JP5218104B2 - 音叉型圧電振動片、および音叉型圧電振動デバイス - Google Patents

Description

本発明は、音叉型圧電振動片、および音叉型圧電振動デバイスに関する。

圧電振動デバイスの一つとして、基部とこの基部から突出された２つの脚部を有する振動部とからなる音叉型水晶振動片を用いた音叉型水晶振動子がある（例えば、特許文献１参照。）。

上記したような音叉型水晶振動片では、さらに、外部と接合する接合部が、基部の２つの脚部を形成した一端面と対向する他端面から突出形成された突出部に形成されている。この基部の他端面から突出形成された突出部は、基部の他端面から両側面に沿ってＴ字状に２股に分かれて延出して成形され、それぞれ先端部は、２つの脚部の先端と同じ方向に向いており、この先端部に接合部が形成されている。

この音叉型水晶振動子では、その本体筐体がベースと蓋とから構成され、本体筐体の内部には、ベース上に導電性材料により音叉型水晶振動片の接合部が電気機械的に接合され、この接合された音叉型水晶振動片が本体筐体の内部に気密封止されている。

特開２００４−３５７１７８号公報

上記したように、特許文献１に記載の音叉型圧電振動子によれば、ベース上に導電性材料により音叉型水晶振動片の接合部が電気機械的に接合されているので、振動部である脚部から、ベースの接合位置までの引回し電極が長くなり、脚部で生じる振動が伝わり難くなる。

しかしながら、その反面、ベースへの接合位置が突出部の先端部に形成された接合部であり、また振動部が脚部であるので、基部を介した振動部から接合部までの実質距離が長くなる。その結果、振動の応力や、当該音叉型水晶振動子を外部から衝撃を加えた時の外力に対して耐え難く、基部や接合部で応力や外力を受けて、水晶振動片が割れ易くなる。また、突出部の平面視全長が長くなるので、平面視全長が長い突出部を搭載するためのベースの搭載領域を確保する必要があり、その結果、水晶振動子の本体筐体の小型化の妨げとなる。

そこで、上記課題を解決するために、本発明は、応力や外力に強い小型化に適した音叉型圧電振動片、および音叉型圧電振動デバイスを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明にかかる音叉型圧電振動片は、少なくとも、圧電振動素板が、振動部である複数本の脚部と、前記脚部を突出して設けた基部とから構成され、前記圧電振動素板に、一対の励振電極と、前記一対の励振電極からそれぞれ引き出された一対の引出電極とが形成され、かつ、前記圧電振動素板の同一の主面の一領域において前記一対の引出電極がそれぞれ電気的に外部と接合する接合部が形成され、前記接合部は、前記圧電振動素板の他主面に設けられ、前記接合部では、前記他主面における一方の引出電極の前記他主面の面方向の周囲に、他方の引出電極が形成されたことを特徴とする。

本発明によれば、応力や外力に強く、音叉型圧電振動片が割れるなどの不具合が生じるのを防ぐことが可能となり、さらに小型化に適している。具体的に、本発明によれば、少なくとも前記圧電振動素板が前記複数本の脚部と前記基部とから構成され、前記圧電振動素板に、前記一対の励振電極と前記一対の引出電極とが形成され、かつ、前記圧電振動素板の同一の主面の一領域において前記一対の引出電極がそれぞれ電気的に外部と接合する前記接合部が形成されるので、前記圧電振動素板の同一の主面の一領域を外部との接合領域として応力や外力に強い構成とすることが可能となる。また、本発明によれば、同一の主面の一領域に前記接合部が形成されるので、外力（例えば、当該音叉型圧電振動片の落下によって生じる当該音叉型圧電振動片への外力）が当該音叉型圧電振動片に加わったとしても、前記接合部において物理的および電気的な破断が発生するのを抑えることが可能となる。その結果、本発明によれば、例えば耐衝撃性などの耐久性を向上させることが可能となる。また、本発明によれば、前記接合部では、前記他主面における前記一方の引出電極の前記他主面の面方向の周囲に、前記他方の引出電極が形成されるので、狭小の領域に異極からなる一対の引出電極を集中した（近接した）状態で、外部と電気的に接合することが可能となり、その結果、良好な特性の当該音叉型圧電振動片を得ることができる。また、本構成によれば、上記した従来技術に示すように突出部を形成する必要がなくなり、前記接合部で応力や外力を受けて当該音叉型圧電振動片が割れるのを防止することが可能となるとともに、当該音叉型圧電振動片の小型化も図ることが可能となる。また、前記接合部では異極となる前記一対の引出電極が近接した構成となるので、前記脚部で生じる振動の漏れを低減することが可能となる。

前記構成において、前記接合部は、前記圧電振動素板の他主面に設けられ、前記接合部には、前記圧電振動素板の両主面を貫通した貫通部（ビアまたはスルーホール）が形成され、前記貫通部には前記一対の引出電極のうち一方の引出電極が形成され、前記両主面のうち一主面に形成された前記一方の引出電極が前記貫通部を介して他主面に引回されてもよい。

この場合、前記接合部に前記貫通部が形成され、前記貫通部には前記一対の引出電極のうち一方の引出電極が形成され、前記両主面のうち一主面に形成された前記一方の引出電極が前記貫通部を介して他主面に引回されるので、前記一対の引出電極を同一の主面の一領域に引回すことが容易である。また、前記貫通部を形成せずに前記圧電振動素板の主面や側面などの表面により一主面に形成された一方の引出電極を他主面に引回す構成と比較して、本構成によれば、前記一方の引出電極を前記一主面から前記他主面に引回す必要がなく、さらに、本構成によれば、前記圧電振動素板の同一の主面の一領域に前記接合部が形成されているので、上記した従来技術に示すように、先端部に接合部を形成した突出部を別途形成する必要がなくなる。そのため、本構成は、当該音叉型圧電振動片の前記圧電振動素板の小型化に好適である。

また、上記の目的を達成するため、本発明にかかる音叉型圧電振動片は、少なくとも、圧電振動素板が、振動部である複数本の脚部と、前記脚部を突出して設けた基部とから構成され、前記圧電振動素板に、一対の励振電極と、前記一対の励振電極からそれぞれ引き出された一対の引出電極とが形成され、かつ、前記圧電振動素板の同一の主面の一領域において前記一対の引出電極がそれぞれ電気的に外部と接合する接合部が形成され、前記接合部は、前記圧電振動素板の他主面に設けられ、前記接合部には、前記圧電振動素板の両主面を貫通した貫通部が形成され、前記貫通部には前記一対の引出電極のうち一方の引出電極が形成され、前記両主面のうち一主面に形成された前記一方の引出電極が前記貫通部を介して他主面に引回され、前記接合部では、前記他主面における貫通部の端面に形成された前記一方の引出電極の前記他主面の面方向の周囲に、前記貫通部と同心形状からなる前記他方の引出電極が形成されたことを特徴とする。

本発明によれば、応力や外力に強く、音叉型圧電振動片が割れるなどの不具合が生じるのを防ぐことが可能となり、さらに小型化に適している。具体的に、本発明によれば、少なくとも前記圧電振動素板が前記複数本の脚部と前記基部とから構成され、前記圧電振動素板に、前記一対の励振電極と前記一対の引出電極とが形成され、かつ、前記圧電振動素板の同一の主面の一領域において前記一対の引出電極がそれぞれ電気的に外部と接合する前記接合部が形成されるので、前記圧電振動素板の同一の主面の一領域を外部との接合領域として応力や外力に強い構成とすることが可能となる。また、本発明によれば、同一の主面の一領域に前記接合部が形成されるので、外力（例えば、当該音叉型圧電振動片の落下によって生じる当該音叉型圧電振動片への外力）が当該音叉型圧電振動片に加わったとしても、前記接合部において物理的および電気的な破断が発生するのを抑えることが可能となる。その結果、本発明によれば、例えば耐衝撃性などの耐久性を向上させることが可能となる。また、本発明によれば、前記接合部に前記貫通部が形成され、前記貫通部には前記一対の引出電極のうち一方の引出電極が形成され、前記両主面のうち一主面に形成された前記一方の引出電極が前記貫通部を介して他主面に引回されるので、前記一対の引出電極を同一の主面の一領域に引回すことが容易である。また、前記貫通部を形成せずに前記圧電振動素板の主面や側面などの表面により一主面に形成された一方の引出電極を他主面に引回す構成と比較して、本構成によれば、前記一方の引出電極を前記一主面から前記他主面に引回す必要がなく、さらに、本構成によれば、前記圧電振動素板の同一の主面の一領域に前記接合部が形成されているので、上記した従来技術に示すように、先端部に接合部を形成した突出部を別途形成する必要がなくなる。そのため、本構成は、当該音叉型圧電振動片の前記圧電振動素板の小型化に好適である。また、本発明によれば、前記接合部では、前記他主面における前記貫通部の端部に形成された前記一方の引出電極の前記他主面の面方向の周囲に、前記貫通部と同心形状からなる前記他方の引出電極が形成されているので、狭小の領域に異極からなる一対の引出電極を集中した（近接した）状態で、外部と電気的に接合することが可能となり、その結果、良好な特性の当該音叉型圧電振動片を得ることができる。また、本構成によれば、上記した従来技術に示すように突出部を形成する必要がなくなり、前記接合部で応力や外力を受けて当該音叉型圧電振動片が割れるのを防止することが可能となるとともに、当該音叉型圧電振動片の小型化も図ることが可能となる。また、前記接合部では異極となる前記一対の引出電極が近接した構成となるので、前記脚部で生じる振動の漏れを低減することが可能となる。そして更に、本構成によれば、前記他方の引出電極が前記貫通部と同心形状で形成されているので、小面積の前記接合部を形成することが可能となる。これにより、前記振動漏れの影響をより低減することが可能となる。

前記構成において、前記接合部では、前記一対の引出電極上にそれぞれメッキバンプが形成されてもよい。

この場合、前記接合部では、前記一対の引出電極上にそれぞれ前記メッキバンプが形成されるので、前記メッキバンプを当該音叉型圧電振動片に形成する際の位置決め精度を高めて、当該音叉型圧電振動片の接合部が小さい領域であっても、当該音叉型圧電振動片の適切な位置へ接合部材として前記メッキバンプを形成することが可能となる。また、前記メッキバンプの形成を、当該音叉型圧電振動片の他の金属材料（例えば周波数調整用錘など）の形成と一括して行うことが可能となる。

前記構成において、前記複数本の脚部は、前記基部の一端面から突出し、かつ、前記一端面に並設され、前記接合部は、前記基部の一端面と対向する他端面近傍であって、前記他端面の幅方向の中央位置にが形成されてもよい。

この場合、前記接合部が、前記基部の一端面と対向する他端面近傍であって、前記他端面の幅方向の中央位置に形成されるので、外力（例えば、当該音叉型圧電振動片の落下によって生じる当該音叉型圧電振動片への外力）が当該音叉型圧電振動片に加わったとしても、前記接合部において物理的および電気的な破断が発生するのを抑えるだけでなく、音響リークに対する悪影響を低減させることが可能となる。そのため、当該音叉型圧電振動片を外部（具体的に音叉型圧電振動デバイスの第１封止部材であるベースなど）に搭載するなど、他の部材に当該音叉型圧電振動片を接合したり、外力がかかったりすることで発振周波数のズレなどが生じる場合があるが、本構成によれば、このようなことは生じない。

前記構成において、前記複数本の脚部は、前記基部の一端面から突出し、かつ、前記一端面に並設され、前記基部には、前記基部の一端面と対向する他端面であって、前記他端面の幅方向の中央位置から突出部が突出して設けられ、前記突出部の基部側端部に、前記接合部が形成されてもよい。

この場合、前記複数本の脚部は、前記基部の一端面から突出し、かつ、前記一端面に並設され、前記基部には、前記基部の一端面と対向する他端面であって、前記他端面の幅方向の中央位置から突出部が突出して設けられ、前記突出部の基部側端部に、前記接合部が形成されるので、外力（例えば、当該音叉型圧電振動片の落下によって生じる当該音叉型圧電振動片への外力）が当該音叉型圧電振動片に加わったとしても、前記接合部において物理的および電気的な破断が発生するのを抑えるだけでなく、音響リークに対する悪影響を低減させることが可能となる。そのため、当該音叉型圧電振動片を外部に搭載するなど、他の部材（具体的に音叉型圧電振動デバイスの第１封止部材であるベースなど）に当該音叉型圧電振動片を接合したり、外力がかかったりすることで発振周波数のズレなどが生じる場合があるが、本構成によれば、このようなことは生じない。

上記の目的を達成するため、本発明にかかる音叉型圧電振動デバイスは、上記した本発明にかかる音叉型圧電振動片と、前記音叉型圧電振動片を搭載する第１封止部材と、前記第１封止部材に搭載した前記音叉型圧電振動片を本体筐体内に気密封止するための第２封止部材と、が設けられたことを特徴とする。

本発明によれば、上記した本発明にかかる音叉型圧電振動片と、前記音叉型圧電振動片を搭載する第１封止部材と、前記第１封止部材に搭載した前記音叉型圧電振動片を本体筐体内に気密封止するための第２封止部材と、が設けられているので、応力や外力に強く、音叉型圧電振動片が割れるなどの不具合が生じるのを防ぐことが可能となり、さらに小型化に適している。また、本発明によれば、上記した本発明にかかる音叉型圧電振動片が設けられるので、上記した本発明にかかる音叉型圧電振動片と同様の作用効果を有する。

本発明にかかる音叉型圧電振動片、および音叉型圧電振動デバイスによれば、応力や外力に強く、音叉型圧電振動片が割れるなどの不具合が生じるのを防ぐことが可能となる。

図１は、本実施例にかかる水晶振動子の内部を公開した概略平面図である。 図２は、本実施例にかかる水晶振動子のベースの概略平面図である。 図３は、本実施例にかかる水晶振動片の一主面の概略平面図である。 図４は、本実施例にかかる水晶振動片の他主面の概略平面図である。 図５は、本実施例にかかる水晶振動片の接合部における一対の引出電極の概略平面図である。 図６は、本実施例にかかる水晶振動片の接合部における一対の引出電極とビア（貫通部）との関係を示した図５のＸ−Ｘ線概略断面図である。 図７は、本実施例の他の例にかかる水晶振動片の接合部における一対の引出電極の概略平面図である。 図８は、本実施例の他の例にかかる水晶振動片の接合部における一対の引出電極とスルーホール（貫通部）との関係を示した図７のＸ１−Ｘ１線概略断面図である。 図９は、本実施例の他の例にかかる水晶振動子の内部を公開した概略平面図である。 図１０は、本実施例の他の例にかかる水晶振動片の一主面の概略平面図である。 図１１は、本実施例の他の例にかかる水晶振動片の他主面の概略平面図である。 図１２は、本実施例の他の例にかかる水晶振動片の一主面の概略平面図である。 図１３は、本実施例の他の例にかかる水晶振動片の他主面の概略平面図である。 図１４は、本実施例の他の例にかかる水晶振動片の一主面の概略平面図である。 図１５は、本実施例の他の例にかかる水晶振動片の他主面の概略平面図である。 図１６は、本実施例の他の例にかかる水晶振動片の一主面の概略平面図である。 図１７は、本実施例の他の例にかかる水晶振動片の他主面の概略平面図である。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施例では、音叉型圧電振動デバイスとして音叉型水晶振動子に本発明を適用した場合を示す。しかしながら、これは好適な例であり、本発明は、音叉型水晶振動子に限定されるものではなく、圧電材料を用いた音叉型圧電振動片を搭載した発振器などの音叉型圧電振動デバイスであってもよい。

本実施例にかかる音叉型水晶振動子１（以下、水晶振動子という）は、図１〜６に示すように、フォトリソグラフィ法で成形された音叉型水晶振動片２（本発明でいう音叉型圧電振動片であり、以下、水晶振動片という）と、この水晶振動片２を搭載する（保持する）第１封止部材であるベース３と、ベース３に搭載した（保持した）水晶振動片２を本体筐体内に気密封止するための第２封止部材である蓋（図示省略）と、が設けられて構成されている。

この水晶振動子１では、ベース３と蓋とが接合されて本体筐体が構成されている。具体的に、ベース３と蓋とが封止材（図示省略）を介して接合され、この接合により本体筐体の内部空間１１が形成されている。そして、この本体筐体の内部空間１１内のベース３上に、メッキバンプ２４を介して水晶振動片２が保持接合されているとともに、本体筐体の内部空間１１が気密封止されている。この際、水晶振動片２が、金属材料（例えば金）からなるメッキバンプ２４を用いてＦＣＢ法によりベース３に超音波接合されるとともに電気機械的に接合されている。

次に、この水晶振動子１の各構成について説明する。

ベース３は、図１，２に示すように、底部３１と、この底部３１から上方に延出した堤部３２とから構成される箱状体に形成されている。また、堤部３２は、２層が積層されてなり、内部空間１１に段部３５が設けられる。このベース３は、セラミック材料からなる平面視矩形状の一枚板上に、セラミック材料の直方体が積層して凹状に一体的に焼成されている。また、堤部３２は、図１に示す底部３１の平面視外周に沿って成形されている。この堤部３２の上面には、蓋と接合するためのメタライズ層３３が設けられている。なお、メタライズ層３３は、例えば、タングステン層、あるいはモリブデン層上にニッケル，金の順でメッキした構成からなる。また、セラミック材料が積層して凹状に一体的に焼成されたベース３では、その内部空間１１における長手方向の一端部に段部３５が形成され、この段部３５に、図１に示すように、一対の電極パッド３４１，３４２が形成され、これら電極パッド３４１，３４２上に水晶振動片２が搭載保持されている。電極パッド３４１は、図２に示すように、水晶振動片２の引出電極２９３と電気的に接合する平面視円形の電極パッドである。電極パッド３４２は、水晶振動片２の引出電極２９４と電気的に接合する電極パッドであり、段部３５表面の電極パッド３４１の外周囲に輪状の一定の間隙を有して形成されている。また、これら電極パッド３４１，３４２は、それぞれに対応した引回電極（図示省略）を介して、ベース３の裏面に形成される端子電極（図示省略）に電気的に接続され、これら端子電極が外部部品や外部機器の外部電極に接続される。なお、これら電極パッド３４１，３４２、引回電極、端子電極は、タングステン、モリブデン等のメタライズ材料を印刷した後にベース３と一体的に焼成して形成される。そして、これら電極パッド３４１，３４２、引回電極、端子電極のうち一部のものについては、メタライズ上部にニッケルメッキが形成され、その上部に金メッキが形成されて構成される。

蓋は、例えば金属材料からなり、平面視矩形状の一枚板に成形されている。この蓋の下面には、封止材の一部が形成されている。この蓋は、シーム溶接やビーム溶接、加熱溶融接合等の手法により封止材を介してベース３に接合されて、蓋とベース３とによる水晶振動子１の本体筐体が構成される。

次に、内部空間１１に配された水晶振動片２の各構成について説明する。

水晶振動片２は、異方性材料の水晶片である水晶素板（図示省略）から、ウエットエッチング形成された水晶Ｚ板である。そのため、この水晶振動片２は量産に好適である。

この水晶振動片２は、図１〜３に示すように、振動部である２本の第１脚部２１（本発明でいう脚部）および第２脚部２２（本発明でいう脚部）と、第１脚部２１および第２脚部２２とを突出して設けた基部２５とから構成された圧電振動素板２０からなる。

基部２５は、平面視左右対称形状とされ、図１，３，４に示すように、振動部（第１脚部２１，第２脚部２２）より幅広に形成されている。また、基部２５の一端面２５１から他端面２５２にかけて漸次幅狭になるように、基部２５の側面２８が階段状に段部形成されている。

２本の第１脚部２１および第２脚部２２は、図１，３，４に示すように、基部２５の一端面２５１から突出して隙間部２５３を介して一端面２５１に並設されている。なお、ここでいう隙間部２５３は、一端面２５１の幅方向の中央位置（中央領域）に設けられている。これら第１脚部２１および第２脚部２２の先端部２１１，２２１は、第１脚部２１および第２脚部２２の他の部位と比べて突出方向に対して直交する方向に幅広に成形され、さらにそれぞれ隅部は曲面形成されている。このように先端部２１１，２２１を幅広に成形することで、先端部２１１，２２１（先端領域）を有効に利用することができ、水晶振動片２の小型化に有用であり、低周波数化にも有用である。また、それぞれ先端部２１１，２２１の隅部を曲面形成することで、外力を受けた時などに堤部３２などに接触するのを防止することができる。

また、２つの第１脚部２１および第２脚部２２の両主面２６（一主面，他主面）には、水晶振動片２の小型化により劣化する直列共振抵抗値（本実施例ではＣＩ値、以下同様）を改善させるために、溝部２７がそれぞれ形成されている。また、水晶振動片２の外形のうち側面２８は両主面２６に対して傾斜して成形されている。これは、水晶振動片２を湿式でエッチング成形する際に素板材料の結晶方向（Ｘ，Ｙ方向）へのエッチングスピードが異なることに起因している。

上記した構成からなる水晶振動片２には、異電位で構成された２つの第１励振電極２９１および第２励振電極２９２と、これら第１励振電極２９１および第２励振電極２９２を電極パッド３４１，３４２に電気的に接続させるためにこれら第１励振電極２９１および第２励振電極２９２から引き出された引出電極２９３（本発明でいう一方の引出電極）および引出電極２９４（本発明でいう他方の引出電極）とが形成されている。なお、本実施例でいう引出電極２９３，２９４は、２つのこれら第１励振電極２９１および第２励振電極２９２からそれぞれ引き出された電極パターンのことをいう。

また、２つの第１励振電極２９１および第２励振電極２９２の一部は、第１脚部２１と第２脚部２２との溝部２７の内部に形成されている。このため、水晶振動片２を小型化しても第１脚部２１および第２脚部２２の振動損失が抑制され、ＣＩ値を低く抑えることができる。

第１励振電極２９１は、第１脚部２１の両主面２６（一主面，他主面）と、第２脚部２２の両側面２８および先端部２２１の両主面２６に形成されている。第１脚部２１の両主面２６に形成された第１励振電極２９１は、基部２５に形成された引出電極２９３を介して第２脚部２２の両側面２８および先端部２２１の両主面２６に形成された第１励振電極２９１と繋がっている。すなわち、第１脚部２１の両主面２６に形成された第１励振電極２９１と、第２脚部２２の両側面２８および先端部２２１の両主面２６に形成された第１励振電極２９１とは直接繋がっていない。なお、さらに第２脚部２２の先端部２２１の両主面２６を貫通するビアを形成し、このビアを介して第２脚部２２の先端部２２１の両主面２６に形成した第１励振電極２９１を繋げてもよい。この場合、第２脚部２２の両側面２８および先端部２２１の両主面２６に形成された第１励振電極２９１の一部に断線などが生じた場合であっても、第２脚部２２の先端部２２１の両主面２６に形成した第１励振電極２９１を繋げることができる。

同様に、第２励振電極２９２は、第２脚部２２の両主面２６（一主面，他主面）と、第１脚部２１の両側面２８および先端部２１１の両主面２６に形成されている。第２脚部２２の両主面２６に形成された第２励振電極２９２は、基部２５に形成された引出電極２９４を介して第１脚部２１の両側面２８および先端部２１１の両主面２６に形成された第２励振電極２９２と繋がっている。すなわち、第２脚部２２の両主面２６に形成された第２励振電極２９２と、第１脚部２１の両側面２８および先端部２１１の両主面２６に形成された第２励振電極２９２とは直接繋がっていない。なお、さらに第１脚部２１の先端部２１１の両主面２６を貫通するビアを形成し、このビアを介して第１脚部２１の先端部２１１の両主面２６に形成した第２励振電極２９２を繋げてもよい。この場合、第１脚部２１の両側面２８および先端部２１１の両主面２６に形成された第２励振電極２９２の一部に断線などが生じた場合であっても、第１脚部２１の先端部２１１の両主面２６に形成した第２励振電極２９２を繋げることができる。

上記した水晶振動片２の第１励振電極２９１，第２励振電極２９２や引出電極２９３，２９４は、金属蒸着によって圧電振動素板２０の各面（両主面２６および側面２８）上にクロム層が形成され、このクロム層上に金属が形成されて構成される薄膜である。この薄膜は、真空蒸着法等の手法により圧電振動素板２０全面に形成された後、フォトリソグラフィ法によりメタルエッチングして所望の形状に形成される。なお、第１励振電極２９１，第２励振電極２９２および引出電極２９３，２９４がクロム，金の順に形成されているが、例えば、クロム，銀の順や，クロム，金，クロムの順や，クロム，銀，クロムの順等であってもよい。

さらに、各第１脚部２１および第２脚部２２の先端部２１１，２２１には、周波数調整用錘としての金属膜２９５がそれぞれ形成されている。具体的に、金属膜２９５と第１励振電極２９１と引出電極２９３とが一体形成され、金属膜２９５と第２励振電極２９２と引出電極２９４とが一体形成されている。

また、本実施例にかかる水晶振動片２には、図４に示すように、上記した基部２５の他主面２６に、外部（本実施例ではベース３の電極パッド３４１，３４２）と接合する接合部２３が形成されている。

接合部２３は、図４に示すように、同一の主面２６（本実施例では他主面２６）の一領域において引出電極２９３，２９４を外部電極（本発明でいう外部であり、本実施例ではベース３の電極パッド３４１，３４２）と電気機械的に接合するためのものである。具体的に、接合部２３は、２本の第１脚部２１および第２脚部２２が突出した基部２５の一端面２５１と対向する他端面２５２近傍であって、その他端面２５２の幅方向の中央位置（中間位置）に形成されている。この接合部２３は、２本の第１脚部２１と第２脚部２２との間に配された隙間部２５３と正対向する位置に形成されている。このように、２本の第１脚部２１と第２脚部２２との間に配された隙間部２５３と正対向する他端面２５２近傍の位置に接合部２３が形成されるので、接合部２３から第１脚部２１および第２脚部２２への実質的な距離（直線距離）が、それぞれ同じ距離となっている。

接合部２３には、図４〜６に示すように、圧電振動素板２０の両主面２６（一主面２６，他主面２６）を貫通した貫通部（本実施例ではビア４）が形成されている。ビア４は、図６に示すように、ビア４の内側面４１は両主面２６に対して傾斜を有しテーパー状に形成されている。そして、ビア４は、圧電振動素板２０の厚さ方向の中間点辺りの位置において狭小の径を有し、ビア４の端部４２の径が最大径となる。

このビア４内には、導電性材料である金と錫とを用いて、これら金と錫との溶融拡散を行ない少なくともＡｕ−Ｓｎ合金から構成される導電部２９６が充填されている。なお、導電部２９６はＡｕ−Ｓｎ合金以外に、Ａｕが充填された状態であってもよい。また、ビア４は必ずしも導体が充填された状態である必要はなく、貫通部であればよく、その貫通部の内側面に導体が被着された図７，８に示す形態（いわゆるスルーホール）であってもよい。

そして、この導電部２９６が、一対の引出電極２９３，２９４のうち第１励振電極２９１から引き出された引出電極２９３（本発明でいう一方の引出電極）と電気的に接続されている。このように導電部２９６は引出電極２９３の一部となっており、導電部２９６と引出電極２９３とが電気的に接続され、一主面２６に形成された引出電極２９３がビア４内の導電部２９６を介して他主面２６に引回されている。

また、接合部２３では、図５に示すように、他主面２６におけるビア４の端部４２に形成された引出電極２９３の他主面２６の面方向の周囲に、第２励振電極２９２から引き出された引出電極２９４（本発明でいう他方の引出電極）が形成されている。本実施例では、接合部２３における引出電極２９４は、ビア４の端部４２の形状に対してビア４と同心円の形状からなり、ビア４の端部４２に形成された引出電極２９３を囲むように輪状に、引出電極２９３の平面視外周に沿って形成されている。そして、この接合部２３に形成された一対の引出電極２９３，２９４上には、図６に示すように、ベース３の電極パッド３４１，３４２と電気的に接続するためにそれぞれメッキバンプ２４が形成されている。

この接合部２３へのメッキバンプ２４の形成に関して、フォトリソグラフィ法を用いて接合部２３を所望形状（本実施例では、平面視円形と輪形状）に露光・現像して開口部を形成し、この開口部のみを電解メッキ法などの手法によってメッキバンプ２４を形成する。そしてメッキバンプ２４の形成後にアニール処理を施す。このように、バンプにメッキバンプ２４を用いることで、安定してベース３上に水晶振動片２をメッキバンプ２４を介して電気機械的に接合することができる。具体的に、バンプにメッキバンプ２４を用いることで、水晶振動片２を外部（ベース３）に搭載する前に、水晶振動片２にメッキバンプ２４を形成することができる。その結果、常に水晶振動片２の所望の形成位置にメッキバンプ２４を形成しているので、例えば、水晶振動片２の外部（ベース３）への搭載位置が所望位置からずれた場合であっても、水晶振動片２が外部（ベース３）にバンプがずれた状態で搭載されることを防止することができ、安定したベース３への水晶振動片２の搭載を行うことができる。

なお、上記した構成からなる水晶振動片２には、基部２５の予め設定した箇所（本実施例では基部２５の平面視中央領域）において、接合部２３のビア４と同様の形状からなるビア４が２箇所形成されている。これら２箇所のビア４は、基部２５における引出電極２９３，２９４をそれぞれ両主面２６間において引回すために用いられている。なお、これら２箇所のビア４は一実施形態であって、その数は限定されるものではなく、引出電極２９３，２９４の引回し設計に関係する。

上記したように本実施例にかかる水晶振動片２を搭載した水晶振動子１によれば、応力や外力に強く、水晶振動片２が割れるなどの不具合が生じるのを防ぐことが可能となり、さらに小型化に適している。

具体的に、本実施例によれば、少なくとも圧電振動素板２０が２本の第１脚部２１と第２脚部２２と基部２５とから構成され、圧電振動素板２０に、一対の第１励振電極２９１、第２励振電極２９２と、一対の引出電極２９３，２９４とが形成され、かつ、圧電振動素板２０の同一の主面２６（本実施例では他主面２６）の一領域において一対の引出電極２９３，２９４がそれぞれ電気的に外部と接合する接合部２３が形成されるので、圧電振動素板２０の同一の主面２６の一領域を外部との接合領域として応力や外力に強い構成とすることができる。
また、本実施例によれば、同一の主面２６の一領域に接合部２３が形成されるので、外力（例えば、水晶振動片２の落下によって生じる水晶振動片２への外力）が水晶振動片２に加わったとしても、接合部２３において物理的および電気的な破断が発生するのを抑えることができる。その結果、本実施例によれば、例えば耐衝撃性などの耐久性を向上させることができる。

また、接合部２３に貫通部であるビア４が形成され、ビア４には一対の引出電極２９３，２９４のうち一方の引出電極２９３（具体的に導電部２９６）が形成され、両主面２６のうち一主面２６に形成された一方の引出電極２９３がビア４を介して他主面２６に引回されるので、一対の引出電極２９３，２９４を同一の主面２６の一領域に引回すことが容易である。また、ビア４を形成せずに圧電振動素板２０の主面２６や側面２８などの表面により一主面２６に形成された一方の引出電極２９３を他主面２６に引回す構成と比較して、本構成によれば、一方の引出電極２９３を一主面２６から他主面２６に引回す必要がなく、さらに、本実施例によれば、圧電振動素板２０の同一の主面２６（他主面２６）の一領域に接合部２３が形成されているので、上記した従来技術に示すように、先端部に接合部を形成した突出部を別途形成する必要がなくなる。そのため、本構成は、水晶振動片２の圧電振動素板２０の小型化に好適である。

また、接合部２３では、一対の引出電極２９３，２９４上にフォトリソグラフィ法を用いてそれぞれメッキバンプ２４が形成されるので、メッキバンプ２４を水晶振動片２に形成する際の位置決め精度を高めることができる。その結果、水晶振動片２の接合部２３が小さい領域であっても、水晶振動片２の適切な位置へ接合部材としてメッキバンプ２４を形成することができる。また、メッキバンプ２４の形成を、水晶振動片２の他の金属材料（例えば金属膜２９５）の形成と一括して行うことができる。

また、本実施例では、接合部２３では、他主面２６における一方の引出電極２９３の他主面２６の面方向の周囲に、引出電極２９４が形成されている。具体的に、貫通部であるビア４の端部４２に形成された引出電極２９３の周囲に、ビア４２と同心形状からなる引出電極２９４が形成されている。そのため、本実施例によれば、狭小の領域に異極からなる一対の引出電極２９３，２９４を集中した（近接した）状態で、外部と電気的に接合することができ、その結果、良好な特性の当該水晶振動片２（水晶振動子１）を得ることができる。

また、本実施例によれば、上記した従来技術に示すように突出部を形成する必要がなくなり、接合部２３で応力や外力を受けて当該水晶振動片２が割れるのを防止することができるとともに、当該水晶振動片２の小型化も図ることができる。

また、接合部２３では異極となる一対の引出電極２９３，２９４が近接した構成となるので、第１脚部２１、第２脚部２２で生じる振動の漏れを低減することができる。

そして更に、本実施例によれば、引出電極２９４が貫通部であるビア４と同心形状で形成されているので、小面積の接合部２３を形成することができ、これにより、振動漏れの影響をより低減することができる。

また、接合部２３は、基部２５の一端面２５１と対向する他端面２５２近傍であって、他端面２５２の幅方向の中央位置に、接合部２３が形成されるので、外力（例えば、水晶振動片２の落下によって生じる水晶振動片２への外力）が水晶振動片２に加わったとしても、接合部２３において物理的および電気的な破断が発生するのを抑えるだけでなく、音響リークに対する悪影響を低減させることができる。そのため、水晶振動片２を外部に搭載するなど、他の部材に水晶振動片２を接合したり、外力がかかったりすることで発振周波数のズレなどが生じる場合があるが、本構成によれば、このようなことは生じない。

また、本実施例にかかる水晶振動子１によれば、本実施例にかかる水晶振動片２と、水晶振動片２を搭載する第１封止部材であるベース３と、ベース３に搭載した水晶振動片２を本体筐体内に気密封止するための第２封止部材である蓋と、が設けられているので、応力や外力に強く、水晶振動片２が割れるなどの不具合が生じるのを防ぐことができ、さらに小型化に適している。また、本実施例にかかる水晶振動子１によれば、上記した本実施例にかかる水晶振動片２が設けられるので、上記した本実施例にかかる水晶振動片２と同様の作用効果を有する。

なお、本実施例では、圧電材料として水晶を用いているが、これは好適な例でありこれに限定されるものではなく、水晶以外の圧電材料、例えば、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等であってもよい。

また、本実施例でいう溝部２７は、図１に示すような断面凹形状としているが、これに限定されるものではなく、窪み部であってもよい。

また、本実施例では、第１脚部２１および第２脚部２２に溝部２７を形成しているが、これは好適な例であり、この場合、振動部である第１脚部２１および第２脚部２２に溝部２７の少なくとも一つの主面２６に溝部２７が形成されるので、水晶振動片２の小型化によって劣化する直列共振抵抗値（本実施例ではＣＩ値）を改善することができる。しかしながら、ＣＩ値の改善を図る必要がない場合、例えば、第１脚部２１および第２脚部２２に溝部が形成されていない水晶振動片２にも本発明を適用することができる。

また、本実施例では、第１脚部２１および第２脚部２２のそれぞれ両主面２６に溝部２７を形成しているが、これは好適な例であり、これに限定されるものではなく、いずれか一つの主面２６に溝部２７が形成されても、溝部２７を形成することで生じる効果は有する。

また、本実施例では、振動部として第１脚部２１および第２脚部２２を用いているが、その本数は２本に限定されるものではない。

また、本実施例では、ベース３と蓋とから本体筐体を構成しているが、これに限定されるものではなく、本発明でいう第１封止部材と第２封止部材に対応する部材により、水晶振動片２の第１励振電極２９１，第２励振電極２９２を封止することができれば、二つのベース２により本体筐体を構成してもよく、その形態は問わない。なお、メッキバンプ２４に対応するベース３側の電極等をフォトリソグラフィ法を用いて高精度に形成する上で、例えばベース３に水晶やガラスを用いる構成が好ましい。

また、本実施例では、基部２５の一端面２５１から他端面２５２にかけて漸次幅狭になるように、基部２５の側面２８が階段状に段部形成されているが、これは好適な例であり、これに限定されるものではなく、基部２５の幅は一端面２５１から他端面２５２にかけて同じであってもよい。

また、本実施例では、基部２５に接合部２３が形成されているが、これに限定されるものではなく、図９に示す形態であってもよい。図９に示す形態では、基部２５の他端面２５２の幅方向の中央位置から突出部５が突出して設けられ、突出部５の基部側端部に接合部２３が形成されている。この図９に示す突出部５は、基部２５の他端面２５２に対して平面視垂直方向に突出した短辺部５１と、短辺部５１の先端部と連なり短辺部５１の先端部において平面視直角に折曲されて基部２５の幅方向に延出する長辺部５２とから構成され、突出部５の先端部５３は基部２５の幅方向に向いている。すなわち、突出部５は、平面視Ｌ字状に成形され、平面視Ｌ字状に成形された折曲箇所である折曲部５４が短辺部５１の先端部に対応し、この折曲部５４に接合部２３が形成されている。

この場合、外力（例えば、水晶振動片２の落下によって生じる水晶振動片２への外力）が水晶振動片２に加わったとしても、接合部２３において物理的および電気的な破断が発生するのを抑えるだけでなく、音響リークに対する悪影響を低減させることができる。そのため、水晶振動片２を外部に搭載するなど、他の部材に水晶振動片２を接合したり、外力を受けたりすることで発振周波数のズレなどが生じる場合があるが、本構成によれば、このようなことは生じない。

また、本実施例では、接合部２３における引出電極２９３の平面視形状はビア４の端部４２と同じ円形であり、引出電極２９４は、ビア４の端部４２の形状に対してビア４と同心円の形状からなり、ビア４の端部４２に形成された引出電極２９３を囲むように輪状に引出電極２９３の平面視外周に沿って形成されているが、これに限定されるものではなく、ビア４の端部４２に形成された引出電極２９３の周囲に、ビア４と同心形状からなる引出電極２９４が形成されていればよく、具体的に、図１０，１１に示す形態や、図１２，１３に示す形態であってもよい。また、本実施例では、ビア４の端部４２に形成された引出電極２９３は、ビア４の端部４２と同形状の円形に形成されているが、これに限定されるものではなく、平面視四角形などの多角形であってもよい。

図１０，１１に示す形態は、本実施例と比べて接合部２３における引出電極２９４の形状が異なるだけで他の構成は同一構成からなる。そのため、ここでは、本実施例と異なる引出電極２９４の形状のみを説明し、他の構成の説明は省略する。

図１０，１１に示す引出電極２９４は、平面視円状に形成された接合部２３における引出電極２９３を囲むように、一部欠けを有する輪状に引出電極２９３の平面視外周に沿って形成されている。具体的に、ここでいう一部欠けを有する輪状体からなる引出電極２９４は、２組４つの片から構成され、各組の片がそれぞれ引出電極２９３の中心点を中心として対向し、これら対向する片を結ぶ線を直交するように４つの片が接合部２３に配されている。

図１２，１３に示す形態は、本実施例と比べて接合部２３における引出電極２９４の形状が異なるだけで他の構成は同一構成からなる。そのため、ここでは、本実施例と異なる引出電極２９４の形状のみを説明し、他の構成の説明は省略する。

図１２，１３に示す引出電極２９４は、ビア４の端部４２の形状に対してビア４と同心円の形状からなり、ビア４の端部４２に形成された引出電極２９３を囲むように、一部欠けを有する輪状に引出電極２９３の平面視外周に沿って形成されている。具体的に、ここでいう一部欠けを有する輪状体からなる引出電極２９４は、１組２つの片がビア４の中心点を中心として対向配置してなる。

また、図１２，１３に示す形態では、接合部２３にビア４を形成して一主面２６に形成された引出電極２９３をビア４を介して他主面２６の接合部２３に引回しているが、これに限定されるものではなく、図１４，１５に示すように圧電振動素板２０の側面２８を介して一主面２６に形成された引出電極２９３を他主面２６の接合部２３に引回してもよい。

なお、本実施例の同心円状のメッキバンプ２４に関して、内側のバンプとその外側のバンプの間に絶縁材を介在させた状態でメッキバンプ２４を形成することによってこれら内側のバンプと外側のバンプとのバンプ間（電極間）の短絡を防止することができる。また、メッキバンプ２４の形成領域をエッチングすることによって、内側のバンプとその外側のバンプの間に水晶の突部を形成することができ、この水晶の突部によりバンプ間（電極間）の短絡を防止ことができる。

また、本実施例では、基部２５の平面視中央領域において、接合部２３のビア４と同様の形状からなるビア４が２箇所形成されているが、これら２箇所のビア４は必ずしも要するものではなく、図１６，１７に示すように２箇所のビアを形成しない形態であってもよい。

なお、本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、音叉型圧電振動片、音叉型圧電振動デバイスに適用でき、特に音叉型水晶振動子に好適である。

１ 音叉型水晶振動子（音叉型圧電振動デバイス）
２ 音叉型水晶振動片（音叉型圧電振動片）
２０ 圧電振動素板
２１ 第１脚部（脚部）
２２ 第２脚部（脚部）
２３ 接合部
２４ メッキバンプ
２５ 基部
２５１ 一端面
２５２ 他端面
２６ 主面
２９１ 第１励振電極
２９２ 第２励振電極
２９３，２９４ 引出電極
２９６ 導電部
３ ベース（第１封止部材）
４ ビア
５ 突出部

Claims (7)

1. 音叉型圧電振動片において、
   少なくとも、圧電振動素板が、振動部である複数本の脚部と、前記脚部を突出して設けた基部とから構成され、
   前記圧電振動素板に、一対の励振電極と、前記一対の励振電極からそれぞれ引き出された一対の引出電極とが形成され、かつ、前記圧電振動素板の同一の主面の一領域において前記一対の引出電極がそれぞれ電気的に外部と接合する接合部が形成され、
   前記接合部は、前記圧電振動素板の他主面に設けられ、前記接合部では、前記他主面における一方の引出電極の前記他主面の面方向の周囲に、他方の引出電極が形成されたことを特徴とする音叉型圧電振動片。
2. 請求項１に記載の音叉型圧電振動片において、
   前記接合部は、前記圧電振動素板の他主面に設けられ、
   前記接合部には、前記圧電振動素板の両主面を貫通した貫通部が形成され、
   前記貫通部には前記一対の引出電極のうち一方の引出電極が形成され、前記両主面のうち一主面に形成された前記一方の引出電極が前記貫通部を介して他主面に引回されたことを特徴とする音叉型圧電振動片。
3. 音叉型圧電振動片において、
   少なくとも、圧電振動素板が、振動部である複数本の脚部と、前記脚部を突出して設けた基部とから構成され、
   前記圧電振動素板に、一対の励振電極と、前記一対の励振電極からそれぞれ引き出された一対の引出電極とが形成され、かつ、前記圧電振動素板の同一の主面の一領域において前記一対の引出電極がそれぞれ電気的に外部と接合する接合部が形成され、
   前記接合部は、前記圧電振動素板の他主面に設けられ、
   前記接合部には、前記圧電振動素板の両主面を貫通した貫通部が形成され、
   前記貫通部には前記一対の引出電極のうち一方の引出電極が形成され、前記両主面のうち一主面に形成された前記一方の引出電極が前記貫通部を介して他主面に引回され、
   前記接合部では、前記他主面における貫通部の端面に形成された前記一方の引出電極の前記他主面の面方向の周囲に、前記貫通部と同心形状からなる前記他方の引出電極が形成されたことを特徴とする音叉型圧電振動片。
4. 請求項１乃至３のうちいずれか１つに記載の音叉型圧電振動片において、
   前記接合部では、前記一対の引出電極上にそれぞれメッキバンプが形成されたことを特徴とする音叉型圧電振動片。
5. 請求項１乃至４のうちいずれか１つに記載の音叉型圧電振動片において、
   前記複数本の脚部は、前記基部の一端面から突出し、かつ、前記一端面に並設され、
   前記接合部は、前記基部の一端面と対向する他端面近傍であって、前記他端面の幅方向の中央位置に形成されたことを特徴とする音叉型圧電振動片。
6. 請求項１乃至５のうちいずれか１つに記載の音叉型圧電振動片において、
   前記複数本の脚部は、前記基部の一端面から突出し、かつ、前記一端面に並設され、
   前記基部には、前記基部の一端面と対向する他端面であって、前記他端面の幅方向の中央位置から突出部が突出して設けられ、
   前記突出部の基部側端部に、前記接合部が形成されたことを特徴とする音叉型圧電振動片。
7. 音叉型圧電振動デバイスにおいて、
   請求項１乃至６のうちいずれか１つに記載の音叉型圧電振動片と、前記音叉型圧電振動片を搭載する第１封止部材と、前記第１封止部材に搭載した前記音叉型圧電振動片を本体筐体内に気密封止するための第２封止部材と、が設けられたことを特徴とする音叉型圧電振動デバイス。

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