晶体振子的制作方法

本发明涉及一种以厚度切边模式(thickness-shearmode)振动的晶体振子。

背景技术：

作为以厚度切边模式振动的晶体振子，已知有以at切割晶体振子及sc切割晶体振子为代表的所谓二次旋转晶体振子。这些晶体振子是高度信息通信社会必需的电子零件，因此，正从各个方面努力进行特性改善。

作为特性改善的一个方法，有着眼于设在晶体片两面的激振用电极的方法。例如，在专利文献1中记载了下述结构：为了控制频率温度特性，使设在at切割晶体片的两主面的激振用电极，在晶体的x轴方向上相对地错开规定量。而且，在专利文献2中记载了下述结构：在利用导电性接着剂来支撑at切割晶体片的一端的表面贴装器件(surface-mountdevices，smd)结构的晶体振子中，为了减轻导电性接着剂的影响，使设在晶体片的表面与背面的激振用电极中的下表面侧的激振用电极，较上表面侧的激振电极朝远离导电性接着剂的位置错开。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：wo98/47226号公报

专利文献2：日本专利特开2014-42084号公报

技术实现要素：

[发明所要解决的问题]

但是，着眼于激振用电极的晶体振子的特性改善方法尚隐藏着可能性。

本申请是有鉴于此点而完成，因而，本申请的目的在于，提供一种具有新颖的激振用电极结构的晶体振子，该新颖的激振用电极结构能够实现以厚度切边模式振动的晶体振子的特性改善。

[解决问题的技术手段]

为了达成该目的，本发明提出一种晶体振子，在晶体片的表面与背面具备激振用电极，且以厚度切边模式振动，所述晶体振子的特征在于，

以下述位置关系来将所述激振用电极设置于晶体片的表面与背面，即，所述主面的激振用电极的边缘(edge)的位移分布与所述背面的激振用电极的边缘的位移分布相同。

当实施本发明时，晶体片采用将晶体的y′轴方向设为厚度，将晶体的x′-z′面设为主面的晶体片。并且，设在该晶体片的表面与背面(即主面)的激振用电极的平面形状相同且大小相同，并且，当将设在正(plus)y′面的激振用电极定义为第1激振用电极、设在负(minus)y′面的激振用电极定位为第2激振用电极时，第2激振用电极相对于第1激振用电极可设在满足以下关系的位置。

(1)使第1激振用电极沿着晶体的x'轴朝正x'方向移动以t·tanα给出的距离dx(参照图1a～图1b)，

(2)使第1激振用电极沿着晶体的z'轴朝负z'方向移动以t·tanβ给出的距离dy(参照图1a～图1b)，

(3)将依照所述(1)、(2)而移动后的状态投影到负y′面上的位置。

此处，t是指该晶体片的厚度。而且，α、β是指根据晶体片的切割种类sc切割、it切割等)而预先决定的角度。并且，α是以该晶体片的z'轴为旋转轴的角度(参照图1a)，β是以该晶体片的x'轴为旋转轴的角度(参照图1b)。在以下的说明中，角度α、β的正负是以晶体片的正z'面、正x'面来分别考虑(图1a、图1b)而将逆时针方向设为正、顺时针方向设为负。这些正、负决定表面与背面的激振用电极的偏移方向。另外，若是晶体片如sc切割等般为二次旋转晶体振子的情况，则角度α、β是针对c模式、b模式分别预先决定的范围的角度。

而且，所述x′轴、z′轴是指通过相对于晶体的晶轴即x轴、y轴而以该晶体片的切断角度φ或θ来旋转所产生的轴。即，例如若是如at切割晶体片般仅进行一次旋转的晶体片的情况，则是指经过该一次旋转后的轴，而且，例如若是如sc切割般进行二次旋转φ、θ的晶体片的情况，则是指经过该二次旋转后的轴。但是，撇号“′”并非是指旋转次数。即，在如at切割晶体片的情况般，仅有绕x轴的旋转而无绕z轴的旋转的情况下，此处也会附上撇号“′”而以x′、y′、z′来表示。在二次旋转晶体片的情况下，也会附上一个撇号“′”来表示。

而且，本发明优选适用于平板的晶体片，即厚度在整个晶体片区域中实质上均匀的晶体片。然而，对于平凸(planoconvex)形状的晶体片也可适用。当将本发明适用于平凸型晶体片时，晶体片的厚度t设为该晶体片的厚度为最厚的部位的厚度，适用所述(1)、(2)、(3)的条件。另外，当将本发明适用于平凸型晶体片时，与适用于平板的情况相比，会产生晶体片单面曲面的影响，但由于该曲面的曲率与晶体片的厚度t相比足够大，因此即使直接适用所述(1)～(3)的条件，也能够获得本发明的效果。

另外，当实施本发明时，激振电极的平面形状可设为任意。然而，优选的是，激振电极的平面形状可设为椭圆形状。并且，根据晶体片的切割种类，可将椭圆电极的椭圆比率设为规定范围，且使椭圆电极相对于晶体片而在规定范围内进行面内旋转而设。其中，该较佳例中所说的椭圆，当然包括从一平面上的两定点计起的距离之和为固定的正椭圆，也包括尽管形状与正椭圆存在少许变形，但也呈现与本发明同等效果的大致椭圆。例如，尽管与正椭圆存在少许变形但长轴、短轴可定义的形状，包含在本发明中所说的椭圆内。

而且，当实施本发明时，可在设在晶体片的表面与背面的激振用电极中的至少一个的缘部设置倾斜部，该倾斜部是该激振用电极朝向该激振用电极的端部而厚度减小，且为规定尺寸(倾斜宽度)。

[发明的效果]

根据本发明的晶体振子，使表面与背面的激振用电极以规定关系错开。因此，能够实现在表面与背面的激振用电极边缘处的位移分布相同的状态下振动的晶体振子。因而，与表面与背面的激振用电极边缘处的位移分布不同的情况相比，容易抑制边缘处的无用模式(寄生(spurious))的产生，因此难以引起振动时的损失。换言之，根据本发明的晶体振子，激振电极呈无浪费地配置在晶体片的表面与背面的各自存在振动位移分布(振动能量)的区域的状态，因此可实现晶体振子的特性改善。

附图说明

图1a、图1b是对第1实施方式的晶体振子的结构进行说明的图。

图2是对第1实施方式的晶体振子中的模拟(simulation)条件进行说明的图。

图3a、图3b是对第1实施方式的晶体振子的模拟结果进行说明的图。

图4a、图4b是对第1实施方式的晶体振子的模拟结果进行说明的紧接着图3b的图。

图5a、图5b是对第1实施方式的晶体振子的模拟结果进行说明的紧接着图4b的图。

图6是表示第1实施方式的晶体振子的模拟结果的要点的图。

图7a、图7b是对第2实施方式的晶体振子的结构进行说明的图。

图8a、图8b、图8c是对椭圆电极的椭圆比率的模拟结果进行说明的图。

图9a、图9b、图9c是对椭圆电极的椭圆比率的模拟结果进行说明的紧接着图8c的图。

图10a、图10b、图10c是对椭圆电极的椭圆比率的模拟结果进行说明的紧接着图9c的图。

图11是表示椭圆比率的模拟结果的要点的图。

图12a、图12b、图12c是对激振电极的面内旋转角度δ的模拟结果进行说明的图。

图13a、图13b、图13c是对激振电极的面内旋转角度δ的模拟结果进行说明的紧接着图12c的图。

图14a、图14b、图14c是对激振电极的面内旋转角度δ的模拟结果进行说明的紧接着图13c的图。

图15是表示面内旋转角度δ的模拟结果的要点的图。

图16a、图16b是表示本发明的实际的晶体振子的结构例的图。

图17a、图17b是对第3实施方式的晶体振子的结构进行说明的图。

图18是对第3实施方式的晶体振子的效果进行说明的图。

图19a、图19b是对第4实施方式的晶体振子的结构进行说明的图。

图20是对第4实施方式的晶体振子的效果进行说明的图。

图21是对第5实施方式的晶体振子的效果进行说明的图。

[元件符号的说明]

11：晶体片

13a：激振用电极(第1激振用电极)

13b：激振用电极(第2激振用电极)

13aa、13ba：主厚部

13ab、13bb：倾斜部

15：引出电极

20：引线型的晶体振子

21：基座

23：引线

25：夹片端子

27：导电性接着剂

30：表面安装型的晶体振子

31：陶瓷基座

33：支撑垫

35：导电性接着剂

41：第3实施方式的晶体片

51：第4实施方式的晶体片

dx、dy：距离

t：晶体片的厚度

xa：倾斜宽度(倾斜部的宽度)

xb：宽度

ya：厚度

yb：高度

α、β：角度

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的晶体振子的实施方式。另外，用于说明的各图只不过以能够理解本发明的程度概略性地表示。而且，在用于说明的各图中，对于同样的结构成分，有时也标注相同的编号来表示，并省略其说明。而且，以下说明中所述的形状、尺寸、材质等，不过是本发明范围内的较佳例。因而，本发明并不仅限定于以下的实施方式。

1.第1实施方式

1-1.第1实施方式的晶体振子的结构

图1a～图1b是第1实施方式的晶体振子的、尤其着眼于晶体片11的说明图。详细而言，图1a是晶体片11的平面图、以及沿着p-p线的晶体片11的剖面图，图1b是沿着图1a中的q-q线的晶体片11的剖面图。

第1实施方式的晶体振子具备：晶体片11、以及设在晶体片11的表面与背面的激振用电极13a、13b。并且，以成为下述位置关系的方式，将这些激振用电极13a、13b设于晶体片11的表面与背面(即，主面)，即，晶体片11的主面中的其中一面(即，表面)的激振用电极13a边缘处的位移分布，与晶体片11的主面中的另一面(即，背面)的激振用电极13b边缘处的位移分布相同。

晶体片11是以厚度切边模式振动的各种晶体片。具体而言，可列举at切割晶体片、被称作所谓的二次旋转振子的sc切割晶体片、m-sc切割晶体片、it切割晶体片。以下说明中的详细模拟等是通过m-sc切割晶体片来进行。所谓m-sc切割，是指如下所述的晶体片，即，将晶体原石以晶体的z轴为旋转轴而旋转24°±1°的范围的规定角度φ，进而，以此处产生的x′轴为旋转轴而旋转34°±1°的范围的规定角度θ而切出的晶体片。因而，该晶体片11是将晶体的y′轴方向设为厚度，将晶体的x′-z′面设为主面的晶体片的一种。

接下来，对激振用电极13a、13b的具体结构进行说明。激振用电极13a、13b采用：平面形状相同且大小相同的激振用电极。当然，所谓平面形状相同、大小相同，只要是实质上相同即可，也可存在因制造精度等引起的少许差异。并且，当将设在晶体片11的正y′面的激振用电极定义为第1激振用电极13a、设在晶体片11的负y′面的激振用电极定义为第2激振用电极13b时，第2激振用电极13b相对于第1激振用电极13a而设在满足以下(1)、(2)、(3)的关系的位置。另外，下述式中的t为晶体片的厚度。而且，角度α、β是后述的规定角度。

(1)使第1激振用电极13a沿着晶体的x'轴朝正x'方向移动以t·tanα给出的距离dx(参照图1a)，

(2)使第1激振用电极13a沿着晶体的z'轴朝负z'方向移动以t·tanβ给出的距离dy(参照图1b)，

(3)将依照所述(1)、(2)而移动后的状态投影到负y′面上的位置(参照图1a)。

因此，如图1a所示，从第1激振用电极13a所见的第2激振用电极13b是相对于第1激振用电极13a，而设在朝晶体片11背面的正x′方向且负z′方向偏移规定距离的位置。

根据本申请发明人基于有限元法的模拟已判明：通过将所述(1)、(2)式中所示的角度α、β设为规定角度，从而能够将第1激振用电极及第2激振用电极配置为：第1激振用电极13a边缘处的位移分布与第2激振用电极13b边缘处的位移分布成为相同的位置关系。并且判明：角度α、β在晶体片的每个切割种类，而且在所利用的每个振动模式中，具有适当的值。将其结果示于下述表1。

[表1]

表1：适合应用本发明的晶体片及各晶体片的每个振动模式的规定角度α、β

1-2.第1实施方式的角度α、β的研究例

表1中表示了规定角度α、β与它们的容许范围。因此，接下来说明与角度α、β处于规定范围为佳的方面相关的模拟例。由于晶体是各向异性材料，因此，已知的是：以厚度切边模式振动的晶体振子中，介质内的弹性波的相位速度的方向与能量速度的方向(能流(powerflow)方向)不同。因而认为，晶体振子振动时的晶体片的表面与背面的振动位移，在表面与背面并非处于相同位置。本申请的发明人认为，此种状态的晶体片中，不优选使同一形状、同一尺寸的激振用电极在晶体片的表面与背面正对。

因此，如图2所示，作为基于有限元法的模拟模型(simulationmodel)，设定在晶体片11的表面与背面设有同一平面形状、同一尺寸的第1激振用电极13a及第2激振用电极13b的模型。进而，通过有限元法，算出第1激振用电极13a及第2激振用电极13b各自的边缘位置、即沿着激振用电极边缘的各处的振动位移。进而，分别算出相对于第1激振用电极13a而使第2激振用电极13b的位置错开时的所述振动位移。另外，激振用电极边缘的各位置如图2所示，设为以角度γ来指定的边缘上的位置、即0°的位置、…、180°的位置、…等。

图3a～图5b是表示通过所述模拟而求出的位移分布。其中，这些图是使用m-sc切割晶体片作为晶体片、且为c模式下的振动时的模拟结果。在图3a～图5b中，横轴是以所述角度γ来指定的激振用电极的边缘位置，纵轴是模型的晶体片振动时的位移。另外，位移是以根据最大位移而标准化所得的值来表示。而且，在图3a～图5b中，以○描绘(plot)的特性图是第1激振用电极13a边缘的位移分布，以+描绘的特性图是第2激振用电极13b边缘的位移分布。其中，根据发明人对各种模拟的编组结果而判明，m-sc切割时的角度β在0.2°附近为佳，因此，图3a～图5b所示的结果中，表示了在将角度β固定为0.2°的条件下，将角度α改为35°、30°、25°、20°、15°、0°时的第1激振用电极及第2激振用电极边缘的位移分布。

而且，图6是对图3a和图3b、图4a和图4b、图5a和图5b的结果的要点进行归纳总结的图。具体而言，对于改变了角度α的所述六种模拟，分别以将边缘的相同位置处的位移之差遍及到整个边缘而累计所得的累计值，来表示第1激振电极边缘处的位移分布与第2激振电极边缘处的位移分布的差异。因而，该累计值越小，表示表面与背面的激振电极边缘处的位移分布的一致程度越高。

通过比较图3a～图5b并根据图6可知的是，若改变角度α，则第1激振用电极13a边缘处的位移分布与第2激振用电极13b边缘处的位移分布发生变化。并且，可知的是，在角度α＝25°的情况(参照图4a)下，第1激振用电极13a边缘处的位移分布与第2激振用电极13b边缘处的位移分布最为一致。根据包含本模拟的、发明人所实施的多个模拟结果，可知的是，在m-sc切割的情况下且c模式的情况下，当角度α＝25°附近且角度β＝0.2°附近时，第1激振用电极及第2激振用电极边缘处的位移分布最为一致。并且，尤其根据图6可知的是，若考虑晶体振子的特性改善效果，则角度α为-20～-30°即α＝25±5°为佳，更优选的是，α＝25±3°为佳。而且，对于β可知的是，β＝0±5°为佳，更优选的是，β＝0±3°为佳。而且，根据同样的模拟结果可知的是，在m-sc切割的情况下且b模式的情况下，对于角度α、角度β而言，α＝-6±5°、β＝-17±5°为佳，更优选的是，α＝-6±3°、β＝-6±3°为佳。

作为其他晶体片，对sc切割、it切割、at切割也与所述同样地进行模拟，算出这些晶体片中的角度α、角度β的优选值。将其结果与所述m-sc切割的结果一同示于下述表2。

[表2]

表2：模拟条件及由此提取的规定角度α、β的示例

而且，对于sc切割、it切割、at切割各自的角度α、角度β的容许范围，根据模拟结果可判明，如所述表1所示，为各规定值±5°为佳，更优选的是，为规定值±3°为佳。

2.第2实施方式

第1实施方式中，通过使表面与背面的激振用电极以所述(1)～(3)所示的规定的位置关系而错开，从而可使表面与背面的激振用电极边缘处的位移分布相同或接近。然而，根据发明人的进一步研究已判明优选的是：使表面与背面的激振用电极以规定的位置关系而错开，并且将激振电极的平面形状设为椭圆形状，且根据晶体片的切割种类来将椭圆电极的椭圆比率设为规定范围，且设为使椭圆电极相对于晶体片而在规定范围内进行面内旋转。如此，虽详细情况后述，但已判明，激振用电极边缘处的位移，易成为与边缘的各处相同或接近的值。即，已判明，激振用电极边缘处的位移分布易变得平坦。该第2实施方式为该例。

图7a、图7b是其说明图。该第2实施方式的晶体振子中，设于晶体片11的第1激振用电极13a、第2激振用电极13b各自是平面形状为椭圆形状且有规定的椭圆比率，且相对于晶体片而在规定的角度范围内进行面内旋转，且与第1实施方式同样地以规定关系(1)～(3)而错开。

此处，椭圆比率或面内旋转角度是如以下般定义。将椭圆形状的激振电极的沿着晶体片x′轴的尺寸定义为a、沿着z′轴的尺寸定义为b(图7a)、椭圆比率定义为a/b。而且，椭圆形状的激振电极相对于晶体片的面内旋转角度定义为相对于晶体片x′轴的角度δ(图7b)。其中，对于角度δ，如图7b所示，在正y′面中，将y′轴作为旋转轴而将朝向逆时针方向的旋转定义为正，将朝向顺时针方向的旋转定义为负。

设定对如此般定义的椭圆比率a/b、面内旋转角δ进行各种变更的模型，使用有限元法，如以下般研究第1激振用电极13a及第2激振用电极13b边缘处的位移分布。

2-1.椭圆比率的研究

首先，如以下般研究激振用电极的椭圆比率的优选范围。另外，模拟是将晶体片设为m-sc切割，将振动模式设为c模式的基波模式，将决定第1激振用电极13a与第2激振用电极13b的位置关系的角度α、β设为α＝25.5°、β＝0.2°，将激振用电极相对于晶体片的面内旋转角δ设为δ＝-9°，并对椭圆比率进行各种变更而进行。另外，所模拟的椭圆比率为1.584、1.518、1.452、1.386、1.32、1.254、1.188、1.122、1.056，当将椭圆比率1.32视为基准时，各椭圆比率相当于增20％、增15％、增10％、增5％、减5％、减10％、减15％、减20％的椭圆比率。

图8a～图8c、图9a～图9c、图10a～图10c是表示通过所述椭圆比率的模拟而求出的、激振用电极边缘处的位移分布。在图8a～图10c中，横轴与第1实施方式同样，是以角度γ来指定的激振用电极边缘的位置，纵轴是模型的晶体片振动时的位移。另外，位移与第1实施方式同样，是以根据最大位移而标准化所得的值来表示。而且，在图8a～图10c中，以○描绘的特性图是第1激振用电极13a边缘的位移分布，以+描绘的特性图是第2激振用电极13b边缘的位移分布。

而且，图11是对图8a～图8c、图9a～图9c、图10a～图10c的结果的要点进行归纳总结的图。具体而言，对于改变了椭圆比率的所述九种模拟，分别以不论表面与背面的全部位移中的最大值与最小值之差，来表示第1激振用电极边缘处的位移分布与第2激振用电极边缘处的位移分布的差异。该差越小，表示表面与背面的激振电极边缘处的位移分布越平坦。

根据图8a～图10c先明确的是，通过使表面与背面的激振用电极以规定位置关系错开的第1实施方式的效果，对于第1激振用电极13a及第2激振用电极13b各自边缘处的位移分布而言，即使改变椭圆比率，仍呈现相同的倾向，即两者呈现大致正弦波状的位移分布。此外，若比较图8a～图10c，则尤其根据图11可知的是，第1激振用电极13a及第2激振用电极13b边缘处的位移分布各自的平坦性，会因改变椭圆比率而变化。即，可知的是，位移分布在椭圆比率为1.32时最为平坦(参照图9b)，若椭圆比率相对于1.32而增减，则逐渐变为正弦波状而开始凹凸。激振用电极边缘处的位移分布为平坦的情况与并非如此的情况相比，可认为在无用振动的抑制等上是理想的，因此，可以说具有规定椭圆比率的激振用电极是有用的。

根据将椭圆比率1.32设为基准时的模拟结果，在为m-sc切割、以c模式振动且以基波振动的晶体振子的情况下，椭圆比率为1.32±10％的范围为佳，更优选的是，1.32±5％的范围为佳。按照该模拟流程，也研究了关于m-sc切割的c模式下的3倍波、5倍波和b模式下的基波、3倍波、5倍波的优选椭圆比率。将通过这些研究所确定的、各水平下的优选椭圆比率，示于下述表3的椭圆比率的栏。而且，同样地确定sc切割、it切割、at切割各自的优选椭圆比率。将这些结果示于下述表4、表5、表6各自的椭圆比率的栏。而且，根据发明人的模拟结果的研究，可判定各切割种类下的激振用电极的椭圆比率的优选容许范围为±10％，更优选为±5％。

[表3]

表3：m-sc切割时的优选椭圆比率与椭圆方向

[表4]

表4：sc切割时的优选椭圆比率与椭圆方向

[表5]

表5：it切割时的优选椭圆比率与椭圆方向

[表6]

表6：at切割时的优选椭圆比率与椭圆方向

2-2.激振用电极相对于晶体片的面内旋转角度的研究

接下来，对椭圆形状的激振用电极相对于晶体片的面内旋转角度δ的适当范围进行说明。

首先，在将晶体片设为m-sc切割，将振动模式设为c模式的基波模式，将决定第1激振用电极13a与第2激振用电极13b的位置关系的角度α、β设为α＝25.5°、β＝0.2°，将椭圆比率设为1.32的条件下，模拟结果如下。另外，模拟时的角度δ为1°、-1.5°、-4°、-6.5°、-9°、-11.5°、-14°、-16.5°、-19°。此处，对于角度δ的方向，如图7b所示，将y′轴作为旋转轴而在晶体片11的正y′面上将逆时针方向定义为正，将顺时针方向定义为负。

图12a～图12c、图13a～图13c、图14a～图14c是表示通过所述模拟而求出的位移分布。在图12a～图14c中，横轴是与第1实施方式同样地以角度γ来指定的激振用电极边缘的位置，纵轴是模型的晶体片振动时的位移。另外，位移是与第1实施方式同样地，以根据最大位移而标准化所得的值来表示。而且，在图10a～图12c中，以○描绘的特性图是第1激振用电极13a边缘的位移分布，以+描绘的特性图是第2激振用电极13b边缘的位移分布。

而且，图15是对图12a～图12c、图13a～图13c、图14a～图14c的结果的要点进行归纳总结的图。具体而言，对于改变了面内旋转角度δ的所述九种模拟，分别以不论表面与背面的全部位移中的最大值与最小值之差，来表示第1激振用电极边缘处的位移分布与第2激振用电极边缘处的位移分布的差异。该差越小，表示表面与背面的激振电极边缘处的位移分布越平坦。

通过比较图12a～图14c可明确，而且，根据图15可知的是，第1激振用电极13a及第2激振用电极13b边缘处的位移分布，会因改变椭圆的方向即角度δ而变化。即，可知的是，在m-sc切割的情况下，第1激振用电极及第2激振用电极各自边缘处的位移分布在δ＝-9°时，与其他情况相比最为平坦，且两者变得相同，若角度δ从-9°增减，则凹凸增加且两者的差异也变大。因而，角度δ为-9°为佳，而且，根据发明人的模拟结果可判断，该容许范围为±5°，更优选为±3°为佳。按照该模拟流程，确定m-sc切割的c模式下的3倍波、5倍波、m-sc切割的b模式下的基波、3倍波、5倍波、进而sc切割、it切割、at切割各自的各模式及基波、3倍波、5倍波各自的优选角度δ。将这些结果示于所述表3、表4、表5、表6各自的椭圆方向的栏。另外，可判断为，在任一情况下，椭圆的方向δ的优选容许范围均为±5°，更优选为±3°。

3.实际的结构例

对所述实施方式的晶体振子的实际的结构例进行说明。图16a、图16b是其说明图。

图16a所示的结构例是将本发明适用于引线(lead)型晶体振子20的例子，是从侧面观察晶体振子20的概略图。该晶体振子20具备：基座(base)21、设于该基座的引线23、及设于引线前端的夹片(clip)端子25。并且，成为将晶体片11固定于夹片端子25的结构。详细而言，在晶体片11的表面与背面，设有从激振用电极13a、13b引出的引出电极15，晶体片11在引出电极15的末端附近，利用导电性接着剂27而固定于夹片端子25。并且，实际上，为了密闭晶体片11，在基座上接合有未图示的盖(cap)。

图16b所示的结构例是将本发明适用于表面安装型晶体振子30的例子，是从上表面观察晶体振子30的概略图。该晶体振子30具备：陶瓷基座31、及设于该基座的支撑垫(pad)33。并且为将晶体片11固定于支撑垫33的结构。详细而言，在晶体片11的表面与背面，设有从激振用电极13a、13b引出的引出电极15，晶体片11在引出电极15的末端附近利用导电性接着剂35而固定于支撑垫33。并且，实际上，为了密闭晶体片11，在基座上接合有未图示的盖构件。而且，在陶瓷基座外侧底面，具备安装端子(未图示)，该安装端子电连接于支撑垫。

当然，这些结构例是本发明的较佳例，也可为其他结构。

4.第3实施方式(在激振用电极的缘部设置倾斜部的形态)

所述第1实施方式、第2实施方式中，激振用电极是其厚度遍及整个区域而实质上相同的结构。然而，若在激振用电极的缘部设置倾斜部，则对于无用模式的抑制更理想。该第3实施方式为该例。

图17a、图17b是该第3实施方式的晶体振子的说明图，是尤其着眼于第3实施方式的晶体振子所具备的晶体片41的图，图17a是晶体片41的平面图，图17b是晶体片40的沿着r-r线的局部剖面图。另外，图17b中，为了加深对激振用电极13a、13b的倾斜部13ab、13bb的理解，将激振用电极的厚度较实际放大表示。

该晶体片41的特征在于，设在其表面与背面的激振用电极13a、13b各自具备：主厚部13aa、13ba，以固定的厚度形成；以及倾斜部13ab、13bb，形成在这些主厚部的周围，且以从与主厚部相接的部分直至激振用电极的最外周而厚度逐渐变薄的方式形成。另外，主厚部13aa、13ba的厚度为固定是指：容许因制造上不可避免的变动造成的不均。

在该例的情况下，倾斜部13ab包含四阶的阶差。并且，从主厚部13aa侧直至激振用电极13a的最外周为止的宽度即倾斜宽度形成为xa，各阶差间的宽度形成为xb。即，在该例的情况下，宽度xa是形成为宽度xb的3倍的长度。主厚部13aa的厚度形成为ya。而且，倾斜部13ab的各阶差的高度形成为yb。因此，厚度ya为高度yb的4倍厚度。

对于这些倾斜部13ab、13bb的效果，进行如下所述的模拟来确认。即，作为晶体片41的模拟模型，准备使用at切割晶体片的模型与使用m-sc切割晶体片的模型这两种模型。并且，进行将这些模型的激振用电极的主厚部13aa、13ba各自的膜厚ya设为140nm，将主振动的频率设为26mhz，并使倾斜部13ab、13bb的宽度xa进行各种变化时的、基于有限元法的模拟。

在晶体振子中，与主振动(例如c模式)一同产生无用振动，该无用振动不同于主振动且是设计上未意图的振动。在由at切割、m-sc切割等的晶体材料所形成且以厚度切边振动而振动的晶体振子中，作为无用振动，尤其是因弯曲振动造成的影响大。图18的图表的横轴表示以该弯曲振动的波长即弯曲波长λ而标准化的倾斜宽度。因此，对于图18的图表所示的倾斜宽度而言，即使在同一尺度(identicalscale)下，在晶体片为at切割或m-sc切割时，倾斜部13ab、13bb的倾斜宽度的尺寸也不同。例如，在将26mhz的振动频率的振动设为主振动的情况下，at切割晶体片中的弯曲波长λ为约100μm，m-sc切割晶体片中的弯曲波长λ为约110μm。此时，在图18的图表中，以“1”表示的倾斜宽度的实际尺寸为1×λ，在at切割晶体片的情况下，倾斜宽度为1×λ＝约100μm，在m-sc切割晶体片的情况下，倾斜宽度为1×λ＝约110μm。

图18的图表的纵轴表示q值的倒数，该q值的倒数表示主振动的振动能量的损失。而且，at切割晶体片的模型的特性是以黑圆●来表示，m-sc切割晶体片的模型中的特性是以黑三角形▲来表示。

由图18可知的是，两模型中，在以弯曲波长λ而标准化的倾斜宽度为约“0.5”至“3”的范围内，表示振动能量的损失的1/q均较低，为3.0×10^-6(图18中记为“3.0e-6”)以下。即，可知的是，在倾斜宽度形成为弯曲波长λ的0.5倍以上且3倍以下的长度的情况下，振动能量的损失得到抑制。尤其，两模型中，在以弯曲波长λ而标准化的倾斜宽度为“1”至“2.5”的范围内，1/q的大小均低，进而，其变动也少。即，可知的是，在倾斜宽度为弯曲波长的1倍至2.5倍长度的情况下，进一步稳定而振动能量的损失变低。

在激振用电极的缘部设置倾斜部的结构，尤其适合应用于晶体片为平板状的情况。为了实现晶体振子的特性提高，以往使用晶体片自身的边缘区域厚度薄的所谓凸(convex)形状的晶体片。由此，能够封闭振动能量，抑制无用振动。然而，为了使晶体片成为凸形状，存在耗费加工工时与成本的问题。该第3实施方式的情况下，激振用电极缘部的倾斜部起到晶体片的凸形状的作用。因而，在针对使表面与背面的激振用电极以规定关系错开的第1实施方式及第2实施方式中例示的本发明的结构，进一步加上所述倾斜部的结构的情况下，可进一步实现晶体振子的特性提高或成本降低。

5.第4实施方式(在单面的激振用电极的缘部设置倾斜部的形态)

所述第3实施方式中，对在表面与背面的激振用电极各自的缘部设置倾斜部的结构进行了说明。然而，在制造晶体振子时，为了调整振动频率，会通过氩的离子束(ionbeam)等来对激振用电极进行修整(trimming)。在该修整工序中，有时倾斜部会消失，由此导致振动能量的损失变大。为了避免此现象，也可不对晶体片的频率调整面的激振用电极设置倾斜部，而仅对与频率调整面为相反面的激振用电极设置倾斜部。该第4实施方式为该例。

图19a、图19b是该第4实施方式的晶体振子的说明图，是尤其着眼于第4实施方式的晶体振子所具备的晶体片51的图，图19a是晶体片51的平面图，图19b是晶体片51的沿着s-s线的局部剖面图。在该第4实施方式的情况下，成为仅有不进行晶体片的频率调整一侧的激振用电极在其缘部具有倾斜部的结构。在图19a、图19b的示例中，仅激振用电极13a、13b中的激振用电极13b呈具有主厚部13ba与倾斜部13bb的结构。该激振用电极13b的结构可为第3实施方式中说明的结构。即，如第3实施方式中所说明般，激振用电极13b具备：主厚部13ba，以固定的厚度ya2(第3实施方式中的ya)形成；以及倾斜部13bb，形成在该主厚部13ba周围，且以从与主厚部相接的部分直至激振用电极的最外周而厚度逐渐变薄的方式形成，并且，倾斜宽度xa设为弯曲波长λ的0.5倍以上且3倍以下，优选的是设为1倍至2.5倍的长度。另一方面，未设倾斜部的一侧的激振用电极13a的膜厚设为ya1。另外，膜厚ya1、ya2的结构的详细将后述。将该晶体片51以激振用电极13b侧成为不进行频率调整的一侧的方式，安装于晶体振子用容器(例如参照图16a、图16b)中。

接下来，对于实施该第4实施方式时应留意的事项，参照图20而在下文进行说明。

图20是表示准备以下三种模拟模型作为模拟模型，并通过有限元法对各模型中的主振动能量的损失(1/q)进行分析的结果。三种中的第一种是相当于第4实施方式的晶体片51的模型，即，是仅对晶体片单面的激振用电极设有倾斜部的模型。第二种是相当于第3实施方式的晶体片41的模型，即，是对晶体片两面的激振用电极设有倾斜部的模型。第三种是相当于第1实施方式的晶体片11的模型，即，未对晶体片的激振用电极设置倾斜部的模型。

任一模型均是将晶体材料设为m-sc切割，将所有激振用电极设为金(au)，将主振动的频率设为30mhz(弯曲波长λ为约95μm)，将设有倾斜部的模型中的倾斜宽度xa设为133μm(弯曲波长λ的1.4倍)。另外，对于激振用电极的膜厚，在图20的图表中，横轴表示了激振用电极13a的厚度ya1与激振用电极13b的主厚部13ba的厚度ya2。并且，在该模拟的情况下，厚度ya1与厚度ya2的合计值始终设为280nm，在图20中，厚度ya2随着朝向图表的右侧而增加。而且，图20的纵轴表示主振动(例如c模式)的振动能量的损失(1/q)。并且，在图20中，以黑圆●表示仅对单面的激振用电极设有倾斜部的模型的计算结果，以黑菱形◆表示对两面的激振用电极设有倾斜部的模型的计算结果，以白四边形口表示未对激振用电极设置倾斜部的模型的计算结果。

另外，在厚度ya1与厚度ya2的合计值始终为280nm的条件下进行模拟的理由，是为了在晶体振子中确保所谓的能量封闭。即，欲在确保能量封闭的前提下确认本发明的效果。其中，280nm这一值是与实施方式的晶体片的大小、形状、频率相应的一例。

由图20可知的是，在仅对单面的激振用电极设有倾斜部的模型中，当厚度ya1及厚度ya2为140nm时，表示振动能量的损失的1/q为约5.5×10^-6(图20的图表中将“×10^-6”记为“e-6”)。然而，在该模型中，通过使未形成有倾斜部的激振用电极的厚度ya1变薄，取而代之，使设有倾斜部的激振用电极的厚度ya2变厚，从而1/q下降，当厚度ya1为60nm、厚度ya2为220nm时，1/q为约3.1×10^-6。即，可知的是，在仅对单面的激振用电极设有倾斜部的模型中，通过仅对单面的激振用电极设置倾斜部，并且使未设倾斜部的激振用电极的厚度变薄，从而晶体振子的损失下降。另一方面，在两面的激振用电极具备倾斜部的模型中，即使在变更厚度ya1与厚度ya2的情况下，1/q仍为约2.4×10^-6～约2.6×10^-6的平稳状态，乍一看，作为特性而言较佳。然而，在两面的激振用电极具备倾斜部的模型中，在频率调整时会引起频率调整面侧的激振用电极的倾斜部消失的现象，因此在实际制品中无法维持该特性。而且，在两面的激振用电极不具备倾斜部的模型中，当变更厚度ya1与厚度ya2时，随着厚度ya2增加而1/q变大，当厚度ya2为220nm时，1/q为约9.9×10^-6。即，在两面的激振用电极不具备倾斜部的模型中，随着ya2的厚度变厚，会产生因该激振电极缘部处的阶差引起的无用模式，从而损失增加。

该第4实施方式的晶体振子中的效果是基于以下理由而产生。在晶体振子中，与主振动(例如c模式)一同产生无用振动，该无用振动不同于主振动且是设计上未意图的振动。晶体振子是用由at切割及m-sc切割等的晶体材料所形成且以厚度切边振动而振动的晶片形成的，在该晶体振子中，主振动以外的其他模式成为阻碍主振动的振荡的无用模式。在无用模式的振动即无用振动中，尤其是弯曲振动作为对主振动造成影响者而为人所知。对于弯曲振动而言，主要是在激振电极的端部，振动能量被转换为弯曲振动，由此，其重叠于主振动，弯曲振动使压电振动片整体振动，因此振动能量被保持晶体片的导电性接着剂吸收。此种弯曲振动造成的能量损失会导致振动能量的损失。

在该第4实施方式的晶体振子且激振用电极的膜厚ya1、ya2均为140nm的情况下，尽管激振用电极13b形成有倾斜部13bb，但由于激振用电极13a未形成有倾斜部，因此弯曲振动对主振动的影响得不到充分抑制，因此，损失与未设倾斜部的模型同为较大。然而，第4实施方式的晶体振子中，随着未设倾斜部的激振用电极13a的厚度ya1变薄而1/q下降，当厚度ya1为60nm时，损失接近对两面的激振用电极设有倾斜部的模型。考虑这是因为：通过未设倾斜部的激振用电极的厚度ya1变薄，从而电极端部的阶差的影响得以减轻，因此弯曲振动的产生得到抑制。因而，在第4实施方式的情况下，优选的是，未设倾斜部的激振用电极13b的厚度ya1是以下述情况为前提而极力地薄，即：能够在激振用电极13b的端部抑制无用模式的诱发，且可获得电极原本的作为导电膜的功能。已知的是，在薄膜技术中，可作为膜而成立的下限范围为60nm至100nm的厚度，若考虑这一点，则优选的是：为了发挥未设倾斜部的激振用电极的功能，厚度ya1处于60nm～100nm的范围，优选的是处于60nm至80nm的范围。

而且，在第4实施方式的晶体片51中，晶体片51未经斜面加工或凸加工等加工，取而代之，将激振电极形成为规定的厚度，由此来封闭振动能量。以激振用电极的厚度ya1与ya2的合计厚度成为可进行振动能量封闭的膜厚的方式，来选择未设倾斜部的激振用电极的厚度ya2为佳。具体而言，对于两激振用电极的合计厚度，可从相对于晶体片的板厚为数％左右的值中，考虑压电振动片的大小或频率等来决定，例如从2％～5％中选择为佳。

在该第4实施方式的情况下，可获得使表面与背面的激振用电极以规定关系错开的第1实施方式、第2实施方式中例示的本发明的效果，并且可获得对激振用电极设置倾斜部的效果、与能够避免该倾斜部在频率调整时产生损伤的效果。

6.第5实施方式(也考虑到高次谐波的倾斜部的形态)

所述第3实施方式、第4实施方式中，对于倾斜部的长度即倾斜宽度xa，说明与基波相关的适当值。另一方面，作为晶体振子的用途之一，有从一个晶体振子同时输出两个频率的信号的用途。例如，在国际公开第2015/133472号中记载了：从一个晶体片导出基波与高次谐波。此种晶体片中，可使用其中一个频率作为输出信号，使用另一个频率作为温度补偿的传感器(sensor)用信号，并且，由于可利用一个晶体振子来获得两个频率，因此可减轻晶体片个体差异的影响等，因而理想。该第5实施方式是关于在所述第1实施方式～第4实施方式中进一步考虑到基波和高次谐波的设计的实施方式。

该第5实施方式的晶体片的特征在于，在第1实施方式～第4实施方式的各种形态中，将对激振用电极设置倾斜部时的倾斜宽度设为如下所述的长度，即，厚度切边振动的基波下的弯曲振动的波长即第1弯曲波长的0.84倍以上且1.37倍以下、且厚度切边振动的3倍波下的弯曲振动的波长即第2弯曲波长的2.29倍以上且3.71倍以下。

图21是表示用于说明该第5实施方式的效果的模拟结果的图。具体而言，图21是针对使用图17a、图17b所说明的对两面的激振用电极设有倾斜部的模拟模型，表示将激振用电极的倾斜宽度以弯曲振动的波长而标准化所得的值、与振动能量的损失(1/q)的关系的图表。模拟模型表示了对于所有激振用电极由金(au)所形成且将c模式设为主振动时的基波(频率：30mhz)及3倍波(频率：90mhz)，主厚部13aa(13ba)的膜厚ya1为100nm、140nm、180nm时的通过模拟得出的计算结果。

图21的图表的横轴表示倾斜宽度xa(μm)。图21的图表的纵轴表示q值的倒数，该q值的倒数表示主振动的振动能量的损失。而且，在图21中，将主厚部的厚度ya1为100nm且以基波振荡时的晶体片的损失以空心的四边形口来表示，将厚度ya1为140nm且以基波振荡时的晶体片的损失以空心的三角形△来表示，将厚度ya1为180nm且以基波振荡时的晶体片的损失以空心的圆○来表示，将主厚部的厚度ya1为100nm且以3倍波振荡时的晶体片的损失以黑四边形■来表示，将厚度ya1为140nm且以3倍波振荡时的晶体片的损失以黑三角形▲来表示，将厚度ya1为180nm且以3倍波振荡时的晶体片的损失以黑圆●来表示。

由图21可知的是，3倍波时的倾斜宽度与振动能量的损失(1/q)的关系呈现出不论主厚部的厚度ya1的大小如何均相似的倾向，在倾斜宽度xa为约30μm至约130μm的范围内，表示振动能量的损失的1/q低至8.0×10^-6(图21的图表中将“×10^-6”记为“e-6”)以下。而且，在基波中的倾斜宽度与振动能量的损失(1/q)的关系中，在倾斜宽度xa为约80μm以上的范围内，表示振动能量的损失的1/q低至4.0×10^-6以下。根据这些结果，在基波及3倍波的振动能量的损失(1/q)均低的、倾斜宽度xa为约80μm至约130μm的范围(图21的范围a)内，基波及3倍波这两者的晶体振子的振动能量的损失得到抑制，因此以基波及3倍波同时振荡时的晶体振子的振动能量的损失得到抑制。

进而，由图21可知的是，在3倍波中，在倾斜宽度xa为约40μm至约120μm的范围内，表示振动能量的损失的1/q稳定在低的状态下，因此尤为理想。对于基波，在倾斜宽度xa为约100μm以上的范围内，表示振动能量的损失的1/q低至3.0×10^-6以下，因此尤为理想。根据这些结果，在基波及3倍波的振动能量的损失(1/q)均低的倾斜宽度xa为约100μm至约120μm的范围(图21的范围b)内，尤其能够抑制基波及3倍波的晶体振子中的振动能量的损失，因此，尤其能够抑制以基波及3倍波同时振荡时的晶体振子的振动能量的损失。

7.其他实施方式

所述中，对本发明的晶体振子的实施方式进行了说明，但本发明并不限于所述实施方式。例如，在所述例中，作为晶体片，表示了长方形状的晶体片的示例，但晶体片的平面形状也可为四边形状、圆形状、椭圆形状。而且，各实施例中，表示了将x′方向设为长边、将z′方向设为短边的长方形状的晶体片，但长边、短边也可与此相反。而且，在第1实施方式的情况下，电极形状在俯视时也可为四边形状、圆形状。而且，已进行了说明，晶体片也可为平凸型。而且，作为设于激振用电极的倾斜部，表示了四阶结构的示例，但倾斜部的结构并不限于此。倾斜部例如可采用阶数与例示者不同的情况、或者并非阶结构而是具有斜面的结构等其他任意结构。另外，这些倾斜部例如可利用以下的方法而形成。即，通过使用电镀框的公知的金属膜成膜方法，来形成各阶的膜的方法；将利用光刻(photolithography)技术来对已形成的金属膜进行图形化(patterning)工艺，适用于各阶的膜形成的方法；以及形成一抗蚀剂图形(resistpattern)，该抗蚀剂图形使在所制作的金属膜上成为倾斜部的部分的膜厚薄，并将该图形作为遮罩(mask)，利用干式蚀刻(dryetching)法，将金属膜的一部分加工成倾斜状的方法等。