特開 2024-76434 水晶ウエハ、圧電振動片、及び圧電振動子

(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】P2024076434

(43)【公開日】2024-06-06

(54)【発明の名称】水晶ウエハ、圧電振動片、及び圧電振動子

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/19 20060101AFI20240530BHJP

   H03H 9/215 20060101ALN20240530BHJP

【ＦＩ】

H03H9/19 J

H03H9/215

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022187926

(22)【出願日】2022-11-25

(71)【出願人】

【識別番号】713005174

【氏名又は名称】エスアイアイ・クリスタルテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142837

【弁理士】

【氏名又は名称】内野 則彰

(74)【代理人】

【識別番号】100166305

【弁理士】

【氏名又は名称】谷川 徹

(72)【発明者】

【氏名】百瀬 友博

【テーマコード（参考）】

5J108

【Ｆターム（参考）】

5J108BB02

5J108CC06

5J108DD05

5J108EE03

5J108KK01

5J108KK03

(57)【要約】

【課題】水晶ウエハからの振動子の折り取りの容易性を確保しつつ、水晶ウエハからの振動子の脱落を抑制する。
【解決手段】水晶ウエハ１００は、圧電振動片３と、圧電振動片３を、連結部６０を介して支持するフレーム部５０と、を備え、連結部６０は、切り欠きが形成された弱化部を有し、連結部６０として、第１弱化部６１Ａを有する第１連結部６０Ａと、第１弱化部６１Ａよりも剛性が低い第２弱化部６１Ｂを有する第２連結部６０Ｂと、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧電振動片と、
前記圧電振動片を、連結部を介して支持するフレーム部と、を備え、
前記連結部は、切り欠きが形成された弱化部を有し、
前記連結部として、
第１弱化部を有する第１連結部と、
前記第１弱化部よりも剛性が低い第２弱化部を有する第２連結部と、を備える、
水晶ウエハ。

【請求項2】

前記第２弱化部は、前記第１弱化部よりも断面積が小さい、
請求項１に記載の水晶ウエハ。

【請求項3】

前記第２弱化部は、前記第１弱化部よりも幅が狭い、
請求項１に記載の水晶ウエハ。

【請求項4】

前記圧電振動片に形成された励振電極と、
前記励振電極から、前記連結部を通って前記フレーム部まで延伸する延伸電極と、を備え、
前記延伸電極として、
前記第１連結部を通る第１延伸電極と、
前記第２連結部を通る第２延伸電極と、を備える、
請求項１～３のいずれか一項に記載の水晶ウエハ。

【請求項5】

前記圧電振動片は、
前記連結部と連結された基部と、
前記基部から延伸する一対の振動腕部と、を備え、
前記第１連結部は、前記一対の振動腕部の中間位置を通る前記基部の中心線上で、前記基部と連結され、
前記第２連結部は、前記基部の中心線から離間した位置で、前記基部と連結されている、
請求項１～３のいずれか一項に記載の水晶ウエハ。

【請求項6】

前記第２連結部は、前記第１連結部の両側に一対で設けられ、前記基部の中心線から等距離で前記基部と連結されている、
請求項５に記載の水晶ウエハ。

【請求項7】

前記第２連結部は、前記第１連結部の両側に一対で設けられ、前記基部の中心線から互いに異なる距離で前記基部と連結されている、
請求項５に記載の水晶ウエハ。

【請求項8】

前記第１連結部及び前記第２連結部の少なくとも一方は、前記圧電振動片側よりも前記フレーム部側の方が、幅が広い、
請求項１～３のいずれか一項に記載の水晶ウエハ。

【請求項9】

基部と、
前記基部から延伸する一対の振動腕部と、を備え、
前記基部には、第１折り取り痕と、前記第１折り取り痕よりも小さい第２折り取り痕と、が形成されている、
圧電振動片。

【請求項10】

請求項９に記載の圧電振動片と、
前記圧電振動片を封止したパッケージと、を備える、
圧電振動子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、水晶ウエハ、圧電振動片、及び圧電振動子に関するものである。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、多数の水晶振動子と、これら振動子をウエハに連結する連結部と、各連結部近傍及び又は連結部自体に設けられ幅が狭く水晶のＺ′軸に沿っている切り欠き部とが、フォトリソ技術及びウエットエッチング技術により一体形成されている水晶ウエハから、前記切り欠き部を起点として各水晶振動子を折り取る工程を含む、水晶振動子の製造方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－３２１９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来技術では、水晶ウエハに対して水晶振動子が１箇所で連結されている。この場合、圧電振動子の折り取りは容易になるが、連結部の強度が不足すると、エッチング後のプロセス（例えば電極形成工程）にて、水晶振動子が水晶ウエハから脱落し、歩留まりの低下を招く。また、連結部が１箇所であると、水晶ウエハから水晶振動子への電極引き回し構造の自由度が小さくなる。

【0005】

本開示は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、水晶ウエハからの振動子の折り取りの容易性を確保しつつ、水晶ウエハからの振動子の脱落を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）本開示の一態様に係る水晶ウエハは、圧電振動片と、前記圧電振動片を、連結部を介して支持するフレーム部と、を備え、前記連結部は、切り欠きが形成された弱化部を有し、前記連結部として、第１弱化部を有する第１連結部と、前記第１弱化部よりも剛性が低い第２弱化部を有する第２連結部と、を備える。

【0007】

本態様に係る水晶ウエハによれば、第１連結部に加えて、第２連結部を備えるため、第１連結部のみの連結の場合よりも、水晶ウエハからの圧電振動片の脱落を抑制できる。また、第２連結部の第２弱化部は、第１連結部の第１弱化部よりも剛性が低いため、第２連結部を追加したとしても、水晶ウエハからの圧電振動片の折り取り作業への影響は小さい。

【0008】

（２）（１）の態様の水晶ウエハにおいて、前記第２弱化部は、前記第１弱化部よりも断面積が小さくてもよい。

【0009】

この場合には、第１弱化部よりも第２弱化部の断面積が小さいため、第２連結部を破断し易くなる。

【0010】

（３）（１）または（２）の態様の水晶ウエハにおいて、前記第２弱化部は、前記第１弱化部よりも幅が狭くてもよい。

【0011】

この場合には、第１弱化部よりも第２弱化部の幅が小さいため、第２連結部を破断し易くなる。

【0012】

（４）（１）から（３）のいずれかの態様の水晶ウエハにおいて、前記圧電振動片に形成された励振電極と、前記励振電極から、前記連結部を通って前記フレーム部まで延伸する延伸電極と、を備え、前記延伸電極として、前記第１連結部を通る第１延伸電極と、前記第２連結部を通る第２延伸電極と、を備えてもよい。

【0013】

この場合には、水晶ウエハから圧電振動片に電極を引き回しする際に、第１連結部及び第２連結部の２通りのルートで電極を引き回しできるため、水晶ウエハから圧電振動片への電極引き回し構造の自由度が高くなる。

【0014】

（５）（１）から（４）のいずれかの態様の水晶ウエハにおいて、前記圧電振動片は、前記連結部と連結された基部と、前記基部から延伸する一対の振動腕部と、を備え、前記第１連結部は、前記一対の振動腕部の中間位置を通る前記基部の中心線上で、前記基部と連結され、前記第２連結部は、前記基部の中心線から離間した位置で、前記基部と連結されていてもよい。

【0015】

この場合には、剛性の高い第１連結部で、圧電振動片の基部の中心線上を支持できるため、水晶ウエハからの圧電振動片の脱落を抑制できる。また、剛性の低い第２連結部を、基部の中心位置から離れた位置に設け、圧電振動片を補助的に支持することができる。

【0016】

（６）（５）の態様の水晶ウエハにおいて、前記第２連結部は、前記第１連結部の両側に一対で設けられ、前記基部の中心線から等距離で前記基部と連結されていてもよい。

【0017】

この場合には、第２連結部を第１連結部の両側に設け、基部の中心線から等距離で基部を支持するため、圧電振動片の支持安定性を高めることができる。

【0018】

（７）（５）の態様の水晶ウエハにおいて、前記第２連結部は、前記第１連結部の両側に一対で設けられ、前記基部の中心線から互いに異なる距離で前記基部と連結されていてもよい。

【0019】

この場合には、水晶ウエハのエッチング残りを加味し、一対の第２連結部の位置を基部の中心線からずらすことで、エッチング残りの影響を小さくし圧電振動片の折り取り時にかかる応力を最適化できる。

【0020】

（８）（１）から（７）のいずれかの態様の水晶ウエハにおいて、前記第１連結部及び前記第２連結部の少なくとも一方は、前記圧電振動片側よりも前記フレーム部側の方が、幅が広くてもよい。

【0021】

この場合には、連結部がフレーム部側で折れ難くなり、圧電振動片の折り取り時に、連結部が圧電振動片側に残ること抑制することができる。

【0022】

（９）本開示の一態様に係る圧電振動片は、基部と、前記基部から延伸する一対の振動腕部と、を備え、前記基部には、第１折り取り痕と、前記第１折り取り痕よりも小さい第２折り取り痕と、が形成されている。

【0023】

本態様に係る圧電振動片によれば、歩留まりの高い品質のよい圧電振動片が得られる。

【0024】

（１０）本開示の一態様に係る圧電振動子は、（９）の態様の圧電振動片と、前記圧電振動片を封止したパッケージと、を備える。

【0025】

本態様に係る圧電振動子によれば、歩留まりの高い品質のよい圧電振動子が得られる。

【発明の効果】

【0026】

上記本開示の一態様によれば、水晶ウエハからの振動子の折り取りの容易性を確保しつつ、水晶ウエハからの振動子の脱落を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】第１実施形態に係る圧電振動子の分解斜視図である。

【図2】第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を示すフローチャートである。

【図3】第１実施形態に係る水晶ウエハの平面図である。

【図4】第１実施形態に係る水晶ウエハの平面図である。

【図5】第２実施形態に係る水晶ウエハの平面図である。

【図6】第３実施形態に係る水晶ウエハの平面図である。

【図7】第４実施形態に係る水晶ウエハの平面図である。

【図8】第５実施形態に係る水晶ウエハの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

［第１実施形態］
以下、本開示に係る第１実施形態について図面を参照して説明する。

【0029】

（圧電振動子）
図１は、第１実施形態に係る圧電振動子１の分解斜視図である。
図１に示す圧電振動子１は、内部に気密封止されたキャビティ４を有するパッケージ２と、キャビティ４内に収容された音叉型の圧電振動片３と、を備えたセラミックパッケージタイプの表面実装型振動子とされている。

【0030】

なお、圧電振動子１は、概略直方体状に形成されており、本実施形態では平面視において圧電振動子１の長手方向を長さ方向Ｌといい、短手方向を幅方向Ｗといい、これら長さ方向Ｌ及び幅方向Ｗに対して直交する方向を厚み方向Ｔという。

【0031】

パッケージ２は、パッケージ本体１０と、このパッケージ本体１０に対して接合されると共に、パッケージ本体１０との間にキャビティ４を形成する封口板１１と、を備えている。

【0032】

パッケージ本体１０は、互いに重ね合わされた状態で接合された第１ベース基板１２及び第２ベース基板１３と、第２ベース基板１３上に接合されたシールリング１４と、を備えている。
第１ベース基板１２は、平面視略長方形状に形成されたセラミックス製の基板とされている。第２ベース基板１３は、第１ベース基板１２と同じ外形形状である平面視略長方形状に形成されたセラミックス製の基板とされており、第１ベース基板１２上に重ねられた状態で焼結等の方法によって一体的に接合されている。

【0033】

第１ベース基板１２及び第２ベース基板１３の四隅には、平面視１／４円弧状の切欠部１５が、厚み方向Ｔの全体に亘って形成されている。これら第１ベース基板１２及び第２ベース基板１３は、例えばウエハ状のセラミック基板を２枚重ねて接合した後、両セラミック基板を貫通する複数のスルーホールを行列状に形成し、その後、各スルーホールを基準としながら両セラミック基板を格子状に切断することで作製される。その際、スルーホールが４分割されることで、切欠部１５となる。
また、第２ベース基板１３の上面は、圧電振動片３がマウントされる実装面１３ａとされている。

【0034】

なお、第１ベース基板１２及び第２ベース基板１３はセラミックス製としたが、その具体的なセラミックス材料としては、例えばアルミナ製のＨＴＣＣ（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ－Ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）や、ガラスセラミックス製のＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ－Ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）等が挙げられる。

【0035】

シールリング１４は、第１ベース基板１２及び第２ベース基板１３の外形よりも一回り小さい導電性の枠状部材であり、第２ベース基板１３の実装面１３ａに接合されている。具体的には、シールリング１４は、銀ロウ等のロウ材や半田材等による焼付けによって実装面１３ａ上に接合、或いは、実装面１３ａ上に形成（例えば、電解メッキや無電解メッキの他、蒸着やスパッタ等により）された金属接合層に対する溶着等によって接合されている。

【0036】

なお、シールリング１４の材料としては、例えばニッケル基合金等が挙げられ、具体的にはコバール、エリンバー、インバー、４２－アロイ等から選択すれば良い。特に、シールリング１４の材料としては、セラミック製とされている第１ベース基板１２及び第２ベース基板１３に対して熱膨張係数が近いものを選択することが好ましい。例えば、第１ベース基板１２及び第２ベース基板１３として、熱膨張係数６．８×１０－６／℃のアルミナを用いる場合には、シールリング１４としては、熱膨張係数５．２×１０－６／℃のコバールや、熱膨張係数４．５～６．５×１０－６／℃の４２－アロイを用いることが好ましい。

【0037】

封口板１１は、シールリング１４上に重ねられた導電性基板であり、シールリング１４に対する接合によってパッケージ本体１０に対して気密に接合されている。そして、この封口板１１とシールリング１４と第２ベース基板１３の実装面１３ａとで画成された空間が、気密に封止されたキャビティ４として機能する。

【0038】

なお、封口板１１の溶接方法としては、例えばローラ電極を接触させることによるシーム溶接や、レーザー溶接、超音波溶接等が挙げられる。また、封口板１１とシールリング１４との溶接をより確実なものとするため、互いになじみの良いニッケルや金等の接合層を、少なくとも封口板１１の下面と、シールリング１４の上面とにそれぞれ形成することが好ましい。

【0039】

第２ベース基板１３の実装面１３ａには、圧電振動片３との接続電極である一対の電極パッド１６ａ，１６ｂが幅方向Ｗに間隔をあけて形成されている。第１ベース基板１２の下面には、一対の外部電極１７ａ，１７ｂが長さ方向Ｌに間隔をあけて形成されている。これら電極パッド１６ａ，１６ｂ及び外部電極１７ａ，１７ｂは、例えば蒸着やスパッタ等で形成された単一金属による単層膜、又は異なる金属が積層された積層膜であり、互いにそれぞれ導通している。

【0040】

すなわち、第１ベース基板１２及び第２ベース基板１３には、一方の電極パッド１６ａと一方の外部電極１７ａとを導通させる図示しない導通電極が形成されている。また、第１ベース基板１２及び第２ベース基板１３には、他方の電極パッド１６ｂと他方の外部電極１７ｂとを導通させる図示しない導通電極が形成されている。これら導通電極は、第１ベース基板１２及び第２ベース基板１３において厚み方向Ｔに延在し、第１ベース基板１２及び第２ベース基板１３の間において平面方向（長さ方向Ｌ、幅方向Ｗを含む方向）に延在している。

【0041】

第２ベース基板１３の実装面１３ａには、圧電振動片３に対向する部分に、落下等による衝撃の影響によって一対の振動腕部２１，２２等が厚さ方向Ｔに変位（撓み変形）した際に、圧電振動片３との接触を回避する凹部１９が形成されている。この凹部１９は、第２ベース基板１３を貫通する貫通孔とされているとともに、シールリング１４の内側において四隅が丸み帯びた平面視正方形状に形成されている。一対の電極パッド１６ａ，１６ｂは、凹部１９の幅方向Ｗの両側面から幅方向Ｗの内側に突出した一対の突部１３ｂ上に形成されている。

【0042】

そして、圧電振動片３は、図示しない金属バンプや導電性接着剤等を介して、基部２０に形成された一対の支持腕部２３，２４の一対のマウント電極が、一対の電極パッド１６ａ，１６ｂに接触するようにマウントされる。これにより、圧電振動片３は、第２ベース基板１３の実装面１３ａ上から浮いた状態で支持されると共に、一対の電極パッド１６ａ，１６ｂにそれぞれ電気的に接続された状態とされている。

【0043】

（圧電振動片）
圧電振動片３は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動する。
圧電振動片３は、基部２０と、一対の振動腕部２１，２２と、を備えている。

【0044】

一対の振動腕部２１，２２は、基部２０から長さ方向Ｌに沿って互いに平行に延在している。一対の振動腕部２１，２２は、延在方向における先端側が、基端側（基部２０側）を固定端として振動する自由端とされている。一対の振動腕部２１，２２は、先端側の幅寸法が基端側に比べて拡大されたハンマーヘッドタイプである。

【0045】

一対の振動腕部２１，２２をハンマーヘッドタイプにした場合は、振動腕部２１，２２の先端側の重量および振動時の慣性モーメントを増大させることができ、それにより、振動腕部２１，２２を振動し易くすることができる。従って、振動腕部２１，２２の長さを短くすることができ、小型化が図れるメリットがある。

【0046】

一対の振動腕部２１，２２は、厚さ方向Ｔの両表面に、一対の振動腕部２１，２２の長さ方向Ｌ（延在方向）に沿ってそれぞれ形成された溝部２５を備えている。溝部２５は、例えば、一対の振動腕部２１，２２の基端側から先端側に至る間に形成されている。
また、一対の振動腕部２１，２２には、これら振動腕部２１，２２を幅方向Ｗに振動させる、互いに絶縁された２系統の励振電極が設けられている。

【0047】

基部２０は、一対の振動腕部２１，２２の基端同士を一体に接続している。また、基部２０には、一対の支持腕部２３，２４が形成されている。一対の支持腕部２３，２４は、平面視でＬ字状であり、一対の振動腕部２１，２２を幅方向Ｗの外側から取り囲んでいる。具体的に、一対の支持腕部２３，２４は、幅方向Ｗの外側に向けて突設された後、長さ方向Ｌに沿って一対の振動腕部２１，２２と平行に延在している。

【0048】

このように構成された圧電振動子１を作動させる場合には、一対の外部電極１７ａ，１７ｂに対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、一対の電極パッド１６ａ，１６ｂを介して、圧電振動片３の一対の振動腕部２１，２２の励振電極に電流を流すことができる。そして、これら励振電極の相互作用により一対の振動腕部２１，２２が互いに接近、離間する方向（幅方向Ｗ）に所定の共振周波数で振動する。この一対の振動腕部２１，２２の振動は、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として用いることができる。

【0049】

なお、本実施形態においては、圧電振動片３を用いた圧電振動子１として、セラミックパッケージタイプの表面実装型振動子について説明したが、圧電振動片３を、ガラス材によって形成されるベース基板およびリッド基板が陽極接合によって接合されるガラスパッケージタイプの圧電振動子１に適用することも可能である。

【0050】

また、本実施形態においては、圧電振動片３として、一対の振動腕部２１，２２に溝部２５が形成されているものを用いたが、溝部２５が形成されていない圧電振動片を用いてもよい。

【0051】

（圧電振動片の製造方法）
図２は、第１実施形態に係る圧電振動片３の製造方法を示すフローチャートである。
図２に示すように、圧電振動片３は、外形形成工程（ステップＳ１０）、電極形成工程（ステップＳ２０）、重り金属膜形成工程（ステップＳ３０）、周波数調整工程（ステップＳ４０）、及び個片化工程（ステップＳ５０）を経て製造される。

【0052】

外形形成工程は、水晶ウエハから圧電振動片３の外形を削り出す工程である。外形形成工程は、圧電振動片３に溝部２５が無い場合は、メタルスパッタにより水晶ウエハの表面に保護膜を形成し、保護膜の上にフォトリソグラフィーにより圧電振動片３の外形形状に対応するフォトレジスト膜をパターニングする。そして、このフォトレジスト膜をマスクとしてメタルエッチングを行い、マスクされていない保護膜を選択的に除去する。その後、保護膜が除去された部分をエッチングすることにより、水晶ウエハから圧電振動片３の外形を削り出すことができる。

【0053】

圧電振動片３に溝部２５が有る場合は、上述した外形形成時と同様に、パターニングされたエッチング保護膜上にフォトレジスト膜を成膜する。そして、フォトリソグラフィー技術によって、溝部２５の領域を空けるようにフォトレジスト膜をパターニングする。そして、パターニングされたフォトレジスト膜をマスクとしてエッチングを行い、エッチング保護膜を選択的に除去する。その後、フォトレジスト膜を除去することで、既にパターニングされたエッチング保護膜を、溝部２５の領域を空けた状態でさらにパターニングすることができる。次いで、この再度パターニングされたエッチング保護膜をマスクとして、水晶ウエハをエッチングした後、マスクとしていたエッチング保護膜を除去する。これにより、一対の振動腕部２１，２２の両主面上に溝部２５をそれぞれ形成することができる。

【0054】

電極形成工程は、外形形成工程の後、圧電振動片３に電極を形成する工程である。電極形成工程では、メタルスパッタにより圧電振動片３の表面に電極膜を形成し、電極膜の上にフォトリソグラフィーにより所定の電極形状に対応するフォトレジスト膜をパターニングする。そして、このフォトレジスト膜をマスクとしてメタルエッチングを行い、マスクされていない電極膜を選択的に除去する。これにより、圧電振動片３に電極を形成することができる。

【0055】

重り金属膜形成工程は、電極形成工程後、圧電振動片３の一対の振動腕部２１，２２に周波数調整用の重りとなる金属膜を蒸着する工程である。なお、重り金属膜形成工程は、電極形成工程において同時に行ってもよい。

【0056】

周波数調整工程は、重り金属膜形成工程の後、圧電振動片３の周波数を調整する工程である。周波数調整工程では、圧電振動片３に駆動電圧を印加するため、測定器のプローブを押し当て、一対の振動腕部２１，２２を振動させる。そして、このとき測定された周波数と、予め設定された目標周波数との差に応じて、一対の振動腕部２１，２２に蒸着された重りをレーザートリミング等で部分的に除去する。これにより、圧電振動片３の周波数の目標周波数に調整することができる。

【0057】

個片化工程は、水晶ウエハから圧電振動片３を折り取って、圧電振動片３を個片化する工程である。個片化された圧電振動片３には、図１に示すように、その基部２０に、第１折り取り痕２６Ａ及び第２折り取り痕２６Ｂが形成される。

【0058】

第１折り取り痕２６Ａ及び第２折り取り痕２６Ｂは、水晶の自然結晶面とは異なる構造の面（非結晶面）により形成された切断面を有し、例えば波状の凹凸を有する不均一な面となっている。第１折り取り痕２６Ａは、圧電振動片３の幅方向Ｗの中心位置に形成されている。また、第２折り取り痕２６Ｂは、圧電振動片３の幅方向Ｗの中心位置から離間した位置に形成されている。第２折り取り痕２６Ｂは、第１折り取り痕２６Ａよりも小さい折り取り痕である。
以上により、圧電振動片３を製造することができる。

【0059】

（水晶ウエハ）
図３は、第１実施形態に係る水晶ウエハ１００の平面図である。なお、図３は、上記外形形成工程後の水晶ウエハ１００を示している。
図３に示すように、水晶ウエハ１００は、圧電振動片３と、この圧電振動片３を、連結部６０を介して支持するフレーム部５０と、を備えている。フレーム部５０には、連結部６０の他、製造過程に起因する複数の凸部５１，５２が形成されている。なお、複数の凸部５１，５２は、無くても構わない。

【0060】

連結部６０は、第１連結部６０Ａと、第２連結部６０Ｂと、を備えている。第１連結部６０Ａ及び第２連結部６０Ｂは、それぞれフレーム部５０から長さ方向Ｌに延在して、圧電振動片３の基部２０に連結されている。第１連結部６０Ａは、切り欠きが形成された第１弱化部６１Ａを有する。第２連結部６０Ｂは、切り欠きが形成され、第１弱化部６１Ａよりも剛性が低い第２弱化部６１Ｂを有する。

【0061】

第１弱化部６１Ａ及び第２弱化部６１Ｂに形成された切り欠きは、例えば、外形形成工程のエッチングによって形成されている。第１連結部６０Ａ及び第２連結部６０Ｂは、第１弱化部６１Ａ及び第２弱化部６１Ｂを起点として折り取ることができる。つまり、第１弱化部６１Ａの折り取り痕が、図１に示す第１折り取り痕２６Ａであり、第２弱化部６１Ｂの折り取り痕が、図１に示す第２折り取り痕２６Ｂとなる。

【0062】

図３に示すように、第１連結部６０Ａは、一対の振動腕部２１，２２の中間位置を通る基部２０の中心線Ｃ上で、基部２０と連結されている。第１連結部６０Ａは、圧電振動片３側よりもフレーム部５０側の方が、幅が広い。具体的に、第１連結部６０Ａは、フレーム部５０側において第１幅Ｗ１を有し、圧電振動片３側において第１幅Ｗ１よりも小さい第２幅Ｗ２を有する。さらに、第１連結部６０Ａは、圧電振動片３側の端部に位置する第１弱化部６１Ａにおいて、第２幅Ｗ２よりも小さい第３幅Ｗ３を有している。

【0063】

第１連結部６０Ａは、フレーム部５０側から圧電振動片３側の第１弱化部６１Ａに至るまでの間、幅方向Ｗの寸法が第１幅Ｗ１から第２幅Ｗ２に徐々に小さくなっている。より詳しくは、第１連結部６０Ａの幅が減少する傾きは、フレーム部５０側から圧電振動片３側に向かうに従って漸次小さくなっている。その結果、第１連結部６０Ａの幅方向Ｗの両側面は、曲面となっている。第１弱化部６１Ａにおいては、第１連結部６０Ａが局所的に括れて（切り欠かれて）おり、第１連結部６０Ａの最小幅となっている。

【0064】

第２連結部６０Ｂは、基部２０の中心線Ｃから離間した位置で、基部２０と連結されている。本実施形態では、基部２０に形成された一対の支持腕部２３，２４のうち、一方の支持腕部２４の幅方向Ｗに直線状に延びる部分に、第２連結部６０Ｂが連結されている。

【0065】

第２連結部６０Ｂは、フレーム部５０側から圧電振動片３側に至るまでの間、幅方向Ｗの寸法が第４幅Ｗ４で一定である。そして、第２連結部６０Ｂは、圧電振動片３側の端部に位置する第２弱化部６１Ｂにおいて、第４幅Ｗ４よりも小さい第５幅Ｗ５を有している。つまり、第２連結部６０Ｂにおいては、フレーム部５０側から圧電振動片３側の第２弱化部６１Ｂに至るまで一定幅であり、第２弱化部６１Ｂにおいて局所的に括れて（切り欠かれて）、その部分が最小幅となっている。

【0066】

第２連結部６０Ｂの第４幅Ｗ４は、第１連結部６０Ａの第２幅Ｗ２より小さく、第１弱化部６１Ａの第３幅Ｗ３より大きい。また、第２弱化部６１Ｂの第５幅Ｗ５は、第１弱化部６１Ａの第３幅Ｗ３より小さい。なお、本実施形態では、圧電振動片３、フレーム部５０、及び連結部６０を含む水晶ウエハ１００の厚みは、一定である。つまり、第２弱化部６１Ｂは、第１弱化部６１Ａよりも幅が小さく、また第１弱化部６１Ａよりも断面積が小さくなっている。

【0067】

このため、第２弱化部６１Ｂは、第１弱化部６１Ａよりも剛性が低く、折り取り易くなっている。つまり、「剛性」とは、曲げ剛性を示すものである。なお、第２弱化部６１Ｂは、第１弱化部６１Ａよりも本質的に剛性が低ければよく、例えば、第１弱化部６１Ａの幅以上であっても、例えば、第１弱化部６１Ａよりも厚みが薄くなっていればよい。また、第２弱化部６１Ｂは、第１弱化部６１Ａの断面積以上であっても、例えば、レーザー照射や薬液等によりマイクロポア（細孔）を形成し、第１弱化部６１Ａよりも剛性が低くなっていればよい。

【0068】

図４は、第１実施形態に係る水晶ウエハ１００の平面図である。なお、図４は、上記電極形成工程後の水晶ウエハ１００を示している。
図４に示すように、圧電振動片３には、２系統の電極３０，４０が形成されている。一対の振動腕部２１，２２は、基部２０から長さ方向Ｌに延伸するアーム部２１ａ，２２ａと、アーム部２１ａ，２２ａの先端に連設されたヘッド部２１ｂ，２２ｂと、を備えている。

【0069】

アーム部２１ａ，２２ａの外表面上には、励振電極３１，４１が形成されている。励振電極３１，４１は、所定の駆動電圧が印加されたときに、一対の振動腕部２１，２２を幅方向Ｗに振動させる。励振電極３１，４１は、互いに電気的に絶縁された状態でパターニングされている。

【0070】

ヘッド部２１ｂ，２２ｂの外表面上には、重り金属膜３２，４２が形成されている。重り金属膜３２，４２は、一対の振動腕部２１，２２の先端における質量を増加させ、一対の振動腕部２１，２２を短縮したときに、共振周波数の上昇を抑制するために設けられている。本実施形態では、重り金属膜３２は、励振電極３１と一体で形成され、重り金属膜４２は、励振電極４１と一体に形成されている。

【0071】

一対の支持腕部２３，２４の外表面上には、圧電振動片３をパッケージ２に実装する際のマウント部として、マウント電極３３，４３それぞれ設けられている。具体的に、マウント電極３３は、一対の支持腕部２３，２４のうち一方の支持腕部２４に形成されている。マウント電極４３は、一対の支持腕部２３，２４のうち他方の支持腕部２３に形成されている。

【0072】

励振電極３１，４１と、マウント電極３３，４３は、引き回し電極３４，４４によりそれぞれ導通されている。引き回し電極３４は、支持腕部２４から基部２０を経由して振動腕部２２に至る経路に形成されている。引き回し電極４４は、支持腕部２３から、基部２０を経由して振動腕部２１に至る経路に形成されている。
なお、励振電極３１，４１、マウント電極３３，４３、及び、引き回し電極３４，４４は、例えば厚さ方向Ｔから見た平面視形状が一致するように圧電振動片３の両主面上に形成されている。

【0073】

基部２０の主面上には、連結部６０を通ってフレーム部５０まで延伸する延伸電極３５，４５が形成されている。延伸電極３５は、引き回し電極３４から第２連結部６０Ｂを通ってフレーム部５０まで延伸している。また、延伸電極４５は、引き回し電極４４から第１連結部６０Ａを通ってフレーム部５０まで延伸している。これにより、フレーム部５０から圧電振動片３に電極を引き回しする際に、第１連結部６０Ａ及び第２連結部６０Ｂの２通りのルートで電極を引き回しできる。仮に、連結部６０が１本のみの場合は、例えば、連結部６０の一方の主面に電極３０を形成し、連結部６０の他方の主面に電極４０を形成して電極を引き回す必要がある。

【0074】

上記周波数調整工程では、フレーム部５０上の電極３０，４０に測定器のプローブを押し当て、延伸電極３５，４５を介して励振電極３１，４１間に所定の駆動電圧を印加し、一対の振動腕部２１，２２を振動させる。これにより、圧電振動片３の周波数を測定することができる。そして、周波数調整工程の後、個片化工程にて水晶ウエハ１００から圧電振動片３を折り取る。具体的には、圧電振動片３をフレーム部５０に対して折り曲げるようにして、第１連結部６０Ａ及び第２連結部６０Ｂを切断する。これにより、図１に示すように、第１連結部６０Ａに対応する部分には、第１折り取り痕２６Ａが形成され、第２連結部６０Ｂに対応する部分には、第２折り取り痕２６Ｂが形成される。

【0075】

以上説明したように、本実施形態の水晶ウエハ１００は、図３に示すように、圧電振動片３と、圧電振動片３を、連結部６０を介して支持するフレーム部５０と、を備え、連結部６０は、切り欠きが形成された弱化部を有し、連結部６０として、第１弱化部６１Ａを有する第１連結部６０Ａと、第１弱化部６１Ａよりも剛性が低い第２弱化部６１Ｂを有する第２連結部６０Ｂと、を備える。

【0076】

本実施形態の水晶ウエハ１００によれば、第１連結部６０Ａに加えて、第２連結部６０Ｂを備えるため、第１連結部６０Ａのみの連結の場合よりも、水晶ウエハ１００からの圧電振動片３の脱落を抑制できる。また、第２連結部６０Ｂの第２弱化部６１Ｂは、第１連結部６０Ａの第１弱化部６１Ａよりも剛性が低いため、第２連結部６０Ｂを追加したとしても、水晶ウエハ１００からの圧電振動片３の折り取り作業への影響は小さい。

【0077】

また、本実施形態の水晶ウエハ１００において、第２弱化部６１Ｂは、第１弱化部６１Ａよりも断面積が小さい。この構成によれば、第１弱化部６１Ａよりも第２弱化部６１Ｂの断面積が小さいため、第２連結部６０Ｂを破断し易くなる。

【0078】

また、本実施形態の水晶ウエハ１００において、第２弱化部６１Ｂは、第１弱化部６１Ａよりも幅が狭い。この構成によれば、第１弱化部６１Ａよりも第２弱化部６１Ｂの幅が小さいため、第２連結部６０Ｂを破断し易くなる。

【0079】

また、本実施形態の水晶ウエハ１００において、図４に示すように、圧電振動片３に形成された励振電極３１，４１と、励振電極３１，４１から、連結部６０を通ってフレーム部５０まで延伸する延伸電極３５，４５と、を備え、当該延伸電極として、第１連結部６０Ａを通る延伸電極４５（第１延伸電極）と、第２連結部６０Ｂを通る延伸電極３５（第２延伸電極）と、を備える。この構成によれば、水晶ウエハ１００から圧電振動片３に電極３０，４０を引き回しする際に、第１連結部６０Ａ及び第２連結部６０Ｂの２通りのルートで電極３０，４０を引き回しできるため、水晶ウエハ１００から圧電振動片３への電極引き回し構造の自由度が高くなる。

【0080】

また、本実施形態の水晶ウエハ１００において、図３に示すように、圧電振動片３は、連結部６０と連結された基部２０と、基部２０から延伸する一対の振動腕部２１，２２と、を備え、第１連結部６０Ａは、一対の振動腕部２１，２２の中間位置を通る基部２０の中心線Ｃ上で、基部２０と連結され、第２連結部６０Ｂは、基部２０の中心線Ｃから離間した位置で、基部２０と連結されている。この構成によれば、剛性の高い第１連結部６０Ａで、圧電振動片３の基部２０の中心線Ｃ上を支持できるため、水晶ウエハ１００からの圧電振動片３の脱落を抑制できる。また、剛性の低い第２連結部６０Ｂを、基部２０の中心位置から離れた位置に設け、圧電振動片３を補助的に支持することができる。

【0081】

また、本実施形態の水晶ウエハ１００において、第１連結部６０Ａ及び第２連結部６０Ｂの少なくとも一方（本実施形態では第１連結部６０Ａ）は、圧電振動片３側よりもフレーム部５０側の方が、幅が広い。この構成によれば、連結部６０がフレーム部５０側で折れ難くなり、圧電振動片３の折り取り時に、連結部６０が圧電振動片３側に残ること抑制することができる。

【0082】

また、本実施形態の圧電振動片３は、図１に示すように、基部２０と、基部２０から延伸する一対の振動腕部２１，２２と、を備え、基部２０には、第１折り取り痕２６Ａと、第１折り取り痕２６Ａよりも小さい第２折り取り痕２６Ｂと、が形成されている。本態様に係る圧電振動片３によれば、歩留まりの高い品質のよい圧電振動片３が得られる。

【0083】

また、本実施形態の圧電振動子１は、圧電振動片３と、圧電振動片３を封止したパッケージ２と、を備える。本態様に係る圧電振動子１によれば、歩留まりの高い品質のよい圧電振動子が得られる。

【0084】

このように、本実施形態によれば、水晶ウエハ１００からの振動子の折り取りの容易性を確保しつつ、水晶ウエハ１００からの振動子の脱落を抑制し、歩留まりの高い品質のよい圧電振動片３、圧電振動子１を製造することができる。

【0085】

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0086】

図５は、第２実施形態に係る水晶ウエハ１００の平面図である。
図５に示すように、第２実施形態に係る水晶ウエハ１００は、第１連結部６０Ａの両側に一対の第２連結部６０Ｂを備えている点で、上記実施形態と異なる。

【0087】

一対の第２連結部６０Ｂは、基部２０の中心線Ｃから離間した位置で、それぞれ基部２０と連結されている。第２本実施形態では、支持腕部２３の幅方向Ｗに直線状に延びる部分と、支持腕部２３の幅方向Ｗに直線状に延びる部分のそれぞれに第２連結部６０Ｂが連結されている。基部２０の中心線Ｃから支持腕部２３側の第２連結部６０Ｂまで距離Ｄ１は、基部２０の中心線Ｃから支持腕部２４側の第２連結部６０Ｂまで距離Ｄ１と同じである。

【0088】

このように、第２実施形態の水晶ウエハ１００において、第２連結部６０Ｂは、第１連結部６０Ａの両側に一対で設けられ、基部２０の中心線Ｃから等距離で基部２０と連結されている。この構成によれば、第２連結部６０Ｂを第１連結部６０Ａの両側に設け、基部２０の中心線Ｃから等距離で基部２０を支持するため、圧電振動片３の支持安定性を高めることができる。

【0089】

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0090】

図６は、第３実施形態に係る水晶ウエハ１００の平面図である。
図６に示すように、第３実施形態に係る水晶ウエハ１００は、一対の第２連結部６０Ｂの位置を、基部２０の中心線Ｃからずらしている点で、上記実施形態と異なる。

【0091】

一対の第２連結部６０Ｂは、基部２０の中心線Ｃから離間した位置で、それぞれ基部２０と連結されている。第２本実施形態では、支持腕部２３の幅方向Ｗに直線状に延びる部分と、支持腕部２３の幅方向Ｗに直線状に延びる部分のそれぞれに第２連結部６０Ｂが連結されている。基部２０の中心線Ｃから支持腕部２３側の第２連結部６０Ｂまで距離Ｄ２は、基部２０の中心線Ｃから支持腕部２４側の第２連結部６０Ｂまで距離Ｄ１より小さい。

【0092】

このように、第３実施形態の水晶ウエハ１００において、第２連結部６０Ｂは、第１連結部６０Ａの両側に一対で設けられ、基部２０の中心線Ｃから互いに異なる距離で基部２０と連結されている。この構成によれば、水晶ウエハ１００のエッチング残りを加味し、一対の第２連結部６０Ｂの位置を基部２０の中心線Ｃからずらすことで、エッチング残りの影響を小さくし圧電振動片３の折り取り時にかかる応力を最適化できる。

【0093】

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0094】

図７は、第４実施形態に係る水晶ウエハ１００の平面図である。
図７に示すように、第４実施形態に係る水晶ウエハ１００は、第１連結部６０Ａと同様に、第２連結部６０Ｂの幅も、圧電振動片３側よりフレーム部５０側の方が広くなっている点で、上記実施形態と異なる。

【0095】

具体的に、第２連結部６０Ｂは、フレーム部５０側において第６幅Ｗ６を有し、圧電振動片３側において第６幅Ｗ６よりも小さい第７幅Ｗ７を有する。さらに、第２連結部６０Ｂは、圧電振動片３側の端部に位置する第２弱化部６１Ｂにおいて、第７幅Ｗ７よりも小さい第５幅Ｗ５を有している。

【0096】

第２連結部６０Ｂは、フレーム部５０側から圧電振動片３側の第２弱化部６１Ｂに至るまでの間、幅方向Ｗの寸法が第６幅Ｗ６から第７幅Ｗ７に徐々に小さくなっている。より詳しくは、第２連結部６０Ｂの幅が減少する傾きは、フレーム部５０側から圧電振動片３側に向かうに従って漸次小さくなっている。その結果、第２連結部６０Ｂの幅方向Ｗの両側面は、曲面となっている。第２弱化部６１Ｂにおいては、第２連結部６０Ｂが局所的に括れて（切り欠かれて）おり、第２連結部６０Ｂの最小幅となっている。

【0097】

このように、第４実施形態の水晶ウエハ１００において、第１連結部６０Ａ及び第２連結部６０Ｂの少なくとも一方（第１連結部６０Ａ及び第２連結部６０Ｂの両方）は、圧電振動片３側よりもフレーム部５０側の方が、幅が広い。この構成によれば、連結部６０がフレーム部５０側で折れ難くなり、圧電振動片３の折り取り時に、連結部６０が圧電振動片３側に残ること抑制することができる。

【0098】

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0099】

図８は、第５実施形態に係る水晶ウエハ１００の平面図である。
図８に示すように、第５実施形態に係る水晶ウエハ１００は、第２連結部６０Ｂの幅が段階的に、圧電振動片３側よりフレーム部５０側の方が広くなっている点で、上記実施形態と異なる。

【0100】

具体的に、第２連結部６０Ｂは、フレーム部５０側において第８幅Ｗ８を有し、圧電振動片３側において第８幅Ｗ８よりも小さい第９幅Ｗ９を有する。さらに、第２連結部６０Ｂは、圧電振動片３側の端部に位置する第２弱化部６１Ｂにおいて、第９幅Ｗ９よりも小さい第５幅Ｗ５を有している。

【0101】

第２連結部６０Ｂは、フレーム部５０側から第２連結部６０Ｂの長さ方向Ｌの中間位置に至るまでの間、幅方向Ｗの寸法が第８幅Ｗ８で一定である。そして、第２連結部６０Ｂは、第２連結部６０Ｂの長さ方向Ｌの中間位置から圧電振動片３側に至るまでの間、幅方向Ｗの寸法が第９幅Ｗ９で一定である。つまり、第２連結部６０Ｂの長さ方向Ｌの中間位置には、段差部６２Ｂが形成されている。第２連結部６０Ｂにおいては、フレーム部５０側から圧電振動片３側に至るまでの間に段階的に幅が小さくなり、第２弱化部６１Ｂにおいて局所的に括れて（切り欠かれて）、その部分が最小幅となっている。

【0102】

このように、第５実施形態の水晶ウエハ１００において、第２連結部６０Ｂは、圧電振動片３側よりもフレーム部５０側の方が、幅が広くなっている。この構成によれば、第２連結部６０Ｂがフレーム部５０側で折れ難くなり、圧電振動片３の折り取り時に、第２連結部６０Ｂが圧電振動片３側に残ることを抑制することができる。

【0103】

以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらの開示は本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。

【0104】

例えば、上記実施形態では、上記実施形態では、圧電振動片３として、基部２０から延設された一対の支持腕部２３，２４（サイドアーム）を備えた、いわゆるサイドアームタイプを例示したが、サイドアームが無いものであっても構わない。この場合、基部２０をマウント部として、パッケージ２内に圧電振動片３を実装してもよい。

【符号の説明】

【0105】

１…圧電振動子、２…パッケージ、３…圧電振動片、４…キャビティ、１０…パッケージ本体、１１…封口板、１２…第１ベース基板、１３…第２ベース基板、１３ａ…実装面、１３ｂ…突部、１４…シールリング、１５…切欠部、１６ａ…電極パッド、１６ｂ…電極パッド、１７ａ…外部電極、１７ｂ…外部電極、１９…凹部、２０…基部、２１…振動腕部、２１ａ…アーム部、２１ｂ…ヘッド部、２２…振動腕部、２２ａ…アーム部、２２ｂ…ヘッド部、２３…支持腕部、２４…支持腕部、２５…溝部、２６Ａ…第１折り取り痕、２６Ｂ…第２折り取り痕、３０…電極、３１…励振電極、３２…重り金属膜、３３…マウント電極、３４…引き回し電極、３５…延伸電極（第２延伸電極）、４０…電極、４１…励振電極、４２…重り金属膜、４３…マウント電極、４４…引き回し電極、４５…延伸電極（第１延伸電極）、５０…フレーム部、５１…凸部、５２…凸部、６０…連結部、６０Ａ…第１連結部、６０Ｂ…第２連結部、６１Ａ…第１弱化部、６１Ｂ…第２弱化部、６２Ｂ…段差部、１００…水晶ウエハ、Ｃ…中心線、Ｄ１…距離、Ｄ２…距離、Ｗ１…第１幅、Ｗ２…第２幅、Ｗ３…第３幅、Ｗ４…第４幅、Ｗ５…第５幅、Ｗ６…第６幅、Ｗ７…第７幅、Ｗ８…第８幅、Ｗ９…第９幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】