JP5210106B2

JP5210106B2 - 圧電デバイス

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Publication number: JP5210106B2
Application number: JP2008252867A
Authority: JP
Inventors: 文生藤崎; 浩之三浦
Original assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Current assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2028-09-30
Also published as: JP2010087715A

Description

本発明は、電子機器等に用いられる圧電デバイスに関するものである。

図１０は、従来の圧電デバイスを示す断面図である。以下、圧電デバイスの例の１つである圧電振動子について説明する。
図１０に示すように、従来の圧電振動子５００は、その例として容器体５０１、圧電振動素子５０７、蓋体５０８とから主に構成されている。
容器体５０１は、基板部５０１ａと枠部５０１ｂで構成されている。
この容器体５０１は、基板部５０１ａの一方の主面に枠部５０１ｂが設けられて凹部空間５０２が形成される。
その凹部空間５０２内に露出する基板部５０１ａの一方の主面には、一対の圧電振動素子搭載パッド５０３ａ、５０３ｂが設けられている。
また、基板部５０１ａは、積層構造となっており、基板部５０１ａの内層には、配線パターン（図示せず）等が設けられている。
この圧電振動素子搭載パッド５０３ａ、５０３ｂ上には、導電性接着剤５０６を介して電気的に接続される一対の励振用電極５０７ａを表裏主面に有した圧電振動素子５０７が搭載されている。この圧電振動素子５０７を囲繞する容器体５０１の枠部５０１ｂの頂面には金属製の蓋体５０８が被せられ、接合されている。これにより、凹部空間５０２が気密封止されている。

また、このような圧電振動素子５０７は、表裏主面にそれぞれ設けられた励振用電極５０７ａから一辺に延設された引き出し電極を圧電振動素子搭載パッド５０３に導電性接着剤５０４で固着することで片持ち固定されている。このときの引き出し電極が設けられた一辺とは反対側の自由端となる端辺を圧電振動素子５０７の先端部５０７ｂとする。
この先端部５０７ｂが容器体５０１の凹部空間５０２内底面に接触すると、周波数が変動してしまうため、従来の圧電デバイス５００では、前記容器体５０１の凹部空間５０２内底面の圧電振動素子搭載パッド５０３ａ、５０３ｂに支持バンプ５０９が形成されている構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この支持バンプ５０９によって、圧電振動素子５０７を支持すると共に梃子の原理が働き、圧電振動素子５０７の先端部５０７ｂが凹部空間５０２内底面に接触せずに浮かすことができる。

図９は、従来の圧電デバイスの一例である圧電発振器を示す断面図である。次に、圧電デバイスの一例である圧電発振器について説明する。
圧電発振器６００は、容器体６０１、圧電振動素子６０７、集積回路素子６０８、蓋体６０９とから主に構成されている。
容器体６０１は、基板部６０１ａと２つの枠部６０１ｂ、６０１ｃで構成されている。
この容器体６０１は、基板部６０１ａの一方の主面に枠部６０１ｂが設けられて第１の凹部空間６０２が形成され、基板部６０１ａの他方主面に枠部６０１ｃが設けられて第２の凹部空間６０４が形成される。
その第１の凹部空間６０２内に露出する基板部６０１ａの一方の主面には、一対の圧電振動素子搭載パッド６０３ａ、６０３ｂが設けられている。
また、第２の凹部空間６０４内に露出する基板部６０１ａの他方の主面には、集積回路素子搭載パッド６０５が設けられている。
この圧電振動素子搭載パッド６０３ａ、６０３ｂ上には、導電性接着剤６０６を介して電気的に接続される一対の励振用電極を表裏主面に有した圧電振動素子６０７が搭載されている。この圧電振動素子６０７を囲繞する容器体６０１の枠部６０１ｂの頂面には金属製の蓋体６０９が被せられ、接合されている。これにより第１の凹部空間６０２が気密封止されている。
また、集積回路素子搭載パッド６０５上に半田等の導電性接合材を介して集積回路素子６０８が電気的、機械的に接合されている。この状態を搭載という。
このような圧電発振器が知られている（例えば、特許文献２参照）。

このような圧電発振器６００の特性のうち、ヒステリシス特性が重要となってきている。
これは、圧電発振器６００を−２５℃から８５℃までの間隔において、１℃ステップで発振周波数ｆｓを測定する。次に８５℃から−２５℃まで間隔において、１℃ステップで発振周波数ｆｓを測定する。測定した発振周波数ｆｓと圧電発振器６００の基準発振周波数ｆ_０を計算式（１）に代入し、周波数偏差（ｄｆ／ｆ）を算出する。
ｄｆ／ｆ＝（ｆｓ−ｆ_０）／ｆ_０・・・（１）
その後、−２５℃から上昇させた時の２５℃の周波数偏差と、高温である８５℃から下降させた時の２５℃の周波数偏差（ｄｆ／ｆ）を算出する。その際の周波数偏差の差をヒステリシス特性という。

特開２００１−１０２８９１号公報特許第３４０６８４５号公報

しかしながら、従来の圧電デバイスにおいては、圧電振動素子５０７を搭載する際に、圧電振動素子５０７の先端部５０７ａが容器体５０１の凹部空間５０４内に露出した基板部５０１ａに接触した場合、振動が阻害されるため、圧電デバイスの発振周波数が変動してしまうといった課題があった。

また、従来の圧電デバイスにおいては、圧電振動素子５０７の先端部５０７ｂを浮かすために、支持バンプ５０９が、圧電振動素子搭載パッド５０３ａ、５０３ｂに形成されている。しかしながら、圧電振動素子５０７と支持バンプ５０９との間の導電性接着剤５０４が、押しつぶされることにより、その間の導電性接着剤５０４の厚みが薄くなるため、落下試験を行った際には、衝撃を吸収できずに、圧電振動素子５０７が導電性接着剤５０４から剥がれてしまうといった課題もあった。

また、従来の圧電デバイスにおいては、前記容器体６０１の圧電振動素子６０７と支持バンプ６０９との間の導電性接着剤６０４が、押しつぶされることにより、その間の導電性接着剤６０４の厚みが薄くなり、その薄くなった箇所が固くなってしまうことがある。これによって、この圧電デバイスを低温から高温または、高温から低温に温度を変化させた場合には、圧電振動素子６０７にかかる熱応力が緩和できないため、周波数偏差が大きくなり、ヒステリシス特性が悪くなるといった課題もあった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、発振周波数が変動せず、圧電振動素子と導電性接着剤との剥がれを防止し、ヒステリシス特性が良好な圧電デバイスを提供することを課題とする。

本発明の圧電デバイスは、基板部と枠部によって基板部の一方の主面に形成された第１の凹部空間が設けられた容器体と、第１の凹部空間内に露出した基板部の平面視長方形の一方の主面における一方の短辺に沿って設けられた２個一対の平面視矩形の圧電振動素子搭載パッドに搭載され、励振用電極が設けられている圧電振動素子と、第１の凹部空間を気密封止する蓋体と、を備え、それぞれの前記圧電振動素子搭載パッドは前記容器体の短辺方向になる辺の長さが２００μｍ〜５００μｍであり、それぞれの前記圧電振動素子搭載パッドは前記容器体の長辺方向になる辺の長さが２００μｍ〜５００μｍであり、それぞれの前記圧電振動素子搭載パッドには、隣り合う前記圧電振動素子搭載パッドに向かい合う辺における前記基板部の一方の主面の中央側の端部に、隣り合う前記圧電振動子搭載パッドに向かって延設した支持バンプ用パッドが設けられており、それぞれの前記支持バンプ用パッドは、前記容器体の短辺方向になる長さが８０〜２００μｍであり、それぞれの前記支持バンプ用パッドの主面には、支持バンプが設けられていることを特徴とするものである。

また、容器体の基板部と、この基板部の他方の主面に設けられる第２の枠部とによって第２の凹部空間が設けられ、第２の凹部空間内に露出した基板部の他方の主面に設けられた集積回路素子搭載パッドに搭載されている集積回路素子を備えていることを特徴とするものである。

本発明の圧電デバイスによれば、圧電振動素子搭載パッドから引き出された支持バンプ用パッドが設けられ、支持バンプ用パッドの主面には、支持バンプが設けられているので、圧電振動素子が支持バンプで支えることができる。よって、圧電振動素子の先端部が容器体の凹部空間内に露出する基板部に接触することがないため、発振周波数の変動を防止することができる。
また、圧電振動素子と支持バンプとの間には導電性接着剤がなくなるため、支持バンプによって、導電性接着剤の厚みが薄くなる箇所をなくすことができる。その結果、導電性接着剤が厚みを有するため、落下試験を行った際には、その導電性接着剤によって衝撃を吸収できる。よって、圧電振動素子が導電性接着剤から剥がれることを防止することができる。

また、前記容器体の圧電振動素子と支持バンプとの間の導電性接着剤がなく、導電性接着剤の厚みを確保することができることから、固くなってしまう箇所をなくすことができる。よって、この圧電デバイスを低温から高温または、高温から低温に温度を変化させた場合には、圧電振動素子にかかる熱応力が緩和でき、周波数偏差が小さくなる為、ヒステリシス特性を良好にすることが可能となる。

以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、圧電振動素子に水晶を用いた場合について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器を示す分解斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る圧電デバイスを構成する容器体の一方の主面を示す平面図である。図４は、図３のＢ部分拡大図である。また、図示した寸法も一部誇張して示している。

（第１の実施形態）
第１の実施形態は、圧電デバイスの例の１つである圧電振動子について説明する。
図１及び図２に示すように、圧電振動子１００は、容器体１１０と圧電振動素子１２０と蓋体１３０で主に構成されている。この圧電振動子１００は、前記容器体１１０に形成されている第１の凹部空間１１１内に圧電振動素子１２０が搭載されている。その第１の凹部空間１１１が蓋体１３０により気密封止された構造となっている。

圧電振動素子１２０は、図１及び図２に示すように、水晶素板１２１に励振用電極１２２を被着形成したものであり、外部からの交番電圧が励振用電極１２２を介して水晶素板１２１に印加されると、所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。
水晶素板１２１は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施された概略平板状で平面形状が例えば四角形となっている。
励振用電極１２２は、前記水晶素板１２１の表裏両主面に金属を所定のパターンで被着・形成したものである。
このような圧電振動素子１２０は、その両主面に被着されている励振用電極１２２から延出する引き出し電極と第１の凹部空間１１１内底面に形成されている圧電振動素子搭載パッド１１３ａ、１１３ｂとを、導電性接着剤１５０を介して電気的且つ機械的に接続することによって第１の凹部空間１１１に搭載される。このときの引き出し電極が設けられた一辺とは反対側の自由端となる端辺を圧電振動素子１２０の先端部１２３とする。

図１〜図３に示すように、容器体１１０は、基板部１１０ａと、枠部１１０ｂとで主に構成されている。
この容器体１１０は、基板部１１０ａの一方の主面に枠部１１０ｂが設けられて、第１の凹部空間１１１が形成されている。
尚、この容器体１１０を構成する基板部１１０ａは、例えばアルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料を複数積層することよって形成されている。また、基板部１１０ａは、セラミック材が積層した構造となっている。
枠部１１０ｂは、例えば、シールリングが用いられる。この場合、枠部１１０ｂは、４２アロイやコバール等の金属から成り、中心が打ち抜かれた枠状になっている。
また、枠部１１０ｂは、基板部１１０ａの一方の主面の外周を囲繞するように設けられた封止用導体膜１１２上にロウ付けなどにより接続される。
第１の凹部空間１１１内で露出した基板部１１０ａの一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッド１１３ａ、１１３ｂが設けられている。
第１の凹部空間１１１内で露出した基板部１１０ａの一方の主面には、前記圧電振動素子搭載パッド１１３ａ、１１３ｂから引き出された支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂが設けられている。
前記支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂの主面には、支持バンプＰ２ａ、Ｐ２ｂが設けられている。
容器体１１０の基板部１１０ａの他方の主面の４隅には、外部接続用電極端子１１９が設けられている。
基板部１１０ａの内層には、配線パターン（図示せず）等が設けられている。

図３及び図４に示すように、支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂは、容器体１０の第１の凹部空間１１１に露出する基板部１１０ａの圧電振動素子搭載パッド１１３ａ、１１３ｂから引き出されて設けられている。
また、支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂは、前記圧電振動素子搭載パッド１１３ａ、１１３ｂの間から向かい合う辺にそれぞれ設けられている。つまり、支持バンプ用パッドＰ１ａは、一方の圧電振動素子搭載パッド１１３ａの他方の圧電振動素子搭載パッド１１３ｂと向かい合う辺より、他方の圧電振動素子搭載パッド１１３ｂに向かって延出して設けられている。同様に、支持バンプ用パッドＰ１ｂは、他方の圧電振動素子搭載パッド１１３ｂの一方の圧電振動素子搭載パッド１１３ａと向かい合う辺より、一方の圧電振動素子搭載パッド１１３ａに向かって延出して設けられている。
支持バンプＰ２ａ、Ｐ２ｂは、前記圧電振動素子搭載パッド１１３ａ、１１３ｂから引き出された支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂの主面の所定の範囲で設けられている。
支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂ及び支持バンプＰ２ａ、Ｐ２ｂは、圧電振動素子搭載パッド１１３ａ、１１３ｂと同様に、例えば、タングステン（Ｗ）等のメタライズに金（Ａｕ）メッキ等を施すことにより設けられている。

前記容器体１１０の短辺方向になる圧電振動素子搭載パッド１１３ａ、１１３ｂの長さＸは、２００〜５００μｍであり、前記容器体１１０の長辺方向になる圧電振動素子搭載パッド１１３ａ、１１３ｂの長さＬは、２００〜５００μｍである。
前記容器体１１０の短辺方向になる支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂの長さＹは、８０〜２００μｍであり、前記容器体１１０の長辺方向になる支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂの長さＷは、８０〜２００μｍである。
支持バンプＰ２ａ、Ｐ２ｂの長さは、支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂと同等の長さである。また、支持バンプＰ２ａ、Ｐ２ｂの厚み方向の長さは、１５〜３０μｍである。
前記容器体１１０の短辺方向になる支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂの長さＹが、８０μｍより小さい場合は、支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂの主面に支持バンプＰ２ａ、Ｐ２ｂを形成しても、圧電振動素子１２０の先端部１２３を持ち上げられなくなる。
一方の支持バンプ用パッドＰ１ａと他方の支持バンプ用パッドＰ１ｂとの間隔Ｚは、１００μｍ以上必要である。
一方の支持バンプ用パッドＰ１ａと他方の支持バンプ用パッドＰ１ｂとの間隔Ｚが１００μｍより小さい場合には、一方の支持バンプ用パッドＰ１ａに印刷ずれが起こると、支持バンプＰ２ａと他方の支持バンプ用パッドＰ１ｂが接触してしまう。よって、隣り合う圧電振動素子搭載パッド１１３ａ、１１３ｂ同士が短絡してしまう。

また、図４に示すように、導電性接着剤１５０は、圧電振動素子搭載パッド１１３ａ、１１３ｂの主面に、支持バンプＰ２ａ、Ｐ２ｂにかからないように塗布されている。
このように圧電振動素子搭載パッド１１３ａ、１１３ｂのみに、導電性接着剤１５０が塗布されるので、圧電振動素子１２０を導電性接着剤１５０上に搭載しても、導電性接着剤１５０の厚みを確保することができる。
導電性接着剤１５０の厚みは、支持バンプＰ２ａ、Ｐ２ｂの厚みと同じ厚みとなる。つまり、この際の導電性接着剤１５０の厚みは、圧電振動素子１２０を搭載した状態で１５μｍ〜３０μｍである。

蓋体１３０は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（コバール）などからなる。このような蓋体１３０は、第１の凹部空間１１１を、窒素ガスや真空などで気密的に封止される。具体的には、蓋体１３０は、所定雰囲気で、容器体１１０の枠部１１０ｂ上に載置され、枠部１１０ｂの表面の金属と蓋体１３０の金属の一部とが溶接されるように所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、枠部１１０ｂに接合される。

前記導電性接着剤１５０は、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）、のうちのいずれかまたはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。

尚、前記容器体１１０は、アルミナセラミックスから成る場合、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面に、封止用導体膜１１２、圧電振動素子搭載パッド１１３ａ、１１３ｂ、外部接続用電極端子１１９等となる導体ペーストを、また、セラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内にビア導体となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷によって塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することにより製作される。

本発明の第１の実施形態に係る圧電デバイス１００によれば、圧電振動素子搭載パッド１１３ａ、１１３ｂから引き出された支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂが設けられ、支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂの主面には、支持バンプＰ２ａ、Ｐ２ｂが設けられているので、圧電振動素子１２０が支持バンプＰ２ａ、Ｐ２ｂで支えることができる。よって、圧電振動素子１２０の先端部１２３が容器体１１０の第１の凹部空間１１１内に露出する基板部１１０ａに接触することがないため、発振周波数の変動を防止することができる。
また、圧電振動素子１２０と支持バンプＰ２ａ、Ｐ２ｂとの間には導電性接着剤１５０がなくなるため、導電性接着剤１５０の厚みが薄くなる箇所はなくすことができる。その結果、導電性接着剤１５０によって衝撃を吸収できるため、落下試験を行った際には、圧電振動素子１２０が導電性接着剤１５０から剥がれることを防止することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、圧電デバイスの一例である圧電発振器で説明する。
本発明の第２の実施形態に係る圧電デバイスは、容器体の基板部と第２の枠部によって設けられた第２の凹部空間内に搭載されている集積回路素子とを備えている点で第１の実施形態と異なる。
図５は、本発明の第２の実施形態に係る圧電デバイスを示す分解斜視図である。図６は、図５のＣ−Ｃ断面図である。図７は、本発明の第２の実施形態に係る圧電デバイスを構成する容器体の他方の主面を示す平面図である。また、図示した寸法も一部誇張して示している。

図５及び図６に示すように、本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器２００は、容器体２１０と圧電振動素子２２０と蓋体２３０と集積回路素子２４０で主に構成されている。この圧電発振器２００は、前記容器体２１０に形成されている第１の凹部空間２１１内に圧電振動素子２２０が搭載され、第２の凹部空間２１４内には、集積回路素子２４０が搭載されている。その第１の凹部空間２１１が蓋体２３０により気密封止された構造となっている。

集積回路素子２４０は、図５及び図６に示すように、回路形成面に前記圧電振動素子２２０からの発振出力を生成する発振回路等が設けられており、この発振回路で生成された出力信号は外部接続用電極端子２１９を介して圧電発振器２００の外へ出力され、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。
また、集積回路素子２４０には、可変容量素子に周囲温度に応じた制御電圧を印加して温度変化による発振回路の発振周波数の変動を補償するため、３次関数発生回路及び記憶素子部により温度補償回路部が設けられており、３次関数発生回路には、温度センサが接続されている。
この温度センサは、検出した温度と、温度センサに印加させる電圧値とに基づいて生成される温度データ信号（電圧値）が３次関数発生回路に出力される構成となっている。
集積回路素子２４０は、容器体２１０の第２の凹部空間２１４内に露出した基板部２１０ａに形成された集積回路素子搭載パッド２１５に半田等の導電性接合材を介して搭載されている。

図５及び図６に示すように、容器体２１０は、基板部２１０ａと、枠部２１０ｂ、２１０ｃとで主に構成されている。
この容器体２１０は、基板部２１０ａの一方の主面に枠部２１０ｂが設けられて、第１の凹部空間２１１が形成されている。また、容器体２１０の他方の主面に枠部２１０ｃが設けられて、第２の凹部空間２１４が形成されている。
尚、この容器体２１０を構成する基板部２１０ａ及び枠部２１０ｃは、例えばアルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料を複数積層することよって形成されている。また、基板部２１０ａは、セラミック材が積層した構造となっている。
枠部２１０ｂは、例えば、シールリングを用いる。この場合、枠部２１０ｂは、４２アロイやコバール等の金属から成り、中心が打ち抜かれた枠状になっている。
また、枠部２１０ｂは、基板部２１０ａの一方の主面の外周を囲繞するように設けられた封止用導体膜２１２上にロウ付けなどにより接続される。
第１の凹部空間２１１内で露出した基板部２１０ａの一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッド２１３ａ、２１３ｂが設けられている。
第１の凹部空間２１１内で露出した基板部２１０ａの一方の主面には、前記圧電振動素子搭載パッド２１３ａ、２１３ｂから引き出された支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂが設けられている。
また、図５及び図６に示すように容器体２１０は、基板部２１０ａの他方の主面と枠部２１０ｃによって第２の凹部空間２１４が形成されている。
基板部２１０ａの内層には、配線パターン（図示せず）等が設けられている。
図７に示すように、第２の凹部空間２１４内で露出した基板部２１０ａの他方の主面には、複数の集積回路素子搭載パッド２１５と２個一対の圧電振動素子測定用パッド２１６ａ、２１６ｂが形成されている。

支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂ及び支持バンプＰ２ａ、Ｐ２ｂは、第１の実施形態と同様である。
また、蓋体２３０、導電性接着剤２５０も第１の実施形態と同様である。

図７に示すように、２個一対の圧電振動素子測定用パッド２１６ａ、２１６ｂは、容器体２１０の第２の凹部空間２１４内の露出した基板部２１０ａの他方の主面に設けられている。
前記圧電振動素子測定用パッド２１６ａ、２１６ｂは、容器体２１０の第１の凹部空間２１１に搭載されている圧電振動素子２２０の発振周波数やクリスタルインピーダンス等の特性を測定するために用いられる。

本発明の第２の実施形態に係る圧電デバイスによれば、圧電振動素子搭載パッド２１３ａ、２１３ｂから引き出された支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂが設けられ、支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂの主面には、支持バンプＰ２ａ、Ｐ２ｂが設けられているので、圧電振動素子２２０が支持バンプＰ２ａ、Ｐ２ｂで支えることができる。よって、圧電振動素子２２０の先端部２２３が容器体２１０の第１の凹部空間２１１内に露出する基板部２１０ａに接触することがないため、発振周波数の変動を防止することができる。
また、圧電振動素子２２０と支持バンプＰ２ａ、Ｐ２ｂとの間には導電性接着剤２５０がなくなるため、導電性接着剤２５０の厚みが薄くなる箇所をなくすことができる。その結果、導電性接着剤２５０が厚みを有するため、落下試験を行った際には、その間の導電性接着剤２５０によって衝撃を吸収できる。よって、圧電振動素子２２０が導電性接着剤２５０から剥がれることを防止することができる。
また、圧電振動素子２２０と支持バンプＰ２ａ、Ｐ２ｂとの間の導電性接着剤２５０がなく、導電性接着剤２５０の厚みを確保することができることから、固くなってしまう箇所をなくすことができる。よって、この圧電デバイス２００を低温から高温または、高温から低温に温度を変化させた場合には、圧電振動素子２２０にかかる熱応力が緩和でき、周波数偏差が小さくなる為、ヒステリシス特性を良好にすることが可能となる。

（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係る圧電デバイスの断面図である。
第２の実施形態と異なるのは、容器体の第２の凹部空間は、第１の凹部空間内に設けられている圧電発振器である点である。

図８に示すように、第３の実施形態の圧電発振器３００は、容器体３１０と、圧電振動素子３２０と、蓋体３３０と、集積回路素子３４０とで主に構成されている。
例えば、容器体３１０は、基板部３１０ａと前記基板部３１０ａの一方の主面に設けられた枠部３１０ｂ、３１０ｃによって構成されている。
前記容器体は、基板部３１０ａの一方の主面と枠部３１０ｂ、３１０ｃによって第１の凹部空間３１１が形成され、基板部３１０ａの一方の主面と枠部３１０ｂによって第２の凹部空間３１４が形成されている。
第１の凹部空間内３１１の枠部３１０ｂの主面には、圧電振動素子搭載パッド３１３が設けられ、圧電振動素子３１０が搭載されている。
容器体３１０の第２の凹部空間３１４内底面には、集積回路素子搭載パッド３１５が設けられ、集積回路素子３４０が搭載されている。
第１の凹部空間３１１内で露出した枠部３１０ｂの一方の主面には、前記圧電振動素子搭載パッド３１３ａ、３１３ｂから引き出された支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂが設けられている。
前記支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂの主面には、支持バンプＰ２ａ、Ｐ２ｂが設けられている。
容器体３１０の基板部３１０ａの他方の主面の４隅には、外部接続用電極端子３１９が設けられている。

蓋体３３０は、所定雰囲気で、容器体３１０の枠部３１０ｃ上に載置され、枠部３１０ｃの表面の金属と蓋体３３０の金属の一部とが溶接されるように所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、枠部３１０ｃに接合される。

本発明の第３の実施形態に係る圧電デバイスによれば、第２の実施形態と同様の効果を奏する。

（第４の実施形態）
図９は、本発明の第４の実施形態に係る圧電デバイスの断面図である。
第２の実施形態と異なるのは、圧電振動素子が搭載されている第１の容器体と修正回路素子が搭載されている第２の容器体によって構成されている圧電発振器である点である。

図９に示すように、第４の実施形態の圧電発振器４００は、第１の容器体４１０と圧電振動素子４２０と蓋体４３０と、集積回路素子４４０と第２の容器体４６０とで主に構成されている。
この圧電発振器４００は、第１の容器体４１０の一方の主面に形成されている第１の凹部空間４１４内に、圧電振動素子４２０が搭載され、第２の容器体４６０の一方の主面に形成される第２の凹部空間４６４内に集積回路素子４４０が搭載されている。
前記第１の容器体４１０の基板部４１０ａの他方の主面に形成されている第２の容器体接続用端子４１９と前記第２の容器体４６０の枠部４６０ｂの主面に形成された第１の容器体接続用電極端子４６６が接合されている。
また、第１の容器体４１０の第１の凹部空間４１１内で露出した基板部４１０ａの一方の主面には、前記圧電振動素子搭載パッド４１３ａ、４１３ｂから引き出された支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂが設けられている。
前記支持バンプ用パッドＰ１ａ、Ｐ１ｂの主面には、支持バンプＰ２ａ、Ｐ２ｂが設けられている。

本発明の第４の実施形態に係る圧電デバイスによれば、第２の実施形態と同様の効果を奏する。

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
例えば、前記した本実施形態では、圧電振動素子を構成する圧電素材として水晶を用いた場合を説明したが、他の圧電素材として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムまたは、圧電セラミックスを圧電素材として用いた圧電振動素子でも構わない。

また、前記した本実施形態では、枠部にシールリングを用いた場合を説明したが、基板部１００ａと同様にセラミック材で形成しても構わない。
この場合、枠部の開口側頂面の全周には、環状の封止用導体パターンが形成され、蓋体は、この封止用導体パターン上に配置接合される。
この際の蓋体は、前記容器体の第１の凹部空間を囲繞するように設けられた封止用導体パターンに相対する箇所に封止部材が設けられている。

本発明の第１の実施形態に係る圧電デバイスを示す分解斜視図である。図１のＡ−Ａ断面図である。本発明の第１の実施形態に係る圧電デバイスを構成する容器体の基板部の一方の主面を示す平面図である。図３のＢの部分拡大図である。本発明の第２の実施形態に係る圧電デバイスを示す分解斜視図である。図５のＣ−Ｃ断面図である。本発明の第２の実施形態に係る圧電デバイスを構成する容器体の基板部の他方の主面を示す平面図である。本発明の第３の実施形態に係る圧電デバイスを示す断面図である。本発明の第４の実施形態に係る圧電デバイスを示す断面図である。従来における圧電デバイスの一例である圧電振動子を示す断面図である。従来における圧電デバイスの一例である圧電発振器を示す断面図である。

符号の説明

１１０、２１０、３１０、４１０・・・容器体（第１の容器体）
１１０ａ、２１０ａ、３１０ａ、４１０ａ・・・基板部
１１０ｂ、２１０ｂ、２１０ｃ、３１０ｂ、３１０ｃ、４１０ｂ・・・枠部
１１１、２１１、３１１、４１１・・・第１の凹部空間
１１２、２１２、３１２、４１２・・・封止用導体膜
１１３ａ、１１３ｂ、２１３ａ、２１３ｂ、３１３ａ、３１３ｂ、４１３ａ、４１３ｂ・・・圧電振動素子搭載パッド
２１４、３１４、４６４・・・第２の凹部空間
２１５、３１５、４６５・・・集積回路素子搭載パッド
２１６ａ、２１６ｂ・・・圧電振動素子測定用パッド
１１９、２１９、３１９、４６９・・・外部接続用電極端子
Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ・・・支持バンプ用パッド
Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ・・・支持バンプ
１２０、２２０、３２０、４２０・・・圧電振動素子
１２１、２２１、３２１、４２１・・・水晶素板
１２２、２２２、３２２、４２２・・・励振用電極
１２３、２２３、３２３、４２３・・・先端部
１３０、２３０、３３０、４３０・・・蓋体
２４０、３４０、４４０・・・集積回路素子
１５０、２５０、３５０、４５０・・・導電性接着剤
１００、２００、３００、４００・・・圧電デバイス
４６０・・・第２の容器体

Claims

基板部と、この基板部の一方の主面に第１の枠部が設けられて、第１の凹部空間が形成された容器体と、
前記第１の凹部空間内に露出した基板部の平面視長方形の一方の主面における一方の短辺に沿って設けられた２個一対の平面視矩形の圧電振動素子搭載パッドに搭載され、励振用電極が設けられている圧電振動素子と、
前記第１の凹部空間を気密封止する蓋体と、を備え、
それぞれの前記圧電振動素子搭載パッドは、前記容器体の短辺方向になる辺の長さが２００μｍ〜５００μｍであり、
それぞれの前記圧電振動素子搭載パッドは、前記容器体の長辺方向になる辺の長さが２００μｍ〜５００μｍであり、
それぞれの前記圧電振動素子搭載パッドには、隣り合う前記圧電振動素子搭載パッドに向かい合う辺における前記基板部の一方の主面の中央側の端部に、隣り合う前記圧電振動子搭載パッドに向かって延設した支持バンプ用パッドが設けられており、
それぞれの前記支持バンプ用パッドは、前記容器体の短辺方向になる長さが８０〜２００μｍであり、
それぞれの前記支持バンプ用パッドの主面には、支持バンプが設けられている
ことを特徴とする圧電デバイス。
前記容器体の前記基板部と、この基板部の他方の主面に設けられる第２の枠部とによって第２の凹部空間が設けられ、
前記第２の凹部空間内に露出した基板部の他方の主面に設けられた集積回路素子搭載パッドに搭載されている集積回路素子を備えていることを特徴とする請求項１記載の圧電デバイス。