(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面形状が略矩形のＡＴカット水晶片を、該矩形の一つの辺である第１の辺側で固定部材により容器に固定してある水晶振動子において、
第１の辺の近傍から該第１の辺に向かって、当該水晶片の厚さが薄くなるよう傾斜している第１傾斜部と、
前記第１の辺の両端部各々に設けられ、前記第１傾斜部と一体形成されていて、前記第１傾斜部より緩い傾斜を有した第２傾斜部と、
該第２傾斜部と一体形成されていて、前記第１の辺から当該水晶片の外側に向かって各々張り出していて、固定部材による固定に使用される第１被固定部及び第２被固定部と、
を具えたことを特徴とする水晶振動子。
【請求項２】
前記第２傾斜部の厚みは記第１傾斜部の厚みより厚くなっていることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動子。
【請求項３】
前記第１及び第２被固定部各々は、前記張り出し方向に張り出している少なくとも２つの凸部を持つことを特徴とする請求項１又は２に記載の水晶振動子。
【請求項４】
前記第１の辺は、水晶の結晶軸のＺ′軸に沿う辺であり、前記第１及び第２被固定部は水晶の結晶軸のＸ軸に沿う方向に張り出していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の水晶振動子。
【請求項５】
前記第１の辺は、水晶の結晶軸のＺ′軸に沿う辺であり、
前記第１の辺に交差する二つの辺である第２の辺及び第３の辺各々の近傍からこれらの辺に向かって、当該水晶片の厚さが薄くなるよう傾斜している第３傾斜部及び第４傾斜部と、
当該水晶片の主面の表裏に設けられた励振電極と、
該励振電極から前記第３傾斜部及び第４傾斜部の対応する傾斜部を経由して前記第１及び第２被固定部の対応する被固定部に至っている引出電極と、
を具えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の水晶振動子。
【請求項６】
前記引出電極の、前記主面から第３又は第４傾斜部への引出角度を、水晶の結晶軸のＸ軸に対する角度θと定義したとき、該θが５９度≦θ≦８７であることを特徴とする請求項５に記載の水晶振動子。
【請求項７】
前記第３傾斜部及び第４傾斜部各々は、第１〜第３の３つの面を有し、
前記第１の面、第２の面および第３の面はこの順で交わっており、かつ、
前記第１の面は、前記ＡＴカット水晶片の、水晶の結晶軸で表わされるＸ−Ｚ′面（主面）を、水晶のＸ軸を回転軸として４±３．５°回転させた面に相当する面であり、
前記第２の面は、前記Ｘ−Ｚ′面（主面）を、水晶のＸ軸を回転軸として−５７±５°回転させた面に相当する面であり、
前記第３の面は、前記Ｘ−Ｚ′面（主面）を、水晶のＸ軸を回転軸として−４２±５°回転させた面に相当する面であり、
前記引出電極は前記第１の面を経由して引き出してあること
を特徴とする請求項５又は６に記載の水晶振動子。
【請求項８】
前記第１の面、前記第２の面および前記第３の面はこの順で交わっており、かつ、
前記第２の面は、前記主面を水晶のＸ軸を回転軸として−５７±５°回転させた面に相当する面であり、
前記第３の面は、前記主面を水晶のＸ軸を回転軸として−４２±５°回転させた面に相当する面であることを特徴とする請求項７に記載の水晶振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＴカット水晶片を用いた水晶振動子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＴカット水晶振動子の小型化が進むに従い、機械式加工による製造方法では、水晶振動子用の水晶片の製造が困難になっている。そのため、フォトリソグラフィ技術及びウエットエッチング技術を用いて製造されるＡＴカット水晶片が開発されている。
【０００３】
このようなＡＴカット水晶片は、例えばセラミックパッケージ等の容器内に導電性接着剤等により固定実装されて、水晶振動子を構成できる。また、この種の水晶振動子では、耐衝撃性の仕様を満足するため、水晶片の固定方法に関し、色々な工夫がされている。
例えば特許文献１では、水晶片の主面（水晶の結晶軸のＸ−Ｙ′面）の一部が導電性接着剤のマウント部とされる水晶片において、このマウント部に、水晶片の厚み方向に窪んでいる複数の凹部を設け、この凹部により導電性接着剤の水晶片への食いつきを高めて、耐衝撃性を向上させている。この凹部の開口部は、導電性接着剤に含まれるフィラーの外形より大きく、かつ、水晶のＸ軸方向の幅寸法がマウント部での水晶片の厚み寸法以下とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−９６９０１号公報
【特許文献２】特開２０１４−２７５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来構造では凹部を水晶片の主面に設けている。従って、水晶振動子の小型化が進むに従い、凹部と励振部分との距離が近づいてしまい、マウント部の励振部への影響が顕在化し振動子の特性低下を招くという問題点がある。
【０００６】
この問題点を回避する構造として、例えば、特許文献２の例えば図１０、図１１に開示されているように、水晶片の端部に水晶片の厚みが薄くなるような傾斜部を設け、この傾斜部にて導電性接着剤により、水晶片を容器に固定する構造がある。この構造では、水晶片の励振部での振動エネルギーを励振部と傾斜部との間で縁切りできるので、振動子の特性低下の抑制が期待できる。しかし、この構造では、耐衝撃性の点が懸念される。
この出願はこのような点に鑑みなされたものであり、この出願の目的は、マウント部の励振部への影響を従来に比べ軽減でき、かつ、所望の耐衝撃性も得ることができる水晶振動子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的の達成を図るため、この発明によれば、平面形状が略矩形のＡＴカット水晶片を、該矩形の一つの辺である第１の辺側で固定部材により容器に固定してある水晶振動子において、第１の辺の近傍からこの第１の辺に向かって、この水晶片の厚さが薄くなるよう傾斜している第１傾斜部と、前述の第１の辺の両端部各々に設けられ、前述の第１傾斜部と一体形成されていて、この第１傾斜部より緩い傾斜を有した第２傾斜部と、この第２傾斜部と一体形成されていて、前述の第１の辺からこの水晶片の外側に向かって各々張り出していて、固定部材による固定に使用される第１被固定部及び第２被固定部と、を具えたことを特徴とする。
【０００８】
この発明の水晶振動子では、ＡＴカット水晶片の容器への固定を励振部以外の傾斜部で行えると共に第１及び第２の被固定部をさらに利用した固定が行える。このため、励振部の振動エネルギーが固定部に漏れにくくできると共に、第１及び第２の被固定部を設けた分、耐衝撃性の向上も図れる。
なお、この発明を実施するに当たり、前述の第１及び第２被固定部各々は、少なくとも２つの凸部を持つ凸状物とするのが良い。この好適例によれば、凸状物の凸部間に固定部材が入り込み、当該水晶片の容器への固定効果が高まるので、耐衝撃性の向上を図り易い。
【０００９】
さらに、この発明を実施するに当たり、前述の第１の辺は、水晶の結晶軸のＺ′軸に沿う辺とし、そして、前述の第１の辺に交差する二つの辺である第２の辺及び第３の辺各々の近傍からこれらの辺に向かって、この水晶片の厚さが薄くなるよう傾斜している第３傾斜部及び第４傾斜部と、この水晶片の主面の表裏に設けられた励振電極と、これら励振電極から前述の第３傾斜部及び第４傾斜部を経由して前述の第１及び第２被固定部に至っている引出電極と、を具えるのが好適である。
この好適例の場合、引出電極は励振電極から水晶のＸ軸方向に直に引き出されるのではなく、水晶のＺ′軸方向に位置する第３傾斜部及び第４傾斜部を経由して被固定部に引き出される。すなわち、引出電極を振動の変位方向に直に引き出すのではなく、振動の変位方向を外した領域を介して引き出す。このため、励振部から被固定部への振動漏れをより低減できる。しかも、傾斜部のカットオフ周波数は励振部のカットオフ周波数と異なるので、これによっても振動漏れを低減できる。従って、振動子の特性改善をより図り易い。
【００１０】
さらに、この発明を実施するに当たり、第３傾斜部及び第４傾斜部各々は、第１〜第３の３つの面を有し、かつ、この第１の面は、当該ＡＴカット水晶片の、水晶の結晶軸で表わされるＸ−Ｚ′面（主面）を、水晶のＸ軸を回転軸として４±３．５°回転させた面に相当する面であり、前述の引出電極は前述の励振電極からこの第１の面を経由して引き出すのが好適である。このような第３及び第４傾斜部であると、振動漏れの低減効果に加え、引出電極の引き回しを容易に行える等の他の効果も得られる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の水晶振動子によれば、所定の第１及び被固定部および傾斜部を持つので、振動漏れの軽減と耐衝撃性の向上の双方を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（Ａ）〜（Ｅ）は、実施形態の水晶振動子に具わるＡＴカット水晶片１０の説明図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は、水晶片１０の特に第３傾斜部、第４傾斜部の説明図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は、実施形態の水晶振動子の励振電極、引出電極の説明図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、実施形態の水晶振動子の構造を説明する図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、水晶片１０の製法例の説明図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、水晶片１０の製法例の図５に続く説明図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、水晶片１０の製法例の図６に続く説明図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は、水晶片１０の製法例の図７に続く説明図である。
【図９】水晶片１０の製法例の図８に続く説明図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）は、水晶片１０の製法例の特にエッチング状態を説明する図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）は、水晶片１０の第１〜第３の面の説明図である。
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）は、実施形態の水晶振動子の耐衝撃性の説明図である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）は、実施形態の水晶振動子の引出配線の引出角度の効果を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照してこの発明の水晶振動子の実施形態について説明する。なお、説明に用いる各図はこの発明を理解できる程度に概略的に示してあるにすぎない。また、説明に用いる各図において、同様な構成成分については同一の番号を付して示し、その説明を省略する場合もある。また、以下の説明中で述べる形状、寸法、材質等はこの発明の範囲内の好適例に過ぎない。従って、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。
【００１４】
１． ＡＴカット水晶片の構造について
先ず、図１、図２を主に参照して、この発明の水晶振動子に具わるＡＴカット水晶片１０について説明する。図１（Ａ）〜（Ｅ）は、この水晶片１０の説明図である。特に、図１（Ａ）は水晶片１０の平面図、図１（Ｂ）〜（Ｅ）は、各々図１（Ａ）中のＰ−Ｐ線、Ｑ−Ｑ線、Ｒ−Ｒ線、Ｓ−Ｓ線に沿った水晶片１０の断面図である。また、図２（Ａ）、（Ｂ）は図１（Ｄ）に示した部分をより詳細に示した図である。特に、図２（Ｂ）は図２（Ａ）中のＮ部分（すなわち第３傾斜部１６）を拡大して示した図である。
【００１５】
ここで、図１（Ａ）、（Ｄ）中に示した座標軸Ｘ，Ｙ′、Ｚ′は、それぞれＡＴカット水晶片１０での水晶の結晶軸を示す。なお、ＡＴカット水晶片自体の詳細は、例えば、文献：「水晶デバイスの解説と応用」。日本水晶デバイス工業会２００２年３月第４版第７頁等に記載されているので、ここではその説明を省略する。
【００１６】
この実施形態の水晶片１０は、平面形状が略矩形のＡＴカット水晶片であって、その一つの辺である第１の辺１０ａ側で固定部材（図４中の３２参照）により、容器（図４中の３０参照）に固定されるものである。そして、この発明の特徴として、この水晶片１０は、第１の辺１０ａの近傍からこの第１の辺１０ａに向かって、水晶片１０の厚さが薄くなるよう傾斜している第１傾斜部１２と、第１の辺１０ａの両端部各々に設けられ、第１傾斜部１２と一体形成されていて、第１傾斜部１０ａより緩い傾斜を有した第２傾斜部１４と、この第２傾斜部１４と一体形成されていて、第１の辺１０ａから水晶片１０の外側に向かって各々張り出していて、固定部材による固定に使用される第１被固定部２２ａ及び第２被固定部２２ｂと、を具えている。
【００１７】
また、この実施形態の水晶片１０は、第１の辺１０ａが水晶のＺ′軸に平行であり、第１の辺１０ａと交差する第２の辺１０ｂ及び第３の辺１０ｃが水晶のＸ軸に平行であり、かつ、Ｘ軸方向に長尺な、略矩形状の水晶片である。
従って、この実施形態の第１及び第２被固定部２２ａ、２２ｂ各々は、水晶のＸ軸に平行な方向に張り出している。然も、この実施形態の第１及び第２被固定部２２ａ、２２ｂ各々は、水晶のＸ軸に平行な方向に凸状に張り出した突部２２ｘを２つ有した凸状形状となっている。もちろん、第１、第２被固定部の形状はこれに限られない。
また、第１傾斜部１２に比べ第２傾斜部１４は傾斜が緩いので、第２傾斜部１４の水晶のＹ′軸方向に平行な方向の厚みｔ２(図１（Ｃ）)は、第１傾斜部１２の同厚みｔ１（図１（Ｂ））より厚くなっている。この第２傾斜部１４は、第１及び第２被固定部２２ａ、２２ｂに連なる部分なので、第２傾斜部１４の厚みが厚いことは、水晶片１０を容器に固定した後の、水晶振動子の耐衝撃性の向上に寄与する。
なお、この実施形態では、水晶片１０の＋Ｘ側の端部にて水晶片１０を容器に固定しているが、水晶片１０の−Ｘ側で固定しても良い。ただし、第１傾斜部１２の方が第５傾斜部２０よりＸ方向の寸法が長くなるので、第１及び第２被固定部を水晶片１０の＋Ｘ側の端部に設けた方が、励振電極２６と被固定部２２ａ，２２ｂとの間を広く取り易いため、ＣＩ改善に好ましい。
【００１８】
また、この実施形態の第１傾斜部１２、第２傾斜部１４各々は、水晶のＸ軸方向に沿って２段に傾斜する構造としてある（図１（Ｂ）、（Ｃ）参照）。ただし、傾斜部の段数はこれに限られず、水晶片１０の主面１０ｄに対し傾斜して接続している傾斜部を構成していれば良い。なお、水晶片１０の主面とは、水晶片１０の第１〜第５傾斜部１２〜２０を除いた領域であって、水晶のＸ−Ｚ′平面に当たる領域である。
【００１９】
また、この実施形態の水晶片１０は、前記第１の辺１０ａに交差する二つの辺である第２の辺１０ｂ及び第３の辺１０ｃ各々の近傍からこれらの辺１０ｂ、１０ｃに向かって、水晶片１０の厚さが薄くなるよう傾斜している第３傾斜部１６及び第４傾斜部１８を具えている。
これら第３傾斜部１６及び第４傾斜部１８各々は、この実施形態の場合、第１〜第３の３つの面２４ａ、２４ｂ、２４ｃを有したものとなっている（図１（Ｄ））。そして、第１の面２４ａは、この水晶片１０の主面１０ｄと交わっている面であり、然も、主面１０ｄを水晶のＸ軸を回転軸としてθ１(図２（Ｂ）参照)回転させた面に相当する面である。さらにこの実施形態の場合、第１の面２４ａ、第２の面２４ｂおよび第３の面２４ｃがこの順で交わっている。しかも、第２の面２４ｂは、主面１０ｄを水晶のＸ軸を回転軸としてθ２(図２（Ｂ）参照)回転させた面に相当する面であり、第３の面２４ｃは、主面１０ｄを水晶のＸ軸を回転軸としてθ３（図２（Ｂ）参照）回転させた面に相当する面である。これらの角度θ１、θ２、θ３は、詳細は後述の「４．実験結果の説明」の項で説明するが、下記が好ましいことが分かっている。θ１＝４°±３．５°、θ２＝−５７°±５°、θ３＝−４２°±５°、より好ましくは、θ１＝４°±３°、θ２＝−５７°±３°、θ３＝−４２°±３°である。
【００２０】
また、この実施の形態の水晶片１０では、水晶のＺ′軸に交差する２つの側面（Ｚ′面）各々が（すなわち第３傾斜部１６と第４傾斜部１８とが）、水晶片１０の中心点Ｏ（図２（Ａ）参照）を中心に、点対称の関係になっている。なお、ここでいう点対称とは、若干の形状差があったとしても実質的に同一とみなせる点対称の状態も含む。このように点対称であるとそうでない場合に比べ、振動子の特性が良好になる。
また、この実施の形態の水晶片１０は、第１の辺１０ａと対向する辺の側に第５傾斜部２０を有している。この第５傾斜部２０は、当該辺に向かうに従い水晶片の厚みが薄くなる傾斜部となっている（図１（Ｂ），（Ｃ）参照）。
【００２１】
２． 電極及び水晶振動子の構成
次に、主に、図３、図４を参照して、励振電極２６及び引出電極２８の構成と、水晶振動子の全体構成について説明する。ここで、図３（Ａ）〜（Ｅ）は、図１に示した水晶片１０に励振電極２６、引出電極２８を設けた状態を示した図である。特に、図３（Ａ）は、これら電極を設けた水晶片１０の平面図、図３（Ｂ）〜（Ｅ）は、各々図３（Ａ）中Ｐ−Ｐ線、Ｑ−Ｑ線、Ｒ−Ｒ線、Ｓ−Ｓ線に沿った水晶片１０の断面図である。また、図４（Ａ）〜（Ｃ）は、電極２６，２８を設けた水晶片１０を容器３０に実装した状態を示した図である。特に、図４（Ａ）は、その平面図、図４（Ｂ）、（Ｃ）は、各々図４（Ａ）中のＰ−Ｐ線、Ｑ−Ｑ線に沿った断面図である。
【００２２】
この実施形態では、励振電極２６を水晶片１０の主面１０ｄの表裏にそれぞれ設けてある。また、引出電極２８は、励振電極２６から第３傾斜部１６及び第４傾斜部１８の対応する傾斜部を経由して第１及び第２被固定部２２の対応する被固定部２２ａ、２２ｂに至るように設けてある。然も、引出電極２８は、第３傾斜部１６及び第４傾斜部１８の対応する傾斜部の第１の面２４ａを経由して引き出してある。具体的には、図３（Ａ）の主面１０ｄの表面側の励振電極２６は、第３傾斜部１６の第１の面２４ａを経由して被固定部２２ａに至っている。また、図３（Ａ）の主面１０ｄの裏面側の励振電極２６は、第４傾斜部１８の第１の面２４ａを経由して被固定部２２ｂに至っている。従って、この引出構造によれば、引出電極２８が被固定部２２ａ、２２ｂに第１傾斜部１２、第２傾斜部１４上を直接経由して至ることを、防止できる。
【００２３】
ここで、引出電極２８の、主面１０ｄから第３又は第４傾斜部１６，１８への引出角度を、水晶の結晶軸のＸ軸に対する角度θと定義したとき（図３（Ａ）参照）、このθを５９度≦θ≦８７度とするのが良い。より好ましくは、このθを６２度≦θ≦７５度とするのが良い。さらに好ましくは、このθを６４度≦θ≦７４度とするのが良い。こうすると、水晶振動子のＣＩ（クリスタルインピダンス）の改善が図れるからである。その詳細は後述の「４．実験結果の説明」の項にて説明する。
【００２４】
励振電極２６および引出電極２８を設けた水晶片１０を、図４に示したように、容器としての例えばセラミックパッケージ３０の凹部３０ａ内に実装し、周波数調整等を実施し、図示しない蓋部材で封止することにより、水晶振動子を構成することができる。具体的には、水晶片１０の被固定部２２ａ、２２ｂ並びに第１傾斜部１２及び第２傾斜部の一部と、容器３０の固定パッド３０ｂとを、固定部材（例えば導電性接着剤）３２により固定する。そして、周波数調整や封止をすることにより水晶振動子を構成できる。
【００２５】
なお、上記の実施形態では、図３を用いて説明したように、引出電極２８を第３傾斜部１６や第４傾斜部１８を経由すると共に、引出角度θが所定の角度となるように引き出していた。その理由は、ＣＩ（クリスタルインピダンス）のさらなる改善に有効だからであった。しかし、ＣＩ改善はある程度として、耐衝撃性を主として求める場合は、引出電極２８の引出し方法は特に限定されない。例えば、引出電極２８を、第３傾斜部や第４傾斜部を経由せずに、水晶のＸ軸に沿って直に、すなわち第１傾斜部１２を経由して直に（引出角度θ＝０で）、被固定部２２ａ、２２ｂに引き回しても良い。
【００２６】
３．ＡＴカット水晶片１０の製法例
次に、図５〜図１１を参照して、実施形態の水晶振動子に具わるＡＴカット水晶片１０の製法例について説明する。この水晶片１０は、フォトリソグラフィ技術およびウエットエッチング技術により水晶ウエハから多数製造できる。そのため、製法例の説明で用いる図の一部の図では、水晶ウエハ１０ｗの平面図と、その一部分Ｍを拡大した平面図を示してある。さらに、製法例の説明で用いる図の一部の図では断面図も併用している。なお、図５〜図１１において断面図を用いたいずれの図も、（Ａ）図中のＰ−Ｐ線の断面図を（Ｂ）図に示し、（Ａ）図中のＱ−Ｑ線の断面図を（Ｃ）図に示してある。
【００２７】
この製法例では、先ず、水晶ウエハ１０ｗを用意する(図５)。ＡＴカット水晶片１０の発振周波数は、周知の通り、水晶片１０の主面（Ｘ−Ｚ′面）部分の厚みでほぼ決まるが、水晶ウエハ１０ｗは、最終的な水晶片１０の厚さｔ(図７（Ｂ）参照)より厚い、厚みＴのウエハとする(図５（Ｂ）参照)。
【００２８】
次に、この水晶ウエハ１０ｗの表裏両面に、水晶片の外形を形成するための耐エッチング性マスク４０を周知のフォトリソグラフィ技術により形成する。この実施形態の場合の耐エッチング性マスク４０は、水晶片の外形に対応する部分、各水晶片を保持するフレーム部分、および、水晶片とフレーム部分とを連結する連結部（図２（Ａ）中に１０ｘで示した部分）で構成したものとしてある。また、耐エッチング性マスク４０は、水晶ウエハの表裏で対向するように形成してある。
【００２９】
耐エッチング性マスク４０の形成が済んだ水晶ウエハ１０ｗを、フッ酸を主とするエッチング液中に所定の時間浸漬する。この処理により、水晶ウエハ１０ｗの耐エッチング性マスク４０で覆われていない部分が溶解されて、水晶片１０の大まかな外形が得られる。
【００３０】
次に、水晶ウエハ１０ｗから耐エッチングマスク４０を除去する。この際、この製法例では、耐エッチング性マスク４０の水晶片１０に相当する部分及び連結部１０ｘのみを除去し、フレーム部に相当する部分は残している（図６）。
【００３１】
次に、この水晶ウエハ１０ｗを、フッ酸を主とするエッチング液中に、再度、所定の時間浸漬する。ここで、所定の時間とは、水晶片１０の形成予定領域の厚みｔ（図７（Ｂ））がこの水晶片１０に要求される発振周波数の仕様を満たすことができ、かつ、この水晶片１０のＺ′側面が本発明でいう第１〜第３の面２４ａ〜２４ｃで構成できる時間である。これら時間は事前の実験によって決めることができる。発明者の実験によれば、水晶片１０のＺ′面は、エッチングが進むにしたがい、形状が変化することが分かった。図１０はその説明図であり、水晶ウエハ１０ｗの一部分であって、水晶片の第３傾斜部に相当する部分のエッチング量に応じた形状変化を示した断面図である。エッチチングが進むに従い、図１０（Ａ）に示すように突起１０ｚが残る状態、図１０（Ｂ）に示すように第１〜第４の４つの面１０ｇ〜１０ｊで構成される状態(第４面発生状態)、そして、図１０（Ｃ）に示すように本発明でいう第１〜第３の３つの面２４ａ、２４ｂ、２４ｃで構成される状態（本発明状態）に、順に変化することが分かった。しかも、この発明でいう第１〜第３の３つの面で構成される側面を得るためには、所定エッチング液およびエッチング温度等の場合では、水晶ウエハ１０ｗの初期厚みＴに対し、５５％〜２５％の範囲の厚みまでエッチングする必要があることが分かった。従って、発振周波数の仕様および第１〜第３の３つの面が得られるように、初期厚みＴや上記のエッチング時間等を決める。
【００３２】
次に、上記のエッチングが終了した水晶ウエハから、耐エッチングマスクを除去して、水晶面を露出する（図示せず）。その後、この水晶ウエハ全面に、周知の成膜方法により、水晶振動子の励振電極および引出電極形成用の金属膜(図示せず)を形成する。次に、この金属膜を、周知のフォトリソグラフィ技術およびメタルエッチング技術により、電極形状にパターニングして、励振電極２６および引出電極２８を形成する（図８）。これにより、水晶片１０、励振電極２６および引出電極２８を具える水晶振動子を得ることができる。
【００３３】
図８に示した状態では、水晶片１０は、水晶ウエハ１０ｗに連結部１０ｘを介して結合している状態である。そこで、先ず、連結部１０ｘに適当な外力Ｆ（図９）を加えて、水晶片１０を連結部１０ｘの例えば中央部で水晶ウエハ１０ｗから分離し、個片化する（図９）。この発明では、連結部１０ｘはその中央に開口部を持っているため、この個片化処理後に連結部１０ｘの水晶片１０側に残存する部分を第１、第２被固定部２２ａ、２２ｂとして積極的に用いる。また、連結部１０ｘの設計を工夫することにより、第２傾斜部を得ることができる。
このように形成した水晶片を図４に示したように容器３０に実装することで、実施形態の水晶振動子を得ることができる。
【００３４】
４． 実験結果の説明
４−１．第１〜第３の面について
図１１（Ａ）、（Ｂ）を参照して第１〜第３の面２４ａ、２４ｂ、２４ｃについて説明する。
図１１（Ａ）は、水晶片のＺ′面の形状の違い、すなわち第３傾斜部、第４傾斜部の形状の違いにより、その水晶片を用いて構成した水晶振動子のＣＩ（クリスタルインピダンス）がどう相違するかを説明する図である。横軸に実験に用いた水晶片の試料番号と、各試料のＺ′面の形状の特徴（図１０（Ａ）〜（Ｃ）に対応する特徴）を示し、縦軸にＣＩ（相対値）をとって示してある。なお、実験試料の発振周波数は３８ＭＨｚ付近である。
【００３５】
図１１（Ａ）から分かるように、水晶片のＺ′面に突起が残る試料、水晶片のＺ′面が第１〜第４の４つの面で構成された試料、水晶片のＺ′面が第１〜第３の３つの面で構成された本発明に係る試料の中では、本発明に係る試料のインピダンスが小さくなることが分かる。従って、図１に示した第３傾斜部１６、第４傾斜部１８は第１〜第３の面２４ａ〜２４ｃで構成された傾斜部とするのが良いことが分かる。
【００３６】
また、図１１（Ｂ）は、この発明に係る第１〜第３の面２４ａ、２４ｂ、２４ｃの説明図である。具体的には、この出願に係る発明者等の実験結果であって、水晶の種々の結晶面のフッ酸系エッチャントに対するエッチング速度の違いを示した図である。より詳細には、横軸にＡＴカットの主面を基準にしこの面を水晶のＸ軸を回転軸として回転させた角度を取り、縦軸に上記のようにＡＴカット板を回転させて得られる各水晶面のエッチング速度をとって示したものである。なお、各面のエッチング速度は、ＡＴカット面のエッチング速度を基準にした相対値で示してある。
【００３７】
この図１１（Ｂ）から理解できるように、水晶では、ＡＴカットの主面をθ１回転させた面に相当する面、ＡＴカットの主面をθ２回転させた面に相当する面、ＡＴカットの主面をθ３回転させた面に相当する面各々でのエッチング速度が、極大となることが分かる。そして、θ１は４°付近、θ２は−５７°付近、θ３は−４２°付近であり、然も、発明者の実験によれば、図１１（Ａ）を用いて説明したインピダンスが良好になる領域は、θ１＝４°±３．５°、θ２＝−５７°±５°、θ３＝−４２°±５°、より好ましくは、θ１＝４°±３°、θ２＝−５７°±３°、θ３＝−４２°±３°であることが分かった。これらθ１〜θ３で規定される各々の面は、この発明に係る第１〜第３の面に相当する。
【００３８】
４−２．耐衝撃性について
次に、第１被固定部２２ａ、第２被固定部２２ｂを具えた本発明の水晶振動子の耐衝撃性を確認した結果について説明する。ここでは、水晶片１０として、周波数が約３８ＭＨｚ、Ｘ寸法が０．９８５ｍｍ、Ｚ′寸法が０．６２５ｍｍの水晶片を具えたいわゆる１６１２サイズ（容器の外形サイズ）の、本発明の水晶振動子を用いた落下試験により耐衝撃性を評価した。具体的には、この水晶振動子を重さが２００ｇの落下治具に装着し、この状態で高さ１５０ｃｍの位置から自然落下させ、試験開始時の周波数及びＣＩに対する落下回数ごとの周波数変化率、ＣＩ変化率を調べた。
【００３９】
図１２（Ａ）、（Ｂ）はその試験結果をまとめた図であり、（Ａ）図は横軸に落下回数、縦軸に周波数変化率（ｐｐｍ）をとって示した図、（Ｂ）図は横軸に落下回数、縦軸にＣＩ変化率（％）をとって示した図である。両図において赤破線枠は、耐衝撃性の規格である。この発明の水晶振動子によれば、耐衝撃性の規格を満足できることが分かる。これに対し、第１被固定部２２ａ、第２被固定部２２ｂを有しない比較例の試料では、落下試験に対する周波数変化率、ＣＩ変化率が規格を満たさないことが分かった。第１、第２固定部を設けることで対衝撃性の改善が図れることが分かる。
【００４０】
４−３．引出電極について
次に、引出電極の引出方法に関する実験結果について説明する。ここでは、図３に示した励振電極２６の水晶軸のＸ方向に沿う寸法と、引出電極２８の長さに着目し、水準Ａ：励振電極２６のＸ寸法が長く、かつ、引出配線２８の長さが短い水準、水準Ｂ：水準Ａに対し、励振電極２６のＸ寸法が短く、かつ、引出配線２８の長さが長い水準、という２つの水準の試料群を用い、引出電極の引出角度θを変化させたときのＣＩ（クリスタルインピダンス）の違いを調べた。
【００４１】
図１３（Ａ）は、水準Ａの試料群での引出角度θと水晶振動子のＣＩとの関係を示した図、図１３（Ｂ）は、水準Ｂの試料群での引出角度θと水晶振動子のＣＩとの関係を示した図である。いずれの図も、横軸に引出角度θをとり、縦軸にＣＩ（相対値）をとって示してある。
水準Ａ、水準Ｂいずれの場合も、引出角度θを０度、４５度、６５度、９０度とした４条件の試料でＣＩを調べた。そして、水準Ａ、水準Ｂいずれの場合も、引出角度０度の場合、すなわち、引出配線が第３傾斜部、第４傾斜部を経由しない場合に比べ、引出角度θを４５〜９０度の範囲の所定の値で第３傾斜部、第４傾斜部を経由した方が、ＣＩが小さくなることが分かった。具体的には、水準Ａの場合は、引出角度θが６９度において他の角度に比べＣＩがより小さくなり(図１３（Ａ）)、水準Ｂの場合は、引出角度θが７４度において他の角度に比べＣＩがより小さくなることが分かった(図１３（Ｂ）)。
【００４２】
また、これら好ましい角度６９度、７４度のＣＩ値に対し、ＣＩが２％が悪くなる引出角度の範囲を検討したところ、水準Ａの場合は５９度≦θ≦８７度、水準Ｂの場合は６２度≦θ≦７５度となることが分かった。さらに、これら好ましい角度６９度、７４度のＣＩ値に対し、ＣＩが１％悪くなる引出角度の範囲を検討したところ、水準Ａの場合は６４度≦θ≦７４度、水準Ｂの場合は６３度≦θ≦８３度となることが分かった。これら２％とか、１％とかのＣＩ悪化量は、水晶振動子設計の際のＣＩ値の閾値の目安と考えることができるので、引出角度θを上記各範囲とするのが好ましい。
【００４３】
従って、上記の検討結果を総合して考察すると、ＣＩを改善するためには、引出配線２８の引出角度θは、５９度≦θ≦８７度とするのが良く、より好ましくは６２度≦θ≦７５度とするのが良く、さらに好ましくは６４度≦θ≦７４度とするのが良いことが分かる。
５．他の実施形態
上述の例では、図３に示したように、引出電極２８は、励振電極２６から引出角度θをもって第３傾斜部１６のみ又は第４傾斜部１８のみを経由した後に第２傾斜部１４や第１傾斜部１２に至る構造を説明した。しかし、引出配線２８は第３傾斜部１８を経由する際にその一部分が第１傾斜部１２上にも形成された状態で引き回された状態となる場合があっても良い。この一部分とは、例えば。励振電極２６のＺ′方向の幅の１０％以下程度である。この程度までなら、引出配線２８が第１傾斜部１２側にはみ出して第３傾斜部１６を経由したとしても、励振電極２６側の振動エネルギーが第１傾斜部１２を経由して被固定部２２ａ側に漏れる影響は少なく、ＣＩの悪化は実質的に無い。
【符号の説明】
【００４４】
１０:実施形態のＡＴカット水晶片
１０ａ：第１の辺
１０ｂ：第２の辺
１０ｃ：第３の辺
１０ｄ：主面
１２：第１傾斜部
１４：第２傾斜部
１６：第３傾斜部
１８：第４傾斜部
２０：第５傾斜部
２２ａ：第１被固定部
２２ｂ：第２被固定部
２２ｘ：凸部
２４ａ：第１の面
２４ｂ：第２の面
２４ｃ：第３の面
２６：励振電極
２８：引出電極
３０：容器（セラミックパッケージ）
３０ａ：凹部
３０ｂ：接続パッド
３０ｃ：実装端子
３２：固定部材（導電性接着剤）
１０ｗ：水晶ウエハ
１０ｘ：連結部
θ１〜θ３：第１〜第３の面のＡＴ主面に対する角度
４０：耐エッチング性マスク
【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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