专利名称：At切割水晶振动片及其制造方法
技术领域：
本发明涉及以厚度切变振动模式为主振动的AT切割水晶振动片及 其制造方法。
背景技术：
通常，在振子、振荡器、滤波器或传感器等压电设备中，广泛采用 可获得高频率且具有稳定的频率特性的水晶来作为压电材料。特别是在 以厚度切变振动模式为主振动的水晶振子中，AT切割水晶板由于在常温 附近相对于温度变化的频率变化小，所以使用最为广泛。AT切割水晶板 被以如下方式切出使包含水晶结晶的X轴和Z轴的平面绕X轴从Z轴 向逆时针方向转动大约35度15分的角度而形成的面为主面。已知的是，厚度切变振动模式的压电振动片在使其厚度形成为从中 央部向端部逐渐变薄时，在端部的振动位移的衰减量变大，所以在振动 片的中央部捕获振动能量的效果升高，CI值、Q值等频率特性升高(例 如，参照专利文献1)。其结果为具有以下优点即使为了低频化而使压 电振动片增厚，也能以很少的能量来高效地使其振荡，相反，即使是较 高的频率，也能够使振动片尺寸比通常小而可实现小型化。作为该可发挥振动能量捕获效果的振动片的形状，有以下形状使其主面为凸形曲 面的凸面形状；使平坦的较厚中央部和端缘之间为斜面的伞形形状；以 及使平坦的较厚中央部的周边部分减薄的台型等。为了加工凸面形状的压电振动片，已知有用滚筒研磨装置等的机械 研磨加工来研磨长方形的压电元件片的方法(例如，参照专利文献2、专 利文献3)。此外，还提出了这样的加工方法对压电元件片的主面逐步 地进行湿法刻蚀，加工成近似于凸面形状的台阶形状，然后通过喷砂和 研磨机等的机械加工将该台阶形状修整为凸面形状(例如，参照专利文
献4)。
作为伞形形状的形成方法，已知有同样对水晶片用滚筒装置进行机 械研磨加工，或通过使用刻蚀液的湿法刻蚀进行化学加工的方法(例如，
参照专利文献5)。此外，存在使伞形形状的振动片的端部与框状的支撑 部一体化、而且机械强度优良、安装容易的压电振子(例如，参照专利 文献l)。
台型的压电振动片通常通过对水晶等的压电基板在其主面中央用形 成图案的电极膜为掩模进行湿法刻蚀，来形成作为振动部的较厚中央部 和较薄周边部(例如，参照专利文献6)。此外，已经确认台型水晶振子 中在基板的长方向上产生的弯曲振动是乱真(siiprious)增大的一个原因。 为了抑制作为该无用波的弯曲振动，提出了将较薄周边部相对于较厚中 央部的厚度差设定为10% 30。％的结构(例如，参照专利文献7)。再有， 已知有通过使激励电极从较厚中央部的阶梯差扩大到外侧，由此防止容 量比的下降、实现激励电极的良好位置精度、而且防止引线(lead)在阶 梯差处断线的压电振子(例如，参照专利文献8)。
此外，在厚度切变振动模式的压电振动片中，由于为实现高频化而 需要使激励部的厚度变薄，所以公知有将较薄的激励部在其周围与较厚 的加强框一体化以提高机械强度的倒台型的结构。另外，提出了在较薄 的激励部和加强框之间形成狭缝或槽，使外力难以从加强框传递到激励 部，从而提高了可靠性的水晶振子(例如，参照专利文献9、专利文献 10)。
另一方面，厚度切变振动模式的共振频率及其频率温度特性受到在 频率上接近的高次的宽度切变振动模式的较大影响是一直以来广为知晓 的。另外提出了这样的水晶振子使压电基板的主面的法线方向和长方 向的侧面所构成的角度倾斜大致3度，削弱厚度切变振动和高次的宽度 切变模式的结合，从而改善了频率温度特性(参照专利文献ll)。
根据专利文献ll，如图7所示，使用光刻和刻蚀加工，从AT切割 水晶晶片，将以水晶的X轴方向为长边、以Z'轴方向为短边的长方形的 水晶基板，加工成其主面的法线方向和长方向的侧面所构成的角度为大
约3° ，更具体地讲，考虑到加工误差等而加工成3。 土30'的角度。首先， 在具有希望厚度的AT切割水晶基板1的两主面上形成由例如Cr/Au构成 的掩模2a、 2b (图7 (A))。接着，对基板1从其两面进行湿法刻蚀，如 图7 (B)所示，出现作为水晶特有的自然面的m面3、 r面4以及与它 们不同的结晶面5。在继续进行刻蚀、没有被遮蔽的水晶部分贯穿时，由 于水晶的刻蚀异向性，m面3及结晶面5变大，在基板1的侧面形成了 凸起6 (图7 (C))。然后进一步进行刻蚀，当过刻蚀到凸起6完全消失 吋，形成了长方向的侧面7，该侧面7由相对于基板1的主面的法线方向 构成大约3。的倾斜角度的上述结晶面构成(图7 (D))。
图8 (A)、 (B)表示使用经如此加工的长方形的水晶基板的AT切 割水晶振动片。该AT切割水晶振动片IO在从图7 (D)中的基板1除去 了掩模2a、2b的水晶元件片11的两主面上形成有一对激励电极12a、12b。 水晶元件片ll以水晶结晶的X轴方向为长边，以Z'轴方向为短边，长方 向的侧面13相对于主面的法线方向以大约3。的角度倾斜。这样，与侧 面的倾斜角度为0°的情况相比，宽度切变振动模式和厚度切变振动模式 的结合变小，能够大幅度改善频率温度特性。
专利文献1:日本特开平11一355094号公报专利文献2:日本特开2003—205449号公报专利文献3:日本特幵平8—216014号公报专利文献4:日本特幵2003 — 168941号公报专利文献5:日本特开2001—285000号公报专利文献6:日本特开2006—140803号公报专利文献7:日本特开2006—340023号公报专利文献8:日本特开2005—94410号公报专利文献9:日本特开昭61 — 189715号公报专利文献10:日本特开平10—32456号公报专利文献lh日本特开2001 — 7677号公报
但是，上述专利文献8的AT切割水晶振子具有在Z'轴方向即振动 片的宽度方向上不能获得充分的能量捕获效果的问题。图8 (C)表示图8 (B)所示的AT切割水晶振动片IO的宽度方向的振动位移。如该图所 示，可知振动位移在宽度方向的两端没有充分衰减。因此，难以提高CI 值、Q值等频率特性。该影响特别是在追求水晶振动片的小型化的情况 下容易使外形的加工精度产生波动所以变大。再有，为了对水晶基板进 行过刻蚀，需要比通常长的刻蚀时间，因而存在损伤水晶基板自身的可 能。
如上所述，虽然凸面形状的压电振动片可获得高的能量捕获效果， 但存在难以加工成希望的外形的问题。例如，通过滚筒研磨所进行的机 械加工的加工精度的控制困难、形状及尺寸的波动大，而且加工时间长， 所以导致生产率的下降和成本的增加，需要在形成激励电极之前通过湿 法刻蚀除去在研磨加工中受损的水晶的表面层。再有，在滚筒研磨中， 基板的长边侧容易加工，将基板的宽度方向加工成凸面形状很困难。此 外，由于压电振动片越小型重量越轻，所以滚筒研磨的加工变得更困难。
此外，利用湿法刻蚀进行的化学加工方法存在不能加工向上凸的凸 面形状的问题。特别是近似于凸面形状的台阶形状的加工工序复杂、工 时多而且工序管理困难，因而存在导致生产率下降和成本增加的可能。
另一方面，台形状通过利用了光蚀刻技术的湿法刻蚀可简单地进行 加工，且形状波动小，因而适于批量生产，比上述凸面形状和伞形形状 更有利。但是，由于存在较厚中央部和较薄周边部的阶梯差，所以存在 —生与厚度切变模式的主振动重叠的宽度切变模式等无用波的问题。
发明内容
因此，本发明是鉴于上述现有问题而完成的，其目的是在以水晶结 晶的X轴方向为长边的AT切割水晶振动片中，抑制宽度切变模式的影 响，改善频率温度特性，同时特别是在Z'轴方向上提高能量捕获效果。
再有，本发明的目的是在该AT切割水晶振动片具有较厚中央部和较 薄周边部的台形状的情况下有效地消除可能与主振动重叠的无用波的影 响。
根据本发明，为了实现上述目的，提供一种AT切割水晶振动片，上
述AT切割水晶振动片包括水晶元件片，其由以水晶结晶的X轴方向 为长边的矩形的AT切割水晶板构成，并具有激励部；和激励电极，其设 置于激励部的表面和背面主面上，激励部的长边方向的两侧面分别由水 晶结晶的m面和m面以外的结晶面两个面形成。
这样，可知具有由相对于激励部的表面和背面主面即AT切割面以不 同角度倾斜的两个倾斜面构成的长边方向的侧面的AT切割水晶振动片 大幅度改善了宽度方向的两端的振动能量的捕获效果。因此，不将振动 片的主面加工成凸面形状，即可提高CI值、Q值等频率特性。而且，振 动片的长边方向的侧面的一部分由相对于主面的法线方向形成大约3° 的角度的水晶的结晶面构成，所以还可抑制宽度切变模式的影响，能够 改善由其引起的频率温度特性的变差。
该m面以外的水晶结晶面在实际的制造上优选的是如上述专利文献 8所述，在考虑加工误差等时设定成相对于激励部的主面的法线方向以 3° 士30'的角度倾斜。
在一实施例中，水晶元件片具有由形成激励电极的较厚中央部和较 薄周边部构成的台形状，该较厚中央部和较薄周边部的阶梯差的沿上述 长边方向的各侧面由水晶结晶的m面或m面以外的结晶面形成。由此， 在台形状的振动能量捕获效果的基础上，可抑制与主振动重叠的宽度切 变模式等无用波，从而能够使乱真降低。
再有，在一实施例中，通过使水晶元件片的较薄周边部相对于较厚 中央部的厚度差为较厚中央部的厚度的10%或其以下，虽振动能量捕获 效果稍有下降，但另一方面，在可抑制无用波的影响这点上不变，而且 能使较薄周边部更厚从而提高其机械强度。
根据本发明的另一方面，提供了一种AT切割水晶振动片的制造方 法，上述AT切割水晶振动片的制造方法包括以下工序通过湿法刻蚀 AT切割水晶板，来加工水晶元件片的外形的工序，上述水晶元件片构成 为以水晶结晶的X轴方向为长边的矩形，而且该长边方向的两侧面分别 由水晶结晶的m面和m面以外的结晶面两个面构成，并且上述水晶元件 片具有激励部；和在激励部的表面和背面主面上形成激励电极的工序。 这样，本发明的AT切割水晶振动片能够这样加工长边方向的侧面 通过利用水晶的刻蚀速度按其结晶方位的不同而不同的所谓刻蚀异向性，出现了水晶结晶的m面和相对于激励部的主面的法线方向形成大约 3°的角度的水晶的m面以外的结晶面。与现有的机械加工不同，湿法刻 蚀的加工控制容易，形状和尺寸的波动小，而且可实现生产率的提高和 成本的降低。在一实施例中，水晶元件片的外形加工工序由在AT切割水晶板的表 面和背面各面上形成与激励部的外形对应的掩模，并使用该掩模来从表 面和背面两面对AT切割水晶板进行湿法刻蚀的工序构成，而且将水晶板 的表面侧的掩模和背面侧的掩模在水晶结晶的Z'轴方向上彼此错开地配 置，由此，能够加工长边方向的侧面。由于不需要像现有技术那样进行 过刻蚀，因此不会损伤水晶板。这里，将掩模在Z'轴方向上错开配置是指，在水晶基板的两主面上 将各掩模错开配置成 一个掩模在通过该湿法刻蚀而出现m面的一侧的 端部与另一掩模重叠，但在上述m面以外的结晶面出现的一侧的端部与 另一掩模不重叠。该情况下，掩模的错开量Az (pm)在使AT切割水晶板的厚度为T (pm)并在Az-0.75XT士20X的范围内进行设定时，掩模不会错开过 量或错开不足，能够在更短时间内高效率且可靠地加工长边方向的侧面。在其它的实施例中，上述AT切割水晶振动片的制造方法还具有下述 工序通过对进行了外形加工的上述水晶元件片的表面和背面各面进行 湿法刻蚀，来将设置激励电极的较厚中央部和较薄周边部形成为，上述 较厚中央部和较薄周边部的阶梯差的沿上述长边方向的各侧面由水晶结 晶的m面或m面以外的结晶面构成。由此，获得了这样的AT切割水晶振动片不仅形成了发挥振动能量捕获效果的台形状，而且抑制了与主 振动重叠的宽度切变模式等无用波，能够使乱真下降。再有，在形成较厚中央部和较薄周边部时，如果以较薄周边部相对 于较厚中央部的厚度差为较厚中央部的厚度的10%或其以下的方式对水 晶元件片的表面和背面各面进行湿法刻蚀，则在保持振动能量捕获效果
及无用波的抑制效果的同时，使较薄周边部更厚从而提高了其机械强度， 并且可减少刻蚀量从而防止对水晶板的不良影响。
图1 (A) (C)是依次表示利用本发明的方法加工AT切割水晶
元件片的外形的工序的图。
图2 (A)是表示本发明的AT切割水晶振动片的实施例的俯视图， (B)是沿其II一II线的剖面图，(C)是表示其Z'轴方向(宽度方向) 的振动位移分布的线图。
图3 (A)是表示本发明的AT切割水晶振动片的另一实施例的俯视
图，(B)是沿其in—m线的剖面图。
图4 (A)是表示图3中的AT切割水晶振动片的变形例的俯视图， (B)是沿其IV — IV线的剖面图。
图5 (A)是表示本发明的AT切割水晶振动片的又一实施例的俯视 图，(B)是沿其V —V线的剖面图。图6 (A)、 (B)是依次表示加工图5中的AT切割水晶元件片的较 厚中央部的工序的图。
图7 (A) (D)是依次表示利用现有方法加工AT切割水晶元件
片的外形的图。
图8 (A)是表示现有技术的AT切割水晶振动片的俯视图，(B)是 沿其VID—Vi线的剖面图，(C)是表示其Z'轴方向(宽度方向)的振动位 移分布的线图。
标号说明
1、 21: AT切割水晶基板;2a、 2b、 22a、 22b、 69a、 69b:掩模;3、 23、 33、 46、 57、 67:第一结晶面；4、 24:第二结晶面；5、 25、 34、 47、 58、 68:第三结晶面；6:凸起；7、 13、 26、 32:侧面；10、 30、 41; 51; 61: AT切割水晶振动片；11、 31、 42、 52、 62:水晶元件片； 12a、 12b、 35a、 35b、 48a、 48b、 59a、 59b、 65a、 65b:激励电极；43、 54:加强框部；45、 56:连接部；55:贯穿槽；63:较厚中央部；64:
较薄周边部；66a、 66b:引线;70a、 70b、 71a、 71b:阶梯差。
具体实施方式
下面参照附图来详细说明本发明的优选实施例。图1 (A) (C)按照工序顺序来表示利用本发明的方法加工AT 切割水晶元件片的外形的过程。在本实施例中，由于如图示那样使用右 水晶，所以以将其X轴方向作为长边、以Z'方向作为短边、以Y'方向作 为厚度的方式对水晶元件片进行外形加工。首先，对AT切割水晶板进行 研磨加工等，来准备具有希望的平面及厚度的AT切割水晶基板21。在 水晶基板21的上下两主面上蒸镀例如预定膜厚的Cr膜及Au膜并进行光 亥U，形成掩模22a、 22b (图1 (A))。此时，将基板表面侧的掩模22a相 对于背面侧的掩模22b在水晶结晶的Z'轴方向上错开某一量Az (pm)进 行配置。然后，将水晶基板21从其两面用氟化铵溶液等适当的刻蚀液进行湿 法刻蚀。根据水晶的刻蚀异向性，在水晶基板21的露出面上出现从AT 切割面以彼此不同的角度倾斜的水晶的第一 第三结晶面23 25 (图1 (B))。在图1 (B)中，在水晶基板21的上表面侧，在Z'轴方向的一侧 以互相接触边界的方式形成了作为水晶特有的自然面的m面的第一结晶 面23和作为r面的第二结晶面24，在Z'轴方向的+侧形成了作为m面 以外的水晶的自然面的第三结晶面25。在水晶基板21的下表面侧，以与 之点对称的方式，在Z'轴方向的+侧以互相接触边界的方式形成了作为 水晶结晶的m面的第一结晶面23和作为r面的第二结晶面24，在Z'轴 方向的一侧形成了作为它们以外的水晶的自然面的第三结晶面25。如该 图中箭头所示，在水晶基板21的露出面进行刻蚀时，没有遮蔽的水晶部 分完全贯穿，从而形成了长方向的侧面26 (图l (C))。通过这样将各掩模22a、 22b分别配置成 一个掩模在第一结晶面23 即m面出现的一侧的端部与另一掩模重叠，但在第三结晶面25出现的一 侧的端部与另一掩模不重叠，由于上述各结晶面的刻蚀速度不同，所以 不会出现现有技术那样的凸起，能够形成由第一结晶面23和第三结晶面25两个面构成的侧面26。在本说明书中，把这样将掩模配置在水晶基板 的两主面上称为将掩模在Z'轴方向上错开配置。其结果为，根据本发明， 由于不需要过刻蚀，所以无需担心损伤水晶基板。在使水晶基板21的厚度为T (,)时，掩模的错开量Az (pm)在 Az二0.75XT士20X的范围内设定。该计算式是根据水晶的上述各结晶面 的刻蚀速度利用经验导出的。由于掩模的错开量Az具有某种程度的宽 度，所以构成侧面26的第一结晶面23和第三结晶面25的比例，通过适 当地选择Az的值可以改变。图2 (A)、 (B)表示本发明的AT切割水晶振动片的优选实施例。 该AT切割水晶振动片30具有按照图1中的工序来进行外形加工、以水 晶结晶的X轴方向作为长边、以Z'轴方向作为短边的矩形水晶元件片31 。 该水晶元件片的长方向的侧面32由与图1中的第一及第三结晶面23、25 分别相同的水晶的第一结晶面33及第三结晶面34两个面形成。结晶面 33、 34的倾斜角度不同，且两者相交的位置及两者与水晶元件片31的表 面和背面主面相交的位置不同，所以由于因此而产生的光的折射，在如 图2 (A)那样俯视时，可容易地视认水晶振动片30的长度方向的两侧 缘。因此，即使水晶振动片30小型化，各自的视认性也良好，组装及处 理的作业性提高。在水晶元件片31的表面和背面主面上形成有一对激励 电极35a、 35b。图2 (C)表示AT切割水晶振动片30的宽度方向即Z嘲方向的振动 位移。如该图所示，可知本发明的水晶振动片在宽度方向的两端振动位 移大幅度衰减。因此，可发挥充分大的能量捕获效果，可大幅度提高CI 值、Q值等频率特性。再有，AT切割水晶振动片30的长方向的侧面32具有相对于主面的 法线方向以大约3°的角度倾斜的第三结晶面34，更具体地说具有如上 述专利文献8记载的那样考虑到加工误差等以3° 士30'的角度倾斜的第 三结晶面34，所以与侧面的倾斜角度为0°的情况相比，宽度切变振动 模式和厚度切变振动模式的结合小。因此，在能量捕获效果的基础上， 还可实现频率温度特性的改善。
图3 (A)、 (B)表示本发明的AT切割水晶振动片的另一实施例。 本实施例的AT切割水晶振动片41具有倒台型的水晶元件片42。即，水 晶元件片42具有在中央较薄的矩形激励部43和在其周围配置的较厚的 矩形加强框部44。激励部43通过比其薄的连接部45在整周范围内与框 增强部44结合为一体。水晶元件片42按照与图1同样的加工工序形成为激励部43的长边 为水晶的X轴方向。因此，激励部43的长方向的侧面由与图1中的第一 及第三结晶面23、 25分别相同的水晶的第一结晶面46及第三结晶面47 两个面形成。在激励部43的表面和背面主面上，形成有一对激励电极48a、 48b。这样，与图2中的AT切割水晶振动片一样，改善了能量捕获效果 并实现了频率特性的提高，能够抑制宽度切变振动模式的影响从而改善 频率特性。图4 (A)、 (B)表示图3中的AT切割水晶振动片的变形例。本实 施例的AT切割水晶振动片51虽然与图3 —样具有倒台型的水晶元件片 52，但在中央的较薄的矩形激励部53和在其周围配置的较厚的矩形加强 框部54之间设有贯穿槽55，而且它们通过连接部56结合为一体。水晶元件片52按照与图1同样的加工工序形成为激励部53的长边 为水晶的X轴方向。因此，激励部53的长方向的侧面由与图1中的第一 及第三结晶面23、 25分别相同的水晶的第一结晶面57及第三结晶面58 两个面形成。在激励部53的表面和背面主面上，形成有一对激励电极59a、 59b。由此，与图2中的AT切割水晶振动片一样，改善了能量捕获效果 并实现了频率特性的提高，能够抑制宽度切变振动模式的影响从而改善 频率特性。图5 (A)、 (B)表示本发明的AT切割水晶振动片的又一实施例。 本实施例的AT切割水晶振动片61具有台型的水晶元件片62。即，水晶 元件片62具有作为激励部的较厚中央部63和在其周围的较薄周边部64。 通过该台形状，本实施例进一步改善了能量捕获效果并实现了频率特性 的提高，能够进一步抑制宽度切变振动模式的影响从而改善频率特性。 在较厚中央部63的表面和背面主面上形成有一对激励电极65a、 65b。上 述各激励电极经分别从较厚中央部63引出的引线66a、 66b而与设在水 晶元件片62的长方向的一个端部上的连接电极(未图示)电连接。与上述各实施例一样，水晶元件片62按照图1中的加工工序，将外 形加工成以水晶结晶的X轴方向为长边、以Z'轴方向为短边的矩形。水 晶元件片62的长度方向的侧面由与图1中的第一及第三结晶面23、 25 分别相同的水晶的第一结晶面67及第三结晶面68两个面形成。接下来，在水晶元件片62上通过湿法刻蚀来形成较厚中央部63和 较薄周边部64。如图6 (A)所示，在进行了外形加工的水晶元件片62 的表面和背面各面上蒸镀例如预定膜厚的Cr膜及Au膜并进行光刻，从 而形成掩模69a、 6%。将水晶元件片62的表面和背面各面用氟化铵溶液 等适当的刻蚀液进行湿法刻蚀。水晶元件片62在其露出面变薄的同时， 在与用上述掩模覆盖的部分的边界分别形成了阶梯差(图6 (B))。在水晶元件片62的沿长方向延伸的阶梯差70a、 70b、 71a、 71b的 侧面，由于水晶的刻蚀异向性，同与图1 (B)关联地进行的描述的一样， 出现了从AT切割面以彼此不同的角度倾斜的水晶的第一 第三结晶面。 在水晶元件片62的上表面侧，在Z'轴方向的一侧的阶梯差70a上，以互 相接触边界的方式形成了作为水晶结晶的m面的第一结晶面和作为r面 的第二结晶面，在Z'轴方向的+侧的阶梯差70b上形成了作为m面以外 的水晶的自然面的第三结晶面。在水晶基板62的下表面侧，以与之点对 称的方式，在Z'轴方向的+侧的阶梯差71a上，以互相接触边界的方式 形成了作为水晶结晶的m面的第一结晶面和作为r面的第二结晶面，在Z' 轴方向的一侧的阶梯差71b上形成了作为它们以外的水晶的自然面的第 三结晶面。这样，由于在阶梯差70a、 70b、 71a、 71b的侧面出现了确定 的水晶结晶面，所以较厚中央部63的形状能够消除或减少制造波动。较厚中央部63和较薄周边部64的上述阶梯差以较小的尺寸即可， 尽管其减小了振动能量的捕获效果，但只要能够抑制与厚度切变模式的 主振动重叠的宽度切变模式等的无用波即可。在本实施例中，在如图6 (B)所示那样使较厚中央部及较薄周边部的厚度为tO、 tl的情况下，它 们的差tO—tl设定为上述较厚中央部的厚度tO的100%或其以下。由此， 由于可使较薄周边部64更厚地形成，所以其机械强度增加。水晶振动片61通常在长方向的一个端部即较薄周边部64处悬臂状地安装，所以可更 坚固且可靠地进行固定。此外，由于能够减少用于形成台形状的刻蚀量， 所以可减少湿法刻蚀能够给水晶材料带来的不良影响，例如蚀坑的产生 等。在本实施例中，在使掩模69a、 69b的上下位置一致地对较薄周边部 64迸行湿法刻蚀时，在水晶元件片62的表面和背面，存在较厚中央部 63的端缘位置在水晶结晶的Z'轴方向上略微错开的可能。但是，在如本 实施例那样的刻蚀量少的情况下，较厚中央部63端缘的上下位置的错开 小到可忽视的程度。在刻蚀量大的情况下，能够与之对应地使掩模69a、 69b的上下位置在Z'轴方向上错开。如此形成为台形状的水晶元件片62在从其表面和背面两面剥离掩 模69a、 69b后，通过蒸镀等形成例如预定膜厚的Cr膜及Au膜，再形成 电极膜。通过使用光蚀刻技术来在电极膜上形成图案，形成激励电极65a、 65b、引线66a、 66b及上述连接电极。在本实施例中，将引线66a、 66b 形成为从较厚中央部63的X轴方向的端缘引出。X轴方向的阶梯差70a、 70b、 71a、 71b如上述那样出现水晶结晶的m面和r面，或者m面以外 的结晶面，所以X轴方向的所有端缘的角部都为钝角。因此，消除了引 线66a、 66b在上述阶梯差的角部断线或无法形成足够的膜厚的可能，从 而能够确保电特性和提高可靠性。虽然在上面对本发明的优选实施例进行了详细说明，但本发明可对 上述实施例添加各种变形和变化来进行实施。例如，在上述实施例中， 对水晶基板的两面同时进行湿法刻蚀，但也可对每个单面进行刻蚀。此 外，本发明不仅对右水晶，对左水晶也同样适用。在该情况下，通过使 在水晶基板的表面和背面主面上配置的掩模在Z'轴方向上错开，可同样 地在水晶的X轴方向上形成由上述第一及第三结晶面两个面构成的长方 向的侧面。此外，形成于水晶元件片的表面和背面各面的掩模及电极膜， 可使用除上述的Cr膜及Au膜以外的公知的各种金属及电极材料。
权利要求
1. 一种AT切割水晶振动片，其特征在于，上述AT切割水晶振动片包括水晶元件片，其由以水晶结晶的X 轴方向为长边的矩形的AT切割水晶板构成，并具有激励部；和激励电极，其设置于上述激励部的表面和背面主面上，上述激励部的长边方向的两侧面分别由水晶结晶的m面和m面以外 的结晶面两个面形成。
2. 根据权利要求1所述的AT切割水晶振动片，其特征在于， 上述m面以外的结晶面相对上述于激励部的主面的法线方向以 ±30'的角度倾斜。
3. 根据权利要求1或2所述的AT切割水晶振动片，其特征在于， 上述水晶元件片具有形成上述激励电极的较厚中央部和较薄周边部，上述较厚中央部和上述较薄周边部的阶梯差的沿上述长边方向的各 侧面由水晶结晶的m面或m面以外的结晶面形成。
4. 根据权利要求1至3中的任一项所述的AT切割水晶振动片，其 特征在于，上述较薄周边部相对于上述较厚中央部的厚度差为上述较厚中央部 的厚度的10%以下。
5. —种AT切割水晶振动片的制造方法，其特征在于， 上述AT切割水晶振动片的制造方法包括以下工序-通过湿法刻蚀AT切割水晶板，来加工水晶元件片的外形的工序，上述水晶元件片构成为以水晶结晶的X轴方向为长边的矩形，而且该长边 方向的两侧面分别由水晶结晶的m面和m面以外的结晶面两个面构成， 并且上述水晶元件片具有激励部；和在上述激励部的表面和背面主面上形成激励电极的工序。
6. 根据权利要求5所述的AT切割水晶振动片的制造方法，其特征在于，上述水晶元件片的外形加工工序由在上述AT切割水晶板的表面和 背面各面上形成与上述激励部的外形对应的掩模，并使用上述掩模来从表面和背面两面对上述AT切割水晶板进行湿法刻蚀的工序构成，而且将 上述AT切割水晶板的表面侧的上述掩模和背面侧的上述掩模在水晶结 晶的Z'轴方向上彼此错开地配置。
7. 根据权利要求6所述的AT切割水晶振动片的制造方法，其特征 在于，在使上述AT切割水晶板的厚度为T(pm)时，在Az二0.75XT土20X 的范围内设定上述掩模的错开量Az (pm)。
8. 根据权利要求5至7中的任一项所述的AT切割水晶振动片的制 造方法，其特征在于，上述AT切割水晶振动片的制造方法还具有下述工序 通过对进行了外形加工的上述水晶元件片的表面和背面各面进行湿 法刻蚀，来将设置上述激励电极的较厚中央部和较薄周边部形成为，上 述较厚中央部和上述较薄周边部的阶梯差的沿上述长边方向的各侧面由 水晶结晶的m面或m面以外的结晶面构成。
9. 根据权利要求8所述的AT切割水晶振动片的制造方法，其特征 在于，对上述水晶元件片的表面和背面各面进行湿法刻蚀，以使上述较薄 周边部相对于上述较厚中央部的厚度差为上述较厚中央部的厚度的10 % 以下。
全文摘要
本发明提供一种AT切割水晶振动片及其制造方法。本发明制造抑制了宽度切变模式的影响并改善了能量捕获效果的AT切割水晶振动片。AT切割水晶振动片具有由AT切割水晶板构成的水晶元件片及在其表面和背面主面设置的一对激励电极，AT切割水晶板构成为在水晶结晶的X轴方向具有长边的矩形，且其长边方向的侧面由作为水晶自然面的m面的第一结晶面和作为m面以外的自然面的第三结晶面两个面形成。水晶元件片的外形加工通过以下方式进行在AT切割水晶板的表面和背面各面上以在水晶结晶的Z′轴方向彼此错位的方式形成与其外形对应的掩模，并从表面和背面两面进行湿法刻蚀。水晶元件片可形成为由作为激励部的较厚中央部和较薄周边部构成的台形状。
文档编号H03H3/02GK101123423SQ20071014033
公开日2008年2月13日 申请日期2007年8月9日 优先权日2006年8月9日
发明者内藤松太郎, 小峰贤二, 青岛义幸 申请人:爱普生拓优科梦株式会社