(57)【要約】【課題】特性の変動を低減できる圧電デバイスを提供する。【解決手段】水晶振動子１において、基板部１１０ａは矩形状である。第２枠部１１０ｃは、基板部１１０ａの下面のうちの基板部１１０ａの１対の短辺側の領域に位置している１対の部分を含んでおり、当該１対の部分の間に第２凹部Ｋ２を構成している。電極パッド１１１は、基板部１１０ａの上面に位置している。接続パッド１１５は、第２枠部１１０ｃ内で基板部１１０ａの下面に位置している。４つの外部端子１１３は、第２枠部１１０ｃの下面のうち４隅に位置している。水晶素子１２０は、電極パッド１１１に実装されている。感温素子１３０は、接続パッド１１５に実装されている。外部端子１１３は、第２枠部１１０ｃの外縁のうち当該外部端子１１３に隣接する長辺及び短辺の少なくとも一方から３０μｍ以上９０μｍ以下の距離で離間している。【選択図】図３
2020088633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の基板と、
前記基板の下面のうちの前記基板の１対の短辺側の領域に位置している１対の部分を含んでおり、当該１対の部分の間に凹部を構成している枠体と、
前記基板の上面に位置している電極パッドと、
前記枠体内で前記基板の下面に位置している接続パッドと、
前記枠体の下面のうち４隅に位置している４つの外部端子と、
前記電極パッドに実装されている圧電素子と、
前記接続パッドに実装されている感温部品と、
前記圧電素子を気密封止している蓋体と、
を有しており、
前記４つの外部端子の少なくとも１つの外部端子は、前記枠体の外縁のうち当該外部端子に隣接する長辺及び短辺の少なくとも一方から３０μｍ以上９０μｍ以下の距離で離間している
圧電デバイス。
【請求項２】
前記４つの外部端子それぞれが、前記枠体の外縁のうち各外部端子に隣接する長辺及び短辺の双方から離れており、
前記４つの外部端子それぞれにおいて、前記隣接する長辺及び短辺からの距離を前記枠体の外縁の長辺の長さで割った値が０．０３８以上０．１１３以下である
請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記基板と前記枠体とが互いに直接に接合されている
請求項１又は２に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記基板の下面に位置している実装端子と、
前記枠体の上面に位置している実装パッドと、
前記実装端子と前記実装パッドとを接合している導電性の接合材と、
を更に有している請求項１又は２に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
平面透視において、前記電極パッドは、その全体が前記凹部の外側に位置している
請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
前記凹部及び前記感温部品は、前記基板の１対の長辺の対向方向を長手方向とする形状を有している
請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項７】
平面透視において、前記凹部の図心は、前記基板の図心よりも前記電極パッドとは反対側に位置している
請求項１〜６のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項８】
前記感温部品及び前記基板の下面に密着している絶縁性の樹脂を更に備えている
請求項１〜７のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の圧電デバイスと、
基体と、
前記基体の表面に位置しており、前記４つの外部端子と接合されている４つの外部パッドと、
を有している電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、圧電デバイス及び当該圧電デバイスを含む電子機器に関する。圧電デバイスは、例えば、水晶振動子及び水晶発振器である。
【背景技術】
【０００２】
圧電デバイスとして、いわゆるＨ型パッケージを有するものが知られている（例えば特許文献１）。Ｈ型パッケージは、基板と、当該基板の上面に位置している第１枠部と、基板の下面に位置している第２枠部とを有している。基板の上面のうち第１枠部に囲まれた領域には、水晶振動素子が実装される。基板の下面のうち第２枠部に囲まれた領域には、サーミスタ又はＩＣ（Integrated Circuit）が実装される。第２枠部の下面には、圧電デバイスを電子機器の回路基板等に実装するための外部端子が設けられている。
【０００３】
また、配線基板を用いて疑似的にＨ型パッケージを実現した構成も知られている（例えば特許文献２）。この構成では、上記の基板及び第１枠部に相当する部分として、容器型のパッケージが用いられる。第２枠部に相当する部分として、開口部が形成された配線基板が用いられる。容器型パッケージが開口部を覆うように配線基板の上面に実装されることによって、疑似的にＨ型パッケージが構成される。配線基板の下面には、第２枠部と同様に外部端子が設けられている。特許文献２では、外部端子は、配線基板の外縁から離れている。
【０００４】
水晶振動子及び水晶発振器は、いわゆるヒステリシス特性を示すことが知られている。すなわち、温度変化に起因して発振周波数が変化する場合において、同一の温度に対しても温度上昇時と温度下降時とで発振周波数（別の観点では誤差）は異なる。このようなヒステリシス特性を低減するためのパッケージの構造も提案されている（例えば特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−４９５６０号公報
【特許文献２】特開２０１６−０８２５３８号公報
【特許文献３】特開２０１０−０８７７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、ヒステリシス特性のような特性の変動を低減できる圧電デバイス及び電子機器が提供されることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る圧電デバイスは、矩形状の基板と、前記基板の下面のうちの前記基板の１対の短辺側の領域に位置している１対の部分を含んでおり、当該１対の部分の間に凹部を構成している枠体と、前記基板の上面に位置している電極パッドと、前記枠体内で前記基板の下面に位置している接続パッドと、前記枠体の下面のうち４隅に位置している４つの外部端子と、前記電極パッドに実装されている圧電素子と、前記接続パッドに実装されている感温部品と、前記圧電素子を気密封止している蓋体と、を有しており、前記４つの外部端子の少なくとも１つの外部端子は、前記枠体の外縁のうち当該外部端子に隣接する長辺及び短辺の少なくとも一方から３０μｍ以上９０μｍ以下の距離で離間している。
【０００８】
一例において、前記４つの外部端子それぞれが、前記枠体の外縁のうち各外部端子に隣接する長辺及び短辺の双方から離れており、前記４つの外部端子それぞれにおいて、前記隣接する長辺及び短辺からの距離を前記枠体の外縁の長辺の長さで割った値が０．０３８以上０．１１３以下である。
【０００９】
一例において、前記基板と前記枠体とが互いに直接に接合されている。
【００１０】
一例において、前記圧電デバイスは、前記基板の下面に位置している実装端子と、前記枠体の上面に位置している実装パッドと、前記実装端子と前記実装パッドとを接合している導電性の接合材と、を更に有している。
【００１１】
一例において、平面透視において、前記電極パッドは、その全体が前記凹部の外側に位置している。
【００１２】
一例において、前記凹部及び前記感温部品は、前記基板の１対の長辺の対向方向を長手方向とする形状を有している。
【００１３】
一例において、平面透視において、前記凹部の図心は、前記基板の図心よりも前記電極パッドとは反対側に位置している。
【００１４】
一例において、前記圧電デバイスは、前記感温部品及び前記基板の下面に密着している絶縁性の樹脂を更に備えている。
【００１５】
本開示の一態様に係る電子機器は、上記圧電デバイスと、基体と、前記基体の表面に位置しており、前記４つの外部端子と接合されている４つの外部パッドと、を有している。
【発明の効果】
【００１６】
上記の構成によれば、特性の変動を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係る水晶振動子の構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１のII−II線における断面図である。
【図３】図１の水晶振動子の底面図である。
【図４】変形例に係る水晶振動子の底面図である。
【図５】第２実施形態に係る水晶振動子の底面図である。
【図６】第３実施形態に係る水晶振動子の構成を示す分解斜視図である。
【図７】図６のVII−VII線における断面図である。
【図８】実施例についての評価項目を説明するための概念図である。
【図９】実施例に係る水晶振動子のヒステリシス特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本開示に係る実施形態について説明する。なお、図面には、便宜的に、Ｄ１軸、Ｄ２軸及びＤ３軸からなる直交座標系を付すことがある。実施形態に係る水晶振動子は、いずれの方向が上方又は下方として用いられてもよい。ただし、以下では、便宜上、＋Ｄ３側を上方として上面又は下面等の用語を用いることがある。また、以下の説明において平面視という場合、特に断りが無い限り、Ｄ３方向に見ることをいう。
【００１９】
第１実施形態の説明よりも後においては、基本的に、先に説明された実施形態との相違部分についてのみ説明する。特に言及がない事項については、先に説明された実施形態と同様とされてよい。また、複数の実施形態間において、互いに対応する構成に対しては、相違点が存在しても、説明の便宜上、同一の符号を付すことがある。
【００２０】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る水晶振動子１の構成を示す分解斜視図である。図２は、図１のII−II線における断面図である。図３は、水晶振動子１の底面図である。なお、図３においては、一部の構成要素（樹脂１３５）の図示を省略しているとともに、一部の構成要素（感温素子１３０）を点線で示している。
【００２１】
水晶振動子１は、概略、Ｄ１軸、Ｄ２軸及びＤ３軸に平行な辺を有する薄型直方体状の電子部品として構成されている。水晶振動子１は、例えば、図２に示しているように、回路基板１８０に表面実装されて、回路基板１８０とともに電子機器１９０を構成する。水晶振動子１は、いわゆる感温素子付き水晶振動子として構成されており、発振信号等の生成に利用される振動を生じるとともに、温度を電気信号に変換する。この電気信号は、例えば、回路基板１８０の電子回路によって、温度変化に起因する水晶振動子１の周波数特性の変化の補償に利用される。
【００２２】
水晶振動子１は、図１に特に示されているように、素子搭載部材１００と、素子搭載部材１００に上面側から実装された水晶素子１２０と、素子搭載部材１００に下面側から実装された感温素子１３０と、水晶素子１２０を封止している蓋体１４０とを有している。素子搭載部材１００及び蓋体１４０は、水晶振動子１のパッケージを構成している。感温素子１３０は、図２に示されているように樹脂１３５に少なくとも一部が覆われている。
【００２３】
（素子搭載部材）
素子搭載部材１００は、絶縁基体１１０と、絶縁基体１１０の表面及び／又は内部に位置している種々の導体とを有している。種々の導体は、例えば、水晶素子１２０を実装するための１対の電極パッド１１１、感温素子１３０を実装するための１対の接続パッド１１５、及び水晶振動子１を回路基板１８０に実装するための４つの外部端子１１３である。
【００２４】
１対の電極パッド１１１は、素子搭載部材１００が有している配線導体によって、４つの外部端子１１３の２つと電気的に接続されている。１対の接続パッド１１５は、素子搭載部材１００が有している配線導体によって、４つの外部端子１１３のうち他の２つと電気的に接続されている。ひいては、水晶素子１２０及び感温素子１３０は、外部端子１１３を介して回路基板１８０に電気的に接続されている。
【００２５】
上記の配線導体は、基本的に図示を省略するが、素子搭載部材１００の表面及び／又は内部に位置している層状導体及び／又はビア導体によって適宜に構成されてよい。図３では、２つの接続パッド１１５と２つの外部端子１１３とを接続する配線導体の一部を構成する２つの配線パターン１１６が示されている。
【００２６】
（絶縁基体）
絶縁基体１１０は、基板部１１０ａと、基板部１１０ａの上面に位置している第１枠部１１０ｂと、基板部１１０ａの下面に位置している第２枠部１１０ｃとを有している。基板部１１０ａの上面と第１枠部１１０ｂの内周面によって第１凹部Ｋ１が形成されている。基板部１１０ａの下面と第２枠部１１０ｃとの内周面によって第２凹部Ｋ２が形成されている。第１凹部Ｋ１は蓋体１４０によって気密封止されている。絶縁基体１１０は、断面においてＨ型をなしており、これにより、いわゆるＨ型パッケージが構成されている。
【００２７】
基板部１１０ａは、概略、一定の厚さを有する板状である。その平面形状は、矩形状である。基板部１１０ａの平面形状は、より詳細には長方形であり、１対の長辺と、１対の短辺とを有している。長辺と短辺との比は適宜に設定されてよい。例えば、長辺は、短辺に対して、１．１倍以上、１．２倍以上又は１．３倍以上であり、また、１．５倍以下、１．４倍以下、１．３倍以下であり、前記の下限と上限とは、矛盾しない限り、適宜に組み合わされてよい。
【００２８】
なお、矩形状という場合、矩形の角部は、凹部（例えばキャスタレーション）が形成されていたり（図示の例）、平面又は曲面で面取りされたりしていても構わない。他の部材についても同様である。また、多角形状という場合も同様である。
【００２９】
第１枠部１１０ｂ及び第２枠部１１０ｃは、それぞれ、概略一定の厚さを有する枠状である。第１枠部１１０ｂの厚さは、基板部１１０ａの厚さに対して、薄くてもよいし、同等でもよいし、厚くてもよい。また、第２枠部１１０ｃの厚さは、基板部１１０ａ及び／又は第１枠部１１０ｂの厚さに対して、薄くてもよいし、同等でもよいし、厚くてもよい。図示の例では、基板部１１０ａの厚さは、第１枠部１１０ｂ及び第２枠部１１０ｃの厚さよりも薄くなっている。
【００３０】
第１枠部１１０ｂ（第１凹部Ｋ１）において、Ｄ３軸に直交する断面の形状（平面形状）及び当該断面における寸法は、基板部１１０ａ側（−Ｄ３側）とその反対側（＋Ｄ３側）とで概ね同一である。同様に、第２枠部１１０ｃ（第２凹部Ｋ２）において、Ｄ３軸に直交する断面の形状（平面形状）及び当該断面における寸法は、基板部１１０ａ側（＋Ｄ３側）とその反対側（−Ｄ３側）とで概ね同一である。ただし、図示の例とは異なり、第１枠部１１０ｂ及び第２枠部１１０ｃのそれぞれにおいて、基板部１１０ａ側とその反対側とで平面形状及びその寸法は異なっていてもよい。なお、この場合においては、本開示における第１枠部１１０ｂ及び第２枠部１１０ｃの平面形状及びその寸法についての説明は、基板１１０ａ側及びその反対側の双方に適用されてもよいし、いずれか一方に適用されてもよい。
【００３１】
平面視において、第１枠部１１０ｂの内縁及び外縁は、基板部１１０ａの４辺と平行な４辺を有する矩形状とされている。別の観点では、第１枠部１１０ｂは１対の長辺と１対の短辺とを有している。第１枠部１１０ｂの外縁は、基板部１１０ａの外縁と略一致している（重なっている）。第１枠部１１０ｂの内縁から外縁までの幅（各辺の幅）は、例えば、第１枠部１１０ｂの各辺において一定である。４辺の幅は、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。
【００３２】
第１凹部Ｋ１は、例えば、平面視において比較的広く構成されている。一例として、第１凹部Ｋ１の面積は、基板部１１０ａの面積の１／２以上又は２／３以上である。また、別の観点では、第１枠部１１０ｂの各辺の幅は、例えば、基板部１１０ａの長辺及び／又は短辺の長さの１／４以下、１／５以下、１／６又は１／７以下である。
【００３３】
平面視において、第１凹部Ｋ１の図心（中心）は、概略、基板部１１０ａの図心に一致している。確認的に記載すると、図心は、平面形状において、その点を通る軸に対する断面１次モーメントが０になる点である。基板部１１０ａの図心と第１凹部Ｋ１の図心との距離は、例えば、基板部１１０ａの長辺の長さの１／５以下又は１／１０以下である。
【００３４】
平面視において、第２枠部１１０ｃの外縁は、基板部１１０ａの４辺と平行な４辺を有する矩形状とされている。より詳細には、第２枠部１１０ｃの外縁は、基板部１１０ａの外縁と略一致している（重なっている）。なお、このことから、後述の説明において、基板部１１０ａの外縁又は当該外縁がなす領域に対する外部端子１１３又は第２凹部Ｋ２の相対的な位置及び大きさと、第２枠部１１０ｃの外縁又は当該外縁がなす領域に対する外部端子１１３又は第２凹部Ｋ２の相対的な位置及び大きさとは区別せず、また、一方のみについて言及することがある。
【００３５】
平面視において、第２枠部１１０ｃの内縁（第２凹部Ｋ２）の形状は、矩形状、円形状、楕円形状又は矩形以外の多角形状等の適宜な形状とされてよい。図示の例では、第２凹部Ｋ２の形状は、基板部１１０ａの長辺に平行な短辺及び基板部１１０ａの短辺に平行な長辺を有する矩形において、角部を比較的大きく面取りした形状とされている。別の観点では、第２凹部Ｋ２の形状は、基板部１１０ａの長手方向を短手方向とし、基板部１１０ａの短手方向を長手方向とする形状である。
【００３６】
平面視において、第２凹部Ｋ２は、例えば、その面積が第１凹部Ｋ１の面積よりも狭くされている。一例として、第２凹部Ｋ２の面積は、基板部１１０ａ及び／又は第１凹部Ｋ１の面積に対して、４／５以下又は３／４以下である。また、別の観点では、第２枠部１１０ｃの短辺の幅は、例えば、基板部１１０ａの長辺の長さの１／４以上又は１／３以上である。
【００３７】
平面視において、第２凹部Ｋ２は、例えば、基板部１１０ａに対して中央側に位置している。より詳細には、例えば、基板部１１０ａの図心は、第２凹部Ｋ２内に位置している。また、基板部１１０ａの図心と第２凹部Ｋ２の図心との距離は、例えば、基板部１１０ａの長辺の長さの１／４以下又は１／１０以下である。
【００３８】
基板部１１０ａ、第１枠部１１０ｂ及び第２枠部１１０ｃは、例えば、アルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料によって構成されている。基板部１１０ａ、第１枠部１１０ｂ及び第２枠部１１０ｃは、同一の材料によって構成されていてもよいし、互いに異なる材料によって構成されていてもよい。基板部１１０ａ、第１枠部１１０ｂ及び第２枠部１１０ｃのそれぞれは、材料及び／又は製造方法等の観点において、絶縁層を１層用いたものであってもよいし、絶縁層を複数層積層したものであってもよい。
【００３９】
基板部１１０ａ及び第１枠部１１０ｂは、例えば、一体的に形成されている。また、基板部１１０ａと第２枠部１１０ｃは、例えば、一体的に形成されている。一体的に形成は、例えば、基板部１１０ａを構成する絶縁材料と、第１枠部１１０ｂ（又は第２枠部１１０ｃ）を構成する絶縁材料とが直接に接して接合されていることとされてよい。従って、一体的に形成は、両者の材料が同一であることを要しない。例えば、基板部１１０ａ及び第１枠部１１０ｂ（及び／又は第２枠部１１０ｃ）は、成分構成が互いに異なるセラミックグリーンシートが積層されて焼成され、一体的に形成されたものであってもよい。
【００４０】
図では、基板部１１０ａ、第１枠部１１０ｂ及び第２枠部１１０ｃの境界を明示している。ただし、当該境界は、材料等の観点からは特定不可能であってよい。例えば、第１凹部Ｋ１、第２凹部Ｋ２及び／又は各部の間に介在する導体層の存在によって、基板部１１０ａ、第１枠部１１０ｂ及び第２枠部１１０ｃが概念されてよい。
【００４１】
（電極パッド）
１対の電極パッド１１１は、基板部１１０ａの上面に位置している導体層によって構成されている。導体層の材料及び厚さは適宜に設定されてよい。１対の電極パッド１１１は、例えば、基板部１１０ａの一方の短辺に沿う方向に並んでおり、また、第１枠部１１０ｂの内周面に隣接している。ここでの隣接は、例えば、第１枠部１１０ｂの内周面との距離（Ｄ１方向）が電極パッド１１１のＤ１方向の径（電極パッド１１１が矩形でない場合は例えば最大径）よりも小さいこととされてよい。電極パッド１１１は、第１枠部１１０ｂに対して、接していてもよいし、離れていてもよい。電極パッド１１１の平面形状は適宜な形状とされてよく、例えば、矩形状である。
【００４２】
上述のように、本実施形態では、平面視において第２凹部Ｋ２は、第１凹部Ｋ１よりも小さくされている。別の観点では、基板部１１０ａの上面のうち、第１枠部１１０ｂに囲まれている領域は、第２凹部Ｋ２と重ならない領域を有している。そして、１対の電極パッド１１１は、例えば、図２に示されているように、基板部１１０ａのうち第２凹部Ｋ２と重ならない領域にその全体が位置している。もちろん、図示の例とは異なり、１対の電極パッド１１１は、第２凹部Ｋ２と一部が重なっていてもよい。
【００４３】
（接続パッド）
接続パッド１１５は、基板部１１０ａの下面に位置している導体層によって構成されている。導体層の材料及び厚さは適宜に設定されてよい。１対の接続パッド１１５は、例えば、基板部１１０ａの中央側において基板部１１０ａの長辺が対向する方向（Ｄ２方向。別の観点では第２凹部Ｋ２の長手方向）に並んでいる。接続パッド１１５の平面形状は適宜な形状とされてよく、例えば、矩形状である。
【００４４】
（外部端子）
外部端子１１３は、第２枠部１１０ｃの下面に位置している導体層によって構成されている。導体層の材料及び厚さは適宜に設定されてよい。４つの外部端子１１３は、例えば、第２枠部１１０ｃの下面のうち４隅側に位置している。外部端子１１３の平面形状は、適宜な形状とされてよい。図３の例では、外部端子１１３は、第２枠部１１０ｃの外縁の４辺に平行な４辺を有する矩形から、第２凹部Ｋ２側の一部が除去された形状とされている。この除去された部分の縁部は、直線であってもよいし、２以上の直線の組み合わせであってもよいし（図示の例）、曲線であってもよい。
【００４５】
第２枠部１１０ｃの下面において、外部端子１１３を構成する導体層は、外部端子１１３以外の部位を有していてもよい。図３の例では、当該導体層は、外部端子１１３と第２枠部１１０ｃの角部の凹部１１０ｃｃ（キャスタレーション）との間に位置する接続部１１４を有している。接続部１１４は、凹部１１０ｃｃ内に成膜されているキャスタレーション導体１１７（図１）に接続されている。なお、接続部１１４及びキャスタレーション導体１１７は設けられなくてもよい。
【００４６】
上記のように第２枠部１１０ｃの下面に位置する導体層が外部端子１１３以外の部分も構成している場合、外部端子１１３と、外部端子１１３以外の部分とは、その形状及び／又は機能から合理的に区別されてよい。例えば、導体層の平面形状において、特異的に突出している部分は、外部端子１１３以外の部分と捉えられてよい。図３の例では、第２枠部１１０ｃの外縁の辺１１０ｃａに向かい合う外部端子１１３の辺１１３ａを認識することができる。接続部１１４は、辺１１３ａの一部（例えば１つの辺１１３ａの長さの１／４以下）から突出している。このようなことから、外部端子１１３と接続部１１４とは区別される。
【００４７】
４つの外部端子１１３は、第２枠部１１０ｃの下面の外縁（長辺及び短辺）から離れている。具体的には、例えば、図３の例では、各外部端子１１３は、第２枠部１１０ｃの外縁の４つの辺１１０ｃａのうち、自己が位置する側の一の角部を構成する２つの辺１１０ｃａ（自己が隣接する１つの長辺及び１つの短辺）と向かい合っている２つの辺１１３ａを外縁に含んでいる。辺１１３ａは、別の観点では、第２枠部１１０ｃの外縁の辺１１０ｃａに沿って（例えば平行に）延びている。互いに向かい合っている辺１１３ａと辺１１０ｃａとは距離ｓ１で離れている。距離ｓ１は、１つの外部端子１１３の２つの辺１１３ａ同士で同一であってもよいし（図示の例）、異なっていてもよい。また、距離ｓ１は、４つの外部端子１１３同士で同一であってもよいし（図示の例）、異なっていてもよい。
【００４８】
また、別の観点では、外部端子１１３を包含する最小の矩形領域Ｒ１を考えたときに、矩形領域Ｒ１の面積Ｓ２は、第２枠部１１０ｃ（別の観点では基板部１１０ａ）の外縁によって構成される矩形領域（凹部１１０ｃｃ又は角部の面取りは無視してよい。）の面積Ｓ１よりも小さい。図示の例では、矩形領域Ｒ１は、４つの外部端子１１３の２つの辺１１３ａ（合計８つの辺１１３ａ）に４辺が重なるものとなっている。
【００４９】
複数の外部端子１１３において、位置と役割との相対関係は適宜に設定されてよい。例えば、４つの外部端子１１３のうち、第２枠部１１０ｃの下面の１対の対角に位置する２つは、１対の電極パッド１１１に電気的に接続されている。他の１対の対角に位置する２つの外部端子１１３は、１対の接続パッド１１５に電気的に接続されている。
【００５０】
（蓋体）
蓋体１４０は、例えば、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなる。蓋体１４０の外周部は、その全周に亘って第１枠部１１０ｂの上面と接合されている。これにより、第１凹部Ｋ１は密閉されている。第１凹部Ｋ１は、気体が封入されていてもよいし、真空状態とされていてもよい。気体は、例えば、窒素である。真空は、現実には、大気圧よりも減圧された状態である。
【００５１】
蓋体１４０と第１枠部１１０ｂとの接合は適宜な方法によりなされてよい。例えば、両者は、第１枠部１１０ｂの上面に設けられた封止用導体パターン１１２と、蓋体１４０の下面に設けられた封止部材１４１とがシーム溶接によって接合されることによって接合されている。
【００５２】
（水晶素子）
水晶素子１２０は、例えば、水晶片１２１と、水晶片１２１に電圧を印加するための１対の励振電極１２２と、水晶素子１２０を１対の電極パッド１１１に実装するための１対の接続用電極１２３とを有している。１対の励振電極１２２と１対の接続用電極１２３とは１対の引出電極１２４によって接続されている。
【００５３】
水晶片１２１は、例えば、概略、長方形状の平面形状を有する平板状に形成されている。別の観点では、水晶片１２１は、長手方向及び短手方向を有する形状である。水晶片１２１は、例えば、ＡＴカット水晶片からなる。なお、特に図示しないが、水晶片１２１は、図示の例以外の公知の種々のものとされてよい。例えば、水晶素子は、いわゆる音叉型のものであってもよい。また、水晶片１２１は、板状のものである場合において、中央部が厚くなっているいわゆるメサ型のものであってもよいし、外縁に近づくにつれて薄くなっていくいわゆるコンベックス型のものであってもよい。また、板状の水晶片の平面形状（外縁の形状）は、楕円等の矩形以外の形状であってもよい。
【００５４】
励振電極１２２、接続用電極１２３及び引出電極１２４は、水晶片１５の表面に重なる導体層により構成されている。導体層の材料及び厚さは適宜に設定されてよい。１対の励振電極１２２は、水晶片１２１の１対の主面（板形状の表裏）の中央側に位置しており、水晶片１２１を挟んで互いに対向している。１対の接続用電極１２３は、例えば、水晶片１２１の少なくとも一方の主面（図示の例では両主面）において、１対の励振電極１２２に対して水晶片１２１の長手方向の一方側（一方の短辺側）に位置している。また、例えば、接続用電極１２３は、水晶片１２１の一方の短辺に沿って並んでいる。１対の引出電極１２４は、１対の励振電極１２２と１対の接続用電極１２３とを最短の経路で接続している。励振電極１２２、接続用電極１２３及び引出電極１２４の具体的な形状は適宜に設定されてよく、図示の例では、それぞれ矩形である。
【００５５】
（水晶素子の実装）
水晶素子１２０は、図２に示されているように、接続用電極１２３と電極パッド１１１とが導電性接着剤１５０によって接合されることによって素子搭載部材１００に実装される。上記のように１対の接続用電極１２３は、水晶素子１２０の長手方向の一方側に位置しているから、水晶素子１２０は、片持ち梁のように、一端側において支持され、他端は自由端とされている。導電性接着剤１５０は、導電性フィラーが混ぜ込まれた樹脂によって構成されている。樹脂は、例えば、熱硬化性樹脂である。樹脂及び導電性フィラーの具体的な材料及び導電性フィラーの径等は適宜に設定されてよい。
【００５６】
（感温素子）
感温素子１３０は、例えば、温度変化に応じて電気的特性（例えば抵抗値）が変化するものによって構成されている。このようなものとしては、例えば、サーミスタ、測温抵抗体及びダイオードを挙げることができる。感温素子１３０は、例えば、概略直方体状に形成されており、その両端に１対の接続端子１３１を有している。接続端子１３１は、感温素子１３０の直方体形状において、少なくとも基板部１１０ａの下面に対向する面に露出している。図示の例では、接続端子１３１は、直方体の長手方向の各端部において、上下面、側面及び端面の５面に亘って形成されている。
【００５７】
１対の接続端子１３１は、１対の接続パッド１１５と対向し、その間に介在する接合材１３３によって接合されている。接合材１３３は、半田又は導電性接着剤によって構成されている。
【００５８】
（樹脂）
樹脂１３５は、例えば、熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）からなる。樹脂１３５は、フィラーを含んでいてもよい。フィラーとしては、例えば、樹脂に比較して熱膨張係数が低いもの（例えばＳｉＯ２）を挙げることができる。その他、例えば、樹脂に比較して熱伝導率が低い又は高いフィラーを熱伝導率の調整用に添加してもよい。
【００５９】
樹脂１３５は、例えば、いわゆるアンダーフィルとして機能してよい。具体的には、樹脂１３５は、例えば、基板部１１０ａの下面と感温素子１３０との間に充填されており、これらに密着していてよい。また、樹脂１３５は、第２凹部Ｋ２に対してその開口面（第２枠部１１０ｃの下面）までの位置の適宜な位置まで充填されてよい。
【００６０】
具体的には、例えば、樹脂１３５の基板部１１０ａとは反対側（−Ｄ３側）の面は、感温素子１３０の−Ｄ３側の面よりも上方（＋Ｄ３側）に位置していてもよいし、感温素子１３０の−Ｄ３側の面に位置していてもよいし（図示の例）、感温素子１３０の−Ｄ３側の面よりも下方に位置していてもよい。換言すれば、樹脂１３５は、感温素子１３０の側面（少なくとも１つの側面。例えば、全部（４つ）の側面。以下、同様）のうちの＋Ｄ３側の一部に密着していてもよいし、感温素子１３０の側面の全部に密着していてもよいし（図示の例）、感温素子１３０の側面に加えて感温素子１３０の−Ｄ３側の面に密着していてもよい（感温素子１３０全体を覆っていてもよい。）。
【００６１】
また、例えば、樹脂１３５は、第２凹部Ｋ２を構成する面のうち、基板部１１０ａの下面の一部のみに密着していてもよいし、基板部１１０ａの下面の全部に加えて第２枠部１１０ｃの内周面（少なくとも１つの面。例えば、全部（６つ）の面。以下、同様。）のうち基板部１１０ａ側の一部のみに密着していてもよいし（図示の例）、基板部１１０ａの下面及び第２枠部１１０ｃの内周面の上下全面に密着していてもよい。
【００６２】
（回路基板）
図２に示す回路基板１８０は、例えば、公知のリジッド基板又はフレキシブル基板によって構成されており、絶縁基板１８１と、絶縁基板１８１の上面に位置している外部パッド１８２とを有している。水晶振動子１の外部端子１１３は、半田等の接合材１８３によって外部パッド１８２に接合されている。接合材１８３は、外部端子１１３の下面及び／又は外部パッド１８２の上面の全体若しくは大部分（例えば８割以上の面積）に亘って接合されていてもよいし、大部分とは言えない一部に接合されていてもよい。
【００６３】
電子機器１９０は、例えば、特に図示しないが、回路基板１８０及び／又は回路基板１８０に実装されているＩＣによって構成されている発振回路及び温度補償回路を有している。発振回路は、４つの外部端子１１３のうち２つを介して水晶素子１２０に交流電圧を印加して所定の周波数の発振信号を生成する。温度補償回路は、温度変化に起因する水晶振動子１の周波数特性の変化を補償する。この際、温度補償回路は、４つの外部端子１１３のうち２つを介して得られる感温素子１３０からの検出信号（検出温度）に基づいて補償量を決定する。
【００６４】
電子機器１９０は、発振信号を利用する、あらゆる機器とされてよい。例えば、電子機器１９０は、携帯端末、パーソナルコンピューター（ＰＣ）、ＧＰＳ（Global Positioning System）機器、ＥＣＵ（engine control unit）とされてよい。
【００６５】
（寸法の一例）
以下に水晶振動子１の各部の寸法の一例を挙げる。
【００６６】
基板部１１０ａの長辺の長さは、例えば、１．５ｍｍ以上、２．０ｍｍ以上又は３．０ｍｍ以上とされてよく、また、４．０ｍｍ以下、３．０ｍｍ以下又は２．０ｍｍ以下とされてよく、上記の下限と上限とは、矛盾しない限り、適宜に組み合わされてよい。また、基板部１１０ａの短辺の長さは、例えば、基板部１１０ａの長辺の長さよりも短いことを条件として、１．０ｍｍ以上、１．５ｍｍ以上又は２．０ｍｍ以上とされてよく、また、３．０ｍｍ以下、２．０ｍｍ以下又は１．５ｍｍ以下とされてよく、上記の下限と上限とは、矛盾しない限り、適宜に組み合わされてよい。なお、この例示において、少数点第２位の値は四捨五入されているものとする。例えば、１．５ｍｍ以上は１．４６ｍｍを含み、４．０ｍｍ以下は４．０４ｍｍを含む。
【００６７】
基板部１１０ａの厚さは、例えば、５０μｍ以上又は８０μｍ以上とされてよく、また、１７０μｍ以下又は１５０μｍ以下とされてよく、上記の下限と上限とは、適宜に組み合わされてよい。なお、この例示において、少数第１位の値は四捨五入されているものとする。また、基板部１１０ａの厚さを基板部１１０ａの長辺の長さで割った値は、例えば、０．０３１以上又は０．０５０以上とされてよく、また、０．１０６以下又は０．０９４以下とされてよく、上記の下限と上限とは、適宜に組み合わされてよい。なお、この例示において、少数第４位の値は四捨五入されているものとする。
【００６８】
外部端子１１３の第２枠部１１０ｃの下面の外縁からの距離ｓ１は、例えば、１０μｍ以上又は３０μｍ以上とされてよく、また、１００μｍ以下又は９０μｍ以下とされてよく、上記の下限と上限とは、適宜に組み合わされてよい。なお、この例示において、少数第１位の値は四捨五入されているものとする。また、距離ｓ１を基板部１１０ａの長辺の長さで割った値は、例えば、０．０１３以上又は０．０３８以上とされてよく、また、０．１２５以下又は０．１１３以下とされてよく、上記の下限と上限とは、適宜に組み合わされてよい。なお、この例示において、少数第４位の値は四捨五入されているものとする。
【００６９】
４つの外部端子１１３を囲む最小の矩形の面積Ｓ２を基板部１１０ａの面積Ｓ１で割った値は、０．７３以上又は０．７５以上とされてよく、また、０．９７以下又は０．９１以下とされてよく、上記の下限と上限とは、適宜に組み合わされてよい。なお、この例示において、少数第３位の値は四捨五入されているものとする。
【００７０】
（水晶振動子の製造方法）
水晶振動子１の製造方法としては、公知の種々の製造方法が利用されてよい。例えば、素子搭載部材１００は、以下のように作製されてよい。
【００７１】
まず、基板部１１０ａ、第１枠部１１０ｂ及び第２枠部１１０ｃとなる複数のセラミックグリーンシートを用意する。第１枠部１１０ｂ及び第２枠部１１０ｃとなるセラミックグリーンシートには、第１凹部Ｋ１及び第２凹部Ｋ２となる開口部を形成する。また、この開口部の形成の前又は後に、複数のセラミックグリーンシートに各種の導体（外部端子１１３、電極パッド１１１及び接続パッド１１５等）となる導電ペーストを配置する。その後、複数のセラミックグリーンシートを積層して積層体を構成し、積層体を焼成する。
【００７２】
また、上記方法とは異なる素子搭載部材１００の作製方法を挙げることもできる。まず、基板部１１０ａ、第１枠部１１０ｂ及び第２枠部１１０ｃとなる複数のセラミックグリーンシートを用意する。この複数のセラミックグリーンシートに各種の導体（外部端子１１３、電極パッド１１１及び接続パッド１１５等）となる導電ペーストを配置する。次に、この複数のセラミックグリーンシートを積層して積層体を得る。次に、積層体に対してプレス加工によって第１凹部Ｋ１及び第２凹部Ｋ２を形成する。その後、積層体を焼成する。
【００７３】
以上のとおり、本実施形態では、水晶振動子１は、基板（基板部１１０ａ）と、枠体（第２枠部１１０ｃ）と、電極パッド１１１と、接続パッド１１５と、４つの外部端子１１３と、圧電素子（水晶素子１２０）と、感温部品（感温素子１３０）と、蓋体１４０とを有している。基板部１１０ａは矩形状である。第２枠部１１０ｃは、基板部１１０ａの下面のうちの基板部１１０ａの１対の短辺側の領域に位置している１対の部分（短辺部分）を含んでおり、当該１対の部分の間に凹部（第２凹部Ｋ２）を構成している。電極パッド１１１は、基板部１１０ａの上面に位置している。接続パッド１１５は、第２枠部１１０ｃ内で基板部１１０ａの下面に位置している。４つの外部端子１１３は、第２枠部１１０ｃの下面のうち４隅に位置している。水晶素子１２０は、電極パッド１１１に実装されている。感温素子１３０は、接続パッド１１５に実装されている。蓋体１４０は、水晶素子１２０を気密封止している。４つの外部端子１１３の少なくとも１つ（本実施形態では全て）の外部端子１１３は、第２枠部１１０ｃの外縁のうち当該外部端子１１３に隣接する長辺及び短辺の少なくとも一方（本実施形態では双方）から３０μｍ以上９０μｍ以下の距離で離間している。
【００７４】
従って、例えば、水晶振動子１の特性の変動を低減することができる。具体的には、以下のとおりである。
【００７５】
水晶振動子１は、回路基板１８０に実装される前と、回路基板１８０に実装された後とで特性が相違する。このような特性としては、例えば、ヒステリシス特性が挙げられる。ヒステリシス特性は、既述のように、温度変化に起因して生じる周波数の誤差が、同一の温度に対しても、温度上昇時と温度下降時とで異なる特性である。
【００７６】
ここで、水晶振動子１の素子搭載部材１００と回路基板１８０との熱膨張差に起因して生じる力は、回路基板１８０から外部端子１１３（及び接合材１８３）を介して素子搭載部材１００へ伝えられる。この力は、例えば、絶縁基体１１０に反り（曲げ変形）を生じさせようとする曲げ応力として作用する。この曲げ応力は、各電極パッド１１１及び／又は１対の電極パッド１１１を介して水晶素子１２０に伝わる。この水晶素子１２０に伝わる曲げ応力は、回路基板１８０に実装される前と、回路基板１８０に実装された後とでヒステリシス特性が相違する要因の一つとして挙げられる。
【００７７】
一方、本実施形態では、複数の外部端子１１３は、第２枠部１１０ｃの外縁から離れている。従って、複数の外部端子１１３が第２枠部１１０ｃの外縁に接している場合に比較して、回路基板１８０からの力が複数の外部端子１１３に対して作用する位置を互いに近づけることができる。その結果、回路基板１８０から複数の外部端子１１３を介して素子搭載部材１００に加えられる力は、基板部１１０ａに反りを生じさせる曲げ応力として作用しにくくなる。ひいては、水晶素子１２０に伝えられる曲げ応力が低減される。その結果、水晶振動子１のヒステリシス特性における、実装前と実装後との差が低減される。
【００７８】
水晶振動子１は、従来、実装前の状態においてヒステリシス特性を低減するように、形状及び寸法等について種々の提案がなされている。従って、実装前と実装後との間のヒステリシス特性の差を低減することによって、実装後においてヒステリシス特性を小さくすることができるようになる。別の観点では、実装前の状態でヒステリシス特性を小さくするための種々の提案を生かすことができる。ヒステリシス特性を小さくすることにより、例えば、温度補償の精度が向上する。
【００７９】
さらに、上記のように、第２枠部１１０ｃの外縁から外部端子１１３までの距離ｓ１が３０μｍ以上とした場合においては、例えば、距離ｓ１が０である場合に対して、ヒステリシス特性の実装前後の差に関して、有意な相違が認められる。すなわち、上述した効果を確認できる。また、距離ｓ１を９０μｍ以下とした場合においては、外部端子１１３を第２枠部１１０ｃの外縁から離しつつも、外部端子１１３を外側へ広げることができるから、外部端子１１３の面積確保が容易である。別の観点では、外部端子１１３にある程度の面積を確保したときに、複数の外部端子１１３同士が短絡してしまう蓋然性が低減される。
【００８０】
また、本実施形態では、４つの外部端子１１３それぞれが、第２枠部１１０ｃの外縁のうち各外部端子１１３に隣接する長辺及び短辺の双方から離れている。４つの外部端子１１３それぞれにおいて、第２枠部１１０ｃの外縁の長辺及び短辺からの距離ｓ１を第２枠部１１０ｃの外縁の長辺の長さで割った値（正規化長さ）が０．０３８以上０．１１３以下である。
【００８１】
この場合、例えば、４隅全ての外部端子１１３について、かつ第２枠部１１０ｃの外縁の長辺及び短辺の双方に距離ｓ１が確保されることから、上述した効果が得られやすい。また、例えば、距離ｓ１の正規化長さが０．０３８以上であることから、基板部１１０ａの長辺の長さに対して距離ｓ１が比較的大きい。その結果、ヒステリシス特性の実装前後の差が低減される効果が向上する。一方で、距離ｓ１の正規化長さが０．１１３以下であることから、外部端子１１３の面積確保が容易化される。
【００８２】
また、本実施形態では、基板部１１０ａと第２枠部１１０ｃとが直接に接合されている。すなわち、両者は一体的に形成されている。
【００８３】
この場合、例えば、第２枠部１１０ｃから基板部１１０ａへ応力が伝わりやすい。従って、第２枠部１１０ｃの外縁から外部端子１１３を離したことによる電極パッド１１１の直下における曲げ応力低減の効果が現れやすい。
【００８４】
また、本実施形態では、平面透視において、電極パッド１１１は、その全体が凹部（第２凹部Ｋ２）の外側に位置している。
【００８５】
この場合、例えば、電極パッド１１１の直下においては、基板部１１０ａの厚さだけでなく、第２枠部１１０ｃの厚さも確保される。従って、電極パッド１１１が第２凹部Ｋ２に重なっている場合に比較して、電極パッド１１１の直下において絶縁基体１１０の反りが低減される。別の観点では、電極パッド１１１の直下において曲げ応力が絶縁基体１１０の厚さ方向に分散される。ひいては、電極パッド１１１を介して水晶素子１２０に伝わる曲げ応力が低減される。その結果、ヒステリシス特性の実装前後の差を低減する効果が向上する。また、例えば、第２枠部１１０ｃが電極パッド１１１の全体に重なるほどに幅広にされることになるから、第２枠部１１０ｃの下面に位置する外部端子１１３の面積を確保しやすい。その結果、第２枠部１１０ｃの下面の外縁から外部端子１１３までの距離ｓ１を長く確保することが容易化される。
【００８６】
また、本実施形態では、第２凹部Ｋ２及び感温素子１３０は、基板部１１０ａの１対の長辺の対向方向（Ｄ２方向）を長手方向とする形状を有している。
【００８７】
外部端子１１３を第２枠部１１０ｃの外縁から離しつつ、外部端子１１３の面積をある程度確保しようとする場合、外部端子１１３の面積を第２凹部Ｋ２の近くで確保することになる。このとき、後述する第２実施形態（図５）との比較から理解されるように、第２凹部Ｋ２が基板部１１０ａの短手方向を長手方向としている場合、外部端子１１３の面積を基板部１１０ａの長手方向の中央側に確保しやすい。その結果、回路基板１８０から複数の外部端子１１３を介して基板部１１０ａに伝わる力は、基板部１１０ａの長手方向の中央側に作用し、基板部１１０ａの長手方向において基板部１１０ａに反りを生じさせるモーメントは小さくなる。基板部１１０ａの反りが生じやすいのは、長手方向においてであるから、長手方向に反りを生じさせるモーメントが低減されることによって、基板部１１０ａ全体として反りが効果的に低減される。また、感温素子１３０と基板部１１０ａとの熱膨張差による力は、感温素子１３０の長手方向において大きくなりやすい。従って、感温素子１３０の長手方向と、基板部１１０ａの反りが生じやすい基板部１１０ａの長手方向とが異なる方向とされていることにより、感温素子１３０と基板部１１０ａとの熱膨張差によって基板部１１０ａの反りが大きくなる蓋然性が低減される。
【００８８】
また、本実施形態では、水晶振動子１は、感温素子１３０及び基板部１１０ａの下面に密着している絶縁性の樹脂１３５を更に備えている。
【００８９】
回路基板１８０からの力が第２枠部１１０ｃに作用する位置は、外部端子１１３が第２枠部１１０ｃの外縁から離されることにより、第２凹部Ｋ２に近づく。その結果、例えば、外部端子１１３から第２枠部１１０ｃに作用する力に起因する応力は第２凹部Ｋ２内に位置している樹脂１３５に分散されやすくなる。従って、樹脂１３５が設けられていることにより、ヒステリシス特性の実装前後の差を低減する効果が向上する。
【００９０】
また、本実施形態では、電子機器１９０は、上記のような水晶振動子１と、基体（絶縁基板１８１）と、絶縁基板１８１の表面に位置しており、複数の外部端子１１３と接合されている複数の外部パッド１８２と、を有している。
【００９１】
このような電子機器１９０では、水晶振動子１の実装後のヒステリシス特性が低減されていることから、温度変化に起因する周波数の変動が低減された発振信号が得られる。その結果、例えば、電子機器１９０の動作が安定したり、動作の精度が向上したり、誤作動の蓋然性が低減されたりする。
【００９２】
［変形例］
図４は、変形例に係る水晶振動子１−１の底面図であり、図３に相当している。
【００９３】
この図に示すように、第２凹部Ｋ２の図心は、基板部１１０ａの図心に対して電極パッド１１１とは反対側（＋Ｄ１側）に位置していてもよい。この場合の図心同士のＤ１方向における離間距離は、適宜に設定されてよい。例えば、当該離間距離は、基板部１１０ａの長辺の長さの１／３０以上又は１／２０以上とされてよい。また、上記離間距離は、外部端子１１３の第２枠部１１０ｃの外縁からの距離ｓ１よりも短くてもよいし、同等でもよいし、長くてもよく、例えば、距離ｓ１の１／２以上又は１倍以上とされてよい。
【００９４】
このように第２凹部Ｋ２の図心を基板部１１０ａの図心に対して電極パッド１１１とは反対側に位置させると、例えば、電極パッド１１１と第２凹部Ｋ２との重なりを低減したり、重なりを無くしたりすることができる。その結果、例えば、電極パッド１１１の直下で絶縁基体１１０の厚みを確保して、電極パッド１１１の直下での絶縁基体１１０の撓み変形を低減することができる。ひいては、この撓み変形に起因するヒステリシス特性の実装前後の差を低減することができる。
【００９５】
［第２実施形態］
図５は、第２実施形態に係る水晶振動子２０１の底面図であり、図３に相当している。
【００９６】
水晶振動子２０１では、第２凹部Ｋ２は、基板部１１０ａの長手方向を長手方向とする形状を有している。１対の接続パッド１１５は、基板部１１０ａの長手方向に並べられている。感温素子１３０は、基板部１１０ａの長手方向を長手方向として１対の接続パッド１１５に実装されている。
【００９７】
このような構成においても、第２枠部１１０ｃの外縁から外部端子１１３を離すことによって、ヒステリシス特性の実装前後の差を低減し、ひいては、ヒステリシス特性を低減する効果が奏される。また、第２凹部Ｋ２と基板部１１０ａとで長手方向が一致している場合においては、第２枠部１１０ｃの幅を第２枠部１１０ｃの全周に亘って確保しやすいから、絶縁基体１１０全体として均等に強度を向上させやすい。
【００９８】
［第３実施形態］
図６は、第３実施形態に係る水晶振動子３０１の分解斜視図である。図７は、図６のVIII−VII線における断面図である。
【００９９】
水晶振動子３０１は、例えば、第１実施形態の水晶振動子１と同様に、断面においてＨ型のパッケージを実現するものである。ただし、本実施形態では、第１実施形態の第２枠部１１０ｃに対応する部材は、基板部３１０ａと一体形成される部材ではなく、基板部３１０ａが実装される配線基板３６０によって構成されている。具体的には、以下のとおりである。
【０１００】
水晶振動子３０１は、感温部品付きでない水晶振動子３０２と、当該水晶振動子３０２が実装されている配線基板３６０とを有している。水晶振動子３０２は、第１凹部Ｋ１が形成された容器状の素子搭載部材３００を有している。配線基板３６０は、開口部３６１を有している。水晶振動子３０２は、その下面によって開口部３６１を塞ぐように配線基板３６０に実装される。これにより、水晶振動子３０２の下面と開口部３６１の内周面とによって第２凹部Ｋ２が構成される。別の観点では、水晶振動子３０２のパッケージと、配線基板３６０とによってＨ型のパッケージが実現される。水晶振動子３０２の下面のうち、開口部３６１に露出する領域には、感温素子１３０が実装される。これにより、水晶振動子３０１は、感温部品付きの水晶振動子とされている。
【０１０１】
素子搭載部材３００の絶縁基体３１０は、第１実施形態の絶縁基体１１０から第２枠部１１０ｃを無くした構成である。すなわち、絶縁基体３１０は、基板部３１０ａと、第１枠部３１０ｂを有している。基板部３１０ａの下面には、素子搭載部材３００を配線基板３６０に実装するための複数（例えば４つ）の実装端子３１８（図７）が設けられている。
【０１０２】
４つの実装端子３１８は、例えば、基板部３１０ａの下面の４隅に位置している。４つの実装端子３１８のうち２つは、絶縁基体３１０に設けられた不図示の配線導体を介して１対の電極パッド１１１と電気的に接続されている。４つの実装端子３１８のうち他の２つは、絶縁基体３１０に設けられた不図示の配線導体を介して１対の接続パッド１１５と電気的に接続されている。
【０１０３】
配線基板３６０は、例えば、リジッド式のプリント配線基板と同様の構成とされてよい。配線基板３６０は、絶縁基板３６２と、絶縁基板３６２に設けられた各種の導体（例えば金属）とを有している。各種の導体は、例えば、水晶振動子３０２を配線基板３６０に実装するための複数（本実施形態では４つ）の実装パッド３６３、配線基板３６０（水晶振動子３０１）を回路基板１８０（図２参照）に実装するための複数（本実施形態では４つ）の外部端子１１３、及び複数の実装パッド３６３と複数の外部端子１１３とを接続する不図示の配線導体である。なお、特に図示しないが、配線基板３６０は、外部端子１１３及び実装パッド３６３を露出させつつ絶縁基板３６２を覆うソルダーレジストを有していてもよい。
【０１０４】
水晶振動子３０２の複数の実装端子３１８と配線基板３６０の複数の実装パッド３６３とは対向配置され、その間に介在する接合材３６５によって接合される。これにより、４つの外部端子１１３のうち２つは、１対の電極パッド１１１と電気的に接続される。また、４つの外部端子１１３のうち他の２つは、１対の接続パッド１１５と電気的に接続される。接合材３６５は、半田等によって構成されている。
【０１０５】
基板部１１０ａの下面と配線基板３６０の上面との間には、実装端子３１８、接合材３６５及び実装パッド３６３の合計厚さの大きさの隙間が構成されている。この隙間においては、第２凹部Ｋ２から水晶振動子３０１の側面外側へ、又はその反対方向へ気体が流れることが許容されていてもよいし、樹脂１３５が充填されることよって、そのような気体の流れが禁止されていてもよい。なお、樹脂１３５の第２凹部及び／又は感温素子１３０に対する充填高さは第１実施形態で述べたとおり、適宜に設定されてよい。
【０１０６】
配線基板３６０の絶縁基板３６２の外縁は、基板部１１０ａの外縁に対して、内側に位置していてもよいし、略一致していてもよいし、外側に位置していてもよい（図示の例）。絶縁基板３６２の外縁が基板部１１０ａの外縁に対して概ね一致している場合、例えば、実装端子３１８、実装パッド３６３及び外部端子１１３の形状及び大きさは、概略、同様である。また、例えば、絶縁基板３６２の外縁が基板部１１０ａの外縁よりも外側に位置している場合、例えば、上記と同様に、実装端子３１８、実装パッド３６３及び外部端子１１３の形状及び大きさは概ね同等とされてもよいし、外部端子１１３が実装パッド３６３及び実装端子３１８よりも面積が広くされたり、及び／又は外側に位置していたりしてもよいし、外部端子１１３及び実装パッド３６３が実装端子３１８よりも面積が広くされたり、及び／又は外側に位置していたりしてもよい。
【０１０７】
水晶振動子３０１の底面図は、第１実施形態の図３と同様である。従って、図３は、第２枠部１１０ｃの符号等を配線基板３６０の符号等に置換することにより、水晶振動子３０１の底面図として援用されてよい。また、第２枠部１１０ｃ（基板部１１０ａ）の外縁又は当該外縁がなす領域に対する外部端子１１３の相対的な位置及び大きさの説明も本実施形態に援用されてよい。
【０１０８】
第１実施形態では、基板部１１０ａの外縁と第２枠部１１０ｃの外縁とは略一致するものとした。従って、例えば、基板部１１０ａの外縁又は当該外縁がなす領域に対する外部端子１１３又は第２凹部Ｋ２の相対的な位置及び大きさと、第２枠部１１０ｃの外縁又は当該外縁がなす領域に対する外部端子１１３又は第２凹部Ｋ２の相対的な位置及び大きさとは区別せずに説明した。
【０１０９】
本実施形態においては、第１実施形態における外部端子１１３又は第２凹部Ｋ２の相対的な位置及び大きさの説明は、例えば、配線基板３６０の絶縁基板３６２の外縁又は当該外縁がなす領域に対する外部端子１１３又は第２凹部Ｋ２の相対的な位置及び大きさに適用されてよい。例えば、距離ｓ１及び面積比Ｓ２／Ｓ１は、絶縁基板３６２の外縁を基準に特定されてよい。
【０１１０】
加えて、第１実施形態における外部端子１１３又は第２凹部Ｋ２の相対的な位置及び大きさの説明は、基板部３１０ａの外縁又は当該外縁がなす領域に対する外部端子１１３又は第２凹部Ｋ２の相対的な位置及び大きさに適用されてもよい。例えば、距離ｓ１が３０μｍ以上９０μｍ以下という条件が絶縁基板３６２の外縁に対して成り立つとともに、基板部３１０ａの外縁に対しても成り立ってよい。
【０１１１】
なお、第１実施形態において、基板部１１０ａの外縁と第２枠部１１０ｃの外縁とが一致していない場合においては、例えば、本実施形態と同様に、距離ｓ１及び面積比等の条件は、第２枠部１１０ｃの外縁を基準として適用されてよい。加えて、基板部１１０ａに適用されてもよい。
【０１１２】
水晶振動子３０２の実装端子３１８は、基板部３１０ａの外縁に対して、接していてもよいし、離れていてもよい。離れている場合において、第１実施形態における基板部１１０ａ（第２枠部１１０ｃ）の外縁又は当該外縁がなす領域に対する外部端子１１３の相対的な位置及び大きさの説明は、基板部３１０ａの外縁又は当該外縁がなす領域に対する実装端子３１８の相対的な位置及び大きさの説明に援用されてもよいし、されなくてもよい。実装端子３１８の平面形状は、適宜な形状とされてよく、例えば、図３に示した外部端子１１３と同様に、基板部３１０ａの４辺に平行な４辺を有する矩形から、第２凹部Ｋ２側の一部が除去された形状とされてよい。
【０１１３】
配線基板３６０の実装パッド３６３は、配線基板３６０の絶縁基板３６２の外縁に対して、接していてもよいし、離れていてもよい。離れている場合において、第１実施形態における第２枠部１１０ｃの外縁又は当該外縁がなす領域に対する外部端子１１３の相対的な位置及び大きさの説明は、絶縁基板３６２の外縁又は当該外縁がなす領域に対する実装パッド３６３の相対的な位置及び大きさの説明に援用されてもよいし、されなくてもよい。実装パッド３６３の平面形状は、適宜な形状とされてよく、例えば、図３に示した外部端子１１３と同様に、絶縁基板３６２の４辺に平行な４辺を有する矩形から、第２凹部Ｋ２側の一部が除去された形状とされてよい。
【０１１４】
以上のとおり、本実施形態では、水晶振動子１は、基板（基板部３１０ａ）と、枠体（配線基板３６０の絶縁基板３６２）と、電極パッド１１１と、接続パッド１１５と、複数の外部端子１１３と、圧電素子（水晶素子１２０）と、感温部品（感温素子１３０）と、蓋体１４０とを有している。基板部３１０ａは矩形状である。絶縁基板３６２は、基板部３１０ａの下面のうちの基板部３１０ａの１対の短辺側の領域に位置している１対の部分（短辺部分）を含んでおり、当該１対の部分の間に凹部（第２凹部Ｋ２）を構成している。電極パッド１１１は、基板部３１０ａの上面に位置している。接続パッド１１５は、枠状の絶縁基板３６２内で基板部３１０ａの下面に位置している。複数の外部端子１１３は、絶縁基板３６２の下面に位置している。水晶素子１２０は、電極パッド１１１に実装されている。感温素子１３０は、接続パッド１１５に実装されている。蓋体１４０は、水晶素子１２０を気密封止している。複数の外部端子１１３それぞれは、絶縁基板３６２の外縁から３０μｍ以上９０μｍ以下の距離で離間している。
【０１１５】
従って、第１実施形態と同様の効果が奏される。具体的には、例えば、複数の外部端子１１３が絶縁基板３６２の外縁から離れていることから、回路基板１８０から複数の外部端子１１３を介して絶縁基板３６２に加えられる力は、絶縁基板３６２に反りを生じさせようとする曲げ応力として作用しにくくなる。これにより、配線基板３６０と基板部３１０ａとを接合している接合材３６５を介して配線基板３６０から基板部３１０ａへ伝わる曲げ応力が減じられる。ひいては、基板部３１０ａから導電性接着剤１５０を介して水晶素子１２０へ伝わる曲げ応力も減じられる。その結果、回路基板１８０に対する実装によって生じるヒステリシス特性の変化（増加）が低減され、ひいては、ヒステリシス特性自体も低減される。
【０１１６】
また、本実施形態では、水晶振動子３０１は、基板部３１０ａの下面に位置している実装端子３１８と、配線基板３６０の絶縁基板３６２の上面に位置している実装パッド３６３と、実装端子３１８と実装パッド３６３とを接合している導電性の接合材３６５と、を更に有している。
【０１１７】
この場合、例えば、第１実施形態に比較すると、絶縁基板３６２の反り及び／又は曲げ応力は、基板部３１０ａに直接には伝わらない。例えば、基板部３１０ａよりも絶縁基板３６２が沿ったり、基板部３１０ａと絶縁基板３６２との隙間に充填された樹脂１３５が応力を緩和する緩衝材として機能したりする。水晶振動子３０２、配線基板３６０及び回路基板１８０の寸法及び熱膨張係数等にもよるが、応力分布の態様によっては、第１実施形態よりも基板部３１０ａに生じる曲げ応力が低減される。
【０１１８】
［実施例］
寸法が互いに異なる実施例に係る水晶振動子を作製してその特性を測定した。その結果、枠体（第２枠部１１０ｃ等）の外縁からの外部端子１１３の距離ｓ１を大きくすることによってヒステリシス特性を低減できることを確認できた。具体的には、以下のとおりである。
【０１１９】
実施例に係る水晶振動子の構成は、第１実施形態のものとした。すなわち、枠体は、基板部１１０ａと一体的に形成される第２枠部１１０ｃによって構成されるものとした。また、第２凹部Ｋ２及び感温素子１３０の長手方向は、素子搭載部材１００の短手方向とされた。
【０１２０】
実施例に係る水晶振動子の主要な設計条件は、以下のとおりである。
水晶片１２１：ＡＴカット
水晶片１２１の厚さ：４３μｍ
基板部１１０ａの長辺の長さ：１．６ｍｍ
基板部１１０ａの短辺の長さ：１．２ｍｍ
基板部１１０ａの厚さ：１２０μｍ
第２枠部１１０ｃの厚さ：２３０μｍ
絶縁基体１１０の材料：アルミナセラミックス
距離ｓ１：５０μｍ以上１７０μｍ以下の範囲で１０μｍ毎に設定した。
【０１２１】
図８は、実施例に係る水晶振動子についての評価項目である正規化された周波数差ΔＦ／Ｆを説明するための概念図である。
【０１２２】
この図において横軸は温度Ｔ（℃）を示している。左側の縦軸は、水晶振動子における、発振信号の設計周波数Ｆ（Ｈｚ）と、実際に測定された周波数との差ｄＦ（Ｈｚ）を設計周波数Ｆで割って得られる正規化された周波数差ｄＦ／Ｆを示している。線Ｌｎ１は、温度上昇時における温度Ｔと周波数差ｄＦ／Ｆとの対応関係の一例を示している。線Ｌｎ２は、温度下降時における温度Ｔと周波数差ｄＦ／Ｆとの対応関係の一例を示している。
【０１２３】
この図から理解されるように、実際の周波数は、温度変化に起因して変化する。水晶振動子は、例えば、所定の基準温度Ｔ０において周波数差ｄＦ／Ｆが０に近づくように構成されている。基準温度Ｔ０は、例えば、いわゆる常温の範囲内（例えば５℃以上３５℃以下）において設定される。線Ｌｎ１及びＬｎ２それぞれは、３次関数によって近似可能である。既述の温度補償回路は、温度Ｔと周波数差ｄＦ（又は当該ｄＦに対応するキャパシタンス等の補正量）との対応関係を特定する式の係数及び定数、又はマップデータを有している。そして、感温素子１３０の検出温度に対応する周波数差ｄＦに基づいて発振信号の周波数を補正する。
【０１２４】
線Ｌｎ１及びＬｎ２の比較から理解されるように、温度上昇時と温度下降時とでは、温度Ｔと周波数差ｄＦ／Ｆとの対応関係は相違する。この特性は、既に述べているヒステリシス特性である。同一の温度に対応する、温度上昇時のｄＦ／Ｆと温度下降時のｄＦ／Ｆとの差を周波数差ΔＦ／Ｆとする。図８において、右側の縦軸は、周波数差ΔＦ／Ｆを示している。線Ｌｎ３は、温度Ｔと周波数差ΔＦ／Ｆとの対応関係を示している。周波数差ΔＦ／Ｆは温度Ｔに対して変化する。なお、図８では、ΔＦ／Ｆは実際よりも誇張されている。
【０１２５】
線Ｌｎ１及び線Ｌｎ２は、例えば、図示の範囲の下限側から上限側へ温度を上昇させたり、図示の範囲の上限側から下限側へ温度を下降させたりしつつ、発振信号の周波数を測定することによって得られる。しかし、実際に利用されている水晶振動子は、より複雑な温度変化（温度履歴）に晒される。従って、線Ｌｎ１及びＬｎ２それぞれに基づいて温度上昇時と温度下降時とで別個に温度補償量を規定することは行われておらず、同一の温度に対する温度補償量は、温度上昇時と温度下降時とで同一である。従って、周波数差ΔＦ／Ｆを小さくすると、例えば、温度補償の精度が向上する。
【０１２６】
図９は、回路基板１８０に実装された状態の水晶振動子のヒステリシス特性を示す図である。これらの図において、横軸は温度Ｔ（℃）を示している。縦軸は、図８を参照して説明した正規化された周波数差ΔＦ／Ｆ（ｐｐｂ：parts per billion）を示している。図中の複数の線は、距離ｓ１が互いに異なる複数の実施例における温度Ｔと周波数差ΔＦ／Ｆとの対応関係を示している。紙面右側では、線種と距離ｓ１（μｍ）との対応関係が示されている。また、その右側には、距離ｓ１を基板部１１０ａ（第２枠部１１０ｃ）の長辺の長さＬ１で割った値（ｓ１／Ｌ１）を付した。なお、特に図示しないが、回路基板１８０に実装される前の水晶振動子のΔＦ／Ｆは、概ね０±５０（ｐｐｂ）の範囲に収まっている。
【０１２７】
距離ｓ１＝０は比較例に係る水晶振動子の特性を示している。そして、距離ｓ１を０よりも大きくすることによって、周波数差ΔＦ／Ｆが小さくなっている。特に、距離ｓ１を３０μｍ以上（ｓ１／Ｌ１を０．０３７５以上（小数第４位を四捨五入することとして０．０３８以上））とすると、図示の温度範囲（−３０℃〜９０℃）の全体に亘って、比較例との有意な差が認められる。また、距離ｓ１が大きくされるほど、周波数差ΔＦ／Ｆは小さくなり、また、０に近づいている。従って、図示の範囲では、また、周波数差ΔＦ／Ｆを小さくする観点のみからは、距離ｓ１は大きいほどよいことがわかる。
【０１２８】
なお、以上の実施形態において、水晶振動子１、１−１、２０１及び３０１は、それぞれ圧電デバイスの一例である。基板部１１０ａ及び３１０ａはそれぞれ基板の一例である。第２凹部Ｋ２は凹部の一例である。第２枠部１１０ｃ及び配線基板３６０はそれぞれ枠体の一例である。水晶素子１２０は圧電素子の一例である。感温素子１３０は感温部品の一例である。
【０１２９】
本開示に係る技術は、以上の実施形態及び変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【０１３０】
上述した実施形態及び変形例は適宜に組み合わされてよい。例えば、図４に示した凹部（第２凹部Ｋ２）の図心を基板（基板部１１０ａ）又は枠体（第２枠部１１０ｃ）の外縁がなす領域の図心に対して電極パッド（１１１）とは反対側に位置させる構成は、第２又は第３実施形態に適用されてもよい。図５に示した凹部及び感温部品（感温素子１３０）の長手方向を基板又は枠体の長手方向にする構成は、第３実施形態に適用されてもよい。
【０１３１】
圧電素子は、振動子に利用される振動素子に限定されない。例えば、圧電素子は、ＳＡＷ（surface acoustic wave）素子等の弾性波素子であってもよいし、圧電振動型のジャイロセンサの振動素子であってもよい。別の観点では、圧電デバイスは、振動子又は発振器等の発振信号を生成するデバイスに限定されず、弾性波デバイスのように信号をフィルタリングするものであってもよいし、ジャイロセンサのように物理量を検出するセンサであってもよい。
【０１３２】
圧電素子に利用される圧電体は、水晶に限定されないし、別の観点では、単結晶に限定されない。例えば、圧電体は、セラミック（多結晶）、タンタル酸リチウムの単結晶、又はニオブ酸リチウムの単結晶であってもよい。
【０１３３】
感温部品は、狭義の温度センサ（感温素子、トランスデューサ）に限定されない。例えば、感温部品は、温度を変換した電気信号を処理する機能を有していてもよい。処理としては、例えば、増幅、変調、フィルタリング及び検出温度に基づく演算が挙げられる。換言すれば、感温部品は、感温素子を含む集積回路素子（ＩＣ：Integrated Circuit）であってもよい。
【０１３４】
上記の感温部品としてのＩＣは、圧電素子が振動子に利用される振動素子である場合において、振動素子に電圧を印加して発振信号を生成する発振回路と、感温素子の検出した温度に基づいて振動素子の周波数特性の温度補償を行う補償回路とを含むものであってもよい。すなわち、圧電デバイスは、温度補償型の発振器であってもよい。
【０１３５】
上記の感温部品としてのＩＣが発振回路及び補償回路を有している場合においては、例えば、振動素子とＩＣとが接続され、ＩＣと配線基板の外部端子とが接続される。換言すれば、振動素子と外部端子とは直接には接続されない。また、ＩＣの端子（感温部品の端子）から外部端子へ出力される電気信号は、例えば、発振信号であり、温度の情報を含む信号ではない。この例から理解されるように、感温部品は、接続パッドに温度に応じて生成された電気信号を出力せずに、感温部品の内部で利用してよい。
【０１３６】
実施形態では、基板（基板部１１０ａ）の上に第１枠部１１０ｂが設けられ、その上に平板状の蓋体が被せられた。ただし、第１枠部１１０ｂが設けられず、下方が開放された箱状の蓋体が基板の上面に接合されて、圧電素子が封止されてもよい。
【０１３７】
実施形態では、枠体（第２枠部１１０ｃ及び配線基板３６０）は、基板の全周に沿って延びる環状とされた。ただし、枠体は、環状でなくてもよい。例えば、枠体は、基板の１対の短辺に沿って延びる１対の部分を有し、基板の１対の長辺に沿って延びる部分を有さない構成とされてもよい。
【０１３８】
外部端子は、４つよりも多い数で設けられてよい。例えば、５つ以上の外部端子がパッケージの下面の外縁に沿って配列されていてもよい。外部パッド、接続パッド等の他の端子又はパッドについても同様に、図示した以外の数で設けられてよい。
【０１３９】
複数の外部端子は、その全てが枠体の下面の外縁から離れていなくてもよい。また、各外部端子の全体が枠体の下面の外縁から離れていなくてもよい。例えば、４隅の外部端子それぞれは、自己が隣接する長辺からのみ離れていたり、自己が隣接する短辺からのみ離れていたりしてもよい。
【符号の説明】
【０１４０】
１…水晶振動子（圧電デバイス）、１１０ａ…基板部（基板）、１１０ｃ…第２枠部（枠体）、１１１…電極パッド、１１３…外部端子、１１５…接続パッド、１２０…水晶素子（圧電素子）、１３０…感温素子（感温部品）、１４０…蓋体、Ｋ２…第２凹部（凹部）。
【図１】
2020088633.tif 000003
【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】
2020088633.tif 000008
【図７】
2020088633.tif 000009
【図８】
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【図９】
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