以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図面は、模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。便宜上、層上の部分(すなわち断面でない面)にハッチングを付すことがある。
本開示の水晶デバイスおよび水晶素子は、いずれも上方または下方とされてよいものであるが、以下では、図1および図2の紙面上方を上方とし、上面または下面等の用語を用いることがある。また、単に平面視または平面透視という場合において、特に断りがない限りは、上記のように便宜的に定着した上下方向においてみることとする。
<実施形態>
図1〜図4は、本実施形態に係る水晶デバイスに関する図である。図1は、本実施形態に係る水晶デバイスの斜視図であり、図2は、図1のA−A断面における断面図である。図3は、基体に介在部が設けられている状態を示す図であり、図4は、基体に介在部が設けられており、その介在部上に水晶素子が設けられている状態を示す図である。図5は、本実施形態に係る水晶デバイスで用いる基体の平面図である。図6は、本実施形態に係る水晶デバイスで用いる水晶素子の平面図である。図7は、本実施形態に係る水晶デバイスで用いる介在部の平面図である。
水晶デバイスは、全体として、略直方体形状となっている電子部品である。水晶デバイスは、例えば、長辺または短辺の長さが、0.6mm〜10.00mmであり、上下方向の厚みが、0.2mm〜3.2mmとなっている。
水晶デバイスは、例えば、凹部が形成されている基体110と、基体110に収容される水晶素子120および介在部150と、凹部を塞ぐ蓋体130と、を主に備えている。また、水晶デバイスは、搭載部材141により基体110に介在部150が実装されており、接続部材142により介在部150上に水晶素子120が実装されている。
(基体の説明)
基体110は、例えば、基体110の主体となる基板部110aと、基板部110aの上面の縁部に沿って設けられている枠部110bと、一対の搭載パッド111と、複数の実装端子112と、を有している。
基板部110aは、介在部150を実装するためのものである。基板部110aは、略薄型直方体形状となっている。基板部110aは、上面に一対の搭載パッド111が設けられており、下面に複数の実装端子112が設けられている。また、基板部110aには、特に図示しない内部配線(基板部110aの上面に露出している部分も含む)が複数設けられており、内部配線のうち所定の二つは、基板部110aの上面に設けられている搭載パッド111と基板部110aの下面に設けられている所定の二つの実装端子112とをそれぞれ電気的に接続している。
ここで、基板部110aの上面とは、介在部150が実装される面のことをさし、基板部110aの下面とは、基板部110aの上面と反対側を向く基板部110aの面をさす。
枠部110bは、水晶素子120および介在部150を基体110内に収容する空間を形成するためのものであり、基板部110aの上面の縁部に沿って枠状に設けられている。また、枠部110bは、基板部110aと一体的に形成されている。
搭載パッド111は、枠部110b内であって基板部110aの上面に設けられている。このとき、搭載パッド111は、例えば、基板部110aの一方の短辺の縁部に沿って二つ並んで設けられている。
実装端子112は、水晶デバイスを付図示の回路基板等に実装するためのものであり、基板部110aの下面に複数設けられている。実装端子112は、例えば、四つ設けられており、基板部110aの下面の四隅に配置されている。
内部配線(図示せず)は、基板部110aに複数設けられている。内部配線のうち所定の二つは、一対の搭載パッド111と所定の二つの実装端子112とをそれぞれ電気的に接続している。なお、内部配線は、その一部が基板部110aの上面および基板部110aの下面に露出していてもよい。また、内部配線が基板部110aに二つしか設けられていない場合には、それぞれ搭載パッド111と実装端子112とを電気的に接続している。また、内部配線が三つ以上ある場合には、所定の他の一つの内部配線は、枠部の上面に電気的に接合される蓋体と実装端子とを電気的に接続している。
(介在部の説明)
図7は、本実施形態に係る水晶デバイスで用いる介在部150の平面図である。図7(a)は、本実施形態に係る水晶デバイスで用いる介在部150の上面の平面図であり、図7(b)は、本実施形態に係る水晶デバイスで用いる介在部150の下面を上面側から平面透視した平面図である。従って。図7(a)は、水晶素子120が実装される介在部150の面であり、図7(b)は、基板部110aに実装される介在部150の面である。図3は、介在部150と基体110との状態をわかりやすく説明するための図であり、図4は、介在部150と水晶素子120との状態をわかりやすく説明するための図である。
介在部150は、互いに直交しているX軸(電気軸)、Y軸(機械軸)およびZ軸(光軸)からなる結晶軸を有している水晶部材が用いられ、略薄型平板状となっている。介在部150の主面は、後述する水晶素子120の水晶片121の主面と同じカットアングルとなっており、例えば、水晶において、X軸、Y軸およびZ軸からなる直交座標系を、X軸回りに30°以上50°以下(一例として、35°15′)回転させて、直交座標系XY´Z´系を定義したとき、XZ´平面をと平行となっている。介在部150の主面は、例えば、短辺がZ´軸に平行となっており長辺がX軸に平行となっている矩形となっている。
また、介在部150の上下方向の厚みは、例えば、水晶素子120の水晶片121の上下方向の厚みより厚くなっている。介在部150は、図2に示しているように、基体110の基板部110a上に介在部150を実装したとき、介在部150は、介在部150の他方の短辺側にて片持ち保持している状態となっている。本実施形態では、このように介在部150の上下方向の厚みを、水晶片121の上下方向の厚みより厚くすることで、介在部150の上面であって介在部150の一方の短辺側に水晶素子120を実装したときに、水晶素子120の自重による撓みにより介在部150の下面が基体110の基板部110aと接触することを低減させることが可能となる。この結果、介在部150と基体110の基板部110aとが接触し介在部150から水晶素子120に意図しない応力が加わり、水晶デバイスの電気的特性が変化することを抑制させることが可能となる。
介在部150の主面とは、介在部150において最も広い面積を有する面のことをさす。また、介在部150を基体110の基板部110a上に実装したとき、基板部110a側を向く介在部150の主面を介在部150の下面とし、介在部150の下面と反対側を向く介在部150の主面を介在部150の上面とする。
また、介在部150の上面を平面視、および、介在部150の下面を上面側から平面透視した場合に、介在部150の面中心(具体的には、介在部150を平面して対角線の交点)を通過する介在部150の短辺に平行な仮想線CL1に対して、介在部150の一方の短辺を含む部分を第一領域A1とし、介在部150の他方の短辺を含む部分を第二領域A2とする。ここで、介在部150の一方の短辺とは、一対の搭載端子151が並んで設けられている短辺のことをさす。
介在部150は、介在部150の下面に一対の搭載端子151が設けられており、介在部150の上面に一対の接続パッド152が設けられている。また、介在部150には、搭載端子151と接続パッド152とを電気的に接続するための導電部153が設けられている。また、介在部150には、溝部154が形成されている。
搭載端子151は、基板部110aの上面に設けられている搭載パッド111と対向する位置であって、介在部150の下面の一方の短辺に沿って設けられている。従って、搭載端子151は、介在部150の第一領域A1に設けられている。また、搭載端子151は、搭載部材141によって基板部110aの上面に設けられている搭載パッド111と電気的に接続されている。
接続パッド152は、介在部150の上面に水晶素子120を実装するためのものであり、水晶素子120の接続配線部124の一部、具体的には、接続部124aと対向する位置に設けられている。また、接続パッド152は、接続部材142によって水晶素子120の接続部124aと電気的に接続されている。
このとき、接続パッド152が並んでいる軸方向と水晶素子120の接続部124aが並んでいる軸方向とは、同じ方向となっている。具体的には、一対の接続パッド152が並んでいる方向がZ´軸に平行となっている場合、水晶素子120の接続部124aが並んでいる方向もZ´軸に平行となっている。水晶素子120の水晶片121のカットアングルと介在部150のカットアングルとは同じとなっているので、Z´軸は平行となっている。接続パッド152は、例えば、介在部150の上面であって、介在部150の他方の短辺の縁部に沿って二つ並んで設けられている。
導電部153は、搭載端子151と接続パッド152とを電気的に接続するためのものであり、一端が搭載端子151に接続されており、他端が接続パッド152に接続されている。また、例えば、導電部153の一部は、介在部150の下面と介在部150の上面とを電気的に接続させるための、特に図示しないが、ビアまたはスルーホールとなっている。なお、本実施形態では、介在部150の下面に設けられている導電部153と介在部150の上面に設けられている導電部153とを電気的に接続させるためにビアまたはスルーホールが設けられている場合について説明しているが、介在部150の下面に設けられている導電部153と介在部150の下面に設けられている導電部153とを電気的に接続させることができれば、介在部150の側面に導電部153の一部を設けてもよい。
溝部154は、介在部150を平面視して、搭載端子151と接続パッド152と間の、第二領域A2に形成されている。従って、溝部154は、介在部150を平面視したとき、仮想線CL1と接続パッド152との間に形成されているといえる。
溝部154は、介在部150の上面側に形成されており、その上下方向の深さは、介在部150の上下方向の厚みの半分以上の深さ、または、介在部150の上面から下面へ貫通している。
水晶素子120が介在部150に実装されているとき、水晶素子120の上面から平面視すると、介在部150に形成されている溝部154のうち水晶片121と重なっている部分は略矩形となっている。このとき、四辺のうち所定の二辺は、接続パッド152が並んでいる方向、具体的には、Z´軸と平行となっており、溝部154の重なっている部分のうち所定の他の二辺は、接続パッド152が並んでいる方向に垂直な方向、具体的には、X軸と平行となっている。このとき、所定の二辺の長さは、水晶素子120の水晶片121の短辺の長さの0.3倍以上0.5倍未満の長さとなっている。
ここで、水晶素子120が介在部150に実装されているとき、水晶素子120の上面から平面視して、介在部150に形成されている溝部154のうち水晶片121と重なっている部分を、溝部154の重なっている部分と説明する場合がある。
溝部154は、例えば、介在部150に二つ形成されている。水晶素子120が介在部150に実装されているとき、水晶素子120の上面から平面視すると、介在部154に形成されている溝部154と水晶片121とが重なっているは、二か所形成されているそれぞれ溝部154の重なっている部分は、ほぼ同じ形状となっている。また、水晶片121の面中心(水晶片121の対角線の交点)を通過する水晶片121の長辺に平行な中心線CL2に対して線対称となっている。
このような介在部150は、基体110の基板部110aの上面に、搭載部材141によって実装されており、そして、この介在部150の上面に接続部材152によって水晶素子120が実装されている。別の観点では、介在部150は、基体110の基板部110aと水晶素子120との間に配置されているといえる。
(搭載部材の説明)
搭載部材141は、介在部150を基体110の基板部110a上に実装するためのものであり、基体110の基板部110aの上面と介在部150の下面との間に位置している。このとき、介在部150の上面側から平面透視した場合、搭載部材141は、介在部150の第一領域A1内に設けられている。
搭載部材141は、例えば、第一搭載部材141a、第二搭載部材141bおよび第三搭載部材141cからなる。
第一搭載部材141aおよび第二搭載部材141bは、図示したように、介在部151を基体110の基板部110a上に実装しつつ、介在部150の下面に設けられている搭載端子151と基板部110aの上面に設けられている搭載パッド111とを電気的に接続している。従って、第一搭載部材141aおよび第二搭載部材141bは、第一領域A1内にあって介在部150の搭載端子151と基板部110aの搭載パッド111との間に位置している搭載部材141である。
第一搭載部材141aおよび第二搭載部材141bは、例えば、導電性接着剤またはバンプが用いられる。導電性接着剤は、導電性フィラーが熱硬化性樹脂に混ぜ込まれたものである。バンプは、例えば、金、半田等が用いられる。
第三搭載部材141cは、介在部150を基板部110a上に実装したとき、介在部150の下面と基板部110aの上面とが略平行となるようにするためのものである。第三搭載部材141cは、例えば、図示しているように、基板部110aの上面と介在部150の下面との間であって、平面視したとき、介在部150の第一領域A1内であって介在部150の面中心に近い位置に位置している。
第三搭載部材141cは、例えば、導電性接着剤、絶縁性接着剤またはバンプが用いられる。導電性接着剤は、導電性フィラーが熱硬化性樹脂に混ぜ込まれたものであり、絶縁性接着剤は、導電性フィラーが混ぜ込まれていない熱硬化性樹脂である。バンプは、例えば、金、半田等が用いられる。
従って、第一搭載部材141a、第二搭載部材141bおよび第三搭載部材141cからなる搭載部材141は、介在部150が基体110の基板部110a上に実装されているとき、介在部150の下面であって介在部150の第一領域A1と、基板部110aの上面との間に位置している。
なお、本実施形態では、搭載部材141が第一搭載部材141a、第二搭載部材141bおよび第三搭載部材141cからなる場合について説明しているが、基板部110a上に介在部150を実装することができ、介在部150の下面であって介在部150の第一領域A1に位置していれば、例えば、搭載部材141が四つからなっていてもよい。
また、本実施形態では、第一搭載部材141aおよび第二搭載部材141bが搭載パッド111と搭載端子151との間に位置している場合について説明しているが、搭載端子151と搭載パッド111とを電気的に接続することができれば、例えば、搭載端子151が介在部150の上面に設けられており、この搭載端子151と搭載パッド111とがワイヤ等により電気的に接続させることができる状態になっていれば、第一搭載部材141aおよび第二搭載部材141bは、絶縁性接着剤であっても構わない。
(水晶素子の説明)
図6は、本実施形態に係る水晶デバイスで用いる水晶素子に関する図である。図6(a)は、本実施形態に係る水晶デバイスで用いる水晶素子の上面を平面視した平面図である。図6(b)は、本実施形態で係る水晶デバイスで用いる水晶素子の下面を上面側から平面透視した平面図である。従って、図6(a)は、介在部150上に水晶素子120を実装したとき、介在部150の上面と反対側を向く水晶素子120の面であり、図6(b)は、介在部150側を向く水晶素子120の面である。
水晶素子120は、介在部150の上面に実装されている。本実施形態では、基体110の基板部110aの上面と略平行となっている水晶素子120の面を水晶素子120の主面とする。また、水晶素子120から基板部110aへ向かう向きを下方向とし、基板部110aから水晶素子120へ向かう向きを上方向とする。
また、介在部150の上面を向く水晶素子120の主面を水晶素子120の下面とし、水晶素子120の下面と反対側を向く水晶素子120の主面を水晶素子120の上面とする。また、本実施形態では、水晶素子120の主面を水晶片121の主面と同一の意味で用いている。同様に、水晶素子120の下面と水晶片121の下面とを同一の意味で用いており、水晶素子120の上面と水晶片121の上面とを同一の意味で用いている。
水晶素子120は、発振信号が生成される振動を生じさせる部分である。また、水晶素子120は、前述したように、介在部150の上面に実装されており、基体110および蓋体130により形成される空間内に、真空または適当なガス(例えば、窒素)雰囲気中に封入されている。
水晶素子120は、水晶片121と金属パターン122とから構成されている。
水晶片121は、例えば、いわゆるATカット板である。すなわち、水晶において、X軸(電気軸)、Y軸(機械軸)およびZ軸(光軸)からなる直交座標系XYZ系を、X軸回りに30°以上50°以下(一例として、35°15′)回転させて、XY´Z´系を定義したとき、水晶片121の主面は、XZ´平面と平行となっている。水晶片121の平面における形状は、例えば、矩形となっている。このとき、水晶片121は、長辺がX軸に平行となっており、短辺がZ´軸と平行となっている。
水晶片121の上下方向の厚みは、厚みすべり振動について所望の固有周波数に基づいて設定される。例えば、基本波振動を用いる場合において、固有振動数をF(MHz)とすると、この固有振動数Fに対応する水晶片121の厚みt(μm)を求める基本式は、t=1670/Fである。なお、実際には、水晶片121の厚みは、励振電極部123の重さ等も考慮して、基本式の値から微調整された値となる。
水晶片121の各種寸法は、等価直列抵抗値の低減等の種々の観点から、シミュレーションレーション計算および実験等に基づいて適宜設定されてよい。一例をあげると、例えば、長辺または短辺の長さが、0.5(mm)〜9.0(mm)であり、厚さが40(μm)〜100(μm)である。
このような水晶片121に設けられている金属パターン122は、水晶素子120の外部から交番電圧を印可するためのものである。金属パターン122は、一層となっていてもよいし、複数の金属層が積層されていてもよい。金属パターン122は、特に図示しないが、例えば、第一金属層および第一金属層上に積層されている第二金属層とからなる。
第一金属層は、水晶と密着性のよい金属が用いられる。例えば、ニッケル、クロム、ニクロムまたはチタンのいずれか一つが用いられる。このように水晶と密着性のよい金属を用いることで、水晶と密着しにくい金属材料を第二金属層に用いることができる。
第二金属層は、金属材料の中で、電気抵抗率が低く、安定した材料が用いられる。第二金属層は、例えば、金、金を主成分とする合金、銀または銀を主成分とする合金のいずれか一つが用いられる。電気抵抗率が低い金属を第二金属層に用いることで、金属パターン122自身の抵抗率を小さくすることができ、この結果、水晶素子120の等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。また、安定した金属材料を第二金属層に用いることで、水晶素子120が存在する周囲の空気と金属パターン122とが反応し、金属パターン122の重さが変化することを低減させることができる。この結果、金属パターン122の重さが変化することで生じる水晶素子120の周波数の変化を抑制することができ、電気的特性を安定させることが可能となる。
金属パターン122は、励振電極部123と接続配線部124とからなる。そして、この接続配線部124は、接続部124aおよび配線部124bを有している。
励振電極部123は、水晶片121に交番電圧を印可するためのものである。励振電極部123は、一対となっており、水晶片121の両主面の中央付近に、互いが対向するように設けられている。また、励振電極部123は、平面視して、例えば、略矩形となっている。
接続配線部124は。水晶素子120の外部から励振電極部123へ交番電圧を印可するためのものである。また、接続配線部124は、前述したように、接続部124aと配線部124bとからなる。
接続部124aは、水晶素子120を水晶デバイスとして用いる場合、介在部150に実装するためのものであり、介在部150の上面に設けられている接続パッド152と接続部材142によって電気的に接続される。従って、接続部124aは、介在部150の搭載パッド152と対向する位置に設けられている。また、接続部124aは、例えば、平面視して、水晶片121の一方の短辺の縁部に沿って二つ並んで設けられている。
上述したように、接続部124aが介在部150の接続パッド152と対向する位置に設けられているので、水晶素子120を介在部150の上面に実装した状態で、水晶素子120の上面側から平面透視したとき、接続部124aおよび接続パッド152は、介在部150の第二領域A2に位置しているといえる。
一対の接続部124aが並んでいる方向と水晶片121の結晶軸との位置関係は、一対の接続パッド152が並んでいる方向と介在部150における結晶軸との位置関係と同じとなっている。具体的には、一対の接続パッド152が並んでいる方向がZ´軸に平行となっている場合、水晶素子120の接続部124aが並んでいる方向もZ´軸に平行となっている。水晶素子120の水晶片121のカットアングルと介在部150のカットアングルとは同じとなっているので、Z´軸は平行となっている。
配線部124bは、接続部124aと励振電極部123とを電気的に接続するためのものであり、一端が接続部124aに接続されており、他端が励振電極部123に接続されている。
(接続部材の説明)
接続部材142は、水晶素子120の介在部150の上面に実装しつつ、水晶素子120の接続部124aと介在部150の接続パッド152とを電気的に接続するためのものである。従って、接続部材142は、介在部150の上面に設けられている接続パッド152と、水晶素子120の接続部124aとの間に位置している。
前述したように、接続パッド152は、介在部150の第二領域A2に設けられているの、別の観点では、接続部材142は、介在部150の第二領域A2に設けられているといえる。
接続部材142は、例えば、導電性接着剤またはバンプが用いられる。導電性接着材は、導電性フィラーが熱硬化性樹脂に混ぜこまれたものである。バンプは、例えば、金、半田等が用いられる。
(蓋体の説明)
蓋体130は、基体110の凹部空間内に収容されている介在部150および水晶素子120を気密封止するためのものであり、基体110の上面にシーム溶接等により接合されている。また、蓋体130は、例えば、金属から構成されており、薄型直方体形状となっている。
このように構成された水晶デバイスは、例えば、付図示の回路基板の実装面に基体110の下面を対向させて配置され、実装端子112が半田などにより回路基板の実装パッド(図示せず)に接合されることによって回路基板に実装される。回路基板には、例えば、発振回路が構成されている。発振回路は、実装端子112、内部配線(図示せず)、搭載パッド111、搭載部材141、搭載端子151、導電部153、接続パッド152、接続部材142および接続配線部124を介して励振電極部123に交番電圧を印可し、発振信号を生成する。この際、発振回路は、例えば、水晶片121の厚みすべり振動のうち基本波振動を利用する。オーバートーン振動が利用されてもよい。
以上のことから、互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸からなる結晶軸を有する水晶片121と、水晶片121の両主面に設けられている一対の励振電極部123および励振電極部123から水晶片121の縁部まで延設されている接続配線部124からなる金属パターン122と、金属パターン122の接続配線部124の一部に接続される接続パッド152が上面に設けられ、接続パッド152と電気的に接続している搭載端子151が下面に設けられている介在部150と、介在部150の搭載端子151に接続される搭載パッド111が上面に設けられている基板部110aを主体とする基体110と、基体110に接合される蓋体130と、を備え、介在部150が、互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸からなる結晶軸を有しており、介在部150の接続パッド152と金属パターン122の接続配線部124の一部とが対向する位置に設けられているとき、水晶片121のZ軸と介在部150のZ軸とが互いに平行となっている。
一般的に、互いに直交しているX軸、Y軸およびZ軸からなる結晶軸を有している水晶部材において、その熱膨張係数が結晶軸との位置関係によって異なっていることが知られており、特に、Z軸に垂直となっている場合の熱膨張係数はZ軸に平行となっている場合の熱膨張係数の約1.675倍の値となっている。従って、本実施形態において、このように介在部150のZ軸と水晶片121のZ軸とが略平行となるようにすることで、水晶デバイスが存在する雰囲気中の温度が急激に変化した場合、熱により介在部150が膨張する量と熱により水晶片121が膨張する量とをほぼ同じにすることが可能となる。この結果、水晶デバイスの外部環境の変化、具体的には、水晶デバイスが存在する雰囲気中の急激な温度変化に対して、介在部150が熱により膨張したとしても、水晶素子120に意図しない応力や歪が加わることを低減させることができ、周波数安定性を向上させることができる。
また、本実施形態に係る水晶デバイスは、水晶片121のX軸およびY軸と、介在部150のX軸およびY軸とが平行となっている。従って、本実施形態では、水晶片121のX軸、Y軸およびZ軸と、介在部150のX軸、Y軸およびZ軸とが互いに平行となっており、言い換えると、水晶片121のカットアングルと介在部150のカットアングルとが同じとなっているといえる。
このようにすることで、水晶デバイスが存在する雰囲気中の温度が急激に変化した場合、熱により介在部150の外形が膨張の状態と、熱により水晶片121の外形が膨張する状態とをほぼ同じにすることが可能となる。このため、介在部150のZ軸と水晶片121のZ軸とをほぼ平行にする場合と比較して、水晶デバイスが存在する雰囲気中の温度が急激に変化した場合に、介在部150および水晶素子120が熱により膨張したとしても、水晶素子120に意図しない応力や歪が加わることをより低減させることができ、周波数安定性を向上させることが可能となる。
また、本実施形態に係る水晶デバイスは、介在部150を平面視して、接続パッド152と電気的に接続されている搭載端子151との間に溝部154が形成されている。
従って、本実施形態で用いる介在部150では、平面視したとき、基体110の基板部110aの搭載パッド111に実装される搭載端子151と、水晶素子120が実装される接続パッド152との間に溝部154が形成されているといえる。このようにすることで、水晶デバイスが存在する雰囲気中の温度が急激に変化した場合、基体110の基板部110aの熱膨張の状態と介在部150の熱膨張の状態とが異なり介在部150に意図しない応力や歪が生じたとしても、水晶素子120が実装される接続パッド152が設けられている部分における影響を低減させることができる。このため、水晶デバイスが存在する雰囲気中の温度が急激に変化した場合であっても、水晶素子120に意図しない応力や歪が加わることをより低減させることができ、周波数安定性を向上させることが可能となる。
また、本実施形態に係る水晶デバイスは、水晶素子120が介在部150上に実装されているとき、水晶素子120の上面側から平面視して、介在部150に形成されている溝部154のうち水晶片121と重なっている部分の形状は四辺からなる略矩形となっており、介在部150に形成されている溝部154のうち水晶片121と重なっている部分の四辺のうち所定の二辺は介在部150のX軸と平行になっている。また、所定の他の二辺は、Z´軸と平行になっている。
このようにすることで、水晶素子120の励振電極部123に交番電圧を印可するために、介在部150の搭載端子151に交番電圧が印可されたときに、介在部150の搭載端子151から接続パッド152へ向かう向き(X軸に平行な向き)の厚みすべり振動を抑制させることができ、接続パッド152が変位することにより水晶素子120に意図しない応力や歪が加わることを低減させることが可能となる。この結果、水晶素子120に意図しない応力や歪が加わることが原因で生じる周波数安定性の低下を抑制させることができる。
また、Z´軸に平行な二辺の長さは、水晶片121の短辺の長さの0.3倍以上かつ0.5倍未満の長さとなっている。このように、水晶素子120と溝部154とが重なっている部分のZ´軸に平行な二辺の長さを水晶片121の短辺の長さの0.3倍以上の長さにすることで、水晶デバイスが存在する雰囲気中の温度が急激に変化し、基体110の基板部110aから介在部150に応力が加わったとしても、介在部150の接続パッド152が設けられている部分への応力の影響をより抑制することができる。また、このように、0.5倍未満とすることで、水晶デバイスが落下といったような場合に、介在部150自身が破損することを低減させることが可能となる。よって、このように、水晶素子120と溝部154とが重なっている部分のZ´軸に平行な二辺の長さを水晶片121の短辺の長さの0.3倍以上の長さにすることで、より周波数安定度を向上させることができる。
また、本実施形態に係る水晶デバイスは、介在部150の溝部154は二つ形成されており、水晶素子120が介在部150上に実装されているとき、水晶素子120の上面側から平面視して、介在部150に形成されている溝部154のうち水晶片121と重なっている部分の形状は同一形状となっており、介在部150に形成されている溝部154のうち水晶片121と重なっている部分の形状は、水晶片121の面中心を通過する水晶片121の長辺に平行な中心線CL2に対して線対称となっている。
このような構成にすることで、水晶デバイスが存在する雰囲気中の温度が急激に変化した場合、介在部150を平面視して、それぞれの搭載端子151からそれぞれの溝部154までの距離を同じにし、それぞれの溝部154から接続パッド152までの距離をほぼ同じにすることができるので、一対の接続パッド152における歪の量をほぼ同じにすることが可能となる。よって、一対の接続パッド152と接着される一対の接続部124aで生じる歪もほぼ同じにすることができる。一対の接続部124aにそれぞれ異なる歪が生じている場合、主振動である厚みすべり振動の振動変位のバランスが低下してしまい周波数が不安定となってしまう虞があるため、本実施形態のような構成にすること、一対の接続パッド152と接着される一対の接続部124aで生じる歪をほぼ同じにすることができ、主振動である厚みすべり振動の振動変位のバランスが低下することを抑制させることが可能となり、ひいては、周波数安定度を向上させることできる。
本発明は、以下の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
水晶素子を有する水晶デバイスは、水晶振動子に限定されない。例えば、水晶素子に加えて水晶素子に電圧を印可し発振信号を生成する集積回路素子(IC)を有する水晶発振器であってもよい。また、例えば、水晶でアイスは、水晶素子の他にサーミスタ等の電子素子を有する水晶デバイスであってもよい。また、例えば、水晶デバイスは、恒温槽付きのものであってもよい。水晶デバイスにおいて、水晶素子を実装する基体の構造は、適宜構成されてもよい。例えば、基体は、上面および下面に凹部を有する断面H型形状であってもよい。
水晶素子は、AT板であってもよいし、SC板であってもよい。
また、励振電極部の形状は限定されず、例えば、楕円または円形であってもよい。