振動片１０の固定及び電気的な接続のために形成されている。上面の支持部１０１ａと水晶振動片１０の中央部１５とは、接続部１０６ａを介して段差がなく平坦に形成されている。すなわち、上面において、支持部１０１ａと中央部１５と接続部１０６ａとは同じ高さに形成されている。同様に下面の支持部１０１ｂと水晶振動片１０の中央部１５とは、接続部１０６ｂ（図２（ｂ）参照）を介して平坦に形成されている。すなわち、下面において、支持部１０１ｂと中央部１５と接続部１０６ｂとは同じ高さに形成されている。以上に示された水晶振動片１０の中央部１５、支持部１０１ａ、１０１ｂ、及び接続部１０６ａ、１０６ｂは、ウェットエッチングにより形成される。また、接続部１０６ａ、１０６ｂは、金属イオンがドーピングされたイオンドーピング領域１４１となっている。
【００１９】
水晶振動片１０は、中央部１５の厚肉の両主面に一対の励振電極１０２ａ、１０２ｂが対向して配置されている。また、励振電極１０２ａは、水晶振動片１０の−Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の端部まで引出電極１０３ａにより引き出され、側面電極１０４ａにより水晶振動片１０の下面側（−Ｙ’軸側）まで伸ばされて電極パッド１０５ａが形成されている。励振電極１０２ｂは、水晶振動片１０の−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の端部まで引出電極１０３ｂにより引き出され電極パッド１０５ｂが形成されている。励振電極１０２ａは厚く形成された水晶振動片１０の上面の中央部１５に形成され、引出電極１０３ａは接続部１０６ａに形成され、側面電極１０４ａ及び電極パッド１０５ａは支持部１０１ａに形成される。また、励振電極１０２ｂは厚く形成された水晶振動片１０の下面の中央部１５に形成され、引出電極１０３ｂは接続部１０６ｂに形成され、電極パッド１０５ｂは支持部１０１ｂに形成される。
【００２０】
上面側の励振電極１０２ａ及び引出電極１０３ａは、一体に形成され継ぎ目のないシームレスな構造、つまり不連続面が存在しない構造となっている。また、下面側の励振電極１０２ｂ、引出電極１０３ｂ及び電極パッド１０５ｂも一体に形成されてシームレスな構造となっている。また、下面側の電極を形成する際に、電極パッド１０５ａ及びＸ軸側及びＺ’軸側の側面の側面電極１０４も同時に形成することで電極パッド１０５ａから励振電極１０２ａまでが電気的に接続される。
【００２１】
ベース板１２は、ガラス又は圧電材料より構成され、上面（＋Ｙ’軸側の面）の中央領域には−Ｙ’軸側に凹んだベース凹部１２１が形成されており、ベース凹部１２１の周囲には第１端面１２６ａを有している。また、ベース板１２は、Ｙ’軸方向に伸びた４つのベースキャスタレーション１２２ａ〜１２２ｄが形成されている。ここで、ベースキャスタレーション１２２ａ及び１２２ｂが−Ｘ軸側に形成され、ベースキャスタレーション１２２ｃ及び１２２ｄが＋Ｘ軸側に形成されている。また、ベースキャスタレーション１２２ａ〜１２２ｄにはベース側面電極１２３ａ〜１２３ｄがそれぞれ形成されている。また、ベース板１２の第１端面１２６ａには一対の接続電極１２４ａ、１２４ｂが形成されている。ここで、接続電極１２４ａは、ベース側面電極１２３ａに電気的に接続され、接続電極１２４ｂは、ベース側面電極１２３ｃに電気的に接続されている。さらに、ベース板１２は、実装面１２６ｂにベース側面電極１２３ａ〜１２３ｄとそれぞれ電気的に接続された外部電極１２５ａ〜１２５ｄとを有している。
【００２２】
水晶デバイス１００では、水晶振動片１０の電極パッド１０５ａ及び電極パッド１０５ｂがベース板１２の接続電極１２４ａ及び接続電極１２４ｂにそれぞれ導電性接着剤（不図示）を介して載置される。これにより、電極パッド１０５ａが接続電極１２４ａに、電極パッド１０５ｂが接続電極１２４ｂにそれぞれ電気的に接続される。水晶デバイス１００では、水晶振動片１０のＸ軸方向の長さがベース凹部１２１のＸ軸方向の長さより小さく形成されているため、水晶振動片１０がベース板１２に載置された場合に水晶振動片１０の＋Ｘ軸側の先端がベース板１２に接触しない。水晶振動片１０は、外部電極１２５ａ、１２５ｃに交番電圧（正負を交番する電位）が印加されると、厚みすべり振動する。
【００２３】
リッド板１１は、−Ｙ’軸側の面の中央領域で＋Ｙ’軸側に凹んだリッド凹部１１１及びリッド凹部１１１の周囲に形成される第２端面１１６を有している。リッド板１１の第２端面１１６とベース板１２の第１端面１２６とが低融点ガラス１４０を介して接合されることにより、リッド凹部１１１及びベース凹部１２１は水晶振動片１０を収納するキャビティ（不図示）を形成する。また、キャビティは、不活性ガスで満たされたり又は真空状態に気密されたりする。
【００２４】
リッド板１１において、リッド凹部１１１のＸ軸方向の長さが水晶振動片１０のＸ軸方向の長さ及びベース凹部１２１のＸ軸方向の長さより大きい。また、低融点ガラス１４０は、ベース板１２の第１端面１２６ａの外側（幅は、３００μｍ程度）でリッド板１１とベース板１２とを接合する。
【００２５】
低融点ガラス１４０は、３５０℃〜４１０℃で溶融する鉛フリーのバナジウム系ガラスであっても良い。バナジウム系ガラスは、バインダーと溶剤とが加えられペースト状であり、溶融された後固化されることで他の部材と接着する。バナジウム系ガラスは、ガラス構造を制御することにより熱膨張係数も柔軟に制御できる。図１では、接続電極１２４ａ、１２４ｂの全体が見えるように、封止材である低融点ガラス１４０が透明に描かれている。
【００２６】
なお、第１実施形態では、水晶振動片１０がベース板１２の第１端面１２６ａに載置されているが、ベース凹部１２１の内部に収納されてもよい。このとき、接続電極は、ベースキャスタレーション１２２ａ、１２２ｃから第２端面１１６を介してベース凹部１２１の底面まで伸びて形成される。また、この場合にリッド板は、リッド凹部が形成されていない平板状となってもよい。
【００２７】
図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図である。周辺部１６が形成される領域の厚さを厚さＴＡとし、中央部１５が形成される領域の厚さを厚さＴＢとすると、厚さＴＢは厚さＴＡよりも厚い。水晶振動片１０では、このように中央部１５が厚く形成されていることにより、中央部１５に生じる振動によるエネルギーが中央部１５に閉じ込められる。
【００２８】
図２（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ断面図である。水晶振動片１０では、接続部１０６ａと接続部１０６ｂとの合計の厚さも中央部１５の厚さと同じ厚さＴＢに形成されている。また、水晶振動片１０では接続部１０６ａ、１０６ｂに金属材料によるイオン注入が行われており、接続部１０６ａ、１０６ｂは金属イオンがドーピングされたイオンドーピング領域１４１となっている。イオン注入に用いられる金属材料は、例えばＡｇ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｌｉ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｇｅ，Ｍｏ，Ｓｎ，Ｗ，Ｐｔ，Ｐｂ等がある。このようなイオンドーピング領域１４１では結晶構造が乱れている。中央部１５と接続部１０６ａ、１０６ｂとは高さが同じであるため中央部１５に生じる振動によるエネルギーは接続部１０６ａ、１０６ｂから漏れ出し易いが、接続部１０６ａ、１０６ｂにはイオンドーピング領域１４１が形成されて接続部１０６ａ、１０６ｂの結晶が壊れているため、中央部１５の振動エネルギーを閉じ込めることができる。
【００２９】
水晶振動片１０では、中央部１５、接続部１０６ａ、１０６ｂ、支持部１０１ａ、１０１ｂが同じ高さに形成されることにより、励振電極及び引出電極が切り欠きや溝等の上に形成されることがなく、引出電極が断線することが防がれている。また、中央部１５の周りに周辺部１６が形成されること、及び接続部１０６ａ、１０６ｂにイオンドーピング領域１４１が形成されることにより、中央部１５に振動エネルギーを閉じ込めることができる。そのため、水晶振動片１０の振動特性を劣化させることなく優れた状態に保つことができる。すなわち、水晶振動片１０が優れた振動特性を有する事ができる。
【００３０】
水晶振動片１０では、イオン注入により金属材料が接続部１０６ａ、１０６ｂに注入されたが、他の方法により接続部１０６ａ、１０６ｂから振動エネルギーが流出することを防いでも良い。例えば、接続部１０６ａ、１０６ｂにレーザビームを照射して非晶質化し、接続部１０６ａ、１０６ｂに非晶質領域を形成しても良い。接続部１０６ａ、１０６ｂの非晶質化では、例えばエキシマレーザーを接続部１０６ａ、１０６ｂに照射することにより行う。非晶質化された領域は単結晶状態が壊されるため中央部１５から振動エネルギーが漏れ出すことを防ぐことができる。また、レーザー照射により接続部１０６ａ、１０６ｂをα―β転移点以上の温度に加熱して水晶の電気軸を反転させ、双晶化することにより行っても良い。接続部１０６ａ、１０６ｂに双晶化された双晶領域を形成することによっても中央部１５から振動エネルギーが漏れ出すことを防ぐことができる。
【００３１】
また、水晶振動片１０では接続部１０６ａ、１０６ｂのみにイオン注入がなされてイオンドーピング領域１４１が形成されたが、接続部１０６ａ、１０６ｂのみではなく中央部１５を囲む周辺部１６及び支持部１０１ａ、１０１ｂにもイオンドーピング領域１４１が形成されてもよい。
【００３２】
（第２実施形態）
水晶振動片では、中央部及びその周囲が中央部の中心を通りＺ’軸方向に伸びる直線に対して線対称になるように形成されても良い。以下に中央部及びその周囲が線対称に形成された水晶振動片２０について説明する。また、以下の実施例では、第１実施形態と同じ部分に関しては第１実施形態と同じ符号を用いてその説明を省略する。
【００３３】
＜水晶振動片２０の構成＞
図３（ａ）は、水晶振動片２０の平面図である。水晶振動片１０は、中央部１５と同じ高さの領域として接続部１０６ａ、１０６ｂ及び支持部１０１ａ、１０１ｂが形成されていたが、水晶振動片２０ではさらに中央部１５と同じ高さの３つ目の領域として第３領域２０６ａ、２０６ｂが形成されている。第３領域２０６ａは上面、第３領域２０６ｂは下面に形成されている。第３領域２０６ａは中央部１５に接続され、Ｘ軸方向及びＺ’軸方向の幅が接続部１０６ａと等しくなるように形成されている。第３領域２０６ａは、中央部１５を挟んで接続部１０６ａの鏡映対称となる位置に形成されている。また、水晶振動片２０は、中央部１５の中心を通りＸ軸方向に伸びる直線に対して回転対称となるように形成されている。すなわち、水晶振動片２０の上面と下面とは同形状に形成され、下面においてもＸ軸方向及びＺ’軸方向の幅が接続部１０６ｂと等しく中央部１５の中心を通りＺ’軸方向に伸びる直線に対して線対称となる位置に第３領域２０６ｂが形成される。
【００３４】
図３（ｂ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。水晶振動片２０では、図３（ｂ）に示されるように、接続部１０６ａ、中央部１５、第３領域２０６ａ、及び支持部１０１ａの高さが等しく形成されている。そのため、水晶振動片１０と同様に引出電極１０５ａが切り欠きや溝等の上に形成されることがなく、引出電極が断線することが防がれている。また、中央部１５において接続部１０６ａのＸ軸方向に対称となる位置に第３領域２０６ａが形成されている。その為、水晶振動片２０では中央部１５の周囲の対称性が増している。
【００３５】
中央部１５では、中央部１５の形状及び中央部１５の周囲の形状が振動エネルギーの閉じ込めに影響する。水晶振動片２０では図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、接続部１０６ａと第３領域２０６ａとが中央部１５を挟んで鏡映対称となる位置に形成されている。そのため、中央部１５の対称性が増し、水晶振動片２０の振動特性が改善される。
【００３６】
（第３実施形態）
水晶振動片には、フレームが形成されていても良い。以下に、フレームを有する水晶振動片が用いられた水晶デバイスについて説明する。また、第１実施形態及び第２実施形態と同一の部分に関しては、第１実施形態及び第２実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
＜水晶デバイス３００の構成＞
図４は、水晶デバイス３００の分解斜視図である。水晶デバイス３００は、水晶振動片３０と、リッド板３１と、ベース板３２と、により形成されている。リッド板３１は、−Ｙ’軸側の面の中央領域に＋Ｙ’軸側に凹んだ凹部３１１が形成されている。また、凹部３１１の周りには、接合面３１２が形成されている。
【００３８】
水晶振動片３０は、振動部３０１と、空間を隔てて振動部３０１を囲むフレーム３０２と、振動部３０１とフレーム３０２とを連結する連結部３０３と、により形成されている。振動部３０１とフレーム３０２との間の空間は、水晶振動片３０をＹ’軸方向に貫通する貫通溝３０４となっている。連結部３０３は、振動部３０１の−Ｘ軸側の辺の＋Ｚ’軸側及び＋Ｘ軸側の辺の−Ｚ’軸側に連結され、さらにフレーム３０２に連結されている。フレーム３０２には、フレーム３０２の−Ｘ軸側の辺の外側側面及び＋Ｘ軸側の辺の外側側面にはフレームキャスタレーションが形成されている。フレーム３０２の−Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側にはフレームキャスタレーション３０２ａが形成され、−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側にはフレームキャスタレーション３０２ｂが形成され、＋Ｘ軸側の−Ｚ’軸側にはフレームキャスタレーション３０２ｃが形成され、＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側にはフレームキャスタレーション３０２ｄが形成されている。また、振動部３０１の＋Ｙ’軸側の面には励振電極３０５ａが形成され、−Ｙ’軸側の面には励振電極３０５ｂが形成されている。励振電極３０５ａは、引出電極３０６ａ及びフレームキャスタレーション３０２ａに形成される側面電極３０７ａを介してフレーム３０２の−Ｙ’軸側の電極パッド３０８ａに電気的に接続される。また、励振電極３０５ｂは、引出電極３０６ｂを介してフレーム３０２の−Ｙ’軸側の電極パッド３０８ｂに電気的に接続される。
【００３９】
ベース板３２には、＋Ｙ’軸側の面の中央領域で−Ｙ’軸側に凹む凹部３２１が形成されている。また、凹部３２１の周りを囲むように接合面３２６が形成されている。また、ベース板３２の＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側の側面にはベース板３２の中央に凹むようにベースキャスタレーション３２２ａ〜３２３ｄが形成されている。ベース板３２の−Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側にはベースキャスタレーション３２２ａが形成され、−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側にはベースキャスタレーション３２２ｂが形成され、＋Ｘ軸側の−Ｚ’軸側にはベースキャスタレーション３２２ｃが形成され、＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側にはベースキャスタレーション３２２ｄが形成されている。ベースキャスタレーション３２２ａ及びベースキャスタレーション３２２ｃの＋Ｙ’軸側の面の周囲には、接続電極３２４ａ及び接続電極３２４ｂが形成されている。また、接続電極３２４ａ及び接続電極３２４ｂは、ベースキャスタレーション３２２ａ及びベースキャスタレーション３２２ｃに形成される側面電極３２３ａ及び側面電極３２３ｃを介してベース板３２の−Ｙ’軸側の面に形成される外部電極３２５ａ及び外部電極３２５ｃ（不図示）に電気的に接続される。また、ベースキャスタレーション３２２ｂ及びベースキャスタレーション３２２ｄに形成される側面電極３２３ｂ及び側面電極３２３ｄは、それぞれ外部電極３２５ｂ及び外部電極３２５ｄに電気的に接続されている。
【００４０】
水晶デバイス３００は、リッド板３１の接合面３１２及びフレーム３０２の＋Ｙ’軸側の面が封止材（不図示）で接合され、ベース板３２の接合面３２６及びフレーム３０２の−Ｙ’軸側の面が封止材で接合されることにより形成される。ベース板３２の接合面３２６とフレーム３０２の−Ｙ’軸側の面とが接合される際には、電極パッド３０８ａと接続電極３２４ａとが電気的に接合され、電極パッド３０８ｂと接続電極３２４ｂとが電気的に接合される。
【００４１】
図５（ａ）は、水晶振動片３０の平面図である。水晶振動片３０の振動部３０１は、励振電極３０５ａ及び励振電極３０５ｂが形成される中央部３０１ａと、中央部３０１ａの周囲に形成される周辺部３０１ｂと、により形成される。中央部３０１ａの＋Ｙ’軸側の面には励振電極３０５ａが形成されており、励振電極３０５は、連結部３０３に形成される引出電極３０６ａを介してフレーム３０２に引き出されている。
【００４２】
図５（ｂ）は、図５（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。水晶振動片３０では、中央部３０１ａとフレーム３０２とがＹ’軸方向に同じ厚さに形成されており、周辺部３０１ｂは中央部３０１ａ及びフレーム３０２よりもＹ’軸方向に厚さが薄く形成されている。また、励振電極３０５ａ及び励振電極３０５ｂは中央部３０１ａに形成されている。
【００４３】
図５（ｃ）は、図５（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。水晶振動片３０では、連結部３０３の厚さも中央部３０１及びフレーム３０２と同じ厚さに形成されている。そのため、水晶振動片３０の上面又は下面に形成される各励振電極、引出電極、及び電極パッドは、平坦な面上で互いに接続されて形成されている。これにより、引出電極が形成される領域に段差が生じず、引出電極が断線することが防がれている。また、水晶振動片３０では、連結部３０３の上面及び下面にイオンドーピング領域１４１が形成されている。
【００４４】
水晶振動片３０では、励振電極３０５ａ、３０５ｂが形成される中央部３０１ａが周辺部３０１ｂよりも厚く形成されていること、及び中央部３０１ａに連結され中央部３０１ａと同じ高さに形成されている連結部３０３に金属イオンがドーピングされたイオンドーピング領域１４１となっていることにより、中央部３０１ａで発生した振動によるエネルギーが中央部３０１ａから漏れ出すことが防がれている。その為、中央部３０１ａ全体において振動によるエネルギーを閉じ込めることができ、水晶振動片３０の振動特性を優れた状態に保つことができる。
【００４５】
以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。
【００４６】
例えば、上記の実施形態では圧電振動片にＡＴカットの水晶振動片である場合を示したが、同じように厚みすべりモードで振動するＢＴカットの水晶振動片などであっても同様に適用できる。さらに圧電振動片は水晶材のみならず、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムあるいは圧電セラミックを含む圧電材に基本的に適用できる。
【符号の説明】
【００４７】
１０、２０、３０  …  水晶振動片
１１、３１  …  リッド板
１２、３２  …  ベース板
１５  …  中央部
１６  …  周辺部
１００、３００  …  水晶デバイス
１０１ａ、１０１ｂ  …  支持部
１０２ａ、１０２ｂ  …  励振電極
１０３ａ、１０３ｂ  …  引出電極
１０４ａ、１０４ｂ  …  側面電極
１０５ａ、１０５ｂ  …  電極パッド
１０６ａ、１０６ｂ  …  接続部
１１１  …  リッド凹部
１１６  …  第２端面
１２１  …  ベース凹部
１２２ａ〜１２２ｄ、３２２ａ〜３２３ｄ  …  ベースキャスタレーション
１２３ａ〜１２３ｄ  …  ベース側面電極
１２４ａ、１２４ｂ  …  接続電極
１２５ａ〜１２５ｄ  …  外部電極
１２６ａ  …  第１端面
１２６ｂ  …  実装面
１４０  …  低融点ガラス
１４１  …  イオンドーピング領域
２０６ａ、２０６ｂ  …  第３領域
３０１  …  振動部
３０２  …  フレーム
３０２ａ〜３０２ｂ  …  フレームキャスタレーション
３０３  …  連結部
３０４  …  貫通溝
３１２、３２６  …  接合面
【図１】
2015070582.tif 000003
【図２】
2015070582.tif 000004
【図３】
2015070582.tif 000005
【図４】
2015070582.tif 000006
【図５】
2015070582.tif 000007