JP2012010128A - 圧電振動片及び圧電デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】外部部材の支持面との平行度を保った状態で支持されることが可能な圧電振動片及びこの圧電振動片を備えた圧電デバイスの提供。
【解決手段】水晶振動片１０は、基部１１と、基部１１から延びる一対の振動腕１２と、基部１１に接続された保持部１３と、を備え、保持部１３が、振動腕１２ａの一方の側に沿って延びる第１腕部１３ａと、振動腕１２ｂの他方の側に沿って延び、第１腕部１３ａより短い第２腕部１３ｂと、を有し、第１腕部１３ａの先端側及び根元側と第２腕部１３ｂとに、パッケージベース２１の内底面２４に支持される支持部１３ｃ，１３ｄ，１３ｅが設けられ、平面視において、各支持部１３ｃ，１３ｄ，１３ｅの外周を結んだ領域内に、水晶振動片１０の重心Ｇが位置し、第１腕部１３ａの根元から第１腕部１３ａの根元側の支持部１３ｄまでの距離Ｌ１が、第２腕部１３ｂの根元から第２腕部１３ｂの支持部１３ｅまでの距離Ｌ２より長い。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧電振動片及びこの圧電振動片を備えた圧電デバイスに関する。

特許文献１には、基部と基部の一端から延びてなる振動腕部とを有する圧電振動片本体と、基部に接続して設けられ基部の他端に沿って形成された短辺部と短辺部の端部から圧電振動片本体の長手方向に沿って延設された長辺部とを備えた支持部（以下、保持部という）と、長辺部の先端側と短辺部とに設けられたマウント部（以下、支持部という）と、を有する圧電振動片が開示されている。

特開２００４−３４３５４１号公報（図１、図４）

特許文献１によれば、圧電振動片は、従来構成より小型化を図るために、保持部が圧電振動片本体に対して非対称形状に形成されている（特許文献１の図１、図４参照）。
そして、圧電振動片は、圧電振動片が収容されるパッケージの内底面に、保持部における長辺部の先端側と短辺部とに設けられた支持部を接合することによって、パッケージの内底面との平行度を保ちながら、パッケージに実装されることが可能とされている。

しかしながら、特許文献１には、圧電振動片の支持部と圧電振動片の重心との位置関係について、記載も示唆もされていない。このことから、特許文献１の従来技術では、この点に関して考慮されていないものと考えられる。
そうすると、上記圧電振動片は、平面視において、非対称形状である保持部の各支持部を結んだ領域内に圧電振動片の重心が位置しない場合、自重によって重心側に傾く力が発生することから、パッケージの内底面との平行度を保った状態で、パッケージに実装されることが困難になる虞がある。

この結果、この圧電振動片を備えた圧電デバイスは、パッケージの内底面と圧電振動片とが干渉しないように、圧電振動片の傾斜を考慮して両者の隙間を広めに設定しておく必要があることから、圧電振動片を収容するパッケージが厚くなり、総厚の薄型化が困難になるという問題がある。
加えて、圧電デバイスは、圧電振動片が傾斜しやすいことから、圧電振動片をパッケージに接合する際の生産性（歩留まり）が低くなる虞がある。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかる圧電振動片は、基部と、前記基部から延びる少なくとも１本の振動腕と、前記基部に接続された保持部と、を備えた圧電振動片であって、前記基部は、前記振動腕の延びる方向に対して交差する方向に切り欠かれた切り欠き部を有し、前記振動腕は、前記基部側に位置する腕部と、前記腕部より先端側に位置し前記腕部より幅が広い錘部と、両主面の少なくとも一方に前記振動腕の延びる方向に沿って形成された溝部と、を有し、前記保持部は、前記振動腕の一方の側に沿って延びる第１腕部と、前記振動腕の他方の側に沿って延び、前記第１腕部より短い第２腕部と、を有し、前記第１腕部の先端側及び根元側と前記第２腕部とに、外部部材に支持される支持部が設けられ、平面視において、前記各支持部を結んだ領域内に前記圧電振動片の重心が位置し、前記第１腕部の根元から前記第１腕部の根元側の前記支持部までの距離が、前記第２腕部の根元から前記第２腕部の前記支持部までの距離より長いことを特徴とする。

これによれば、圧電振動片は、保持部の第１腕部の先端側及び根元側と第２腕部とに、支持部が設けられ、平面視において、各支持部を結んだ領域内に圧電振動片の重心が位置する。
この結果、圧電振動片は、外部部材に支持される際に、自重による傾斜が回避されることから、外部部材の支持面との平行度を保った状態で、外部部材に接合されることが可能となる。
振動腕に溝部と錘部とを有する圧電振動片は、重心が振動腕の先端寄りに位置する傾向があることから、外部部材の支持面との平行度を保った状態で、外部部材に接合されるためには、上記構成とすることが極めて有効である。

また、圧電振動片は、保持部の第１腕部の根元から第１腕部の根元側の支持部までの距離が、第２腕部の根元から第２腕部の支持部までの距離より長くなるように構成されている。
これにより、圧電振動片は、振動腕の通常振動時や外部からの衝撃時などに、第１腕部と第２腕部との共振が発生し難くなることから、例えば、周波数安定性などの振動特性の向上を図ることができる。

［適用例２］上記適用例にかかる圧電振動片において、前記振動腕は、前記保持部の前記第１腕部と前記第２腕部との中間より、前記第１腕部寄りに配置されていることが好ましい。

これによれば、圧電振動片は、振動腕が保持部の第１腕部と第２腕部との中間より、第１腕部寄りに配置されていることから、圧電振動片の重心が第１腕部寄りとなり、各支持部を結んだ領域内に圧電振動片の重心を位置させることが容易となる。

［適用例３］上記適用例にかかる圧電振動片において、前記保持部における前記第１腕部の前記各支持部を含む部分の幅が、前記第２腕部の前記支持部を含む部分の幅より広いことが好ましい。

これによれば、圧電振動片は、保持部における第１腕部の各支持部を含む部分の幅が、第２腕部の支持部を含む部分の幅より広いことから、第１腕部の質量が増加して圧電振動片の重心が第１腕部寄りとなり、各支持部を結んだ領域内に圧電振動片の重心を位置させることが容易となる。

［適用例４］上記適用例にかかる圧電振動片において、前記振動腕を複数本備え、前記複数本の振動腕と、前記基部とを含んで音叉を構成することが好ましい。

これによれば、圧電振動片は、複数本の振動腕と基部とを含んで音叉を構成することで、優れた振動特性を得やすい音叉型圧電振動片となることから、振動特性を向上させることができる。

［適用例５］本適用例にかかる圧電デバイスは、上記適用例のいずれかに記載の圧電振動片と、前記圧電振動片を収容するパッケージと、を備え、前記圧電振動片の前記支持部が、前記パッケージに支持されていることを特徴とする。

これによれば、圧電デバイスは、上記適用例のいずれかに記載の圧電振動片を備え、圧電振動片の支持部がパッケージに支持されていることから、外部部材としてのパッケージの支持面との平行度を保った状態で、圧電振動片をパッケージに接合することができる。
この結果、圧電デバイスは、両者の隙間を広めに設定する必要がないことから、総厚の薄型化を図ることができる。
加えて、圧電デバイスは、圧電振動片をパッケージの支持面に平行に保持できることから、圧電振動片をパッケージに接合する際の生産性を向上させることができる。

［適用例６］上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記振動腕の前記錘部が、平面視において、所定の変位量を超えた変位時に、前記一方の側では前記第１腕部の先端部と接触し、前記他方の側では、前記パッケージの内壁から前記振動腕側へ突出して形成された緩衝部と面接触するように、前記錘部と前記第１腕部及び前記緩衝部との間隔が設定されていることが好ましい。

これによれば、圧電デバイスは、振動腕の錘部が、所定の変位量を超えた変位時に、一方の側では第１腕部の先端部と接触し、他方の側ではパッケージの緩衝部と面接触する。
このことから、圧電デバイスは、落下などの衝撃時における振動腕の錘部に加わる衝撃力が、一方の側では第１腕部の先端部の撓みによって緩和され、他方の側ではパッケージの緩衝部との面接触によって分散され、錘部（振動腕）の損傷を低減することができる。

本実施形態の水晶振動子の概略構成を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）の断面図。 変形例１の水晶振動子の概略構成を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）の断面図。 変形例２の水晶振動子の概略構成を示す模式平面図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。

（実施形態）
図１は、本実施形態の圧電デバイスとしての水晶振動子の概略構成を示す模式図である。図１（ａ）は、リッド（蓋体）側から俯瞰した平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線での断面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図である。なお、平面図では、便宜的にリッドを省略してある。

図１に示すように、水晶振動子１は、圧電振動片としての水晶振動片１０と、水晶振動片１０が支持されて収容される外部部材としてのパッケージ２０と、を備えている。
水晶振動片１０は、水晶の原石などから所定の角度で切り出されたウエハー状の水晶基板を基材とし、外形形状がフォトリソグラフィ技術を用いたウエットエッチングなどによって形成されている。
水晶振動片１０は、基部１１と、基部１１の一端から互いに略並行に延びる一対の振動腕１２と、基部１１の一端側に対して一対の振動腕１２の延びる方向において反対側になる他端側に接続された保持部１３と、を一体化して備えている。

水晶振動片１０の基部１１の他端側には、一対の振動腕１２の延びる方向（長手方向）に対して交差する方向（ここでは、略直交する方向）に沿って両側から切り欠かれた一対の切り欠き部（くびれ部）１４が形成されている。
水晶振動片１０の一対の振動腕１２は、基部１１側に位置する腕部１５と、腕部１５より先端側に位置し、腕部１５より幅が広い錘部１６と、両主面（水晶の原石などから切り出された面に沿った面）１７，１８の少なくとも一方（ここでは、両方）に振動腕１２の延びる方向（長手方向）に沿って形成され、一対の振動腕１２の長手方向と直交する面に沿って切断した断面形状が略Ｈ字状となる溝部１９と、を有している。

ここで、水晶振動片１０は、一対（２本）の振動腕１２と、基部１１とを含んで音叉を構成する音叉型水晶振動片である。
なお、一対の振動腕１２を個々に説明する必要がある場合には、一方（紙面上側）を振動腕１２ａとし、他方（紙面下側）を振動腕１２ｂとする。

水晶振動片１０の保持部１３は、保持部根元部分（基部１１の他端側から、一対の振動腕１２の長手方向に対して略直交する方向に延びている部分）から、振動腕１２ａの一方の側（紙面上側）に沿って錘部１６の先端近傍まで延びる第１腕部１３ａと、振動腕１２ｂの他方の側（紙面下側）に沿って延び、第１腕部１３ａより短い第２腕部１３ｂと、を有している。

保持部１３には、第１腕部１３ａの先端側及び根元側と、第２腕部１３ｂとに、パッケージ２０に支持される支持部１３ｃ，１３ｄ，１３ｅが設けられている。
詳述すると、保持部１３には、第１腕部１３ａの先端寄りで、振動腕１２ａの腕部１５と錘部１６との接続部近傍に支持部１３ｃが設けられ、第１腕部１３ａの根元寄りの位置に支持部１３ｄが設けられ、第２腕部１３ｂの先端部に支持部１３ｅが設けられている。
なお、第１腕部１３ａ及び第２腕部１３ｂの各支持部１３ｃ，１３ｄ，１３ｅが設けられている部分は、十分な支持面積を確保するために根元側の部分より幅広く形成されている。

水晶振動片１０は、平面視において、各支持部１３ｃ，１３ｄ，１３ｅの外周を結んだ領域内（図１（ａ）の２点鎖線で囲まれた略三角形状の範囲内）に、水晶振動片１０の重心Ｇが位置するように形成されている。
そして、水晶振動片１０は、第１腕部１３ａの根元から第１腕部１３ａの根元側の支持部１３ｄまでの距離Ｌ１が、第２腕部１３ｂの根元から第２腕部１３ｂの支持部１３ｅまでの距離Ｌ２より長くなるように構成されている。

パッケージ２０は、水晶振動片１０を内部に支持し収容する凹部を有するパッケージベース２１と、パッケージベース２１の凹部を覆うリッド２２と、パッケージベース２１及びリッド２２を気密に接合する接合材２３と、を備えている。
パッケージベース２１には、セラミックグリーンシートを成形して積層し焼成した酸化アルミニウム質焼結体などが用いられている。
リッド２２には、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼などの金属、またはガラス、セラミックなどが用いられている。
接合材２３には、リッド２２が金属の場合、コバールなどからなるシームリング、銀ろう、はんだ、金／錫合金などのろう材が用いられ、リッド２２がガラス、セラミックなどの場合、低融点ガラス、接着剤などが用いられている。

パッケージベース２１の内底面（内側の底面）２４には、水晶振動片１０の各支持部１３ｃ，１３ｄ，１３ｅに対向する位置に、各支持部１３ｃ，１３ｄ，１３ｅを支持する各内部電極２４ｃ，２４ｄ，２４ｅが形成されている。
詳述すると、内底面２４には、水晶振動片１０の支持部１３ｃに対向する位置に内部電極２４ｃが形成され、支持部１３ｄに対向する位置に内部電極２４ｄが形成され、支持部１３ｅに対向する位置に内部電極２４ｅが形成されている。
なお、各内部電極２４ｃ，２４ｄ，２４ｅの平面形状は、円形、楕円形、矩形、多角形など特に限定されない。また、内部電極２４ｃと２４ｄとの間がパッケージベース２１の内底面２４の表面に配線された導体によって連結されて一体となった構成の電極になっていても構わない。

パッケージベース２１の外底面（外側の底面）２５には、一対の外部端子２６が略矩形形状に形成されている。
一対の外部端子２６は、図示しない内部配線によって一方が内部電極２４ｄと接続され、他方が内部電極２４ｅと接続されている。
なお、内部電極２４ｃは、外部端子２６と接続されていなくてもよい。
なお、各内部電極２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ、一対の外部端子２６は、タングステンなどのメタライズ層にニッケル、金などの各被膜をメッキなどにより積層した金属被膜からなる。

パッケージベース２１には、平面視において、水晶振動片１０と重ならない位置であって、振動腕１２ｂの他方の側（紙面下側）と、第２腕部１３ｂの先端部と、パッケージベース２１の紙面下側及び紙面右側の内壁とに囲まれたスペースに、パッケージベース２１の紙面下側の内壁から振動腕１２ｂ側に突出して形成された緩衝部２１ａが配置されている。

緩衝部２１ａは、内底面２４からの高さが振動腕１２ｂの主面１７の高さ以上となるように（断面視で、緩衝部２１ａの高さが振動腕１２ｂの高さ以上になるように）形成されている。
緩衝部２１ａは、平面視において、振動腕１２ｂの錘部１６との間隔が、振動腕１２ｂの先端に向かうに連れて広くなるように形成されている。換言すれば、緩衝部２１ａにおける錘部１６に対向する外形線は、紙面において、錘部１６の水平な外形線に対して右下がりに傾斜している。

水晶振動子１は、一対の振動腕１２の錘部１６が、平面視において、所定の変位量（例えば、通常振動時の最大振幅）を超えた変位時（例えば、パッケージ２０の長手方向の側面が衝突面となる落下などの、外部から衝撃が加わったとき）に、一方の側（紙面上側）では、保持部１３の第１腕部１３ａの先端部１３ｆと接触（衝突）し、他方の側（紙面下側）では、緩衝部２１ａと接触（衝突）するように錘部１６と第１腕部１３ａ及び緩衝部２１ａとの間隔が設定されている。

詳述すると、水晶振動子１は、保持部１３の第１腕部１３ａの先端部１３ｆと振動腕１２ａの錘部１６との間隔Ｗ１が、一方の側（紙面上側）へ錘部１６が所定の変位量を超えて変位したときに、錘部１６の側面が第１腕部１３ａの先端部１３ｆの側面と接触する距離に設定されている。
そして、水晶振動子１は、緩衝部２１ａと振動腕１２ｂの錘部１６との間隔Ｗ２が、他方の側（紙面下側）へ錘部１６が所定の変位量を超えて変位したときに、錘部１６の側面が緩衝部２１ａの側面と接触する距離に設定されている。

この際、水晶振動子１は、上述したように、緩衝部２１ａと錘部１６との間隔が、振動腕１２ｂの先端に向かうに連れて広くなるように形成されていることから、図１（ａ）に２点鎖線で示すように、変位した錘部１６’の側面が緩衝部２１ａの側面と面接触可能な構成となっている。
また、緩衝部２１ａは、錘部１６との面接触の際に、錘部１６の先端部が損傷しないように、錘部１６の先端部より腕部１５寄りの位置で、錘部１６からパッケージベース２１の内壁側に遠ざかるように形成されていることが好ましい。
なお、第１腕部１３ａの先端部１３ｆの錘部１６側の角部は、錘部１６との接触時の損傷を回避し易くする上で、円弧状に丸められていることが好ましい。

ところで、パッケージベース２１には、緩衝部２１ａに、パッケージ２０の内部を封止する封止部２７が設けられている。
封止部２７は、パッケージベース２１に形成された貫通孔（外底面２５側の孔径が内底面２４側の孔径より大きい段付き貫通孔）２８に、金／ゲルマニウム合金、はんだなどからなる球状の封止材２９を投入し、加熱溶融後、硬化させることでパッケージ２０の内部を気密に封止する構成となっている。

水晶振動片１０は、金属フィラーなどの導電性物質が混合された、エポキシ系、ビスマレイミド系、シリコーン系、ポリイミド系などの導電性接着剤３０を介して、保持部１３の各支持部１３ｃ，１３ｄ，１３ｅがパッケージベース２１の各内部電極２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに接合されている。
これにより、水晶振動片１０は、図示しない励振電極が内部電極２４ｄ，２４ｅを介して外部端子２６と電気的に接続されている。

なお、外部端子２６と電気的に接続されていない内部電極２４ｃに対向する支持部１３ｃは、内部電極２４ｃに支持されているだけで接合されていなくてもよい。
この場合には、内部電極２４ｃの厚さを導電性接着剤３０の厚さ分を考慮して補正し（厚くして）、水晶振動片１０の接合時の傾斜を回避する構成としてもよい。
また、内部電極２４ｃと内部電極２４ｄとの間は、導電性接着剤３０の流出などにより繋がっても構わない。
また、上述のように内部電極２４ｃと内部電極２４ｄとが一体となった構成の電極上の２箇所に導電性接着剤３０を塗布して水晶振動片１０を固定してもよく、その２箇所に塗布した導電性接着剤３０が塗布後に流れ出して互いに結合しても構わない。
換言すれば、水晶振動片１０は、支持部１３ｃと支持部１３ｄとの間を跨るように塗布された導電性接着剤３０を介してパッケージベース２１と固定されても構わない。

水晶振動子１は、パッケージベース２１の各内部電極２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに水晶振動片１０が接合された後、リッド２２が接合材２３を介してパッケージベース２１に接合される。
なお、平面視において、パッケージベース２１の内壁の各コーナーが円弧状に形成されたもの（コーナーアール部）であれば、コーナーアール部に対向する水晶振動片１０の各角部は、円弧状に丸められていることが好ましい。

このような構成は、パッケージ２０へ水晶振動片１０を搭載する際の水晶振動片１０の破損を防止するのに有効である。
すなわち、水晶振動子１は、例えば、耐応力性能の向上を考慮してパッケージベース２１の内壁の各コーナーを円弧状にすると、コーナーが９０°の形状のものと比較してコーナー部分が水晶振動片１０へ近い位置となる。
これに対して、水晶振動子１は、水晶振動片１０の角部が９０°以下の鋭角であるものと比較して円弧状に形成されているものの方が、パッケージベース２１の内壁のコーナーと水晶振動片１０の角部との距離を遠ざけることができる。

このような関係から、水晶振動子１は、パッケージベース２１の内壁の各コーナーを円弧状にしても水晶振動片１０の角部が円弧状であれば、その両者間の距離を水晶振動片１０の角部が鋭角のときよりも広くすることが可能である。
従って、水晶振動子１は、パッケージベース２１の内壁の各コーナーと水晶振動片１０の角部とが共に円弧状であれば、パッケージ２０へ水晶振動片１０を搭載する際に、その搭載位置に多少のずれが生じたとしても、水晶振動片１０とパッケージ２０との接触を起こり難くすることができる。

水晶振動子１は、リッド２２の接合後、パッケージ２０の内部が減圧された状態（真空度の高い状態）で、封止部２７の貫通孔２８に封止材２９が充填され、パッケージ２０の内部が気密に封止される。

そして、水晶振動子１は、外部から一対の外部端子２６、内部電極２４ｄ，２４ｅ、導電性接着剤３０、励振電極を経由して駆動信号が印加されることにより、水晶振動片１０の一対の振動腕１２が所定の周波数（例えば、３２ｋＨｚ）で矢印Ｃ方向に屈曲振動する。
この際、水晶振動子１は、パッケージ２０の内部が減圧された状態（真空度の高い状態）であることから、減圧されない場合と比較して水晶振動片１０の屈曲振動が阻害され難くなっており、安定した屈曲振動を得ることが可能となっている。

上述したように、本実施形態の水晶振動子１は、水晶振動片１０の保持部１３の第１腕部１３ａの先端側及び根元側と、第２腕部１３ｂとに、支持部１３ｃ，１３ｄ，１３ｅが設けられ、平面視において、各支持部１３ｃ，１３ｄ，１３ｅの外周を結んだ領域内に水晶振動片１０の重心Ｇが位置する。
この結果、水晶振動片１０は、パッケージ２０に支持される際に、自重による傾斜が回避されることから、パッケージ２０の支持面であるパッケージベース２１の内底面２４との平行度を保った状態で、パッケージ２０に接合されることが可能となる。
これにより、水晶振動子１は、水晶振動片１０とパッケージベース２１の内底面２４との隙間Ｌ３（図１（ｂ）参照）を、自重による傾斜が発生しやすい従来構成（重心Ｇが各支持部１３ｃ，１３ｄ，１３ｅの外周を結んだ領域外に位置している構成）より少なく設定することが可能なことから、総厚の薄型化を図ることができる。
加えて、水晶振動子１は、水晶振動片１０をパッケージベース２１の内底面２４に平行に保持できることから、水晶振動片１０をパッケージ２０に接合する際の生産性を向上させることができる。

振動腕１２に溝部１９と錘部１６とを有するタイプの水晶振動片１０は、重心Ｇが振動腕１２の先端寄りに位置する傾向があることから、パッケージベース２１の内底面２４との平行度を保った状態で、パッケージ２０に接合されるためには、この構成とすることが極めて有効である。

また、水晶振動片１０は、保持部１３の第１腕部１３ａの根元から第１腕部１３ａの根元側の支持部１３ｄまでの距離Ｌ１が、第２腕部１３ｂの根元から第２腕部１３ｂの支持部１３ｅまでの距離Ｌ２より長くなるように構成されている。
これにより、水晶振動片１０は、振動腕１２の通常振動時や、落下などの外部からの衝撃時などに、第１腕部１３ａと第２腕部１３ｂとの共振が発生し難くなることから、例えば、周波数安定性などの振動特性の向上を図ることができる。
また、距離Ｌ１が距離Ｌ２より長いことから、水晶振動子１は、水晶振動片１０の第１腕部１３ａの根元側の支持部１３ｄを導電性接着剤３０でパッケージ２０に接合する際の、導電性接着剤３０の基部１１への付着を、第２腕部１３ｂの支持部１３ｅをパッケージ２０に接合する際より低減できる。

また、水晶振動子１は、水晶振動片１０の支持部１３ｃが内部電極２４ｃに支持されているだけで接合されていない場合、支持部１３ｃに起因する水晶振動片１０の屈曲振動の阻害を低減できる。

また、水晶振動子１は、水晶振動片１０が一対（２本）の振動腕１２と基部１１とを含んで音叉を構成することで、優れた振動特性を得やすい音叉型水晶振動片となることから、振動特性を向上させることができる。

また、水晶振動子１は、振動腕１２の錘部１６が、所定の変位量を超えた変位時に、振動腕１２ａの一方の側（紙面上側）では第１腕部１３ａの先端部１３ｆと接触し、振動腕１２ｂの他方の側（紙面下側）ではパッケージベース２１の緩衝部２１ａと面接触するように各間隔Ｗ１，Ｗ２が設定されている。
このことから、水晶振動子１は、落下などの衝撃時における振動腕１２の錘部１６に加わる衝撃力が、振動腕１２ａの一方の側では第１腕部１３ａの先端部１３ｆの撓みによって緩和され、振動腕１２ｂの他方の側ではパッケージベース２１の緩衝部２１ａとの面接触によって分散され、錘部１６（振動腕１２）の損傷を低減することができる。

この際、第１腕部１３ａの支持部１３ｃが、導電性接着剤３０により内部電極２４ｃに接合されないで支持されているだけの場合には、第１腕部１３ａの先端部１３ｆがより撓み易くなることから、振動腕１２ａの錘部１６に加わる衝撃力が更に緩和される。
なお、水晶振動片１０は、溝部１９を有する腕部１５より錘部１６の方が高強度であることから、錘部１６が第１腕部１３ａ及び緩衝部２１ａに接触する構成となっている。

また、水晶振動子１は、封止部２７が、緩衝部２１ａに設けられていることから、パッケージ２０のスペースの効率的利用を図ることができる。
この結果、水晶振動子１は、封止部２７の配置に起因する平面サイズの拡大を抑制できる。

また、水晶振動子１は、平面視において、パッケージベース２１の内壁の各コーナーアール部に対向する水晶振動片１０の各角部が、円弧状に丸められていることから、パッケージベース２１への水晶振動片１０収容時の、両者の接触による損傷を低減することができる。
加えて、水晶振動子１は、水晶振動片１０が個片化される前のウエハー状態の段階においても、上記の構成により搬送時などにおける水晶振動片１０の損傷を低減できる。

また、水晶振動片１０は、振動腕１２に錘部１６が設けられていることから、錘部１６の慣性質量の増加によるＱ値（振動の状態を現す無次元数であって、この値が大きいほど振動が安定であることを意味する）の向上効果によって、例えば、Ｑ値を維持しながら振動腕１２を短くすることができる。
この結果、水晶振動子１は、水晶振動片１０のＱ値を維持しながら、更なる小型化を図ることが可能となる。

一方、水晶振動片１０は、錘部１６を有すると、例えば、屈曲振動における歪みが、錘部１６がない場合と比較して大きくなる（発生する圧縮応力、引張応力が大きくなる）。
しかしながら、水晶振動片１０は、振動腕１２に溝部１９を有することにより、屈曲振動における歪みによって発生する熱勾配の平衡化（熱伝導）を遅延させることが可能なことから、熱弾性損失（屈曲振動する振動片の圧縮部と伸張部との間で発生する熱伝導により生じる振動エネルギーの損失）を抑制できる。

また、水晶振動片１０は、基部１１に切り欠き部１４が形成されていると共に、基部１１に保持部１３が接続されていることから、振動腕１２の屈曲振動に伴う外部への振動漏れを低減することができる。

なお、上記実施形態では、支持部１３ｃと内部電極２４ｃとが、接合されなくてもよいとしたが、これに限定するものではなく、支持部１３ｃと内部電極２４ｃとが接合され、支持部１３ｄと内部電極２４ｄとが接合されないようにしてもよい。なお、この場合には、外部端子２６との接続も併せて変更される。
なお、水晶振動片１０は、パッケージベース２１の内壁の各コーナーアール部に対向する各角部が、丸められていなくてもよい。

ここで、上記実施形態の変形例について説明する。
（変形例１）
図２は、変形例１の水晶振動子の概略構成を示す模式図である。図２（ａ）は、リッド側から俯瞰した平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＤ−Ｄ線での断面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＥ−Ｅ線での断面図である。なお、平面図では、便宜的にリッドを省略してある。また、上記実施形態との共通部分については、同一符号を付して説明を省略し、上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図２に示すように、水晶振動子２は、水晶振動片１１０の一対の振動腕１２が、保持部１１３の第１腕部１１３ａと第２腕部１３ｂとの中間より、第１腕部１１３ａ寄りに配置されている。
換言すれば、水晶振動子２は、水晶振動片１１０の一対の振動腕１２が、振動腕１２ａと第１腕部１１３ａとの間隔Ｗ３が、振動腕１２ｂと第２腕部１３ｂとの間隔Ｗ４より狭くなるように配置されている。

ここで、一対の振動腕１２の幅方向（紙面上下方向）における中心線ＣＬ１と、保持部１１３の第１腕部１１３ａと第２腕部１３ｂとの中間、つまり保持部１１３の幅方向（紙面上下方向）における中心線ＣＬ２とのオフセット量（ずれ量）ＯＳは、保持部１１３の幅Ｗ５の１０％以内が好ましい。
この数値は、発明者らの実験結果及びシミュレーションによる解析結果などから得た知見に基づき導出されている。
なお、水晶振動片１１０のサイズは、一例として全長が約１．５ｍｍ、全幅（Ｗ５）が約０．６ｍｍである。

また、上記一対の振動腕１２の移動に伴い、水晶振動子２は、第１腕部１１３ａと振動腕１２ａの錘部１６との干渉を避けるために、第１腕部１１３ａの長さが短く形成されている。
詳述すれば、第１腕部１１３ａは、先端部１１３ｆが振動腕１２ａの腕部１５と錘部１６との接続部近傍に位置する長さに形成されている。
そして、第１腕部１１３ａの先端側の支持部１１３ｃは、先端部１１３ｆに設けられている。
なお、オフセット量ＯＳが少なく、第１腕部１１３ａと振動腕１２ａの錘部１６との干渉が回避可能な場合には、第１腕部１１３ａの長さの変更は不要である。

水晶振動子２は、一対の振動腕１２が第１腕部１１３ａ寄りに移動した分、緩衝部１２１ａと振動腕１２ｂの錘部１６との間隔Ｗ２を維持するために、緩衝部１２１ａの、振動腕１２ｂ側への突出量が増えている。

上述したように、水晶振動子２は、一対の振動腕１２が保持部１１３の第１腕部１１３ａと第２腕部１３ｂとの中間より、第１腕部１１３ａ寄りに配置されていることから、水晶振動片１１０の重心Ｇが第１腕部１１３ａ寄りとなり、各支持部１１３ｃ，１３ｄ，１３ｅの外周を結んだ領域内に水晶振動片１１０の重心Ｇを位置させることが容易となる。
なお、上記構成は、以下の変形例２にも適用可能である。

（変形例２）
図３は、変形例２の水晶振動子の概略構成を示す模式平面図である。なお、図３では、便宜的にリッドを省略してある。また、上記実施形態との共通部分については、同一符号を付して説明を省略し、上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図３に示すように、水晶振動子３は、水晶振動片２１０の保持部２１３における第１腕部２１３ａの先端側の支持部２１３ｃ及び根元側の支持部２１３ｄを含む部分の幅Ｗ６が、第２腕部１３ｂの支持部１３ｅを含む部分の幅Ｗ７より広く形成されている。
なお、第１腕部２１３ａの支持部２１３ｃから先（先端部１３ｆ側）の部分は、細いままでもよい。

これによれば、水晶振動子３は、水晶振動片２１０の保持部２１３における第１腕部２１３ａの各支持部２１３ｃ，２１３ｄを含む部分の幅Ｗ６が、第２腕部１３ｂの支持部１３ｅを含む部分の幅Ｗ７より広いことから、上記実施形態と比較して、第１腕部２１３ａの質量が大きくなり、水晶振動片２１０の重心Ｇが第１腕部２１３ａ寄りとなる。
この結果、水晶振動子３は、水晶振動片２１０の各支持部２１３ｃ，２１３ｄ，１３ｅの外周を結んだ領域内に水晶振動片２１０の重心Ｇを位置させることが容易となる。

また、水晶振動子３は、水晶振動片２１０の保持部２１３における第１腕部２１３ａの各支持部２１３ｃ，２１３ｄを含む部分の幅Ｗ６が広くなることから、上記実施形態と比較して、各支持部２１３ｃ，２１３ｄを大きくすることが可能となる。
これにより、水晶振動子３は、パッケージベース２１の各内部電極２４ｃ，２４ｄ，２４ｅで、水晶振動片２１０を、より確実に支持することができる。
なお、上記構成は、変形例１にも適用可能である。

なお、上記実施形態及び各変形例では、水晶振動片（１０など）の支持部（１３ｃなど）を３つとしたが、これに限定するものではなく、例えば、保持部根元部分の略中央に追加して設けるなど４つ以上でもよい。
また、上記実施形態及び各変形例では、水晶振動片（１０など）の振動腕１２の数を２本としたが、これに限定するものではなく、１本、または３本以上でもよい。

なお、上記実施形態及び各変形例では、圧電振動片を水晶としたが、これに限定するものではなく、例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ₂Ｂ₄Ｏ₇）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電体、または酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電体を被膜として備えたシリコンなどであってもよい。

１，２，３…圧電デバイスとしての水晶振動子、１０…圧電振動片としての水晶振動片、１１…基部、１２，１２ａ，１２ｂ…振動腕、１３…保持部、１３ａ…第１腕部、１３ｂ…第２腕部、１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ…支持部、１３ｆ…先端部、１４…切り欠き部、１５…腕部、１６…錘部、１７，１８…主面、１９…溝部、２０…外部部材としてのパッケージ、２１…パッケージベース、２１ａ…緩衝部、２２…リッド、２３…接合材、２４…内底面、２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ…内部電極、２５…外底面、２６…外部端子、２７…封止部、２８…貫通孔、２９…封止材、３０…導電性接着剤、１１０…水晶振動片、１１３…保持部、１１３ａ…第１腕部、１１３ｃ…支持部、１１３ｆ…先端部、２１０…水晶振動片、２１３…保持部、２１３ａ…第１腕部、２１３ｃ，２１３ｄ…支持部、ＣＬ１…一対の振動腕の中心線、ＣＬ２…保持部の中心線、Ｇ…重心、Ｌ１，Ｌ２…距離、Ｌ３…隙間、ＯＳ…オフセット量、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４…各構成要素間の間隔、Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７…各構成要素の幅。

Claims (6)

1. 基部と、
   前記基部から延びる少なくとも１本の振動腕と、
   前記基部に接続された保持部と、を備えた圧電振動片であって、
   前記基部は、前記振動腕の延びる方向に対して交差する方向に切り欠かれた切り欠き部を有し、
   前記振動腕は、前記基部側に位置する腕部と、前記腕部より先端側に位置し前記腕部より幅が広い錘部と、両主面の少なくとも一方に前記振動腕の延びる方向に沿って形成された溝部と、を有し、
   前記保持部は、前記振動腕の一方の側に沿って延びる第１腕部と、前記振動腕の他方の側に沿って延び、前記第１腕部より短い第２腕部と、を有し、
   前記第１腕部の先端側及び根元側と前記第２腕部とに、外部部材に支持される支持部が設けられ、平面視において、前記各支持部を結んだ領域内に前記圧電振動片の重心が位置し、
   前記第１腕部の根元から前記第１腕部の根元側の前記支持部までの距離が、前記第２腕部の根元から前記第２腕部の前記支持部までの距離より長いことを特徴とする圧電振動片。
2. 請求項１に記載の圧電振動片において、前記振動腕は、前記保持部の前記第１腕部と前記第２腕部との中間より、前記第１腕部寄りに配置されていることを特徴とする圧電振動片。
3. 請求項１または請求項２に記載の圧電振動片において、前記保持部における前記第１腕部の前記各支持部を含む部分の幅が、前記第２腕部の前記支持部を含む部分の幅より広いことを特徴とする圧電振動片。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動片において、前記振動腕を複数本備え、前記複数本の振動腕と、前記基部とを含んで音叉を構成することを特徴とする圧電振動片。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の圧電振動片と、
   前記圧電振動片を収容するパッケージと、を備え、
   前記圧電振動片の前記支持部が、前記パッケージに支持されていることを特徴とする圧電デバイス。
6. 請求項５に記載の圧電デバイスにおいて、前記振動腕の前記錘部が、平面視において、所定の変位量を超えた変位時に、前記一方の側では前記第１腕部の先端部と接触し、前記他方の側では、前記パッケージの内壁から前記振動腕側へ突出して形成された緩衝部と面接触するように、前記錘部と前記第１腕部及び前記緩衝部との間隔が設定されていることを特徴とする圧電デバイス。

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