具体实施方式

近年来，随着晶体元件的谐振频率变高，晶体板变薄，由此晶体板的机械强度在下降。例如，在谐振频率为150MHz的情况下，晶体板的厚度为11μm左右。该情况下，由于晶体板过于薄，因此容易因应力在晶体板产生变形。若在晶体板产生变形，则振动部分的振动平衡下降，由此晶体元件的电气特性下降。该电气特性的下降中存在例如等效串联电阻值的增大、频率温度特性的下降(下陷的产生等)等。特别在谐振频率为150MHz以上的晶体元件中，由于晶体板非常薄，因此该问题显著。

根据本公开所涉及的晶体元件，通过具备振动部、比振动部厚且位于振动部的外缘的平板部、比平板部厚且位于平板部的外缘的固定部，能够实现厚的平板部支承薄的振动部的外缘、更厚的固定部支承平板部的外缘的构造。其结果，即使谐振频率变高从而振动部变薄，也能够维持晶体元件的机械强度，由此能够确保稳定的电气特性。

以下，参照附图，对用于实施本公开的方式(以下称为“实施方式”。)进行说明。另外，在本说明书以及附图中，针对实质相同的结构要素使用同一符号，适当省略说明。附图中描绘的形状被描绘成本领域技术人员容易理解，因此与实际的尺寸以及比例未必一致。

<实施方式1>

图1是表示晶体元件10的平面图，图2是透视晶体元件10中的背侧而观察到的平面图，图3是图1中的Ic-Ic线剖视图。图4是表示晶体板21的平面图，图5是图4中的IIb-IIb线剖视图，图6是用于说明晶体板21的尺寸例的平面图。以下，基于这些附图来进行说明。

将处于表背关系的两面之中的表侧作为“第一面”，将背侧作为“第二面”，将垂直贯通第一面以及第二面的方向的尺寸作为“厚度”。本实施方式1的晶体元件10具备：振动部11，具有第一面111以及第二面112；平板部12，具有第一面121以及第二面122，具有比振动部11的厚度大的厚度，在俯视下位于振动部11的外缘；固定部13，具有第一面131以及第二面132，具有比平板部12的厚度大的厚度，在俯视下位于平板部12的外缘；激励电极141、142，位于振动部11的第一面111以及第二面112；搭载电极151、152，位于固定部13的第一面131以及第二面132的至少一方；和布线电极161、162，将激励电极141、142与搭载电极151、152电连接。

第一面111、121、131以及第二面112、122、132也可以如下那样构成。平板部12的第一面121与固定部13的第一面131处于不同的平面上。平板部12的第二面122与固定部13的第二面132处于不同的平面上。振动部11的第一面111与平板部12的第一面121处于不同的平面上。振动部11的第二面112与平板部12的第二面122处于不同的平面上。也就是说，振动部11、平板部12以及固定部13各自的第一面111、121、131呈阶梯状排列，各自的第二面112、122、132也呈阶梯状排列。

在俯视下，振动部11、平板部12以及固定部13可以为大致矩形状，平板部12设置为包围振动部11的矩形的全部边，固定部13仅位于平板部12的矩形的一边120。若平板部12设置为包围振动部11的全部边，则振动部11成为设置于平板部12的中央的凹部。这里，“大致矩形”也包含正方形、或者四角带有圆角的矩形等。此外、平板部12也可以不是包围振动部11的全部边，而包围三边或者二边。该情况下，平板部12包含振动部11而成为大致矩形状。固定部13也可以不是位于平板部12的一边120，而设置为包围二边、三边或者全部边。该情况下，固定部13包含平板部12而成为大致矩形状。

平板部12的第一面121以及第二面122可以分别具有随着从固定部13远离而厚度变薄的倾斜面121a、122a。倾斜面121a、122a可以设为任意一方。此外，如果如图示那样设定晶体板的晶轴，则倾斜面121a、122a通过湿式蚀刻来形成。

晶体元件10也可以在搭载电极151、152与振动部11之间还具备在厚度方向贯通的贯通孔17。在本实施方式1中，贯通孔17被形成于倾斜面121a、122a。

在图4以及图6中，在俯视下，从振动部11的中心113到固定部13的距离114可以设为比从平板部12的中心123到固定部13的距离124大。

在图4以及图6中，在俯视下，将与固定部13所在的平板部12的一边120垂直的方向设为长度方向时，平板部12中的从固定部13到振动部11的距离125可以设为振动部11的长度方向的尺寸(长度115)的一半以上且两倍以下。

在图4以及图6中，在俯视下，将与固定部13所在的平板部12的一边120平行的方向设为宽度方向时，在平板部12的宽度方向，从平板部12的外缘到振动部11的距离126可以设为比振动部11的宽度方向的尺寸(宽度116)大。

接下来，对晶体元件10进行更加详细的说明。

晶体元件10以厚度切变振动模式进行动作，谐振频率(基本波)例如为150MHz以上。振动部11、平板部12以及固定部13由一个晶体板21构成。激励电极141、142、搭载电极151、152以及布线电极161、162由相同材料的金属图案构成。

晶体板21是AT切割晶体板。也就是说，在晶体中，使由X轴(电气轴)、Y轴(机械轴)以及Z轴(光轴)构成的正交坐标系XYZ围绕X轴旋转30°以上且50°以下(作为一例为35°15′)来定义正交坐标系XY’Z’时，与XZ’平面平行地被切出的晶片为晶体板21的原材料。并且，晶体板21的长边方向与X轴平行，短边方向与Z’轴平行，厚度方向与Y’轴平行。

图6中如下所示那样表示尺寸的一例。晶体板21的长度211为700～1000μm，宽度212为400μm。振动部11的长度115以及宽度116均为100μm。从平板部12的外缘到振动部11的距离126为150μm。固定部13的长度133为50～200μm。

一对激励电极141、142在俯视下为大致椭圆形，被设置在振动部11的第一面111以及第二面112各自的大致中央。作为无助于激励的连接用的布线电极161、162从激励电极141、142延伸到搭载电极151、152。电就是说，激励电极141经由布线电极161导通至搭载电极151，激励电极142经由布线电极162导通至搭载电极152。另外，激励电极141、142并不限于大致椭圆形，也可以是例如大致圆形或者大致矩形等。

搭载电极151、152的双方均位于固定部13的第二面132，但是也可以至少一方位于固定部13的第一面131。该情况下，也可以搭载电极151、152通过导线而与封装等电连接。

构成激励电极141、142等的金属图案例如形成包含铬(Cr)的基底层与包含金(Au)的导体层的层叠体。也就是说，在晶体板21上设置基底层，在基底层上设置导体层。基底层主要发挥获得与晶体板21的紧密贴合力的作用。导体层主要发挥获得电导通的作用。

作为金属图案的制造工序，若将设置金属膜称为成膜，则列举在晶体板21成膜之后形成光致抗蚀剂图案并进行蚀刻的方法、在晶体板形成光致抗蚀剂图案之后进行成膜并剥离的方法、或者以金属掩模覆盖晶体板进行成膜的方法等。成膜中使用溅射或者蒸镀等。

晶体元件10例如能够使用光刻技术和蚀刻技术如下那样进行制造。

首先，在AT切割的晶体晶片整面设置耐蚀膜，在其上设置光致抗蚀剂。接下来，在该光致抗蚀剂之上重叠描绘有晶体板21的外形(包含贯通孔17。)以及平板部12的图案的掩模，通过进行曝光以及显影，使一部分的耐蚀膜露出，在该状态下进行针对耐蚀膜的湿式蚀刻。之后，将剩余的耐蚀膜设为掩模，针对晶体晶片进行湿式蚀刻，形成晶体板21的外形(到中途)以及平板部12(平板部加工工序)。接下来，同样地，形成晶体板21的外形(到中途)以及振动部11(振动部加工工序)。接下来，同样地，形成晶体板21的外形(到贯通)(外形加工工序)。另外，将对晶体板21的第一面以及第二面同时进行蚀刻称为“双面蚀刻”，将对晶体板21的第一面以及第二面的任意一方进行蚀刻称为“单面蚀刻”。在上述各工序中使用双面蚀刻。

之后，从晶体晶片除去剩余的耐蚀膜，将作为激励电极141、142等的金属膜设置在晶体晶片整面。接下来，将包含激励电极141、142等的图案的光致抗蚀剂掩模形成在金属膜上，通过蚀刻除去不要的金属膜，形成激励电极141、142等。之后，除去不要的光致抗蚀剂，在晶体晶片形成多个晶体元件10。最后，从该晶体晶片单片化为各晶体元件10，从而得到单体的晶体元件10。

晶体元件10的动作如以下所示。经由激励电极141、142，对晶体板21施加交变电压。于是，晶体板21发生厚度切变振动以使得第一面111以及第二面112相互错开，产生特定的谐振频率。这样，晶体元件10利用晶体板21的压电效应以及反压电效应进行动作，以使得输出一定的谐振频率的信号。此时，激励电极141、141间的晶体板21(即振动部11)的板厚越薄，则成为越高的谐振频率。

接下来，对晶体元件10的作用以及效果进行说明。

(1)本实施方式1的晶体元件10如上述那样具备：振动部11，具有第一面111以及第二面112；平板部12，具有第一面121以及第二面122，具有比振动部11的厚度大的厚度，在俯视下位于振动部11的外缘；固定部13，具有第一面131以及第二面132，具有比平板部12的厚度大的厚度，在俯视下位于平板部12的外缘；激励电极141、142，位于第一面111以及第二面112；搭载电极151、152，位于第一面131以及第二面132的至少一方；和布线电极161、162，将激励电极141、142与搭载电极151、152电连接。

根据本实施方式1的晶体元件10，通过具备振动部11、比振动部11厚且位于振动部11的外缘的平板部12、比平板部12厚且位于平板部12的外缘的固定部13，能够实现厚的平板部12支承薄的振动部11的外缘、更厚的固定部13支承厚的平板部12的外缘的构造。其结果，即使谐振频率变高从而振动部11变薄，也能够维持晶体元件10的机械强度，由此能够确保稳定的电气特性。

这里，具体说明晶体元件10的效果的一例。将没有平板部、包含振动部与固定部的晶体元件作为比较例。在该比较例中，应力集中于较薄的振动部与较厚的固定部的边界，容易在较薄的振动部产生变形。因此，伴随着高频率化而振动部进一步变薄，振动部更加容易变形。相对于此，在晶体元件10中，由于振动部11与固定部13之间产生的应力被平板部12分散或者吸收，因此即使振动部11变薄，振动部11也难以变形。另外，作为应力源，存在重力或者金属图案的张力等。

此外，特别在谐振频率为150MHz以上的晶体元件10中，由于振动部11相当薄，需要注意安装时的破损等。根据晶体元件10，通过比平板部12厚的固定部13来安装于封装，能够提高操作性。

(2)第一面111、121、131呈阶梯状排列，第二面112、122、132也呈阶梯状排列。该情况下，在晶体板21的表侧和背侧成为相同的构造。由此，例如表侧的金属图案的张力与背侧的金属图案的张力相抵消，能够更加抑制振动部11的变形。此外，由于能够通过双面蚀刻来形成平板部12以及振动部11，因此能够将每一工序的蚀刻時间缩短至单面蚀刻的大约一半。

此外，如果在晶体板21的表侧和背侧设为上下对称构造，这些效果变得更为显著。除此以外，通过相对于晶体板21的重心而上下对称，在晶体板21的上半部分和下半部分振动的状态相同，因此能够提高振动平衡，能够减少CI(晶体阻抗)值。

(3)振动部11、平板部12以及固定部13为大致矩形状，平板部12设置为包围振动部11的矩形的全部边，固定部13仅位于平板部12的矩形的一边120。在振动部11为大致矩形状的情况下，相比于振动部11为大致圆形状或者椭圆形状的情况，容易管理通过湿式蚀刻来形成振动部11时的蚀刻残渣。这是因为：由于如果振动部11为大致矩形状，则露出至振动部11的外缘的结晶面简单，因此蚀刻残渣的形状也简单。其结果，能够减少振动部11的外缘处的布线电极161、162的断线。此外，在平板部12设置为包围振动部11的全部边的情况下，由于通过厚的平板部12支承薄的振动部11的全部边，因此能够进一步减少振动部11中产生的变形。

(4)平板部12的第一面121具有随着从固定部13远离而厚度变薄的倾斜面121a、或者平板部12的第二面122具有随着从固定部13远离而厚度变薄的倾斜面122a。该情况下实现如下的效果。固定部13附近的平板部12(倾斜面121a、122a)处的厚度朝向固定部13而逐渐变大。因此，从固定部13侧向振动部11侧传递的应力通过倾斜面121a、122a(平缓的阶梯差)而被吸收或者分散，因此能够更加抑制振动部11的变形。此外，由于振动部11中产生的振动随着朝向固定部13而逐渐衰减，因此由固定部13反射的振动对振动部11的影响被减轻。由此，通过固定部13附近的平板部12的剖面形状，抑制固定部13针对振动部11的振动的影响，因此能够减少CI值。倾斜面121a、122a可以设为任意一方，但是通过设为双方可进一步增加效果。

(5)在搭载电极151、152与振动部11之间还具备在厚度方向贯通的贯通孔17。该情况下，由于从固定部13侧向振动部11侧传递的应力被贯通孔17吸收或者分散，因此能够更加抑制振动部11的变形。换言之，在将固定部13固定于封装时，能够减少在平板部12产生的变形，进而也能够减少在振动部11产生的变形。此外，贯通孔17通过封闭振动部11的振动能量，能够减少CI值。进而，通过将贯通孔17形成于倾斜面121a、122a，与倾斜面121a、122a的作用相结合，这些效果变得更为显著。

(6)从振动部11的中心113到固定部13的距离114比从平板部12的中心123到固定部13的距离124大。该情况下，由于振动部11与固定部13远离，因此能够减少将固定部13固定于封装时的应力的影响。

(7)平板部12中的从固定部13到振动部11的距离125为振动部11的长度115的一半以上且两倍以下。若距离125低于振动部11的长度115的一半，则容易受到来自固定部13的应力的影响。若距离125超过振动部11的长度115的两倍，则由于平板部12容易变形，因此振动部11也容易变形。

(8)在平板部12的宽度方向上，从平板部12的外缘到振动部11的距离126比振动部11的宽度116大。该情况下，能够由充分的平板部12来支承振动部11的宽度方向，因此能够进一步减少在振动部11产生的变形。

<其他实施例>

图7～图11分别是表示实施例1～5的晶体板21～25的剖视图。以下，基于这些附图进行说明。

通过双面蚀刻或者通过单面蚀刻来形成实施方式1中的平板部以及振动部，可得到各种的剖面形状的晶体板。将这些晶体板作为实施方式1的实施例1～5进行说明。

图7所示的实施例1的晶体板21与图3以及图5所示的情况相同。以下，在晶体板22～25中，与晶体板21的结构要素对应的部分使用与晶体板21相同的符号。

在通过双面蚀刻来形成平板部12时，平板部12的第一面121与固定部13的第一面131成为不同的平面，且平板部12的第二面122与固定部13的第二面132成为不同的平面。

在通过单面蚀刻来形成平板部12时，平板部12的第一面121与固定部13的第一面131成为相同的平面，且平板部12的第二面122与固定部13的第二面132成为不同的平面。或者，平板部12的第二面122与固定部13的第二面132成为相同的平面，且平板部12的第一面121与固定部13的第一面131成为不同的平面。

在通过双面蚀刻来形成振动部11时，振动部11的第一面111与平板部12的第一面121成为不同的平面，且振动部11的第二面112与平板部12的第二面122成为不同的平面。

在通过单面蚀刻来形成振动部11时，振动部11的第一面111与平板部12的第一面121成为相同的平面，且振动部11的第二面112与平板部12的第二面122成为不同的平面。或者，振动部11的第二面112与平板部12的第二面122成为相同的平面，且振动部11的第一面111与平板部12的第一面121成为不同的平面。

图7所示的实施例1的晶体板21的平板部12以及振动部11的双方均通过双面蚀刻来形成。如实施方式1中所说明那样，需要(平板部12的双面蚀刻+外形的双面蚀刻)→(振动部11的双面蚀刻+外形的双面蚀刻)→外形的双面蚀刻这三次的蚀刻。

图8所示的实施例2的晶体板22通过双面蚀刻来形成平板部12，通过单面蚀刻来形成振动部11。该情况下，可以是(平板部12的双面蚀刻+外形的双面蚀刻)→(振动部11的单面蚀刻+外形的双面蚀刻)这两次的蚀刻。在本实施例2中，将振动部11形成在平板部12的第一面121，但是也可以将振动部11形成在平板部12的第二面122。即使在该情况下，如果将晶体板反转，则与本实施例2的剖面形状相同。

图9所示的实施例3的晶体板23通过单面蚀刻来形成平板部12，通过双面蚀刻来形成振动部11。该情况下，可以是(平板部12的单面蚀刻+外形的双面蚀刻)→(振动部11的双面蚀刻+外形的双面蚀刻)这两次的蚀刻。在本实施例3中，将平板部12形成在固定部13的第二面132侧，但是也可以将平板部12形成在固定部13的第一面131侧。即使在该情况下，如果将晶体板反转，则与本实施例3的剖面形状相同(对于实施例4、5也同样)。

图10所示的实施例4的晶体板24的平板部12以及振动部11的双方均通过单面蚀刻来形成。该情况下，可以是(平板部12的单面蚀刻+外形的单面蚀刻)→(振动部11的单面蚀刻+外形的双面蚀刻)这两次的蚀刻。

图11所示的实施例5的晶体板25与实施例4的晶体板24同样，平板部12以及振动部11的双方均通过单面蚀刻来形成。但是，在实施例4中振动部11形成在平板部12的第一面121，相对于此，在本实施例5中振动部11形成在平板部12的第二面122。该情况下，也可以是(平板部12的单面蚀刻+外形的单面蚀刻)→(振动部11的单面蚀刻+外形的双面蚀刻)这两次的蚀刻。

具备各实施例的晶体板21～25的晶体元件的结构、作用以及效果与实施方式1的晶体元件均相同。

<实施方式2>

图12是表示晶体装置60的立体图，图13是图12中的IVb-IVb线剖视图。以下，将具备实施方式1的晶体元件的晶体装置作为实施方式2的晶体装置60，基于这些图来进行说明。

如图12以及图13所示，本实施方式2的晶体装置60具备：实施方式1的晶体元件10、设置晶体元件10的基体61、与基体61一起对晶体元件10进行气密密封的盖体62。基体61也被称为封装，包含基板61a和框体61b。由基板61a的上表面、框体61b的内侧面和盖体62的下表面包围的空间成为晶体元件10的收容部63。晶体元件10例如输出电子装置等中使用的基准信号。

换言之，晶体装置60具备：在上表面具有一对电极焊盘61d以及在下表面具有四个外部端子61c的基板61a、沿着基板61a的上表面的外周缘而设置的框体61b、经由导电性粘合剂61e来安装于一对电极焊盘61d的晶体元件10、与框体61b一起将晶体元件10气密密封的盖体62。

基板61a以及框体61b包含例如氧化铝陶瓷或者玻璃陶瓷等的陶瓷材料，一体地形成而成为基体61。基体61以及盖体62在俯视下大致为矩形状。外部端子61c与电极焊盘61d以及盖体62经由形成于基体61的内部或者侧面的导体而被电连接。详细而言，在基板61a的下表面的四角分别设置外部端子61c。这些之中的两个外部端子61c与晶体元件10电连接，剩余的两个外部端子61c与盖体62电连接。外部端子61c被用于安装在电子装置等的印刷布线板等。

晶体元件10如上述那样具有：晶体板21、形成于晶体板21的上表面的激励电极141、形成于晶体板21的下表面的激励电极142。并且，晶体元件10经由导电性粘合剂61e而接合于电极焊盘61d上，通过稳定的机械振动和压电效应，实现振荡出电子装置等的基准信号的作用。

电极焊盘61d是用于将晶体元件10安装于基体61的焊盘，相邻地设置一对以使得沿着基板61a的一边。并且，一对电极焊盘61d分别将搭载电极151、152连接，将晶体元件10的一端作为固定端，将晶体元件10的另一端作为与基板61a的上表面分离的自由端，由此通过悬臂支承构造将晶体元件10固定在基板61a上。

导电性粘合剂61e例如是在硅酮树脂等的粘合剂中作为导电填料而含有导电性粉末。盖体62例如由包含铁、镍或者钴的至少任一者的合金构成，通过缝焊等与框体61b接合，将处于真空状态或者填充了氮气等的收容部63气密密封。

根据晶体装置60，通过具备晶体元件10，能够发挥稳定的电气特性。另外，晶体装置60通过软钎焊、金(Au)块或者导电性粘合剂等在印刷基板固定外部端子61c的底面，从而被安装于构成电子装置的印刷基板的表面。并且，晶体装置60例如在智能手机、个人电脑、手表、游戏机、通信设备或者汽车导航系统等的车载设备等的各种电子装置中作为振荡源而使用。

<其他>

以上，参照上述实施方式对本公开进行了说明，但是本公开并不限定于这些。能够针对本公开的结构、详细，施加本领域技术人员能够理解的各种变更。例如，振动部的形状设为大致矩形来进行了说明，但是也可以是其他的图案(圆形、椭圆形、多边形等)。

本申请主张以2019年5月30日申请的日本申请特愿2019-101757作为基础的优先权，并将其全部公开援引于此。