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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-26
(45)【発行日】2024-02-05
(54)【発明の名称】圧電振動片及び圧電振動子
(51)【国際特許分類】
H03H 9/19 20060101AFI20240129BHJP
H03H 9/10 20060101ALI20240129BHJP
【ＦＩ】
H03H9/19 F
H03H9/10
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2019170856
(22)【出願日】2019-09-19
(65)【公開番号】P2021048536
(43)【公開日】2021-03-25
【審査請求日】2022-07-06
(73)【特許権者】
【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】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100126664
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 慎吾
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(72)【発明者】
【氏名】皿田 孝史
【審査官】▲高▼橋 徳浩
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１５３８７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０６９７３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０６０１２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０５０７５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２３６４３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０３４６６７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０３Ｈ３／００７－Ｈ０３Ｈ３／１０
Ｈ０３Ｈ９／００－Ｈ０３Ｈ９／７６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＡＴカット水晶基板により形成された圧電板と、前記圧電板の外表面に形成され、前記圧電板を厚み滑り振動させる電極膜と、を備え、
前記圧電板は、
前記圧電板の厚さ方向に互いに対向する一対の主面を有する圧電板本体と、
前記主面から前記厚さ方向に膨出するように形成されたメサ部と、を備え、
前記電極膜は、
前記メサ部の頂面上に形成された励振電極と、
前記主面上に形成されると共に、前記メサ部に対して前記圧電板の面内方向に沿う第１方向に間隔をあけて配置されたマウント電極と、
前記励振電極と前記マウント電極との間に形成され、前記励振電極と前記マウント電極とを電気的接続する接続電極と、を備え、
前記接続電極は、
前記励振電極から、前記厚さ方向から見た平面視で前記第１方向に交差する第２方向に沿って延び、前記主面上に引き出された第１引き出し電極と、
前記第１引き出し電極の引き出し端部から前記主面上を前記第１方向に沿って延び、前記マウント電極に繋がる第２引き出し電極と、を備え、
前記第１引き出し電極の前記引き出し端部は、前記励振電極から前記第２方向に沿って離れるにしたがって、前記マウント電極側に向かって延びる傾斜縁部を有し、
前記傾斜縁部は、前記傾斜縁部と前記第２引き出し電極との接続角部の位置が、前記励振電極のうち前記マウント電極側に位置する縁部に対して、前記第１方向において同位置となるように形成されていることを特徴とする圧電振動片。
【請求項2】
請求項１に記載の圧電振動片において、前記第１引き出し電極は、前記励振電極のうち、前記励振電極における前記第１方向の中央部分よりも前記マウント電極側に位置する部分に繋がっている、圧電振動片。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の圧電振動片において、前記第１方向は、前記ＡＴカット水晶基板における結晶軸のＸ軸に沿った方向とされ、
前記圧電板本体は、前記第２方向に沿って延びると共に前記第１方向に互いに対向する一対の第１側面と、前記第１方向に沿って延びると共に前記第２方向に互いに対向する一対の第２側面と、を備え、前記圧電板の厚さ方向から見た平面視で外形が四角形状に形成され、
前記第１引き出し電極は、前記第１側面から前記第１方向に、下記式（１）を満たす距離Ｈ（ｍｍ）だけ離間した位置に一部分が重なるように形成されている、圧電振動片。
０．８・（ｎ・λ）≦Ｈ≦１．２・（ｎ・λ）・・・（１）
〔式中、ｎは整数、λは厚み滑り振動時に前記圧電板に生じる屈曲振動の波長（ｍｍ）である。〕
【請求項4】
請求項１から３のいずれか１項に記載の圧電振動片において、前記励振電極は、前記圧電板の厚さ方向から見た平面視で外形が四角形状に形成され、
前記第１引き出し電極は、前記励振電極のうち四隅の角部を除く部分に繋がっている、圧電振動片。
【請求項5】
請求項１から４のいずれか１項に記載の圧電振動片と、導電性接着剤を介して前記圧電振動片が実装され、且つ前記圧電振動片を内部に収容するパッケージと、を備え、
前記圧電振動片は、前記マウント電極と前記導電性接着剤とが電気的接続された状態で、前記導電性接着剤にマウントされていることを特徴とする圧電振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、圧電振動片及び圧電振動子に関する。
【背景技術】
【0002】
厚み滑り振動を主振動とする圧電振動片として、水晶をＡＴカットすることで形成された圧電振動片（いわゆるＡＴカット振動片）が知られている。ＡＴカット振動片は、小型化、高周波数化に適し、且つ他の振動モードで振動する圧電振動片に比べて周波数温度特性が優れている特性を有しているため、各種の電子機器、電子デバイス等に好適に利用される。特に、ＡＴカット振動片は周波数温度特性が３次曲線となるので、広範囲で安定した周波数を得ることが可能とされ、携帯電話等に好適とされている。
【0003】
この種のＡＴカット振動片では、ＣＩ値（クリスタルインピーダンス）やＱ値等の周波数特性の向上を図るために、厚み滑り振動による主振動の振動エネルギーを該振動片の中央部に効率良く閉じ込める工夫がされている場合が多い。
【0004】
例えば下記特許文献１には、圧電板の中央部を厚く形成したメサ型の圧電振動片が開示されている。
この圧電振動片は、多段型のメサ構造とされた一対の振動部（メサ部）が両面に形成された圧電板と、圧電板の両面にそれぞれ形成された一対の電極膜と、を備えている。一対の振動部は、圧電板の中央部に位置するように形成されている。圧電板のうち振動部の周囲に配置される部分は、振動部よりも厚みが薄く形成された外周部とされている。
一対の電極膜は、振動部上に形成された励振電極と、外周部上に形成されたマウント電極と、励振電極とマウント電極とを電気的接続する接続電極と、をそれぞれ備えている。励振電極は、圧電板の厚み方向に向かい合うように配置されている。接続電極は、圧電板の長辺よりも内側寄りに配置されると共に、振動部の斜面上を通過しながら電極板の長辺に沿って直線状に延びるように形成され、励振電極とマウント電極とを接続している。
この圧電振動片は、多段型のメサ構造とされた一対の振動部（メサ部）が両面に形成された圧電板と、圧電板の両面にそれぞれ形成された一対の電極膜と、を備えている。一対の振動部は、圧電板の中央部に位置するように形成されている。圧電板のうち振動部の周囲に配置される部分は、振動部よりも厚みが薄く形成された外周部とされている。
一対の電極膜は、振動部上に形成された励振電極と、外周部上に形成されたマウント電極と、励振電極とマウント電極とを電気的接続する接続電極と、をそれぞれ備えている。励振電極は、圧電板の厚み方向に向かい合うように配置されている。接続電極は、圧電板の長辺よりも内側寄りに配置されると共に、振動部の斜面上を通過しながら電極板の長辺に沿って直線状に延びるように形成され、励振電極とマウント電極とを接続している。
【0005】
このように構成された圧電振動片は、導電性接着剤等の実装部材を介して実装基板に対してマウントされることで、パッケージ内に収容される。具体的には、実装基板に形成された端子電極上に、例えばニードル式のディスペンサ等を利用して導電性接着剤をバンプ状に塗布し、該導電性接着剤に対してマウント電極をマウントさせる。これにより、導電性接着剤を通じて端子電極とマウント電極とを導通させた状態で、導電性接着剤を介して圧電板を保持することができ、圧電振動片を実装基板上に実装することが可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１３－１９７８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
圧電振動片は、パッケージ内に収容されることで、例えば電子チップ部品として各種の電子部品、電子デバイス等に組み込まれて利用される場合が多い。この種の電子チップ部品は、電子部品、電子デバイス等の小型化、薄型化等に対応して、さらなる小型化、薄型化が要求されることが予想される。
この場合、圧電振動片を収容するパッケージ自体のサイズをさらに小型化する必要があるので、圧電振動片とパッケージの内壁とがより接近した状態となり、圧電振動片と内壁との間に十分な隙間を確保することが難しくなることが予想される。そのため、導電性接着剤の塗布位置をパッケージの内壁から離れた位置に設定せざるを得ないといった制限が生じてしまう。
この場合、圧電振動片を収容するパッケージ自体のサイズをさらに小型化する必要があるので、圧電振動片とパッケージの内壁とがより接近した状態となり、圧電振動片と内壁との間に十分な隙間を確保することが難しくなることが予想される。そのため、導電性接着剤の塗布位置をパッケージの内壁から離れた位置に設定せざるを得ないといった制限が生じてしまう。
【0008】
従って、上記従来の圧電振動片（ＡＴカット振動片）の場合には、圧電振動片に対する導電性接着剤の位置が、圧電板の長辺上ではなく、長辺よりも内側に寄った位置になってしまう。そのため、導電性接着剤は、接続電極に対して重なり合う範囲が拡大してしまい、接続電極上を伝わりながら振動部（メサ部）側に濡れ広がり易くなってしまう。これにより、導電性接着剤が振動部にまで達するおそれがあり、厚み滑り振動の振動特性を低下させてしまう可能性があった。
【0009】
従って、従来の圧電振動片では、パッケージのさらなる小型化を図った場合に安定且つ良好な振動特性を得ることが難しく、改善の余地があった。
さらに、導電性接着剤が接続電極上を濡れ広がり易いので、例えば圧電振動片のマウント後に行う検査の際に、導電性接着剤を視認することが難しくなってしまう。従って、例えば導電性接着剤の形成位置の品質管理を行うことが難くなり、適正な振動特性を有する圧電振動片を安定して提供することが難しくなってしまう。
さらに、導電性接着剤が接続電極上を濡れ広がり易いので、例えば圧電振動片のマウント後に行う検査の際に、導電性接着剤を視認することが難しくなってしまう。従って、例えば導電性接着剤の形成位置の品質管理を行うことが難くなり、適正な振動特性を有する圧電振動片を安定して提供することが難しくなってしまう。
【0010】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、導電性接着剤によって振動特性が影響を受けてしまうことを抑制することができ、安定且つ良好な振動特性を有する圧電振動片及び圧電振動子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
（１）本発明に係る圧電振動片は、ＡＴカット水晶基板により形成された圧電板と、前記圧電板の外表面に形成され、前記圧電板を厚み滑り振動させる電極膜と、を備え、前記圧電板は、前記圧電板の厚さ方向に互いに対向する一対の主面を有する圧電板本体と、前記主面から前記厚さ方向に膨出するように形成されたメサ部と、を備え、前記電極膜は、前記メサ部の頂面上に形成された励振電極と、前記主面上に形成されると共に、前記メサ部に対して前記圧電板の面内方向に沿う第１方向に間隔をあけて配置されたマウント電極と、前記励振電極と前記マウント電極との間に形成され、前記励振電極と前記マウント電極とを電気的接続する接続電極と、を備え、前記接続電極は、前記励振電極から、前記厚さ方向から見た平面視で前記第１方向に交差する第２方向に沿って延び、前記主面上に引き出された第１引き出し電極と、前記第１引き出し電極の引き出し端部から前記主面上を前記第１方向に沿って延び、前記マウント電極に繋がる第２引き出し電極と、を備え、前記第１引き出し電極の前記引き出し端部は、前記励振電極から前記第２方向に沿って離れるにしたがって、前記マウント電極側に向かって延びる傾斜縁部を有し、前記傾斜縁部は、前記傾斜縁部と前記第２引き出し電極との接続角部の位置が、前記励振電極のうち前記マウント電極側に位置する縁部に対して、前記第１方向において同位置となるように形成されていることを特徴とする。
【0012】
本発明に係る圧電振動片によれば、メサ部の頂面上に形成された励振電極と、圧電板本体の主面上に形成されたマウント電極とを接続する接続電極が、第１引き出し電極と第２引き出し電極とで構成されている。特に第１引き出し電極は、励振電極から、メサ部とマウント電極とが並ぶ方向である第１方向に交差する第２方向に沿って延びることで、主面上に引き出されるように形成されている。そして、第２引き出し電極は、主面上に引き出された第１引き出し電極の引き出し端部から主面上を第１方向に沿って延びることで、マウント電極に繋がるように形成されている。
【0013】
このように、励振電極から第２方向に沿って第１引き出し電極を主面上に一旦引き出した後、第２引き出し電極をマウント電極に繋げているので、第２引き出し電極の位置を第１引き出し電極の長さ分だけ圧電板のサイド寄りに位置させることができる。従って、圧電振動片をマウントさせるための導電性接着剤の位置を、パッケージとの接触を回避するために圧電板の中央寄りに配置した場合であっても、マウント電極と第２引き出し電極との接続部分を導電性接着剤から第２方向に離間させることができる。これにより、導電性接着剤が第２引き出し電極上を伝わりながら濡れ広がってしまうことを抑制することができる。そのため、導電性接着剤が第２引き出し電極上を伝わってメサ部まで到達することを抑制することができ、厚み滑り振動の振動特性に影響を与えてしまうことを防止することができる。
さらに、引き出し端部が傾斜縁部を有していることで、引き出し端部を通じて第１引き出し電極と第２引き出し電極とをよりスムーズに繋げることができる。従って、厚み滑り振動時に、接続電極での振動伝搬を抑制することができ、振動特性の安定化を図ることができる。
さらに、傾斜縁部と第２引き出し電極との接続角部の位置が、励振電極のうちマウント電極側に位置する縁部に対して第１方向において同位置となるように形成されている。そのため、先に述べた場合と同様に、屈曲振動の波長における腹となる位置に、励振電極のうちマウント電極側に位置する縁部を位置させることで、同時に接続角部の位置も、屈曲振動の波長における腹となる位置に位置させることが可能となる。従って、さらに効果的にスプリアス発振を抑制することが可能となる。
さらに、引き出し端部が傾斜縁部を有していることで、引き出し端部を通じて第１引き出し電極と第２引き出し電極とをよりスムーズに繋げることができる。従って、厚み滑り振動時に、接続電極での振動伝搬を抑制することができ、振動特性の安定化を図ることができる。
さらに、傾斜縁部と第２引き出し電極との接続角部の位置が、励振電極のうちマウント電極側に位置する縁部に対して第１方向において同位置となるように形成されている。そのため、先に述べた場合と同様に、屈曲振動の波長における腹となる位置に、励振電極のうちマウント電極側に位置する縁部を位置させることで、同時に接続角部の位置も、屈曲振動の波長における腹となる位置に位置させることが可能となる。従って、さらに効果的にスプリアス発振を抑制することが可能となる。
【0014】
（２）前記第１引き出し電極は、前記励振電極のうち、前記励振電極における前記第１方向の中央部分よりも前記マウント電極側に位置する部分に繋がっても良い。
【0015】
この場合には、接続電極全体の長さを短くすることができるので、接続電極の電気抵抗を小さくすることができる。従って、マウント電極及び接続電極を通じて励振電極に効率良く通電することができ、厚み滑り振動を効率良く発生させることができる。
【0016】
（３）前記第１方向は、前記ＡＴカット水晶基板における結晶軸のＸ軸に沿った方向とされ、前記圧電板本体は、前記第２方向に沿って延びると共に前記第１方向に互いに対向する一対の第１側面と、前記第１方向に沿って延びると共に前記第２方向に互いに対向する一対の第２側面と、を備え、前記圧電板の厚さ方向から見た平面視で外形が四角形状に形成され、前記第１引き出し電極は、前記第１側面から前記第１方向に、下記式（１）を満たす距離Ｈ（ｍｍ）だけ離間した位置に一部分が重なるように形成されても良い。
０．８・（ｎ・λ）≦Ｈ≦１．２・（ｎ・λ）・・・（１）
〔式中、ｎは整数、λは厚み滑り振動時に前記圧電板に生じる屈曲振動の波長（ｍｍ）である。〕
０．８・（ｎ・λ）≦Ｈ≦１．２・（ｎ・λ）・・・（１）
〔式中、ｎは整数、λは厚み滑り振動時に前記圧電板に生じる屈曲振動の波長（ｍｍ）である。〕
【0017】
この場合には、メサ部とマウント電極とが並ぶ方向である第１方向を、厚み滑り振動時に該振動が大きく変位するＸ軸（結晶軸）に沿った方向とすることができる。ところで厚み滑り振動時、圧電板には主振動である厚み滑り振動に強く結合する屈曲振動（厚み屈曲振動）が励起されてしまうことが知られている。屈曲振動は、いわゆる副振動の１つであり、厚み滑り振動の振動を妨げる不要波であるため、屈曲振動の振動エネルギーをできるだけ抑制することが求められる。
【0018】
このような背景のもと、第１引き出し電極を、圧電板本体における第１側面から第１方向に、上記式（１）を満たす距離Ｈ（ｍｍ）だけ離間した位置に一部分が重なるように形成している。これにより、屈曲振動の波長λにおける腹となる位置に、圧電板本体の第１側面及び第１引き出し電極をそれぞれ位置させることが可能となる。これにより、不要波である屈曲振動を抑圧することができ、屈曲振動のエネルギーを抑制しながら厚み滑り振動を発生させることができる。従って、スプリアス発振を抑制することができ、さらに高品質な振動特性を具備する圧電振動片とすることができる。
なお、上記式（１）の距離Ｈの範囲を超えた場合には、屈曲振動の波長λにおける腹となる位置から圧電板本体の第１側面及び第１引き出し電極の位置が大きく外れ易く、屈曲振動の影響によって例えば振動特性にばらつきが生じる等、振動特性が低下するおそれがある。このようなことから、上記式（１）の通り距離Ｈの範囲を規定している。
なお、上記式（１）の距離Ｈの範囲を超えた場合には、屈曲振動の波長λにおける腹となる位置から圧電板本体の第１側面及び第１引き出し電極の位置が大きく外れ易く、屈曲振動の影響によって例えば振動特性にばらつきが生じる等、振動特性が低下するおそれがある。このようなことから、上記式（１）の通り距離Ｈの範囲を規定している。
【0019】
（４）前記励振電極は、前記圧電板の厚さ方向から見た平面視で外形が四角形状に形成され、前記第１引き出し電極は、前記励振電極のうち四隅の角部を除く部分に繋がっても良い。
【0020】
この場合には、励振電極の四隅の角部を残しておくことができるので、励振電極の外形形状が崩れ難く、メサ部に対して適切に電圧を印加させ易い。そのため、厚み滑り振動を安定的に発生させ易く、振動特性の安定化を図ることができる。
【0025】
（５）本発明に係る圧電振動子は、前記圧電振動片と、導電性接着剤を介して前記圧電振動片が実装され、且つ前記圧電振動片を内部に収容するパッケージと、を備え、前記圧電振動片は、前記マウント電極と前記導電性接着剤とが電気的接続された状態で、前記導電性接着剤にマウントされていることを特徴とする。
【0026】
本発明に係る圧電振動子によれば、上述した圧電振動片を具備しているので、導電接着剤の位置を圧電板の中央寄りに配置したとしても、導電性接着剤が第２引き出し電極上を伝わりながら濡れ広がってしまうことを抑制することができる。そのため、導電性接着剤との接触を考慮して、圧電振動片とパッケージとの間に第２方向に大きな隙間を確保する必要がなく、圧電振動片とパッケージとの間の第２方向の間隔を狭くすることが可能である。これにより、パッケージのサイズを小さくすることができ、圧電振動子の小型化に繋げることができる。
【発明の効果】
【0027】
本発明によれば、導電性接着剤によって振動特性が影響を受けてしまうことを抑制することができ、安定且つ良好な振動特性を有する圧電振動片及び圧電振動子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、圧電振動片を有する表面実装型の圧電振動子を例に挙げて説明する。
【0030】
図１～図３に示すように、本実施形態の圧電振動子１は、厚み滑り振動モードで振動する圧電振動片１０と、導電性接着剤２を介して圧電振動片１０が実装され、且つ圧電振動片１０を内部に収容するパッケージ３と、を備えている。
【0031】
パッケージ３は、圧電振動片１０を収容する収容凹部を有する実装基板であるベース基板４と、ベース基板４の収容凹部を閉塞する封口板であるリッド基板５と、を備え、ベース基板４にリッド基板５が積層された状態で接合された箱状に形成されている。リッド基板５によって閉塞された収容凹部内は、圧電振動片１０を収容するキャビティ６として機能する。
なお、パッケージ３の詳細な構成については、後に説明する。
なお、パッケージ３の詳細な構成については、後に説明する。
【0032】
本実施形態では、パッケージ３の厚み方向を上下方向Ｌ１といい、上下方向Ｌ１のうちベース基板４からリッド基板５に向かう方向を上方、その反対を下方という。さらに、パッケージ３の平面視で互いに直交する方向を第１方向Ｌ２及び第２方向Ｌ３という。
【0033】
本実施形態のパッケージ３は、第２方向Ｌ３に沿った長さよりも第１方向Ｌ２に沿った長さの方が長い平面視矩形状に形成されている。ただし、パッケージ３の形状は、この場合に限定されるものではなく、例えば第１方向Ｌ２に沿った長さが第２方向Ｌ３に沿った長さよりも短い平面視矩形状に形成されていても構わないし、第１方向Ｌ２に沿った長さと第２方向Ｌ３に沿った長さとが同等とされた平面視正方形状に形成されていても構わない。
【0034】
（圧電振動片）
図４～図８に示すように、圧電振動片１０は、図９に示すＡＴカット水晶基板２０により形成された圧電板３０と、圧電板３０の外表面に形成され、圧電板３０を厚み滑り振動させる電極膜６０と、を備えている。なお、各図面では、電極膜６０の膜厚を誇張して図示している。
図４～図８に示すように、圧電振動片１０は、図９に示すＡＴカット水晶基板２０により形成された圧電板３０と、圧電板３０の外表面に形成され、圧電板３０を厚み滑り振動させる電極膜６０と、を備えている。なお、各図面では、電極膜６０の膜厚を誇張して図示している。
【0035】
図９に示すように、ＡＴカット水晶基板２０は、ランバード加工によって結晶軸が明確に定義された人工水晶２１をＡＴカットすることで得られた基板である。結晶軸は、電気軸であるＸ軸、機械軸であるＹ軸、及び光学軸であるＺ軸とされている。ＡＴカットとは、これら３つの水晶軸のうち、Ｚ軸に対してＸ軸回りに３５度１５分、傾いたＺ’軸方向に人工水晶２１を切り出す加工方法である。
ＡＴカットによって切り出されたＡＴカット水晶基板２０を利用して作製された圧電振動片１０は、周波数温度特性が安定していると共に、構造、形状等が単純で加工が容易とされ、ＣＩ値が低いという利点を有している。
ＡＴカットによって切り出されたＡＴカット水晶基板２０を利用して作製された圧電振動片１０は、周波数温度特性が安定していると共に、構造、形状等が単純で加工が容易とされ、ＣＩ値が低いという利点を有している。
【0036】
本実施形態では、圧電振動片１０の各構成を説明する際、互いに直交し合うＸ軸、Ｙ’軸、及びＺ’軸からなるＸＹ’Ｚ’座標系を主に利用して説明する。なおＹ’軸は、Ｘ軸及びＺ’軸に対して互いに直交する軸である。さらにＸＹ’Ｚ’座標系において、各図面中、矢印方向を＋側、矢印とは反対の方向を－側として説明する。
【0037】
図４～図８に示すように、圧電板３０は、ＡＴカット水晶基板２０を、ウェットエッチング加工等によってＹ’軸が厚さ方向となるように平面視矩形状にされている。
具体的には、圧電板３０は、外形がＺ’軸に沿った長さよりもＸ軸に沿った長さの方が長い平面視矩形状に形成されている。ただし、圧電板３０の外形形状は、この場合に限定されるものではなく、Ｚ’軸に沿った長さの方がＸ軸に沿った長さの方よりも長い平面視矩形状に形成されていて構わないし、Ｚ’軸に沿った長さとＸ軸に沿った長さとが同等とされた平面視正方形状に形成されていても構わない。
具体的には、圧電板３０は、外形がＺ’軸に沿った長さよりもＸ軸に沿った長さの方が長い平面視矩形状に形成されている。ただし、圧電板３０の外形形状は、この場合に限定されるものではなく、Ｚ’軸に沿った長さの方がＸ軸に沿った長さの方よりも長い平面視矩形状に形成されていて構わないし、Ｚ’軸に沿った長さとＸ軸に沿った長さとが同等とされた平面視正方形状に形成されていても構わない。
【0038】
なお、図１に示すように、圧電振動片１０はＹ’軸が上下方向Ｌ１に一致し、Ｘ軸が第１方向Ｌ２に一致し、且つＺ’軸が第２方向Ｌ３に一致するようにパッケージ３内に実装される。
【0039】
図４～図８に示すように、圧電板３０は、該圧電板３０の厚さ方向（Ｙ’軸）に対向する一対の主面、すなわち第１主面３２及び第２主面３３を有する圧電板本体３１と、第１主面３２及び第２主面３３から厚さ方向（Ｙ’軸）にそれぞれ膨出するように形成された第１メサ部（本発明に係るメサ部）４０及び第２メサ部（本発明に係るメサ部）５０と、を備えている。
【0040】
第１主面３２は、Ｘ軸及びＺ’軸で画成される面内に形成され、且つＹ’軸の＋側に形成されている。第２主面３３は、Ｘ軸及びＺ’軸で画成される面内に形成され、且つＹ’軸の－側に形成されている。
【0041】
さらに圧電板３０は、平面視矩形状に形成されているので、圧電板本体３１は４つの側面を有している。具体的には、圧電板本体３１は、Ｚ’軸（第２方向Ｌ３）に沿って延びると共に、Ｘ軸（第１方向Ｌ２）に互いに対向する一対の第１側面３４、３５と、Ｘ軸（第１方向Ｌ２）に沿って延びると共にＺ’軸（第２方向Ｌ３）に互いに対向する一対の第２側面３６、３７と、を備えている。
先に述べたように、圧電板３０は外形がＺ’軸よりもＸ軸に長い平面視矩形状に形成されているので、第１側面３４、３５が短辺として機能し、第２側面３６、３７が長辺として機能する。
先に述べたように、圧電板３０は外形がＺ’軸よりもＸ軸に長い平面視矩形状に形成されているので、第１側面３４、３５が短辺として機能し、第２側面３６、３７が長辺として機能する。
【0042】
一対の第１側面３４、３５のうち、Ｘ軸の＋側に位置する側面を一方の第１側面３４といい、Ｘ軸の－側に位置する側面を他方の第１側面３５という。同様に、一対の第２側面３６、３７のうち、Ｚ’軸の＋側に位置する側面を一方の第２側面３６といい、Ｚ’軸の－側に位置する側面を他方の第２側面３７という。
【0043】
第１メサ部４０は、第１主面３２からＹ’軸の＋側に向けて膨出するように形成されていると共に、外形が平面視矩形状に形成されている。
具体的には、第１メサ部４０は、圧電板本体３１の外形形状に対応して、外形がＺ’軸に沿った長さよりもＸ軸に沿った長さの方が長い平面視矩形状に形成されている。第１メサ部４０は、圧電板本体３１における中央部に配置されている。
具体的には、第１メサ部４０は、圧電板本体３１の外形形状に対応して、外形がＺ’軸に沿った長さよりもＸ軸に沿った長さの方が長い平面視矩形状に形成されている。第１メサ部４０は、圧電板本体３１における中央部に配置されている。
【0044】
第２メサ部５０は、第２主面３３からＹ’軸の－側に向けて膨出するように形成されていると共に、外形が平面視矩形状に形成されている。
具体的には、第２メサ部５０は、圧電板本体３１の外形形状に対応して、外形がＺ’軸に沿った長さよりもＸ軸に沿った長さの方が長い平面視矩形状に形成されている。第２メサ部５０は、第１メサ部４０と同様に、圧電板本体３１における中央部に配置されている。これにより、第１メサ部４０及び第２メサ部５０は、圧電板３０の厚さ方向に互いに向かい合うように形成されている。
具体的には、第２メサ部５０は、圧電板本体３１の外形形状に対応して、外形がＺ’軸に沿った長さよりもＸ軸に沿った長さの方が長い平面視矩形状に形成されている。第２メサ部５０は、第１メサ部４０と同様に、圧電板本体３１における中央部に配置されている。これにより、第１メサ部４０及び第２メサ部５０は、圧電板３０の厚さ方向に互いに向かい合うように形成されている。
【0045】
上述のように第１メサ部４０及び第２メサ部５０が形成されているので、第１メサ部４０の周囲には第１主面３２が第１メサ部４０を囲むように矩形の枠状に露出していると共に、第２メサ部５０の周囲には第２主面３３が第２メサ部５０を囲むように矩形の枠状に露出している。なお、圧電板本体３１のうち、第１メサ部４０及び第２メサ部５０の周囲を囲む部分は、薄肉の外周部として機能する。
【0046】
第１メサ部４０は、平面視矩形状の頂面４１と、該頂面４１に連設され、頂面４１の周囲を囲むように配置された４つの側面と、を備えている。
頂面４１は、Ｘ軸及びＺ’軸で画成される面内に形成され、第１主面３２に対して平行に配置されている。
４つの側面は、頂面４１に対してＸ軸の＋側に配置された第１メサ側面４２と、頂面４１に対してＸ軸の－側に配置された第２メサ側面４３と、頂面４１に対してＺ’軸の＋側に配置された第３メサ側面４４と、頂面４１に対してＺ’軸の－側に配置された第４メサ側面４５と、で構成されている。
頂面４１は、Ｘ軸及びＺ’軸で画成される面内に形成され、第１主面３２に対して平行に配置されている。
４つの側面は、頂面４１に対してＸ軸の＋側に配置された第１メサ側面４２と、頂面４１に対してＸ軸の－側に配置された第２メサ側面４３と、頂面４１に対してＺ’軸の＋側に配置された第３メサ側面４４と、頂面４１に対してＺ’軸の－側に配置された第４メサ側面４５と、で構成されている。
【0047】
第１メサ側面４２及び第２メサ側面４３は、Ｚ’軸（第２方向Ｌ３）に沿って延びると共に、Ｘ軸（第１方向Ｌ２）に互いに対向するように配置されている。第１メサ側面４２は、頂面４１から第１主面３２側に向かう（下方に向かう）にしたがって、圧電板本体３１における一方の第１側面３４に向けて延びる傾斜面とされている。第２メサ側面４３は、頂面４１から第１主面３２側に向かうにしたがって、圧電板本体３１における他方の第１側面３５に向けて延びる傾斜面とされている。
【0048】
第１メサ側面４２及び第２メサ側面４３の傾斜角度（第１主面３２に対する仰角）は、例えばウェットエッチング加工時におけるエッチング時間、エッチング順番等に応じて変化するが、第１主面３２に対してわずかな仰角となるように傾斜している。
なお、第１メサ側面４２及び第２メサ側面４３は、単一の傾斜面である必要はなく、例えば複数面が多面的に連設した傾斜面とされていても構わないし、湾曲しながら傾斜しても構わない。
なお、第１メサ側面４２及び第２メサ側面４３は、単一の傾斜面である必要はなく、例えば複数面が多面的に連設した傾斜面とされていても構わないし、湾曲しながら傾斜しても構わない。
【0049】
第３メサ側面４４及び第４メサ側面４５は、Ｘ軸（第１方向Ｌ２）に沿って延びると共に、Ｙ’軸（第２方向Ｌ３）に互いに対向するように配置されている。第３メサ側面４４は、頂面４１及び第１主面３２に対してほぼ垂直或いは僅かに傾斜している。図示の例では、第３メサ側面４４は僅かに傾斜している。
【0050】
第４メサ側面４５は、頂面４１から第１主面３２側に向かうにしたがって、圧電板本体３１における他方の第２側面３７に向けて延びる傾斜面とされている。なお、第４メサ側面４５の傾斜角度は、第１メサ側面４２及び第２メサ側面４３の傾斜角度よりも大きい角度とされている。なお、第４メサ側面４５は、人工水晶２１の自然面であるｍ面をベースとした面とされている（図９参照）。
【0051】
第２メサ部５０は、第１メサ部４０と同様に形成されている。
第２メサ部５０は、平面視矩形状の頂面５１と、該頂面５１に連設され、頂面５１の周囲を囲むように配置された４つの側面（第１メサ側面５２、第２メサ側面５３、第３メサ側面５４及び第４メサ側面５５）と、を備えている。
従って、第２メサ部５０における頂面５１、第１メサ側面５２、第２メサ側面５３、第３メサ側面５４及び第４メサ側面５５については、詳細な説明は省略する。ただし、第２メサ部５０においては、第３メサ側面５４が頂面５１に対してＺ’軸の－側に配置され、第４メサ側面５５が頂面５１に対してＺ’軸の＋側に配置されている。
第２メサ部５０は、平面視矩形状の頂面５１と、該頂面５１に連設され、頂面５１の周囲を囲むように配置された４つの側面（第１メサ側面５２、第２メサ側面５３、第３メサ側面５４及び第４メサ側面５５）と、を備えている。
従って、第２メサ部５０における頂面５１、第１メサ側面５２、第２メサ側面５３、第３メサ側面５４及び第４メサ側面５５については、詳細な説明は省略する。ただし、第２メサ部５０においては、第３メサ側面５４が頂面５１に対してＺ’軸の－側に配置され、第４メサ側面５５が頂面５１に対してＺ’軸の＋側に配置されている。
【0052】
電極膜６０は、第１メサ部４０側及び第１主面３２側に主に形成された第１電極膜６１と、第２メサ部５０側及び第２主面３３側に主に形成された第２電極膜６２と、を備えている。
なお、電極膜６０としては、例えば金等の単層膜で形成しても構わないし、クロム等の下地層上に金等を積層した積層膜等で形成しても構わない。
なお、電極膜６０としては、例えば金等の単層膜で形成しても構わないし、クロム等の下地層上に金等を積層した積層膜等で形成しても構わない。
【0053】
第１電極膜６１は、第１メサ部４０の頂面４１上に形成された励振電極７０と、圧電板本体３１の第１主面３２上に形成されると共に、第１メサ部４０に対してＸ軸（第１方向Ｌ２）に間隔をあけて配置されたマウント電極７１と、励振電極７０とマウント電極７１との間に形成され、励振電極７０とマウント電極７１とを電気的接続する接続電極７２と、を備えている。
【0054】
励振電極７０は、第１メサ部４０の形状に対応して、外形が平面視矩形状となるように形成されている。具体的には、励振電極７０は、外形がＺ’軸に沿った長さよりもＸ軸に沿った長さの方が長い平面視矩形状に形成されている。これにより、励振電極７０は四隅に角部７０ａを有している。
【0055】
マウント電極７１は、第１主面３２上において、圧電板本体３１の一方の第１側面３４と他方の第２側面３７との角部に配置されていると共に、第１メサ部４０よりもＸ軸の＋側に配置され、Ｚ軸’に沿って延びるように形成されている。
【0056】
なお、マウント電極７１は第２主面３３上にも形成されている。第１主面３２上に形成されたマウント電極７１と、第２主面３３上に形成されたマウント電極７１とは、互いにＹ’軸に向かい合うように形成されている。これにより、第２主面３３上に形成されたマウント電極７１は、圧電板本体３１の一方の第１側面３４と他方の第２側面３７との角部に配置されていると共に、第２メサ部５０よりもＸ軸の＋側に配置されている。
【0057】
第１主面３２上に形成されたマウント電極７１と第２主面３３上に形成されたマウント電極７１とは、一方の第１側面３４上及び他方の第２側面３７上に形成された回り込み電極７３を介して電気的接続されている。ただし回り込み電極７３は、一方の第１側面３４上にだけ形成されていても構わないし、他方の第２側面３７上にだけ形成されていても構わない。
【0058】
接続電極７２は、図１０に示すように、励振電極７０からＺ’軸（第２方向Ｌ３）に沿って延び、第１主面３２上に引き出された第１引き出し電極７５と、第１引き出し電極７５の引き出し端部７７から第１主面３２上をＸ軸（第１方向Ｌ２）に沿って延び、マウント電極７１に繋がる第２引き出し電極７６と、を備えている。
【0059】
第１引き出し電極７５は、励振電極７０からＺ’軸の－側に向けて引き出され、第４メサ側面４５上を経由して第１主面３２上まで引き出されている。第１引き出し電極７５は、励振電極７０のうち、該励振電極７０におけるＸ軸（第１方向Ｌ２）の中央部分よりもマウント電極７１側に位置する部分に繋がっている。つまり、第１引き出し電極７５は、励振電極７０のうち、マウント電極７１側に位置する縁部７０ｂ付近に繋がっている。
【0060】
この際、第１引き出し電極７５は、励振電極７０の角部７０ａを除くように繋がっている。これにより、第１引き出し電極７５のうちＸ軸の＋側に位置する第１縁部７５ａは、励振電極７０における上記縁部７０ｂよりもＸ軸の－側に位置している。
なお、第１引き出し電極７５における第１縁部７５ａは、第２引き出し電極７６のうちＺ’軸の＋側に位置する第１縁部７６ａに対して略直角に交わるように繋がっている。
なお、第１引き出し電極７５における第１縁部７５ａは、第２引き出し電極７６のうちＺ’軸の＋側に位置する第１縁部７６ａに対して略直角に交わるように繋がっている。
【0061】
第１引き出し電極７５のうち、第１主面３２上に引き出された引き出し端部７７は、励振電極７０からＺ’軸（第２方向Ｌ３）に沿って離れるにしたがって、マウント電極７１側に向かって延びる傾斜縁部７７ａを有している。これにより、引き出し端部７７は、平面視三角形状に形成されている。
なお、傾斜縁部７７ａは、第１引き出し電極７５のうち第１縁部７５ａよりもＸ軸の－側に位置する第２縁部７５ｂに対して繋がっていると共に、第２引き出し電極７６のうち第１縁部７６ａよりもＺ’軸の－側に位置する第２縁部７６ｂに対して繋がっている。
なお、傾斜縁部７７ａは、第１引き出し電極７５のうち第１縁部７５ａよりもＸ軸の－側に位置する第２縁部７５ｂに対して繋がっていると共に、第２引き出し電極７６のうち第１縁部７６ａよりもＺ’軸の－側に位置する第２縁部７６ｂに対して繋がっている。
【0062】
傾斜縁部７７ａと第２引き出し電極７６における第２縁部７６ｂとの接続角部７８の位置は、励振電極７０のうちマウント電極７１側に位置する縁部７０ｂに対して、Ｘ軸（第１方向Ｌ２）において同位置となるように形成されている。
【0063】
第２引き出し電極７６は、第１引き出し電極７５の引き出し端部７７からＸ軸（第１方向Ｌ２）に沿って直線状に延びるように形成され、マウント電極７１に繋がっている。
なお、第２引き出し電極７６における第２縁部７６ｂは、圧電板本体３１における他方の第２側面３７よりもＺ’軸の＋側に位置している。これにより、第２引き出し電極７６と圧電板本体３１の他方の第２側面３７との間には僅かな隙間が確保されている。
なお、第２引き出し電極７６における第２縁部７６ｂは、圧電板本体３１における他方の第２側面３７よりもＺ’軸の＋側に位置している。これにより、第２引き出し電極７６と圧電板本体３１の他方の第２側面３７との間には僅かな隙間が確保されている。
【0064】
上述のように構成された第１電極膜６１において、第１引き出し電極７５は、圧電板本体３１における一方の第１側面３４から、Ｘ軸（第１方向Ｌ２）に下記式（１）を満たす距離Ｈ（ｍｍ）だけ離間した位置に一部分が重なるように形成されている。
Ｈ＝ｎ・λ±２０％・・・（１）
なお、式（１）において、ｎは整数である。λは厚み滑り振動時に圧電板３０に生じる屈曲振動（厚み屈曲振動）の波長（ｍｍ）である。
Ｈ＝ｎ・λ±２０％・・・（１）
なお、式（１）において、ｎは整数である。λは厚み滑り振動時に圧電板３０に生じる屈曲振動（厚み屈曲振動）の波長（ｍｍ）である。
【0065】
図示の例では、圧電板本体３１における一方の第１側面３４と、第１引き出し電極７５における第１縁部７５ａとの間のＸ軸（第１方向Ｌ２）に沿った間隔が距離Ｈに設定されている。ただし、この場合に限定されるものではなく、例えば圧電板本体３１における一方の第１側面３４と、第１引き出し電極７５における第２縁部７６ｂとの間のＸ軸（第１方向Ｌ２）に沿った間隔が距離Ｈとなるようにしても構わない。
【0066】
さらに第１電極膜６１において、励振電極７０のうちマウント電極７１側に位置する縁部７０ｂと、圧電板本体３１における一方の第１側面３４との間のＸ軸（第１方向Ｌ２）に沿った間隔が、下記式（２）を満たす距離Ｋ（ｍｍ）だけ離間するように設定されている。
Ｋ＝ｍ・λ±２０％・・・（２）
なお、式（２）において、ｍは上記ｎ以外の整数である。λは厚み滑り振動時に圧電板３０に生じる屈曲振動（厚み屈曲振動）の波長（ｍｍ）である。
Ｋ＝ｍ・λ±２０％・・・（２）
なお、式（２）において、ｍは上記ｎ以外の整数である。λは厚み滑り振動時に圧電板３０に生じる屈曲振動（厚み屈曲振動）の波長（ｍｍ）である。
【0067】
図４～図８に示すように、第２電極膜６２は、上述した第１電極膜６１と同等の構成とされていると共に、第２主面３３側から見た第２メサ部５０に対する位置関係が、第１主面３２側から見た第１メサ部４０に対する第１電極膜６１の位置関係と同等となるように形成されている。従って、第２電極膜６２については、詳細な説明は省略する。
【0068】
第２電極膜６２について簡単に説明すると、第２電極膜６２は、第２メサ部５０の頂面５１上に形成された励振電極７０と、圧電板本体３１の第２主面３３上に形成されると共に、第２メサ部５０に対してＸ軸（第１方向Ｌ２）に間隔をあけて配置されたマウント電極７１と、励振電極７０とマウント電極７１との間に形成され、励振電極７０とマウント電極７１とを電気的接続する接続電極７２と、を備えている。
【0069】
励振電極７０は、第２メサ部５０の形状に対応して、外形が平面視矩形状となるように形成されている。マウント電極７１は、第２主面３３上において、圧電板本体３１の一方の第１側面３４と一方の第２側面３６との角部に配置されている。また、マウント電極７１は第１主面３２上にも形成されている。第１主面３２上に形成されたマウント電極７１と、第２主面３３上に形成されたマウント電極７１とは、互いにＹ’軸に向かい合うように形成されている。これにより、第１主面３２上に形成されたマウント電極７１は、圧電板本体３１の一方の第１側面３４と一方の第２側面３６との角部に配置されていると共に、第２メサ部５０よりもＸ軸の＋側に配置されている。
そして、第１主面３２上に形成されたマウント電極７１と第２主面３３上に形成されたマウント電極７１とは、一方の第１側面３４上及び一方の第２側面３６上に形成された回り込み電極７３を介して電気的接続されている。
そして、第１主面３２上に形成されたマウント電極７１と第２主面３３上に形成されたマウント電極７１とは、一方の第１側面３４上及び一方の第２側面３６上に形成された回り込み電極７３を介して電気的接続されている。
【0070】
第１引き出し電極７５は、励振電極７０からＺ’軸の＋側に向けて引き出され、第４メサ側面５５上を経由して第２主面３３上まで引き出された第１引き出し電極７５と、第１引き出し電極７５の引き出し端部７７から第２主面３３上をＸ軸（第１方向Ｌ２）に沿って延び、マウント電極７１に繋がる第２引き出し電極７６と、を備えている。
【0071】
（圧電振動子）
上述のように構成された圧電振動片１０は、図１～図３に示すように、導電性接着剤２を介してベース基板４のベース面４ａ上にマウントされることで、パッケージ３内に収容されている。パッケージ３は、圧電振動片１０の形状に対応して、第１方向Ｌ２に沿った長さの方が第２方向Ｌ３に沿った長さよりも長い直方体状に形成されている。
上述のように構成された圧電振動片１０は、図１～図３に示すように、導電性接着剤２を介してベース基板４のベース面４ａ上にマウントされることで、パッケージ３内に収容されている。パッケージ３は、圧電振動片１０の形状に対応して、第１方向Ｌ２に沿った長さの方が第２方向Ｌ３に沿った長さよりも長い直方体状に形成されている。
【0072】
ベース基板４は、底壁部７と、底壁部７の外周縁部に沿って上方に向けて延びた周壁部８と、を備え、上方に開口した有底筒状に形成されている。周壁部８は、圧電振動片１０の周囲を囲む枠部であって、第２方向Ｌ３よりも第１方向Ｌ２に長い平面視矩形状に形成されている。
【0073】
底壁部７の上面は、上記ベース面４ａとして機能する。このベース面４ａには、一対のインナー電極９が第２方向Ｌ３に間隔をあけて形成されている。なお、インナー電極９は、例えば底壁部７を上下に貫通する図示しない貫通電極を介して底壁部７の下面側に形成された図示しないアウター電極に電気的に接続されている。
【0074】
ベース基板４は、例えばソーダ石灰ガラス材料やセラミックス材料等から形成されている。ただしベース基板４の材料は、この場合に限定されるものではなく、適宜変更して構わない。さらにベース基板４としては、単層基板からなる単層構造としても構わないし、複数の基板を積層した積層構造としても構わない。
【0075】
リッド基板５は、周壁部８の形状に対応して、第２方向Ｌ３よりも第１方向Ｌ２に長い平面視矩形状に形成され、ベース基板４における周壁部８の上端開口縁に重なるように配置されている。リッド基板５は、周壁部８に対して密に接合されている。接合方法としては、特に限定されるものではないが、例えばシーム溶接、レーザ溶接、各種の接着、陽極接合による固着等が挙げられる。
ベース基板４に対するリッド基板５の接合によって、ベース基板４の内部が気密に封止されて、キャビティ６として機能する。
ベース基板４に対するリッド基板５の接合によって、ベース基板４の内部が気密に封止されて、キャビティ６として機能する。
【0076】
導電性接着剤２は、例えばニードル式のディスペンサ等を利用して、一対のインナー電極９上にバンプ状に塗布されている。圧電振動片１０は、第１電極膜６１のマウント電極７１及び第２電極膜６２のマウント電極７１が導電性接着剤２に対してそれぞれ重なるように載置されることでマウントされている。
これにより、圧電振動片１０は、導電性接着剤２を介してベース基板４のベース面４ａ上に機械的に保持されると共に、インナー電極９とマウント電極７１とがそれぞれ導通した状態となる。
これにより、圧電振動片１０は、導電性接着剤２を介してベース基板４のベース面４ａ上に機械的に保持されると共に、インナー電極９とマウント電極７１とがそれぞれ導通した状態となる。
【0077】
上述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、ベース基板４に形成された一対のアウター電極間に所定の駆動電圧を印加する。これにより、インナー電極９、マウント電極７１及び接続電極７２を介して、第１メサ部４０側の励振電極７０と、第２メサ部５０側の励振電極７０との間に駆動電圧を印加することができる。これにより、圧電板３０を、主振動モードである厚み滑り振動させることができ、該振動を例えばＭＨｚ帯の発振周波数等として利用することができる。なお、厚み滑り振動時、圧電板３０はＸ軸に沿って主に大きく変位することで、厚み滑り振動する。
【0078】
（圧電振動片及び圧電振動子の製造方法）
次に、上述のように構成された圧電振動片１０及び圧電振動子１を製造する製造方法について簡単に説明する。
ランバート加工された図９に示す人工水晶２１をＡＴカットしてＡＴカット水晶基板２０を取り出した後、ＡＴカット水晶基板２０に対して鏡面研磨加工等の所定処理を施すことで、図１１に示すように所定の厚みに調整された圧電ウエハ２２を準備する。
次に、上述のように構成された圧電振動片１０及び圧電振動子１を製造する製造方法について簡単に説明する。
ランバート加工された図９に示す人工水晶２１をＡＴカットしてＡＴカット水晶基板２０を取り出した後、ＡＴカット水晶基板２０に対して鏡面研磨加工等の所定処理を施すことで、図１１に示すように所定の厚みに調整された圧電ウエハ２２を準備する。
【0079】
次いで、メサマスクの形成工程を行う。
本工程では、図１１に示すように、圧電ウエハ２２の両面にエッチング保護膜８０を、例えばスパッタリング法や蒸着法等により成膜すると共に、エッチング保護膜８０上に、例えばスピンコート法等によりレジスト材料を塗布して、フォトレジスト膜８１を成膜する。
本工程では、図１１に示すように、圧電ウエハ２２の両面にエッチング保護膜８０を、例えばスパッタリング法や蒸着法等により成膜すると共に、エッチング保護膜８０上に、例えばスピンコート法等によりレジスト材料を塗布して、フォトレジスト膜８１を成膜する。
【0080】
エッチング保護膜８０としては、例えば厚さが数十ｎｍのクロム（Ｃｒ）の金属層と、厚さが数十ｎｍの金（Ａｕ）の金属層とが順次積層された積層膜を用いることが可能である。レジスト材料としては、例えば環化イソプレン等の環化ゴムを主体にしたゴム系ネガレジストを用いることが可能である。
【0081】
次いで、圧電ウエハ２２の一方側の面を、第１メサ部４０の外形パターンが形成された図示しないフォトマスクを用いて露光する。同様に、圧電ウエハ２２の他方側の面を、第２メサ部５０の外形パターンが形成された図示しないフォトマスクを用いて露光する。その後、圧電ウエハ２２の両面に成膜されたフォトレジスト膜８１をそれぞれ現像することで、図１２に示すように、圧電ウエハ２２の両面に、フォトレジスト膜８１を利用して第１メサ部４０及び第２メサ部５０の外形パターン８２を形成することができる。
【0082】
次いで、外形パターン８２をマスクとして、圧電ウエハ２２の両面に成膜されたエッチング保護膜８０をウェットエッチング加工して、マスクされていないエッチング保護膜８０を選択的に除去する。これにより、図１３に示すように、圧電ウエハ２２の両面に、第１メサ部４０及び第２メサ部５０の外形パターンのメサマスク８３を形成することができる。
【0083】
続いて、メサ形成工程を行う。
本工程では、図１４に示すように、メサマスク８３でマスクされた圧電ウエハ２２をウェットエッチング加工して、マスクされていない圧電ウエハ２２を選択的に除去する。なお、このときの薬液としては、例えばフッ酸を好適に用いることができる。これにより、圧電ウエハ２２の両面に、第１メサ部４０及び第２メサ部５０の外形パターンを形成することができる。このとき、人工水晶２１における結晶軸の異方性の関係により、第１メサ部４０及び第２メサ部５０には、自然結晶面であるｍ面が現れる。このｍ面が形成された部分が第４メサ側面４５、５５となる。
本工程では、図１４に示すように、メサマスク８３でマスクされた圧電ウエハ２２をウェットエッチング加工して、マスクされていない圧電ウエハ２２を選択的に除去する。なお、このときの薬液としては、例えばフッ酸を好適に用いることができる。これにより、圧電ウエハ２２の両面に、第１メサ部４０及び第２メサ部５０の外形パターンを形成することができる。このとき、人工水晶２１における結晶軸の異方性の関係により、第１メサ部４０及び第２メサ部５０には、自然結晶面であるｍ面が現れる。このｍ面が形成された部分が第４メサ側面４５、５５となる。
【0084】
ウェットエッチング加工後、図１５に示すように、マスクとして利用していたエッチング保護膜８０及びフォトレジスト膜８１を除去する。これにより、圧電ウエハ２２の両面に、第１メサ部４０及び第２メサ部５０をそれぞれ形成することができる。
【0085】
続いて、外形マスク形成工程を行う。
本工程では、図１６に示すように、第１メサ部４０及び第２メサ部５０を形成した圧電ウエハ２２の両面に、再びエッチング保護膜８５を成膜すると共に、エッチング保護膜８５上にフォトレジスト膜８６を成膜する。なお、エッチング保護膜８５及びフォトレジスト膜８６の材質及び形成方法等は、メサマスク形成工程におけるエッチング保護膜８０及びフォトレジスト膜８１と同様である。
本工程では、図１６に示すように、第１メサ部４０及び第２メサ部５０を形成した圧電ウエハ２２の両面に、再びエッチング保護膜８５を成膜すると共に、エッチング保護膜８５上にフォトレジスト膜８６を成膜する。なお、エッチング保護膜８５及びフォトレジスト膜８６の材質及び形成方法等は、メサマスク形成工程におけるエッチング保護膜８０及びフォトレジスト膜８１と同様である。
【0086】
次いで、圧電ウエハ２２の両面を、圧電板３０の外形パターンが形成された図示しないフォトマスクを用いてそれぞれ露光する。その後、圧電ウエハ２２の両面に成膜されたフォトレジスト膜８６をそれぞれ現像することにより、圧電ウエハ２２の両面に成膜されたフォトレジスト膜８６に、圧電板３０の外形パターンを形成することができる。
次いで、外形パターンをマスクとして、圧電ウエハ２２の両面に成膜されたエッチング保護膜８５をウェットエッチング加工して、マスクされていないエッチング保護膜８５を選択的に除去する。これにより、図１７に示すように、圧電ウエハ２２の両面に圧電板３０の外形パターンの外形マスク８７を形成することができる。
次いで、外形パターンをマスクとして、圧電ウエハ２２の両面に成膜されたエッチング保護膜８５をウェットエッチング加工して、マスクされていないエッチング保護膜８５を選択的に除去する。これにより、図１７に示すように、圧電ウエハ２２の両面に圧電板３０の外形パターンの外形マスク８７を形成することができる。
【0087】
続いて、外形形成工程を行う。
本工程では、図１８に示すように、外形マスク８７を介して圧電ウエハ２２をウェットエッチング加工して、圧電板３０の外形パターンを形成する。この際、メサ形成工程と同様に、例えば薬液としてフッ酸を好適に用いることができる。これにより、圧電板３０を形成することができる。
次いで、図１９に示すように、マスクとして利用していたエッチング保護膜８５及びフォトレジスト膜８６を除去する。
本工程では、図１８に示すように、外形マスク８７を介して圧電ウエハ２２をウェットエッチング加工して、圧電板３０の外形パターンを形成する。この際、メサ形成工程と同様に、例えば薬液としてフッ酸を好適に用いることができる。これにより、圧電板３０を形成することができる。
次いで、図１９に示すように、マスクとして利用していたエッチング保護膜８５及びフォトレジスト膜８６を除去する。
【0088】
そして最後に、圧電板３０の外表面上に、励振電極７０等の各電極を含む第１電極膜６１及び第２電極膜６２からなる電極膜６０を形成する電極膜形成工程を行うことで、図４～図８に示す圧電振動片１０を製造することができる。
なお、電極膜形成工程としては、例えば圧電板３０の外表面の全体に金属膜を成膜した後、電極膜６０のパターンが形成された図示しない電極パターンをマスクとして、金属膜を選択的にエッチング加工（メタルエッチング）することで、電極膜６０を形成することができる。なお、このときのエッチング加工としては、例えばドライエッチングでも構わない。
なお、電極膜形成工程としては、例えば圧電板３０の外表面の全体に金属膜を成膜した後、電極膜６０のパターンが形成された図示しない電極パターンをマスクとして、金属膜を選択的にエッチング加工（メタルエッチング）することで、電極膜６０を形成することができる。なお、このときのエッチング加工としては、例えばドライエッチングでも構わない。
【0089】
次いで、上述のように製造した圧電振動片１０を、パッケージ３内に実装する工程を行う。本工程では、図１に示すように、ベース基板４のベース面４ａに形成された一対のインナー電極９上に、例えばニードル式のディスペンサ等を利用して導電性接着剤２をバンプ状に塗布する。次いで、第１電極膜６１のマウント電極７１及び第２電極膜６２のマウント電極７１が導電性接着剤２に対してそれぞれ重なるように圧電振動片１０を載置する。これにより、導電性接着剤２を介して圧電振動片１０をベース面４ａ上にマウントすることができる。
【0090】
圧電振動片１０のマウント後、例えば導電性接着剤２の形成位置が適切であるか否かの確認や、圧電振動片１０が適切に厚み滑り振動するか否かの作動確認等を行った後、例えば所定の圧力環境下でベース基板４に対してリッド基板５を接合する工程を行う。これにより、図１～図３に示す圧電振動子１を製造することができる。
【0091】
特に、本実施形態の圧電振動片１０によれば、図４～図８及び図１０に示すように、励振電極７０とマウント電極７１とを接続する接続電極７２が、第１引き出し電極７５と第２引き出し電極７６とで構成されているうえ、第１引き出し電極７５がＺ’軸（第２方向Ｌ３）に沿って延びることで、第１主面３２及び第２主面３３上に引き出されるように形成されている。そして、第２引き出し電極７６は、第１引き出し電極７５の引き出し端部７７から、第１主面３２及び第２主面３３上をＸ軸（第１方向Ｌ２）に沿って直線状に延びることで、マウント電極７１に繋がるように形成されている。
【0092】
このように励振電極７０からＺ’軸（第２方向Ｌ３）に沿って第１引き出し電極７５を第１主面３２及び第２主面３３上に一旦引き出した後、第２引き出し電極７６をマウント電極７１に繋げているので、第２引き出し電極７６の位置を、第１引き出し電極７５の長さ分だけ圧電板３０の長辺寄り（一対の第２側面３６、３７）寄りに位置させることができる。
【0093】
従って、圧電振動片１０をマウントさせるための導電性接着剤２の位置を、パッケージ３におけるベース基板４の周壁部８との接触を回避するために、圧電板３０の中央寄りに配置した場合であっても、マウント電極７１と第２引き出し電極７６との接続部分を導電性接着剤２からＺ’軸（第２方向Ｌ３）に離間させることができる。
これにより、導電性接着剤２が第２引き出し電極７６上を伝わりながら濡れ広がってしまうことを抑制することができる。そのため、導電性接着剤２が第２引き出し電極７６上を伝わって第１メサ部４０及び第２メサ部５０まで到達することを抑制することができ、厚み滑り振動の振動特性に影響を与えてしまうことを防止することができる。
これにより、導電性接着剤２が第２引き出し電極７６上を伝わりながら濡れ広がってしまうことを抑制することができる。そのため、導電性接着剤２が第２引き出し電極７６上を伝わって第１メサ部４０及び第２メサ部５０まで到達することを抑制することができ、厚み滑り振動の振動特性に影響を与えてしまうことを防止することができる。
【0094】
その結果、安定且つ良好な振動特性を具備する高品質な圧電振動片１０とすることができる。しかも、導電性接着剤２の位置を、パッケージ３におけるベース基板４の周壁部８との接触を回避するために圧電板３０の中央寄りに配置することができるので、パッケージ３の小型化に繋がる圧電振動片１０とすることができる。
【0095】
さらに、導電性接着剤２が第２引き出し電極７６上を伝わりながら濡れ広がってしまうことを抑制できるので、例えば圧電振動片１０のマウント後に行う検査の際に、図２に示すように、導電性接着剤２を視認し易い。従って、例えば導電性接着剤２の形成位置の品質管理を容易且つ適切に行うことが可能となる。これにより、適正な振動特性を有する圧電振動片１０とすることができる。
【0096】
以上説明したように、本実施形態の圧電振動片１０及び圧電振動子１によれば、導電性接着剤２によって振動特性が影響を受けてしまうことを抑制することができ、安定且つ良好な振動特性を具備させることができる。
特に、本実施形態の圧電振動子１によれば、図２に示すように、導電性接着剤２との接触を考慮して、圧電振動片１０とパッケージ３との間に第２方向Ｌ３に大きな隙間を確保する必要がなく、圧電振動片１０とパッケージ３におけるベース基板４の周壁部８との間の第２方向Ｌ３の間隔を狭くすることが可能である。これにより、パッケージ３のサイズを小さくすることができ、圧電振動子１の小型化に繋げることができる。
特に、本実施形態の圧電振動子１によれば、図２に示すように、導電性接着剤２との接触を考慮して、圧電振動片１０とパッケージ３との間に第２方向Ｌ３に大きな隙間を確保する必要がなく、圧電振動片１０とパッケージ３におけるベース基板４の周壁部８との間の第２方向Ｌ３の間隔を狭くすることが可能である。これにより、パッケージ３のサイズを小さくすることができ、圧電振動子１の小型化に繋げることができる。
【0097】
さらに、本実施形態の圧電振動片１０では、第１引き出し電極７５を、励振電極７０のうち該励振電極７０におけるＸ軸（第１方向Ｌ２）の中央部分よりもマウント電極７１側に位置する部分に繋げている。そのため、接続電極７２全体の長さを短くすることができるので、接続電極７２の電気抵抗を小さくすることができる。従って、マウント電極７１及び接続電極７２を通じて励振電極７０に効率良く通電することができ、厚み滑り振動を効率良く発生させることができる。
【0098】
さらに、第１引き出し電極７５を励振電極７０のうち四隅の角部７０ａを除く部分に繋げているので、励振電極７０の四隅の角部７０ａを残しておくことができ。そのため、励振電極７０の外形形状が崩れ難く、第１メサ部４０及び第２メサ部５０に対して適切に駆動電圧を印加させ易い。従って、厚み滑り振動を安定的に発生させ易く、振動特性の安定化を図ることができる。
【0099】
さらに、第１引き出し電極７５の引き出し端部７７が傾斜縁部７７ａを有しているので、引き出し端部７７を通じて第１引き出し電極７５と第２引き出し電極７６とをよりスムーズに繋げることができる。従って、厚み滑り振動時に、接続電極７２での振動伝搬を抑制することができ、振動特性の安定化を図ることができる。
【0100】
さらに図１０に示すように、第１引き出し電極７５を、圧電板本体３１における一方の第１側面３４から第１方向Ｌ２（Ｘ軸）に、下記式（１）を満たす距離Ｈ（ｍｍ）だけ離間した位置に一部分が重なるように形成している。
Ｈ＝ｎ・λ±２０％・・・（１）
Ｈ＝ｎ・λ±２０％・・・（１）
【0101】
厚み滑り振動時、圧電板３０には主振動である厚み滑り振動に強く結合する屈曲振動（厚み屈曲振動）が励起されてしまうことが知られている。屈曲振動は、いわゆる副振動の１つであり、厚み滑り振動の振動を妨げる不要波であるため、屈曲振動の振動エネルギーをできるだけ抑制することが求められる。
この点、第１引き出し電極７５を上述した距離Ｈに着目した位置に形成することで、屈曲振動の波長λにおける腹となる位置に、圧電板本体３１における一方の第１側面３４及び第１引き出し電極７５をそれぞれ位置させることが可能となる。これにより、不要波である屈曲振動を抑圧することができ、屈曲振動のエネルギーを抑制しながら厚み滑り振動を発生させることができる。従って、スプリアス発振を抑制することができ、さらに高品質な振動特性を具備する圧電振動片１０とすることができる。
この点、第１引き出し電極７５を上述した距離Ｈに着目した位置に形成することで、屈曲振動の波長λにおける腹となる位置に、圧電板本体３１における一方の第１側面３４及び第１引き出し電極７５をそれぞれ位置させることが可能となる。これにより、不要波である屈曲振動を抑圧することができ、屈曲振動のエネルギーを抑制しながら厚み滑り振動を発生させることができる。従って、スプリアス発振を抑制することができ、さらに高品質な振動特性を具備する圧電振動片１０とすることができる。
【0102】
なお、屈曲振動の波長λ（ｍｍ）は、第１メサ部４０及び第２メサ部５０を含む圧電板３０の厚みＴによって決定されることが知られている。さらに、厚み滑り振動における周波数（発振周波数）Ｆ（ＭＨｚ）は、第１メサ部４０及び第２メサ部５０を含む圧電板３０の厚みＴに反比例し、Ｆ＝１．６７／Ｔの関係を満たすことが知られている。
さらには、屈曲振動の波長λ（ｍｍ）と周波数Ｆ（ＭＨｚ）との関係に着目すると、以下の関係となることも知られている。これにより、上述した距離Ｈを算出することが可能となる。
・λ／２＝（１．３３２／Ｆ）－０．００２４
さらには、屈曲振動の波長λ（ｍｍ）と周波数Ｆ（ＭＨｚ）との関係に着目すると、以下の関係となることも知られている。これにより、上述した距離Ｈを算出することが可能となる。
・λ／２＝（１．３３２／Ｆ）－０．００２４
【0103】
なお、上記式（１）中、±２０％を超えた場合には、屈曲振動の波長λにおける腹となる位置から圧電板本体３１の一方の第１側面３４及び第１引き出し電極７５の位置が大きく外れ易く、屈曲振動の影響によって例えば振動特性にばらつきが生じる等、振動特性が低下するおそれがある。このようなことから、上記式（１）において±２０％に規定している。
例えば、周波数Ｆが３７．４（ＭＨｚ）の場合において、第１引き出し電極７５の位置を上記距離Ｈ（ｍｍ）から±２０％の範囲で移動させたときのＣＩ値を測定すると、１９Ω～３５Ωであったのに対し、±３０％の範囲で移動させたときのＣＩ値を測定すると、２４Ω～８５Ωの結果が得られた。従って、±２０％を超えてしまうと、振動特性にばらつきが生じてしまう。
例えば、周波数Ｆが３７．４（ＭＨｚ）の場合において、第１引き出し電極７５の位置を上記距離Ｈ（ｍｍ）から±２０％の範囲で移動させたときのＣＩ値を測定すると、１９Ω～３５Ωであったのに対し、±３０％の範囲で移動させたときのＣＩ値を測定すると、２４Ω～８５Ωの結果が得られた。従って、±２０％を超えてしまうと、振動特性にばらつきが生じてしまう。
【0104】
さらに、励振電極７０においても、マウント電極７１側に位置する縁部７０ｂと、圧電板本体３１における一方の第１側面３４との間のＸ軸（第１方向Ｌ２）に沿った間隔が、下記式（２）を満たす距離Ｋ（ｍｍ）だけ離間するように設定されている。
Ｋ＝ｍ・λ±２０％・・・（２）
Ｋ＝ｍ・λ±２０％・・・（２）
【0105】
そのうえで、第１引き出し電極７５の傾斜縁部７７ａと第２引き出し電極７６との接続角部７８の位置が、励振電極７０における縁部７０ｂに対して第１方向Ｌ２（Ｘ軸）において同位置となるように形成されている。従って、先に述べた場合と同様に、屈曲振動の波長λにおける腹となる位置に、励振電極７０における縁部７０ｂ及び接続角部７８をそれぞれ位置させることができる。従って、スプリアス発振をさらに効果的に抑制することが可能となる。
【0106】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形例には、例えば当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものなどが含まれる。
【符号の説明】
【0107】
Ｌ２…第１方向
Ｌ３…第２方向
１…圧電振動子
２…導電性接着剤
３…パッケージ
１０…圧電振動片
２０…ＡＴカット水晶基板
３１…圧電板本体
３２…圧電板本体の第１主面（主面）
３３…圧電板本体の第２主面（主面）
３４、３５…第１側面
３６、３７…第２側面
４０…第１メサ部（メサ部）
４１…第１メサ部の頂面
５０…第２メサ部（メサ部）
５１…第１メサ部の頂面
６０…電極膜
７０…励振電極
７０ａ…励振電極の角部
７１…マウント電極
７２…接続電極
７５…第１引き出し電極
７６…第２引き出し電極
７７…引き出し端部
７７ａ…傾斜縁部
７８…接続角部
Ｌ３…第２方向
１…圧電振動子
２…導電性接着剤
３…パッケージ
１０…圧電振動片
２０…ＡＴカット水晶基板
３１…圧電板本体
３２…圧電板本体の第１主面（主面）
３３…圧電板本体の第２主面（主面）
３４、３５…第１側面
３６、３７…第２側面
４０…第１メサ部（メサ部）
４１…第１メサ部の頂面
５０…第２メサ部（メサ部）
５１…第１メサ部の頂面
６０…電極膜
７０…励振電極
７０ａ…励振電極の角部
７１…マウント電極
７２…接続電極
７５…第１引き出し電極
７６…第２引き出し電極
７７…引き出し端部
７７ａ…傾斜縁部
７８…接続角部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】