晶体振子的制作方法
本发明涉及一种使用了2次旋转切割的晶体片的晶体振子。
背景技术：
已知有使用了2次旋转切割的晶体片的2次旋转晶体振子，所述2次旋转切割的晶体片是将晶体与x′轴及z′轴平行地切断而形成，所述x′轴是使作为晶体的结晶轴的x轴以作为结晶轴的z轴为中心而旋转φ度所得，所述z′轴是使z轴以x′轴为中心而旋转θ度所得。专利文献1中，例如示出φ约为22度、θ约为34度的sc切割的晶体振子。此种2次旋转晶体振子比起at切割晶体振子而热冲击特性良好，且在80℃左右的相对高的温度下显示出零温度系数，因而例如收纳在加热到80℃左右的一定温度的恒温槽内而作为稳定度高的晶体振荡器使用。
[背景技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开平5-243890号公报
技术实现要素：
[发明所要解决的问题]
然而，如专利文献1所示的2次旋转晶体振子中，存在如下问题，即，轮廓系、弯曲系副振动与主振动耦合，而容易产生由温度变化引起的急峻的频率变化及晶体阻抗(crystalimpedance，简称：ci)的变化。而且，2次旋转晶体振子与at切割的晶体振子彼此的振动模式不同，因而，难以直接将at切割的晶体振子的技术用于2次旋转晶体振子来抑制副振动。
因此，本发明的目的在于，提供抑制副振动与主振动的耦合且将ci值抑制得低的晶体振子。
[解决问题的技术手段]
第一观点的晶体振子包括：晶体片，具有与x′轴及z′轴平行的一对主面，所述x′轴是使作为晶体的结晶轴的x轴以作为晶体的结晶轴的z轴为中心而在15度至25度的范围内旋转所得，所述z′轴是使z轴以x′轴为中心而在33度至35度的范围内旋转所得；以及激振电极，形成于晶体片的各主面。在各主面，形成着比主面的外周突出且形成为椭圆形状(向晶体片的厚度方向突出且平面形状形成为椭圆形状)的台面部或比主面的外周凹陷且形成为椭圆形状(向晶体片的厚度方向凹陷且平面形状形成为椭圆形状)的逆台面部。
第二观点的晶体振子如第一观点，椭圆形状的长轴沿相对于x′轴延伸的方向为-5度至+15度的范围的方向延伸。
第三观点的晶体振子如第一观点，椭圆形状的长轴沿相对于z′轴延伸的方向为±5度的范围的方向延伸。
第四观点的晶体振子如第一观点至第三观点，所述晶体片形成为1条对角线处于相对于z′轴为±10°的范围的正方形或长方形，或者1条边处于相对于所述z′轴为±10°的范围的正方形或长方形(其中，正方形、长方形也包括晶体片的角部为r状等的大致正方形、大致长方形)。另外，此处叙述为±10°的理由是，如果处于该范围，则能够选择如下晶体片，即，将本发明提及的激振电极配置于特定的位置之后，进而能够减小支撑晶体片时的影响且容易进行晶体片的加工。
第五观点的晶体振子如第一观点至第四观点，长轴与椭圆形状的短轴之比为1.05∶1至2.0∶1的范围。
第六观点的晶体振子包括：晶体片，具有与x′轴及z′轴平行的一对主面，所述x′轴是使作为晶体的结晶轴的x轴以作为晶体的结晶轴的z轴为中心而在15度至25度的范围内旋转所得，所述z′轴是使z轴以x′轴为中心而在33度至35度的范围内旋转所得；以及激振电极，形成于晶体片的各主面。在各主面，形成着比主面的外周突出的规定形状的台面部或比主面的外周凹陷的规定形状的逆台面部，规定形状为第一椭圆形状与第二椭圆形状合成所得的形状，所述第一椭圆形状的长轴沿相对于x′轴延伸的方向为-5度至+15度的范围的方向延伸，所述第二椭圆形状的长轴沿相对于z′轴延伸的方向为±5度的范围的方向延伸。
第七观点的晶体振子如第六观点，第一椭圆形状的长轴与短轴之比为1.05∶1至2.0∶1的范围，第二椭圆形状的长轴与短轴之比为1.05∶1至2.0∶1的范围。
第八观点的晶体振子如第一观点至第七观点，各激振电极形成为椭圆形状，激振电极的长轴沿相对于x′轴延伸的方向为-5度至+15度的范围的方向或相对于z′轴延伸的方向为±5度的范围的方向延伸。
第九观点的晶体振子如第一观点至第七观点，各激振电极形成为第一椭圆形状与第二椭圆形状合成所得的形状，所述第一椭圆形状的长轴沿相对于x′轴延伸的方向为-5度至+15度的范围的方向延伸，所述第二椭圆形状的长轴沿相对于z′轴延伸的方向为±5度的范围的方向延伸。
第十观点的晶体振子如第一观点至第八观点，晶体片以规定的频率振动，激振电极包含：厚度为固定的中央部，及形成于中央部的周围且从内周侧到外周侧厚度变薄的倾斜部，倾斜部的内周侧与外周侧的宽度比晶体片的不必要振动的波长的1/2长。
第十一观点的晶体振子如第十观点，激振电极的厚度处于晶体片的厚度的0.03％至0.18％之间。
第十二观点的晶体振子如第一观点至第七观点，激振电极包含：外形为圆形状的第一区域，及形成于第一区域的周围且外形为椭圆形状并且厚度比第一区域薄的第二区域。
第十三观点的晶体振子如第十二观点，第二区域的外形的长轴沿相对于x′轴延伸的方向为-5度至+15度的范围的方向或相对于z′轴延伸的方向为±5度的范围的方向延伸。
第十四观点的晶体振子如第十三观点，长轴与椭圆形状的短轴之比为1.05∶1至2.0∶1的范围。
第十五观点的晶体振子如第十三观点及第十四观点，晶体片以规定的频率振动，椭圆形状的中心与圆形状的中心重叠，椭圆形状的长半径与圆形状的半径之差为与振动一起产生的不必要振动的波长的自然数倍。
第十六观点的晶体振子如第十二观点，第二区域的外形形成为第一椭圆形状与第二椭圆形状合成所得的形状，所述第一椭圆形状的长轴沿相对于x′轴延伸的方向为-5度至+15度的范围的方向延伸，所述第二椭圆形状的长轴沿相对于z′轴延伸的方向为±5度的范围的方向延伸。
第十七观点的晶体振子如第十六观点，激振电极的第一椭圆形状的长轴与短轴之比为1.05∶1至2.0∶1的范围，激振电极的第二椭圆形状的长轴与短轴之比为1.05∶1至2.0∶1的范围。
第十八观点的晶体振子如第十六观点及第十七观点，晶体片以规定的频率振动，激振电极的第一椭圆形状的中心、激振电极的第二椭圆形状的中心及激振电极的圆形状的中心重叠，激振电极的第一椭圆形状的长半径与圆形状的半径之差及激振电极的第二椭圆形状的长半径与圆形状的半径之差分别为与振动一起产生的不必要振动的波长的自然数倍。
第十九观点的晶体振子如第十二观点至第十八观点，激振电极的厚度处于相对于晶体片的厚度为0.02％至0.13％的范围内。
第二十观点的晶体振子如第十二观点至第十九观点，第一区域与第二区域的厚度之差形成于相对于第二区域的厚度为1/4倍至1倍的范围内。
[发明的效果]
根据本发明的晶体振子，能够抑制副振动与主振动的耦合且将ci值抑制得低。
附图说明
图1是2次旋转切割的晶体片110的说明图。
图2a是晶体振子100的平面图。
图2b是图2a的iib-iib剖面图。
图3a是表示晶体片为平板状且激振电极为单层的情况下的ci值的温度变化的曲线图。
图3b是表示使形成着圆形状的台面部的晶体振子以30mhz振荡的情况下的ci值的温度变化的曲线图。
图3c是表示使形成着椭圆形状的台面部的晶体振子以30mhz振荡的情况下的ci值的温度变化的曲线图。
图4a是晶体振子100a的概略平面图。
图4b是晶体振子100b的概略平面图。
图5a是晶体振子200a的平面图。
图5b是晶体振子200b的平面图。
图6a是台面部113的平面图。
图6b是晶体振子300a的平面图。
图6c是晶体振子300b的平面图。
图7a是晶体振子400a的剖面图。
图7b是晶体振子400b的剖面图。
图8a是晶体振子500的平面图。
图8b是图8a的viiib-viiib剖面图。
图8c是表示不必要振动的波长与频率的关系的曲线图。
图9a是表示倾斜长度为0μm的情况下的ci值的温度变化的曲线图。
图9b是表示倾斜长度为50μm的情况下的ci值的温度变化的曲线图。
图9c是表示倾斜长度为55μm的情况下的ci值的温度变化的曲线图。
图9d是表示倾斜长度为400μm的情况下的ci值的温度变化的曲线图。
图10a是晶体振子600的平面图。
图10b是图10a的xb-xb剖面图。
图11a是晶体振子700的平面图。
图11b是图11a的xib-xib剖面图。
图11c是晶体振子700a的平面图。
图12a是晶体振子800的平面图。
图12b是图12a的xiib-xiib剖面图。
图13a是表示使具有长轴为短轴的1.1倍的双重电极的晶体振子以20mhz振荡的情况下的ci值的温度变化的曲线图。
图13b是表示使具有长轴为短轴的1.12倍的双重电极的晶体振子以40mhz振荡的情况下的ci值的温度变化的曲线图。
图14a是晶体振子900的平面图。
图14b是图14a的xivb-xivb剖面图。
符号的说明：
100、100a、100b、200a、200b、300a、300b、400a、400b、500、600、700、700a、800、900：晶体振子
110、110a、110b、210、310a、310b、410a、410b、510、710：晶体片
111、112、113、511：台面部
114：逆台面部
120、520、620、620a、720、720a、820、920：激振电极
121、221a、221b、321a、321b、721：引出电极
211：对角线
511a、520a：中央部
511b、520b：倾斜部
820a、920a：第一区域
820b、920b：第二区域
822、922：第一层
823、923：第二层
x、x′、y、y′、z、z′：轴
xa：台面部111的短轴的长度
xb：台面部112的长轴的长度
xc：激振电极620的短轴的长度、第二区域820b的短轴的长度、第二区域920b的短轴的长度
ya：晶体片110的整体的厚度、晶体片410a的整体的厚度、晶体片410b的厚度
ya1：台面部111的厚度、从晶体片510的台面部511的周围的周边部算起的中央部511a的厚度
ya2：逆台面部114的深度
yb：激振电极120的厚度、中央部520a的厚度、激振电极620的厚度
yb1：第一区域820a的厚度、第一区域920a的厚度
yb2：第二区域820b的厚度、第二区域920b的厚度
za：台面部111的长轴的长度
zb：台面部111的长半径与激振电极120的半径之差、台面部112的短轴的长度
zc：倾斜部520b的倾斜长度
zd：倾斜部511b的倾斜长度
ze：激振电极620的长轴的长度、第二区域820b的长轴的长度、第二区域920b的长轴的长度
zf：激振电极720的长轴的长度
zg：第二区域820b的长半径与第一区域820a的半径之差、第二区域920b的长半径与第一区域920a的半径之差
φ、θ、β1、β2：角度
α1：从z′轴逆时针的方向的旋转的角度
α2：从z′轴顺时针的方向的旋转的角度
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，本发明的范围在以下的说明中只要没有意图特别限定本发明的记载，则不限于这些形态。
(第一实施方式)
<晶体振子100的构成>
图1是2次旋转切割的晶体片110的说明图。图1中，晶体的结晶轴表示为x轴、y轴、z轴。2次旋转切割的晶体片110是通过与x′轴及z′轴平行地将晶体切断而形成，所述x′轴是使作为晶体的结晶轴的x轴以作为晶体的结晶轴的z轴为中心而旋转φ度所得，所述z′轴是使z轴以x′轴为中心而旋转θ度所得。因此，2次旋转切割的晶体片110以x′z′面成为主面的方式形成。而且，图1中，表示与x′轴及z′轴垂直的y′轴。
关于图1所示的2次旋转切割的晶体片，已知有φ约为22度且θ约为34度的sc切割的晶体片，φ约为19度且θ约为34度的it切割的晶体片，及φ约为15度且θ为34.33度的fc切割的晶体片等。这些晶体片的φ为15度至25度之间且θ为33度至35度之间。以下的说明中，使用φ为15度至25度之间且θ为33度至35度之间的2次旋转切割的晶体片而进行说明。
图2a是晶体振子100的平面图。晶体振子100具有晶体片110、激振电极120、引出电极121。晶体片110形成为长边沿z′轴方向延伸、短边沿x′轴方向延伸的长方形，在+y′轴侧及-y′轴侧的各主面，形成着从各主面呈椭圆形状突出的台面部111。晶体片110为长方形形状，但此种角板状的晶体片容易调整外形的形状，且可将制造成本抑制得低，因而优选。
在晶体片110的主面表背(+y′轴侧及-y′轴侧的各面)分别形成着圆形状的激振电极120。两主面的各激振电极120为相同形状，以各激振电极120的中心与各台面部111的中心在y′轴方向上相互重叠的方式形成。而且，将引出电极121从激振电极120向晶体片110的+z′轴侧的边分别引出。
以前，伴随晶体振子的小型化而晶体片的角板化推进，但出于优化电气常数的目的而将激振电极的面积设得大，为此将激振电极的形状也形成为方型。然而，方型的激振电极中，弯曲系的副振动与来自晶体片的端面的反射波容易耦合，也成为ci值的变动及增加的原因。与此相对，在将激振电极形成为圆形的情况下，能够抑制来自晶体片的端面的反射波，能够防止耦合，因而能够防止ci值的变动及增加。
晶体片110的台面部111形成为长轴沿z′轴方向延伸且短轴沿x′轴方向延伸。图2a中，台面部111的长轴的长度表示为za，台面部111的短轴的长度表示为xa，台面部111的长半径与激振电极120的半径之差表示为zb。此处，在台面部111的长轴的长度za为短轴的长度xa的1.05倍至2.0倍的范围的情况下，存在抑制ci值的变动及增加的倾向，因而优选。其原因在于，在长轴的长度za小于短轴的长度xa的1.05倍的情况下，因接近于圆形状，所以无法将激振电极的面积设得大，在长轴的长度za大于短轴的长度xa的2.0倍的情况下，圆形状的激振电极中所看到的能够防止ci值的变动及增加的效果减弱。
图2b是图2a的iib-iib剖面图。图2b中，将晶体片110的整体的厚度设为ya，台面部111的厚度设为ya1，激振电极120的厚度设为yb。激振电极120及引出电极121例如通过如下而形成，即，形成作为基底的铬(cr)或镍(ni)，且在其上制成金(au)膜。而且，晶体振子伴随晶体片的小型化对晶体片的支撑的振动的影响增大，但晶体振子100中因激振电极120与支撑晶体片的引出电极121在晶体片中形成为不同的层，所以可抑制不必要振动对振动的影响。
激振电极120的厚度yb优选形成于
<关于台面部>
晶体振子100中，通过在晶体片110形成台面部111而减小ci值。以下，对台面部的效果进行说明。
图3a是表示晶体片为平板状且激振电极为单层的情况下的ci值的温度变化的曲线图。横轴表示晶体振子的温度，纵轴表示ci值。图3a中示出9个晶体振子的ci值的温度变化，且示出使在amm见方的晶体片利用蒸镀法形成厚度为
图3a中可知，因晶体振子而ci值的温度变化的倾向大不相同，ci值不稳定。例如，在考虑使用2次旋转晶体振子的温度即80℃下，最低ci值约为(r+50)ω，最高ci值约为(r+850)ω。即，图3a的晶体振子中，显示80℃下可产生约800ω的变动。
图3b是表示使形成着圆形状的台面部的晶体振子以30mhz振荡的情况下的ci值的温度变化的曲线图。图3b的晶体振子为如下的晶体振子，即，在具有bmm见方的正方形状的主面的晶体片的各主面形成各自的厚度为晶体片的厚度的3％且圆形状的台面部。图3b中，ci值大约在rω至(r+200)ω之间变化。而且，在考虑使用2次旋转晶体振子的温度即80℃下，ci值约为(r+85)ω。
图3c是表示使形成着椭圆形状的台面部的晶体振子以30mhz振荡的情况下的ci值的温度变化的曲线图。图3c中，示出2个晶体振子的ci值的温度变化。图3c的晶体振子为如下的晶体振子，即，在具有bmm见方的正方形状的主面的晶体片的各主面分别形成着厚度为晶体片的厚度的1.4％、且沿x′轴方向延伸的长轴的长度为0.87bmm、短轴的长度为0.65bmm的椭圆形状的台面部。图3c中，在整体的温度范围内ci值大约具有rω左右的ci值。而且，在考虑使用2次旋转晶体振子的温度即80℃下，一ci值约为(r-30)ω，另一ci值约为(r-15)ω。
可知图3c所示的具有椭圆形状的台面部的晶体振子，相对于图3a所示的未形成台面部的晶体振子及图3b所示的具有圆形状的台面部的晶体振子，在整体的温度范围及80℃下ci值低。因此，认为优选在晶体振子形成着椭圆形状的台面部。
<关于台面部的长轴延伸的方向>
图4a是晶体振子100a的概略平面图。晶体振子100a具有形成着台面部111的晶体片110a及激振电极120。在晶体振子100a还形成着引出电极等，但图4a中仅示出晶体片110a与激振电极120。
在晶体振子中外形的形状为椭圆形状的台面部的长轴沿z′轴方向延伸的情况下，能够抑制传递至z′轴方向的副振动即弯曲振动，由此能够抑制ci值的上升。而且，关于台面部111的长轴的延伸的方向，如果将从z′轴逆时针的方向的旋转的角度设为α1，从z′轴顺时针的方向的旋转的角度设为α2，只要α1及α2为5度的范围内的方向则容易获得能够抑制弯曲振动的效果。即，如果将逆时针的方向设为正方向，顺时针的方向设为负方向，则台面部111的长轴在沿相对于z′轴延伸的方向为±5度的范围的方向延伸的情况下优选。
图4b是晶体振子100b的概略平面图。晶体振子100b具有形成着台面部112的晶体片110b与激振电极120。在晶体振子100b还形成着引出电极等，但图4b中，仅示出晶体片110b与激振电极120。台面部112形成为长轴沿x′轴方向延伸的椭圆形状，晶体片110b形成为长边沿x′轴方向延伸的矩形形状。
在台面部的长轴沿x′轴方向延伸的情况下，长轴宜沿相对于x′为-5度至+15度的范围(即图4b的β1、β2所示的范围)延伸。据此，根据发明人的实验，容易进行为主振动的c模式的封闭，能够抑制副振动的端面反射，从而能够抑制ci值的上升。
(第二实施方式)
晶体片能够形成为各种形状。以下，对晶体片的变形例进行说明。
<晶体振子200a及晶体振子200b的构成>
图5a是晶体振子200a的平面图。晶体振子200a包括：具有正方形状的主面且形成着台面部111的晶体片210，形成于晶体片210的两主面的台面部111的激振电极120，以及从各激振电极120引出的引出电极221a。晶体片110(参照图2a)形成为长方形状，但即便形成为短边及长边的长度相等的正方形状也容易调整形状并能够将制造成本抑制得低，因而优选。
晶体片210具有与z′轴平行的1条对角线211，台面部111的长轴以沿着对角线211的方式形成。通过台面部111沿对角线211形成，在规定了大小的晶体片210中，能够将台面部111的面积形成得大。如果台面部111的面积变大，则等效串联电容c1增大而可塑性增强，等效串联电阻r1减小而振动能量的损失减小，因而优选。而且，晶体振子200a中，引出电极221a分别被朝向晶体片210的+x′轴侧及-x′轴侧的晶体片210的对角线上的角引出。
图5b是晶体振子200b的平面图。晶体振子200b包括：具有正方形状的主面且形成着台面部111的晶体片210，形成于晶体片210的两主面的台面部111的激振电极120，及从各激振电极120引出的引出电极221b。引出电极221b被引出到激振电极120的+z′轴侧及-z′轴侧的晶体片210的角。在图5a、图5b的任一情况下，均由晶体片的对角线的角部保持晶体片，因而能够稳定地保持晶体片。然而，保持位置不限于此。而且，在图5a、图5b的例中，示出晶体片的对角线与z′轴平行，因此，晶体片的角部位于z′轴或x′轴上的示例，但考虑到支撑的影响等，也存在如下情况，即，晶体片的对角线位于相对于z′轴非平行且±10度的范围的优选的位置关系，即，晶体片的角部偏离z′轴或x′轴规定角度的线上。
<晶体振子300a及晶体振子300b的构成>
图6a是台面部113的平面图。台面部113形成为将图4a所示的台面部111与图4b所示的台面部112对准彼此的中心重合所得的形状。如果将台面部112的长轴的长度设为xb，短轴的长度设为zb，则与图2a所示的台面部111同样地，以台面部112的长轴的长度xb为短轴的长度zb的1.1倍至2.0倍的范围的方式形成着台面部112。台面部111与台面部112的短轴彼此及长轴彼此的长度可相同，也可不同。
在如台面部111那样长轴与z′轴平行的情况下，能够抑制传递至z′轴方向的副振动即弯曲振动，在如台面部112那样长轴与x′轴平行的情况下，容易进行为主振动的c模式的封闭，能够抑制副振动的端面反射。台面部113形成为长轴沿z′轴方向延伸的椭圆形状及长轴沿x′轴方向延伸的椭圆形状合成所得的形状，兼具台面部111与台面部112的特征。
图6b是晶体振子300a的平面图。晶体振子300a具有：形成着台面部113的晶体片310a，形成于晶体片310a的两主面的激振电极120，及分别从各激振电极120引出的引出电极321a。图6b中，示出长度za与长度xb具有相同的长度，晶体片310a具有正方形的主面，晶体片310a的各边以与z′轴或者x′轴平行的方式形成的情况下的示例。而且，引出电极321a分别从激振电极120被朝向晶体片310a的对角线上即晶体片310a的+x′轴侧的-z′轴侧的角及-x′轴侧的+z′轴侧的角引出。
晶体振子300a中，晶体片310a的各边以沿着台面部111及台面部112的长轴的方式且以沿x′轴及z′轴延伸的方式形成，由此能够使台面部113的面积形成得大，因而优选。
图6c是晶体振子300b的平面图。晶体振子300b具有：形成着台面部113的晶体片310b，形成于晶体片310b的两主面的激振电极120，及分别从各激振电极120引出的引出电极321b。图6c中，长度za与长度xb具有相同长度，晶体片310b具有正方形的主面，晶体片310b的对角线以与z′轴及x′轴平行的方式形成。而且，引出电极321b分别从激振电极120被朝向晶体片310b的+z′轴侧的角及-z′轴侧的角引出。
晶体振子300b中，晶体片310b的对角线形成为与z′轴或x′轴平行。由此，能够使台面部113的面积相对于晶体片的主面的面积形成得大，因而优选。另外，在图6b、图6c的任一情况下，均利用晶体片的对角线的角部保持晶体片，因而能够稳定地保持晶体片。然而，保持位置不限于此。而且，图6c的例中，示出了晶体片的对角线与z′轴平行，因此，晶体片的角部位于z′轴或x′轴上的示例，考虑到支撑的影响等，也存在如下情况，即，晶体片的对角线位于相对于z′轴非平行且±10度的范围的优选的位置关系，即，晶体片的角部偏离z′轴或x′轴规定角度的线上。
<晶体振子400a及晶体振子400b的构成>
图7a是晶体振子400a的剖面图。晶体振子400a具有晶体片410a、激振电极120、引出电极121。晶体片410a的整体的厚度形成为ya，仅在+y′轴侧的面形成着台面部111，-y′轴侧的面形成为平面状。晶体振子400a是未在图2b所示的晶体振子100的-y′轴侧的主面形成着台面部111的晶体振子，图7a中示出与图2a的iib-iib剖面对应的部分的晶体振子400a的剖面。晶体振子中，也可如图7a所示那样仅在单侧的主面形成着台面部。
图7b是晶体振子400b的剖面图。晶体振子400b具有晶体片410b、激振电极120、引出电极121。晶体片410b在+y′轴侧及-y′轴侧的主面形成着逆台面部114。逆台面部114的平面形状为与晶体片110的台面部111(参照图2a)相同的长轴沿z′轴方向延伸的椭圆形状，但与台面部111相反地以从晶体片的表面凹陷的方式形成。逆台面部114的晶体片410b的厚度形成为ya，各逆台面部114从表面起凹陷厚度ya2而形成。
在晶体振子中因小型化而晶体片的大小减小的情况下，晶体振子的支撑对振动造成的影响增大。与此相对，晶体振子400b中，因保持晶体振子400b的引出电极121形成为与形成着使晶体片410b的振动产生的激振电极120的面所不同的高度，所以可防止妨碍到晶体振子的振动。而且，椭圆形状的逆台面部114能够与台面部111同样地抑制不必要振动且减小ci值。
(第三实施方式)
通过在激振电极的周围及台面部的周围形成表面倾斜的倾斜部，也能够抑制弯曲振动。以下，对形成着倾斜部的晶体振子进行说明。
<晶体振子500的构成>
图8a是晶体振子500的平面图。晶体振子500包括具备台面部511的晶体片510、激振电极520、及引出电极121。激振电极520形成为与图2a所示的激振电极120相同的圆形状，具有厚度为固定的中央部520a、及形成于中央部520a的周围且从内周侧到外周侧厚度变薄的倾斜部520b。图8a中，激振电极520的虚线的内侧表示为中央部520a，虚线的外侧表示为倾斜部520b。而且，台面部511形成为与图2a所示的台面部111相同的椭圆形状，具有厚度为固定的中央部511a、及形成于中央部511a的周围且从内周侧到外周侧厚度变薄的倾斜部511b。图8a中，台面部511的虚线的内侧表示为中央部511a，虚线的外侧表示为倾斜部511b。
图8b是图8a的viiib-viiib剖面图。激振电极520的中央部520a的厚度形成为yb，倾斜部520b中从内周侧到外周侧的长度(倾斜长度)以在长度zc的范围内厚度变薄的方式形成。激振电极520中，在倾斜部520b的长度zc大于不必要振动的波长的1/2的情况下，能够抑制不必要振动的产生且减小ci值。而且，台面部511从晶体片510的台面部511的周围的周边部算起的中央部511a的厚度形成为ya1，倾斜部511b中从内周侧到外周侧的长度(倾斜长度)以在长度zd的范围内厚度变薄的方式形成。台面部511中，在倾斜部511b的长度zd大于不必要振动的波长的1/2的情况下，能够抑制不必要振动的发生且减小ci值。
图8c是表示不必要振动的波长与频率的关系的曲线图。图8c中，横轴表示晶体振子的频率(mhz)，纵轴表示不必要振动的波长(μm)。伴随主振动发生的不必要振动中有弯曲振动、轮廓切变振动、伸缩振动等各种振动。图8c中由单点划线表示弯曲振动，由实线表示轮廓切变振动，由虚线表示伸缩振动。
2次旋转晶体振子中，不必要振动中的弯曲振动最会影响到ci值，因而抑制弯曲振动对于减小ci值最为重要。例如，在晶体振子的振荡频率为20mhz的情况下，弯曲振动具有162.0μm的波长。因此，如果将长度zc及长度zd设为弯曲振动的波长的一半即81.0μm以上，则能够大幅抑制弯曲振动的发生。而且，轮廓切变振动及伸缩振动如图8c所示那样波长比弯曲振动长，因而如果将长度zc及长度zd的长度取抑制弯曲振动的长度，则认为也可抑制轮廓切变振动及伸缩振动的发生。
<关于倾斜长度>
以下表示：在amm见方的未形成台面部的晶体片形成厚度为
图9a是表示倾斜长度为0μm的情况下的ci值的温度变化的曲线图。横轴表示晶体振子的温度，纵轴表示ci值。图9a中示出9个晶体振子的ci值的温度变化。图9a的各晶体振子中，激振电极利用蒸镀法而形成，倾斜长度形成为0μm。即，图9a中所示的各晶体振子未形成倾斜部。
图9a中，可知因晶体振子而ci值的温度变化的倾向大不相同，ci值不稳定。例如，在考虑使用2次旋转晶体振子的温度即80℃下，最低ci值约为(r+50)ω，最高ci值约为(r+850)ω。即，图9a的晶体振子中，在80℃下产生约800ω的变动。
图9b是表示倾斜长度为50μm的情况下的ci值的温度变化的曲线图。图9b中示出关于3个晶体振子的ci值的温度变化。各晶体振子的激振电极利用蒸镀法形成，倾斜长度为50μm。图9b中，ci值大约限制在(r-100)ω到rω的范围内。尤其在考虑用于2次旋转晶体振子的80℃的温度下，最低ci值为(r-77.94)ω，最高ci值为(r-58.89)ω。即，图9b的晶体振子中，在80℃下产生18.05ω的变动。这些结果表示，比起图9a所示的晶体振子的情况，通过在激振电极形成倾斜部而ci值大幅降低并且稳定。
图9c是表示倾斜长度为55μm的情况下的ci值的温度变化的曲线图。图9c中，示出关于7个晶体振子的ci值的温度变化。图9c所示的各晶体振子中，激振电极利用溅镀而形成，倾斜长度为55μm。即，与图9b的晶体振子相比，激振电极的形成方法及倾斜长度不同。图9c中，ci值大约限制在(r-150)ω至(r-100)ω的范围内。尤其在考虑用于2次旋转晶体振子的80℃的温度下，最低ci值为(r-140.11)ω，最高ci值为(r-120.23)ω。即，图9c的晶体振子中，在80℃下产生19.88ω的变动。
关于图9c的晶体振子，表示与图9b的晶体振子同样地，相比于图9a的晶体振子，通过形成倾斜部而ci值大幅降低并且稳定。而且，图9c的晶体振子比图9b的晶体振子而ci值整体降低了50ω左右。认为该结果起因于图9c的晶体振子的倾斜长度比图9b的晶体振子长。进而，关于倾斜长度差5μm而ci值降低了50ω左右，认为是因为在图9b及图9c中，倾斜长度在30mhz下比弯曲振动的波长的1/2即54μm短，因而弯曲振动未被充分抑制，由于微小的倾斜长度的差异而被抑制的弯曲振动大不相同。
图9d是表示倾斜长度为400μm的情况下的ci值的温度变化的曲线图。图9d中，示出关于6个晶体振子的ci值的温度变化。图9d所示的各晶体振子中，激振电极利用溅镀而形成，倾斜长度为400μm。图9d中，ci值大约限制在(r-200)ω至(r-150)ω的范围内。尤其在考虑用于2次旋转晶体振子的80℃的温度下，最低ci值为(r-201.3)ω，最高ci值为(r-189.4)ω。即，图9d的晶体振子中，在80℃下产生了11.9ω的变动。
图9d的晶体振子与图9a至图9c的晶体振子相比，ci值低且ci值的变动也小。认为这些结果是起因于倾斜长度形成得长。而且，图9d的晶体振子中，倾斜长度在30mhz下比弯曲振动的波长的1/2即54μm长，因而弯曲振动得到充分抑制。而且，图9a至图9d中对激振电极的倾斜部的效果进行了说明，但在台面部形成着倾斜部的情况也与激振电极的情况同样地抑制弯曲振动，能够将ci值抑制得低，且将ci值的变动也抑制得小。
图9d所示的晶体振子的激振电极例如能够通过如下方法而形成，即，将金属板利用光刻(photolithography)技术及湿式蚀刻(wetetching)技术而形成金属制遮罩。具体来说能够通过如下方法而形成，即，利用侧面蚀刻与金属板的厚度方向的蚀刻同时进行的性质而获得悬突(overhang)形状的遮罩，或者积层开口尺寸一点点变小的多个薄遮罩并将这些遮罩点焊而形成1块遮罩。通常的激振电极的形成方法中，能够制作的倾斜长度最大为50μm左右，无法将倾斜长度设为400μm，但通过使用悬突形状的遮罩或积层多个薄遮罩而成的遮罩，能够形成图9d的晶体振子。
(第四实施方式)
激振电极也可形成为各种形状。以下，对激振电极的变形例进行说明。
<晶体振子600的构成>
图10a是晶体振子600的平面图。晶体振子600具有晶体片110、激振电极620、及引出电极121。晶体振子600与图2a所示的晶体振子100，仅激振电极的形状不同。激振电极620在台面部111上，形成为长轴沿z′轴方向延伸、短轴沿x′轴方向延伸的椭圆形状。图10a中，激振电极620的长轴的长度表示为ze，短轴的长度表示为xc。
在激振电极如图2a所示的激振电极120那样形成为圆形的情况下，能够防止ci值的变动及增加，但在激振电极形成为椭圆形状的情况下，因激振电极的面积进一步扩大，所以能够实现电气常数的优化。而且，在激振电极的长轴沿z′轴方向延伸的情况下，能够抑制传递至z′轴方向的副振动即弯曲振动，且能够抑制ci值的上升。进而，激振电极的长轴延伸的方向理想的是与图4a的台面部111同样地，是相对于z′轴延伸的方向为±5度的范围的方向。
而且，在长轴的长度ze为短轴的长度xc的1.05倍至2.0倍的范围的情况下，存在抑制ci值的变动及增加的倾向，因而优选。认为在长轴的长度ze小于短轴的长度xc的1.05倍的情况下，因接近于圆形状，所以无法将激振电极的面积设得大，在长轴的长度ze大于短轴的长度xc的2.0倍的情况下，圆形状的激振电极中所看到的能够防止ci值的变动及增加的效果减弱。
图10b是图10a的xb-xb剖面图。激振电极620的厚度与激振电极120(参照图2b)同样地形成为yb，以处于晶体片110的厚度ya的0.03％至0.18％之间的方式形成。晶体振子600中，激振电极620形成得小于台面部111的面积，但激振电极的面积也可比台面部111大，以覆盖台面部111整体的方式形成。
<晶体振子700的构成>
图11a是晶体振子700的平面图。晶体振子700包括具有台面部112的晶体片710、激振电极720、及引出电极721。台面部112形成为长轴沿x′轴方向延伸的椭圆形状，激振电极720形成为长轴沿z′轴方向延伸的椭圆形状。而且，晶体片710形成为具有正方形的主面，该正方形具有与x′轴及z′轴平行的边。图11a中，示出台面部112的长轴的长度为xb，如果将激振电极720的长轴的长度设为zf，则长度xb与长度zf相等的情况，但长度xb与长度zf也可不同。引出电极721分别从激振电极720被朝向晶体片710的+x′轴侧的+z′轴侧的角、及-x′轴侧的-z′轴侧的角引出。
图11b是图11a的xib-xib剖面图。晶体振子700中，在晶体片710的+y′轴侧及-y′轴侧的面分别形成着台面部112及激振电极720，以各台面部112及各激振电极720的中心在y′轴方向上重叠的方式形成。晶体振子700中，利用长轴沿x′轴方向延伸的台面部112，进行为主振动的c模式的封闭并且抑制副振动的端面反射，利用长轴沿z′轴方向延伸的激振电极720抑制传递至z′轴方向的副振动即弯曲振动，由此能够抑制ci值的上升。晶体振子700中，台面部的长轴沿x′轴方向延伸且激振电极的长轴沿z′轴方向延伸，但也可为台面部的长轴沿z′轴方向延伸且激振电极的长轴沿x′轴方向延伸。
<晶体振子700a的构成>
图11c是晶体振子700a的平面图。晶体振子700a包括具有台面部111的晶体片210、激振电极720a、及引出电极221b。台面部111形成为长轴沿z′轴方向延伸的椭圆形状，激振电极720a形成为如下形状，即，长轴沿z′轴方向延伸且形成为椭圆形状的激振电极620与长轴沿x′轴方向延伸且形成为椭圆形状的激振电极620a合成所得的形状。长轴沿x′轴方向延伸的激振电极620a因容易进行为晶体振子的主振动的c模式的封闭且能够抑制副振动的端面反射，所以能够抑制ci值的上升。而且，激振电极620a的长轴延伸的方向与图4b的台面部112同样地，包含于相对于x′轴为-5度至+15度的范围内。另外，图11a、图11c中示出台面部的椭圆的长轴沿x′轴或沿z′轴的示例，但在台面部的椭圆的长轴沿x′轴的方向延伸的情况下，椭圆的长轴也可为相对于x′轴为-5度至+15度的范围内的任意方向。而且，在台面部的椭圆的长轴沿z′轴的方向延伸的情况下，椭圆的长轴也可为相对于z′轴为±5度的范围内的任意方向。
具有激振电极620与激振电极620a合成所得的形状的激振电极720a具有激振电极620及激振电极620a的特征，抑制传递至z′轴方向的副振动即弯曲振动并且容易进行为晶体振子的主振动的c模式的封闭，且能够抑制副振动的端面反射，由此，能够抑制ci值的上升。
<晶体振子800的构成>
图12a是晶体振子800的平面图。晶体振子800包括具备台面部111的晶体片110、激振电极820、及引出电极121。激振电极820包括外形为圆形状的第一区域820a、及形成于第一区域820a的周围且厚度比第一区域820a薄而外形为椭圆形状的第二区域820b。激振电极820以第一区域820a的中心与第二区域820b的中心重叠的方式形成。而且，分别将引出电极121从激振电极820朝向晶体片110的+z′轴侧的边的两端引出。
激振电极820的第二区域820b以长轴沿z′轴方向延伸、短轴沿x′轴方向延伸的方式形成。图12a中，第二区域820b的长轴的长度表示为ze，第二区域820b的短轴的长度表示为xc，第二区域820b的长半径与第一区域820a的半径之差表示为zg。
图12b是图12a的xiib-xiib剖面图。图12b中，将晶体片110的厚度设为ya，激振电极820的第一区域820a的厚度设为yb1，激振电极820的第二区域820b的厚度设为yb2。而且，激振电极820为第一层822及第二层823这两个电极层重合而形成的双重电极。第一层822及第二层823例如通过如下而形成，即，分别形成作为基底的铬(cr)或镍(ni)，且在其上制成金(au)膜。激振电极820的第一区域820a由第一层822及第二层823形成，第二区域820b由第二层823形成。因此，第一层822的厚度为从厚度yb1减去厚度yb2所得的值，第二层823的厚度为厚度yb2。
激振电极820的厚度即厚度yb1优选形成于
<关于双重电极>
晶体振子800中，通过形成双重电极而减少ci值。以下对双重电极的效果进行说明。
图13a是表示使具有长轴为短轴的1.1倍的双重电极的晶体振子以20mhz振荡的情况下的ci值的温度变化的曲线图。图13a中，示出5个晶体振子的ci值的温度变化。图13a的晶体振子具有形成为双重电极的激振电极，该激振电极的第一区域直径为0.75cmm，第二区域为长轴的长度为1.1cmm、短轴的长度为cmm的椭圆形状，且长轴与z′轴平行。
图13a中，ci值大约限制于(r-200)ω至(r-150)ω之间。而且，例如，在考虑使用2次旋转晶体振子的温度即80℃下，最低ci值为(r-189.4)ω，最高ci值为(r-159.7)ω。即，图13a的晶体振子中，显示在80℃下ci值可能产生29.7ω的变动。
图13b是表示使具有长轴为短轴的1.12倍的双重电极的晶体振子以40mhz振荡的情况下的ci值的温度变化的曲线图。图13b中，示出36个晶体振子的ci值的温度变化。图13b的晶体振子具有形成为双重电极的激振电极，该激振电极的第一区域直径为dmm，第二区域为长轴的长度为1.345×dmm、短轴的长度为1.2×dmm的椭圆形状，且长轴与z′轴平行。
图13b中，ci值大约限制于(r-200)ω至(r-150)ω之间。而且，例如，在考虑使用2次旋转晶体振子的温度即80℃下，最低ci值为(r-202.92)ω，最高ci值为(r-147.84)ω。即，图13b的晶体振子中，显示在80℃下ci值可能产生54.98ω的变动。
可知具有图13a及图13b所示的形成为双重电极的激振电极的晶体振子，比起图3a所示的单层的激振电极而ci值低，且ci值的变动也少。
<晶体振子900的构成>
图14a是晶体振子900的平面图。晶体振子900具有晶体片110、激振电极920、引出电极121，激振电极920包括：外形为圆形状的第一区域920a，及形成于第一区域920a的周围且厚度比第一区域920a薄而外形为椭圆形状的第二区域920b。第二区域920b与第二区域820b(参照图12a)同样地以长轴沿z′轴方向延伸、短轴沿x′轴方向延伸的方式形成，第二区域920b的长轴的长度为ze，第二区域920b的短轴的长度为xc，第二区域920b的长半径与第一区域920a的半径之差为zg，长轴的长度ze以成为短轴的长度xc的1.1倍至2.0倍的范围的方式形成。
图14b是图14a的xivb-xivb剖面图。晶体振子900与晶体振子800同样地，将晶体片110的厚度设为ya，激振电极920的第一区域920a的厚度设为yb1，激振电极920的第二区域920b的厚度设为yb2。而且，激振电极920为第一层922及第二层923这两个电极层重合而形成的双重电极，但与激振电极820(参照图12b)不同，在第一区域920a，第一层922形成于第二层923之上。
激振电极形成为双重电极的晶体振子中，即便如晶体振子900那样改变第一区域中的第一层及第二层的形成顺序而形成，只要激振电极的外形的形状不改变，则能够与晶体振子800同样地减小ci值，抑制ci值的变动。
以上，已对本发明的最佳实施方式进行了详细说明，但如本领域技术人员所知那样，本发明能够在其技术范围内对实施方式添加各种变更、变形而实施。而且，所述实施方式也可进行各种组合而实施。
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