JP7491675B2 - 圧電振動片および圧電振動子 - Google Patents

Description

本発明は、圧電振動片および圧電振動子に関するものである。

ＡＴカット水晶基板により形成される圧電振動片において、圧電振動片を小型化、低周波数化すると、中央に形成された励振部で発振した振動が圧電振動片の外周端部へ伝搬しやすくなる。振動が圧電振動片の外周端部に伝播すると、外周端部でスプリアスが発振し、振動特性が悪化する。

そのため、振動エネルギーを中央部に効率よく閉じ込める構造が必要である。厚みすべり振動による主振動の振動エネルギーを圧電振動片の中央部に閉じ込めるために、中央部を肉厚かつ平坦にしたいわゆるメサ型の圧電振動片が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、厚みすべり振動する振動部と、振動部の外縁に沿って配置されている外縁部とを含み、Ｘ軸とＺ’軸とで規定される平面に沿った面を主面とし、Ｙ’軸方向を厚み方向とするＡＴカット水晶基板を備え、外縁部は、一方の主面および前記一方の主面の裏側である他方の主面を有し、振動部は、外縁部の前記一方の主面よりも＋Ｙ’軸方向に突出している第１凸部と、外縁部の前記他方の主面よりも－Ｙ’軸方向に突出している第２凸部と、有する振動素子が開示されている。

ところで、ＡＴカット水晶基板により形成される圧電振動片では、主振動として厚みすべり振動を利用するので、輪郭すべり振動が不要振動となる。輪郭すべり振動の影響が大きいと、圧電振動片の振動特性が不安定になる。特許文献２には、厚みすべり振動と輪郭すべり振動とは、Ｚ’寸法（ｗ）と厚み（ｔ）の辺比により、ｗ／ｔ＝１．５３８（２ｎ－１）となる辺比で結合すると記載されている。つまり、厚みすべり振動と輪郭すべり振動との結合が抑制されるように圧電振動片の外形寸法を設定することで、圧電振動片の振動特性の悪化を抑制できる。

特許第５９５７９９７号公報 特開２００３－１３９８０９号公報

しかしながら、圧電振動片の振動特性のさらなる向上を図るという点で未だ改善の余地がある。

そこで本発明は、優れた振動特性を有する圧電振動片および圧電振動子を提供するものである。

本発明の圧電振動片は、ＡＴカット水晶基板により形成された圧電板を備え、前記圧電板は、Ｙ’軸方向第１側に向く第１主面と、Ｙ’軸方向第２側に向く第２主面と、前記第１主面に設けられ、前記Ｙ’軸方向第１側に膨出する第１メサ部と、前記第２主面に設けられ、前記Ｙ’軸方向第２側に膨出する第２メサ部と、を備え、前記第１メサ部および前記第２メサ部のそれぞれは、Ｙ’軸に直交する頂面と、前記頂面を囲み、前記頂面に対して傾斜した側面と、を備え、前記第２メサ部の前記頂面におけるＺ’軸方向の中心は、前記第１メサ部の前記頂面におけるＺ’軸方向の中心よりもＺ’軸方向第１側に位置し、前記圧電板のＺ’軸方向の寸法をＧｚとし、共振周波数をｆ（ｋＨｚ）とし、前記圧電板の厚さをｔ（ｍｍ）＝１６７０／ｆとした場合、前記第１メサ部の前記頂面における前記Ｚ’軸方向第１側の端部から、前記圧電板における前記Ｚ’軸方向第１側の端部までのＺ’軸方向の距離Ｄ１は、Ｇｚ／２－１．５３８×（ｍ－Δｍ）×ｔ≦Ｄ１≦Ｇｚ／２－１．５３８×（ｍ＋Δｍ）×ｔを満たすように設定されている、ことを特徴とする。ただし、ｍ＝２またはｍ＝３であり、ｍ＝２の場合Δｍ＝０．２であり、ｍ＝３の場合Δｍ＝０．４である。

本発明によれば、第１メサ部の頂面におけるＺ’軸方向第１側の端部が輪郭すべり振動の節の位置に設けられるので、第１メサ部の端部で輪郭すべり振動に基づくスプリアスが発振することを抑制できる。したがって、優れた振動特性を有する圧電振動片を提供できる。
しかも、ｍ＝２の場合、ｍ±０．２の範囲で、またｍ＝３の場合、ｍ±０．４の範囲でクリスタルインピーダンス（ＣＩ値）が規格値を下回ることが確認された。したがって、設計公差を大きくすることができる。

上記の圧電振動片において、前記第１メサ部の前記頂面におけるＺ’軸方向第２側の端部は、前記第２メサ部の前記頂面における前記Ｚ’軸方向第２側の端部に対して前記Ｚ’軸方向第２側にずれていてもよい。

本発明によれば、第１メサ部におけるＺ’軸方向第２側に向く側面と、第２メサ部におけるＺ’軸方向第２側に向く側面と、がＺ’軸方向に互いにずれて配置される。このため、圧電板の厚み変化が滑らかになるので、圧電板の外周端部に向けて伝わる振動を効率的に減衰して、振動漏れを抑制できる。したがって、圧電振動片の振動特性をより一層向上させることができる。

上記の圧電振動片において、前記第２メサ部の前記頂面におけるＺ’軸方向第２側の端部から、前記圧電板における前記Ｚ’軸方向第２側の端部までのＺ’軸方向の距離Ｄ２は、Ｇｚ／２－１．５３８×（ｎ－Δｎ）×ｔ≦Ｄ２≦Ｇｚ／２－１．５３８×（ｎ＋Δｎ）×ｔを満たすように設定されていてもよい。ただし、ｎ＝２またはｎ＝３であり、ｎ＝２の場合Δｎ＝０．２であり、ｎ＝３の場合Δｎ＝０．４である。

本発明によれば、第２メサ部の頂面におけるＺ’軸方向第２側の端部が輪郭すべり振動の節の位置に設けられるので、第２メサ部の端部で輪郭すべり振動に基づくスプリアスが発振することを抑制できる。したがって、優れた振動特性を有する圧電振動片を提供できる。

上記の圧電振動片において、前記第２メサ部の前記頂面における前記Ｚ’軸方向第１側の端部は、前記第１メサ部の前記頂面における前記Ｚ’軸方向第１側の端部に対して前記Ｚ’軸方向第１側にずれていてもよい。

本発明によれば、第２メサ部におけるＺ’軸方向第１側に向く側面と、第１メサ部におけるＺ’軸方向第１側に向く側面と、がＺ’軸方向に互いにずれて配置される。このため、圧電板の厚み変化が滑らかになるので、圧電板の外周端部に向けて伝わる振動を効率的に減衰して、振動漏れを抑制できる。したがって、圧電振動片の振動特性をより一層向上させることができる。

上記の圧電振動片において、前記第１主面は、前記第１メサ部を囲む第１外周部を備え、前記第２主面は、前記第２メサ部を囲む第２外周部を備え、前記第１メサ部の前記頂面における前記Ｚ’軸方向第２側の端部は、Ｙ’軸方向から見て前記第２外周部に重なり、前記第２メサ部の前記頂面における前記Ｚ’軸方向第１側の端部は、Ｙ’軸方向から見て前記第１外周部に重なっていてもよい。

本発明によれば、第１メサ部の頂面におけるＺ’軸方向第２側の端部がＹ’軸方向から見て第２外周部に重なっていない場合、または第２メサ部の頂面におけるＺ’軸方向第１側の端部がＹ’軸方向から見て第１外周部に重なっていない場合と比較して、第１メサ部と第２メサ部とのＺ’軸方向のずれ量を大きくすることができる。第１メサ部の頂面と第２メサ部の頂面とをＺ’軸方向に互いにずらしておくことで、水晶基板のカット角がずれた状態と同等とすることができる。このため、第１メサ部の頂面と第２メサ部の頂面との相対位置が製造ばらつき等によって設計値からずれても、周波数温度特性の傾きの変化を小さくすることができる。したがって、周波数の安定した圧電振動片が得られる。

上記の圧電振動片において、前記第１メサ部の前記頂面における前記Ｚ’軸方向第２側の端部は、前記第２メサ部の前記頂面における前記Ｚ’軸方向第２側の端部に対し、Ｚ’軸方向において前記圧電板のＺ’軸方向の寸法の５％以上ずれ、かつ前記圧電板の前記Ｚ’軸方向第２側の端部よりも前記Ｚ’軸方向第１側に位置し、前記第２メサ部の前記頂面における前記Ｚ’軸方向第１側の端部は、前記第１メサ部の前記頂面における前記Ｚ’軸方向第１側の端部に対し、Ｚ’軸方向において前記圧電板のＺ’軸方向の寸法の５％以上ずれ、かつ前記圧電板の前記Ｚ’軸方向第１側の端部よりも前記Ｚ’軸方向第２側に位置していてもよい。

本発明によれば、ＣＩ値が低減され、かつ周波数温度特性の傾きの変化角を十分に小さくして周波数の安定化が図られた圧電振動片を提供できる。

上記の圧電振動片において、前記Ｙ’軸方向第１側は、Ｙ’軸方向の＋側であり、前記Ｚ’軸方向第１側は、Ｚ’軸方向の＋側であってもよい。

本発明によれば、圧電板のＺ’軸方向の寸法、および第１メサ部と第２メサ部とのＺ’軸方向のずれ量の設計公差が大きくなる。したがって、ＣＩ値の低減が図られた圧電振動片を容易に製造可能とすることができる。

上記の圧電振動片において、前記第１メサ部の前記側面は、Ｚ’軸方向の＋側に向く＋Ｚ’側面を備え、前記第２メサ部の前記側面は、Ｚ’軸方向の－側に向く－Ｚ’側面を備え、前記＋Ｚ’側面および前記－Ｚ’側面それぞれのＺ’軸に対する傾斜角度は９０°未満であってもよい。

本発明によれば、圧電板のＹ’軸方向の厚みは、圧電板の中央部から外周端部に向かうに従い小さくなるが、メサ部がＺ’軸に対する傾斜角度が９０°の側面を備える場合と比較して、圧電板の厚み変化を滑らかにすることが可能となる。これにより、圧電板の外周端部に向けて伝わる振動を効率的に減衰して、振動漏れを抑制できる。したがって、圧電振動片の振動特性を向上させることができる。

本発明の圧電振動子は、上記の圧電振動片と、前記圧電振動片が実装されたパッケージと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、上述した圧電振動片を備えているため、優れた振動特性を有する圧電振動子を提供できる。

本発明によれば、優れた振動特性を有する圧電振動片および圧電振動子を提供できる。

第１実施形態に係る圧電振動子の分解斜視図である。 第１実施形態に係る圧電振動片の平面図である。 第１実施形態に係る圧電振動片の側面図である。 第１実施形態に係る圧電振動片の側面図である。 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。 第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。 第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。 第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。 第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。 第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。 メサ部の頂面の端部と圧電板の端部までの距離と、圧電振動片のＣＩ値と、の関係を示す図である。 第１メサ部と第２メサ部とのＺ’軸方向のずれ量と、圧電振動片のＣＩ値と、の関係を示す図である。 第１メサ部と第２メサ部とのＺ’軸方向のずれ量と、周波数温度特性の傾きの変化角と、の関係を示す図である。 第２実施形態に係る圧電振動片の平面図である。 第２実施形態に係る圧電振動片の側面図である。 圧電板の外形寸法と、第１メサ部２０と第２メサ部３０とのＺ’軸方向のずれ量と、ＣＩ値との関係を示す図である。 圧電板の外形寸法と、第１メサ部２０と第２メサ部３０とのＺ’軸方向のずれ量と、ＣＩ値との関係を示す図である。 第３実施形態に係る圧電振動片の平面図である。 第３実施形態に係る圧電振動片の側面図である。 図１８のＸＸ－ＸＸ線における断面図である。 第３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。 第３実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。

［第１実施形態］
（圧電振動子）
最初に第１実施形態の圧電振動子１について説明する。
図１は、第１実施形態に係る圧電振動子の分解斜視図である。
図１に示すように、圧電振動子１は、圧電振動片１０と、圧電振動片１０が実装されたパッケージ７０と、を備える。圧電振動片１０は、厚みすべりモードで振動する圧電振動片１０である。圧電振動片１０は、圧電板１１と、圧電板１１を厚みすべり振動させる電極膜１２と、を備える。

圧電板１１は、ＡＴカット水晶基板により形成されている。ここで、ＡＴカットとは、人工水晶の結晶軸である電気軸（Ｘ軸）、機械軸（Ｙ軸）および光学軸（Ｚ軸）の３つの結晶軸のうち、Ｚ軸に対してＸ軸周りに３５度１５分だけ傾いた方向（Ｚ’軸方向）に切り出す加工手法である。ＡＴカットによって切り出された圧電板１１を有する圧電振動片１０は、周波数温度特性が安定しており、構造や形状が単純で加工が容易であり、ＣＩ値が低いという利点がある。なお、以下の説明において、各図の構成を説明する際には、ＸＹ’Ｚ’座標系を用いる。このＸＹ’Ｚ’座標系のうち、Ｙ’軸はＸ軸およびＺ’軸に直交する軸である。また、Ｘ軸方向、Ｙ’軸方向およびＺ’軸方向は、図中矢印方向を＋方向とし、矢印とは反対の方向を－方向として説明する。圧電板１１は、Ｙ’軸方向を厚さ方向とするとともにＸ軸方向を長手方向とする矩形板状に形成されている。

図２は、第１実施形態に係る圧電振動片の平面図である。図３および図４は、第１実施形態に係る圧電振動片の側面図である。
図２から図４に示すように、圧電板１１は、Ｙ’軸方向の＋側に向く第１主面１５と、Ｙ’軸方向の－側に向く第２主面１６と、第１主面１５および第２主面１６の外周縁同士を接続する外周端面１７と、を備える。圧電板１１は、第１主面１５および第２主面１６それぞれに、Ｙ’軸方向の外側に膨出して振動領域となるメサ部（第１メサ部２０および第２メサ部３０）を有する、いわゆるメサ型とされている。具体的に、第１主面１５は、中央部においてＹ’軸方向の＋側に膨出する第１メサ部２０と、外周部分に位置して第１メサ部２０を囲む第１外周部２１と、を備える。第２主面１６は、中央部においてＹ’軸方向の－側に膨出する第２メサ部３０と、外周部分に位置して第２メサ部３０を囲む第２外周部３１と、を備える。

第１メサ部２０は、第１外周部２１に対してＹ’軸方向＋側に膨出している。第１メサ部２０は、四角錐台形状に形成されている。第１メサ部２０は、頂面２２と、頂面２２を囲む４つの側面２３，２４，２５，２６と、を備える。頂面２２は、平面視において、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状に形成されている。頂面２２は、Ｙ’軸方向に直交する平坦面になっている。

４つの側面２３，２４，２５，２６は、それぞれ頂面２２に対して傾斜している。４つの側面２３，２４，２５，２６のそれぞれは、第１外周部２１に連なり、頂面２２の外周縁と、第１外周部２１の内周縁と、を接続している。４つの側面２３，２４，２５，２６は、Ｚ’軸方向＋側に向く第１側面２３と、Ｚ’軸方向－側に向く第２側面２４と、Ｘ軸方向＋側に向く第３側面２５と、Ｘ軸方向－側に向く第４側面２６と、である。第１側面２３のＺ’軸方向に対する傾斜角度は、おおよそ９０°である。なお、第１側面２３のＺ’軸 方向に対する傾斜角度は、第１側面２３のＹ’Ｚ’断面における両端部を通る仮想直線がＺ’軸に対してなす角度で定義される。前記仮想直線は、第１側面２３と第１外周部２１との接続部と、第１側面２３と頂面２２との接続部と、を通る。他の側面２４，２５，２６のＺ’軸 方向に対する傾斜角度も同様である。第２側面２４のＺ’軸方向に対する傾斜角度は、第１側面２３のＺ’軸方向に対する傾斜角度よりも小さい。

第１外周部２１は、平面視において、矩形枠状に形成されている。第１外周部２１の外周縁は、外周端面１７のＹ’軸方向＋側の端縁に接続されている。

図３および図４に示すように、第２メサ部３０は、第２外周部３１に対してＹ’軸方向－側に膨出している。本実施形態では、第２メサ部３０は、第１メサ部２０と点対称になるように形成されている。第２メサ部３０は、四角錐台形状に形成されている。第２メサ部３０は、頂面３２と、頂面３２を囲む４つの側面３３，３４，３５，３６と、を備える。頂面３２は、平面視において、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状に形成されている。頂面３２は、Ｙ’軸方向に直交する平坦面になっている。頂面３２は、第１メサ部２０の頂面２２と同形同大に形成されている。

４つの側面３３，３４，３５，３６は、それぞれ頂面３２に対して傾斜している。４つの側面３３，３４，３５，３６のそれぞれは、第２外周部３１に連なり、頂面３２の外周縁と、第２外周部３１の内周縁と、を接続している。４つの側面３３，３４，３５，３６は、Ｚ’軸方向－側に向く第１側面３３と、Ｚ’軸方向＋側に向く第２側面３４と、Ｘ軸方向－側に向く第３側面３５と、Ｘ軸方向＋側に向く第４側面３６と、である。各側面３３，３４，３５，３６の形状は、第１メサ部２０の各側面２３，２４，２５，２６の形状と同様である。

第２外周部３１は、平面視において、矩形枠状に形成されている。第２外周部３１の外周縁は、外周端面１７のＹ’軸方向－側の端縁に接続されている。

外周端面１７は、水晶結晶の自然結晶面に倣った角度に形成されている。外周端面１７のうち、Ｘ軸方向＋側に向く第１端面４１、およびＸ軸方向－側に向く第２端面４２は、それぞれ複数の平面がＹ’軸方向に連なって形成されている。これにより、圧電板１１のうち、少なくともＸ軸方向両側の端部は、Ｘ軸方向の外側に向かうに従いＹ’軸方向の厚さが漸次薄くなっている。

ここで、電極膜１２等の説明に先立って、第１メサ部２０および第２メサ部３０の位置について説明する。
図３に示すように、第１メサ部２０の頂面２２におけるＺ’軸方向の中心は、圧電板１１におけるＺ’軸方向の中心よりもＺ’軸方向の－側に位置している。第２メサ部３０の頂面３２におけるＺ’軸方向の中心は、圧電板１１におけるＺ’軸方向の中心よりもＺ’軸方向の＋側に位置している。

第１メサ部２０の頂面２２におけるＺ’軸方向＋側の＋Ｚ’端部２２ａは、圧電板１１におけるＺ’軸方向＋側の端部よりもＺ’軸方向の－側に配置されている。圧電板１１のＺ’軸方向の寸法をＧｚとし、圧電振動片１０の厚みすべり振動の共振周波数をｆとし、圧電振動片１０の厚さをｔとする。圧電振動片１０の厚さｔは、ｔ＝１６７０／ｆによって定義されるものであり、後述する励振電極の重量等が及ぼす影響によって、実際の圧電振動片１０の厚さとは異なる場合がある。第１メサ部２０の頂面２２の＋Ｚ’端部２２ａから、圧電板１１におけるＺ’軸方向＋側の端部までのＺ’軸方向の距離Ｄ１は、下記の式（１）を満たすように設定されている。
Ｄ１＝Ｇｚ／２－１．５３８×（ｍ±Δｍ）×ｔ ・・・（１）
ただし、ｍ＝２またはｍ＝３であり、ｍ＝２の場合Δｍ＝０．２であり、ｍ＝３の場合Δｍ＝０．４である。

第１メサ部２０の頂面２２におけるＺ’軸方向－側の－Ｚ’端部２２ｂは、第２メサ部３０の頂面３２におけるＺ’軸方向－側の－Ｚ’端部３２ａに対してＺ’軸方向－側にずれている。第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂは、第２メサ部３０よりもＺ’軸方向－側に位置している。すなわち、第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂは、Ｙ’軸方向から見て第２外周部３１に重なっている。また、第２メサ部３０の頂面３２の－Ｚ’端部３２ａは、Ｙ’軸方向から見て第１メサ部２０の頂面２２に重なっている。第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂは、第２メサ部３０の頂面３２の－Ｚ’端部３２ａに対して、圧電板１１のＺ’軸方向の寸法Ｇｚの５％以上ずれている。つまり、第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂと、第２メサ部３０の頂面３２の－Ｚ’端部３２ａとのＺ’軸方向における距離Ｓ１は、圧電板１１のＺ’軸方向の寸法Ｇｚの５％以上である。第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂは、圧電板１１のＺ’軸方向－側の端部よりもＺ’軸方向＋側に位置している。

第２メサ部３０の頂面３２の－Ｚ’端部３２ａは、圧電板１１におけるＺ’軸方向－側の端部よりもＺ’軸方向の＋側に配置されている。第２メサ部３０の頂面３２の－Ｚ’端部３２ａから、圧電板１１におけるＺ’軸方向－側の端部までのＺ’軸方向の距離Ｄ２は、下記の式（２）を満たすように設定されている。
Ｄ２＝Ｇｚ／２－１．５３８×（ｎ±Δｎ）×ｔ ・・・（２）
ただし、ｎ＝２またはｎ＝３であり、ｎ＝２の場合Δｎ＝０．２であり、ｎ＝３の場合Δｍ＝０．４である。

第２メサ部３０の頂面３２におけるＺ’軸方向＋側の＋Ｚ’端部３２ｂは、第１メサ部２０の頂面２２の＋Ｚ’端部２２ａに対してＺ’軸方向＋側にずれている。第２メサ部３０の頂面３２の＋Ｚ’端部３２ｂは、第１メサ部２０よりもＺ’軸方向＋側に位置している。すなわち、第２メサ部３０の頂面３２の＋Ｚ’端部３２ｂは、Ｙ’軸方向から見て第１外周部２１に重なっている。また、第１メサ部２０の頂面２２の＋Ｚ’端部２２ａは、Ｙ’軸方向から見て第２メサ部３０の頂面３２に重なっている。第２メサ部３０の頂面３２の＋Ｚ’端部３２ｂは、第１メサ部２０の頂面２２の＋Ｚ’端部２２ａに対して、圧電板１１のＺ’軸方向の寸法Ｇｚの５％以上ずれている。つまり、第２メサ部３０の頂面３２の＋Ｚ’端部３２ｂと、第１メサ部２０の頂面２２の＋Ｚ’端部２２ａとのＺ’軸方向における距離Ｓ２は、圧電板１１のＺ’軸方向の寸法Ｇｚの５％以上である。第２メサ部３０の頂面３２の＋Ｚ’端部３２ｂは、圧電板１１のＺ’軸方向＋側の端部よりもＺ’軸方向－側に位置している。本実施形態では、第２メサ部３０は、第１メサ部２０と点対称になるように形成されているので、前記距離Ｓ２は前記距離Ｓ１に等しい。

以下、電極膜１２等について説明する。
図２および図４に示すように、電極膜１２は、圧電板１１の外表面に形成されている。電極膜１２は、励振電極（第１励振電極６１Ａおよび第２励振電極６１Ｂ）と、マウント電極（第１マウント電極６２Ａおよび第２マウント電極６２Ｂ）と、配線（第１配線６３Ａおよび第２配線６３Ｂ）と、を有している。なお、電極膜１２は、金等の単層膜や、クロム等を下地層とし、金等を上地層とした積層膜等で形成されている。

第１励振電極６１Ａは、第１メサ部２０の頂面２２上に配置されている。第１励振電極６１Ａは、平面視矩形状に形成され、第１メサ部２０の頂面２２の外周縁よりも内側に配置されている。
第２励振電極６１Ｂは、第２メサ部３０の頂面３２上に配置されている。第２励振電極６１Ｂは、平面視矩形状に形成され、第２メサ部３０の頂面３２の外周縁よりも内側に配置されている。第２励振電極６１Ｂは、第１励振電極６１Ａと同形同大に形成され、Ｙ’軸方向から見て第１励振電極６１Ａに完全に重なっている。

第１マウント電極６２Ａは、圧電板１１のうちＸ軸方向＋側かつＺ’軸方向－側に位置する角部の外面上に形成されている。第１マウント電極６２Ａは、第１外周部２１、外周端面１７および第２外周部３１に亘って配置されている。第１マウント電極６２Ａは、Ｙ’軸方向から見てＺ’軸方向を長手方向とする矩形状に形成されている。

第２マウント電極６２Ｂは、圧電板１１のうちＸ軸方向＋側かつＺ’軸方向＋側に位置する角部の外面上に形成されている。第２マウント電極６２Ｂは、第１外周部２１、外周端面１７および第２外周部３１に亘って配置されている。第２マウント電極６２Ｂは、Ｙ’軸方向から見てＺ’軸方向を長手方向とする矩形状に形成されている。

第１配線６３Ａは、第１主面１５上において、第１励振電極６１Ａと第１マウント電極６２Ａとを接続している。
第２配線６３Ｂは、第２主面１６上において、第２励振電極６１Ｂと第２マウント電極６２Ｂとを接続している。

図１に示すように、パッケージ７０は、キャビティＣの内部に圧電振動片１０を収容する。パッケージ７０は、ベース基板７１とリッド基板７２とを重ね合わせて形成されている。ベース基板７１およびリッド基板７２は、ともにセラミックス材料等により形成されている。

ベース基板７１は、矩形板状に形成された底壁部７３と、底壁部７３の周縁部から立設された側壁部７４と、を備える。底壁部７３の内面には、一対の内部電極７５が形成されている。一対の内部電極７５は、所定方向に離間して形成されている。また、底壁部７３の外面には、一対の外部電極（不図示）が形成されている。そして、底壁部７３を貫通する貫通電極（不図示）により、内部電極７５と外部電極とが接続されている。

リッド基板７２は、矩形板状に形成されている。リッド基板７２の周縁部は、ベース基板７１の側壁部７４の端面に接着されている。そして、ベース基板７１の底壁部７３および側壁部７４とリッド基板７２とによって囲まれた領域に、キャビティＣが形成されている。

キャビティＣには、圧電振動片１０が収容される。圧電振動片１０は、導電ペースト等の実装部材を利用して、ベース基板７１の底壁部７３に実装される。具体的には、ベース基板７１の底壁部７３に形成された一対の内部電極７５に対して、圧電振動片１０の第１マウント電極６２Ａおよび第２マウント電極６２Ｂが実装部材を介して実装される。これにより、圧電振動片１０は、パッケージ７０に機械的に保持されるとともに、第１マウント電極６２Ａおよび第２マウント電極６２Ｂと内部電極７５とがそれぞれ導通された状態となっている。

（圧電振動片の製造方法）
次に、圧電振動片１０の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、ＡＴカット水晶基板（以下、ウェハＳという。）から複数の圧電振動片１０を一括で形成する方法について説明する。

図５は、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６から図１０は、第１実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
図５に示すように、本実施形態の圧電振動片１０の製造方法は、主にウェハ準備工程Ｓ１０と、メサマスク形成工程Ｓ２０と、メサエッチング工程Ｓ３０と、メサマスク除去工程Ｓ４０と、外形マスク形成工程Ｓ５０と、外形エッチング工程Ｓ６０と、外形マスク除去工程Ｓ７０と、電極膜形成工程Ｓ８０と、個片化工程Ｓ９０と、を備える。

最初にウェハ準備工程Ｓ１０を行う。ウェハ準備工程Ｓ１０では、水晶のランバート原石をＡＴカットして一定の厚みとしたウェハＳをラッピングして粗加工した後、加工変質層をエッチングで取り除く。その後、ポリッシュ等の鏡面研磨加工を行なって所定の厚みのウェハＳを準備する。なお、以下の説明において、ウェハＳの第１面８０は、Ｙ’軸方向の＋側に向く主面であって、上述した圧電板１１の第１主面１５に対応している。ウェハＳの第２面８１は、Ｙ’軸方向の－側に向く主面であって、圧電板１１の第２主面１６に対応している。

続いてメサマスク形成工程Ｓ２０を行う。図６に示すように、メサマスク形成工程Ｓ２０では、ウェハＳの第１面８０に第１メサ部２０の外形パターンの第１メサマスク８２を形成し、ウェハＳの第２面８１に第２メサ部３０の外形パターンの第２メサマスク８３を形成する。第１メサマスク８２および第２メサマスク８３は、一般的なフォトリソグラフィによって金属膜をパターニングすることで形成される。金属膜は、例えば、クロムを数１０ｎｍ成膜したエッチング保護膜と、金を数１０ｎｍ成膜したエッチング保護膜と、が順次積層された積層膜である。本実施形態では、第１メサ部２０の頂面２２、および第２メサ部３０の頂面３２それぞれは同形同大のため、第１メサマスク８２および第２メサマスク８３それぞれも同形同大である。

続いてメサエッチング工程Ｓ３０を行う。図７に示すように、メサエッチング工程Ｓ３０では、第１メサマスク８２および第２メサマスク８３を介してウェハＳをウェットエッチングする。メサエッチング工程Ｓ３０では、ウェハＳの両面のうち、第１メサマスク８２および第２メサマスク８３によりマスクされていない部分が選択的にエッチングされる。これにより、ウェハＳにおける第１メサマスク８２および第２メサマスク８３によりマスクされていない部分が薄くなり、第１メサマスク８２および第２メサマスク８３によりマスクされた部分が第１メサ部２０および第２メサ部３０となる。各メサ部２０，３０の頂面２２，３２は、ウェハＳの主面により形成され、Ｙ’軸の垂直面となっている。各メサ部２０，３０の側面は、水晶結晶の自然結晶面により形成される。

続いてメサマスク除去工程Ｓ４０を行う。図８に示すように、メサマスク除去工程Ｓ４０では、第１メサマスク８２および第２メサマスク８３を除去する。

続いて外形マスク形成工程Ｓ５０を行う。図９に示すように、外形マスク形成工程Ｓ５０では、ウェハＳの第１面８０に圧電板１１の外形パターンの第１外形マスク９０を形成し、ウェハＳの第２面８１に圧電板１１の外形パターンの第２外形マスク９１を形成する。第１外形マスク９０および第２外形マスク９１は、一般的なフォトリソグラフィによって金属膜をパターニングすることで形成される。金属膜は、第１メサマスク８２および第２メサマスク８３と同様である。第１外形マスク９０および第２外形マスク９１は、第１メサ部２０および第２メサ部３０を完全に覆っている。

続いて外形エッチング工程Ｓ６０を行う。図１０に示すように、外形エッチング工程Ｓ６０では、第１外形マスク９０および第２外形マスク９１を介してウェハＳをウェットエッチングする。これにより、ウェハＳのうち第１外形マスク９０および第２外形マスク９１によりマスクされていない部分が選択的にエッチングされ、圧電板１１の外形が形成される。このとき、ウェハＳは自然結晶面に倣ってエッチングされ、圧電板１１の外周端面１７が形成される。

続いて外形マスク除去工程Ｓ７０を行う。外形マスク除去工程Ｓ７０では、第１外形マスク９０および第２外形マスク９１を除去する。

続いて電極膜形成工程Ｓ８０において電極膜１２をウェハＳ上に形成した後、個片化工程Ｓ９０においてウェハＳを圧電板１１毎に個片化する。
以上の工程により、ウェハＳから複数の圧電振動片１０を一括して製造することができる。

以上に説明したように、本実施形態の圧電振動片１０では、第１メサ部２０の頂面２２の＋Ｚ’端部２２ａから、圧電板１１におけるＺ’軸方向＋側の端部までのＺ’軸方向の距離Ｄ１は、Ｄ１＝Ｇｚ／２－１．５３８×（ｍ±Δｍ）×ｔを満たすように設定されている。ただし、ｍ＝２またはｍ＝３であり、ｍ＝２の場合Δｍ＝０．２であり、ｍ＝３の場合Δｍ＝０．４である。
この構成によれば、第１メサ部２０の頂面２２の＋Ｚ’端部２２ａが輪郭すべり振動の節の位置に設けられるので、第１メサ部２０の端部で輪郭すべり振動に基づくスプリアスが発振することを抑制できる。したがって、優れた振動特性を有する圧電振動片１０および圧電振動子１を提供できる。

図１１は、メサ部の頂面の端部と圧電板の端部までの距離と、圧電振動片のＣＩ値と、の関係を示す図である。図１１において、横軸は上述した距離Ｄ１を示し、縦軸は圧電振動片１０のＣＩ値を示している。
図１１に示すように、圧電振動片１０のＣＩ値は、上述した次数ｍが整数となる場合に極小となり、かつｍ＝２の場合にはｍ±０．２の範囲で規格値を下回り、ｍ＝３の場合にはｍ±０．４の範囲で規格値を下回っている。したがって、設計公差を大きくすることができる。

また、第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂは、第２メサ部３０の頂面３２の－Ｚ’端部３２ａに対してＺ’軸方向－側にずれている。
この構成によれば、第１メサ部２０におけるＺ’軸方向－側に向く第２側面２４と、第２メサ部３０におけるＺ’軸方向－側に向く第１側面３３と、がＺ’軸方向に互いにずれて配置される。このため、圧電板１１の厚み変化が滑らかになるので、圧電板１１の外周端部に向けて伝わる振動を効率的に減衰して、振動漏れを抑制できる。したがって、圧電振動片１０の振動特性をより一層向上させることができる。

また、第２メサ部３０の頂面３２の－Ｚ’端部３２ａから、圧電板１１におけるＺ’軸方向－側の端部までのＺ’軸方向の距離Ｄ２は、Ｄ２＝Ｇｚ／２－１．５３８×（ｎ±Δｎ）×ｔを満たすように設定されている。ただし、ｎ＝２またはｎ＝３であり、ｎ＝２の場合Δｎ＝０．２であり、ｎ＝３の場合Δｎ＝０．４である。
この構成によれば、第２メサ部３０の頂面３２の－Ｚ’端部３２ａが輪郭すべり振動の節の位置に設けられるので、第２メサ部３０の端部で輪郭すべり振動に基づくスプリアスが発振することを抑制できる。したがって、優れた振動特性を有する圧電振動片１０を提供できる。
しかも、水晶結晶の対称性に基づき、上述した第１メサ部２０の作用効果と同様に、圧電振動片１０のＣＩ値は、上述した次数ｎが整数となる場合に極小となり、かつｎ＝２の場合にはｎ±０．２の範囲で規格値を下回り、ｎ＝３の場合にはｎ±０．４の範囲で規格値を下回る。したがって、設計公差を大きくすることができる。

また、第２メサ部３０の頂面３２におけるＺ’軸方向＋側の端部３２ｂは、第１メサ部２０の頂面２２におけるＺ’軸方向＋側の端部２２ａに対してＺ’軸方向＋側にずれている。
この構成によれば、第２メサ部３０におけるＺ’軸方向＋側に向く第２側面３４と、第１メサ部２０におけるＺ’軸方向＋側に向く第１側面２３と、がＺ’軸方向に互いにずれて配置される。このため、圧電板１１の厚み変化が滑らかになるので、圧電板１１の外周端部に向けて伝わる振動を効率的に減衰して、振動漏れを抑制できる。したがって、圧電振動片１０の振動特性をより一層向上させることができる。

また、第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂはＹ’軸方向から見て第２外周部３１に重なり、第２メサ部３０の頂面３２の＋Ｚ’端部３２ｂはＹ’軸方向から見て第１外周部２１に重なっている。
この構成によれば、第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂがＹ’軸方向から見て第２外周部３１に重なっていない場合、または第２メサ部３０の頂面３２の＋Ｚ’端部３２ｂがＹ’軸方向から見て第１外周部２１に重なっていない場合と比較して、第１メサ部２０と第２メサ部３０とのＺ’軸方向のずれ量を大きくすることができる。第１メサ部２０の頂面２２と第２メサ部３０の頂面３２とをＺ’軸方向に互いにずらしておくことで、水晶基板のカット角がずれた状態と同等とすることができる。このため、第１メサ部２０の頂面２２と第２メサ部３０の頂面３２との相対位置が製造ばらつき等によって設計値からずれても、周波数温度特性の傾きの変化を小さくすることができる。したがって、周波数の安定した圧電振動片１０が得られる。
なお、第１メサ部２０と第２メサ部３０とのＺ’軸方向のずれ量は、第１メサ部２０の頂面２２におけるＺ’軸方向の中心と、第２メサ部３０の頂面３２におけるＺ’軸方向の中心と、のＺ’軸方向における距離である。

図１２は、第１メサ部と第２メサ部とのＺ’軸方向のずれ量と、圧電振動片のＣＩ値と、の関係を示す図である。図１２において横軸は、圧電板１１のＺ’軸方向の寸法Ｇｚ（図３参照）に対する、第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂと、第２メサ部３０の頂面３２の－Ｚ’端部３２ａとのＺ’軸方向における距離Ｓ１（図３参照）の比率Ｓ１／Ｇｚを示している。縦軸は、圧電振動片１０のＣＩ値を示している。
図１２に示すように、前記比率Ｓ１／Ｇｚが１０％未満であれば、圧電振動片１０のＣＩ値が規格値を下回っている。なお、図１２に示す例では、前記比率Ｓ１／Ｇｚが１０％のとき、第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂが圧電板１１のＺ’軸方向－側の端部に重なっている。つまり、第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂが圧電板１１のＺ’軸方向－側の端部よりもＺ’軸方向の＋側に位置していればよい。

図１３は、第１メサ部と第２メサ部とのＺ’軸方向のずれ量と、周波数温度特性の傾きの変化角と、の関係を示す図である。図１３において横軸は、圧電板１１のＺ’軸方向の寸法Ｇｚ（図３参照）に対する、第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂと、第２メサ部３０の頂面３２の－Ｚ’端部３２ａとのＺ’軸方向における距離Ｓ１（図３参照）の比率Ｓ１／Ｇｚを示している。縦軸は、製造ばらつきによって水晶基板のカット角が所定の角度ずれた場合に周波数温度特性の傾きが変化する角度（分）を示している。
図１３に示すように、前記比率（図３参照）が５％以上であれば、周波数温度特性の傾きの変化角を十分に小さくすることができる。

本実施形態では、第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂは、第２メサ部３０の頂面３２の－Ｚ’端部３２ａに対して、圧電板１１のＺ’軸方向の寸法Ｇｚの５％以上ずれている。第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂは、圧電板１１のＺ’軸方向－側の端部よりもＺ’軸方向＋側に位置している。第２メサ部３０の頂面３２の＋Ｚ’端部３２ｂは、第１メサ部２０の頂面２２の＋Ｚ’端部２２ａに対して、圧電板１１のＺ’軸方向の寸法Ｇｚの５％以上ずれている。第２メサ部３０の頂面３２の＋Ｚ’端部３２ｂは、圧電板１１のＺ’軸方向＋側の端部よりもＺ’軸方向－側に位置している。
この構成によれば、ＣＩ値が低減され、かつ周波数温度特性の傾きの変化角を十分に小さくして周波数の安定化が図られた圧電振動片１０を提供できる。

［第２実施形態］
次に第２実施形態の圧電振動片１０について説明する。
図１４は、第２実施形態に係る圧電振動片の平面図である。図１５は、第２実施形態に係る圧電振動片の側面図である。
図３に示す第１実施形態の圧電振動片１０では、第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂが第２メサ部３０の頂面３２の－Ｚ’端部３２ａに対してＺ’軸方向－側にずれ、第２メサ部３０の頂面３２の＋Ｚ’端部３２ｂが第１メサ部２０の頂面２２の＋Ｚ’端部２２ａに対してＺ’軸方向＋側にずれている。これに対して、図１４および図１５に示す第２実施形態の圧電振動片１０では、第１メサ部２０の頂面２２の＋Ｚ’端部２２ａが第２メサ部３０の頂面３２の＋Ｚ’端部３２ｂに対してＺ’軸方向＋側にずれ、第２メサ部３０の頂面３２の－Ｚ’端部３２ａが第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂに対してＺ’軸方向－側にずれている点で、第１実施形態と異なる。なお、以下で説明する以外の構成は、第１実施形態と同様である。

本実施形態における第１メサ部２０および第２メサ部３０の位置について説明する。
図１５に示すように、第１メサ部２０の頂面２２におけるＺ’軸方向の中心は、圧電板１１におけるＺ’軸方向の中心よりもＺ’軸方向の＋側に位置している。第２メサ部３０の頂面３２におけるＺ’軸方向の中心は、圧電板１１におけるＺ’軸方向の中心よりもＺ’軸方向の－側に位置している。

第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂは、圧電板１１におけるＺ’軸方向－側の端部よりもＺ’軸方向の＋側に配置されている。第１メサ部２０の頂面２２の端部２２ｂから、圧電板１１におけるＺ’軸方向－側の端部までのＺ’軸方向の距離Ｄ１は、第１実施形態と同様に上述した式（１）を満たすように設定されている。

第１メサ部２０の頂面２２の＋Ｚ’端部２２ａは、第２メサ部３０の頂面３２の＋Ｚ’端部３２ｂに対してＺ’軸方向＋側にずれている。第１メサ部２０の頂面２２の＋Ｚ’端部２２ａは、第２メサ部３０よりもＺ’軸方向＋側に位置している。すなわち、第１メサ部２０の頂面２２の＋Ｚ’端部２２ａは、Ｙ’軸方向から見て第２外周部３１に重なっている。また、第２メサ部３０の頂面３２の＋Ｚ’端部３２ｂは、Ｙ’軸方向から見て第１メサ部２０の頂面２２に重なっている。第１メサ部２０の頂面２２の＋Ｚ’端部２２ａは、第２メサ部３０の頂面３２の＋Ｚ’端部３２ｂに対して、圧電板１１のＺ’軸方向の寸法Ｇｚの５％以上ずれている。つまり、第１メサ部２０の頂面２２の＋Ｚ’端部２２ａと、第２メサ部３０の頂面３２の＋Ｚ’端部３２ｂとのＺ’軸方向における距離Ｓ１は、圧電板１１のＺ’軸方向の寸法Ｇｚの５％以上である。第１メサ部２０の頂面２２の＋Ｚ’端部２２ａは、圧電板１１のＺ’軸方向＋側の端部よりもＺ’軸方向－側に位置している。

第２メサ部３０の頂面３２の＋Ｚ’端部３２ｂは、圧電板１１におけるＺ’軸方向＋側の端部よりもＺ’軸方向の－側に配置されている。第２メサ部３０の頂面３２の端部３２ｂから、圧電板１１におけるＺ’軸方向＋側の端部までのＺ’軸方向の距離Ｄ２は、第１実施形態と同様に上述した式（２）を満たすように設定されている。

第２メサ部３０の頂面３２の－Ｚ’端部３２ａは、第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂに対してＺ’軸方向－側にずれている。第２メサ部３０の頂面３２の－Ｚ’端部３２ａは、第１メサ部２０よりもＺ’軸方向－側に位置している。すなわち、第２メサ部３０の頂面３２の－Ｚ’端部３２ａは、Ｙ’軸方向から見て第１外周部２１に重なっている。また、第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂは、Ｙ’軸方向から見て第２メサ部３０の頂面３２に重なっている。第２メサ部３０の頂面３２の－Ｚ’端部３２ａは、第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂに対して、圧電板１１のＺ’軸方向の寸法Ｇｚの５％以上ずれている。つまり第２メサ部３０の頂面３２の－Ｚ’端部３２ａと、第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂとのＺ’軸方向における距離Ｓ２は、圧電板１１のＺ’軸方向の寸法Ｇｚの５％以上である。第２メサ部３０の頂面３２の－Ｚ’端部３２ａは、圧電板１１のＺ’軸方向－側の端部よりもＺ’軸方向＋側に位置している。

以上に説明したように、本実施形態の圧電振動片１０によれば、第１実施形態と同様の作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。

図１６および図１７は、圧電板の外形寸法と、第１メサ部と第２メサ部とのずれ量と、ＣＩ値との関係を示す図である。図１６は、本実施形態の構成であって、第１メサ部２０の頂面２２の＋Ｚ’端部２２ａが第２メサ部３０の頂面３２の＋Ｚ’端部３２ｂに対してＺ’軸方向＋側にずれている場合を示している。図１７は、第１実施形態の構成であって、第１メサ部２０の頂面２２の－Ｚ’端部２２ｂが第２メサ部３０の頂面３２の－Ｚ’端部３２ａに対してＺ’軸方向－側にずれている場合を示している。図１６および図１７において、横軸は、圧電板１１のＺ’軸方向の寸法Ｇｚ（図１７参照）を示している。縦軸は、第１メサ部２０の頂面２２の＋Ｚ’端部２２ａと、第２メサ部３０の頂面３２の＋Ｚ’端部３２ｂとのＺ’軸方向における距離Ｓ１（図１７参照）の比率を示している。図１６および図１７では、ＣＩ値が規格値よりも低い領域にハッチングを付している。

図１６および図１７に示すように、本実施形態の構成では、第１実施形態の構成と比較して、ＣＩ値が規格内となる領域が広い。すなわち、圧電板１１のＺ’軸方向の寸法、および第１メサ部２０と第２メサ部３０とのＺ’軸方向のずれ量の設計公差が大きくなる。したがって、ＣＩ値の低減が図られた圧電振動片１０を容易に製造可能とすることができる。

［第３実施形態］
次に第３実施形態の圧電振動片について説明する。
図１８は、第３実施形態に係る圧電振動片の平面図である。図１９は、第３実施形態に係る圧電振動片の側面図である。
図３に示す第１実施形態の圧電振動片１０では、圧電板１１の各メサ部２０，３０の第１側面２３，３３のＺ’軸方向に対する傾斜角度は、おおよそ９０°である。これに対して、図１８および図１９に示す第３実施形態の圧電振動片１１０では、圧電板１１１の各メサ部１２０，１３０の第１側面１２３，１３３のＺ’軸方向に対する傾斜角度は、８５°未満である点で、第１実施形態と異なっている。なお、以下で説明する以外の構成は、第１実施形態と同様である。

図１９に示すように、第１メサ部１２０は、頂面１２２と、頂面１２２を囲む４つの側面１２３，１２４，１２５，１２６と、を備える。頂面１２２は、平面視において、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状に形成されている。頂面１２２は、Ｙ’軸方向に直交する平坦面になっている。

４つの側面１２３，１２４，１２５，１２６は、それぞれ頂面１２２に対して傾斜している。４つの側面１２３，１２４，１２５，１２６のそれぞれは、第１外周部２１に連なり、頂面１２２の外周縁と、第１外周部２１の内周縁と、を接続している。４つの側面１２３，１２４，１２５，１２６は、Ｚ’軸方向＋側に向く第１側面１２３（＋Ｚ’側面）と、Ｚ’軸方向－側に向く第２側面１２４と、Ｘ軸方向＋側に向く第３側面１２５と、Ｘ軸方向－側に向く第４側面１２６と、である。第１側面１２３のＺ’軸方向に対する傾斜角度θ１（図２０参照）は、２０°以上８５°未満であり、より好ましくは２０°以上６５°未満である。

ここで、第１側面１２３の具体的な形状について詳述する。
図２０は、図１８のＸＸ－ＸＸ線における断面図である。
図２０に示すように、第１側面１２３は、Ｚ’軸方向に対する傾斜角度が互いに異なる複数の平面がＹ’軸方向に連なって形成されている。複数の平面は、水晶結晶の自然結晶面により形成されている。複数の平面は、それぞれＺ’軸方向に対する傾斜角度が１０°以上となっている。第１側面１２３は、Ｘ軸方向から見たＹ’Ｚ’断面において、第１側面１２３の両端部を通る仮想直線Ｌ１に対して第１メサ部１２０から離れる方向（すなわちＺ’軸方向の＋側）に膨出している。複数の平面のＺ’軸方向に対する傾斜角度は、Ｙ’軸方向の外側（＋側）に向かうに従い小さくなっている。なお、第１側面１２３と第１外周部２１との間にＺ’軸方向に対する傾斜角度が１０°未満の平面が形成されている場合、該平面は第１外周部２１に含むものとする。

第２メサ部１３０は、第１メサ部１２０と点対称になるように形成されている。第２メサ部３０は、頂面１３２と、頂面１３２を囲む４つの側面１３３，１３４，１３５，１３６と、を備える。頂面１３２は、平面視において、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状に形成されている。頂面１３２は、Ｙ’軸方向に直交する平坦面になっている。頂面１３２は、第１メサ部１２０の頂面１２２と同形同大に形成されている。

４つの側面１３３，１３４，１３５，１３６は、それぞれ頂面１３２に対して傾斜している。４つの側面１３３，１３４，１３５，１３６のそれぞれは、第２外周部３１に連なり、頂面１３２の外周縁と、第２外周部３１の内周縁と、を接続している。４つの側面１３３，１３４，１３５，１３６は、Ｚ’軸方向－側に向く第１側面１３３（－Ｚ’側面）と、Ｚ’軸方向＋側に向く第２側面１３４と、Ｘ軸方向－側に向く第３側面１３５と、Ｘ軸方向＋側に向く第４側面１３６と、である。各側面１３３，１３４，１３５，１３６の形状は、第１メサ部１２０の各側面１２３，１２４，１２５，１２６の形状と同様である。

なお、第１メサ部１２０と第２メサ部１３０との位置関係については、第１実施形態の第１メサ部２０および第２メサ部３０と同様である。

次に、圧電振動片１１０の製造方法について説明する。
図２１は、第３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２２は、第３実施形態に係る圧電振動片の製造方法を説明する工程図である。
図２１に示すように、第３実施形態の圧電振動片１０の製造方法は、第１実施形態のメサマスク除去工程Ｓ４０の後、かつ外形マスク形成工程Ｓ５０の前に、第２メサエッチング工程Ｓ１００を行う点で、第１実施形態と異なる。

本実施形態の圧電振動片１１０の製造方法では、ウェハ準備工程Ｓ１０に続いて、メサマスク形成工程Ｓ２０および第１メサエッチング工程Ｓ３０を行う。メサマスク形成工程Ｓ２０は、第１実施形態と同様である。

第１メサエッチング工程Ｓ３０は、第１実施形態のメサエッチング工程Ｓ３０と同様の工程である。第１メサエッチング工程Ｓ３０では、第１メサマスク８２および第２メサマスク８３によりマスクされた部分が第１メサ部１２０および第２メサ部１３０に対応する凸部となる。以下、第１メサ部１２０に対応する凸部を第１メサ原形部８４と称し、第２メサ部１３０に対応する凸部を第２メサ原形部８５と称する。

続いてメサマスク除去工程Ｓ４０および第２メサエッチング工程Ｓ１００を順に行う。メサマスク除去工程Ｓ４０は、第１実施形態と同様である。図２２に示すように、第２メサエッチング工程Ｓ１００では、ウェハＳをウェットエッチングする。第１メサ原形部８４がエッチングされることで、第１メサ部１２０が形成される。第２メサ原形部８５がエッチングされることで、第２メサ部１３０が形成される。

第２メサエッチング工程Ｓ１００のウェットエッチングでは、ウェハＳにおけるＹ’軸方向の垂直面は、おおよそ均等に法線方向にエッチングされる。つまり、第１メサ原形部８４および第２メサ原形部８５それぞれの頂面８６，８７、並びに第１メサ原形部８４および第２メサ原形部８５の周囲は、Ｙ’軸方向の内側にエッチングされる。第１メサ原形部８４および第２メサ原形部８５それぞれの頂面８６，８７がエッチングされることで、第１メサ部１２０および第２メサ部１３０それぞれの頂面１２２，１３２が形成される。

また、第２メサエッチング工程Ｓ１００のウェットエッチングでは、第１メサ原形部８４のＺ’軸方向＋側に向く第１側面８８ａ、および第２メサ原形部８５のＺ’軸方向－側に向く第１側面８９ａは、その法線方向にエッチングされる。第１メサ原形部８４および第２メサ原形部８５それぞれの第１側面８８ａ，８９ａがエッチングされることで、第１メサ部１２０および第２メサ部１３０それぞれの第１側面１２３，１３３が形成される。第１メサ原形部８４の頂面８６と第１側面８８ａとの接続部がエッチングされることで、第１メサ原形部８４の第１側面８８ａは、Ｚ’軸方向に対する傾斜角度が小さくなる。第２メサ原形部８５の第１側面８９ａも同様である。

また、第２メサエッチング工程Ｓ１００のウェットエッチングでは、第１メサ原形部８４のＺ’軸方向－側に向く第２側面８８ｂ、および第２メサ原形部８５のＺ’軸方向＋側に向く第２側面８９ｂは、その法線方向にエッチングされない。よって、第１メサ原形部８４および第２メサ原形部８５それぞれの第２側面８８ｂ，８９ｂは、第１メサ部１２０および第２メサ部１３０それぞれの第２側面１２４，１３４となる。

続いて外形マスク形成工程Ｓ５０、外形エッチング工程Ｓ６０、外形マスク除去工程Ｓ７０、電極膜形成工程Ｓ８０および個片化工程Ｓ９０を順に行う。外形マスク形成工程Ｓ５０、外形エッチング工程Ｓ６０、外形マスク除去工程Ｓ７０、電極膜形成工程Ｓ８０および個片化工程Ｓ９０は、それぞれ第１実施形態と同様である。
以上の工程により、Ｚ’軸方向に対する傾斜角度が８５°未満の第１側面１２３，１３３を有する各メサ部１２０，１３０を備えた圧電振動片１１０を製造することができる。

以上に説明したように、本実施形態の圧電振動片１１０によれば、第１実施形態と同様の作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。

圧電板１１１のＹ’軸方向の厚みは、圧電板１１１の中央部から外周端部に向かうに従い小さくなるが、メサ部がＺ’Ｘ平面に対する傾斜角度が９０°の側面を備える場合と比較して、圧電板１１１の厚み変化を滑らかにすることが可能となる。これにより、圧電板１１１の外周端部に向けて伝わる振動を効率的に減衰して、振動漏れを抑制できる。したがって、圧電振動片１１０の振動特性を向上させることができる。

また、第１メサ部１２０および第２メサ部１３０それぞれにおける頂面１２２，１３２と第１側面１２３，１３３との接続部における稜線が鈍くなる。これにより、その接続部における振動の反射が小さくなり、スプリアスの発振が抑制される。したがって、圧電振動片１１０の振動特性を向上させることができる。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、第１メサ部および第２メサ部が点対称となるように形成されているが、これに限定されない。すなわち、第１メサ部が上記式（１）を満たすように形成され、第２メサ部が上記式（２）を満たしていなくてもよい。また、一対のメサ部のうちＹ’軸方向＋側のメサ部を第１メサ部として説明したが、Ｙ’軸方向－側のメサ部を第１メサ部としてもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１…圧電振動子 １０，１１０…圧電振動片 １１，１１１…圧電板 １５…第１主面 １６…第２主面 ２１…第１外周部 ２０，１２０…第１メサ部 ２２，１２２…頂面 ２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ…端部 ２３…第１側面（側面） ２４，１２４…第２側面（側面） ２５，１２５…第３側面（側面） ２６，１２６…第４側面（側面） ３０，１３０…第２メサ部 ３１…第２外周部 ３２，１３２…頂面 ３３…第１側面（側面） ３４，１３４…第２側面（側面） ３５，１３５…第３側面（側面） ３６，１３６…第４側面（側面） ７０…パッケージ １２３…第１側面（＋Ｚ’側面） １３３…第１側面（－Ｚ’側面）

Claims (6)

1. ＡＴカット水晶基板により形成された圧電板を備え、
   前記圧電板は、
   Ｙ’軸方向第１側に向く第１主面と、
   Ｙ’軸方向第２側に向く第２主面と、
   前記第１主面に設けられ、前記Ｙ’軸方向第１側に膨出する第１メサ部と、
   前記第２主面に設けられ、前記Ｙ’軸方向第２側に膨出する第２メサ部と、
   を備え、
   前記第１メサ部および前記第２メサ部のそれぞれは、
   Ｙ’軸に直交する頂面と、
   前記頂面を囲み、前記頂面に対して傾斜した側面と、
   を備え、
   前記第２メサ部の前記頂面におけるＺ’軸方向の中心は、前記第１メサ部の前記頂面におけるＺ’軸方向の中心よりもＺ’軸方向第１側に位置し、
   前記第１メサ部の前記頂面におけるＺ’軸方向第２側の端部は、前記第２メサ部の前記頂面における前記Ｚ’軸方向第２側の端部に対し、Ｚ’軸方向において前記圧電板のＺ’軸方向の寸法の５％以上ずれ、かつ前記圧電板の前記Ｚ’軸方向第２側の端部よりも前記Ｚ’軸方向第１側に位置し、
   前記第２メサ部の前記頂面における前記Ｚ’軸方向第１側の端部は、前記第１メサ部の前記頂面における前記Ｚ’軸方向第１側の端部に対して前記Ｚ’軸方向第１側にずれ、
   前記第２メサ部の前記頂面における前記Ｚ’軸方向第１側の端部は、前記第１メサ部の前記頂面における前記Ｚ’軸方向第１側の端部に対し、Ｚ’軸方向において前記圧電板のＺ’軸方向の寸法の５％以上ずれ、かつ前記圧電板の前記Ｚ’軸方向第１側の端部よりも前記Ｚ’軸方向第２側に位置し、
   前記圧電板のＺ’軸方向の寸法をＧｚとし、
   共振周波数をｆ（ｋＨｚ）とし、
   前記圧電板の厚さをｔ（ｍｍ）＝１６７０／ｆとした場合、
   前記第１メサ部の前記頂面における前記Ｚ’軸方向第１側の端部から、前記圧電板における前記Ｚ’軸方向第１側の端部までのＺ’軸方向の距離Ｄ１は、
   Ｇｚ／２－１．５３８×（ｍ－Δｍ）×ｔ≦Ｄ１≦Ｇｚ／２－１．５３８×（ｍ＋Δｍ）×ｔ
   を満たすように設定され、
   前記第２メサ部の前記頂面における前記Ｚ’軸方向第２側の端部から、前記圧電板における前記Ｚ’軸方向第２側の端部までのＺ’軸方向の距離Ｄ２は、
   Ｇｚ／２－１．５３８×（ｎ－Δｎ）×ｔ≦Ｄ２≦Ｇｚ／２－１．５３８×（ｎ＋Δｎ）×ｔ
   を満たすように設定されている、
   ことを特徴とする圧電振動片。
   ただし、ｍ＝２またはｍ＝３であり、ｍ＝２の場合Δｍ＝０．２であり、ｍ＝３の場合Δｍ＝０．４であり、
   ｎ＝２またはｎ＝３であり、ｎ＝２の場合Δｎ＝０．２であり、ｎ＝３の場合Δｎ＝０．４である。
2. 前記第１メサ部の前記頂面におけるＺ’軸方向第２側の端部は、前記第２メサ部の前記頂面における前記Ｚ’軸方向第２側の端部に対して前記Ｚ’軸方向第２側にずれている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の圧電振動片。
3. 前記第１主面は、前記第１メサ部を囲む第１外周部を備え、
   前記第２主面は、前記第２メサ部を囲む第２外周部を備え、
   前記第１メサ部の前記頂面における前記Ｚ’軸方向第２側の端部は、Ｙ’軸方向から見て前記第２外周部に重なり、
   前記第２メサ部の前記頂面における前記Ｚ’軸方向第１側の端部は、Ｙ’軸方向から見て前記第１外周部に重なっている、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧電振動片。
4. 前記Ｙ’軸方向第１側は、Ｙ’軸方向の＋側であり、
   前記Ｚ’軸方向第１側は、Ｚ’軸方向の＋側である、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の圧電振動片。
5. 前記第１メサ部の前記側面は、Ｚ’軸方向の＋側に向く＋Ｚ’側面を備え、
   前記第２メサ部の前記側面は、Ｚ’軸方向の－側に向く－Ｚ’側面を備え、
   前記＋Ｚ’側面および前記－Ｚ’側面それぞれのＺ’軸に対する傾斜角度は９０°未満である、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の圧電振動片。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の圧電振動片と、
   前記圧電振動片が実装されたパッケージと、
   を備えることを特徴とする圧電振動子。

Images