(57)【要約】【課題】  超小型の圧電振動片であっても良好な耐リフロー特性を有する圧電デバイスを提供することを目的とする。【解決手段】  水晶発振器１において、水晶振動片３の表裏主面における一短辺の両端には一対の接続電極３４１，３４２が形成されている。この一対の接続電極３４１，３４２の各領域内には、水晶振動片の素地が露出した露出部９，９が設けられている。１つの接続電極において、露出部９の開口面積Ｓ１が当該接続電極の平面視における面積Ｓ２に対して占める割合は、１．９％以上７．７％以下となっている。水晶振動片３は、導電性接着剤Ｓ，Ｓが露出部９を覆うように接続電極３４１，３４２と、第１側面電極３４３，３４４と、破断痕３８，３８とに及んだ状態で、電極パッド６，６と接合されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視略矩形の圧電振動片であって、
前記圧電振動片の表裏主面における少なくとも一短辺の両端部には、外部と接合される一対の接続電極が互いに離間して設けられ、
前記一対の接続電極の各々の領域内には、圧電振動片の素地が露出した露出部が設けられてなり、
１つの前記接続電極において、前記露出部の開口面積が、当該接続電極の平面視における面積に対して１．９％以上７．７％以下であることを特徴とする圧電振動片。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電振動片が、容器の内部に設けられた電極パッドと導電性接着剤を介して接合され、前記容器に蓋が接合されることで気密に封止された圧電デバイスであって、
前記圧電振動片の前記一対の接続電極が形成された一短辺の側面には、当該一対の接続電極の各々と連続した一対の第１側面電極が形成されるとともに当該圧電振動片の破断痕が露出してなり、
前記導電性接着剤が、前記露出部を覆うように少なくとも前記一対の接続電極と前記一対の第１側面電極と前記破断痕に及んだ状態で、前記圧電振動片が前記電極パッドと接合されていることを特徴とする圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器のタイミングデバイスとして用いられる圧電デバイスおよび当該圧電デバイスに使用される圧電振動片に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水晶振動子や水晶発振器等の圧電デバイスは超小型化が進んでいる。例えば、平面視略矩形の表面実装型の水晶振動子の外形寸法は、その長辺が１．６ｍｍ以下で、その短辺が１．２ｍｍ以下にまで小さくなってきている。
【０００３】
前記水晶振動子の代表例を挙げると、水晶振動子は、上方に開口した凹部を有する絶縁材料からなるパッケージ（容器）と、前記凹部の内部に導電性接着剤を介してその一端側が片持ち接合される水晶振動片と、当該水晶振動片が収容されたパッケージの凹部を覆うようにパッケージの開口端部に接合される蓋によって構成されている。前記水晶振動片が超小型になってくると、フォトリソグラフィ技術やウエットエッチング（エッチング液への水晶ウエハの浸漬よる化学的溶解によるエッチング）を用いてその外形が成形されるようになってきている。このような水晶振動片の製造方法は、例えば特許文献１乃至２に開示されている。
【０００４】
圧電デバイスは、その環境性能試験において耐リフロー特性が測定される。この耐リフロー特性は、所定の温度条件に設定されたリフロー炉に、圧電デバイスを所定回数通過させた後の圧電デバイスの発振周波数の変化量が、所定の判定基準を満たしているか否かで合否判定する試験である。
【０００５】
例えば従来の外形寸法の水晶振動片の場合、これまで耐リフロー特性は問題視される水準ではなかった。ところが、超小型の水晶振動片の場合、水晶振動子の発振周波数の変化量が判定基準を満たさず、不合格となることがあった。この発振周波数の変化は、水晶振動片の導電性接着剤で支持された部分に加わる応力の影響が大きい。そして、水晶振動片に加わる前記応力の変化量が大きくなると、発振周波数の変化量が大きくなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５３−１３９９９４号
【特許文献２】特開平５−３１５８８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、超小型の圧電振動片であっても良好な耐リフロー特性を有する圧電デバイスを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、平面視略矩形の圧電振動片であって、前記圧電振動片の表裏主面における少なくとも一短辺の両端部には、外部と接合される一対の接続電極が互いに離間して設けられ、前記一対の接続電極の各々の領域内には、圧電振動片の素地が露出した露出部が設けられてなり、１つの前記接続電極において、前記露出部の開口面積が、当該接続電極の平面視における面積に対して１．９％以上７．７％以下であることを特徴とする。
【０００９】
上記発明によれば、圧電デバイスの発振周波数の変化量を抑制することができる。これは接続電極の領域内に、導電性接着剤との密着性が、当該接続電極を構成する金属に比べて優る露出部が設けられていることによる。つまり、圧電振動片の素地が露出した露出部によって、圧電振動片と導電性接着剤との密着性が向上して強固に接合されるため、導電性接着剤によって支持された圧電振動片に働く応力を変化させ難くすることができるからである。
【００１０】
また、上記発明によれば、１つの前記接続電極において、前記露出部の開口面積が、当該接続電極の平面視における面積に対して１．９％以上７．７％以下とすることによって、圧電振動片と導電性接着剤との密着性を向上させつつ、圧電デバイスの耐リフロー特性における周波数偏差のばらつきを抑制することができる。
【００１１】
また、上記目的を達成するために請求項２の発明は、請求項１に記載の圧電振動片が、容器の内部に設けられた電極パッドと導電性接着剤を介して接合され、前記容器に蓋が接合されることで気密に封止された圧電デバイスであって、前記圧電振動片の前記一対の接続電極が形成された一短辺の側面には、当該一対の接続電極の各々と連続した一対の第１側面電極が形成されるとともに当該圧電振動片の破断痕が露出してなり、前記導電性接着剤が、前記露出部を覆うように少なくとも前記一対の接続電極と前記一対の第１側面電極と前記破断痕に及んだ状態で、前記圧電振動片が前記電極パッドと接合されていることを特徴とする。
【００１２】
上記発明によれば、圧電振動片が、導電性接着剤が露出部を覆うように接続電極に接続されるだけでなく、第１側面電極と破断痕にも及んだ状態で電極パッド上に接合されるため、圧電振動片と導電性接着剤との密着性をより向上させることができる。これは導電性接着剤との密着性に優れる露出部だけでなく、当該露出部に比べてその表面が粗面である破断痕にも導電性接着剤が及ぶため、所謂「アンカー効果」により、圧電振動片と導電性接着剤との密着性がより向上するからである。
【００１３】
なお、平面視矩形状の圧電振動片の一組の長辺の側面に、前記一対の接続電極の各々に連続した一対の第２側面電極を形成してもよい。そして、導電性接着剤が露出部を覆うように一対の接続電極と、一対の第１側面電極と、破断痕と、一対の第２側面電極のいずれにも及んだ状態で、圧電振動片が電極パッドと接合されるようにしてもよい。当該構成の場合、導電性接着剤が、露出部を含む接続電極と第１側面電極と破断痕に加え、第２側面電極にも及ぶため、圧電振動片の短辺と当該短辺に隣接する長辺とに跨るように導電性接着剤が配されることになる。これより、圧電振動片と導電性接着剤との密着性がより高まり、接合力を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、超小型の圧電振動片であっても良好な耐リフロー特性を有する圧電デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る水晶振動子の断面模式図
【図２】本発明の実施形態に係る水晶振動子の蓋を除いた上面模式図
【図３】本発明の実施形態に係る水晶振動片の折り取り前の上面模式図
【図４】本発明の実施形態に係る水晶振動片の折り取り後の上面模式図
【図５】図４のＢ部の拡大斜視図
【図６】従来の水晶発振器の耐リフロー特性
【図７】本発明の実施形態に係る水晶発振器の耐リフロー特性
【図８】本発明の実施形態に係る水晶発振器の耐リフロー特性
【図９】本発明の実施形態に係る水晶発振器の耐リフロー特性
【図１０】本発明の実施形態に係る水晶発振器の耐リフロー特性
【図１１】本発明の他の実施形態に係る水晶振動片の拡大斜視図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係る圧電デバイスとして、温度補償型の水晶発振器を例に挙げて図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形態に係る水晶発振器の図２のＡ−Ａ線における断面模式図である。まず水晶発振器を構成する各部材の概要について説明した後、水晶振動片について詳述する。
【００１７】
図１において水晶発振器１は、容器２と、水晶振動片３と、電子部品素子４と、蓋５が主な構成部材となっている。本実施形態では電子部品素子４として、発振回路や温度補償回路、温度センサ等を１チップ化した集積回路素子（ＩＣ）が用いられている。本実施形態における水晶発振器１の平面視の外形寸法は、縦方向が１．６ｍｍで横方向が１．２ｍｍとなっている。なお、前記水晶発振器の平面視の外形寸法は一例であり、当該外形寸法以外の寸法であってもよい。
【００１８】
図１において平面視で略矩形の容器２は、平板状の基板部２０と、基板部２０の上面である一主面２０１の外周縁から上方に伸びる上枠部２１と、基板部２０の下面である他主面２０２の外周縁から下方に伸びる下枠部２２とを備えている。基板部２０と上枠部２１と下枠部２２の各々はセラミックグリーンシート（アルミナ）となっている。そして、容器２は、これら３つのシートが積層された状態で焼成されることによって一体成形されている。なお、これら３つのシートの積層間には所定形状の内部配線が形成されている。
【００１９】
上枠部２１と基板部２０の一主面２０１とで形成される空間は上凹部Ｅ１となっており、平面視では略矩形となっている。そして図２に示すように、上凹部Ｅ１の内底面（一主面２０１）の一方の短辺側には、一対の電極パッド（水晶振動片搭載用パッド）６，６が互いに隙間を空けた状態で並列して形成されている。この一対の電極パッド６，６は、水晶振動片３の一端側３Ａの接続電極（後述）が、導電性接着剤Ｓ，Ｓを介して片持ち接合されるパッドとなっている。本実施形態では一対の電極パッド６，６は、タングステンのメタライズ層の上に電解ニッケルめっき層が形成され、さらにその上に電解金めっき層が形成された積層構成となっている。なお、上枠部２１の上面２１０には、図示しない金属膜が枠状に形成されている。
【００２０】
下枠部２２と基板部２０の他主面２０２とで形成される空間は下凹部Ｅ２となっており、平面視では略矩形となっている。下凹部Ｅ２の内底面（他主面２０２）には、電子部品素子４と導電接合される図示しない６つの電子部品素子搭載用パッド（以下、ＩＣ搭載用パッドと略）が形成されている。これら６つのＩＣ搭載用パッドの各々の上に、６つの金属製のバンプ（図示省略）を介して、ＩＣの能動面側に設けられた６つの機能端子が一対一で導電接合される。６つのＩＣ搭載用パッドが形成された下凹部Ｅ２の内底面と、電子部品素子４の能動面側との隙間には、絶縁性樹脂（アンダーフィル）８が配されている（図１参照）。
【００２１】
電子部品素子４の前記６つの機能端子のうち２つの水晶用端子は、内部配線（図示省略）とキャスタレーション（図示省略。基板部２０の外側面に形成された導体）を介して、一対の電極パッド６，６とそれぞれ電気的に接続されている。水晶振動片３の温度情報は電子部品素子４に内蔵された温度センサによって検出され、水晶振動片の発振周波数が温度補償される。
【００２２】
容器２の外底面である下枠部２２の下面（頂面）の四隅には、４つの外部接続端子７，７，７，７が形成されており、外部基板のランドと半田等を介して接合される。これらの外部接続端子７，７，７，７および、前述した上枠部２１の上面２１０の金属膜も、タングステンのメタライズ層の上に、ニッケルめっき層、金めっき層の順で積層された構成となっている。前記メタライズ層には、タングステン以外に、モリブデン（Ｍｏ）やチタン（Ｔｉ）を用いてもよい。
【００２３】
水晶振動片３は、ＡＴカット水晶振動板に各種電極が形成された圧電素子である。本実施形態において水晶振動片３は平面視で矩形状の平板となっている。なお、水晶振動板の表裏主面の各々の中央部分が、その厚み方向に突出した所謂「メサ形状」であってもよい。また前記メサ形状以外にも、例えば、水晶振動板の中央側の振動部よりも厚肉に成形された外周部とからなる所謂「逆メサ形状」であってもよい。また、水晶振動板の一方の主面側のみが薄肉化された構造であってもよい。このような水晶振動板の外形は、ＡＴカット水晶ウエハをフォトリソグラフィ技術およびウエットエッチングを用いることによって成形することができる。本実施形態の水晶振動片３に係る水晶振動板は、フォトリソグラフィ技術およびウエットエッチングによって、その外形が成形されている。
【００２４】
水晶振動片３の一主面（図１における表面）と、当該一主面に対向する他主面（図１における裏面）の各々の中央側には、水晶振動板を駆動させるための励振電極３２ａ，３２ｂが互いに対向するように一対で形成されている。なお、図面において、水晶振動板の一主面側における各種電極については符号の末尾にａを付し、水晶振動板の他主面側における各種電極については符号の末尾にｂを付して水晶振動板の表裏の電極を区別している。
【００２５】
図２に示すように、前記一対の励振電極３２ａ，３２ｂの各々からは、同一方向に引き出される引出電極３３ａ，３３ｂが形成されている。そして水晶振動片３の一端側３Ａには、引出電極３３ａ，３３ｂの各終端と接続され、前述した容器２の一対の電極パッド６，６と各々導電接合される一対の接続電極３４１，３４２が形成されている。一対の励振電極３２ａ，３２ｂや引出電極３３ａ，３３ｂ、一対の接続電極３４１，３４２は、スパッタリングによって一括で成膜されている。具体的には、これらの電極は、クロム（Ｃｒ）やチタン（Ｔｉ）を下地層として、その上層に金（Ａｕ）が成膜された膜構成となっている。
【００２６】
一対の接続電極３４１，３４２の各々の形成領域内には、露出部９が１つずつ設けられている。この一対からなる露出部９，９は、水晶振動片の素地が露出した部位であり、平面視で円形となっている。露出部９の詳細については後述する。
【００２７】
上記構成によれば、水晶発振器１の発振周波数の変化量を抑制することができる。これは接続電極３４１，３４２の領域内に、導電性接着剤Ｓとの密着性が、接続電極３４１，３４２を構成する金属に比べて優る露出部９，９が設けられていることによる。つまり、水晶振動片３の素地が露出した露出部９によって、水晶振動片３と導電性接着剤Ｓとの密着性が向上して強固に接合されるため、導電性接着剤Ｓによって支持された水晶振動片３に働く応力を変化させ難くすることができるからである。
【００２８】
一方の接続電極３４１は、その一部が水晶振動片３の他主面の接続電極３４１ｂ（図１参照）から水晶振動片３の一端側３Ａの短辺側面を経由して、一主面の接続電極３４１ａに接続されている。同様に、他方の接続電極３４２は、その一部が水晶振動片３の一主面の接続電極３４２ａから水晶振動片３の一端側３Ａの前記短辺側面を経由して、他主面の接続電極３４２ｂ（図２において符号の記載省略）に接続されている。一対の接続電極３４１，３４２は互いに異極となっている。
【００２９】
図１に示す蓋５は、コバールを基材として、その外周面にニッケルめっき層、金めっき層の順でめっき層が積層された構成となっている。蓋５の容器２と接合される側の面の外周部には、金錫合金（ＡｕＳｎ）が枠状に被着されている。この金錫合金が封止材となっており、当該金錫合金と、容器２の上枠部２１の上面２１０の金属膜とが接触した状態で所定温度に加熱されることによって容器２と蓋５とが溶着される。
【００３０】
容器２の一対の電極パッド６，６と、水晶振動片３の一対の接続電極３４１，３４２との電気機械的接続は導電性接着剤Ｓ，Ｓを介して行われる。本実施形態における導電性接着剤Ｓは、シリコーン樹脂に金属フィラーが含有された接着剤であり、塗布後に所定の温度プロファイルで管理された乾燥炉内で硬化処理が行われる。なお、本発明はシリコーン系の樹脂接着剤に限定されるものではなく、他の系統の樹脂接着剤を用いてもよい。導電性接着剤Ｓは、接続電極を構成する金属膜に対してよりも、水晶振動片の素地に対しての方が、その密着性が優れている。
【００３１】
次に、本発明の実施形態に係る水晶振動片の詳細について説明する。水晶振動片３は、１枚のＡＴカット水晶のウエハ（以下、水晶ウエハと略）から、フォトリソグラフィ技術およびウエットエッチングを用いることによって一括で多数個が得られる。
【００３２】
図３は多数の水晶振動片が成形された水晶ウエハのうちの、一単位の水晶振動片３０を含む領域を拡大した上面模式図である。図３乃至５には、ＡＴカット水晶の結晶軸の方向を矢印で表示している。一単位の水晶振動片３０の一短辺の両端部分からは、一対のブリッジ（連結部）３５，３５が、水晶ウエハ内の直線状の支持部３９に向かって突出している。このように、一対のブリッジを水晶振動片３０の一短辺の両端部分から突出形成することによって、ウエットエッチング後における水晶振動片の平面視形状を略矩形に近づけることができる。
【００３３】
前記ブリッジを水晶振動片の一短辺であって当該一短辺の両端部分を含まない位置（例えば一短辺の中央部分）に形成した場合、ＡＴカット水晶の結晶異方性によって、ウエットエッチング後の水晶振動片の形状が矩形にならないことがある。これは、ＡＴカット水晶のＸ軸方向（長辺方向）において、ブリッジが形成されている側の端部に近づくにつれて水晶振動片の幅（短辺長）が漸次縮幅する現象（所謂、「サイドエッチング」）によるものである。これに対して、ブリッジを水晶振動片の一短辺の両端部分から突出するように形成することによって、水晶振動片の平面視形状を略矩形に近づけることができる。なお、本発明の実施形態においてはブリッジの形成数を２本としたが、１本だけ形成してもよい。
【００３４】
ブリッジ３５および支持部３９を含めた水晶振動片３０の外形は、所定領域が金属膜でマスキングされた水晶ウエハをエッチング液中に浸漬（ウエットエッチング）することによって、水晶ウエハの前記マスキングされた領域以外の領域が貫通することで成形される。
【００３５】
一対のブリッジ３５，３５の水晶振動片３０との接続部分には、ブリッジからの水晶振動片の折り取りを容易にするためのスリット３６、３６が形成されている。一対のスリット３６，３６は、平面視においては一対のブリッジ３５，３５の内側面から外側面に向かって、水晶振動片３０の短辺方向（図３におけるＺ´軸方向）と平行に設けられている。スリット３６は、ブリッジ３５の幅方向（Ｚ´軸方向）において、ブリッジの内側面から外側面まで至らない長さで形成されている。また、スリット３６は、断面視においてはブリッジ３５の厚みに対して約半分の深さまで薄肉化されている。なお、本発明の実施形態ではスリットはブリッジの片面のみに形成されていたが、スリットをブリッジの両面（両主面）に形成してもよい。
【００３６】
ブリッジ３５の表裏主面には、一対の接続電極３４１，３４２の各々から引き出された一対の導出電極（符号省略）が形成されている。一対の導出電極の終端は、支持部３９の表裏主面に形成された一対の測定パッド（図示省略）にそれぞれ接続されている。この一対の測定パッドは、水晶ウエハ内の各水晶振動片の周波数を測定するための電極となっている。
【００３７】
前記導出電極および一対の測定パッドは、前述した水晶振動片３０の一対の励振電極３２ａ，３２ｂや引出電極３３ａ，３３ｂ、一対の接続電極３４１，３４２とともに、スパッタリングによって一括で成膜される。具体的には、これらの電極は、クロム（Ｃｒ）やチタン（Ｔｉ）を下地層として、その上層に金（Ａｕ）が成膜された膜構成となっている。なお、これらの電極の下地層およびその上層の材料は、クロムや金に限定されるものではない。前記スパッタリングの際には、ターゲットからはじき出されたＣｒおよびＡｕが一対のスリット３６，３６の内部に進入するため、スリット内金属膜３７（３７１，３７２）が一対の接続電極３４１，３４２に連続して形成される。
【００３８】
図４は、図３に示す水晶振動片３０が一対のブリッジ３５，３５から折り取られた後の状態を示す上面模式図となっている。一対のブリッジ３５，３５からの水晶振動片３０の分割は、スリット３６，３６が形成された面が下面になるようにした状態で、水晶振動片３０の自由端側(図３におけるＸ軸方向の上端付近)の下面の下方から上方に向かって機械的な応力を加えることで行われる。
【００３９】
図５は図４のＢ部の拡大斜視図であり、ブリッジから折り取られた後の水晶振動片３の接続電極３４２を含む周辺領域のみを拡大した斜視図となっている。図５に示すように、接続電極３４２を構成する一対の接続電極３４２ａ，３４２ｂは水晶振動片の表裏で対向しており、互いに同じ大きさとなっている。なお、導電性接着剤Ｓの塗布状態の説明の便宜上、導電性接着剤Ｓの塗布位置を一点鎖線で表示している（容器の電極パッド６の図示は省略）。
【００４０】
平面視矩形状の水晶振動片３の一端側３Ａの短辺側面の両端寄りには、一対からなる第１側面電極３４３，３４４が形成されている。第１側面電極３４３，３４４は、水晶振動片３の一端側３Ａの短辺側面の厚み方向全体に及んでいる。すなわち、第１側面電極３４４は、表裏の接続電極３４２（３４２ａ，３４２ｂ）に連続して形成されている。同様に、第１側面電極３４３は、表裏の接続電極３４１（３４１ａ，３４１ｂ）に連続して形成されている（図５では図示せず）。
【００４１】
ブリッジ３５，３５から折り取られた跡の折り取り痕（破断痕）３８，３８は、水晶振動片の一端側３Ａの短辺側面のブリッジが形成されていない領域に比べて粗面となっている。水晶振動片３の一端側３Ａの短辺側面の破断痕３８以外の部分は、ウエットエッチングによって現れたＡＴカット水晶の結晶面であり、化学的な浸食によってその表面は平滑面となっている。一方、破断痕３８は機械的な応力によってブリッジが破断した劈開面となっている。そのため、破断痕３８の面の平滑度は、一端側３Ａの短辺側面の破断痕３８以外の部分に比べて相対的に粗くなっている。
【００４２】
以上のように、水晶振動片３の接続電極３４１，３４２が形成された短辺（一端側３Ａの短辺）における側面には、接続電極３４１と連続した第１側面電極３４３と、接続電極３４２と連続した第１側面電極３４４が形成されているとともに、水晶振動片３の破断痕３８，３８が露出した状態となっている。
【００４３】
次に水晶振動片３の接続電極３４１，３４２に形成された一対の露出部９，９について詳述する。本実施形態において、１つの露出部９の直径は０．０２ｍｍとなっている。そして１つの露出部９の開口面積は、１つの接続電極（３４１または３４２）の平面視における面積に対して１．９％となっている。
【００４４】
次に、前述した１つの露出部の平面視における開口面積の、当該露出部が形成された１つの接続電極の平面視の面積に対して占める割合（面積比）について表１および図６乃至８を参照しながら説明する。表１は、露出部に関する８つの条件での試作結果を表したものである。条件１から条件５は、接続電極に対して露出部の中心の位置を一定とし、露出部の直径のみを変化させたものである。一方、条件６から条件８は、露出部の直径を一定とし、露出部の位置のみを変化させたものである。各条件における試料数は５個となっている。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
条件１から条件５は、一対の接続電極３４１，３４２の水晶振動片３の短辺方向における各内縁から外側（当該短辺の両端の角部に向かう方向）に０．０５ｍｍずつ離間した位置を、露出部９，９の中心Ｏ，Ｏとした条件となっている（図４参照）。なお、一対の接続電極３４１，３４２の前記各内縁から露出部９，９の中心Ｏ，Ｏまでの距離は、図４では符号Ｃで表している。平面視円形の露出部９の直径は、条件１の０．０６ｍｍΦから条件５まで０．０１ｍｍずつ小径化しており、条件５では０．０２ｍｍΦとなっている。
【００４７】
図４に示すように、本実施形態において接続電極３４１（３４２も同様）は平面視で矩形となっている。そして、接続電極３４１（３４２）の長辺の長さＬｔは０．１７５ｍｍであり、短辺の長さＷｔは０．０９３５ｍｍとなっている。したがって、１つの接続電極３４１（３４２）の平面視における面積Ｓ２は、Ｌｔ×Ｗｔ＝０．１７５ｍｍ×０．０９３５ｍｍ＝１６，３６３ｍｍ２となっている。これより条件１〜８では、１つの露出部の開口面積Ｓ１が、１つの接続電極の平面視における面積Ｓ２に占める割合Ｓ１／Ｓ２（以降、露出部の面積比Ｓ１／Ｓ２と略）は、１．９％〜１７．３％となっている。
【００４８】
条件１〜８における試作品の評価は、水晶発振器のリフロー特性によって行った。具体的には、＋１６０℃〜＋１８０℃の温度を１２０秒間保持するとともに、ピーク温度＋２２０℃以上を最低６５秒保持する温度プロファイルにて管理されたリフロー炉に、水晶発振器を３回投入し、リフロー炉への投入１回ごとに水晶発振器の発振周波数を測定した。なお、当該発振周波数の測定は、リフロー炉から試作品を取り出した後、室温で２時間放置した後に行っている。
【００４９】
各条件の評価指標には、リフロー１回目、２回目、３回目の各回における周波数偏差（ΔＦ／Ｆ）のばらつき「ΔＦ／Ｆ＿３σ」（３σは標準偏差σの３倍の値）と、リフロー１回目、２回目、３回目の各回における周波数偏差（ΔＦ／Ｆ）の最小値「ΔＦ／Ｆ＿Ｍｉｎ」を用いた。なお、表１における「ΔＦ／Ｆ＿３σ（最小）」は、リフロー１回目から３回目までの各回における「ΔＦ／Ｆ＿３σ」のうちの最小値を表している。同様に、「ΔＦ／Ｆ＿３σ（最大）」は、リフロー１回目から３回目までの各回における「ΔＦ／Ｆ＿３σ」のうちの最大値を表している。また、表１における「ΔＦ／Ｆ＿Ｍｉｎ（最小）」は、リフロー１回目から３回目までの各回における「ΔＦ／Ｆ＿Ｍｉｎ」のうちの最小値を表している。同様に、「ΔＦ／Ｆ＿Ｍｉｎ（最大）」は、リフロー１回目から３回目までの各回における「ΔＦ／Ｆ＿Ｍｉｎ」のうちの最大値を表している。
【００５０】
条件１〜５における露出部の面積比Ｓ１／Ｓ２と、周波数偏差のばらつきΔＦ／Ｆ＿３σの関係をグラフ化したものを図７に示す。また、条件１〜５における露出部の面積比Ｓ１／Ｓ２と、周波数偏差の最小値ΔＦ／Ｆ＿Ｍｉｎの関係をグラフ化したものを図８に示す。なお、本発明との比較参照用として、図６に従来の水晶発振器の耐リフロー特性を示す。この従来の水晶発振器では、水晶振動片の接続電極に露出部は形成されていない。図６に示すように、接続電極に露出部が形成されていない従来の水晶発振器では、周波数偏差のΔＦ／Ｆの良否判定基準（規格値）である±１ｐｐｍを全てのデータが超えてしまっている。
【００５１】
図７に示すように、露出部の直径のみを可変させた条件１〜５では、露出部の直径が小さくなるにつれて周波数偏差のばらつきΔＦ／Ｆ＿３σが減少する傾向が認められた。ただし、条件３（直径０．０４ｍｍ）〜条件５（直径０．０２ｍｍ）では周波数偏差ΔＦ／Ｆの減少が鈍化して、変化量が小さくなる傾向が認められた。
【００５２】
一方、図８では、露出部の直径が小さくなるにつれて周波数偏差の最小値ΔＦ／Ｆ＿Ｍｉｎが増大する傾向が認められた。ただし、条件３（直径０．０４ｍｍ）〜条件５（直径０．０２ｍｍ）では周波数偏差の最小値ΔＦ／Ｆ＿Ｍｉｎの増大が鈍化して、変化量が小さくなる傾向が認められた。
【００５３】
このように、露出部の直径が条件１〜５の中で比較的大きい条件１，２では、周波数偏差のばらつきΔＦ／Ｆ＿３σが大きく、かつ周波数偏差の最小値ΔＦ／Ｆ＿Ｍｉｎも小さい傾向が認められる。これは露出部の直径が大きい程、露出部による接合力が強くなり過ぎて接合に起因する応力の影響を受け易くなってしまうためであると考えられる。
【００５４】
本実施形態では周波数偏差のばらつきΔＦ／Ｆ＿３σの良否判定基準は０．５ｐｐｍ以内であり、周波数偏差の最小値ΔＦ／Ｆ＿Ｍｉｎの良否判定基準は±１．０ｐｐｍ以内となっている。したがって図７，８より、「条件３（直径０．０４ｍｍ）〜条件５（直径０．０２ｍｍ）」が、周波数偏差のばらつきΔＦ／Ｆ＿３σおよび周波数偏差の最小値ΔＦ／Ｆ＿Ｍｉｎの、各良否判定基準並びにそれぞれの変化量の鈍化を考慮すると好ましい。これより露出部の面積比Ｓ１／Ｓ２の範囲は、条件３〜条件５に対応する１．９％以上７．７％以下が好ましい。なお、周波数偏差のばらつきΔＦ／Ｆ＿３σの最大値と最小値の幅が最小であり、かつ周波数偏差の最小値ΔＦ／Ｆ＿Ｍｉｎが最も大きい値である「条件５」が好適である。本実施形態における露出部９は、この条件５にて形成されている。
【００５５】
前述のように、１つの接続電極３４１（または３４２）において、１つの露出部９の開口面積が、接続電極３４１（または３４２）の平面視における面積に対して１．９％以上７．７％以下とすることによって、水晶振動片３と導電性接着剤Ｓとの密着性を向上させつつ、水晶発振器１の耐リフロー特性における周波数偏差のばらつきを抑制することができる。これは、次の理由による。すなわち、１つの露出部９の開口面積が、当該露出部が設けられた１つの接続電極３４１（または３４２）の平面視における面積に対して１．９％以下であると、露出部９による接合力向上の効果が乏しくなる。逆に、露出部９の開口面積が接続電極３４１（または３４２）の平面視における面積に対して７．７％以上であると、露出部９による接合力が強くなり過ぎて接合に起因する応力の影響を受け易くなってしまうからである。
【００５６】
図２に示すように平面視円形の一対の露出部９，９は、その中心Ｏ，Ｏが水晶振動片３の一短辺に沿って整列して形成されている。また、一対の露出部９，９は、水晶振動片３の対向する２つの短辺の各中央を通る仮想直線ＶＬに対して線対称に配置されている。
【００５７】
一対の露出部９，９の中心Ｏ，Ｏ同士を結ぶ線分の長さ（中心Ｏ，Ｏ間の距離）Ｈは、水晶振動片３の短辺の長さＷに対して４２．２％となっている（図４参照）。この一対の露出部９，９の中心Ｏ，Ｏ同士を結ぶ線分の長さＨと、水晶振動片の短辺寸法Ｗとの関係について次に説明する。
【００５８】
表１の条件３、６〜８における接続電極の内縁から露出部の中心までの距離Ｃ（図４参照）と、周波数偏差のばらつきΔＦ／Ｆ＿３σの関係をグラフ化したものを図９に示す。また、条件３、６〜８における接続電極の内縁から露出部の中心までの距離Ｃと、周波数偏差の最小値ΔＦ／Ｆ＿Ｍｉｎの関係をグラフ化したものを図１０に示す。なお、本実施形態における水晶振動片３の短辺の長さＷは０．４５ｍｍであり、一対の接続電極３４１，３４２の水晶振動片３の短辺方向における内縁間の距離Ｇ（図４参照）は０．０９ｍｍとなっている。また、表１の条件３、６〜８では露出部の直径は０．０４ｍｍで一定となっている。
【００５９】
図９に示すように、露出部の直径を一定とし、露出部の位置のみ、すなわち接続電極の内縁から露出部の中心までの距離Ｃのみを可変させた条件３、６〜８では、接続電極の内縁から露出部の中心までの距離Ｃが大きくなるにつれて周波数偏差のばらつきΔＦ／Ｆ＿３σは概ね減少する傾向が認められた。ただし、条件３（Ｃ＝０．０５ｍｍ）、条件７（Ｃ＝０．０９ｍｍ）、条件８（Ｃ＝０．１３ｍｍ）では周波数偏差のばらつきΔＦ／Ｆ＿３σの減少が鈍化して、変化量が小さくなる傾向が認められた。
【００６０】
一方、図１０では、接続電極の内縁から露出部の中心までの距離Ｃが大きくなるにつれて周波数偏差の最小値ΔＦ／Ｆ＿Ｍｉｎは概ね増大する傾向が認められた。
確認できた。ただし、条件３（Ｃ＝０．０５ｍｍ）、条件７（Ｃ＝０．０９ｍｍ）、条件８（Ｃ＝０．１３ｍｍ）では周波数偏差の最小値ΔＦ／Ｆ＿Ｍｉｎの増大が鈍化して、変化量が小さくなる傾向が認められた。
【００６１】
図９では周波数偏差のばらつきΔＦ／Ｆ＿３σの良否判定基準（０．５ｐｐｍ以内）に照らすと、条件３、８が実用上問題無い水準であると判断できる。また、図１０では周波数偏差の最小値ΔＦ／Ｆ＿Ｍｉｎの良否判定基準（±１．０ｐｐｍ以内）に照らすと、条件３、７が実用上問題無い水準であると判断できる。したがって、周波数偏差のばらつきΔＦ／Ｆ＿３σおよび周波数偏差の最小値ΔＦ／Ｆ＿Ｍｉｎの両方の判定基準を考慮すると、条件３、６〜８では「条件３」が好ましい。
【００６２】
この「条件３」における一対の露出部９，９の中心Ｏ，Ｏ間の距離Ｈと水晶振動片の短辺寸法Ｗとの比Ｈ／Ｗは４２．２％となっている。前述した露出部の面積比Ｓ１／Ｓ２の好ましい範囲である「条件３〜５」においてもＨ／Ｗは４２．２％となっている。この条件３〜５における「Ｈ」は０．１９ｍｍであり、これに水晶振動片の短辺寸法Ｗの製造誤差（±０．００５ｍｍ）を考慮すると、前記比Ｈ／Ｗは、４１．８％〜４２．７％が好ましい範囲となる。
【００６３】
水晶振動片の一短辺の両端部（両角部）が導電性接着剤によって強固に接合されると、接合に係る応力の影響によって水晶発振器の発振周波数が変化し易くなる傾向がある。これに対して、本発明のように一対の接続電極３４１，３４２の各々に１つずつ設けられた露出部９，９が、水晶振動片３の２つの短辺の各中央を通る仮想直線ＶＬに対して線対称に設けられ、一対の露出部９，９の中心Ｏ，Ｏ同士を結ぶ線分の長さＨが、水晶振動片３の短辺の長さＷに対して、４１．８％以上４２．７％以下となっている。このような構成によって、水晶振動片３の一短辺の中央寄りの部分が強固に接合されることになる。これにより、露出部が水晶振動片の短辺の両端付近に設けられた構成に比べて、本発明では当該短辺の両端付近は強固には接合されないため、接合に係る応力の影響を軽減させることができる。
【００６４】
図２に示すように、導電性接着剤Ｓ，Ｓの水晶振動片３の短辺の伸長方向（図２における上下方向）における各外縁は、平面視で水晶振動片３の一端側３Ａの短辺の両角部Ｃ１，Ｃ１を超えて外側に及んでいる。しかし、本発明における水晶振動片に対する導電性接着剤の平面視の外縁は、水晶振動片の一短辺の両角部を超えて外側に及ぶものだけに限定されるものではない。すなわち、本発明における水晶振動片に対する導電性接着剤の平面視の外縁が、水晶振動片３の一短辺の両角部Ｃ１，Ｃ１よりも内側に位置していてもよい。この場合、外部基板に接合された容器２から伝わる応力が水晶振動片３に伝わる影響を抑制することができる。これにより、水晶発振器１の発振周波数の安定性を高めることができる。
【００６５】
本発明の実施形態において水晶振動片３は、図５に示すように導電性接着剤Ｓが破断痕３８と、第１側面電極３４４のいずれにも及んだ状態で電極パッド（図示省略）上に導電接合されている。具体的には、本発明の実施形態では、水晶振動片３は、導電性接着剤Ｓ，Ｓが破断痕３８，３８と、第１側面電極３４３（図５では非表示），３４４と、スリット内金属膜３７１（図５では非表示），３７２にも及んだ状態で電極パッド６，６上に導電接合されている。さらに導電性接着剤Ｓ，Ｓは水晶振動片３の対向する２つの長辺の側面の素地にも及んだ状態となっている。
【００６６】
上記構成によれば、導電性接着剤Ｓ，Ｓが第１側面電極３４３，３４４だけでなく、破断痕３８，３８にも及んだ状態で、水晶振動片３が一対の電極パッド６，６の上に導電接合されるため、水晶振動片３と導電性接着剤Ｓとの密着力を向上させることができる。これは導電性接着剤Ｓとの密着力に優れた水晶振動片３の素地で接合力を補うことができるからである。さらに導電性接着剤Ｓがこれらに加えて、水晶振動片３の対向する２つの長辺の側面の水晶素地にも及んでいるため、接合強度を更に向上させることができる。
【００６７】
−本発明の他の実施形態−
次に、本発明の他の実施形態について図１１を参照しながら説明する。図１１は、ブリッジから折り取られた後の水晶振動片１０の接続電極１３２を含む周辺領域のみを拡大した斜視図となっている。なお、前述した本発明の実施形態と同様の構成については同一の符号を用いて、その説明を割愛する。以下、前述した本発明の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６８】
本発明の他の実施形態では、水晶振動片の形状と導電性接着剤の塗布形態が前述した本発明の実施形態と異なっている。まず水晶振動片の形状については、図１１に示すように水晶振動片１０の一組の長辺側の側面の各々に傾斜面１１（１１ａ，１１ｂ）が現れている。また、水晶振動片１０の一組の短辺側の側面の各々にも傾斜面１２（１２ａ，１２ｂ）が現れている。
【００６９】
水晶振動片１０の長辺側の側面の傾斜面１１については、傾斜面１１ａは、水晶振動片１０の一主面（図１１における下側の主面）との間の成す角度αが鈍角となっている。また、傾斜面１１ａと傾斜面１１ｂとの間の成す角度βも鈍角となっている。
【００７０】
一方、水晶振動片１０の短辺側の側面の傾斜面１２については、傾斜面１２ａが水晶振動片１０の一主面（図１１における下側の主面）との間の成す角度γと、傾斜面１２ａと傾斜面１２ｂとの間の成す角度δと、傾斜面１２ｂと水晶振動片１０の他主面（図１１における上側の主面）との間の成す角度εは全て鈍角となっている。なお、水晶振動片の長辺側の側面および短辺側の側面の各傾斜面に関し、水晶振動片の主面とこれに連続する傾斜面との間の成す角度や、複数の傾斜面間の成す角度はエッチング条件によって変化するため、これらの全ての角度が鈍角になるとは限らず、鈍角と鋭角とが混在することもある。
【００７１】
傾斜面１１ａ，１１ｂおよび傾斜面１２ａ，１２ｂはウエットエッチングによって現れたＡＴカット水晶の結晶面であり、エッチング条件に応じてその出現数や複数の傾斜面間の成す角度が変化するため水晶振動片の形状が変化し得る。したがって、図１１に示す水晶振動片の傾斜面の現れ方は一例に過ぎず、本発明の適用は、図１１に示す水晶振動片の傾斜面の出現数や側面形状に限定されるものではない。
【００７２】
また、ＡＴカット水晶はその異方性により、平面視矩形状の水晶振動片の長辺方向の両端部および短辺方向の両端部の各々において、その断面形状に差異が生じる。特に、図３乃至５のように平面視矩形状の水晶振動片の長辺にＡＴカット水晶のＸ軸が設定され、短辺にＡＴカット水晶のＺ´軸が設定された場合、長辺方向の両端部における断面形状はエッチング条件の如何によっては差異が大きくなる。ＡＴカット水晶はこのような性質を有するが、本発明の適用は図３乃至５に示す結晶軸方向に限定されるものではなく、平面視矩形状の水晶振動片の長辺にＺ´軸が、短辺にＸ軸が設定されていてもよい。
【００７３】
水晶振動片１０の一組の長辺側の側面の傾斜面１１，１１には、第２側面電極１４１（図１１では図示せず），１４２が形成されている。具体的には、第２側面電極１４１は、破断痕１６（一対の破断痕１６，１６の一方）に隣接しており、接続電極１３１（１３１ａ，１３１ｂ。図１１では図示せず）に連続して形成されている。同様に、第２側面電極１４２は、破断痕１６（一対の破断痕１６，１６の他方）に隣接しており、接続電極１３２（１３２ａ，１３２ｂ）に連続して形成されている。また、水晶振動片１０の一方の短辺側の側面の傾斜面１２（１２ａ，１２ｂ）には、第１側面電極１３３（図１１では図示せず），１３４が形成されている。
【００７４】
本発明の他の実施形態では、前述した本発明の実施形態と同様に、ブリッジの折り取り前の状態において、一対のブリッジの各々にスリットが形成されている。そのため、前記一対のスリットの各々の内部にスリット内金属膜１５（１５１（図１１では図示せず），１５２）が被着している。このスリット内金属膜１５（１５１，１５２）は、一対の接続電極１３１ａ，１３２ａに各々連続して形成されているとともに、隣接する第１側面電極１３３（図１１では図示せず），１３４にも各々連続して形成されている。
【００７５】
次に導電性接着剤の塗布形態については、図１１に示すように導電性接着剤Ｓは、接続電極１３１ｂ（１３２ｂも同様）と、第１側面電極１３４（１３３も同様）と、破断痕１６と、スリット内金属膜１５２（１５１も同様）と、第２側面電極１４２（１４１も同様）とに及ぶように塗布されている。なお、本発明の他の実施形態では第２側面電極１４１，１４２が形成されていたが、当該第２側面電極が形成されていなくてもよい。つまり第１側面電極１３３（１３４）によって、水晶振動片１０の表裏の接続電極１３１ａ（１３２ａ）と１３１ｂ（１３２ｂ）との間の電気的接続を確保するようにしてもよい。
【００７６】
本発明の他の実施形態に係る構成によれば、水晶振動片１０が、導電性接着剤Ｓ，Ｓが露出部９，９を覆うように接続電極１３１，１３２に接続されるだけでなく、第１側面電極１３３，１３４と破断痕１６，１６にも及んだ状態で電極パッド上に接合されるため、水晶振動片１０と導電性接着剤Ｓとの密着性をより向上させることができる。これは導電性接着剤Ｓとの密着性に優れる露出部９だけでなく、露出部９に比べてその表面が粗面である破断痕１６にも導電性接着剤Ｓが及ぶため、所謂「アンカー効果」により、水晶振動片１０と導電性接着剤Ｓとの密着性がより向上するからである。
【００７７】
また本発明の他の実施形態に係る構成によれば、水晶振動片１０が、導電性接着剤Ｓが接続電極１３１，１３２と第１側面電極１３３，１３４と破断痕１６だけでなく、接続電極１３１，１３２と連続した第２側面電極１４１，１４２にも及んだ状態で、電極パッドと接合される。つまり、導電性接着剤Ｓ，Ｓが露出部９，９を含む接続電極１３１，１３２と破断痕１６，１６に加え、第２側面電極１４１，１４２にも及んでいるため、水晶振動片１０の短辺と当該短辺に隣接する長辺とに跨るように導電性接着剤Ｓが配されることになる。これにより、水晶振動片１０と導電性接着剤Ｓとの密着性がより高まり、接合力を向上させることができる。
【００７８】
さらに本発明の他の実施形態に係る構成によれば、水晶振動片１０の表裏主面間の接続信頼性を向上させることができる。これについて次に説明する。水晶振動片１０の一組の長辺側の側面には傾斜面１１，１１が含まれている。そして、第２側面電極１４１は接続電極１３１（１３１ａ，１３１ｂ）から傾斜面１１（１１ａ，１１ｂ）に及ぶように形成されている（図１１では図示せず）。同様に、第２側面電極１４２は接続電極１３２（１３２ａ，１３２ｂ）から傾斜面１１（１１ａ，１１ｂ）に及ぶように形成されている。このような構成により、水晶振動片の側面が水晶振動片の主面に対して垂直になっている構成に比べて、複数の面の成す角度を緩やかにできる。これにより、側面電極の断線を防止することができる。当該効果は、水晶振動片１０の一短辺側の側面の傾斜面１２，１２に形成される第１側面電極１３３，１３４についても同様ことが言える。
【００７９】
前述した本発明の実施形態および他の実施形態では、水晶振動片は片持ち状態で突起部上面の電極パッド上に導電接合されていたが、水晶振動片の自由端側にも突起部や段部を形成して両持ち状態で導電接合するようにしてもよい。
【００８０】
また、本発明の実施形態および他の実施形態では、水晶振動片と容器とを導電接合する接続数は２つとなっていたが、当該接続数は２つに限定されるものではなく、２つ以上であってもよい。また、１つの水晶振動片に形成されるブリッジの個数は２つに限定されるものではなく、１つあるいは２つ以上形成してもよい。
【００８１】
また、本発明に係る水晶振動片の、電極パッドへの導電性接着剤を介した接合に関し、図５および図１１に示す形態の水晶振動片を表裏反転した状態で電極パッドに接合してもよい。
【００８２】
また、前述した本発明の実施形態および他の実施形態では、導電性接着剤は一対の電極パッドの上面に１回だけ塗布されていたが（いわゆる「下塗り」）、このように下塗りされた導電性接着剤の上に、更に導電性接着剤を重ね塗りしてもよい（いわゆる「上塗り」）。
【００８３】
前述した本発明の実施形態および他の実施形態では、容器の断面視形状がアルファベットの「Ｈ」状となる構造の水晶発振器を例に挙げたが、本発明の適用は当該構造の水晶発振器に限らず、上方のみが開口した凹部の内部に、電子部品素子と水晶振動片とが収容され、前記凹部の開口端に蓋が接合された水晶発振器にも適用可能である。
【００８４】
また、前述した本発明の実施形態および他の実施形態では、圧電デバイスとして水晶発振器を例に挙げたが、本発明は水晶発振器に限らず、容器に水晶振動片のみが収容された水晶振動子や、容器に水晶振動片と温度センサとが内蔵された温度センサ内蔵型水晶振動子にも適用可能である。
【００８５】
本発明は、その精神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、上述の実施の形態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。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
圧電デバイスの量産に適用できる。
【符号の説明】
【００８７】
１    水晶発振器
２    容器
３、１０    水晶振動片
４    ＩＣ
５    蓋
６    電極パッド
９    露出部
１６、３８    破断痕
１３１、１３２、３４１、３４２    接続電極
１３３，１３４、３４３，３４４    第１側面電極
１４１，１４２    第２側面電極
Ｓ    導電性接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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