(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動片の外形をなす枠体と、この枠体の内側に窪み状に形成される励振部とを有し、前記励振部周囲の枠体の内側に形成された階段状段差と、前記励振部に励振電極を形成するとともに、複数段からなる前記段差に配線パターンを設け、当該配線パターンにより前記励振電極を前記枠体に引き出し、前記励振部の厚みに対する辺長さの比が５０以下になるよう前記励振部の面積を設定したことを特徴とする圧電振動片。
【請求項２】
振動片の片面に断面凹状となる窪みが形成され、前記振動片を枠体と、この内側に位置する励振部とで構成した逆メサ型の圧電振動片であって、前記励振部周囲の枠体の内側に複数段からなる段差を形成し、前記励振部に励振電極を形成するとともに、複数段からなる前記段差に配線パターンを設け、当該配線パターンにより前記励振電極を前記枠体に引き出し、前記励振部の厚みに対する辺長さの比が５０以下になるよう前記励振部の面積を設定したことを特徴とする圧電振動片。
【請求項３】
振動片の両面に当該振動片が断面Ｈ型になるよう窪みを形成し、前記振動片を枠体と、この内側に位置する励振部とで構成した逆メサ型の圧電振動片であって、前記励振部周囲の枠体の内側に複数段からなる段差を形成し、前記励振部に励振電極を形成するとともに、複数段からなる前記段差に配線パターンを設け、当該配線パターンにより前記励振電極を前記枠体に引き出し、前記励振部の厚みに対する辺長さの比が５０以下になるよう前記励振部の面積を設定したことを特徴とする圧電振動片。
【請求項４】
複数段の前記段差は、前記振動片の両面に形成されることを特徴とする請求項３に記載の圧電振動片。
【請求項５】
前記圧電振動片は、水晶からなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１に記載の圧電振動片。
【請求項６】
振動片の外形をなす枠体と、この枠体の内側に窪み状に形成される励振部とを有し、前記励振部の厚みに対する辺長さの比が５０以下になるよう前記励振部の面積を設定し、前記励振部周囲の枠体の内側に階段状段差を形成し、前記励振部に励振電極を形成するとともに、複数段からなる前記段差に配線パターンを設け、当該配線パターンにより前記励振電極を前記枠体に引き出した圧電振動片と、この圧電振動片の枠体に引き出された前記配線パターンに導電性接着剤を介して接続される端子電極を有したベース基板と、当該ベース基板を覆い前記圧電振動片の封止をなすカバーとを有したことを特徴とする圧電振動子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電振動片および圧電振動子に係り、特に逆メサ型の振動片を用いることとした圧電振動片および圧電振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水晶等の薄板片でなる圧電材料の表面に形成した励振電極を介して駆動電圧を印加することにより、所定の周波数を得る圧電振動片が知られている。
そしてこのような圧電振動片は電子機器の高速化などに伴い、基本周波数の向上が求められている。
【０００３】
図８は、従来の逆メサ型の圧電振動片の形状を示す説明図であり、同図（１）は外観斜視図であり、同図（２）は、同図（１）における断面図である。これらの図に示すように、従来の逆メサ型の圧電振動片１は一般的には水晶からなり、外形をなす枠体２と、当該枠体２の中央部分に窪みのように形成された薄板からなる励振部３とから構成されている。ここで当該励振部３の厚みは、高周波振動（８０ＭＨｚ以上）を得る目的から、非常に薄く設定されている（１６７ＭＨｚで１０μm）。このため励振部３だけでは当該励振部３自体の姿勢を保つだけの強度が無く、その周囲に形成された強度の有る枠体２によって前記励振部３の保持を行うようにしている。
【０００４】
このような圧電振動片１では、励振部３の表裏面に励振電極４が形成されているとともに、枠体２の隅部にマウント電極５が形成されており、これら電極同士を接続するよう、段差６の表面には配線パターン７が形成されている。そして前記励振部３の表裏面に設けられた励振電極４にマウント電極５より電圧を印加することで、あらかじめ設定された周波数を得るようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上述した従来の圧電振動片１では、下記に示すような問題点があった。
すなわち従来の逆メサ型の圧電振動片１では、励振電極４と配線パターン６を形成する際、まず圧電振動片１の表面にスパッタあるいは蒸着を使用して電極膜を形成させる。そしてこれら電極膜の上層にレジストを塗布した後、フォトリソグラフィにて前記電極膜から配線パターン７を形成するが（あるいはマスクを圧電振動片の表面に置き、スパッタまたは蒸着を利用して配線パターン７を形成するようにしてもよい）、枠体２と励振部３の間の段差６（コーナ部含む）は急な傾斜面になっているので、電極膜やレジストの厚みを十分確保することができず、このため配線パターン６の抵抗値が増大したり、あるいは前記段差６の箇所で、断線が生じてしまうおそれがあった（いわゆる段切れ）。
【０００６】
また圧電振動片１に用いられる圧電片は、圧電単結晶原石より任意の角度で切り出されたものである。このため励振部３をエッチングによって形成する際、結晶軸（結晶方位）の違いによって前記エッチングの進行度合いも異なるので、前記励振部３の周囲に形成される段差６の斜面には角度差が生じる。圧電振動片１は通常、圧電単結晶原石をスライスしたウェハ上に複数形成されるが、急斜面の段差６に配線パターン７を形成することは段切れ等のおそれが増し、これを防止するため配線パターン７を形成する段差６が限定されてしまい、さらにマウント電極５の位置も限定されてしまうという設計上の制約が生じていた。
【０００７】
また圧電振動片１は、その形成後、パッケージ内に封止されるが、その際、マウント電極５をパッケージ内の電極に導電性接着剤を用いて接続する必要がある。そしてこの接着剤が硬化する際に枠体２の強度が低いと、接着剤の硬化時の収縮力や収縮力緩和のためのアニール処理によって枠体２を変形させてしまい、励振部３の基本周波数を大きく変動させてしまうおそれがあった。
【０００８】
また上述したような圧電振動片１では、励振部３の厚みと、当該励振部３の各辺の長さとの比（いわゆる辺比）が大きくなるので、主振動に対して寄生振動（スプリアス振動）が多く発生し、主振動周波数がジャンプしてしまう問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に着目し、励振部周囲の段差に形成される配線パターンの抵抗値の上昇や、前記配線パターンの断線を防止するとともに、配線パターンの引き回しの設計自由度の向上、ならびに圧電振動片の取り付け時に生じる周波数オフセット量の低減を図り、さらに圧電振動片の主振動が、励振部に生じる機械的副振動に重なるのを防止することのできる圧電振動片および圧電振動子を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、枠体の中央部にエッチングによって励振部を形成する際、その段差形状を複数の階段状にすれば、１段あたりの段差寸法を小さくすることができ、レジストや配線パターンの厚みが薄くなることを防止するという知見に基づいてなされたものである。
【００１１】
本発明に係る圧電振動片は、振動片の外形をなす枠体と、この枠体の内側に窪み状に形成される励振部とを有し、前記励振部周囲の枠体の内側に形成された階段状段差と、前記励振部に励振電極を形成するとともに、複数段からなる前記段差に配線パターンを設け、当該配線パターンにより前記励振電極を前記枠体に引き出し、前記励振部の厚みに対する辺長さの比が５０以下になるよう前記励振部の面積を設定したものである。
【００１２】
上記圧電振動片は、圧電材料からなる振動片の内側にエッチングにより凹状の窪みを形成し、前記振動片を枠体と、この枠体の内側に位置する励振部とした後、この励振部に励振電極を設けるとともに、前記エッチングにより形成される前記励振部周囲の段差に、前記励振電極から前記枠体に引き出される配線パターンを形成するにあたり、前記振動片へのエッチングを複数回行い前記段差を階段状に形成した後に、この階段状に形成された前記段差に前記配線パターンを形成し、前記励振電極を前記枠体に引き出すようにして製造すればよい。なお前記エッチングの処理速度を複数回毎に変動させ、さらに励振部が形成される最終エッチングの処理速度を最も遅くさせることが望ましい。
【００１３】
そして本発明に係る圧電振動片を、振動片の片面に断面凹状となる窪みが形成され、前記振動片を枠体と、この内側に位置する励振部とで構成した逆メサ型の圧電振動片であって、前記枠体と前記励振部との間に複数段からなる段差を形成し、前記励振部に励振電極を形成するとともに、複数段からなる前記段差に配線パターンを設け、当該配線パターンにより前記励振電極を前記枠体に引き出し、前記励振部の厚みに対する辺長さの比が５０以下になるよう前記励振部の面積を設定したり、あるいは振動片の両面に当該振動片が断面Ｈ型になるよう窪みを形成し、前記振動片を枠体と、この内側に位置する励振部とで構成した逆メサ型の圧電振動片であって、前記枠体と前記励振部との間に複数段からなる段差を形成し、前記励振部に励振電極を形成するとともに、複数段からなる前記段差に配線パターンを設け、当該配線パターンにより前記励振電極を前記枠体に引き出し、前記励振部の厚みに対する辺長さの比が５０以下になるよう前記励振部の面積を設定するよう構成してもよい。また複数段の前記段差は、前記振動片の両面に形成されることが望ましい。
【００１４】
また本発明に係る圧電振動片の材料は、水晶が望ましい。
【００１５】
そして本発明に係る圧電振動子を、振動片の外形をなす枠体と、この枠体の内側に窪み状に形成される励振部とを有し、前記励振部の厚みに対する辺長さの比が５０以下になるよう前記励振部の面積を設定し、前記励振部周囲の枠体の内側に階段状段差を形成し、前記励振部に励振電極を形成するとともに、複数段からなる前記段差に配線パターンを設け、当該配線パターンにより前記励振電極を前記枠体に引き出した圧電振動片と、この圧電振動片の枠体に引き出された前記配線パターンに導電性接着剤を介して接続される端子電極を有したベース基板と、当該ベース基板を覆い前記圧電振動片の封止をなすカバーとを有するよう構成した。
【００１６】
従来、枠体と励振部との間は、１段の段差で形成されていたが、本発明では枠体と励振部との間を複数段の段差で構成している。
このように枠体と励振部との間を階段状に構成すれば、配線パターンを形成するための金属膜を段差表面にスパッタや蒸着で形成する際、前記金属膜の厚みと個々の段差の高さとの比率が小さくなり（金属膜が乗り上げる高さが小さくなる）、金属膜の厚みが変動する（薄くなる）のを防止することができる。またフォトリソグラフィに使用するレジスト膜についても、同様の理由でその厚みを確保することができ、スパッタ装置に圧電振動片を投入した場合、前記レジスト膜によって下層に配置される金属膜の保護を確実に行わせることができる。
【００１７】
これらの要因により、前記金属膜からフォトエッチング等によって形成される配線パターンの膜厚も十分確保することが可能となり、前記配線パターンの抵抗値が低減するのを防止したり、さらには配線パターンに断線（段切れ）が生じるのを防止することができる。また階段状の段差は、片側あるいは両側に窪みが形成された圧電振動片に対して適用することが可能であり、さらに両側に窪みが形成された圧電振動片においては、いずれかの片面側に階段状の段差を形成してもよい。
【００１８】
また段差斜面が急な場合であっても、この段差間を複数段に形成すれば、段差先端部を結ぶ斜面の角度を緩やかにすることができる。このため圧電振動片の切り出される結晶軸（結晶方位）に左右されず、励振部に隣接するどの斜面からも配線パターンを引き出すことが可能になり、パターン引き回しなど設計自由度を向上させることができる。
【００１９】
ところで枠体と励振部との間に形成される段差を階段状にすれば、前記励振部の面積を縮小させることができる。そして励振部の面積、すなわち励振部を構成する辺寸法を小さくすれば、励振部の厚みに対する辺長さの比を小さくすることが可能となり、この辺比が小さい側では励振部のスプリアス振動が発生する間隔を広げることが可能になる。このため励振部に生じる主振動とスプリアス振動とが重ならないよう、励振部の寸法を設定することが容易になり、設計の自由度を高めることができる。
【００２０】
またこのような圧電振動片を導電性接着剤を用いてベース基板に接続すると、前記導電性接着剤の硬化時に収縮力や、アニール処理による応力緩和が枠体に加わる。しかし当該枠体と励振部との間の段差を階段状にしたので、段差の位置する範囲が広域になり、枠体のねじり剛性が高くなっている。このため前記収縮力が枠体に加わっても、当該枠体の変形量を小さくすることができるので、枠体の内側に配置された励振版の周波数変動を最小限に抑えることが可能になる。
【００２１】
なお本発明では枠体と励振部との間を階段状の段差で形成することとしたが、上記作用を満足するものであれば、これら個々の段差高さは、均一であったり、また異なる寸法であってもよい。また段差を形成するために複数行われるエッチングの速度を個々に変更すれば、エッチング時間の短縮を図ることができ、さらに励振部が形成される最終エッチングの処理速度を最も遅くすれば、エッチングの時間に若干の誤差が生じても、処理速度が遅いためエッチングの進行が進まず、励振部の厚み誤差を少なくすることが可能になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る圧電振動片の製造方法および圧電振動片、ならびに圧電振動子に好適な具体的実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る水晶振動片の形状を示す説明図であり、同図（１）は外観斜視図であり、同図（２）は、同図（１）における断面図であり、同図（３）は、同図（２）における要部拡大図である。これらの図に示すように、本実施の形態に係る圧電振動片となる水晶振動片１０は、外形をなす枠体１２と、この枠体１２の内側に形成される薄板状の励振部１４とから構成されている。ここで当該励振部１４の厚みは、高周波振動（８０ＭＨｚ以上）を得る目的から、非常に薄く設定されている（本実施の形態では約１０μm）。このため励振部１４だけでは当該励振部１４自体の姿勢を保つだけの強度が無く、その周囲に形成された強度の有る枠体１２によって前記励振部１４の保持を行うようにしている。
【００２３】
このような水晶振動片１０では、励振部１４の表裏面に励振電極１６がそれぞれ形成されているとともに、枠体２の隅部には前記励振電極１６に対応したマウント電極１８が形成されている。そしてこれら電極同士を接続するよう、励振電極１６とマウント電極１８の間には配線パターン２０が引き回されており、前記マウント電極１８に電圧を印加することで、励振部１４の厚みによりあらかじめ設定される周波数を得るようにしている。
【００２４】
ところで前記枠体１２と励振部１４との間には、同図（２）に示すように階段状の段差２２が設けられており、枠体１２と励振部１４との間の高低差を吸収するようにしている。ここで前述した配線パターン２０は、階段状の段差２２の上層に形成されることとなるが、同図（３）に示すように、個々の段差の高さｈと、配線パターン２０の厚みとの比率が、枠体１２と励振部１４の間を１段の段差で形成した場合（従来の段差形状）に比べて小さくなるので、配線パターン２０が個々の段差を乗り上げる際に、前記配線パターン２０の厚みが薄くなるのを防止することができる。
【００２５】
また配線パターン２０をフォトリソグラフィによって形成する場合でも、枠体１２と励振部１４との間に階段状の段差を形成し、個々の段差の高さを低く設定しておけば、個々の段差の高さと、レジストを塗布した際の厚みとの比率が小さくなり、レジスト膜が個々の段差を乗り上げる際に、前記レジスト膜の厚みが薄くなるのを防止することができる。このため配線パターン２０を形成するための金属膜の保護を確実に行うことができ、前記金属膜の膜厚が薄くなるのを防止することが可能になる。さらに個々の段差の高さや段数を任意に選択できることから、励振部１４の周囲にエッチングによって形成される斜面の角度に左右されず、配線パターン２０を形成することが可能になり、パターン引き回しにおける設計の自由度を向上させることができる。
【００２６】
発明者は、上記発明に対し、種々の実験と検討を実施し、その効果の実証を行った。下記に示す表１は、検討用サンプルの詳細データであり、表２は同サンプルによる実験結果の比較を示している。
【表１】
0003991304.tif 000002
【表２】
0003991304.tif 000003
【００２７】
実験に用いられた水晶振動片はＡＴカットのものが使用されている。そして表１に示すように、パッケージの制約上、従来例と実施例の外形形状を揃える必要が有るため、励振部１２の形状が実施例（階段状の段差形状）においては、若干小さくなっている。
【００２８】
そして本実施の形態に係る水晶振動片１０のクリスタルインピーダンスの平均値を従来のものと比較すると、表2に示すように、振動片におけるクリスタルインピーダンスの値が低くなり、さらにばらつきの度合いが小さくなっているのが判明する。
【００２９】
また水晶振動片１０をベース基板に導電性接着剤を用いて取り付け、マウント直後の周波数と応力緩和用のアニールプロセスを通った後の周波数のずれを検証した。表２に示すように段差を階段状にした方が、アニール工程を終了させた後の周波数のずれが少なくなり、周波数歩留まりの立場から有利であることが判明した。
【００３０】
図２は、本実施の形態に係る水晶振動片をベース基板に取り付けた水晶振動子の形態を示し、同図（１）は、水晶振動子の断面図であり、同図（２）は、同振動子の上面図であり、同図（３）は、水晶振動片に加わる外力の説明図である。
【００３１】
同図（１）および同図（２）に示すように、本実施の形態に係る水晶振動片１０では、枠体１２に形成されたマウント電極１８をベース基板２４の表面に設けられた接続用電極２６に導電性接着剤２８によって取り付ける。そしてベース基板２４の背面側に形成される端子電極３０と、水晶振動片１０側の電気的導通を図った後は、ベース基板２４の表側よりカバー３２を被せ、前記水晶振動片１０を封止し、これを水晶振動子３４とする。
【００３２】
このような工程を経て水晶振動子３４は製造されるが、水晶振動片１０のマウント電極１８と、ベース基板２４に形成された接続用電極２６とを、導電性接着剤２８で接続する際、当該導電性接着剤２８の硬化による体積縮小が生じる。そして一対のマウント電極１８間に導電性接着剤２８からの外力が加わると、同図（３）に示すように、枠体１２に変形が生じ（変形の方向は、図中、矢印３６を参照）、この枠体１２の変形に伴い、励振部１４にも変形が起こり、当該励振部１４に主振動数が設定値から大きく外れてしまうおそれがある。通常は、ベース基板２４とともに水晶振動片１０を恒温槽などに投入し、加熱によるアニール処理を施すことで、導電性接着剤２８からの外力を緩和し、励振部１４の主振動数を設定値付近に戻すのであるが、前述の枠体１２の強度が低いと変形量が大きくなり、アニール処理後でも励振部１４の主振動数が設定値の付近に移動しなくなるという可能性がある。しかし本実施の形態に係る水晶振動片１０では、枠体１２と励振部１４との間に階段状の段差２２を形成したことから、当該段差２２の位置する範囲が広域になり、枠体１２のねじり剛性が高くなっている。このため表２に示すように導電性接着剤２８の縮小力が枠体１２に加わっても、当該枠体１２の変形量を小さくすることが可能となり、枠体１２の内側に配置された励振版の周波数変動を最小限に抑えることができる。
【００３３】
図３は、本実施の形態に係る水晶振動片における励振部の斜視図である。
同図に示すように枠体１２の大きさを従来の水晶振動片と同一にし、階段状の段差２２を形成すると、逆メサ部となる励振部１４の辺寸法（面積）が縮小するが、辺比（寸法／厚み）の値が小さくなるとスプリアス抑制においても有利になる。図４は、励振部に設定される主振動と、前記励振部に生じるスプリアス振動のモードチャートを示すグラフであり、同図（１）は、寸法比が低域の場合を示し、同図（２）は、寸法比が高域である場合を示す。
【００３４】
これらの図に示すように高辺比になるほど、スプリアス（図中黒丸３８を参照）の数が多くなっている。なお本実施の形態で述べるスプリアスとは、励振部１４に生じる機械的な振動を示すものであり、前記励振部１４の寸法を整数で割った波長で生じる周波数や、励振部１４の各辺を任意の整数で割った際の最小公倍数で生じる周波数などが該当する。
そしてこのスプリアス振動と励振部１４との振動数が一致すると、主振動の振幅を正常に検出できなくなるという障害が生じる。
【００３５】
なお励振部１４の主振動は、厚みすべり振動と呼ばれ、その振動数をｆとすると、
【数式１】
0003991304.tif 000004
で設定される。
【００３６】
ここで主振動の周波数ｆの値が設定されると、上述の通り、この主振動の値にスプリアス振動が一致しないよう励振部１４の寸法を設定する必要があるが、同図（２）に示すように通常、逆メサＡＴ型の水晶振動片では、通常その辺比は１００前後であり、スプリアスの回避が非常に難しいものとなっている。
【００３７】
しかし枠体１２と励振部１４との間に階段状の段差２２を形成することにより、励振部１４を形成する各辺の長さを縮小させることができるので、同図（１）に示すように辺比を従来の半分程度（辺比５０）まで低減させることが可能になり、スプリアスの回避を容易にし、設計自由度を高めることができる。
【００３８】
このような水晶振動片１０の製造手順を以下に説明する。
図５〜図７は、本実施の形態に係る水晶振動片における階段状の段差の製造プロセスを示した工程説明図である。
【００３９】
図５（１）に示すように水晶ウェハ４０の両面を鏡面仕上げした後、同図（２）に示すように、水晶ウェハ４０の両面に、Ｃｒを１０〜１００ｎｍ、Ａｕを５０〜３００ｎｍ、蒸着あるいはスパッタリングで成膜し、フッ酸の耐食膜４２を形成する。
【００４０】
そして同図（３）に示すようにＡｕ／Ｃｒからなる耐食膜４２の上層に、フォトレジストを塗布し、乾燥させ、レジスト膜４４を形成する。次いで同図（４）に示すように、レジスト膜４４の表面に凹陥部４６の耐食膜４２のエッチングパターン部を抜いたステンレス製のマスク４８を水晶ウェハ４０に密着させる。
【００４１】
このようにマスク４８をレジスト膜４４に密着させた後は、同図（５）に示すように、水晶ウェハ４０の全面に酸素プラズマをかけてマスク４８から露出するエッチングパターン部のレジスト膜４４を除去し、Ａｕ／Ｃｒからなる耐食膜４２を露出させる。
【００４２】
そして図６（１）に示すように、Ａｕ／Ｃｒからなる耐食膜４２をエッチングで除去し、水晶ウェハ４０の表面を露出させた後は、同図（２）に示すように、露出した水晶ウェハ４０の表面をフッ酸等のエッチング液で、所定の厚さまでハーフエッチングする。このようにハーフエッチングを行った後は、同図（３）に示すように凹陥部４６より若干大きな凹陥部５０を有したステンレス製のマスク５２をレジスト膜４４に密着させ、同図（４）に示すように、水晶ウェハ４０の全面に酸素プラズマをかけてマスク５２から露出するエッチングパターン部のレジスト膜４４を除去し、Ａｕ／Ｃｒからなる耐食膜４２を露出させる。
【００４３】
次いで、図７（１）に示すように、Ａｕ／Ｃｒからなる耐食膜４２をエッチングで除去し、水晶ウェハ４０の表面を露出させ、同図（２）に示すように、水晶ウェハ４０をフッ酸等のエッチング液で、階段状の段差２２が形成されるよう、所定の厚さまでハーフエッチングすればよい。
【００４４】
そして階段状の段差２２が形成された後は、同図（３）に示すように表面に残ったレジスト膜４４を剥離し、その後、同図（４）に示すように水晶ウェハ４０の表面に残ったＡｕ／Ｃｒからなる耐食膜４２を剥離すればよい。
このような手順を行えば枠体１２と励振部１４との間に階段状の段差２２を形成することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る圧電振動片は、圧電材料からなる振動片の内側にエッチングにより凹状の窪みを形成し、前記振動片を枠体と、この枠体の内側に位置する励振部とした後、この励振部に励振電極を設けるとともに、前記エッチングにより形成される前記励振部周囲の段差に、前記励振電極から前記枠体に引き出される配線パターンを形成するにあたり、前記振動片へのエッチングを複数回行い前記段差を階段状に形成した後に、この階段状に形成された前記段差に前記配線パターンを形成し、前記励振電極を前記枠体に引き出す手順として製造できる。
【００４６】
また本発明に係る圧電振動片を、振動片の外形をなす枠体と、この枠体の内側に窪み状に形成される励振部との間に複数段からなる段差を形成し、前記励振部に励振電極を形成するとともに、複数段からなる前記段差に配線パターンを設け、当該配線パターンにより前記励振電極を前記枠体に引き出し、前記励振部の厚みに対する辺長さの比が５０以下になるよう前記励振部の面積を設定したり、また振動片の外形をなす枠体と、この枠体の内側に窪み状に形成される励振部との間に複数段からなる段差を形成し、前記励振部の面積縮小により、前記励振部のスプリアス低減を図ることとし、
【００４７】
さらに本発明に係る圧電振動子を、振動片の外形をなす枠体と、この枠体の内側に窪み状に形成される励振部との間に複数段からなる段差を形成し、前記励振部に励振電極を形成するとともに、前記励振部の厚みに対する辺長さの比が５０以下になるよう前記励振部の面積を設定し、複数段からなる前記段差に配線パターンを設け、当該配線パターンにより前記励振電極を前記枠体に引き出した圧電振動片と、この圧電振動片の枠体に引き出された前記配線パターンに導電性接着剤を介して接続される端子電極を有したベース基板と、当該ベース基板を覆い前記圧電振動片の封止をなすカバーとを有したことから、
【００４８】
励振部周囲の段差に形成される配線パターンの抵抗値の上昇や、前記配線パターンの断線を防止するとともに、配線パターンの引き回しの設計自由度の向上、ならびに圧電振動片の取り付け時に生じる周波数オフセット量の低減を図り、さらに圧電振動片の主振動が、励振部に生じる機械的副振動に重なるのを防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る水晶振動片の形状を示す説明図である。
【図２】本実施の形態に係る水晶振動片をベース基板に取り付けた水晶振動子の形態を示す説明図である。
【図３】本実施の形態に係る水晶振動片における励振部の斜視図である。
【図４】励振部に設定される主振動と、前記励振部に生じるスプリアス振動のモードチャートを示すグラフである。
【図５】本実施の形態に係る水晶振動片における階段状の段差の製造プロセスを示した工程説明図である。
【図６】本実施の形態に係る水晶振動片における階段状の段差の製造プロセスを示した工程説明図である。
【図７】本実施の形態に係る水晶振動片における階段状の段差の製造プロセスを示した工程説明図である。
【図８】従来の逆メサ型の圧電振動片の形状を示す説明図である。
【符号の説明】
１………圧電振動片、２………枠体、３………励振部、４………励振電極、
５………マウント電極、６………段差、７………配線パターン、
１０………水晶振動片、１２………枠体、１４………励振部、
１６………励振電極、１８………マウント電極、２０………配線パターン、
２２………段差、２４………ベース基板、２６………接続用電極、
２８………導電性接着剤、３０………端子電極、３２………カバー、
３４………水晶振動子、３６………矢印、３８………黒丸、
４０………水晶ウェハ、４２………耐食膜、４４………レジスト膜、
４６………凹陥部、４８………マスク、５０………凹陥部、５２………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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