JP5035750B2 - 水晶振動片、水晶振動子、及び水晶発振器 - Google Patents

Description

本発明は、水晶振動片、水晶振動子、及び水晶発振器に係り、特に基板の主面に凸の肉厚部を有するメサ型の水晶振動片、これを用いた水晶振動子、並びに水晶発振器に関する。

圧電素子として水晶を用いた振動子や発信器等の圧電デバイスは、周波数温度特性が優れていることより、種々の電子機器の基準周波数源や発信源などとして広く用いられている。特に、ＡＴカットと呼ばれるカット角で切り出された水晶基板を用いた圧電振動子（水晶振動子）は、周波数温度特性が３次曲線を呈するため、携帯電話等の移動体通信機器などにも広く利用されている。

近年では、小型化、低コスト化が要求される水晶振動片では、振動エネルギーの閉じ込め効率が高く、製造が容易なメサ型の水晶振動片が普及している（例えば特許文献１参照）。メサ型の水晶振動片の構成を具体的に示すと、図１１のようになる。このような構成の水晶振動片１では、凸状に形成された厚肉部である振動部２に励振電極４を、その周囲に形成された薄肉部である周縁部３に接続電極６をそれぞれ形成しているため、両者を接続する引出し電極５は、段差部を跨ぐこととなる。ここで、ウエットエッチングにより水晶基板の形状形成を行うと、振動部２と周縁部３との間の段差部では、水晶の結晶構造の異方性から、図１１（Ｂ）、（Ｃ）に示すような状態となる。なお、図１１（Ｂ）は、水晶振動片の平面形状を示す図１１（Ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す図であり、図１１（Ｃ）は、同図（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。

図１１（Ｃ）から見て取れるように、引出し電極５が配設されている段差部、すなわち＋Ｘ軸側の段差部には、逆テーパ面を含むテーパ面が形成されることとなる。このような逆テーパ面では、スパッタや蒸着による電極膜の形成が困難となる。このため、逆テーパ面を跨ぐ引出し電極５は、電極の膜厚が極端に薄くなる部分が生じ、当該部分が断線するといった虞が生ずる。

このような問題点を解消するための技術については、例えば特許文献２に開示されている技術を挙げることができる。特許文献２に開示されている技術は、水晶素板のうち、振動部の他、接続電極形成部及び引出し電極形成部を肉厚、すなわち振動部と同じ厚みに形成するというものである。このような構成とすることで、引出し電極が段差部を跨ぐことが無くなり、断線を生じさせる虞が無くなる。
２００７−１５８４８６号公報 ２００４−２００７７７号公報

しかし、上記特許文献２に開示されているような技術では、肉厚とした引出し電極形成部が、振動エネルギー漏れの要因となってしまう虞がある。
そこで、本願発明では、上記課題を解決し、振動部に対する振動エネルギーの閉じ込め効果を維持しつつ、引出し電極の断線も防ぐことのできる水晶振動片、および当該水晶振動片を搭載した水晶振動子、並びに水晶発振器を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
第１の形態の水晶振動片は、肉厚の振動部と前記振動部の周囲に配された肉薄の周縁部とを有したＡＴカット水晶素板と、当該水晶素板の表裏面に配設された電極とより構成される水晶振動片であって、前記水晶素板は、前記振動部が＋Ｙ´軸側、−Ｙ´軸側のいずれか一方または双方に凸設され、前記振動部が＋Ｙ´軸側に凸設された場合には、前記振動部の平面視形状において、前記振動部の中心を基準にして＋Ｘ軸側かつ−Ｚ´軸側に位置する隅部に、＋Ｘ軸と−Ｚ´軸とに交わる線分を接線とする曲線部、または＋Ｘ軸と−Ｚ´軸とに交わる線分である直線部を設け、前記振動部が−Ｙ´軸側に凸設された場合には、前記振動部の平面視形状において、前記振動部の中心を基準にして＋Ｘ軸側かつ＋Ｚ´軸側に位置する隅部に、＋Ｘ軸と＋Ｚ´軸とに交わる線分を接線とする曲線部、または＋Ｘ軸と＋Ｚ´軸とに交わる線分である直線部を設け、前記振動部の平面視形状はそれぞれ、前記隅部を除く外縁に直線状の縁辺を備え、前記電極は、前記振動部に配される励振電極と、前記周縁部に配される接続電極、及び前記励振電極と前記接続電極とを電気的に接続する引出し電極とから成り、前記引出し電極は前記隅部に設けた前記曲線部または前記直線部を通るように配設したことを特徴とする水晶振動片。
上記のような特徴を有する水晶振動片であれば振動部に対する振動エネルギーの閉じ込め効果を維持しつつ、引出し電極の断線も防ぐことができる。よって、電気的特性の悪化を防止すると共に、歩留りの向上を図ることができる。
第２の形態の水晶振動片は、第１の形態に記載の水晶振動片であって、前記振動部の中心を基準にして、前記振動部における−Ｘ軸側と＋Ｘ軸側のそれぞれの端部に位置する前記縁辺は、当該振動部に生ずる屈曲振動の腹の位置に一致させて設けたことを特徴とする水晶振動片。
上記のような特徴を有する水晶振動片であれば、主振動である厚み滑り振動に重畳する屈曲振動を抑圧することができる。
第３の形態の水晶振動片は、第１または第２の形態に記載の水晶振動片であって、前記直線部は、Ｚ´軸に平行な直線を基準として反時計回りに２５°≦θ＜９０°の範囲内の方向に一致させて形成したことを特徴とする水晶振動片。
上記のような特徴を有する水晶振動片であれば、引出し電極を配設する直線部を順テーパ面のみで構成することができる。このため、引出し電極の膜厚が極端に薄くなる箇所が存在せず、断線の危険性が低減される。
第４の形態の水晶振動片は、第１乃至第３の形態のいずれかに記載の水晶振動片であって、前記引出し電極を前記振動部における直線状の縁辺の延長線よりも内側に配設した事を特徴とする水晶振動片。
上記のような特徴を有する水晶振動片であれば、水晶素板の幅方向の寸法の拡大を抑制することができる。よって、水晶振動片を小型化することができる。
第５の形態の水晶振動片は、第１乃至第４の形態のいずれかに記載の水晶振動片であって、前記引出し電極の幅を前記直線部または前記曲線部の幅と一致させたことを特徴とする水晶振動片。
上記のような特徴を有する水晶振動片であれば、断線の危険性を低減できると共に、引出し電極の抵抗値を下げることができる。
また、第１の形態に係る水晶振動子は、水晶素板における−Ｘ軸側を自由端、+Ｘ軸側を固定端として定め、第１乃至第５の形態のいずれかに記載の水晶振動片をパッケージに収容したことを特徴とする水晶振動子。
上記のような特徴を有する水晶振動子は、断線の発生を抑える事ができるため、信頼性が高く、歩留りの良いものとすることができる。また、水晶振動片をウエットエッチングにより構成する場合には、自由端側のエッチング喰われを抑制することができる。
また、第１の形態に係る水晶発振器は、第１の形態として記載した水晶振動子に対して発振回路を搭載したことを特徴とする水晶発振器。
上記のような特徴を有する水晶発振器は、上記水晶振動子と同様に、信頼性が高く、歩留りの良いものとすることができる。
また、第２の形態に係る水晶発振器は、第１乃至第５の形態として記載した水晶振動片と、発振回路とを単一のパッケージに搭載したことを特徴とする水晶発振器。
このような特徴を有する水晶発振器であっても、信頼性が高く、歩留りの良いものとすることができる。

［適用例１］肉厚の振動部と前記振動部の周囲に配された肉薄の周縁部とを有したＡＴカット水晶素板と、当該水晶素板の表裏面に配設された電極とより構成される水晶振動片であって、前記水晶素板は、前記振動部が＋Ｙ´軸側、−Ｙ´軸側のいずれか一方または双方に凸設され、前記振動部が＋Ｙ´軸側に凸設された場合には、前記振動部の平面視形状において＋Ｘ軸側かつ−Ｚ´軸側の隅部に、接線方向が＋Ｘ軸方向と−Ｚ´軸方向の間の方向に一致する曲線部、または＋Ｘ軸方向と−Ｚ´軸方向の間の方向に一致する直線部を設け、前記振動部が−Ｙ´軸側に凸設された場合には、前記振動部の平面視形状において＋Ｘ軸側かつ＋Ｚ´軸側の隅部に、接線方向が＋Ｘ軸方向と＋Ｚ´軸方向の間の方向に一致する曲線部、または＋Ｘ軸方向と＋Ｚ´軸方向の間の方向に一致する直線部を設け、前記振動部の平面視形状はそれぞれ、隅部を除く外縁に直線状の縁辺を備え、前記電極は、前記振動部に配される励振電極と、前記周縁部に配される接続電極、及び前記励振電極と前記接続電極とを電気的に接続する引出し電極とから成り、前記引出し電極は前記曲線部または前記直線部を通るように配設したことを特徴とする水晶振動片。

上記のような特徴を有する水晶振動片であれば振動部に対する振動エネルギーの閉じ込め効果を維持しつつ、引出し電極の断線も防ぐことができる。よって、電気的特性の悪化を防止すると共に、歩留りの向上を図ることができる。

［適用例２］適用例１に記載の水晶振動片であって、前記振動部における−Ｘ軸側と＋Ｘ軸側のそれぞれの端部に位置する前記縁辺は、当該振動部に生ずる屈曲振動の腹の位置に一致させて設けたことを特徴とする水晶振動片。
上記のような特徴を有する水晶振動片であれば、主振動である厚み滑り振動に重畳する屈曲振動を抑圧することができる。

［適用例３］適用例１または適用例２に記載の水晶振動片であって、前記直線部は、Ｚ´軸に平行な直線を基準として反時計回りに２５°≦θ＜９０°の範囲内の方向に一致させて形成したことを特徴とする水晶振動片。

上記のような特徴を有する水晶振動片であれば、引出し電極を配設する直線部を順テーパ面のみで構成することができる。このため、引出し電極の膜厚が極端に薄くなる箇所が存在せず、断線の危険性が低減される。

［適用例４］適用例１乃至適用例３のいずれかに記載の水晶振動片であって、前記引出し電極を前記振動部における直線状の縁辺の延長線よりも内側に配設した事を特徴とする水晶振動片。
上記のような特徴を有する水晶振動片であれば、水晶素板の幅方向の寸法の拡大を抑制することができる。よって、水晶振動片を小型化することができる。

［適用例５］適用例１乃至適用例４のいずれかに記載の水晶振動片であって、前記引出し電極の幅を前記直線部または前記曲線部の幅と一致させたことを特徴とする水晶振動片。
上記のような特徴を有する水晶振動片であれば、断線の危険性を低減できると共に、引出し電極の抵抗値を下げることができる。

［適用例６］水晶素板における−Ｘ軸側を自由端、+Ｘ軸側を固定端として定め、適用例１乃至適用例５のいずれかに記載の水晶振動片をパッケージに収容したことを特徴とする水晶振動子。
上記のような特徴を有する水晶振動子は、断線の発生を抑える事ができるため、信頼性が高く、歩留りの良いものとすることができる。また、水晶振動片をウエットエッチングにより構成する場合には、自由端側のエッチング喰われを抑制することができる。

［適用例７］適用例６に記載の水晶振動子に対して発振回路を搭載したことを特徴とする水晶発振器。
上記のような特徴を有する水晶発振器は、上記水晶振動子と同様に、信頼性が高く、歩留りの良いものとすることができる。

［適用例８］適用例１乃至適用例５のいずれかに記載の水晶振動片と、発振回路とを単一のパッケージに搭載したことを特徴とする水晶発振器。
このような特徴を有する水晶発振器であっても、信頼性が高く、歩留りの良いものとすることができる。

以下、本発明の水晶振動片、水晶振動子、及び水晶発振器に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、図１を参照して、本発明の水晶振動片に係る第１の実施形態について説明する。なお、図１において、図１（Ａ）は水晶振動片の平面図を示し、図１（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す図である。

水晶振動片１０は、水晶素板１２と、当該水晶素板１２の表面に形成された電極（２０，２２，２４）により構成される。実施形態に係る水晶振動片１０では、水晶素板１２として、ＡＴカットと呼ばれるカット角で切り出された水晶素板を用いている。ＡＴカットとは、水晶の結晶軸であるＸ軸とＺ軸とを含む平面（Ｙ面）をＸ軸回りにＺ軸から反時計方向（−Ｙ軸方向）に約３５度１５分回転させて得られる主面（Ｘ軸とＺ´軸とを含む主面）を有するように切り出された水晶素板である。このような構成の水晶素板１２では、水晶素板１２の長手方向をＸ軸、短手方向をＺ´軸、さらに厚さ方向をＹ´軸と定めることができる。また、実施形態に係る水晶素板は、肉厚の振動部１４と、その周囲に配設された肉薄の周縁部１６とを有する。

ここで、水晶素板１２の形状形成をウエットエッチングにより行うと、背景技術の項でも述べたように、＋Ｘ軸側を向く段差面（Ａ−Ａで示す断面）に、逆テーパを含むテーパ面が形成される。本実施形態に係る水晶振動片１０では、＋Ｙ´軸側主面では、振動部１４における＋Ｘ軸側に位置する角部を、+Ｘ軸側の端部から−Ｚ´軸側の端部へ向けて直線状にカットしてＣ面取り部１８を形成している。一方で、−Ｙ´軸側の主面では、振動部１４における＋Ｘ軸側に位置する角部を、＋Ｘ軸側の端部から＋Ｚ´軸側の端部へ向けて直線状にカットしてＣ面取り部１８を形成している。このため、Ｃ面取り部１８を構成する直線は、＋Ｙ´軸側主面では＋Ｘ軸方向と−Ｙ´軸方向の間の方向に倣い、−Ｙ´軸側主面では＋Ｘ軸方向と＋Ｙ´軸方向の間の方向に倣うように方向付けされることとなる。
なお、Ｃ面取り部１８のカット角度（直線の方向）としては、図１中のθが２５度以上９０度未満とすることが望ましい。

上記のような角度範囲で形成されたＣ面取り部１８では、水晶素板１２の結晶方位の関係により、ウエットエッチングを行った際の段差部に逆テーパ面が現れない。すなわち、振動部１４と周縁部１６との間の段差部は、順テーパ面となる。このため、詳細を後述するようにして段差部を跨いで配設される引出し電極２２の膜厚が極端に薄くなるという事が無く、断線の虞も無くなる。

前記水晶素板１２の表面に形成された電極は、励振電極２０と接続電極２４、及び引出し電極２２とより成る。前記励振電極２０は、前記振動部１４の表面に設けられる電極であり、当該電極への電圧の印加により、励振作用が生ずることとなる。本実施形態に係る励振電極２０は、矩形状に形成され、＋Ｙ´軸側主面では、＋Ｘ軸側で−Ｚ´軸側に位置する角部またはその近傍に位置する部位に、−Ｙ´軸側主面では、＋Ｘ軸側で+Ｚ´軸側に位置する角部またはその近傍に位置する部位に、詳細を後述する引出し電極２２を接続している。

前記接続電極２４は、水晶振動片１０を基板等（例えば詳細を後述するパッケージベース）へ実装する際の接合部となる電極であり、接続電極２４を介して前記励振電極２０への電圧、および前記励振電極２０により励起された信号の授受が行われる。本実施形態の場合、＋Ｘ軸側に位置する周縁部１６の端部(縁辺)に沿って配設される。

前記引出し電極２２は、励振電極２０と接続電極２４とを電気的に接続するための電極であり、上述したように、振動部１４と周縁部１６との間の段差部を跨いで配設される。また、本実施形態では、引出し電極２２はＣ面取り部１８を通って引き回すことより、引き回し経路に逆テーパとなる部位が無く、引出し電極２２の厚みが極端に薄くなる箇所が無い。また、引出し電極２２は、Ｃ面取り部１８を通って引き回されるため、振動部１４の外縁を構成する直線状の縁辺の延長線の内側（振動部１４の短手方向の幅の中）に収まるように配設することができる。このような構成とすることにより、引出し電極２２を単純に、振動部１４の−Ｚ´軸側端部または＋Ｚ´軸側端部から周縁部１６へ引き回す場合に比べ、水晶振動片１０の幅寸法（図１におけるＺ´軸方向の寸法）を小さく抑えることができる。よって、水晶振動片１０の小型化に適することとなる。

また、実施形態に係る水晶振動片１０は、形状形成を行う際、Ｘ軸方向における振動部１４と励振電極２０との長さ（寸法）をそれぞれ次のように定めている。すなわち、振動部１４の長手方向（Ｘ軸方向）端部がそれぞれ不要振動（例えば屈曲振動）の腹の部分に位置するように寸法を定めると共に、励振電極２０のＸ軸方向端部も、前記不要振動の腹の部分に位置するように寸法を定めるというものである。

具体的には、図２に示すように、振動部１４の一方の端部から他方の端部までの寸法をＬ１とし、励振電極２０の一方の端部から他方の端部までの寸法をＬ２とした場合に、

の関係を満たすようにする。なお、数式１において、λは、λ＝２．６／Ｆ（Ｆは水晶振動片に生ずる厚み滑り振動の共振周波数）の関係を満たすようにする。また、図２においてＬ３は、水晶素板１２のＸ軸方向の寸法である。

そして、振動部１４の端部も、励振電極２０の端部も、屈曲振動の腹の部分に位置する構成とするため、Ｌ１とＬ２の関係は、

の関係を満たすようにし、振動部１４、励振電極２０共に、一方の端部と他方の端部との間でも、上記関係を満たす必要が生ずることより、数式４、数式５、及び数式６の関係を同時に満たすようにすると良い。

上記のような関係を満たす場合、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ４、Ｌ５はそれぞれ、不要振動である屈曲振動の半波長を奇数倍した寸法を有することとなる。
このような寸法関係を満たすことにより、屈曲振動を抑圧することができる。よって、本実施形態のように、Ｃ面取り部１８を形成した水晶振動片１０であっても、振動部１４の端部に、上記寸法関係を満たす直線状の縁辺の割合を多く残すことで、屈曲振動を効果的に抑圧することができる。

上記のように、形状形成を行う際に屈曲振動を抑圧する寸法関係を満たすと共に、Ｃ面取り部１８を形成したことにより、高品質で信頼性が高く、歩留りの高い水晶振動片１０を得ることができる。

次に、本発明の水晶振動片に係る第２の実施形態について図３を参照して説明する。
本実施形態に係る水晶振動片１１０の殆どの構成は、上述した第１の実施形態に係る水晶振動片１０と同様である。したがって、その構成、機能を同一とする箇所には、図１に付した符号に１００を足した符号を図面に付して、その詳細な説明は省略することとする。

本実施形態に係る水晶振動片１１０は、＋Ｙ´軸側主面においては振動部１１４における＋Ｘ軸側端部（縁辺）と−Ｚ´軸側端部（縁辺）との間に曲線部１１９を設けた事を、−Ｙ´軸側主面においては振動部１１４における＋Ｘ軸側端部（縁辺）と＋Ｚ´軸側端部（縁辺）との間に曲線部１１９を設けたことを特徴とする。このような特徴を有する水晶振動片１１０を平面視した場合、＋Ｙ´軸側主面では、前記曲線部１１９に接する図示しない接線が、＋Ｘ軸方向と−Ｚ´軸方向の間の方向に倣い、−Ｙ´軸側主面では、前記曲線部１１９に接する図示しない接線が、＋Ｘ軸方向と＋Ｚ´軸方向の間に倣うこととなる。

平面視を凸型曲線とする曲線部１１９は、平面視を直線とするカット部であるＣ面取り部１８と異なり、円周上におけるある一点に接する接線と、Ｚ´軸に平行な直線とにより成す角θ１が、円周上の点の位置を変える事により順次変化していく。このため、＋Ｙ´軸側主面における振動部１１４と周縁部１１６との間の段差は、＋Ｘ軸側から−Ｚ´軸側にかけて（−Ｙ´軸側主面においては＋Ｘ軸側から＋Ｚ´軸側にかけて）、逆テーパを含むテーパ面から、順テーパのみのテーパ面へと遷移してゆくこととなる。

したがって、段差部に配置される引出し電極１２２の幅を所定の幅以上、例えば曲線部１１９の円周長さの１／３程度以上とした場合には、順テーパのみの部分を含むこととなり、段差部にて断線が生じるといった事態を避けることができる。
その他の構成、作用、効果については、上述した第１の実施形態に係る水晶振動片１０と同様である。

次に、本発明の水晶振動片に係る第３の実施形態について図４、図５を参照して説明する。
本実施形態に係る水晶振動片も、その殆どの構成を上述した第１、第２の実施形態と同様にしている。したがって、その構成、機能を同一とする箇所には、図１に付した符号に、それぞれ２００，３００を足した符号を付して、その詳細な説明は省略することとする。

本実施形態に係る水晶振動片２１０，３１０は、上述した第１、第２の実施形態に係る水晶振動片１０，１１０がそれぞれ振動部１４，１１４の片側（＋Ｙ´軸側主面においては＋Ｘ軸側端部と−Ｚ´軸側端部の交点、−Ｙ´軸側主面においては＋Ｘ軸側端部と＋Ｚ´軸側端部の交点）にＣ面取り部１８や曲線部１１９を有するものとしていたのに対し、図４、図５にそれぞれ示すように、Ｃ面取り部２１８、曲線部３１９を、長手方向中心線（Ｘ軸沿った中心線）を基準として線対称に設けるようにした点を特徴とする。

このような構成とすることにより、振動部２１４，３１４において電荷の相殺が生ずることとなるため不要振動（例えば主振動を１次モードとする場合の、２次モード等、偶数の高次モードの振動）を消すことができる。
その他の構成、作用、効果については、上述した第１、第２の実施形態に係る水晶振動片１０，１１０と同様である。

また、上記第１から第４の実施形態に係る水晶振動片の変形例について、第１の実施形態に係る水晶振動片を例に挙げ、図６を参照して説明する。
本変形例に係る水晶振動片１０は、図６に示すように、段差部に配置された引出し電極２２の幅をＣ面取り部１８の幅と同じにした点を特徴とする。

このような構成によれば、上記それぞれの実施形態の効果に加え、断線の危険性を低減できると共に、Ｃ面取り部１８の幅を従来の引出し電極の幅よりも大きくすれば、引出し電極２２の抵抗値を減らすことができる。

次に、本発明の水晶振動子に係る実施の形態について、図７を参照して説明する。
本実施形態に係る水晶振動子３０は、水晶振動片１０と、パッケージ３２とから構成されている。前記水晶振動片１０は、上述した各実施形態に係る水晶振動片（例えば水晶振動片１０）であれば良い。また、パッケージ３２の構成は、特に限定されるものでは無いが、例えば次のような構成のものであれば良い。すなわち、前記パッケージ３２は、パッケージベース３６とリッド３４とより構成されるものであれば良い。ここで、パッケージベース３６は、水晶振動片１０を収容するためのキャビティを有する箱体であり、セラミックス等の絶縁材料により構成されると良い。パッケージベース３６の内部底面には、上記水晶振動片１０における接続電極２４を実装するための内部実装端子３８が形成されている。また、パッケージベース３６の外部底面には、外部実装端子４０が設けられ、内部実装端子３８と電気的に接続されている。

前記リッド３４は、パッケージベース３６における上部開口部を封止するための蓋体である。リッド３４としては、コバールなどの合金により構成される金属リッドの他、ソーダガラスなどの絶縁材料により構成されるガラスリッドなどを挙げることができる。

このような構成の水晶振動子３０では、パッケージベース３６に対して水晶振動片１０を実装する際、導電性接着剤４２を用いる。なお、導電性接着剤４２とは、硬化型の樹脂バインダーに銀などの導電性を有する金属フィラーを混入したものである。

そして、水晶振動片１０は、パッケージベース３６に実装される際、＋Ｘ軸側が固定端となり、−Ｘ軸側が自由端となるように片持ち支持されることとなる。水晶振動片１０を製造する際、水晶素板１２の外形形成をウエットエッチングで行うとした場合、自由端側に生ずるエッチング喰われを抑制することができる。水晶振動片１０の実装は、パッケージベース３６における内部実装端子３８に対して導電性接着剤４２を塗布し、当該導電性接着剤４２を介して水晶振動片１０を搭載することにより成される。

パッケージベース３６に対して水晶振動片１０が実装された後、パッケージベース３６の上部開口部にリッド３４を接合し、パッケージ３２を封止する。パッケージ３２の封止は、真空雰囲気中、あるいは不活性ガス雰囲気中において行うことが望ましい。
このような構成の水晶振動子３０であれば、信頼性が高く高品質なものとすることができる。

次に、本発明の水晶発振器に係る実施の形態について図面を参照して説明する。まず、図８を参照して、第１の実施形態に係る水晶発振器について説明する。
本実施形態に係る水晶発振器５０は、図７に示した水晶振動子３０をそのまま利用するもので、水晶振動子３０の他、リードフレーム５６と発振回路を備えたＩＣ５２を有する。

具体的には、リードフレーム５６の上面にＩＣ５２を、リードフレーム５６の下面に反転させた水晶振動子３０をそれぞれ搭載し、リードフレーム５６とＩＣ５２、ＩＣ５２と水晶振動子３０をそれぞれ金属ワイヤ６４で接続するというものである。

また、上記のような構成の水晶発振器５０は、ＩＣ５２の能動面や金属ワイヤ６４、および接続部の保護のため、外部実装端子を担うリードフレーム５６の先端を除く全体を樹脂５８によりモールドすることで構成される。

このような構成の水晶発振器５０によれば、水晶振動片１０の信頼性、歩留りが高いことより、信頼性が高く、歩留りの良い水晶発振器とすることができる。

次に、図９を参照して第２の実施形態に係る水晶発振器について説明する。
本実施形態に係る水晶発振器５０ａは、図９に示すように、１つのパッケージ３２ａの中に、ＩＣ５２と水晶振動片１０を収容する形態を採るものである。図９に示す実施形態の場合、水晶発振器５０ａの小型化のために、ＩＣ５２と水晶振動片１０を縦方向に重ねるように配設することとしている。具体的には、パッケージベース３６ａのキャビティを階段状に形成し、最も下の段に位置する底板部にＩＣ５２を搭載する。ＩＣ５２を搭載した段の上の段に、ＩＣ５２とパッケージベース３６ａとを電気的に接続するための内部端子６０を設け、ＩＣ５２の能動面に設けられた端子５４とパッケージベース３６ａに設けた内部端子６０とを金属ワイヤ６４により接続する。そして、前記内部端子６０を設けた段の上の段に、水晶振動片１０を実装するための内部実装端子３８を設け、導電性接着剤４２を介して水晶振動片１０を実装する。水晶振動片１０を実装した後、パッケージベース３６ａの上部開口部をリッド３４ａにより封止する。このような構成の水晶発振器５０ａであっても、上記第１の実施形態に係る水晶発振器と同様な効果を得ることができる。

水晶発振器について、その他の実施形態として、図１０に示すようなものを挙げることもできる。図１０に示す実施形態は、パッケージベース３６ｂとして、いわゆるＨ型断面を有するものを採用したものであり、上下に設けられたキャビティの一方に水晶振動片１０を搭載してリッド３４ｂにより封止すると共に、他方にＩＣ５２を搭載するという構成を採る。このような構成の水晶発振器であっても、上記第１、第２の実施形態に係る水晶発振器と同様な効果を得ることができるため、本発明の一部ということができる。

なお、上記実施形態ではいずれも、水晶振動片はバイメサ（振動部が＋Ｙ´軸側、−Ｙ´軸側の双方に凸設）型として例示したが、本発明の水晶振動片は、プラノメサ型のものであっても良い。水晶振動片をプラノメサ型とする場合には、振動部を凸設した主面（＋Ｙ´軸側主面または−Ｙ´軸側主面）にのみカット部を形成すれば良い。また、実施形態に示した水晶振動片はいずれも、長手方向をＸ軸、短手方向をＺ´軸とし、厚み方向をＹ´軸としている。しかしながら、本発明に係る水晶振動片は、長手方向をＺ´軸、短手方向をＸ軸、厚み方向Ｙ´軸としたものも含む。また当然に、平面視形状を正方形とした水晶素板を用いた水晶振動片であっても、本発明を適用することができる。

第１の実施形態に係る水晶振動片の構成を示す図である。 発明に係る水晶振動片の形状的特徴の一つを示す図である。 第２の実施形態に係る水晶振動片の構成を示す図である。 第３の実施形態の第１の例に係る水晶振動片の構成を示す図である。 第３の実施形態の第２の例に係る水晶振動片の構成を示す図である。 発明に係る水晶振動片の応用形態を示す図である。 発明に係る水晶振動子の構成を示す図である。 第１の実施形態に係る水晶発振器の構成を示す図である。 第２の実施形態に係る水晶発振器の構成を示す図である。 発明に係る水晶発振器における他の実施形態を示す図である。 従来の水晶振動片の構成を示す図である。

符号の説明

１０………水晶振動片、１２………水晶素板、１４………振動部、１６………周縁部、１８………Ｃ面取り部、２０………励振電極、２２………引出し電極、２４………接続電極、３０………水晶振動子、３２………パッケージ、３４………リッド、３６………パッケージベース、３８………内部実装端子、４０………外部実装端子、４２………導電性接着剤、５０………水晶発振器、５２………ＩＣ、５４………端子、５６………リードフレーム、５８………樹脂。

Claims (8)

1. 肉厚の振動部と前記振動部の周囲に配された肉薄の周縁部とを有したＡＴカット水晶素板と、当該水晶素板の表裏面に配設された電極とより構成される水晶振動片であって、
   前記水晶素板は、前記振動部が＋Ｙ´軸側、−Ｙ´軸側のいずれか一方または双方に凸設され、
   前記振動部が＋Ｙ´軸側に凸設された場合には、前記振動部の平面視形状において、前記振動部の中心を基準にして＋Ｘ軸側かつ−Ｚ´軸側に位置する隅部に、＋Ｘ軸と−Ｚ´軸とに交わる線分を接線とする曲線部、または＋Ｘ軸と−Ｚ´軸とに交わる線分である直線部を設け、
   前記振動部が−Ｙ´軸側に凸設された場合には、前記振動部の平面視形状において、前記振動部の中心を基準にして＋Ｘ軸側かつ＋Ｚ´軸側に位置する隅部に、＋Ｘ軸と＋Ｚ´軸とに交わる線分を接線とする曲線部、または＋Ｘ軸と＋Ｚ´軸とに交わる線分である直線部を設け、
   前記振動部の平面視形状はそれぞれ、前記隅部を除く外縁に直線状の縁辺を備え、
   前記電極は、前記振動部に配される励振電極と、前記周縁部に配される接続電極、及び前記励振電極と前記接続電極とを電気的に接続する引出し電極とから成り、前記引出し電極は前記隅部に設けた前記曲線部または前記直線部を通るように配設したことを特徴とする水晶振動片。
2. 請求項１に記載の水晶振動片であって、
   前記振動部の中心を基準にして、前記振動部における−Ｘ軸側と＋Ｘ軸側のそれぞれの端部に位置する前記縁辺は、当該振動部に生ずる屈曲振動の腹の位置に一致させて設けたことを特徴とする水晶振動片。
3. 請求項１または請求項２に記載の水晶振動片であって、
   前記直線部は、Ｚ´軸に平行な直線を基準として反時計回りに２５°≦θ＜９０°の範囲内の方向に一致させて形成したことを特徴とする水晶振動片。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の水晶振動片であって、
   前記引出し電極を前記振動部における直線状の縁辺の延長線よりも内側に配設した事を特徴とする水晶振動片。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の水晶振動片であって、
   前記引出し電極の幅を前記直線部または前記曲線部の幅と一致させたことを特徴とする水晶振動片。
6. 水晶素板における−Ｘ軸側を自由端、+Ｘ軸側を固定端として定め、
   請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の水晶振動片をパッケージに収容したことを特徴とする水晶振動子。
7. 請求項６に記載の水晶振動子に対して発振回路を搭載したことを特徴とする水晶発振器。
8. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の水晶振動片と、発振回路とを単一のパッケージに搭載したことを特徴とする水晶発振器。

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