(57)【要約】      （修正有）【課題】水晶振動板の振動を阻害せずに、空間ギャップ量のバラツキが生じにくい水晶振動板を提供する。【解決手段】水晶振動板１の各主面の振動領域の外部で水晶振動板の主面に密着して形成されるとともに、振動領域１ａの近傍で励振電極２〜よりも厚肉の厚肉部２１〜を有する各主面の引出電極４〜と、引出電極の厚肉部で接合されるとともに、振動領域で水晶振動板の各主面から一定の間隔で離隔して形成される各主面の励振電極とを有する。【選択図】図１
2017175392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面と他主面とを有する厚みすべり振動してなる水晶振動板であって、
上記水晶振動板の両主面で対向する励振電極が配置され、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が具備されており、
上記水晶振動板の一主面に密着して形成されるとともに、少なくとも上記励振電極の近傍で上記励振電極よりも厚肉の厚肉部を有する第１引出電極と、
上記第１引出電極の厚肉部で接合されて保持されるとともに、上記水晶振動板の一主面から一定の間隔で離隔して形成される第１励振電極と、
上記水晶振動板の他主面に密着して形成されるとともに、少なくとも上記励振電極の近傍で上記励振電極よりも厚肉の厚肉部を有する第２引出電極と、
上記第２引出電極の厚肉部で接合されて保持されるとともに、上記水晶振動板の他主面から一定の間隔で離隔して形成される第２励振電極とを有する
ことを特徴とする水晶振動板。
【請求項２】
上記特許請求項１記載の水晶振動板であって、
上記水晶振動板の一主面に密着して形成されるとともに、上記励振電極の近傍で第１励振電極よりも厚肉の厚肉部を有し、当該肉厚部で第１励振電極の端部の一部を接合して第１励振電極を保持する第１補助電極と、
上記水晶振動板の他主面に密着して形成されるとともに、上記励振電極の近傍で第２励振電極よりも厚肉の厚肉部を有し、当該肉厚部で第２励振電極の端部の一部を接合して第１励振電極を保持する第２補助電極とを有する
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。
【０００３】
このような水晶振動子では、水晶振動板の主面上に直接励振電極が形成されているため、次のような問題点を避けられない事情があった。
【０００４】
振動領域における水晶振動板の母材のみによって励起される厚みすべり振動に対して、励振電極の電極材料が錘となって振動を抑制する方向に作用する。
【０００５】
電極材料の酸化など時間の経過とともに励振電極の膜状態が変化することで、励振電極の重さにも変化が生じるようになり、厚みすべり振動の周波数変動にも経時的な変化を生じてしまう。
【０００６】
水晶振動板と励振電極との密着性を考慮した電極材料の膜構成の設計が必要不可欠となる。特に、少なくとも水晶との密着性が高い電極材料からなる下地電極層と、導電性の高い電極材料からなる主電極層との多層構成とする必要があるため、膜構成の設計に伴う製造上の条件管理や膜厚のコントロールなどが単層の膜構成に比べて複雑で製造難易度が高まってしまう。
【０００７】
励振電極が水晶振動板の主面上に直接形成された振動領域では、水晶振動板や励振電極による個別の要素だけでなく、これらを組み合わせた複合的な要素によっても周波数温度特性が変化する。このため、これらの各要素が原因となる周波数温度特性の変化を見極め、各要素による製造条件などの見直しを行い、周波数温度特性を改善していくことが困難となり、特性改善の難易度が高まってしまう。
【０００８】
このような問題点を解決するため、特許文献１の水晶振動デバイスでは、水晶振動板とこの水晶振動板から所定の隙間を介して対向配置された基板とを有しており、対向配置された基板のそれぞれに励振電極が対向して形成された、いわゆる空間電界方式の水晶振動デバイスが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１１５３４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、この上記した特許文献１の水晶振動デバイスでは、水晶振動板の両主面側に配置された基板の配置状態により、空間ギャップ量のバラツキが生じやすい。空間ギャップ量のバラツキが生じると、直列共振抵抗値への影響が非常に大きくなり、直列共振抵抗値が高くなる。このような空間ギャップ量は、水晶振動板と基板との接合材料の状態、水晶振動場と基板の面状態（平坦度や平行度）やその傾き、励振電極の電極材料の膜形成状態などにより大きく左右されることになる。このため、水晶振動板と基板とを用いる空間電界方式の水晶振動デバイスでは、空間ギャップ量のバラツキの影響が大きく、特性の不安定なりやすい。
【００１１】
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、水晶振動板の振動を阻害せずに、空間ギャップ量のバラツキが生じ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】
【００１２】
上記の目的を達成するため、一主面と他主面とを有する厚みすべり振動してなる水晶振動板であって、上記水晶振動板の両主面で対向する励振電極が配置され、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が具備されており、上記水晶振動板の一主面に密着して形成されるとともに、少なくとも上記励振電極の近傍で上記励振電極よりも厚肉の厚肉部を有する第１引出電極と、上記第１引出電極の厚肉部で接合されて保持されるとともに、上記水晶振動板の一主面から一定の間隔で離隔して形成される第１励振電極と、上記水晶振動板の他主面に密着して形成されるとともに、少なくとも上記励振電極の近傍で上記励振電極よりも厚肉の厚肉部を有する第２引出電極と、上記第２引出電極の厚肉部で接合されて保持されるとともに、上記水晶振動板の他主面から一定の間隔で離隔して形成される第２励振電極とを有する。
【００１３】
本発明の構成によれば、水晶振動板の各主面に密着して厚肉部を有する引出電極が形成されるとともに、この肉厚部で接合され保持されることで水晶振動板の各主面から一定の間隔で離隔して形成される励振電極が形成されている。このため、基板などの第３部材を介在することなく水晶振動板との空間ギャップ量を引出電極の厚肉部の厚みと励振電極の厚みとの差のみにより設定することができる。つまり、第３部材との接合状態や面状態などに左右されることなく、電極材料のみにより空間ギャップ量が設定できるため、空間ギャップ量のバラツキが生じにくくなる。その結果、直列共振抵抗値への悪影響も小さくなり、直列共振抵抗値特性が大幅に改善され安定する。
【００１４】
また、水晶振動板の各主面から一定の間隔で離隔して形成される励振電極が形成されているため、励振電極の電極材料が錘となって水晶振動板の厚みすべり振動を抑制することがない。励振電極の電極材料の酸化などが生じて時間経過とともに励振電極の膜状態が変化したとしても、厚みすべり振動の周波数変動にも経時的な変化を生じることもない。複数の構成部材によることなく、水晶振動板の母材の要素のみを考慮することで、周波数温度特性などの改善が行えるため、より正確で精度の高いものとできる。
【００１５】
以上により、従来に比べてより電気的特性の優れた信頼性の高い空間電界方式の水晶振動板を提供することができる。
【００１６】
また、上述の構成に加えて、上記水晶振動板は、上記水晶振動板の一主面に密着して形成されるとともに、上記励振電極の近傍で第１励振電極よりも厚肉の厚肉部を有し、当該肉厚部で第１励振電極の端部の一部を接合して第１励振電極を保持する第１補助電極と、上記水晶振動板の他主面に密着して形成されるとともに、上記励振電極の近傍で第２励振電極よりも厚肉の厚肉部を有し、当該肉厚部で第２励振電極の端部の一部を接合して第１励振電極を保持する第２補助電極とを有してもよい。
【００１７】
本発明の構成によれば、上述の作用効果に加えて、水晶振動板の各主面に密着して厚肉部を有する補助電極が形成されるとともに、この肉厚部で各主面の励振電極の端部が上記各主面に形成された引出電極以外の部分で接合され保持される。つまり、各主面の励振電極の端部が引出電極と補助電極の少なくとも２点以上の部分で支えることができるため、より安定した状態で水晶振動板の各主面から一定の間隔で離隔して励振電極が形成できる。このため、耐衝撃性能が高まり、外部からの衝撃によりギャップ量が変化することが抑えられる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、水晶振動板の振動を阻害せずに、空間ギャップ量のバラツキが生じにくい水晶振動板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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上面側の斜視図である。
【図２】図１の下面側の斜視図である。
【図３】図１と図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】本発明の実施形態の変形例を示した断面図である。
【図５】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６】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７】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８】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９】本発明の他の実施形態にかかる水晶振動板の概略構成を示した上面側の斜視図である。
【図１０】図９の下面側の斜視図である。
【図１１】図９のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図１２】図１０のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図１３】本発明の他の実施形態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】
【００２０】
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よる水晶振動板の上面側の斜視図であり、図２は図１の下面側の斜視図であり、図３は図１と図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００２１】
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平面視矩形状のＡＴカット水晶振動板であり、表面（一主面）１１と裏面（他主面）１２とにそれぞれ各種電極が配置された水晶振動子である。本形態では、例えば、水晶振動板１はＸ軸が長辺で、Ｚ′軸が短辺になるよう設定している。
【００２２】
水晶振動板１の表面の中央部分には、平面視略方形状の第１励振電極２が配置され、水晶振動板１の裏面の中央部分には、平面視略方形状の第２励振電極３が配置され、第１励振電極２と第２励振電極３とが対向した状態で配置されている。本形態では、例えば、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されており、かつ水晶振動板１を介して正対向して形成されている平面視略方形状の部分を振動領域１ａとし、この平面視略方形状の振動領域１ａの外側を周辺領域（振動領域の外部）１ｂとして想定している。
【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の表面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の裏面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は水晶振動板１のＸ軸方向の一端部側１３でＺ′軸方向の一端の隅部１５から当該隅部１５に最も近接する第１励振電極２の角部２１へと延出するように構成されている。第２引出電極５は水晶振動板１のＸ軸方向の他端部側１４でＺ′軸方向の他端の隅部１７から当該隅部１７に最も近接する第２励振電極３の角部３３へと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、例えばニッケルやクロムなどの下地層の上部に、金などの導電層が形成された積層構成であり、真空蒸着法やスパッタリング法により構成されるが、当該金属材料のみに限定されるものではない。
【００２６】
本発明では、上記各種電極のみにより空間ギャップを構成していることに特徴があり、以下各種電極の構造の詳細について説明する。第１引出電極４は、水晶振動板の表面の周辺領域１ｂのみに形成されており、水晶振動板の表面１１に密着して形成されている。本形態では、第１引出電極４は、例えば、水晶振動板１の表面１１の隅部１５から振動領域１ａの角部１１ａ（後述する第１励振電極２の角部２１と平面視重畳する位置）へと帯状に形成されており、第１引出電極４のうち振動領域１ａの角部１１ａの近傍した部分のみが、後述する第１励振電極２よりも厚肉の厚肉部４１を有している。
【００２７】
第１励振電極２は、第１引出電極４の厚肉部４１より薄肉に形成されており、第１引出電極４の厚肉部４１の上面と第１励振電極２の角部２１の上面とが同一面となるような位置でお互いに接合されている。このため、第１励振電極２は、第１引出電極４の厚肉部４１に保持され、水晶振動板の表面１１の振動領域１ａのみで水晶振動板の表面１１から一定の間隔Ｇ１で離隔した状態で形成されている。なお、間隔Ｇ１については、５μｍ以下に設定しており、より好ましくは0.５〜２μｍ程度に設定することで直列共振抵抗値を劣化させず、振動特性を妨げない。このため、励振電極の厚みと引出電極の厚肉部の厚みの差は0.５〜５μｍ程度に設定するとよい。また、第１励振電極２は振動領域１ａのみで配置するものに限らず、振動領域１ａから多少はみ出して形成したものであってもよい。第１引出電極４は周辺領域１ｂのみに配置したものに限らず、振動領域１ａに多少入り込んで形成したものであってもよい。
【００２８】
第２引出電極５は、水晶振動板の裏面の周辺領域１ｂのみに形成されており、水晶振動板の裏面１２に密着して形成されている。本形態では、第２引出電極５は、例えば、水晶振動板１の裏面１２の隅部１７から振動領域１ａの角部１３ａ（後述する第２励振電極３の角部３３と平面視重畳する位置）へと帯状に形成されており、第２引出電極５のうち振動領域１ａの角部１３ａの近傍した部分のみが、後述する第２励振電極３よりも厚肉の厚肉部５１を有している。
【００２９】
第２励振電極３は、第２引出電極５の厚肉部５１より薄肉に形成されており、第２引出電極５の厚肉部５１の上面と第２励振電極３の角部３１の上面とが同一面となるような位置でお互いに接合されている。このため、第２励振電極３は、第２引出電極５の厚肉部５１に保持され、水晶振動板の裏面１２の振動領域１ａのみで水晶振動板の裏面１２から一定の間隔Ｇ２で離隔した状態で形成されている。なお、間隔Ｇ２については、５μｍ以下に設定しており、より好ましくは0.５〜２μｍ程度に設定することで直列共振抵抗値を劣化させず、振動特性を妨げない。このため、励振電極の厚みと引出電極の厚肉部の厚みの差は0.５〜５μｍ程度に設定するとよい。また、第２励振電極３は振動領域１ａのみで配置するものに限らず、振動領域１ａから多少はみ出して形成したものであってもよい。第２引出電極５は周辺領域１ｂのみに配置したものに限らず、振動領域１ａに多少入り込んで形成したものであってもよい。
【００３０】
なお、上記各引出電極の厚肉部４１，５１の領域設定は振動領域１ａの近傍領域のみに形成したものに限らない。例えば、上記各引出電極の全体の厚みを後述する各励振電極の厚みよりも厚肉とする構成であってもよい。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
なお、上記本発明の実施形態では、直方体形状の水晶振動板１を例にして説明しているが、これらの形状に限らず、図４に示すような構成であってもよい。図４の（ａ）は、断面プラノコンベックス形状の水晶振動板１０１に適用したものである。図４の（ｂ）は、断面バイコンベックス形状の水晶振動板１０２に適用したものである。図４の（ｃ）は、断面プラノ逆メサ形状の水晶振動板１０３に適用したものである。図４の（ｄ）は、断面バイ逆メサ形状の水晶振動板１０４に適用したものである。図４の（ｅ）は、断面プラノメサ形状の水晶振動板１０５に適用したものである。図４の（ｆ）は、断面バイメサ形状の水晶振動板１０６に適用したものである。本発明の実施形態では、上述のように振動領域１ａに平面だけでなく、曲面や段差を有する様々な断面形状を有する水晶振動板に対しても有効に構成することができ適用が可能である。
【００３４】
次に上記本発明の実施にかかる水晶振動板１の製造方法について図５乃至図８を参照しながら説明する。
−振動領域の設定工程−
図５に示すように、厚みすべり振動してなる平面視矩形状のＡＴカットの水晶振動板１を準備し、水晶振動板１の表裏面の中央部分に後述する第１励振電極２と第２励振電極３とが対向して配置される領域を考慮して、水晶振動板１の表裏面で中央部分に平面視略方形状の振動領域１ａを設定し、この振動領域１ａの外側を周辺領域１ｂとして設定する。なお、本発明の実施形態では、単板の水晶振動板１を準備したものを説明しているが、ウェハ状態のものを準備し、後の工程で分割して個々の単板を得るものであってもよい。
【００３５】
−振動領域の段差部の形成工程−
図６に示すように、水晶振動板１の表裏面で中央部分に設定した振動領域１ａの上面に対して、スパッタ法あるいは蒸着法などにより、銅などのシード層Ｓ１，Ｓ２を形成する。その後、シード層Ｓ１，Ｓ２の上面に対して、電解メッキ法などにより、シード層Ｓ１，Ｓ２と同材質からなる銅などの犠牲層Ｔ１，Ｔ２を形成する。これにより、水晶振動板１の振動領域１ａには、その表裏面の主面形状に対応したシード層Ｓ１，Ｓ２と犠牲層Ｔ１，Ｔ２からなる平面視略矩形状の段差部１１Ａ，１２Ａを形成する。
【００３６】
−各種電極の形成工程−
図７に示すように、振動領域１ａに段差部１１Ａ，１２Ａが形成された水晶振動板１の上面に対して、スパッタ法あるいは蒸着法などにより、表面側に第１励振電極２と第１引出電極４、裏面側に第２励振電極３と第２引出電極５とを形成する。これらの電極は、例えばニッケルなどの下地層の上部に、金などの導電層が形成された積層構成となる。
【００３７】
具体的には、水晶振動板の表面側の段差部１１Ａの上面に密着した状態で、段差部１１Ａの上面領域のみに第１励振電極２を形成する。そして、第１励振電極と接合されるとともに水晶振動板１の表面１１の周辺領域１ｂのみに形成され、段差部１１Ａの端部１１１Ａ（振動領域１ａの角部１１ａ、第１励振電極２の角部２１と平面視重畳する位置）から水晶振動板１の表面１１の隅部１５にかけて帯状の第１引出電極４を水晶振動板１の表面１１に密着した状態で形成する。このとき、第１引出電極４のうち、段差部１１Ａの上部から段差部１１Ａの側端部を経由して水晶振動板１の表面１１に形成された部分が少なくとも振動領域１ａの近傍した第１励振電極２よりも厚肉の厚肉部４１を構成する。
【００３８】
また、水晶振動板の裏面側の段差部１２Ａの上面に密着した状態で、段差部１２Ａの上面領域のみに第２励振電極３を形成する。そして、第２励振電極と接合されるとともに水晶振動板１の裏面１２の周辺領域１ｂのみに形成され、段差部１２Ａの端部１２１Ａ（振動領域１ａの角部１３ａ、第２励振電極３の角部３３と平面視重畳する位置）から水晶振動板１の裏面１２の隅部１７にかけて帯状の第２引出電極５を水晶振動板１の表面１２に密着した状態で形成する。このとき、第２引出電極５のうち、段差部１２Ａの上部から段差部１２Ａの側端部を経由して水晶振動板１の表面１２に形成された部分が少なくとも振動領域１ａの近傍した第２励振電極３よりも厚肉の厚肉部５１を構成する。
【００３９】
−振動領域の段差部の除去工程−
以上のように構成された水晶振動板１に対して、メタルエッチング法などにより、水晶振動板１の表裏面の振動領域１ａに形成されたシード層Ｓ１，Ｓ２と犠牲層Ｔ１，Ｔ２からなる平面視略矩形状の段差部１１Ａ，１２Ａをのみ除去する。具体的には、各種電極のニッケルや金を溶融させず、銅のみを溶融させるアンモニア銅錯塩等の湿式メタルエッチング液に浸漬することで、シード層Ｓ１，Ｓ２と犠牲層Ｔ１，Ｔ２のみを除去することができる。
【００４０】
その結果、図８に示すように、第１引出電極４は、水晶振動板１の表面１１の周辺領域１ｂのみに形成され、振動領域１ａに近接する部分で厚肉部４１を有するとともに水晶振動板１の表面１１に密着して形成される。第１励振電極２は、水晶振動板１の表面１１の振動領域１ａのみに形成され、第１引出電極４の厚肉部４１の上部で接合されるとともに水晶振動板１の表面１１の振動領域１ａから一定の間隔Ｇ１（上記段差部１１Ａの厚みに相当）で離隔して形成される。
【００４１】
第２引出電極５は、水晶振動板１の裏面１２の周辺領域１ｂのみに形成され、振動領域１ａに近接する部分で厚肉部５１を有するとともに水晶振動板１の裏面１２に密着して形成される。第２励振電極３は、水晶振動板１の裏面１２の振動領域１ａのみに形成され、第２引出電極５の厚肉部５１の上部で接合されるとともに水晶振動板１の裏面１２の振動領域１ａから一定の間隔Ｇ２（上記段差部１１Ａの厚みに相当）で離隔して形成される。
【００４２】
なお、上記各間隔（Ｇ１，Ｇ２）を構成していた各段差部（１１Ａ，１２ａ）は、振動領域１ａの上面に沿って形成されたものであるため、各段差部（１１Ａ，１２ａ）の上面に形成される各励振電極（第１励振電極２，第２励振電極３）も水晶振動板の振動領域１ａの上面に沿って形成することができる。つまり、本形態による製造方法では、水晶振動板の振動領域１ａの主面状態に対応して形成することができるため、例えば、図４（ａ）や図４（ｂ）等に示される曲面を有する主面状態の水晶振動板であったとしても有効に形成することができる。
【００４３】
本発明の実施形態による水晶振動板１では、基板などの第３部材を介在することなく水晶振動板１の各主面（表面１１と裏面１２）と各励振電極（第１励振電極２と第２励振電極３）との空間ギャップ量（一定の間隔Ｇ１、Ｇ２）を各引出電極（第１引出電極４と第２引出電極５）の各厚肉部４１，５１の厚みと各励振電極の厚みとの差のみにより容易に設定できる。つまり、第３部材との接合状態や面状態などが左右されることなく、各種電極のみにより空間ギャップ量が設定できるため、空間ギャップ量のバラツキが生じにくくなる。直列共振抵抗値への悪影響も小さくなり、直列共振抵抗値特性が大幅に改善され安定する。
【００４４】
また、水晶振動板１の各主面（表面１１と裏面１２）の振動領域１ａから一定の間隔Ｇ１，Ｇ２で離隔して形成される各励振電極（第１励振電極２と第２励振電極３）が形成されているため、各励振電極（第１励振電極２と第２励振電極３）の電極材料が錘となって水晶振動板１の厚みすべり振動を抑制することがない。各励振電極（第１励振電極２と第２励振電極３）の電極材料の酸化などが生じて時間経過とともに各励振電極（第１励振電極２と第２励振電極３）の膜状態が変化したとしても、厚みすべり振動の周波数変動にも経時的な変化を生じることもない。水晶振動板１の母材の要素のみを考慮することで、周波数温度特性などの改善が行えるため、より正確で精度の高いものとできる。以上により、従来に比べてより電気的特性の優れた信頼性の高い空間電界方式の水晶振動板１を提供することができる。
【００４５】
次に、本発明の他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９は本発明の他の実施形態による水晶振動板の上面側の斜視図であり、図１０は図９の下面側の斜視図であり、図１１は図９のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図１２は図１０のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。図１３は本発明の他の実施形態の変形例を示した平面図である。なお、上記実施形態と同様の部分については、同番号を付しており説明の一部を割愛するとともに相違点を中心に説明する。
【００４６】
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の表面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、かつ第１引出電極４と対向する位置に配置された第１補助電極６と接続される。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の裏面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、かつ第２引出電極５と対向する位置に配置された第２補助電極７と接続される。
【００４７】
より具体的には、第１引出電極４は水晶振動板１のＸ軸方向の一端部側１３でＺ′軸方向の一端の隅部１５から当該隅部１５に最も近接する第１励振電極２の角部２１へと延出するように構成され、第１補助電極６は水晶振動板１の表面でＸ軸方向の他端部側１４でＺ′軸方向の他端の隅部１７から当該隅部１７に最も近接する第１励振電極２の角部２３へと延出するように構成されている。
【００４８】
第２引出電極５は水晶振動板１のＸ軸方向の一端部側１３でＺ′軸方向の他端の隅部１６から当該隅部１６に最も近接する第２励振電極３の角部３２へと延出するように構成され、第２補助電極７は水晶振動板１の裏面でＸ軸方向の他端部側１４でＺ′軸方向の他端の隅部１８から当該隅部１８に最も近接する第２励振電極３の角部３４へと延出するように構成されている。
【００４９】
なお、第１補助電極６と第２補助電極７とは、各励振電極の角部から水晶振動板の隅部まで延出されているため、これらを引出電極として活用することも可能である。また、上記他の実施形態に限ることなく、第１補助電極６と第２補助電極７とは、各励振電極の角部から水晶振動板の隅部まで延出することなく、振動領域の近傍のみに形成する構成であってもよい。また、本形態では各主面に補助電極を１点だけ形成したものを開示しているが、各励振電極の周囲の端部に複数の補助電極を配置構成してもよい。
【００５０】
本発明では、上記各種電極のみにより空間ギャップを構成していることに特徴があり、以下各種電極の構造の詳細について説明する。第１引出電極４は、水晶振動板の表面の周辺領域１ｂのみに形成されており、水晶振動板の表面１１に密着して形成されている。本形態では、第１引出電極４は、例えば、水晶振動板１の表面１１の隅部１５から振動領域１ａの角部１１ａ（後述する第１励振電極２の角部２１と平面視重畳する位置）へと帯状に形成されており、第１引出電極４のうち振動領域１ａの角部１１ａの近傍した部分のみが、後述する第１励振電極２よりも厚肉の厚肉部４１を有している。
【００５１】
第１補助電極６は、水晶振動板の表面１１の周辺領域１ｂのみに形成されており、水晶振動板の表面１１に密着して形成されている。本形態では、第１補助電極６は、例えば、水晶振動板１の表面１１の隅部１７から振動領域１ａの角部１３ａ（後述する第１励振電極２の角部２３と平面視重畳する位置）へと帯状に形成されており、第１補助電極６のうち振動領域１ａの角部１３ａの近傍した部分のみが、後述する第１励振電極２よりも厚肉の厚肉部６１を有している。
【００５２】
第１励振電極２は、第１引出電極４の厚肉部４１や第１補助電極６の肉厚部６１より薄肉に形成されており、第１引出電極４の厚肉部４１の上面と第１励振電極２の角部２１の上面とが同一面となるような位置でお互いに接合され、第１補助電極６の厚肉部６１の上面と第１励振電極２の角部２３の上面とが同一面となるような位置でお互いに接合されている。このため、第１励振電極２は、第１補助電極６の厚肉部６１に保持され、水晶振動板の表面１１の振動領域１ａのみで水晶振動板の表面１１から一定の間隔Ｇ１で離隔した状態で形成されている。なお、間隔Ｇ１については、５μｍ以下に設定しており、より好ましくは0.５〜２μｍ程度に設定することで直列共振抵抗値を劣化させず、振動特性を妨げない。このため、引出電極の厚肉部および補助電極の厚肉部と励振電極の厚みとの厚みの差は0.５〜５μｍ程度に設定するとよい。また、第１補助電極６は周辺領域１ｂのみに配置したものに限らず、振動領域１ａに多少入り込んで形成したものであってもよい。
【００５３】
第２引出電極５は、水晶振動板の裏面１２の周辺領域１ｂのみに形成されており、水晶振動板の裏面１２に密着して形成されている。本形態では、第２引出電極５は、例えば、水晶振動板１の裏面１２の隅部１６から振動領域１ａの角部１２ａ（後述する第２励振電極３の角部３２と平面視重畳する位置）へと帯状に形成されており、第２引出電極５のうち振動領域１ａの角部１２ａの近傍した部分のみが、後述する第２励振電極３よりも厚肉の厚肉部５１を有している。
【００５４】
第２補助電極７は、水晶振動板の表面の周辺領域１ｂのみに形成されており、水晶振動板の裏面１２に密着して形成されている。本形態では、第２補助電極７は、例えば、水晶振動板１の裏面１２の隅部１８から振動領域１ａの角部１４ａ（後述する第２励振電極３の角部３４と平面視重畳する位置）へと帯状に形成されており、第２補助電極７のうち振動領域１ａの角部１４ａの近傍した部分のみが、後述する第２励振電極３よりも厚肉の厚肉部７１を有している。
【００５５】
第２励振電極３は、第２引出電極５の厚肉部５１や第２補助電極７の厚肉部７１より薄肉に形成されており、第２引出電極５の厚肉部５１の上面と第２励振電極３の角部３２の上面とが同一面となるような位置でお互いに接合され、第２補助電極７の厚肉部７１の上面と第２励振電極３の角部３４の上面とが同一面となるような位置でお互いに接合されている。このため、第２補助電極７の厚肉部７１に保持され、第２励振電極３は、水晶振動板の裏面１２の振動領域１ａのみで水晶振動板の裏面１２から一定の間隔Ｇ２で離隔した状態で形成されている。なお、間隔Ｇ２については、５μｍ以下に設定しており、より好ましくは0.５〜２μｍ程度に設定することで直列共振抵抗値を劣化させず、振動特性を妨げない。このため、引出電極の厚肉部および補助電極の厚肉部と励振電極の厚みとの厚みの差は0.５〜５μｍ程度に設定するとよい。また、第２補助電極７は周辺領域１ｂのみに配置したものに限らず、振動領域１ａに多少入り込んで形成したものであってもよい。
【００５６】
本発明の他の実施形態による水晶振動板１では、上記実施形態に加え、水晶振動板１の各主面（表面１１と裏面１２）に密着して厚肉部６１，７１を有する各補助電極（第１補助電極６と第２補助電極７）とが形成されるとともに、この肉厚部で各励振電極（第１励振電極２と第２励振電極３）の端部が上記各主面に形成された各引出電極（第１引出電極４と第２引出電極５）以外で接合される。つまり、各主面の励振電極（第１励振電極２と第２励振電極３）の端部が引出電極（第１引出電極４と第２引出電極５）と補助電極（第１補助電極６と第２補助電極７）の少なくとも２点以上の部分で支えることができるため、より安定した状態で水晶振動板の各主面の振動領域１ａから一定の間隔で離隔して励振電極（第１励振電極２と第２励振電極３）が形成できる。このため、耐衝撃性能が高まり、外部からの衝撃によりギャップ量が変化することが抑えられる。
【００５７】
なお、上記実施形態に限らず、図１３に示すような構成であってもよい。図１３の（ａ）では、上面側のみ図示しているものであるが、各補助電極Ｄ３を各引出電極Ｄ２の形成されていない各励振電極Ｄ１の全ての隅部に形成したものである。また、図中の塗りつぶしの部分は水晶振動板１と密着した各電極の厚肉部を示している。図１３の（ｂ）では、上面側のみ図示しているものであるが、各励振電極Ｄ１のうち各引出電極Ｄ２の形成されていない部分を振動領域１ａから外側にはみ出させて形成し、各励振電極のはみ出した領域のうち隅部分のみを略Ｌ字状の厚肉部として形成し補助電極の代わりに形成したものである。また、図中の塗りつぶしの部分は水晶振動板１と密着した各電極の厚肉部を示している。これらの実施形態では、各励振電極の周囲により多くの厚肉部が配置されているため、耐衝撃性能がさらに高まる構成となっている。
【００５８】
本発明の実施形態では水晶振動子を例に挙げているが、水晶振動子以外に水晶フィルタや水晶発振器など他の水晶振動デバイスへも適用可能である。
【００５９】
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】
【００６０】
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】
【００６１】
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
６    第１補助電極
７    第２補助電極
【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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【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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