(57)【要約】【課題】  水晶振動板の小型化を妨げることなく厚みすべり振動以外の不要振動モードの影響を受けにくい水晶振動板を提供する。【解決手段】  厚みすべり振動してなる水晶振動板１であって、上記水晶振動板には、表裏面に第１主面１１と第２主面１２を有し、側面に線対称の弧で構成された第１側面１３と第２側面１４、および上記第１側面と第２側面とをつなぎお互いに対向する第１稜１５と第２稜１６を有しており、上記水晶振動板の第１主面と第２主面には、お互いに対向する第１励振電極２と第２励振電極３と、上記励振電極を水晶振動板の各主面の端部へと延出する引出電極４，５とが形成され、上記第１励振電極と第２励振電極とは、上記第１稜と第２稜とを結ぶ直線に沿って線対称に形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みすべり振動してなる水晶振動板であって、
上記水晶振動板には、表裏面に第１主面と第２主面を有し、
側面に線対称の弧で構成された第１側面と第２側面、および上記第１側面と第２側面とをつなぎお互いに対向する第１稜と第２稜を有しており、
上記水晶振動板の第１主面と第２主面には、お互いに対向する第１励振電極と第２励振電極と、上記励振電極を水晶振動板の各主面の端部へと延出する引出電極とが形成され、
上記第１励振電極と第２励振電極とは、上記第１稜と第２稜とを結ぶ直線に沿って線対称に形成されている
ことを特徴とする水晶振動板。
【請求項２】
特許請求項１記載の水晶振動板であって、
上記水晶振動板はＡＴカットであり、上記第１稜と第２稜とを結ぶ方向をＸ軸方向とした
ことを特徴とする水晶振動板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は厚みすべり振動してなる水晶振動板に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、気密封止を必要とする水晶振動デバイスとして、例えば、水晶振動子、水晶フィルタ、水晶発振器等が挙げられる。この種の水晶振動デバイスで厚みすべり振動してなる水晶振動子では、水晶振動板と、水晶振動板の両主面の上面に形成された励振電極を有しており、水晶振動板を挟んだ状態で対向配置された異極の励振電極に対して電荷が加わると、対向配置された励振電極の形成部分を中心として厚みすべり振動してなる振動領域が構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２００９／０２００２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の水晶振動板では、上記特許文献１に示すように、生産性の高さと小型化に対応した平面視矩形状のものが主流となっている。しかしながら、このような水晶振動板では、振動領域に対する水晶振動板の外周端部との位置関係などによって厚みすべり振動以外の不要振動モードの影響を受けやすくなり、特性が劣化することが懸念されている。特に、平面視矩形状の水晶振動板では、水晶振動板の４隅と励振電極の端部の位置が水晶振動板の４辺と励振電極の端部の位置に比べて大きくなりやすいため、斜め輪郭すべりモードによる影響が出やすくなることがあった。
【０００５】
また、このような平面視矩形状の水晶振動板に対して、平面視円盤形状あるいは円弧と一対の対向辺を組み合わせ構成した平面視トラック形状の水晶振動板なども存在しており、４隅の部分がないために上記斜め輪郭すべりモードによる影響を抑えやすい傾向にある。なお、平面視円盤形状の水晶振動板では、円形の外周端部の一部に結晶軸方向を明示するためのオリフラ（切り取り部）を構成するのが一般的であり、平面視トラック形状の水晶振動板では、円弧と一対の対向辺を組み合わせ構成しており、対向辺の延伸方向を特定の結晶軸方向として指定して構成するのが一般的である。
【０００６】
つまり、上記平面視円盤形状あるいは平面視トラック形状の水晶振動板では、円弧部分とオリフラや辺などが形成された直線部分とを組み合わせて構成されているため、このように加工することは、工程が複雑になり生産性が低いものとなっていた。また、上記平面視円盤形状あるいは平面視トラック形状の水晶振動板では、平面視矩形状の水晶振動板に比べて、外形形状が大きくなりやすく小型化には不利な構成となりやすい。
【０００７】
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、水晶振動板の小型化を妨げることなく厚みすべり振動以外の不要振動モードの影響を受けにくい水晶振動板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】
【０００８】
上記の目的を達成するため、厚みすべり振動してなる水晶振動板であって、上記水晶振動板には、表裏面に第１主面と第２主面を有し、側面に線対称の弧で構成された第１側面と第２側面、および上記第１側面と第２側面とをつなぎお互いに対向する第１稜と第２稜を有しており、上記水晶振動板の第１主面と第２主面には、お互いに対向する第１励振電極と第２励振電極と、上記励振電極を水晶振動板の各主面の端部へと延出する引出電極とが形成され、上記第１励振電極と第２励振電極とは、上記第１稜と第２稜とを結ぶ直線に沿って線対称に形成されている。
【０００９】
本発明の構成によれば、水晶振動板の側面には第１稜と第２稜とを結ぶ中心線に対して線対称の弧で構成された第１側面と第２側面を有しており、上記第１励振電極と第２励振電極とは、上記第１稜と第２稜とを結ぶ直線に沿って線対称に形成されているため、角部を減らしながら、上記第１稜と第２稜とを結ぶ方向を長手方向とし、上記第１稜と第２稜とを結ぶ方向に直交する方向を短手方向とした弧部分のみにより構成された水晶振動板の外周端部形状が得られる。このため、短手方向の寸法を調整することで、水晶振動板の小型化に対応させやすくできる。長手方向の両端に存在する第１稜と第２稜以外の側面には、線対称の弧からなる第１側面と第２側面のみによって構成されていることで、主振動となる厚みすべり振動を閉じ込めながら、不要振動モードである輪郭すべりモードが生じにくい構成とできる。特に、本発明の水晶振動板における第１側面と第２側面による外周端部の曲線の場合、中央の最大幅の部分に対して各稜（第１稜と第２稜）に近接する部分でより幅狭に構成することができる。このため、平面視形状として曲率を有し長手方向と短手方向を有したトラック形状、楕円形状などの水晶振動板であって、短手方向の幅が同じものと比較した場合に、中心点から長手方向と短手方向との間である斜め方向への外周端部の広がりを抑えることができる。結果として、励振電極などを形成する水晶振動板の中央部分の面積を狭めることなく、斜め輪郭すべりモードのエネルギーをより効果的に抑制することができる。また、第１稜と第２稜を結ぶ中心線の方向を水晶振動板の結晶軸の指定に利用することができるため、水晶振動板の外周端部に別途オリフラを形成する必要がない。
【００１０】
上記構成に加え、水晶振動板はＡＴカットであり、上記第１稜と第２稜とを結ぶ方向をＸ軸方向としてもよい。
【００１１】
本発明の構成によれば、上述の作用効果に加えて、水晶振動板の主振動である厚みすべり振動の振動変位分布がより広範囲となるＸ軸方向に対応させて長手方向の両端となる第１稜と第２稜に設定しているため、厚みすべり振動の振動を阻害することなく、かつ線対称の弧状に形成された第１側面と第２側面により振動エネルギーをより効果的に閉じ込めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上により、水晶振動板の小型化を妨げることなく厚みすべり振動以外の不要振動モードの影響を受けにくくし、主振動の特性も劣化させることがないより性能の優れた水晶振動板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明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】本発明の実施形態にかかる水晶振動板の製造工程を示した模式図である。
【図５】本発明の実施形態にかかる水晶振動板の変形例を示した平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、水晶振動デバイスとして水晶振動子を例に挙げ、図面を参照しながら説明する。図１は本発明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り、図２は図１の平面図であり、図３は図１の底面図である。
【００１５】
本実施形態において、水晶振動板１は厚みすべり振動してなるＡＴカット水晶振動板であり、表面に第１主面１１と裏面に第２主面１２を有し、側面に線対称の円弧で構成された第１側面１３と第２側面１４、および上記第１側面と第２側面とをつなぎお互いに対向する第１稜１５と第２稜１６を有している。なお、図１は水晶振動板１の第１主面１１側を示し、図２は水晶振動板１の第２主面１２側を示している。
【００１６】
本形態では、水晶振動板１の第１稜１５と第２稜１６とを結ぶ仮想線１７の延伸方向を長手方向としており、水晶の結晶軸であるＸ軸と平行になるように設定している。水晶振動板１の第１側面１３と第２側面１４とが並ぶ方向（仮想線１７と直交する方向）を短手方向としており、水晶の結晶軸であるＺ′軸が短辺になるよう設定している。
【００１７】
次に、上述のような水晶振動板１の平面視形状を構成するための手法の一例を図４とともに説明する。図４（ａ）では、厚みすべり振動してなる平面視矩形状のＡＴカットの水晶振動ウェハＷを準備している。なお、本形態による水晶振動ウェハＷでは、水晶振動ウェハＷの短辺方向を水晶の結晶軸であるＸ軸とし、水晶振動ウェハＷの長辺方向を水晶の結晶軸であるＺ′軸として構成された水晶振動ウェハＷを用いている。
【００１８】
図４（ｂ）では、円筒型のブレードＤが取り付けられた数値制御（ＮＣ）によるドリリング加工を行い、上記水晶振動ウェハＷの複数個所に対して円板状の水晶振動板Ｗ１を型抜き形成する（第１の型抜き）。
【００１９】
図４（ｃ）では、上記第１の型抜きされた水晶振動板Ｗ１に対して、上記同じ円筒型のブレードＤを所定のオフセット量だけずらした状態で数値制御（ＮＣ）によるドリリング加工を行い本発明の最終的な形態となる水晶振動板Ｗ２を型抜き切断する（第２の型抜きＷ２）。つまり、図４（ｃ）では水晶振動ウェハＷの長辺方向に円筒型のブレードＤをずらすことで、Ｚ′軸方向がより幅狭となる短手方向となり、Ｘ軸方向が長手方向となるように切断された水晶振動板Ｗ２が得られる。
【００２０】
以上のように、同じ円筒型のブレードを所定の寸法分だけずらして水晶振動ウェハＷから型抜き形成することで、図１〜図３に示すような、側面にブレードの円弧で構成された線対称の第１側面１３と第２側面１４、および上記第１側面と第２側面とをつなぎお互いに対向する第１稜１５と第２稜１６を有した複数の水晶振動板１を得ることができる。そして、このような水晶振動板を得るための加工も、本形態による製造方法であれば、水晶振動ウェハに対して円筒形のブレードを用いてドリリングするだけで極めて容易に実施できる。特に、円筒形のブレードのずらし幅を調整することで、円弧で構成された線対称の第１側面１３と第２側面１４の重ねあわせ幅が調整され、水晶振動板Ｗ２の短手方向の幅が容易に設計できる。
【００２１】
水晶振動板１の第１主面１１と第２主面１２の上面には、後述する各種電極が形成された水晶振動子として構成される。つまり、水晶振動板１の第１主面１１の上面中央部分には、平面視略矩形状の第１励振電極２が形成され、水晶振動板１の第２主面１２の上面中央部分には、平面視略矩形状の第２励振電極３が形成され、第１励振電極２と第２励振電極３とが対向した状態で形成されている。
【００２２】
本形態では、第１励振電極２と第２励振電極３とは、第１稜１５と第２稜１６とを結ぶ仮想線１７の方向に細長く形成しており、仮想線１７を中心に水晶振動板１の第１側面１３と第２側面１４とが並ぶ方向に線対称に形成されている。より具体的には、第１励振電極２と第２励振電極３とは、仮想線１７の方向に長辺を配置した長方形状で構成されており、第１励振電極２と第２励振電極３とは同形状で同一面積に構成している。また、第１励振電極２と第２励振電極３とは、各励振電極の短辺の中央を仮想線１７が通過する位置に配置され、水晶振動板１の第１側面１３と第２側面１４とが並ぶ方向に線対称に形成されている。
【００２３】
第１励振電極２は当該第１励振電極２の端部から水晶振動板１の第１主面１１の端部の一部へと延出する第１引出電極４と接続され、第２励振電極３は当該第２励振電極３の端部から水晶振動板１の第２主面１２の端部の一部へと延出する第２引出電極５と接続されている。
【００２４】
より具体的には、第１引出電極４は第１主面１１に形成された第１励振電極２の角部２１から水晶振動板１の第１側面１３のうち第２稜１５に近接した端部にかけて延出するように構成されている。第２引出電極５は第２主面１２に形成された第２励振電極３の角部３２から水晶振動板１の第２側面１４のうち第１稜１５に近接した端部にかけて延出するように構成されている。
【００２５】
なお、これらの第１励振電極２、第２励振電極３、第１引出電極４、第２引出電極５は、例えばクロムやニッケルなどの下地層の上部に、金や銀などの導電層が形成された少なくとも２層以上の積層構成であり、真空蒸着法やスパッタリング法により構成されているが、当該金属材料のみに限定されるものではない。
【００２６】
なお、上記本発明の実施形態では、平面視略矩形状の励振電極（第１励振電極２、第２励振電極３）を例にして説明しているが、これらの形状に限らず、図５に示すような構成であってもよい。図５の（ａ）は、各励振電極２ａ，３ａの平面視形状を正方形に適用したものである。図５の（ｂ）は、各励振電極２ｂ，３ｂの平面視形状を円形に適用したものである。図５の（ｃ）は、各励振電極２ｃ，３ｃの平面視形状を楕円形に適用したものであり、各引出電極を各稜（第１稜と第２稜）のある方向でかつお互いに離隔する方向に引き出したものである。図５の（ｄ）は、各励振電極２ｄ，３ｄの平面視形状を水晶振動板の平面視形状の縮小形状とし、線対称の円弧で構成されたものに適用したものである。
【００２７】
以上のように構成された水晶振動板１は、図示しないセラミックベースなどのパッケージへ収納するとともに、パッケージ内に支持状態で搭載され、導電性樹脂接着剤や金属バンプ・めっきバンプなどの導電性接合材により、電気的機械的接合される。
【００２８】
そして所定の加熱などによる安定化処理を行った後、図示しない蓋体にてパッケージの開口部をシーム接合やビーム接合、ろう接合、ガラス封止などの手段により、気密封止を行うことで水晶振動デバイスとしての水晶振動子の完成となる。
【００２９】
本発明の実施形態による水晶振動板１では、第１稜１５と第２稜１６とを結ぶ方向を長手方向とし、第１稜１５と第２稜１６とを結ぶ方向に直交する方向を短手方向とした弧部分のみにより構成された水晶振動板１の外周端部形状が得られる。このため、短手方向の寸法を調整することで、水晶振動板１の小型化に対応させやすくできる。長手方向の両端に存在する第１稜１５と第２稜１６以外の第１側面１３と第２側面１４には、線対称の弧からなる第１側面１３と第２側面１４のみによって構成されていることで、主振動となる厚みすべり振動の振動を阻害することなく、より振動エネルギーをより効果的に閉じ込めることができ、かつ不要振動モードである輪郭すべりモードが生じにくい構成とできる。また、第１稜１５と第２稜１６を結ぶ中心線の方向を水晶振動板１の結晶軸のＸ軸方向に指定することができるため、水晶振動板１の外周端部に別途オリフラを形成する必要がない。
【００３０】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
水晶振動板および水晶振動デバイスの量産に適用できる。
【符号の説明】
【００３２】
１    水晶振動板
２    第１励振電極
３    第２励振電極
４    第１引出電極
５    第２引出電極
【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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