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特開2024-127354水晶振動片、水晶振動子、水晶発振器及び水晶振動片用の中間体ウエハ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024127354
(43)【公開日】2024-09-20
(54)【発明の名称】水晶振動片、水晶振動子、水晶発振器及び水晶振動片用の中間体ウエハ
(51)【国際特許分類】
H03H 9/19 20060101AFI20240912BHJP
【ＦＩ】
H03H9/19 E
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023036463
(22)【出願日】2023-03-09
(71)【出願人】
【識別番号】000232483
【氏名又は名称】日本電波工業株式会社
(72)【発明者】
【氏名】藤田 達也
(72)【発明者】
【氏名】岡島 幸弘
【テーマコード（参考）】
5J108
【Ｆターム（参考）】
5J108AA02
5J108BB02
5J108CC04
5J108CC08
5J108CC11
5J108DD02
5J108EE03
5J108EE07
5J108EE18
5J108FF06
5J108FF14
5J108GG03
5J108GG16
(57)【要約】
【課題】高周波用圧電デバイスの実現に好適な新規な構造を備えた水晶振動片を提供する。
【解決手段】水晶振動片１０は、平面視四角形状で、厚み滑りモードで振動し厚さｔ１を有した振動部１１、平面視長方形状で短辺が振動部の１つの辺に接続していて、第１方向に伸びていて、厚さｔ１より厚い厚さｔ２を有した第１肉厚部１３、及び、第１肉厚部の振動部とは反対の端部の両側面に接続していて、第１方向と交差する第２方向に沿ってそれぞれ伸びていて、厚さｔ１より厚く、かつ、厚さｔ２と同じか又は異なる厚さｔ３を有し、容器との接続に用いられる第２肉厚部１５を有した素子部と、励振用電極１７と、引出電極１９と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】水晶振動片１０は、平面視四角形状で、厚み滑りモードで振動し厚さｔ１を有した振動部１１、平面視長方形状で短辺が振動部の１つの辺に接続していて、第１方向に伸びていて、厚さｔ１より厚い厚さｔ２を有した第１肉厚部１３、及び、第１肉厚部の振動部とは反対の端部の両側面に接続していて、第１方向と交差する第２方向に沿ってそれぞれ伸びていて、厚さｔ１より厚く、かつ、厚さｔ２と同じか又は異なる厚さｔ３を有し、容器との接続に用いられる第２肉厚部１５を有した素子部と、励振用電極１７と、引出電極１９と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
平面視四角形状で、厚み滑りモードで振動し、厚さｔ１を有した振動部、
平面視長方形状で、短辺が前記振動部の１つの辺に接続していて、第１方向に伸びていて、前記厚さｔ１より厚い厚さｔ２を有した第１肉厚部、及び、
前記第１肉厚部の前記振動部とは反対側の端部の両側面に接続していて、前記第１方向と交差する第２方向に沿ってそれぞれ伸びていて、前記厚さｔ１より厚く、かつ、前記厚さｔ２と同じか又は異なる厚さｔ３を有し、当該水晶振動片と外部部材との接続に用いられる第２肉厚部を備える素子部と、
前記振動部の表裏面に設けられた励振用電極と、
前記励振用電極から前記第１肉厚部を経由し前記第２肉厚部に至っている引出電極と、を備えることを特徴とする水晶振動片。
平面視長方形状で、短辺が前記振動部の１つの辺に接続していて、第１方向に伸びていて、前記厚さｔ１より厚い厚さｔ２を有した第１肉厚部、及び、
前記第１肉厚部の前記振動部とは反対側の端部の両側面に接続していて、前記第１方向と交差する第２方向に沿ってそれぞれ伸びていて、前記厚さｔ１より厚く、かつ、前記厚さｔ２と同じか又は異なる厚さｔ３を有し、当該水晶振動片と外部部材との接続に用いられる第２肉厚部を備える素子部と、
前記振動部の表裏面に設けられた励振用電極と、
前記励振用電極から前記第１肉厚部を経由し前記第２肉厚部に至っている引出電極と、を備えることを特徴とする水晶振動片。
【請求項2】
前記振動部の前記第1方向に沿った寸法をαとし、前記第1肉厚部の前記第２肉厚部と接する部分を除いた部分の前記第１方向に沿った寸法をβとしたとき、β＞αであることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動片。
【請求項3】
前記第１肉厚部の前記第２肉厚部と接する部分を除いた部分の前記第１方向に沿った寸法をβとし、前記第２肉厚部の前記第１肉厚部と接する部分の前記第１方向に沿った寸法をγとしたとき、γ＜βであることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動片。
【請求項4】
前記第１肉厚部の前記第２肉厚部と接する部分の前記第２方向に沿った寸法をＷとし、前記第２肉厚部の前記第２方向に沿った寸法をＬとしたとき、Ｌ≧０．５Ｗであることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動片。
【請求項5】
前記振動部の前記第1方向に沿った寸法をαとし、前記第1肉厚部の前記第２肉厚部と接する部分を除いた部分の前記第１方向に沿った寸法をβとしたとき、β＞αであり、
前記第２肉厚部の前記第１肉厚部と接する部分の前記第１方向に沿った寸法をγとしたとき、γ＜βであり、かつ、
前記第１肉厚部の前記第２肉厚部と接する部分の前記第２方向に沿った寸法をＷとし、前記第２肉厚部の前記第２方向に沿った寸法をＬとしたとき、Ｌ≧０．５Ｗであることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動片。
前記第２肉厚部の前記第１肉厚部と接する部分の前記第１方向に沿った寸法をγとしたとき、γ＜βであり、かつ、
前記第１肉厚部の前記第２肉厚部と接する部分の前記第２方向に沿った寸法をＷとし、前記第２肉厚部の前記第２方向に沿った寸法をＬとしたとき、Ｌ≧０．５Ｗであることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動片。
【請求項6】
前記振動部の前記第1方向に沿った寸法をαとし、前記第1肉厚部の前記第２肉厚部と接する部分を除いた部分の前記第１方向に沿った寸法をβとしたとき、β＞αであり、
前記第２肉厚部の前記第１肉厚部と接する部分の前記第１の方向に沿った寸法をγとしたとき、γ＜βであり、
前記第１肉厚部の前記第２肉厚部と接する部分の前記第２の方向に沿った寸法をＷとし、前記第２肉厚部の前記第２方向に沿った寸法をＬとしたとき、Ｌ≧０．５Ｗであり、かつ、
前記ｔ１に対し前記ｔ２は、ｔ２≧１０・ｔ１であることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動片。
前記第２肉厚部の前記第１肉厚部と接する部分の前記第１の方向に沿った寸法をγとしたとき、γ＜βであり、
前記第１肉厚部の前記第２肉厚部と接する部分の前記第２の方向に沿った寸法をＷとし、前記第２肉厚部の前記第２方向に沿った寸法をＬとしたとき、Ｌ≧０．５Ｗであり、かつ、
前記ｔ１に対し前記ｔ２は、ｔ２≧１０・ｔ１であることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動片。
【請求項7】
前記第１肉厚部は、前記励振部側に、前記励振部に向かって厚さが徐々に薄くなっている傾斜部を備えることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動片。
【請求項8】
前記第１肉厚部は、前記励振部側に、前記励振部に向かって厚さが徐々に薄くなっている傾斜部を備え、
前記傾斜部の前記第１方向に沿う寸法をδと定義したとき、前記δは前記厚みｔ２に対し、δ＞ｔ２であることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動片。
前記傾斜部の前記第１方向に沿う寸法をδと定義したとき、前記δは前記厚みｔ２に対し、δ＞ｔ２であることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動片。
【請求項9】
前記第１肉厚部は、前記励振部側に、前記励振部に向かって厚さが徐々に薄くなっている傾斜部を備え、
前記振動部の一方の面と前記第１肉厚部の一方の面とは、連続する平坦面となっており、
前記傾斜部の傾斜面と前記平坦面との成す角度θは、θ＝３５±３度であることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動片。
前記振動部の一方の面と前記第１肉厚部の一方の面とは、連続する平坦面となっており、
前記傾斜部の傾斜面と前記平坦面との成す角度θは、θ＝３５±３度であることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動片。
【請求項10】
前記振動部の前記第1方向に沿った寸法をαとし、前記第1肉厚部の前記第２肉厚部と接する部分を除いた部分の前記第１方向に沿った寸法をβとしたとき、β＞αであり、
前記第２肉厚部の前記第１肉厚部と接する部分の前記第１方向に沿った寸法をγとしたとき、γ＜βであり、
前記第１肉厚部の前記第２肉厚部と接する部分の前記第２方向に沿った寸法をＷとし、前記第２肉厚部の前記第２方向に沿った寸法をＬとしたとき、Ｌ≧０．５Ｗであり、
前記ｔ１に対し前記ｔ２は、ｔ２≧１０・ｔ１であり、かつ、
前記第１肉厚部は、前記励振部側に、前記励振部に向かって厚さが徐々に薄くなっている傾斜部を備えることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動片。
前記第２肉厚部の前記第１肉厚部と接する部分の前記第１方向に沿った寸法をγとしたとき、γ＜βであり、
前記第１肉厚部の前記第２肉厚部と接する部分の前記第２方向に沿った寸法をＷとし、前記第２肉厚部の前記第２方向に沿った寸法をＬとしたとき、Ｌ≧０．５Ｗであり、
前記ｔ１に対し前記ｔ２は、ｔ２≧１０・ｔ１であり、かつ、
前記第１肉厚部は、前記励振部側に、前記励振部に向かって厚さが徐々に薄くなっている傾斜部を備えることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動片。
【請求項11】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の水晶振動片と、前記水晶振動片を前記第２肉厚部で電気的に接続固定していて前記水晶振動片を収容する前記外部部材としての容器と、を備えたことを特徴とする水晶振動子。
【請求項12】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の水晶振動片と、前記水晶振動片用の発振回路と、前記水晶振動片を前記第２肉厚部で電気的に接続かつ固定していて、かつ、前記水晶振動片及び前記発振回路を収容する前記外部部材としての容器と、を備えたことを特徴とする水晶発振器。
【請求項13】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の水晶振動片をマトリクス状に多数備えた水晶ウエハから成ることを特徴とする水晶振動片形成用の中間体ウエハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高周波用水晶デバイスの実現に好適な、水晶振動片、この水晶振動片を用いた水晶振動子及び水晶発振器、並びに前記水晶振動片用の中間体ウエハに関するものである。
【背景技術】
【0002】
情報通信における通信量の増大に対応するため、通信速度のさらなる高速化が必須である。従って、情報通信の基準信号源である圧電デバイスに対しても、高周波化が望まれている。
厚み滑りモードで振動する圧電振動片を用いる水晶振動子、水晶発振器の高周波を図るためには、振動部の厚さを益々薄くする必要がある。しかし、振動部の厚さを薄くした場合、圧電振動片を支持する支持部から振動部への応力等の影響が問題になる。
厚み滑りモードで振動する圧電振動片を用いる水晶振動子、水晶発振器の高周波を図るためには、振動部の厚さを益々薄くする必要がある。しかし、振動部の厚さを薄くした場合、圧電振動片を支持する支持部から振動部への応力等の影響が問題になる。
【0003】
これを回避するため、例えば特許文献１には、周波数が６００ＭＨｚというような高周波の圧電デバイスを意識した構造として、薄片で構成される振動部と振動部の外周の一辺に沿って前記振動部の板厚より大とされた支持部とを一体形成した圧電振動子が開示されている（特許文献１の請求項１、図１、段落２等）。特許文献１の技術によれば、支持部の厚さを発振周波数と関係なく任意の厚さにできるため、支持部の厚みで容器の変形の応力に対抗でき、発振周波数の変動を防止できる（特許文献１の段落３３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００１－１４４５７８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、高周波用の圧電デバイスとして、例えば４００ＭＨｚを超える高周波用の圧電デバイスの開発を実際に進めてゆくと、さらなる工夫が必要なことがこの出願に係る発明者の研究で明らかになった。
この発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、従ってこの出願の目的は、高周波用水晶デバイスの実現に好適な新規な構造を備えた水晶振動片、これを用いた水晶振動子及び水晶発振器、並びに前記水晶振動片形成用の中間体ウエハを提供することにある。
この発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、従ってこの出願の目的は、高周波用水晶デバイスの実現に好適な新規な構造を備えた水晶振動片、これを用いた水晶振動子及び水晶発振器、並びに前記水晶振動片形成用の中間体ウエハを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この目的の達成を図るため、この出願の第１発明である水晶振動片の発明によれば、
平面視四角形状で、厚み滑りモードで振動し、厚さｔ１を有した振動部、
平面視長方形状で、短辺が前記振動部の１つの辺に接続していて、第１方向に伸びていて、前記厚さｔ１より厚い厚さｔ２を有した第１肉厚部、及び、
前記第１肉厚部の前記振動部とは反対側の端部の両側面に接続していて、前記第１方向と交差する第２方向に沿ってそれぞれ伸びていて、前記厚さｔ１より厚く、かつ、前記厚さｔ２と同じか又は異なる厚さｔ３を有し、当該水晶振動片と外部部材との接続に用いられる第２肉厚部を備える素子部と、
前記振動部の表裏面に設けられた励振用電極と、
前記励振用電極から前記第１肉厚部を経由し前記第２肉厚部に至っている引出電極と、を備えることを特徴とする。
平面視四角形状で、厚み滑りモードで振動し、厚さｔ１を有した振動部、
平面視長方形状で、短辺が前記振動部の１つの辺に接続していて、第１方向に伸びていて、前記厚さｔ１より厚い厚さｔ２を有した第１肉厚部、及び、
前記第１肉厚部の前記振動部とは反対側の端部の両側面に接続していて、前記第１方向と交差する第２方向に沿ってそれぞれ伸びていて、前記厚さｔ１より厚く、かつ、前記厚さｔ２と同じか又は異なる厚さｔ３を有し、当該水晶振動片と外部部材との接続に用いられる第２肉厚部を備える素子部と、
前記振動部の表裏面に設けられた励振用電極と、
前記励振用電極から前記第１肉厚部を経由し前記第２肉厚部に至っている引出電極と、を備えることを特徴とする。
【0007】
また、この出願の第２発明である水晶振動子の発明によれば、第１発明の水晶振動片と、前記水晶振動片を前記第２肉厚部で電気的に接続固定していて前記水晶振動片を収容する前記外部部材としての容器と、を備えたことを特徴とする。
【0008】
また、この出願の第３発明である水晶発振器の発明によれば、第１発明の水晶振動片と、前記水晶振動片用の発振回路と、前記水晶振動片を前記第２肉厚部で電気的に接続かつ固定していて、かつ、前記水晶振動片及び前記発振回路を収容する前記外部部材としての容器と、を備えたことを特徴とする。
【0009】
また、この出願の第４発明である水晶振動片形成用の中間体ウエハによれば、第１発明の水晶振動片をマトリクス状に多数備えた水晶ウエハから成ることを特徴とする。
【0010】
第１～第４発明を実施するに当たり、前記水晶振動片は、前記振動部の前記第1方向に沿った寸法をα、前記第1肉厚部の前記第２肉厚部と接する部分を除いた部分の前記第１方向に沿った寸法をβ、前記第２肉厚部の前記第１肉厚部と接する部分の前記第１の方向に沿った寸法をγ、前記第１肉厚部の前記第２肉厚部と接する部分の前記第２方向に沿った寸法をＷ、前記第２肉厚部の前記第２方向に沿った寸法をＬとしたとき、詳細は後述する実施形態にて説明するが、これらα、β、γ、Ｗ及びＬの、一部同士又は全部同士が所定関係となっているものであることが好ましい。こうすると、そうでない場合に比べ、振動部と外部部材との相互干渉を軽減できる。
また、第１～第４発明を実施するに当たり、前記水晶振動片は、前記第１肉厚部が、前記励振部側に、前記励振部に向かって厚さが徐々に薄くなっている傾斜部を備えることが好ましい。傾斜部を備えると、そうでない場合に比べ、振動部と外部部材との相互干渉を軽減できる。
また、第１～第４発明を実施するに当たり、前記水晶振動片は、前記第１肉厚部が、前記励振部側に、前記励振部に向かって厚さが徐々に薄くなっている傾斜部を備えることが好ましい。傾斜部を備えると、そうでない場合に比べ、振動部と外部部材との相互干渉を軽減できる。
【発明の効果】
【0011】
この発明の水晶振動片によれば、振動部を、第１肉厚部及びこの第１肉厚部と交差する第２肉厚部によって容器等の支持部から離した構造を持つ水晶振動片を実現できる。然も、当該水晶振動片の外部との接続は、第２肉厚部で行われる。これらのことから、振動部に対する外部の応力の影響を、従来に比べ軽減できる。従って、高周波用水晶デバイスの実現に好適な新規な構造を備えた水晶振動片、水晶振動子、水晶発振器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図3】第２発明の実施形態の水晶振動子３０を説明するための図である。
【図4】図４（Ａ）は、第１発明の実施形態の水晶振動片１０を用いて試作した水晶振動子の、発振周波数の経時変化特性を説明するための図、図４（Ｂ）は、同水晶振動子の、駆動電流の経時変化特性を説明するための図である。
【図5】第３発明の実施形態の水晶発振器４０を説明するための図である。
【図6】第４発明の実施形態の水晶振動片用の中間体ウエハ５０を説明するための図である。
【図7】第１発明の水晶振動片の変形例１～変形例５を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照してこの出願の各発明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れら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、以下の説明で述べる形状、材質等はこの発明の範囲内の好適例に過ぎない。従って、各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．水晶振動片の発明の実施形態
図１を参照して、第１発明の実施形態の水晶振動片１０について説明する。ここで、図１中の（Ａ）図は、水晶振動片１０の斜視図、（Ｂ）図は、水晶振動片１０の側面図、（Ｃ）図は水晶振動片１０の上面図である。
図１を参照して、第１発明の実施形態の水晶振動片１０について説明する。ここで、図１中の（Ａ）図は、水晶振動片１０の斜視図、（Ｂ）図は、水晶振動片１０の側面図、（Ｃ）図は水晶振動片１０の上面図である。
【0015】
実施形態の水晶振動片１０は、振動部１１ａ、第１肉圧部１１ｂ及び第２肉厚部１１ｃを備える素子部１１と、励振用電極１３と、引出電極１５と、を備えている。振動部１１ａ、第１肉圧部１１ｂ及び第２肉厚部１１ｃは、一体に形成してあり、例えばＡＴカットの水晶ウエハからフォトリソグラフィ技術によって形成してある。以下、各部分の具体的な構造について説明する。
【0016】
振動部１１ａは、平面視四角形状で、厚み滑りモードで振動し、厚さｔ１を有したものである。素子部１１自体をＡＴカット水晶片で構成する場合、振動部１１ａもＡＴカット水晶片で構成する。
振動部１１ａの平面形状は、正方形でも長方形でも良いが、この実施形態では、一辺の長さがαである正方形状のものとしてある。寸法αは、振動部１０ａの設計に応じて決める。また、振動部１１ａの厚みｔ１は、水晶振動片１０に要求される発振周波数に応じた厚みである。すなわち、要求される発振周波数が例えば４６０ＭＨｚである場合、厚みｔ１は、おおよそ３．５μｍであり相当に薄い。ただし、この厚みは、励振用電極１３の質量負荷は考慮していない値で示している。振動部１０ａの厚みｔ１が相当薄い場合、寸法αを大きくしすぎると、振動部１０ａ自体の撓みが生じる等の不具合が生じるので、この点も考慮して寸法αの上限を決めるのが良い。要求される発振周波数が例えば４６０ＭＨｚである場合、これに限られないが、振動部１１ａの寸法αの上限は例えば０．５ｍｍ程度が良く、より好ましくは０．４ｍ程度が良い。
振動部１１ａの平面形状は、正方形でも長方形でも良いが、この実施形態では、一辺の長さがαである正方形状のものとしてある。寸法αは、振動部１０ａの設計に応じて決める。また、振動部１１ａの厚みｔ１は、水晶振動片１０に要求される発振周波数に応じた厚みである。すなわち、要求される発振周波数が例えば４６０ＭＨｚである場合、厚みｔ１は、おおよそ３．５μｍであり相当に薄い。ただし、この厚みは、励振用電極１３の質量負荷は考慮していない値で示している。振動部１０ａの厚みｔ１が相当薄い場合、寸法αを大きくしすぎると、振動部１０ａ自体の撓みが生じる等の不具合が生じるので、この点も考慮して寸法αの上限を決めるのが良い。要求される発振周波数が例えば４６０ＭＨｚである場合、これに限られないが、振動部１１ａの寸法αの上限は例えば０．５ｍｍ程度が良く、より好ましくは０．４ｍ程度が良い。
【0017】
第１肉圧部１１ｂは、平面視長方形状で、短辺が振動部１１ａの一辺に接続していて、第１方向Ｄ１に沿って伸びていて、振動部１１ａの厚さｔ１より厚い厚さｔ２を有したものである。
ここで、第１肉厚部１１ｂの第２肉厚部１１ｃと接する部分を除いた部分の第１方向Ｄ１に沿った寸法βは、β＞αを満たす寸法としてある。β＞αであると、そうで無い場合に比べ、振動部１１ａと第２肉厚部１１ｃとを少なくとも距離αで離すことができるので、外部部材に固定される第２肉厚部１１ｃと振動部１１ａとの相互干渉を軽減し易いので好ましい。寸法βは、大きい程、振動部１１ａと第２肉厚部１１ｃとを離すことができるので、好ましいが、βの上限は水晶振動片に要求される第１方向の全体寸法を考慮して決める。
ここで、第１肉厚部１１ｂの第２肉厚部１１ｃと接する部分を除いた部分の第１方向Ｄ１に沿った寸法βは、β＞αを満たす寸法としてある。β＞αであると、そうで無い場合に比べ、振動部１１ａと第２肉厚部１１ｃとを少なくとも距離αで離すことができるので、外部部材に固定される第２肉厚部１１ｃと振動部１１ａとの相互干渉を軽減し易いので好ましい。寸法βは、大きい程、振動部１１ａと第２肉厚部１１ｃとを離すことができるので、好ましいが、βの上限は水晶振動片に要求される第１方向の全体寸法を考慮して決める。
【0018】
また、この実施形態の場合、振動部１１ａの一方の面と第１肉厚部１１ｂの一方の面とは、連続する平坦面を構成している。この構造であると、振動部１１ａを形成するため水晶ウエハ（図示せず）の振動部１１ａを形成する予定領域を、水晶ウエハの片面から残りの厚さがｔ１になるまでエッチングするのみで良いので好ましい。
また、この実施形態の場合、第１肉厚部１１ｂは、振動部１１ａの側に、振動部１１ａに向かって厚さが徐々に薄くなっている傾斜部１１ｂａを、備えている。傾斜部１１ｂａを設けた場合、そうで無い場合に比べ、第１肉厚部１１ｂの傾斜部１１ｂａを除いた部分と、振動部１１ａとの間の相互干渉を軽減し易い。なお、傾斜部の代わりに段差を設ける場合があっても良い。
また、この実施形態の場合、第１肉厚部１１ｂは、振動部１１ａの側に、振動部１１ａに向かって厚さが徐々に薄くなっている傾斜部１１ｂａを、備えている。傾斜部１１ｂａを設けた場合、そうで無い場合に比べ、第１肉厚部１１ｂの傾斜部１１ｂａを除いた部分と、振動部１１ａとの間の相互干渉を軽減し易い。なお、傾斜部の代わりに段差を設ける場合があっても良い。
【0019】
また、傾斜部１１ｂａの傾斜面と、振動部１１ａ及び第１肉厚部１１ｂが形成している平坦面との成す角度はθとなっている。この場合、θ＝３５±３度の範囲のものとなっている。角度θを持った傾斜面は、当該水晶振動片１０をフォトリソグラフィ技術及びウエットエッチング技術によって形成する際に生じる水晶の結晶面に由来するものであるので、傾斜部を制御性良く形成することに貢献するものである。
第１肉厚部１１ｂの傾斜部１１ｂａ以外の部分の厚さｔ２は、振動部１１ａへの応力を軽減でき、素子部１１自体を容器（図３参照）に接続固定する際の座りが良くなる等を考慮した適切な厚さが良い。これに限られないが、振動部１１ａの厚さｔ１に対し、第１肉厚部１１ｂの厚さｔ２は、これに限られないが例えば、ｔ２≧１０・ｔ１を満たすような厚さが良く、より好ましくは、ｔ２≧１５・ｔ１を満たすような厚さが良い。厚さｔ２の上限は、水晶振動片１０を実装する容器の内部高さや、水晶振動片１０の製造に用いる水晶ウエハの経済的な厚さ等で決める。
また、傾斜部１１ｂａの第１方向Ｄ１に沿う寸法δは、ある程度長い方が、振動部１１ａと第１肉厚部１１ｂとを離すことができるので、好ましい。例えばδ＞ｔ２とするのが良い。ただし、寸法δの上限は、水晶振動片１０の第１方向Ｄ１の全体寸法、水晶振動片１０を形成する水晶ウエハの厚みや、要求される発振周波数等を考慮して決める。
第１肉厚部１１ｂの傾斜部１１ｂａ以外の部分の厚さｔ２は、振動部１１ａへの応力を軽減でき、素子部１１自体を容器（図３参照）に接続固定する際の座りが良くなる等を考慮した適切な厚さが良い。これに限られないが、振動部１１ａの厚さｔ１に対し、第１肉厚部１１ｂの厚さｔ２は、これに限られないが例えば、ｔ２≧１０・ｔ１を満たすような厚さが良く、より好ましくは、ｔ２≧１５・ｔ１を満たすような厚さが良い。厚さｔ２の上限は、水晶振動片１０を実装する容器の内部高さや、水晶振動片１０の製造に用いる水晶ウエハの経済的な厚さ等で決める。
また、傾斜部１１ｂａの第１方向Ｄ１に沿う寸法δは、ある程度長い方が、振動部１１ａと第１肉厚部１１ｂとを離すことができるので、好ましい。例えばδ＞ｔ２とするのが良い。ただし、寸法δの上限は、水晶振動片１０の第１方向Ｄ１の全体寸法、水晶振動片１０を形成する水晶ウエハの厚みや、要求される発振周波数等を考慮して決める。
【0020】
第２肉厚部１１ｃは、第１肉厚部１１ｂの振動部１１ａとは反対側の端部の両側面に接続していて、第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２に沿ってそれぞれ伸びているものである。然も、振動部１１ａの厚さｔ１より厚く、かつ、第１肉厚部の前記厚さｔ２と同じか又は異なる厚さｔ３を有し、水晶振動片１０と外部部材でとしての例えば容器（図３等参照）との接続に用いられるものである。
ここで、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２が交差する方向は、この実施形態の場合、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２が直交する方向としてある。第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２が直交関係にある場合で、水晶振動片１０がＡＴカット水晶片の場合は、第１方向Ｄ１は水晶の結晶軸のＸ軸に平行な方向とし、第２方向Ｄ２は、水晶の結晶軸のＺ′軸に平行な方向とするのが良い。すなわち、水晶振動片１０として、いわゆるＸロングの水晶振動片が得られる方向とするのが良い。ただし、その逆に、第１方向Ｄ１はＺ′軸に平行な方向とし、第２方向Ｄ２は、Ｘ軸に平行な方向とする場合があっても良い。すなわち、水晶振動片１０として、いわゆるＺロングの水晶振動片が得られる方向の場合があっても良い。なお、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２は、非直角の状態で交差する場合があっても良い。
ここで、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２が交差する方向は、この実施形態の場合、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２が直交する方向としてある。第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２が直交関係にある場合で、水晶振動片１０がＡＴカット水晶片の場合は、第１方向Ｄ１は水晶の結晶軸のＸ軸に平行な方向とし、第２方向Ｄ２は、水晶の結晶軸のＺ′軸に平行な方向とするのが良い。すなわち、水晶振動片１０として、いわゆるＸロングの水晶振動片が得られる方向とするのが良い。ただし、その逆に、第１方向Ｄ１はＺ′軸に平行な方向とし、第２方向Ｄ２は、Ｘ軸に平行な方向とする場合があっても良い。すなわち、水晶振動片１０として、いわゆるＺロングの水晶振動片が得られる方向の場合があっても良い。なお、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２は、非直角の状態で交差する場合があっても良い。
【0021】
また、この実施形態の第２肉厚部１１ｃは、第１肉厚部１１ｂに対し第１方向Ｄ１に沿う寸法γで接続しており、且つ、第２方向に寸法Ｌで伸びていて、平面視で四角形状のものとしてある。ここで寸法Ｌは、第１肉厚部１１ｂの第２肉厚部１１ｃと接している部分の第２方向の幅Ｗ（この実施形態では振動部１１ａの一辺の長さαと同じ寸法）に対し、Ｌ≧０．５Ｗとするのが好ましい。Ｌを長くする程、第２肉厚部１１ｃの外部部材と接続する部分と振動部１１ａとを離すことが出来るからである。寸法Ｌの上限は、例えば、水晶振動片１０の第２方向Ｄ２の方向の寸法の制約を考慮して決めるのが良い。なお、この実施形態の場合、第１肉厚部１１ｂの左右に設けた第２肉厚部１１ｃの長さＬを同じとしているが、異なる場合があっても良い。
【0022】
また、寸法γは第１肉厚部１１ｂの上記した寸法βに対し、γ＜βとするのが良い。γ＜βであると、第１肉厚部１１ｂに対する第２肉厚部１１ｃの接続幅γをβに対し所定関係をもって規定できるので好ましい。ただし、寸法γが小さいと、第２肉厚部１１ｃの固定部としての強度が確保できないので、寸法γの下限は、上記強度が確保できる寸法以上とする。
また、第２肉厚部１１ｃは、振動部１１ａの厚さｔ１より厚く、かつ、第１肉厚部１１ｂの厚さｔ２と同じか又は異なる厚さｔ３を有したものである。なお、第２肉厚部１１ｃの厚さをｔ３とする場合、厚さｔ３は振動部１１ａの厚さｔ１より厚いことを前提に、第１肉厚部１１ｂの厚みｔ２に対し厚くても薄くても良い。ただし、この実施形態の場合は、振動部１１ａの厚さｔ１、第１肉厚部１１ｂの厚さｔ２及び第２肉厚部１１ｃの厚さｔ３は、ｔ１＜＜ｔ２＝ｔ３としてある。
また、第２肉厚部１１ｃは、振動部１１ａの厚さｔ１より厚く、かつ、第１肉厚部１１ｂの厚さｔ２と同じか又は異なる厚さｔ３を有したものである。なお、第２肉厚部１１ｃの厚さをｔ３とする場合、厚さｔ３は振動部１１ａの厚さｔ１より厚いことを前提に、第１肉厚部１１ｂの厚みｔ２に対し厚くても薄くても良い。ただし、この実施形態の場合は、振動部１１ａの厚さｔ１、第１肉厚部１１ｂの厚さｔ２及び第２肉厚部１１ｃの厚さｔ３は、ｔ１＜＜ｔ２＝ｔ３としてある。
【0023】
励振用電極１３は、振動部１１ａの表裏面に設けたものである。励振用電極１３の平面形状は、設計に応じた任意好適なものとでき、たとえば四角形状、円形状、楕円形状等で良いが、この実施形態の場合、平面視で円形状の直径がφのものとしてある。この励振用電極１３は、平面視で正方形状の振動部１１ａに対し、小さい平面積のものとしてあり（φ＜α）、且つ、互いの中心点が一致した状態で、かつ、表裏同じ大きさで、表裏で対向するように、振動部１１ａの表裏に設けてある。ただし、励振用電極１３は、励振用電極１３の中心点が振動部１１ａの中心点から所定寸法ずれているいわゆる偏心状態のものでも良い。励振用電極１３は、任意好適な金属膜で構成できる。
【0024】
引出電極１５は、励振用電極１３から第１肉厚部１１ｂを経由し第２肉厚部１１ｃに至っているものである。然も、引出電極１５は、第１肉厚部１１ｂの短辺方向の端領域に第１方向Ｄ１に沿って設けてある。なお、引出電極１５は、振動部１１ａの表裏に励振用電極１３からそれぞれ第２肉厚部１１ｃに伸びているが、励振部１１ａと第１肉厚部１１ｂとが連属する平坦面となっている面に設けた引出電極は、第２肉厚部１１ｃの側面を経由して第２肉厚部１１ｃの反対面に引き回してある。水晶振動子を構成する際の容器に備わる電極（詳細は後述する）と引出電極１５とを導電性接着剤等で接続固定する場合の便宜を図るためである。引出電極１５は、任意好適な金属膜で構成でき、典型的には、励振用電極１３と一体に形成したものである。
【0025】
２．水晶振動片の実施例
水晶振動片１０の実施例として、要部の寸法を下記例示する寸法とした水晶振動片を試作した。
振動部１１ａの一辺の寸法αが０．４ｍｍ、第１肉厚部１１ｂの第２肉厚部１１ｃと接する部分以外の寸法βが０．７ｍｍ、第２肉厚部１１ｃの第１肉厚部１１ｂと接する寸法γが０．３ｍｍ、第２肉厚部１１ｃの第２方向Ｄ２の寸法Ｌが０．２ｍｍ、第１肉厚部１１ｂの第２肉厚部１１ｃと接している部分の第２方向Ｄ２に沿う寸法Ｗが０．４ｍｍ（すなわちαと同じ）、傾斜部の寸法δが０．０７ｍｍ、振動部１１ａの厚さｔ１が発振周波数４６０ＭＨｚ(基本波)に相当する厚さ、第１肉厚部１１ｂの厚さｔ２及び第２肉厚部１１ｃの厚さｔ３それぞれが０．０５ｍｍ、励振用電極１３の直径φが０．１ｍｍ、角度θが約３５度である水晶振動片を多数個試作した。
なお、上記の各寸法値は、狙い目寸法である。狙い目寸法で検討した場合、β＞αについては、β＝α・０．７／０．４＝１．７５・αである。また、γ＜βについては、γ＝β・０．３／０．７＝０．４３・βである。また、Ｌ＝Ｗ・０．２／０．４＝０．５・Ｗである。また、δ＞ｔ２については、δ＝ｔ２・０．０７／０．０５＝１．４・ｔ２である。角度θは、δが０．０７ｍｍ、ｔ２が０．０５ｍｍであるので、０．０５／０．０７≒０．７１４≒３５．５度である。
この試作した水晶振動片を、以下、試作した水晶振動片１０ｘと記述する。複数個の試作した水晶振動片１０ｘでは、寸法α、β、γ、δ、Ｌ各々は所定公差としての１％の範囲の寸法であった。
水晶振動片１０の実施例として、要部の寸法を下記例示する寸法とした水晶振動片を試作した。
振動部１１ａの一辺の寸法αが０．４ｍｍ、第１肉厚部１１ｂの第２肉厚部１１ｃと接する部分以外の寸法βが０．７ｍｍ、第２肉厚部１１ｃの第１肉厚部１１ｂと接する寸法γが０．３ｍｍ、第２肉厚部１１ｃの第２方向Ｄ２の寸法Ｌが０．２ｍｍ、第１肉厚部１１ｂの第２肉厚部１１ｃと接している部分の第２方向Ｄ２に沿う寸法Ｗが０．４ｍｍ（すなわちαと同じ）、傾斜部の寸法δが０．０７ｍｍ、振動部１１ａの厚さｔ１が発振周波数４６０ＭＨｚ(基本波)に相当する厚さ、第１肉厚部１１ｂの厚さｔ２及び第２肉厚部１１ｃの厚さｔ３それぞれが０．０５ｍｍ、励振用電極１３の直径φが０．１ｍｍ、角度θが約３５度である水晶振動片を多数個試作した。
なお、上記の各寸法値は、狙い目寸法である。狙い目寸法で検討した場合、β＞αについては、β＝α・０．７／０．４＝１．７５・αである。また、γ＜βについては、γ＝β・０．３／０．７＝０．４３・βである。また、Ｌ＝Ｗ・０．２／０．４＝０．５・Ｗである。また、δ＞ｔ２については、δ＝ｔ２・０．０７／０．０５＝１．４・ｔ２である。角度θは、δが０．０７ｍｍ、ｔ２が０．０５ｍｍであるので、０．０５／０．０７≒０．７１４≒３５．５度である。
この試作した水晶振動片を、以下、試作した水晶振動片１０ｘと記述する。複数個の試作した水晶振動片１０ｘでは、寸法α、β、γ、δ、Ｌ各々は所定公差としての１％の範囲の寸法であった。
【0026】
この試作した水晶振動片１０ｘを用いて水晶振動子を作製し、その水晶振動子の発振周波数の経時変化及び駆動電流の経時変化を調査した。これについて、次項の水晶振動子の実施形態の欄で詳述する。
また、この試作した水晶振動片１０ｘの形状寸法に基づいて有限要素法用の解析モデルを作成し、このモデルを、第２肉厚部に相当する部分でセラミックパッケージに、ポリイミド系の導電性接着剤で固定した構造体での、応力分布を解析した。解析は、解析モデルを室温（２５℃）から１２５℃の温度に変化させたときに解析モデルで生じる応力分布を調べることで行った。
図２は、解析した応力分布を示した図である。図２では灰色の濃さが濃い場所ほど、接着部の応力の影響が大きい箇所である。具体的な数値で言うと、第1肉厚部１１ｂの第２肉厚部１１ｃと接する領域の中央Ｑ１でのフォン・ミーゼス応力は４．８Ｅ＋７（１０の７乗）である。第1肉厚部１１ｂの第２肉厚部１１ｃと接する以外の領域の、中央線Ｐから第２肉厚部１１ｃ側の領域の中央Ｑ２での同応力は３．５Ｅ＋６である。第1肉厚部１１ｂの第２肉厚部１１ｃと接する以外の領域の、中央線Ｐから振動部１１ａ側の領域の中央Ｑ３での同応力は２．８Ｅ＋５である。振動部１１ａの中央Ｑ４での同応力は、２．６Ｅ＋４である。振動部１１ａの応力は第１肉厚部１１ｂの第２肉厚部１１ｃと接する領域の応力に比べ、３桁も小さいことが分かる。然も、第１肉厚部１１ｂでは、第１肉厚部１１ｂの長手方向の中央付近Ｐ（図２参照）を境にして、振動部１１ａに向かうに従い応力の影響は小さくなることが分かる。これらのことから、振動部１１ａの部分の応力は他の部分に比べて小さいことが分かる。また、第１肉厚部１１ｂの第１方向Ｄ１の中央当たりで、すなわちβ／２≒α付近で支持部からの応力が小さくなっていると言えるので、この点からもβ＞αとすることが好ましいことが分かる。
また、この試作した水晶振動片１０ｘの形状寸法に基づいて有限要素法用の解析モデルを作成し、このモデルを、第２肉厚部に相当する部分でセラミックパッケージに、ポリイミド系の導電性接着剤で固定した構造体での、応力分布を解析した。解析は、解析モデルを室温（２５℃）から１２５℃の温度に変化させたときに解析モデルで生じる応力分布を調べることで行った。
図２は、解析した応力分布を示した図である。図２では灰色の濃さが濃い場所ほど、接着部の応力の影響が大きい箇所である。具体的な数値で言うと、第1肉厚部１１ｂの第２肉厚部１１ｃと接する領域の中央Ｑ１でのフォン・ミーゼス応力は４．８Ｅ＋７（１０の７乗）である。第1肉厚部１１ｂの第２肉厚部１１ｃと接する以外の領域の、中央線Ｐから第２肉厚部１１ｃ側の領域の中央Ｑ２での同応力は３．５Ｅ＋６である。第1肉厚部１１ｂの第２肉厚部１１ｃと接する以外の領域の、中央線Ｐから振動部１１ａ側の領域の中央Ｑ３での同応力は２．８Ｅ＋５である。振動部１１ａの中央Ｑ４での同応力は、２．６Ｅ＋４である。振動部１１ａの応力は第１肉厚部１１ｂの第２肉厚部１１ｃと接する領域の応力に比べ、３桁も小さいことが分かる。然も、第１肉厚部１１ｂでは、第１肉厚部１１ｂの長手方向の中央付近Ｐ（図２参照）を境にして、振動部１１ａに向かうに従い応力の影響は小さくなることが分かる。これらのことから、振動部１１ａの部分の応力は他の部分に比べて小さいことが分かる。また、第１肉厚部１１ｂの第１方向Ｄ１の中央当たりで、すなわちβ／２≒α付近で支持部からの応力が小さくなっていると言えるので、この点からもβ＞αとすることが好ましいことが分かる。
【0027】
３．水晶振動子の発明の実施形態
次に、この出願の第２発明である水晶振動子の実施形態について説明する。
図３は実施形態の水晶振動子３０を説明するための斜視図であって、水晶振動子３０に備わる容器３１の一部を切り欠いて示した斜視図である。
実施形態の水晶振動子３０は、第１発明の水晶振動片１０と、水晶振動片１０を第２肉厚部１１ｃで電気的に接続固定しかつ収容する容器３１と、容器３１を密閉する蓋部材３３と、を備えている。
容器３１は、この実施形態の場合、水晶振動片１０を収容する凹部３１ａと、凹部３１ａを囲っている壁部３１ｂと、凹部３１ａの底面の水晶振動片１０の第２肉厚部１１ｃと対応する位置に設けた接着パッド３１ｃと、容器３１の外部底面に設けた外部接続端子３１ｄと、を備えている。接着パッド３１ｃと外部接続端子３１ｄとは図示しないビア配線等で接続してある。容器３１は、例えばセラミックパッケージによって構成できる。
水晶振動片１０は、第２肉厚部１１ｃの引出電極１５の位置で、容器３１の接着パッド３１ｃに、導電性接着剤３５によって接続固定してある。そして、蓋部材３３で凹部３１ａの開口を封止することで、実施形態の水晶振動子３０を構成してある。封止方式に応じて蓋部材３３の構造、形状を選択することが出来る。この実施形態の場合、蓋部材３３は平板状の部材で構成してある。
次に、この出願の第２発明である水晶振動子の実施形態について説明する。
図３は実施形態の水晶振動子３０を説明するための斜視図であって、水晶振動子３０に備わる容器３１の一部を切り欠いて示した斜視図である。
実施形態の水晶振動子３０は、第１発明の水晶振動片１０と、水晶振動片１０を第２肉厚部１１ｃで電気的に接続固定しかつ収容する容器３１と、容器３１を密閉する蓋部材３３と、を備えている。
容器３１は、この実施形態の場合、水晶振動片１０を収容する凹部３１ａと、凹部３１ａを囲っている壁部３１ｂと、凹部３１ａの底面の水晶振動片１０の第２肉厚部１１ｃと対応する位置に設けた接着パッド３１ｃと、容器３１の外部底面に設けた外部接続端子３１ｄと、を備えている。接着パッド３１ｃと外部接続端子３１ｄとは図示しないビア配線等で接続してある。容器３１は、例えばセラミックパッケージによって構成できる。
水晶振動片１０は、第２肉厚部１１ｃの引出電極１５の位置で、容器３１の接着パッド３１ｃに、導電性接着剤３５によって接続固定してある。そして、蓋部材３３で凹部３１ａの開口を封止することで、実施形態の水晶振動子３０を構成してある。封止方式に応じて蓋部材３３の構造、形状を選択することが出来る。この実施形態の場合、蓋部材３３は平板状の部材で構成してある。
【0028】
上記した試作した水晶振動片１０ｘを、図３を参照して説明した水晶振動子３０に組み込む水晶振動片１０として用いて、複数個の水晶振動子を試作した。そして、試作した水晶振動子を１２５℃の温度に設定した恒温槽中に非動作で放置し、適時恒温槽から取り出して、周波数及び駆動電流の経時変化をそれぞれ測定した。
図４（Ａ）は、上記試験での周波数の経時変化を示した図であり、図４（Ｂ）は、上記試験での駆動電流の経時変化を示した図である。両図とも横軸は経過時間、縦軸は初期値に対する測定毎のデータの変化率、すなわち周波数変化率（ｐｐｍ）又は電流変化率（％）である。両図から、試験開始から約２５００時間経過した時点において、周波数変化率は±５ｐｐｍかつ変化率が減少傾向にあることが分かり、駆動電流変化率も１％程度でありかつ飽和傾向にあることが分かる。従って、試作した水晶振動子は、実用的な特性を示すことが分かる。
なお、上記の形態では、容器３１として、凹部を有した容器を用い、蓋部材３３として平板状のものを用いたが、容器として平板状のものを用い、蓋部材として水晶振動片を収容する凹部を有したキャップ状の蓋部材を用いても良い。
図４（Ａ）は、上記試験での周波数の経時変化を示した図であり、図４（Ｂ）は、上記試験での駆動電流の経時変化を示した図である。両図とも横軸は経過時間、縦軸は初期値に対する測定毎のデータの変化率、すなわち周波数変化率（ｐｐｍ）又は電流変化率（％）である。両図から、試験開始から約２５００時間経過した時点において、周波数変化率は±５ｐｐｍかつ変化率が減少傾向にあることが分かり、駆動電流変化率も１％程度でありかつ飽和傾向にあることが分かる。従って、試作した水晶振動子は、実用的な特性を示すことが分かる。
なお、上記の形態では、容器３１として、凹部を有した容器を用い、蓋部材３３として平板状のものを用いたが、容器として平板状のものを用い、蓋部材として水晶振動片を収容する凹部を有したキャップ状の蓋部材を用いても良い。
【0029】
４．水晶発振器の発明の実施形態
次に、この出願の第３発明である水晶発振器の実施形態について説明する。
図５は実施形態の水晶発振器４０を説明するための斜視図であって、水晶発振器４０に備わる容器４３の一部を切り欠いて示した斜視図である。
実施形態の水晶発振器４０は、第１発明の水晶振動片１０と、水晶振動片用の発振回路４１と、水晶振動片１０を第２肉厚部１１ｃで電気的に接続かつ固定していて、かつ、水晶振動片１０及び発振回路４１を収容する容器４３と、容器４３を密閉する蓋部材３３と、を備えている。
容器４３は、この実施形態の場合、水晶振動片１０を収容している凹部３１ａの底面に発振回路４１を収容する第２の凹部４３ａを備えている。それ以外の構造は、上記した容器３１と同様の構造としてある。
発振回路４１は任意好適なもので良く、発振機能及び温度補償機能を備えた集積回路等で構成してもよい。
なお、上記の例では水晶振動片１０と、発振回路を含む集積回路とを１つの容器内に実装した、いわゆる一部屋構造の水晶発振器の例を示した。しかし、図示は省略するが、水晶振動片を収容する水晶室と発振回路用半導体集積回路を収容するＩＣ室とを積層したいわゆるＨ型構造の水晶発振器に対しても本発明は適用できる。
次に、この出願の第３発明である水晶発振器の実施形態について説明する。
図５は実施形態の水晶発振器４０を説明するための斜視図であって、水晶発振器４０に備わる容器４３の一部を切り欠いて示した斜視図である。
実施形態の水晶発振器４０は、第１発明の水晶振動片１０と、水晶振動片用の発振回路４１と、水晶振動片１０を第２肉厚部１１ｃで電気的に接続かつ固定していて、かつ、水晶振動片１０及び発振回路４１を収容する容器４３と、容器４３を密閉する蓋部材３３と、を備えている。
容器４３は、この実施形態の場合、水晶振動片１０を収容している凹部３１ａの底面に発振回路４１を収容する第２の凹部４３ａを備えている。それ以外の構造は、上記した容器３１と同様の構造としてある。
発振回路４１は任意好適なもので良く、発振機能及び温度補償機能を備えた集積回路等で構成してもよい。
なお、上記の例では水晶振動片１０と、発振回路を含む集積回路とを１つの容器内に実装した、いわゆる一部屋構造の水晶発振器の例を示した。しかし、図示は省略するが、水晶振動片を収容する水晶室と発振回路用半導体集積回路を収容するＩＣ室とを積層したいわゆるＨ型構造の水晶発振器に対しても本発明は適用できる。
【0030】
５．水晶振動素子形成用の中間体ウエハ
次に、この出願の第４発明である水晶振動素子形成用の中間体ウエハの実施形態について説明する。
図６は実施形態の水晶振動素子形成用の中間体ウエハ５０(以下、中間体ウエハ５０と略記する)を説明するための上面図及びその一部の拡大図である。なお、図６では中間体ウエハ５０としての水晶ウエハを、水晶の結晶軸Ｘ軸、Ｙ′軸、Ｚ′との関係と共に図示してある。
実施形態の中間体ウエハ５０は、第１発明の水晶振動片１０をマトリクス状に多数備えた水晶ウエハ５０で構成してある。中間体ウエハ５０の平面形状は図示例では円形であるが四角形状でも良い。中間体ウエハ５０では、それぞれの水晶振動片１０がフレーム部５１に折り取り部５３を介して接続してある。それぞれの水晶振動片１０は、中間体ウエハ５０から、折り取り部５３の箇所で折り取られて、個片化されて水晶振動片１０となり、さらに水晶振動子や水晶発振器の各容器に実装することで使用できる。
次に、この出願の第４発明である水晶振動素子形成用の中間体ウエハの実施形態について説明する。
図６は実施形態の水晶振動素子形成用の中間体ウエハ５０(以下、中間体ウエハ５０と略記する)を説明するための上面図及びその一部の拡大図である。なお、図６では中間体ウエハ５０としての水晶ウエハを、水晶の結晶軸Ｘ軸、Ｙ′軸、Ｚ′との関係と共に図示してある。
実施形態の中間体ウエハ５０は、第１発明の水晶振動片１０をマトリクス状に多数備えた水晶ウエハ５０で構成してある。中間体ウエハ５０の平面形状は図示例では円形であるが四角形状でも良い。中間体ウエハ５０では、それぞれの水晶振動片１０がフレーム部５１に折り取り部５３を介して接続してある。それぞれの水晶振動片１０は、中間体ウエハ５０から、折り取り部５３の箇所で折り取られて、個片化されて水晶振動片１０となり、さらに水晶振動子や水晶発振器の各容器に実装することで使用できる。
【0031】
６．水晶振動片の変形例
第１発明の水晶振動片は、例えば以下に説明するように変形しても良い。図７はその説明図であり、図７（Ａ）～（Ｄ）各々は各変形例の水晶振動子の上面図、図７（Ｅ）は変形例の水晶振動子の側面図である。
変形例１の水晶振動片７１は、図７（Ａ）に示すように、第１肉厚部１１ｂの長辺方向の適所に、短辺方向に沿って左右から中央に向かう切欠きを設けその間をくびれ部７１ａとしたものである。図示例ではくびれ部７１ａを１つとしているが、くびれ部７１ａを複数個設ける場合があっても良い。
変形例２の水晶振動片７２は、図７（Ｂ）に示すように、第１肉厚部１１ｂの長辺方向の適所に、貫通孔７２ａを設けたものである。図示例では貫通孔７２ａを１つとしているが、貫通孔７２ａを複数個設ける場合があっても良い。
変形例３の水晶振動片７３は、図７（Ｃ）に示すように、第２肉厚部１１ｃ各々に、第１肉厚部の長辺方向に沿って上下から中央に向かう切欠きを設けその間をくびれ部７３ａとしたものである。くびれ部７３ａの個数は複数個であっても良い。
変形例４の水晶振動片７４は、図７（Ｄ）に示すように、第２肉厚部１１ｃの適所に、貫通孔７４ａを設けたものである。貫通孔７４ａの個数は複数個であっても良い。
変形例１から変形例４いずれのものも、振動部１１ａと、第２肉厚部１１ｃの外部部材の接続点との間に、くびれ部や貫通孔を設けてあるので、第２肉厚部１１ｃの外部部材の接続点との相互干渉を軽減し易いと考えられる。
第１発明の水晶振動片は、例えば以下に説明するように変形しても良い。図７はその説明図であり、図７（Ａ）～（Ｄ）各々は各変形例の水晶振動子の上面図、図７（Ｅ）は変形例の水晶振動子の側面図である。
変形例１の水晶振動片７１は、図７（Ａ）に示すように、第１肉厚部１１ｂの長辺方向の適所に、短辺方向に沿って左右から中央に向かう切欠きを設けその間をくびれ部７１ａとしたものである。図示例ではくびれ部７１ａを１つとしているが、くびれ部７１ａを複数個設ける場合があっても良い。
変形例２の水晶振動片７２は、図７（Ｂ）に示すように、第１肉厚部１１ｂの長辺方向の適所に、貫通孔７２ａを設けたものである。図示例では貫通孔７２ａを１つとしているが、貫通孔７２ａを複数個設ける場合があっても良い。
変形例３の水晶振動片７３は、図７（Ｃ）に示すように、第２肉厚部１１ｃ各々に、第１肉厚部の長辺方向に沿って上下から中央に向かう切欠きを設けその間をくびれ部７３ａとしたものである。くびれ部７３ａの個数は複数個であっても良い。
変形例４の水晶振動片７４は、図７（Ｄ）に示すように、第２肉厚部１１ｃの適所に、貫通孔７４ａを設けたものである。貫通孔７４ａの個数は複数個であっても良い。
変形例１から変形例４いずれのものも、振動部１１ａと、第２肉厚部１１ｃの外部部材の接続点との間に、くびれ部や貫通孔を設けてあるので、第２肉厚部１１ｃの外部部材の接続点との相互干渉を軽減し易いと考えられる。
【0032】
変形例５の水晶振動片７５は、第１肉厚部１１ｂの振動部側に厚みｔ２の方向の両側から傾斜部７５ａ、７５ｂ又は図示しないが段差部を設け、振動部１１ａが第１肉厚部１１ｂの厚みｔ２の途中で第１肉厚部１１ｂに接続した構造例である。振動部１１ａの第１肉厚部１１ｂとの接続位置は、厚みｔ２に沿う方向の真ん中でも良いし、一方の側によった位置でも良い。変形例５の場合、振動部１１ａは、第１肉厚部に対し、厚みｔ２の方向の両側で傾斜部等を有した状態で接続するので、振動部の第一肉厚部からの縁切りが行われ易いと考えられる。
【符号の説明】
【0033】
１０：実施形態の水晶振動片 １１：素子部
１１ａ：振動部 １１ｂ：第１肉厚部
１１ｂａ：傾斜部 １１ｃ：第２肉厚部
１３：励振用電極 １５：引出電極
Ｄ１：第１方向 Ｄ２：第２方向
３０：実施形態の水晶振動子 ３１：外部部材（容器）
３３：蓋部材 ３５：導電性接着剤
４０：実施形態の水晶発振器 ４１：発振回路（集積回路）
４３：容器１３
５０：水晶振動片形成用の中間体ウエハ ５１：フレーム
５３：折り取り部
７１～７５：変形例１～５の水晶振動片
１１ａ：振動部 １１ｂ：第１肉厚部
１１ｂａ：傾斜部 １１ｃ：第２肉厚部
１３：励振用電極 １５：引出電極
Ｄ１：第１方向 Ｄ２：第２方向
３０：実施形態の水晶振動子 ３１：外部部材（容器）
３３：蓋部材 ３５：導電性接着剤
４０：実施形態の水晶発振器 ４１：発振回路（集積回路）
４３：容器１３
５０：水晶振動片形成用の中間体ウエハ ５１：フレーム
５３：折り取り部
７１～７５：変形例１～５の水晶振動片
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】