晶体元件和晶体器件的制作方法

文档序号:11215253阅读:689来源:国知局
晶体元件和晶体器件的制造方法与工艺

本发明涉及晶体元件和具有晶体元件的晶体器件。晶体器件例如是晶体振子或者晶体振荡器。



背景技术:

晶体元件例如由台面型并且俯视时大致为矩形形状的晶体片以及设置于晶体片的金属图案构成。金属图案由一对激励电极部、一对引出部和一对配线部构成。一对激励电极部设置于晶体片的两个主面。一对引出部用于将晶体元件安装到元件搭载部件,与元件搭载部件的搭载衬垫对置地配置。一对配线部的一端与激励电极部连接,另一端与引出部连接。晶体元件通过导电性粘接剂而将引出部与元件搭载部件的搭载衬垫电粘接,从而将晶体元件如悬臂梁那样支撑,并安装到元件搭载部件。

在这样的晶体元件中使用的晶体片具有例如包括向彼此相对的方向突出的一对凸部的振动部以及厚度比振动部薄并沿着振动部的外缘设置的周边部。此时,晶体片的长边与作为晶体片的晶轴之一的x轴平行,晶体片的短边与使作为晶体片的晶轴之一的z轴旋转而得到的z′轴平行。一个凸部具有当在与z′轴平行的朝向且晶体片的厚度方向上进行剖视时相对于一个凸部的主面倾斜的侧面以及与一个凸部的主面垂直的侧面。另一个凸部具有当在与z′轴平行的朝向且晶体片的厚度方向上进行剖视时相对于另一个凸部的主面倾斜的侧面以及相对于另一个凸部的主面倾斜的侧面。在进行厚度方向上的俯视时,相对于一个主面的凸部的主面倾斜的侧面和与另一个主面的凸部的主面垂直的侧面重叠地配置,与一个主面的凸部的主面垂直的侧面和与另一个主面的凸部的主面垂直的侧面重叠地配置(例如,参照专利文献1)。

专利文献1:日本特开2013-197621号公报

这样的晶体元件构成为当对金属图案施加交变电压时被一对激励电极部夹住的晶体片的一部分振动,但此时,被一对激励电极部夹住的振动在俯视时从激励电极部的外缘向晶体片的外缘、具体来说向朝向凸部的侧面的方向传播。当振动传播到晶体片的外缘、具体来说凸部的侧面时,振动在凸部的侧面被反射。以往的晶体元件使用包括具有与一个凸部的主面垂直的侧面的一个凸部以及具有与另一个凸部的主面垂直的侧面的另一个凸部的晶体片,激励电极部设置于晶体片的两个主面、即一个凸部的主面和另一个凸部的主面。因此,从被一对激励电极部夹住的晶体片的一部分传播的振动在与凸部的主面垂直的侧面处,与相对于凸部的主面倾斜的侧面相比,反射的量变大,被激励电极部夹住的晶体片的一部分的振动与反射的振动结合。其结果是,有可能等价串联电阻值变大而电特性变差。



技术实现要素:

在本发明中,其目的在于,提供一种能够降低由于从被激励电极部夹住的晶体片的一部分传播的振动在凸部的侧面反射而发生的电特性的变化的晶体元件和晶体器件。

为了解决上述课题,本发明涉及一种晶体元件,包括:晶体片,在俯视时形成为大致矩形形状,并具备振动部以及周边部,振动部具有向彼此相对的方向突出的第一凸部和第二凸部,周边部沿着振动部的外缘配置并且厚度比振动部薄;一对激励电极部,设置于第一凸部的上表面和第二凸部的下表面;一对引出部,沿着晶体片的规定的一边排列设置;以及配线部,一端与激励电极部连接,另一端与引出部连接,其中,第一凸部具有相对于设置有激励电极部的第一凸部的上表面倾斜的第一侧面以及与第一侧面在规定方向上对置并且与设置有激励电极部的第一凸部的上表面对置的第二侧面,第二凸部具有相对于设置有激励电极部的第二凸部的下表面倾斜的第三侧面以及与第三侧面在规定方向上对置并且与设置有激励电极部的第二凸部的下表面对置的第四侧面,第一侧面配置成在晶体片的厚度方向上的俯视时与第三侧面重叠,第二侧面配置成在晶体片的厚度方向上的俯视时与第四侧面重叠。

本发明涉及一种晶体元件,包括:晶体片,在俯视时形成为大致矩形形状,并具备振动部以及周边部,振动部具有向彼此相对的方向突出的第一凸部和第二凸部,周边部沿着振动部的外缘配置并且厚度比振动部薄;一对激励电极部,设置于第一凸部的上表面和第二凸部的下表面;一对引出部,沿着晶体片的规定的一边排列设置;以及配线部,一端与激励电极部连接,另一端与引出部连接,其中,第一凸部具有相对于设置有激励电极部的第一凸部的上表面倾斜的第一侧面以及与第一侧面在规定方向上对置并且与设置有激励电极部的第一凸部的上表面对置的第二侧面,第二凸部具有相对于设置有激励电极部的第二凸部的下表面倾斜的第三侧面以及与第三侧面在规定方向上对置并且与设置有激励电极部的第二凸部的下表面对置的第四侧面,第一侧面配置成在晶体片的厚度方向上的俯视时与第三侧面重叠,第二侧面配置成在晶体片的厚度方向上的俯视时与第四侧面重叠。因此,成为第一侧面和第二侧面相对于第一凸部的上表面倾斜、同时第三侧面和第四侧面相对于第二凸部的下表面倾斜的状态。因此,在本发明的晶体元件中,相比于第一侧面或者第二侧面与第一凸部的上表面垂直的情况以及第三侧面或者第四侧面与第二凸部的下表面垂直的情况,能够减轻从被激励电极部夹住的部分传播的振动在第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面反射的量,能够进一步抑制由于在第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面反射的振动而电特性变差的量。

附图说明

图1是本实施方式的晶体器件的立体图。

图2是图1的a-a剖面的剖视图。

图3a是本实施方式的晶体元件的上表面的俯视图。

图3b是从上表面透视本实施方式的晶体元件的下表面而得到的俯视透视图。

图4a是晶体片的上表面的俯视图。

图4b是从上表面透视晶体片的下表面而得到的俯视透视图。

图5是用于说明凸部的主面与侧面之间的角度的、图4a的b-b剖面的剖视图。

图6是用于说明晶体片的规定的另一边至侧面的距离的、图4a的b-b剖面的剖视图。

具体实施方式

图1是本实施方式的晶体器件的立体图,图2是图1的a-a剖面的剖视图。图3a和图3b是本实施方式的晶体元件120的俯视图,图4a和图4b是晶体片121的俯视图。图5和图6是b-b剖面的晶体片121的剖视图。

(晶体器件的概略结构)

晶体器件例如是整体上大致为长方体形状的电子构件。例如,晶体器件的长边或者短边的长度是0.6mm~2.0mm,上下方向的厚度是0.2mm~1.5mm。

晶体器件由例如形成有凹部的元件搭载部件110、收容于凹部的晶体元件120、堵塞凹部的盖体130以及用于将晶体元件120粘接安装于元件搭载部件110的导电性粘接剂140构成。

元件搭载部件110的凹部通过盖体130来密封,其内部例如被设为真空或者被封入适当的气体(例如,氮)。

元件搭载部件110例如由作为元件搭载部件110的主体的基体110a、沿着基体110a的上表面的缘部设置的框体110b、用于安装晶体元件120的搭载衬垫111以及用于将晶体器件安装到未图示的电路基板等的外部端子112构成。在元件搭载部件110处,沿着基体110a的上表面的缘部设置框状的框体110b,并且形成有凹部。

基体110a和框体110b由陶瓷材料等绝缘材料构成。搭载衬垫111和外部端子112例如通过由金属等构成的导电层来构成,通过配置于基体110a内的导体(未图示)而相互电连接。盖体130例如由金属构成,通过缝焊等而接合到元件搭载部件110、具体来说是框体110b的上表面。

晶体元件120例如具有用于对晶体片121施加电压的一对激励电极部126以及用于将晶体元件120安装到搭载衬垫111的一对配线部127。

晶体片121是所谓的at切割晶体片。即,在晶体中使由x轴(电气轴)、y轴(机械轴)和z轴(光轴)构成的正交坐标系xyz绕x轴旋转30°以上且50°以下(作为一例,35°15′)而定义了正交坐标系xy′z′时,晶体片121是与xz′平面平行地被切出的板状。

一对激励电极部126和一对配线部127通过由金属等构成的导电性材料来构成。一对激励电极部126例如设置于晶体片121的两个主面的中央侧。一对配线部127例如从激励电极部126向x轴方向的一侧(例如,-x方向侧)延伸,沿着晶体片121的规定的一边的端部具有一对引出部128。

晶体元件120使主面与元件搭载部件110的基体110a的上表面对置地收容于元件搭载部件110的凹部内。引出部128通过导电性粘接剂140粘接到设置于元件搭载部件110的基体110a的搭载衬垫111。由此,晶体元件120如悬臂梁那样地被支撑于元件搭载部件110。另外,一对激励电极部126与元件搭载部件110的一对搭载衬垫111电连接,进而,与元件搭载部件110的多个外部端子112中的任意两个电连接。

这样构成的晶体器件例如将元件搭载部件的下表面对置地配置于未图示的电路基板的安装面,外部端子112通过焊料等而接合到电路基板的衬垫,从而安装于电路基板。在电路基板例如构成有振荡电路。振荡电路经由外部端子112和搭载衬垫111对一对激励电极部126施加交变电压而生成振荡信号。此时,振荡电路例如利用晶体片121的厚度滑动振动中的基波振动。

(晶体元件的形状)

图3a是俯视晶体元件120的上表面而得到的俯视图,图3b是上表面透视晶体元件120的下表面而得到的俯视透视图。另外,图4a是俯视晶体片的上表面而得到的俯视图,图4b从上表面对晶体片121的下表面进行俯视透视的俯视透视图。图5和图6是b-b剖面的剖视图。

在实施方式中,在将晶体元件120安装于元件搭载部件110的情况下,将与元件搭载部件110的基体110a的上表面大致平行的面设为主面,将从晶体元件120向元件搭载部件110的基体110a的朝向设为下方向、从元件搭载部件110的基体110a向晶体元件120的朝向设为上方向来说明。

将朝向元件搭载部件110的基体110a的晶体元件120的面设为晶体元件120的下表面,将朝向与晶体元件120的下表面相反一侧的晶体元件120的面设为晶体元件120的上表面,将晶体元件120的上表面和晶体元件120的下表面设为晶体元件120的主面。同样地,将朝向元件搭载部件110的基体110a的晶体片121的面设为晶体片121的下表面,将朝向与晶体片121的下表面相反一侧的晶体片121的面设为晶体片121的上表面,将晶体片121的上表面和晶体片121的下表面设为晶体片121的主面。同样地,将朝向元件搭载部件110的基体110a的振动部122的面设为振动部122的下表面,将朝向与振动部122的下表面相反一侧的振动部122的面设为振动部122的上表面,将振动部122的上表面和振动部122的下表面设为振动部122的主面。

另外,将振动部122所具备的凸部、且向元件搭载部件110的与基体110a相反一侧突出的凸部设为第一凸部122a,将振动部122所具备的凸部、且向元件搭载部件110的基体110a侧突出的凸部设为第二凸部122b。此时,将与元件搭载部件110的基体110a的上表面大致平行的第一凸部122a的面设为第一凸部122a的主面,将与元件搭载部件110的基体110a的上表面大致平行的第二凸部122b的面设为第二凸部122b的主面。

此外,振动部122的上表面和第一凸部122a的主面以相同的含义使用,晶体元件120的上表面和晶体片121的上表面以相同的含义使用。另外,晶体元件120的上表面、晶体片121的上表面、振动部122的上表面和第一凸部122a的主面位于同一平面上。另外,振动部122的下表面和第二凸部122b的主面以相同的含义使用,晶体元件120的下表面和晶体片121的下表面以相同的含义使用。另外,晶体元件120的下表面、晶体片121的下表面、振动部122的下表面和第二凸部122b的主面位于同一平面上。

晶体元件120包括具备第一凸部122a和第二凸部122b的晶体片121以及由激励电极部126、配线部127和引出部128构成的金属图案125。

晶体片121是所谓的台面型的晶体片,由具有向彼此相对的方向突出的第一凸部122a和第二凸部122b的振动部、倾斜部123及周边部124构成。通过设为这样的形状,与使用平板状的晶体片的情况相比,能够提高能量束缚效果,进而,能够减小等价串联电阻值。晶体片121的形状在俯视时大致为矩形,其主面是具有与x轴平行的长边和与z′轴平行的短边的矩形。这样的晶体片121将x轴方向设为长度方向。

振动部122例如是具有与xz′平面平行的一对主面的薄型长方体,其主面是具有与x轴平行的长边和与z′轴平行的短边的矩形。在该振动部122的两个主面(第一凸部122a的主面和第二凸部122b的主面),设置有一对激励电极部126。当对该一对激励电极部126施加交变电压时,被激励电极部126夹住的振动部122的一部分由于逆压电效应和压电效应,能够使被激励电极部126夹住的部分进行厚度滑动振动。此时,关于该厚度滑动振动,也从被激励电极部126夹住的部分向未被激励电极部126夹住的振动部122的外缘侧传播厚度滑动振动。

如上所述,在实施方式中,将振动部122所具备的凸部、且向元件搭载部件110的与基体110a相反一侧突出的凸部设为第一凸部122a,将振动部122所具备的凸部、且向元件搭载部件110的基体110a侧突出的凸部设为第二凸部122b。

第一凸部122a是向上侧突出的凸部。第一凸部122a如图3a所示,是在俯视晶体片121的上表面时具有与x轴平行的长边和与z′轴平行的短边的矩形。另外,沿着第一凸部122a的外缘设置有倾斜部123(第一倾斜部123a)。

第二凸部122b是向下侧突出的凸部。第二凸部122b如图3b所示,是在从晶体片121的上表面俯视透视晶体片121的下表面时具有与x轴平行的长边和与z′轴平行的短边的矩形。另外,第二凸部122b的主面如图4a和图4b所示,与第一凸部122a的主面平行。另外,沿着第二凸部122b的外缘设置有倾斜部123(第二倾斜部123b)。

倾斜部123具有第一倾斜部123a和第二倾斜部123b。倾斜部123的上下方向的厚度如图5和图6所示,在对晶体片121进行剖视时,随着从振动部122朝向周边部124而逐渐变薄。第一倾斜部123a是沿着第一凸部122a的外缘设置的倾斜部123的一部分。第二倾斜部123b是沿着第二凸部122b的外缘设置的倾斜部123的一部分。

在这里,如图5所示,当在xy′平面(与x轴和y′轴平行的面)对晶体片121进行剖视时,将第一倾斜部123a(沿着第一凸部122a设置的倾斜部123)、且位于+x轴方向的侧面设为第一侧面s11,将第一倾斜部123a、且位于-x轴方向的侧面设为第二侧面s12。另外,如图4a和图5所示,当在xy′平面对晶体片121进行剖视时,将第二倾斜部123b(沿着第二凸部122b设置的倾斜部123)、且位于+x轴方向的侧面设为第三侧面s13,将第二倾斜部123b、且位于-x轴方向的侧面设为第四侧面s14。

第一侧面s11如图5所示,是在俯视晶体片121的上表面时第一倾斜部123a的与z′轴平行的面中的位于+x轴侧的面。即,第一侧面s11相对于通过第一凸部122a的主面(振动部122的上表面)的中心cu的、与x轴垂直的假想线clu,位于x轴的正方向侧。第一侧面s11与第一凸部122a的主面所成的角度是钝角(大于90°并且小于180°的角度)、具体来说是135°~155°。

第二侧面s12如图5所示,是在俯视晶体片121的上表面时第一倾斜部123a的与z′轴平行的面中的位于-x轴侧的面。即,第二侧面s12相对于通过第一凸部122a的主面(振动部122的上表面)的中心cu的、与x轴垂直的假想线clu,位于x轴的负方向侧。第二侧面s12与第一凸部122a的主面所成的角度是钝角(大于90°并且小于180°的角度)、具体来说是150°~170°。

第三侧面s13如图5所示,是在从晶体片121的上表面俯视透视下表面时第二倾斜部123b的与z′轴平行的面中的位于+x轴侧的面。即,第三侧面s13相对于通过第二凸部122b的主面(振动部122的下表面)的中心cd的、与x轴垂直的假想线cld,位于x轴的正方向侧。第三侧面s13与第二凸部122b的主面所成的角度是钝角(大于90°并且小于180°的角度)、具体来说是150°~170°。另外,如图5和图6所示,当在xy′平面(与x轴和y′轴平行的面)对晶体片121进行剖视时,第三侧面s13位于与第一侧面s11上下重叠的位置。

第四侧面s14如图5所示,是在从晶体片121的上表面俯视透视下表面时第二倾斜部123b的与z′轴平行的面中的位于-x轴侧的面。即,第三侧面s13相对于通过第二凸部122b的主面(振动部122的下表面)的中心cd的、与x轴垂直的假想线cld,位于x轴的负方向侧。第四侧面s14与第二凸部122b的主面所成的角度是钝角(大于90°并且小于180°的角度)、具体来说是135°~155°。另外,如图5和图6所示,当在xy′平面(与x轴和y′轴平行的面)对晶体片121进行剖视时,第四侧面s14位于与第二侧面s12在上下方向上重叠的位置。

因此,如图5和图6所示,在对晶体片121进行剖视的情况下,第一侧面s11与第三侧面s13位于上下方向上,同时第二侧面s12与第四侧面s14位于上下方向上。根据其他观点,在对晶体片121进行俯视透视的情况下,第一侧面s11与第三侧面s13重叠,同时第二侧面s12与第四侧面s14重叠。通过这样,在从被激励电极部126夹住的部分俯视晶体元件120时,从激励电极部126的外缘向振动部122的外缘的方向上传播的振动的情况下,能够使传播方向与侧面(第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13或者第四侧面s14)所成的角度与侧面(第一侧面、第二侧面、第三侧面或者第四侧面)垂直的情况相比减小,因此能够减轻在第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13和第四侧面s14反射的量,能够抑制由于在第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13和第四侧面s14反射的振动而电特性变差的量。

另外,在本实施方式的晶体片121中,当在xy′平面(与x轴和y′轴平行的面)进行剖视的情况下,第一侧面s11与第三侧面s13位于上下方向上,同时第二侧面s12与第四侧面s14位于上下方向上。即,晶体片121在俯视时,上述第一侧面s11相对于通过第一凸部122a的主面的中心cu并且与x轴垂直的假想线clu,位于x轴的正方向侧,第二侧面s12相对于通过第一凸部122a的主面的中心cu并且与x轴垂直的假想线clu,位于x轴的负方向侧,第三侧面s13相对于通过第二凸部122b的主面的中心cd并且与x轴垂直的假想线cld,位于x轴的正方向侧,第四侧面s14相对于通过第二凸部122b的主面的中心cd并且与x轴垂直的假想线cld,位于x轴的负方向侧。通过这样,在侧面(第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13或者第四侧面s14)被反射的振动降低,从而能够降低对被激励电极部126夹住的部分的厚度滑动振动造成的影响,能够抑制电特性变差的量。一般来说,在对激励电极部126施加电压而使被激励电极部126夹住的振动部122的一部分进行厚度滑动振动时,其振动位移在与x轴平行的方向的中心部最大。因此,在与x轴平行的朝向上从侧面被反射而传播的振动容易对被激励电极部126夹住的部分的厚度滑动振动造成影响。即,在实施方式中,当在xy′平面(与x轴和y′轴平行的面)进行剖视的情况下,通过使第一侧面s11与第三侧面s13位于上下方向上,同时使第二侧面s12与第四侧面s14位于上下方向上,从而与当在z′y′平面进行剖视的情况下位于上下方向的情况相比,在侧面(第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13或者第四侧面s14)被反射了的振动进一步降低,因而,能够降低对由激励电极部126夹住的部分的厚度滑动振动造成的影响,能够抑制电特性变差的量。

另外,在本实施方式的晶体片121中,当在xy′平面(与x轴和y′轴平行的面)进行剖视的情况下,第一凸部122a的主面与第一侧面s11所成的角度是钝角(大于90°并且小于180°的角度),第一凸部122a的主面与第二侧面s12所成的角度是钝角,第二凸部122b的主面与第三侧面s13所成的角度是钝角,第二凸部122b的主面与第四侧面s14所成的角度是钝角。通过这样,在从被激励电极部126夹住的部分俯视晶体元件120时,在从激励电极部126的外缘朝向振动部122的外缘的方向上传播的情况下,能够使传播方向与侧面(第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13或者第四侧面s14)所成的角度与侧面(第一侧面、第二侧面、第三侧面或者第四侧面)垂直的情况相比进一步减小,因此能够减轻在第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13和第四侧面s14反射的量,能够抑制由于在第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13和第四侧面s14反射的振动而电特性变差的量。

具体来说,在本实施方式的晶体片121中,第一凸部122a的主面与第一侧面s11所成的角度是135°~155°,第一凸部122a的主面与第二侧面s12所成的角度是150°~170°,第二凸部122b的主面与第三侧面s13所成的角度是150°~170°,第二凸部122b的主面与第四侧面s14所成的角度是135°~155°。通过这样,在对激励电极部126施加电压而使由激励电极部126夹住的振动部122的一部分进行厚度滑动振动的情况下,能够进一步降低在侧面(第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13或者第四侧面s14)反射的振动在与x轴平行的方向上被反射的量,能够进一步抑制电特性变差的量。特别是,与侧面之间的角度以及厚度滑动振动的传播的方式根据晶体晶圆的切割角度来决定,因此在实施方式中,通过这样决定侧面的角度,抑制电特性变差的量。此外,所成的角度的公差是±3°以内。

周边部124在俯视晶体片121时,沿着倾斜部123的外缘设置。周边部124的上下方向的厚度薄于振动部122的上下方向的厚度(第一凸部122a的主面至第二凸部122b的主面为止的距离)。

如图4a所示,当俯视晶体片121的上表面时,从晶体片121的规定的另一边(与排列设置有引出部128的晶体片121的规定的一边对置的边)到位于x轴的正方向侧的第一侧面s11为止的距离d11(+)短于从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的负方向侧的第一侧面s11为止的距离d11(-)。另外,从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的正方向侧的第二侧面s12为止的距离d12(+)短于从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的负方向侧的第二侧面s12为止的距离d12(-)。

如图4b所示,当从上表面侧俯视透视晶体片121的下表面时,从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的正方向侧的第三侧面s13为止的距离d13(+)短于从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的负方向侧的第三侧面s13为止的距离d13(-)。另外,从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的正方向侧的第四侧面s14为止的距离d14(+)短于从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的负方向侧的第四侧面s14为止的距离d14(-)。

晶体片121如图4b和图6所示,从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的正方向侧的第三侧面s13为止的距离d13(+)短于从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的负方向侧的第一侧面s11为止的距离d11(-)。另外,如图4b和图6所示,从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的正方向侧的第四侧面s14为止的距离d14(+)短于从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的负方向侧的第二侧面s12为止的距离d12(-)。即,晶体片121在将相比于假想线clu、cld更位于x轴的正方向侧的与x轴垂直的边设为晶体片121的规定的另一边时,规定的另一边与靠近规定的另一边的第三侧面s13的边之间的距离(d13(+))短于规定的另一边与远离规定的另一边的第一侧面s11的边之间的距离(d11(-)),规定的另一边与靠近规定的另一边的第四侧面s14的边之间的距离(d14(+))短于规定的另一边与远离规定的另一边的第二侧面s12的边之间的距离(d12(-))。

通过这样,在对晶体片121进行剖视的情况下,能够使第一侧面s11与第三侧面s13位于上下方向上,同时使第二侧面s12与第四侧面s14位于上下方向上。根据其他观点,在对晶体片121进行俯视透视的情况下,能够使第一侧面s11与第三侧面s13重叠,同时使第二侧面s12与第四侧面s14重叠。即,通过这样,在从被激励电极部126夹住的部分俯视晶体元件120时,在从激励电极部126的外缘朝向振动部122的外缘的方向上传播的情况下,能够使传播方向与侧面(第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13或者第四侧面s14)所成的角度与侧面(第一侧面、第二侧面、第三侧面或者第四侧面)垂直的情况相比减小,因此能够减轻在第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13和第四侧面s14反射的量,能够抑制由于在第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13和第四侧面s14反射的振动而电特性变差的量。

在晶体片121中,从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的负方向侧的第一侧面s11为止的距离d11(-)等于从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的负方向侧的第三侧面s13为止的距离d13(-)。即,在晶体片121中,规定的另一边与远离规定的另一边的第一侧面s11的边之间的距离(d11(-))等于规定的另一边与远离规定的另一边的第三侧面s13的边之间的距离(d13(-)),规定的另一边与靠近规定的另一边的第二侧面s12的边之间的距离(d12(+))等于规定的另一边与靠近规定的另一边的第四侧面s14的边之间的距离(d14(+))。另外,在晶体片121中,从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的正方向侧的第二侧面s12为止的距离d12(+)等于从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的正方向侧的第四侧面s14为止的距离d14(+)。通过这样,能够在俯视透视晶体元件120的情况下,使位于x轴的负方向侧的第一侧面s11与位于x轴的负方向侧的第三侧面s13重叠,同时使位于x轴的正方向侧的第二侧面s12与位于x轴的正方向侧的第四侧面s14重叠,能够减轻在第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13和第四侧面s14反射的量。其结果是,能够抑制由于在第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13和第四侧面s14反射的振动而电特性变差的量。

在这里,说明这样的晶体片121的形成方法。这样的晶体片121的形成方法例如由晶体晶圆准备工序、第一蚀刻工序和第二蚀刻工序构成。在晶体晶圆准备工序中,首先,准备具有由相互正交的x轴、y轴和z轴构成的晶轴的晶体晶圆。此时,晶体晶圆的上下方向的厚度与振动部122的上下方向的厚度相同。另外,晶体晶圆的主面成为与振动部122的主面相同的切割角度。因此,晶体晶圆的主面平行于使与x轴和z轴平行的面以x轴为中心看着x轴的负方向而逆时针地旋转规定的角度而得到的面。在第一蚀刻工序中,使用光刻技术和蚀刻技术。首先,在晶体晶圆的两个主面上设置保护金属膜,在该保护金属膜上涂敷感光性抗蚀剂,曝光/显影成规定的图案。此时,当俯视晶体晶圆时,在成为振动部122的部分残留有感光性抗蚀剂,在成为倾斜部123和周边部124的部分未残留感光性抗蚀剂。其后,浸渍到规定的蚀刻溶液,对晶体晶圆进行蚀刻,直到被蚀刻的晶体晶圆的上下方向的厚度变成周边部124的上下方向的厚度为止。此时,通过晶体特有的各向异性蚀刻,还形成倾斜部123。最后,将残留于晶体晶圆的感光性抗蚀剂和保护金属膜剥离。在第二蚀刻工序中,在第一蚀刻工序后的晶体晶圆的两个主面设置保护金属膜,在保护金属膜上涂敷感光性抗蚀剂,曝光/显影成规定的图案。此时,当俯视晶体晶圆时,在成为晶体片121的部分残留有感光性抗蚀剂。其后,浸渍到规定的蚀刻溶液,对晶体晶圆进行蚀刻。通过如上所述,多个晶体片121能够以其一部分被连结了的状态形成于晶体晶圆内。如上所述,凸部的主面与侧面之间的角度根据晶体晶圆的切割角度来决定。例如在晶体中,通过使用绕x轴在30°以上且50°以下的范围内旋转而与xz′平面平行地被切出的at切割板,第一凸部122a的主面与第一侧面s11所成的角度能够取得135°~155°,第一凸部122a的主面与第二侧面s12所成的角度能够取得150°~170°,第二凸部122b的主面与第三侧面s13所成的角度能够取得150°~170°,第二凸部122b的主面与第四侧面s14所成的角度能够取得135°~155°。进而在晶体中,通过使用绕x轴旋转35°15′而与xz′平面平行地被切出的at切割板,第一凸部122a的主面与第一侧面s11所成的角度能够取得147°,第一凸部122a的主面与第二侧面s12所成的角度能够取得160°,第二凸部122b的主面与第三侧面s13所成的角度能够取得160°,第二凸部122b的主面与第四侧面s14所成的角度能够取得147°。

接下来,说明晶体片121的各尺寸的实施例。晶体片121在俯视时大致为矩形形状,长边的尺寸是0.4mm~1.0mm,短边的尺寸是0.3mm~0.7mm。第一凸部122a的主面大致为矩形形状,与晶体片121的长边平行的尺寸是0.2mm~0.8mm,与晶体片121的短边平行的尺寸是0.2mm~0.6mm。第二凸部122b的主面大致为矩形形状,与晶体片121的长边平行的尺寸是0.2mm~0.8mm,与晶体片121的短边平行的尺寸是0.2mm~0.6mm。第一凸部122a的主面至第二凸部122b为止的距离(振动部122的上下方向的厚度)是30μm~70μm。另外,周边部124的上下方向的厚度是10μm~65μm。

从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的正方向侧的第一侧面s11为止的距离d11(+)是2μm~199μm,从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的负方向侧的第一侧面s11为止的距离d11(-)是30μm~200μm。从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的正方向侧的第二侧面s12为止的距离d12(+)是230μm~900μm,从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的负方向侧的第二侧面s12为止的距离d12(-)是231μm~952μm。从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的正方向侧的第三侧面s13为止的距离d13(+)是2μm~199μm,从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的负方向侧的第三侧面s13为止的距离d13(-)是30μm~200μm。从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的正方向侧的第四侧面s14为止的距离d14(+)是230μm~900μm,从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的负方向侧的第四侧面s14为止的距离d14(-)是231μm~965μm。

设置于这样的晶体片121的金属图案125用于从晶体元件120的外部施加电压。金属图案125既可以是一层,也可以层叠多个金属层。金属图案125没有特别图示,例如由第一金属层和层叠于第一金属层上的第二金属层构成。第一金属层使用与晶体的密合性好的金属,例如使用镍、铬或者钛中的任意一个。通过使用与晶体的密合性好的金属,能够将难以与晶体密合的金属材料用于第二金属层。第二金属层例如使用金、包含金的合金、银或者包含银的合金中的任意一个。这样在第二金属层中,使用金属材料中的电阻率较低且稳定的材料。通过使用电阻率较低的材料,能够降低金属图案125自身的电阻率,其结果是,能够减少晶体元件120的等价串联电阻值变大的情况。另外,通过将稳定的金属材料用于第二金属层,能够减少与晶体元件120周围的空气发生反应而金属图案125的重量变化而导致晶体元件120的频率变化的情况。

激励电极部126用于对振动部122施加电压。激励电极部126为一对,在振动部122的上表面(第一凸部122a的主面)设置有一个激励电极部126,在振动部122的下表面(第二凸部122b的主面)设置有另一个激励电极部126。在俯视晶体元件120时,激励电极部126大致为矩形形状。另外,一个激励电极部126被设置成一个激励电极部126的外缘比第一凸部122a的外缘更位于内侧,另一个激励电极部126被设置成另一个激励电极部126的外缘比第二凸部122b的外缘更位于内侧。

配线部127为一对,用于对激励电极部126施加电压,设置于晶体片121的表面。配线部127的一端与激励电极部126连接,另一端与沿着晶体片121的规定的一边设置的引出部128连接。

引出部128与配线部127连接。引出部128在将晶体元件120用作晶体器件的情况下,通过导电性粘接剂140与设置于基体110a的上表面的搭载衬垫111电粘接。引出部128为一对,沿着晶体片121的规定的一边排列设置有两个。

在这里,说明将由激励电极部126、配线部127和引出部128构成的金属图案125形成于晶体片121的方法。在这里,以使用光刻技术和蚀刻技术一体地形成金属图案125的情况为例进行说明。首先,准备连结了成为晶体片121的部分的状态的晶体晶圆,在该晶体晶圆的两个主面形成成为金属图案125的金属膜。接下来,在该金属膜上涂敷感光性抗蚀剂,曝光/显影成规定的图案。此时,在显影后,变成在成为金属图案125的部分残留有感光性抗蚀剂的状态。其后,浸渍到规定的蚀刻溶液,去除未残留感光性抗蚀剂部分的金属膜,最后,去除残留的感光性抗蚀剂。通过这样,在晶体片121的规定的部分形成有金属图案125。此外,说明了同时形成激励电极部126、配线部127和引出部128的情况,但既可以分别单独地形成,也可以不使用光刻技术和蚀刻技术而使用溅射技术或者蒸镀技术来形成,也可以组合光刻技术和蚀刻技术以及溅射技术或者蒸镀技术来形成。

本实施方式的晶体元件120包括:晶体片121,在俯视时形成为大致矩形形状,并具备振动部122以及周边部124,所述振动部122具有向彼此相对的方向突出的第一凸部122a和第二凸部122b,周边部124沿着振动部122的外缘配置并且厚度比振动部122薄;一对激励电极部126,设置于第一凸部122a的上表面和第二凸部122b的下表面;一对引出部128,沿着晶体片121的规定的一边排列设置;以及配线部127,一端与激励电极部126连接并且另一端与引出部128连接。另外,第一凸部122a具有相对于设置有激励电极部126的第一凸部122a的上表面倾斜的第一侧面s11以及与第一侧面s11在规定方向上对置并且与设置有激励电极部126的第一凸部122a的上表面对置的第二侧面s12,第二凸部122b具有相对于设置有激励电极部126的第二凸部122b的下表面倾斜的第三侧面s13以及与第三侧面s13在规定方向上对置并且与设置有激励电极部126的第二凸部122b的下表面对置的第四侧面s14,第一侧面s11在晶体片121的厚度方向上的俯视时,配置成与第三侧面s13重叠,第二侧面s12在晶体片121的厚度方向上的俯视时,配置成与第四侧面s14重叠。

通过这样,在从被激励电极部126夹住的部分俯视晶体元件120时,在从激励电极部126的外缘朝向振动部122的外缘的方向上传播的情况下,能够使传播方向与侧面(第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13或者第四侧面s14)所成的角度与侧面(第一侧面、第二侧面、第三侧面或者第四侧面)垂直的情况相比减小,因此能够减轻在第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13和第四侧面s14反射的量,能够抑制由于在第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13和第四侧面s14反射的振动而电特性变差的量。

另外,在本实施方式的晶体元件120中,第一侧面s11位于晶体片121的晶轴的x轴的正方向侧,与垂直于x轴的面平行,第二侧面s12位于晶体片121的晶轴的x轴的负方向侧,与垂直于x轴的面平行,第三侧面s13位于晶体片121的晶轴的x轴的正方向侧,与垂直于x轴的面平行,第四侧面s14位于晶体片121的晶轴的x轴的负方向侧,与垂直于x轴的面平行。即,晶体片121在俯视时,第一侧面s11相对于通过第一凸部122a的主面的中心cu并且与x轴垂直的假想线clu,位于x轴的正方向侧,第二侧面s12相对于通过第一凸部122a的主面的中心cu并且与x轴垂直的假想线clu,位于x轴的负方向侧,第三侧面s13相对于通过第二凸部122b的主面的中心cd并且与x轴垂直的假想线cld,位于x轴的正方向侧,第四侧面s14相对于通过第二凸部122b的主面的中心cd并且与x轴垂直的假想线cld,位于x轴的负方向侧。

通过这样,在侧面(第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13或者第四侧面s14)反射的振动降低,从而能够降低对被激励电极部126夹住的部分的厚度滑动振动造成的影响,能够抑制电特性变差的量。一般来说,在对激励电极部126施加电压而使被激励电极部126夹住的振动部122的一部分进行厚度滑动振动时,其振动位移在与x轴平行的方向的中心部最大。因此,在与x轴平行的朝向上从侧面被反射而传播的振动容易对被激励电极部126夹住的部分的厚度滑动振动造成影响。即,在实施方式中,当在xy′平面(与x轴和y′轴平行的面)进行剖视的情况下,使第一侧面s11与第三侧面s13位于上下方向上,同时使第二侧面s12与第四侧面s14位于上下方向上,从而与在z′y′平面进行剖视时位于上下方向的情况相比,能够进一步降低在侧面(第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13或者第四侧面s14)反射的振动对由激励电极部126夹住的部分的厚度滑动振动造成的影响,能够抑制电特性变差的量。

另外,在本实施方式的晶体元件120中,设置有激励电极部126的第一凸部122a的上表面与第一侧面s11的角度大于90°并且小于180°、具体来说是135°~155°。另外,设置有激励电极部126的第一凸部122a的上表面与第二侧面s12的角度大于90°并且小于180°、具体来说是150°~170°。另外,设置有激励电极部126的第二凸部122b的下表面与第三侧面s13的角度大于90°并且小于180°、具体来说是150°~170°。另外,设置有激励电极部126的第二凸部122b的下表面与第四侧面s14的角度大于90°并且小于180°、具体来说是135°~155°。

通过这样,在从被激励电极部126夹住的部分俯视晶体元件120时,在从激励电极部126的外缘朝向振动部122的外缘的方向上传播的情况下,能够使传播方向与侧面(第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13或者第四侧面s14)所成的角度与侧面(第一侧面、第二侧面、第三侧面或者第四侧面)垂直的情况相比进一步减小,因此能够减轻在第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13和第四侧面s14反射的量,能够抑制由于在第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13和第四侧面s14反射的振动而电特性变差的量。

另外,在本实施方式的晶体元件120中,在俯视晶体元件120时,从与x轴垂直的晶体片121的边、且位于x轴的正方向侧的晶体片121的规定的另一边到位于x轴的正方向侧的第一侧面s11的边为止的距离d11(+)短于从规定的另一边到位于x轴的负方向侧的第一侧面s11为止的距离d11(-),并且,到位于x轴的正方向侧的第三侧面s13的边为止的距离d13(+)短于从规定的另一边到位于x轴的负方向侧的第一侧面s11为止的距离d11(-)。另外,从规定的另一边到位于x轴的正方向侧的第四侧面s14的边为止的距离d14(+)短于从规定的另一边到位于x轴的负方向侧的第四侧面s14的边为止的距离d14(-),并且,从规定的另一边到位于x轴的正方向侧的第四侧面s14的边为止的距离d14(+)短于到位于x轴的负方向侧的第二侧面s12的边为止的距离d12(-)。即,晶体片121在将相比假想线clu、cld更位于x轴的正方向侧的与x轴垂直的边设为晶体片121的规定的另一边时,规定的另一边与靠近规定的另一边的第三侧面s13的边之间的距离(d13(+))短于规定的另一边与远离规定的另一边的第一侧面s11的边之间的距离(d11(-)),规定的另一边与靠近规定的另一边的第四侧面s14的边之间的距离(d14(+))短于规定的另一边与远离规定的另一边的第二侧面s12的边之间的距离(d12(-))。

通过这样,在从被激励电极部126夹住的部分俯视晶体元件120时,在从激励电极部126的外缘朝向振动部122的外缘的方向上传播的情况下,能够使传播方向与侧面(第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13或者第四侧面s14)所成的角度与侧面(第一侧面、第二侧面、第三侧面或者第四侧面)垂直的情况相比减小,因此能够减轻在第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13和第四侧面s14反射的量,能够抑制由于在第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13和第四侧面s14反射的振动而电特性变差的量。

另外,在本实施方式的晶体元件120中,当在xy′平面(与x轴和y′轴平行的平面)对晶体片121进行剖视的情况下,从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的负方向侧的第一侧面s11为止的距离d11(-)等于从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的负方向侧的第三侧面s13为止的距离d13(-)。另外,在晶体片121中,从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的正方向侧的第二侧面s12为止的距离d12(+)等于从晶体片121的规定的另一边到位于x轴的正方向侧的第四侧面s14为止的距离d14(+)。即,在晶体片121中,规定的另一边与远离规定的另一边的第一侧面s11的边之间的距离(d11(-))等于规定的另一边与远离规定的另一边的第三侧面s13的边之间的距离(d13(-)),规定的另一边与靠近规定的另一边的第二侧面s12的边之间的距离(d12(+))等于规定的另一边与靠近规定的另一边的第四侧面s14的边之间的距离(d14(+))。

通过这样,在对晶体元件120进行俯视透视的情况下,能够使位于x轴的负方向侧的第一侧面s11与位于x轴的负方向侧的第三侧面s13重叠,同时使位于x轴的正方向侧的第二侧面s12与位于x轴的正方向侧的第四侧面s14重叠,能够减轻在第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13和第四侧面s14反射的量。其结果是,能够抑制由于在第一侧面s11、第二侧面s12、第三侧面s13和第四侧面s14反射的振动而电特性变差的量。

本实施方式的晶体器件由这样的晶体元件120、安装有晶体元件120的元件搭载部件110以及与元件搭载部件110接合并且对晶体元件120进行气密密封的盖体130构成。通过这样,能够降低由于从被激励电极部126夹住的晶体片121的一部分传播的振动在第一凸部122a和第二凸部122b的侧面反射而发生的电特性的变化,其结果是,能够减小等价串联电阻值。

本发明不限定于以上的实施方式,也可以通过各种方式来实施。

具有晶体元件的晶体器件不限定于晶体振子。例如,也可以是除晶体元件之外还具有对晶体元件施加电压而生成振荡信号的集成电路元件(ic)的振荡器。另外,例如,晶体器件也可以带恒温槽。在晶体器件中,也可以适当构成封装晶体元件的元件搭载部件的构造。例如,元件搭载部件也可以是在上表面和下表面具有凹部的截面h型。

晶体元件的形状和尺寸不限定于在实施方式中例示的形状和尺寸,也可以适当设定。激励电极部的形状不限定于在俯视时大致为矩形,例如也可以是椭圆形状。

第一凸部和第二凸部在俯视晶体元件时,其中心既可以与晶体片的中心一致,也可以偏心。

在俯视晶体元件的上表面时通过振动部的上表面(第一凸部的主面)的中心的假想线与在从上表面俯视透视晶体元件的下表面时通过振动部的下表面(第二凸部的主面)的中心的假想线既可以重叠,也可以不重叠。

标号说明

110…元件搭载部件

110a…基体

110b…框体

111…搭载衬垫

112…外部端子

120…晶体元件

121…晶体片

122…振动部

122a…第一凸部

122b…第二凸部

123…倾斜部

123a…第一倾斜部

123b…第二倾斜部

124…周边部

125…金属图案

126…激励电极部

127…配线部

128…引出部

130…盖体

140…导电性粘接剂

s11…第一侧面

s12…第二侧面

s13…第三侧面

s14…第四侧面

d11(+)、d21(+)…晶体片的规定的另一边与靠近晶体片的规定的另一边的第一侧面的边之间的距离(从晶体片的规定的另一边到位于+x侧的第一侧面为止的距离)

d11(-)、d21(-)…晶体片的规定的另一边与远离晶体片的规定的另一边的第一侧面的边之间的距离(从晶体片的规定的另一边到位于-x侧的第一侧面为止的距离)

d12(+)、d22(+)…晶体片的规定的另一边与靠近晶体片的规定的另一边的第二侧面的边之间的距离(从晶体片的规定的另一边到位于+x侧的第二侧面为止的距离)

d12(-)、d22(-)…晶体片的规定的另一边与远离晶体片的规定的另一边的第二侧面的边之间的距离(从晶体片的规定的另一边到位于-x侧的第二侧面为止的距离)

d13(+)、d23(+)…晶体片的规定的另一边与靠近晶体片的规定的另一边的第三侧面的边之间的距离(从晶体片的规定的另一边到位于+x侧的第三侧面为止的距离)

d13(-)、d23(-)…晶体片的规定的另一边与远离晶体片的规定的另一边的第三侧面的边之间的距离(从晶体片的规定的另一边到位于-x侧的第三侧面为止的距离)

d14(+)、d24(+)…晶体片的规定的另一边与靠近晶体片的规定的另一边的第四侧面的边之间的距离(从晶体片的规定的另一边到位于+x侧的第四侧面为止的距离)

d14(-)、d24(-)…晶体片的规定的另一边与远离晶体片的规定的另一边的第四侧面的边之间的距离(从晶体片的规定的另一边到位于-x侧的第四侧面为止的距离)。

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