晶体元件以及晶体器件的制作方法

本申请要求2019年1月28日提交的日本专利申请no.2019-012294的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于此。

本公开涉及晶体元件以及使用该晶体元件的晶体器件。

背景技术：

晶体元件具有形成有金属图案的晶体片，该金属图案具有一对激发电极以及一对连接引出部。这种晶体片在平面观察下成为呈直线的四边构成的矩形形状(例如，参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-85385号公报

技术实现要素：

本公开的晶体元件具有：晶体片，其在平面观察下呈大致矩形；激发电极部，其位于晶体片的两主面；连接引出部，其从激发电极部延伸到晶体片的第一短边；以及凸部，其位于晶体片的第二短边的两端部。

附图说明

图1是作为本实施方式的晶体器件的一例的晶体振子的立体图。

图2是图1的a-a剖面的剖视图。

图3是本实施方式的晶体元件的立体图。

图4a是平面观察本实施方式的晶体元件的上表面的平面图。

图4b是从上表面侧对本实施方式的晶体元件的下表面平面透视得到的平面图。

图5是平面观察在本实施方式的晶体元件中使用的晶体片的上表面的平面图。

图6a是侧面观察本实施方式的晶体元件的包括第二短边的侧面的侧视图。

图6b是侧面观察本实施方式的晶体元件的包括第一短边的侧面的侧视图。

图7是表示将本实施方式的晶体元件安装于基体时的状态的状态图。

图8是图7的b-b剖面的剖视图。

图9a是表示本实施方式的晶体元件中的凸部以及凹部的其他实施例(第一例)的立体图。

图9b是表示本实施方式的晶体元件中的凸部以及凹部的其他实施例(第二例)的立体图。

图9c是表示本实施方式的晶体元件中的凸部以及凹部的其他实施例(第三例)的立体图。

图10a是表示本实施方式的晶体元件中的突出部以及凹陷部的其他实施例(第一例)的立体图。

图10b是表示本实施方式的晶体元件中的突出部以及凹陷部的其他实施例(第二例)的立体图。

图10c是表示本实施方式的晶体元件中的突出部以及凹陷部的其他实施例(第三例)的立体图。

具体实施方式

晶体(水晶)元件在对具有连接电极部以及连接引出部的金属图案施加交变电压时，在被激发电极部夹着的部分产生作为主振动的厚度切变振动，但同时也产生作为次要的振动的轮廓振动。另外，作为主振动的厚度切变振动从由激发电极部夹着的部分泄漏传播，而产生在晶体片的端部反射的振动。如此，将作为次要的振动的轮廓振动、从激发电极部泄漏传播而在晶体片的端部反射的振动称作寄生振动。前述的晶体元件使用平面观察时为矩形形状的晶体片，因此与晶体片的外形尺寸相关的轮廓振动以及泄漏传播而在晶体片的端部反射的振动对作为主振动的厚度切变振动带来的影响变大，有可能使电特性降低。

本公开提供能够使电特性提高的晶体元件以及晶体器件。

以下，参照附图说明本公开的实施方式。需要说明的是，以下的说明所使用的图是示意性的图，附图上的尺寸比率等未必与实际的相一致。

(晶体器件的概略说明)

图1以及图2是关于作为本公开的实施方式的晶体器件的一例的晶体振子的附图。图3～图6是涉及本公开的实施方式的晶体元件的附图。图7以及图8是用于说明本实施方式的晶体元件安装于基体时的状态的状态图。

晶体振子作为整体例如为大致薄型的长方体形状的电子部件，其尺寸可以适当设定。例如，长边或者短边的长度为0.6mm～7.5mm，厚度为0.2mm～1.2mm。对于比较小的晶体振子，长边或者短边的长度为0.6mm～3.2mm，厚度为0.2mm～0.8mm。

晶体振子例如具有设置元件收容空间的基体110、收容于元件收容空间内的晶体元件120、以及封堵元件收容空间的盖体130。元件收容空间由盖体130密封，其内部例如为真空或者封入有适当的气体(例如，氮气)。

基体110具有成为基体110的主体的基板部110a、用于安装晶体元件120的搭载焊盘111、以及用于将晶体振子安装于未图示的电路基板等的外部端子112。基板部110a具有用于将搭载焊盘111与规定的两个外部端子112电连接的导体(未图示)。未图示的导体位于基体110的表面和/或内部。基体110例如具有用于在基体110形成元件收容空间的框状的框部110b。另外，框部110b沿着基板部110a的上表面的缘部设置。构成基体110的基板部110a以及框部110b包含陶瓷等绝缘材料，搭载焊盘111以及外部端子112例如由包括金属等的导电层构成。

盖体130例如由金属构成，并通过缝焊等与基体110的上表面接合。

晶体元件120具有晶体片121、以及设置于晶体片121的一对金属图案122。

晶体片121是所谓的at切割晶体片。即，在晶体中，在将包括x轴(电轴)、y轴(机械轴)以及z轴(光轴)的正交坐标系xyz绕x轴旋转例如30°～45°(作为一例是35°15′)而定义正交坐标系xy′z′时，具有与xz′平面平行的一对主面。

晶体元件120具有晶体片121、以及设置于晶体片121的一对金属图案122。金属图案122由对晶体片121施加电压的一对激发电极部123、以及用于将晶体元件120安装于基体110的搭载焊盘111的一对连接引出部124构成。

激发电极部123为一对，例如位于晶体片121的两主面的中央侧(即远离晶体片121的两主面的外缘)。

一对连接引出部124由连接部124a与引出部124b构成。连接部124a例如沿着晶体片121的第一短边的缘部排列设置有两个。引出部124b用于将激发电极部123与连接部124a电连接，该引出部124b的第一端与激发电极部123连接，该引出部124b的第二端与连接部124a连接。引出部124b例如设置为与晶体片121的长边平行。需要说明的是，只要引出部124b能够将激发电极部123与连接部124a电连接，则也可以从激发电极部123朝向晶体片121的长边延伸设置并沿着晶体片121的长边的缘部延伸设置到连接部124a。

晶体元件120使晶体片121的主面与基体110的基板部110a的上表面对置，并例如收容于基体110的元件收容空间内。连接引出部124的连接部124a通过导电构件140与基体110的搭载焊盘111接合。由此，晶体元件120如悬臂梁那样支承于基体110的基板部110a。此时，连接引出部124的连接部124a与基体110的搭载焊盘111成为电连接的状态。因而，一对激发电极部123与连接引出部124、导电构件140、搭载焊盘111电连接，进而与多个外部端子112中的任意两个电连接。导电构件140例如由导电性粘合材料形成。

晶体振子例如使基体110的下表面与未图示的电路基板的安装面对置并配置于该安装面，外部端子112通过焊锡等接合于电路基板的焊盘上，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以及搭载焊盘111对一对激发电极部123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的厚度切变振动中的基波振动。

(晶体元件的概略说明)

图3～图6是关于本实施方式的晶体元件的附图。图3是本实施方式的晶体元件的立体图。图4是本实施方式的晶体元件的上表面以及下表面的平面图、图6是本实施方式的晶体元件的包含短边的侧面的侧视图。图5是本实施方式的晶体元件中使用的晶体片的平面图。图7以及图8是用于说明本实施方式的晶体元件安装于基体时的状态的状态图。图7是在晶体元件安装于基体时从晶体元件的上表面侧平面观察时的状态图，图8是图7的b-b剖面的剖视图。如图3～图5所示，晶体元件120由晶体片121、和具有激发电极部123和连接引出部124的金属图案122构成。

(晶体片的详细说明)

如图5所示，晶体片121是大致将长度方向作为x轴方向的长方形。晶体片121具有在x轴方向上相互对置(与相对于x轴垂直的朝向平行)的一对短边t1、t2。另外，晶体片121具有将一对短边t1、t2的两端部彼此相连的一对长边。需要说明的是，用语“边”严格地说是直线，但在本实施方式中为了方便也可以是直线以外的形式。

一对短边t1、t2中的第一短边t1是在平面观察晶体片121时位于作为晶体的晶轴的+x轴侧的短边，第二短边t2是在平面观察晶体片121时位于作为晶体的晶轴的-x轴侧的短边。

对于晶体片121来说，在第一短边t1的两端部设置有突出部126。从另一观点出发，平面观察晶体片121时呈突出部126从晶体片121的第一短边t1的两端部向+x轴方向突出的状态。

如图6b所示，平面观察(侧面观察)包括突出部126所在的晶体片121的第一短边t1的晶体片121的侧面时，设置有凹陷部kb(kb1、kb2、kb3)。

凹陷部kb例如由第一凹陷部kb1、第二凹陷部kb2以及第三凹陷部kb3构成。如图6b所示，第一凹陷部kb1以与晶体片121的下表面相连的方式设置于晶体片121的第一短边t1的第一端侧。如图6b所示，第二凹陷部kb2以与晶体片121的下表面相连的方式设置于晶体片121的第一短边t1的第二端侧。如图6b所示，第三凹陷部kb3以通过晶体片121的第一短边t1的中点并且与晶体片121的上表面以及下表面相连的方式设置。

对于晶体片121来说，在第二短边t2的两端部设置有凸部125。从另一观点出发，平面观察晶体片121时呈凸部125从晶体片121的第二短边t2的两端部向-x轴方向突出的状态。

如图6a所示，平面观察(侧面观察)包括凸部125所在的晶体片121的第二短边t2的晶体片121的侧面时，设置有凹部ka(ka1、ka2、ka3)。

凹部ka例如由第一凹部ka1、第二凹部ka2以及第三凹部ka3构成。如图6a所示，第一凹部ka1以与晶体片121的下表面相连的方式设置于晶体片121的第二短边t2的第一端侧。图6a所示，第二凹部ka2以与晶体片121的下表面相连的方式设置于晶体片121的第二短边t2的第二端侧。如图6a所示，第三凹部ka3以通过晶体片121的第二短边t2的中点并且与晶体片121的上表面以及下表面相连的方式设置。

晶体片121的各种尺寸可以适当设定。例如，晶体片121的(x轴方向)长度为0.4mm～7.2mm，晶体片121的短边t1、t2的长度为0.3mm～5.0mm。

(金属图案的详细说明)

金属图案122具有激发电极部123与连接引出部124，并且如图3、图4以及图5所示，该金属图案122位于晶体片121的表面。

如图3以及图4所示，连接引出部124具有连接部124a以及引出部124b。

连接部124a位于晶体片121的第一短边t1的两端部并且跨晶体片121的上表面、下表面以及侧面地设置。此时，如图3以及图6b所示，连接部124a位于突出部126的第一凹陷部kb1以及第二凹陷部kb2的内壁面。如图7以及图8所示，该位于第一凹陷部kb1以及第二凹陷部kb2的内壁面的连接部124a在晶体元件120安装于基体110时，与导电构件140接触。从另一观点出发，可以说在第一凹陷部kb1以及第二凹陷部kb2内填充有导电构件140。

对于连接部124a来说，位于晶体片121的上表面的连接部124a的长度du(平面观察晶体元件120的上表面时的从晶体片121的第一短边t1到朝向晶体片121的第二短边t2侧的连接部124a的边为止的与x轴平行的长度)变得比位于晶体片121的下表面的连接部124a的长度dd(从上表面侧对晶体元件120的下表面平面透视时的从晶体片121的第一短边t1到朝向晶体片121的第二短边t2侧的连接部124a的边为止的与x轴平行的长度)短。

(关于在晶体元件中产生的振动)

当对晶体元件120的激发电极部123施加交变电压时，在被一对激发电极部123夹着的部分产生基波的厚度切变振动。将该在被一对激发电极部123夹着的部分产生的基波的厚度切变振动作为主振动。

此时，在平面观察下，主振动沿从激发电极部123朝向晶体片121的外缘的方向泄漏传播。将该沿从激发电极部123朝向晶体片121的外缘的方向产生的振动作为泄漏振动。当泄漏振动到达晶体片121的外缘时，泄漏振动在晶体片121的侧面被反射，沿从晶体片121的外缘朝向激发电极部123的方向产生振动。将该在晶体片121的侧面被反射的振动作为反射振动。

另外，在对晶体元件120的激发电极部123施加交变电压时，不仅产生主振动，还产生作为次要的振动的轮廓振动。轮廓振动与晶体片121的外形的长度(与x轴平行的长度以及与z′轴平行的长度)相关。

如前述那样，本实施方式的晶体元件利用在晶体片121产生的基波的厚度切变振动(主振动)。因而，在晶体元件120以及晶体器件中，在对激发电极部123施加交变电压时，可以说利用了主振动受到其他振动的影响的状态的主振动，其他振动具体而言是反射振动以及轮廓振动。

如上所述，本实施方式的晶体元件120具有在平面观察下呈大致矩形的晶体片121、位于晶体片121的两主面的激发电极部123、从激发电极部123延伸到晶体片121的第一短边t1的连接引出部124、以及位于晶体片121的第二短边t2的两端部的凸部125。

如此，通过在晶体片121的第二短边t2的两端部设置凸部125，从而能够使与晶体片121的长度的轮廓振动相关的频率分散。另外，这样一来，与未设置凸部125的情况相比，能够加长激发电极部123的缘部与晶体片121的第二短边t2侧的晶体片121的长边的端部的长度。因此，能够使在晶体片121的第二短边t2侧的晶体片121的长边的端部产生的反射振动给主振动带来的影响减少，能够使晶体元件120的电特性降低的情况减少。

另外，对于本实施方式的晶体元件120来说，在平面观察包含晶体片121的第二短边t2的晶体片121的侧面时，在凸部125设置有凹部ka。

如此，通过在晶体片121的包含第二短边t2的侧面形成凹部ka，从而能够使晶体片121的第二短边t2的长度局部地变化。因此，能够使在晶体片121的第二短边t2附近产生的次要的轮廓振动的频率分散，能够使晶体元件120的电特性降低的情况减少。

另外，通过将第一凹部ka1以及第二凹部ka2设置于凸部125，从而能够使泄漏振动以及反射振动在凹部ka所处的凸部125分散，能够使反射振动对主振动带来的影响减少。该结果是，能够使晶体元件120的电特性降低的情况减少。

另外，本实施方式的晶体元件120具有位于晶体片121的第一短边t1的两端部的突出部126。

如此，通过在晶体片121的第一短边t1的两端部设置突出部126，从而能够使与晶体片121的长度的轮廓振动相关的频率分散。另外，这样一来，与未设置突出部126的情况相比，能够加长激发电极部123的缘部与晶体片121的第一短边t1侧的晶体片121的长边的端部的长度。因此，能够使在晶体片121的第一短边t1侧的晶体片121的长边的端部产生的反射振动给主振动带来的影响减少，能够使晶体元件120的电特性降低的情况减少。

另外，对于本实施方式的晶体元件120来说，在平面观察包含晶体片121的第一短边t1的晶体片121的侧面时，凹陷部kb位于突出部126。

如此，通过在晶体片121的包含第一短边的侧面形成凹陷部kb，能够使晶体片121的第一短边t1的长度局部地变化。因此，能够使在晶体片121的第一短边t1附近产生的次要的轮廓振动的频率分散，能够使晶体元件120的电特性降低的情况减少。

另外，通过将第一凹陷部kb1以及第二凹陷部kb2设置于突出部126，能够使泄漏振动以及反射振动在凹陷部kb所处的突出部126分散，能够使反射振动对主振动带来的影响减少。该结果是，能够使晶体元件120的电特性降低的情况减少。

本公开的实施方式的晶体器件具有：上述那种晶体元件120；基体110，其以基板部110a为主体，晶体元件120的连接引出部124的一部分、具体而言为供连接部124a电连接的搭载焊盘111位于该基板部110a的上表面；盖体130，其与基体110接合，并将晶体元件120气密密封；以及导电构件140，其将连接引出部124的一部分与搭载焊盘111电连接。

通过使用能够如此使电特性降低的情况减少的晶体元件120，能够使晶体器件的电特性提高。

另外，对于本公开的实施方式的晶体器件来说，导电构件140在位于突出部126的凹陷部kb内、具体而言是在第一凹陷部kb1以及第二凹陷部kb2内填充。

通过如此，利用导电构件140将晶体元件120安装于基体110时，通过第一凹陷部kb1以及第二凹陷部kb2的壁部，能够减少相邻的导电构件140因晶体元件120的自重而被压溃并在晶体片121的下表面上扩展而短路的情况。

另外，这样一来，与未形成凹陷部kb的情况相比，能够使晶体元件120与导电构件140的粘合面积更大，因此能够使粘合强度更强。该结果是，在晶体器件落下时，能够使晶体器件的电特性降低的情况减少。

本公开，并不限定于上述的实施方式，而可以是各种方式。另外，“位于”也可以称为“设置”或者“形成”。“延伸”也可以称为“延伸设置”。

晶体器件并不限定于晶体振子。例如，晶体器件也可以是具备作为晶体振子的部分与作为振荡电路的部分的振荡器。另外，除了具备晶体元件以外，晶体振子也可以具备热敏电阻、二极管或者三极管等其他电子部件。

晶体元件也可以不是平板状，而是成为中央部的壁较厚的台型。

激发电极也可以不是大致矩形形状，而是圆形或者椭圆形状。

连接引出部也可以不是沿着x轴方向呈直线状延伸设置，例如，可以是向晶体片的长边侧延伸设置后沿着晶体片的短边延伸设置。

基于图9a至图9c对凸部以及凹部的其他实施例进行说明。图9a是第一例的凸部125a以及凹部kaa，图9b是第二例的凸部125b以及凹部kab，图9c是第三例的凸部125c以及凹部kac。在平面观察晶体片121的包括短边t2的侧面时，凸部125a为大致四边形状，凸部125b为横向的大致i字状，凸部125c为横向的大致t字状。在平面观察晶体片121的包括短边t2的侧面时，凹部kab包括第一凹部kab1、第二凹部kab2以及第三凹部kab3，凹部kac包括第一凹部kac1、第二凹部kac2以及第三凹部kac3。第一凹部kab1以及第二凹部kab2也可以为图9b中上侧和下侧中的仅任意一方。第一凹部kac1以及第二凹部kac2也可以为图9c中上侧和下侧中的仅任意一方。

基于图10a至图10c说明突出部以及凹陷部的其他实施例。图10a是第一例的突出部126a以及凹陷部kba，图10b是第二例的突出部126b以及凹陷部kbb，图10c是第三例的突出部126c以及凹陷部kbc。在平面观察晶体片121的包括短边t1的侧面时，突出部126a为大致四边形状，突出部126b为横向的大致i字状，突出部126c为横向的大致t字状。在平面观察晶体片121的包括短边t1的侧面时，凹陷部kbb包括第一凹陷部kbb1、第二凹陷部kbb2以及第三凹陷部kbb3，凹陷部kbc包括第一凹陷部kbc1、第二凹陷部kbc2以及第三凹陷部kbc3。第一凹陷部kbb1以及第二凹陷部kbb2可以为图10b中上侧和下侧中的仅任意一方。第一凹陷部kbc1以及第二凹陷部kbc2可以为图10c中上侧和下侧中的仅任意一方。