(57)【要約】  薄型化を進めることができ、厚み方向に外力が加わった場合の耐圧性に優れている圧電振動部品を提供する。  板状のエネルギー閉じ込め型の圧電振動子３の上下に第１，第２の接着剤層４，６を介して第１，第２の封止基板５，７がそれぞれ貼り合わされているサンドイッチ型の圧電振動部品であって、圧電振動子３を形成している圧電基板１１及び第１，第２の封止基板５，７の少なくとも１つにおいて、残りの部分よりも厚みが相対的に薄い薄肉部が形成されており、該薄肉部において第１または第２の接着剤層４，６を介して第１または第２の封止基板５，７と圧電基板１１とが貼り合わされている、圧電振動部品１。
2008152837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状のエネルギー閉じ込め型の圧電振動子と、
前記圧電振動子の振動を妨げないための空間を確保しつつ前記圧電振動子の上面に積層された第１の封止基板と、
前記圧電振動子の振動を妨げないための空間を確保しつつ前記圧電振動子の下面に積層された第２の封止基板と、
前記第１の封止基板を前記空間を確保しつつ前記圧電振動子の上面に接合している第１の接着剤層と、
前記第２の封止基板を前記空間を確保しつつ前記圧電振動子の下面に接合している第２の接着剤層とを備え、
前記第１，第２の接着剤層の少なくとも一方の接着剤層を介して前記圧電振動子と前記第１，第２の封止基板の少なくとも一方とが接着されている部分において、前記圧電振動子または前記封止基板の少なくとも一方に残りの部分に比べて相対的に厚みが薄い薄肉部が設けられていることを特徴とする、圧電振動部品。
【請求項２】
前記第１，第２の接着剤層の少なくとも一方の接着剤層を介して前記圧電振動子と前記第１，第２の封止基板の少なくとも一方とが接着されている部分において、前記相対的に厚みが薄い薄肉部においてのみ前記第１または第２の接着剤層で接着されており、前記圧電振動子または前記封止板の少なくとも一方における前記残りの部分で、第１または第２の接着剤層による接着が行われていない、請求項１に記載の圧電振動部品。
【請求項３】
前記薄肉部が前記エネルギー閉じ込め型の圧電振動子に設けられている、請求項１または２に記載の圧電振動部品。
【請求項４】
前記薄肉部が、前記圧電振動子の上面の高さを部分的に低く、かつ下面の高さを部分的に高くすることにより形成されており、第１，第２の接着剤層の双方が、薄肉部外の圧電振動子部分よりも圧電振動部の厚み方向中心側に至っている、請求項３に記載の圧電振動部品。
【請求項５】
前記薄肉部が前記第１及び第２の封止基板の少なくとも一方の封止基板に設けられている、請求項１または２に記載の圧電振動部品。
【請求項６】
前記薄肉部が、前記エネルギー閉じ込め型の圧電振動子の上面または下面の高さ位置を部分的に低くまたは高くすることにより形成された第１の薄肉部と、前記第２または第１の封止基板に設けられた第２の薄肉部とを有する、請求項１または２に記載の圧電振動部品。
【請求項７】
前記第１または第２の接着剤層が接着シートにより形成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の圧電振動部品。
【請求項８】
前記第１及び第２の封止基板の前記圧電振動子に向かう面の少なくとも一方に貼り合わされた補強材をさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の圧電振動部品。
【請求項９】
前記エネルギー閉じ込め型の圧電振動子が、圧電基板と、圧電基板を介して対向するように圧電基板の上面及び下面にそれぞれ設けられた第１，第２の振動電極とを有し、前記圧電基板の上面及び下面の少なくとも一方において前記第１，第２の振動電極が対向している圧電振動部の外側の領域に設けられており、先端が前記第１の封止基板の内面または前記第２の封止基板の内面に至っている支持部材をさらに備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の圧電振動部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー閉じ込め型の圧電振動子を一対の封止基板で狭持してなる圧電振動部品に関し、より詳細には、一対の封止基板が接着剤層により板状の圧電振動子に接合されているサンドイッチ型の構造を有する圧電振動部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、発振子や帯域フィルタとして、エネルギー閉じ込め型の圧電振動部品が広く用いられている。例えば、下記の特許文献１には、図１７（ａ）及び（ｂ）に斜視図及び底面図で示す圧電振動部品５０１が開示されている。圧電振動部品５０１は、積層体５０２を有する。この積層体５０２は、図１８に示されている板状のエネルギー閉じ込め型の圧電振動子５０３の上下に接着剤層５０６，５０７を介して、第１，第２の封止基板５０４，５０５を積層することにより形成されている。板状のエネルギー閉じ込め型の圧電振動子５０３は、圧電基板５１３の上面に設けられた第１の振動電極５１４と、下面に設けられており、第１の振動電極５１４と対向するように設けられた第２の振動電極とを有する。第１の振動電極５１４は、引き出し電極５１６に連ねられている。下面側においても、第２の振動電極が引き出し電極に連ねられている。【０００３】
第１，第２の接着剤層５０６，５０７は、開口５０６ａ，５０７ａを有する矩形枠状の形状を有している。従って、振動電極５１４と、下面側の振動電極が対向している圧電振動部の上下に振動を妨げないための空間が確保された状態で、圧電振動子５０３に、第１，第２の封止基板５０４，５０５が貼り合わされている。【０００４】
図１７（ａ），（ｂ）に示すように、積層体５０２の外表面には、外部との電気的接続を図るための外部電極５０８ａ〜５０８ｃ，５０９ａ〜５０９ｃ，５１０ａ，５１０ｂが形成されている。【０００５】
また、下記の特許文献２にも、同様の板状のエネルギー閉じ込め型の圧電振動子の上下に封止基板を接着剤により貼り合わせてなるサンドイッチ型の圧電振動部品が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１２４７７３号公報
【特許文献２】特開平１０−１９０４００号公報
【発明の開示】
【０００６】
近年、他の電子部品と同様に、圧電振動部品においても、薄型化が求められている。圧電振動部品５０１では、エネルギー閉じ込め型の圧電振動子５０３の厚みは使用する周波数特性によって決定されるため、圧電基板５１３の厚みを薄くすることは困難である。従って、薄型化を図るには、第１，第２の封止基板５０４，５０５の厚みを薄くしなければならない。
【０００７】
しかしながら、封止基板５０４，５０５の厚みを薄くした場合、機械的強度が大幅に低下することとなる。また、前述したように、圧電振動子５０３の圧電振動部の振動を阻害しないための空間を確保しなければならないため、積層体５０２では、外部からの圧力に対する耐性もさほど高くはない。従って、封止基板５０４，５０５の厚みをさほど薄くすることはできなかった。
【０００８】
近年、ＩＣカードなどでは、内蔵される部品をより薄くすることが求められている。そのため、このような用途に用いられる圧電発振子などの圧電振動部品では、より一層薄いことが求められる。また、ＩＣカードでは、通常、圧電振動部品は樹脂によりモールドされており、かつ、ＩＣカード面に直交する方向に指などにより力が強く加わるため、外部からの圧力に対する耐性、すなわち耐圧性に優れていることが強く求められている。
【０００９】
本発明の目的は、このような要求に応えるために、従来よりも一層薄型化でき、かつ外部からの圧力に対する耐圧性においても優れている圧電振動部品を提供することにある。
【００１０】
本発明に係る圧電振動部品は、板状のエネルギー閉じ込め型の圧電振動子と、前記圧電振動子の振動を妨げないための空間を確保しつつ前記圧電振動子の上面に積層された第１の封止基板と、前記圧電振動子の振動を妨げないための空間を確保しつつ前記圧電振動子の下面に積層された第２の封止基板と、前記第１の封止基板を前記空間を確保しつつ前記圧電振動子の上面に接合している第１の接着剤層と、前記第２の封止基板を前記空間を確保しつつ前記圧電振動子の下面に接合している第２の接着剤層とを備え、前記第１，第２の接着剤層の少なくとも一方の接着剤層を介して前記圧電振動子と前記第１，第２の封止基板の少なくとも一方とが接着されている部分において、前記圧電振動子または前記封止基板の少なくとも一方に残りの部分に比べて相対的に厚みが薄い薄肉部が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明において、薄肉部は、エネルギー閉じ込め型の圧電振動子に設けられていてもよく、あるいは第１及び第２の封止基板の少なくとも一方の封止基板に設けられていてもよい。
本発明のある特定の局面では、前記第１，第２の接着剤層の少なくとも一方の接着剤層を介して前記圧電振動子と前記第１，第２の封止基板の少なくとも一方とが接着されている部分において、前記相対的に厚みが薄い薄肉部においてのみ前記第１または第２の接着剤層で接着されており、前記圧電振動子または前記封止板の少なくとも一方における前記残りの部分で、第１または第２の接着剤層による接着が行われていない。この場合には、圧電基板及び封止基板の相対的に厚みが厚い残りの部分において接着が果たされないため、圧電振動部品の薄型化をより確実に果たすことが可能となる。
【００１２】
本発明の他の特定の局面では、前記薄肉部が、前記圧電振動子の上面の高さを部分的に低く、かつ下面の高さを部分的に高くすることにより形成されており、第１，第２の接着剤層の双方が、薄肉部外の圧電振動子部分よりも圧電振動部の厚み方向中心側に至っている。この場合には、第１の接着剤層側及び第２の接着剤層側の双方において、薄肉部が設けられているため、圧電振動部品のより一層の薄型化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明のさらに他の特定の局面では、前記薄肉部が、前記エネルギー閉じ込め型の圧電振動子の上面または下面の高さ位置を部分的に低くまたは高くすることにより形成された第１の薄肉部と、前記第２または第１の封止基板に設けられた第２の薄肉部とを有する。この場合には、圧電振動子及び封止基板の双方に薄肉部が設けられ、より一層の薄型化を図ることができる。
【００１４】
本発明に係る圧電振動部品では、好ましくは、前記第１及び第２の封止基板の前記圧電振動子に向かう面の少なくとも一方に貼り合わされた補強材がさらに備えられる。補強材が備えられているため、圧電振動部品の耐圧性をより一層高めることができる。
【００１５】
本発明に係る圧電振動部品では、好ましくは、前記エネルギー閉じ込め型の圧電振動子が、圧電基板と、圧電基板を介して対向するように圧電基板の上面及び下面にそれぞれ設けられた第１，第２の振動電極とを有し、前記圧電基板の上面及び下面の少なくとも一方において前記第１，第２の振動電極が対向している圧電振動部の外側の領域に設けられており、先端が前記第１の封止基板の内面または前記第２の封止基板の内面に至っている支持部材がさらに備えられている。この場合においても、圧電振動部品の厚み方向に加わる圧力に対する耐性を効果的に高めることが可能となる。
（発明の効果）
【００１６】
本発明によれば、第１，第２の接着剤層を介して、しかも圧電振動部の振動を妨げないための空間を確保しつつ、圧電振動子に第１，第２の封止基板が積層されているサンドイッチ型の圧電振動部品において、第１，第２の接着剤層の少なくとも一方の接着剤層を介して、圧電振動子と第１，第２の封止基板の少なくとも一方が接着されている部分において、圧電振動子または封止基板の少なくとも一方に残りの部分に比べて相対的に厚みが薄い薄肉部が設けられているため、上記空間を確実に確保しつつ、圧電振動部品の薄型化を図ることが可能となる。しかも、上記薄肉部は、第１，第２の接着剤層の少なくとも一方が設けられる部分に形成されているにすぎないため、圧電振動部品の圧電振動部付近における耐圧性も低下し難い。
【００１７】
よって、例えばＩＣカードに埋め込まれる用途などに好適な、薄くかつ耐圧性に優れた圧電振動部品を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電振動部品の正面断面図及び斜視図である。
【図２】図２は、第１の実施形態の圧電振動部品の積層体の分解斜視図である。
【図３】図３は、第１の実施形態及び比較例の圧電振動部品について、耐圧試験を行った結果を示す図である。
【図４】図４は、実施形態の圧電振動部品について、薄肉部を形成するための溝の深さを変化させた場合の耐圧試験における不良品発生率の変化を示す図である。
【図５】図５は、実施形態の圧電振動部品において、薄肉部を形成するための溝の幅を変化させた場合の耐圧試験における不良品発生率の変動を示す図である。
【図６】図６は、有限要素法により解析した比較例の圧電振動部品の模式的正面断面図である。
【図７】図７は、図６に示した比較例の圧電振動部品の有限要素法により解析した応力解析結果を示す図である。
【図８】図８は、実施形態の圧電振動部品について有限要素法により解析した応力解析結果を示す図である。
【図９】図９は、実施例及び比較例の圧電振動部品において上方の第１の封止基板上の位置と、変位量との関係を示す図である。
【図１０】図１０は、実施例及び比較例の圧電振動部品において上方の第１の封止基板上の位置と、外力が加わった場合の応力の大きさとの関係を示す図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態の第１の変形例に係る圧電振動部品の正面断面図である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態の第２の変形例に係る圧電振動部品の正面断面図である。
【図１３】図１３は、第１の実施形態の第３の変形例に係る圧電振動部品の正面断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第２の実施形態に係る圧電振動部品の正面断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の第３の実施形態に係る圧電振動部品の正面断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の第２の実施形態の変形例に係る圧電振動部品の正面断面図である。
【図１７】図１７（ａ），（ｂ）は、従来の圧電振動部品の斜視図及び模式的底面図である。
【図１８】図１８は、図１７に示した従来の圧電振動部品の積層体の分解斜視図である。
【符号の説明】
【００１９】
１…圧電振動部品
２…積層体
３…圧電振動子
４…第１の接着剤層
５…第１の封止基板
６…第２の接着剤層
７…第２の封止基板
１１…圧電基板
１１ａ…上面
１１ｂ…下面
１１ｃ，１１ｄ…端面
１１ｅ，１１ｆ…薄肉部
１１ｇ，１１ｈ…薄肉部
５１…圧電振動部品
６１…圧電振動部品
７１…圧電振動部品
８１…圧電振動部品
８２，８３…補強材
９１…圧電振動部品
９２，９３…支持部材
９４…圧電振動部品
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。【００２１】
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電振動部品の正面断面図及び斜視図である。【００２２】
本実施形態の圧電振動部品１は、積層体２を有する。積層体２では、板状のエネルギー閉じ込め型の圧電振動子３の上面側に第１の接着剤層４を介して第１の封止基板５が積層されている。また、圧電振動子３の下面側には、第２の接着剤層６を介して第２の封止基板７が積層されている。図２は、この積層体の分解斜視図を示す。【００２３】
図２に示すように、エネルギー閉じ込め型の圧電振動子３は、全体が略矩形板状の形状を有する。圧電振動子３は、本実施形態では、厚み縦３倍波を利用したエネルギー閉じ込め型の圧電振動子である。ここでは、略矩形板状の圧電基板１１の上面中央に、第１の振動電極１２が形成されている。第１の振動電極１２と表裏対向するように、圧電基板１１の下面には、第２の振動電極１３が形成されている。【００２４】
他方、第１，第２の振動電極１２，１３は、圧電基板１１の上面及び下面において、それぞれ中央に部分的に形成されている。振動電極１２，１３が表裏対向している部分がエネルギー閉じ込め型の圧電振動部を構成している。【００２５】
図２に示すように、振動電極１２に連ねられて、引き出し電極１４が形成されている。引き出し電極１４は、圧電基板１１の上面１１ａと、一方の端面１１ｃとのなす端縁に至るように形成されている。また、下面側の第２の振動電極１３もまた、図示しない第２の引き出し電極に電気的に接続されている。第２の引き出し電極は、圧電基板１１の下面１１ｂと、端面１１ｄとのなす端縁に至るように形成されている。【００２６】
ところで、本実施形態では、圧電基板１１は、薄肉部１１ｅ，１１ｆ，１１ｘ，１１ｙを有する。薄肉部１１ｅ，１１ｆ，１１ｘ，１１ｙにより、矩形枠状の薄肉部が形成されている。なお、本発明において、薄肉部は必ずしも枠状とされる必要はない。すなわち、圧電振動部の周囲を完全に囲むように形成されずともよい。薄肉部１１ｅは、上面１１ａ及び下面１１ｂにおいて、端面１１ｃと上面１１ａまたは下面１１ｂとのなす端縁に沿う、細長い矩形の領域において、圧電基板１１の厚みを薄くすることにより形成されている。同様に、薄肉部１１ｆは、圧電基板１１の上面１１ａ及び下面１１ｂにおいて、端面１１ｄとのなす端縁に沿う近傍の細長い矩形領域において、圧電基板１１の厚みを薄くすることにより形成されている。【００２７】
該薄肉部１１ｘは、上面１１ａ及び下面１１ｂにおいて、端面１１ｃ，１１ｄを結ぶ一方の側面と、上面１１ａまたは下面１１ｂとのなす端縁に沿う、細長い矩形の領域において、圧電基板１１の厚みを薄くすることにより形成されている。同様に、薄肉部１１ｙは、圧電基板１１の他方の側面側において同様に、他方の側面と上面１１ａまたは下面１１ｂとの端縁に沿う、細長い矩形の領域において、圧電基板１１の厚みを薄くすることにより形成されている。薄肉部１１ｘ，１１ｙは、薄肉部１１ｅ，１１ｆと上記の通り同様に形成されているため、薄肉部１１ｅ，１１ｆを代表して以下においてより詳細に説明することとする。【００２８】
言い換えれば、端面１１ｃに沿うように、圧電基板１１の上面１１ａ側及び下面１１ｂ側から溝を形成することにより、薄肉部１１ｅは、薄肉部１１ｅが形成される領域において、圧電基板１１の上面の高さを低くし、下面の高さを高くすることにより形成されている。また、薄肉部１１ｆは、該薄肉部１１ｆが形成される領域において、圧電基板１１の上面の高さを低くし、下面の高さを低くすることにより形成されている。このような圧電基板１１の上面１１ａ及び下面１１ｂの一部の高さ位置を変更するには、例えば圧電基板１１の上面１１ａ側及び／または下面１１ｂ側から溝を形成する方法などを用いることができる。すなわち、圧電基板１１を得た後に圧電基板１１を加工する方法を用いることができる。もっとも、上記薄肉部１１ｅ，１１ｆは、矩形板状の圧電基板を得た後に後加工して形成する必要は必ずしもない。例えば、複数枚の圧電セラミックグリーンシートを積層するに際し、薄肉部１１ｅ，１１ｆが形成される部分のみセラミックグリーンシートの積層数を少なくすることによって、薄肉部１１ｅ，１１ｆを形成してもよい。あるいは、焼成前のセラミック成形体を得るにあたり、粉末成形法などにより、薄肉部１１ｅ，１１ｆを有する成形体を得てもよい。【００２９】
上記のように、薄肉部１１ｅ，１１ｆ，１１ｘ，１１ｙは、圧電基板１１の残りの部分に比べて厚みが薄い部分に相当する。【００３０】
なお、前述した第１の引き出し電極１４は、上記薄肉部１１ｅにおいて、端面１１ｃと薄肉部１１ｅにおける圧電基板１１の上面とのなす端縁に至るように形成されている。同様に、第２の引き出し電極もまた、薄肉部１１ｆ上に至るように形成されている。【００３１】
なお、図１（ａ）では、上記振動電極１２，１３が図示されており、引き出し電極１４は図示されていない。これは、図２の矢印Ａ−Ａ線に沿う部分に相当する断面が図１（ａ）において図示されていることによる。【００３２】
上記圧電基板１１は、チタン酸鉛系セラミックスなどの適宜の圧電セラミックスにより構成されており、厚み方向に分極処理されている。【００３３】
また、上記振動電極１２，１３及び引き出し電極１４などは、Ａｇ、Ｃｕまたはこれらの合金などの適宜の材料により形成されている。【００３４】
また、上記第１，第２の接着剤層４，６は、エポキシ系接着剤などの適宜の熱硬化性接着剤、あるいは適宜の紫外線硬化型接着剤等により形成することができる。【００３５】
さらに、上記封止基板５，７は、アルミナなどの適宜の絶縁性セラミックス、あるいは合成樹脂などからなる。製造に際しては、上記圧電振動子３の上下に、接着剤層４，６を形成するための接着剤を介在させた状態で、第１，第２の封止基板５，７を積層する。同時に、または次に、熱または紫外線の照射等により接着剤を硬化させ、第１，第２の接着剤層４，６を形成する。それによって、積層体２が得られる。なお、図１（ａ）では接着剤層と圧電振動子の側壁との間にはギャップが存在していたが、両者は密着していてもよい。【００３６】
また、図１（ｂ）に示すように、上記積層体２の外表面には、適宜、複数の外部電極８ａ〜８ｈが形成される。外部電極８ａ〜８ｈは、引き出し電極１４または第２の引き出し電極あるいは外部のアース電位に接続される電極に相当する。【００３７】
本実施形態の圧電振動部分１の特徴は、上記薄肉部１１ｅ，１１ｆ，１１ｘ，１１ｙが設けられている部分において、圧電振動子３が、第１，第２の接着剤層４，６を介して、封止基板５，７に貼り合わされていることにある。
より詳細には、上記薄肉部１１ｅ，１１ｆ，１１ｘ，１１ｙが設けられている部分においてのみ、第１または第２の接着剤層４または６を介して、圧電振動素子３が封止基板５，７に貼り合わされている。すなわち、薄肉部１１ｅ，１１ｆ，１１ｘ，１１ｙにおいてのみ接着が果たされており、薄肉部１１ｅ，１１ｆ，１１ｘ，１１ｙ以外の圧電基板１１の残りの部分では圧電振動素子３は封止基板５，７に接着剤により貼り合わされていない。【００３８】
すなわち、図１（ａ）に示すように、圧電振動部品１の圧電振動部の振動を妨げないための空間Ｘ，Ｘを確保するように、封止基板５，７を圧電振動子３に貼り合わせねばならない。従って、ある程度の厚みの接着剤層４，６を形成しなければならない。しかしながら、本実施形態では、上記薄肉部１１ｅ，１１ｆ，１１ｘ，１１ｙが、第１，第２の接着剤層４，６により封止基板５，７に貼り合わされている。従って、接着剤層４，６の厚みを接着強度が発現するのに十分な厚みとしつつ、接着剤層４，６の厚みの一部を、圧電基板１１の厚みの一部で吸収することができる。薄肉部１１ｅ，１１ｆ，１１ｘ，１１ｙの厚みと、圧電基板１１の残りの部分の厚みとの差の分だけ、積層体２の厚みを、薄肉部１１ｅ，１１ｆ，１１ｘ，１１ｙが設けられていない相当の構造に比べて薄くすることができる。よって、同じ厚みの封止基板５，７及び圧電振動子３を用い、耐圧性を低めることなく、圧電振動部品１の薄型化を進めることが可能となる。【００３９】
これを具体的な実験例に基づき明らかにする。【００４０】
（上記実施形態の圧電振動部品の作製）
２．５×２．０×０．１６ｍｍの寸法のチタン酸鉛系圧電セラミックスからなる圧電基板１１を用意した。なお、圧電基板１１において、上記薄肉部１１ｅ，１１ｆ，１１ｘ，１１ｙを形成するために、圧電基板１１の上面及び下面において、端面１１ｃ，１１ｄと平行にかつ端面１１ｃ，１１ｄもしくは側面に沿うように、０．３５〜０．５５ｍｍの幅の薄肉部１１ｅ，１１ｆ，１１ｘ，１１ｙを形成した。なお、実際には、マザーの圧電基板を用意し、上記薄肉部に相当する部分に０．３５〜０．５５ｍｍの幅の溝を機械加工により形成し、しかる後、マザーの圧電基板を切断することにより、上記薄肉部１１ｅ，１１ｆ，１１ｘ，１１ｙを有する圧電基板１１を用意した。なお溝の深さは２５〜４５μｍの間とした。【００４１】
第１，第２の封止基板５，７としては、２．５×２．０×０．０８ｍｍの矩形のウォラストナイト系ガラスセラミックス基板を用いた。また、第１，第２の接着剤層４，６の矩形枠状の形状における枠部分の幅方向寸法、すなわち薄肉部を接合している部分の幅方向寸法は０．３５ｍｍとし、接着剤層の硬化前の厚みは４５±５μｍとした。この接着剤層４，６の形式に際しては、矩形枠状のエポキシ系接着剤からなる未硬化の接着シートを圧電振動子３の上下に積層し、封止基板５，７を積層して、しかる後１６５℃の温度に３０分維持することにより加熱した。上記のようにして、上記実施形態の圧電振動部品１を作製した。【００４２】
また、比較のために、上記薄肉部を形成しなかったことを除いては、上記と同様にして、比較例の圧電振動部品を作製した。比較例の圧電振動部品の厚みは４４０μｍであった。【００４３】
これに対して、薄肉部１１ｅ，１１ｆ，１１ｘ，１１ｙを形成するための溝の深さの合計は４５μｍであり、本実施形態では、圧電振動部品の厚みは約４００μｍとなっていた。よって、上記比較例の圧電振動部品６０１に比べて、薄型化を図り得ることがわかる。【００４４】
上記のようにして得られた実施例及び比較例の圧電振動部品について、以下の要領で圧力耐性を測定した。【００４５】
水を満たしたチャンバー内に圧電振動部品を沈め、チャンバー内に圧力をかけ、所定の圧力に達した段階で１分保持した後、圧力を除いた。しかる後、チャンバーから圧電振動部品を取り出した。取り出された圧電振動部品において、封止基板の外観を観察し、割れや欠けの有無を調べた。結果を図３に示す。図３において、●が比較例の結果を、○が上記実施形態の結果を示し、図３の横軸は上記所定の圧力としての静水圧の大きさを、縦軸は割れや欠けが認められた不良品発生率を示す。不良品発生率は、実施形態及び比較例の各１０個の圧電振動部品について行った試験結果により求めた割合である。【００４６】
図３から明らかなように、比較例の圧電振動部品では、上記静水圧を５ＭＰａから２０ＭＰａまで変化させたとしても、いずれの場合においても、割れや欠けが封止基板に認められ、従って不良品発生率が１００％であった。【００４７】
これに対して、上記実施形態の圧電振動部品１では、静水圧が高くなるにつれて不良品発生率は高まったものの、５ＭＰａでは不良品は生じず、２０ＭＰａの静水圧を加えた場合であっても、８０％に留まった。従って、上記比較例に比べて、上記実施形態によれば、耐圧性を効果的に高め得ることがわかる。なお、本実施形態の圧電振動部品において耐圧性が高められる理由については後述する。【００４８】
なお、図３の結果は、上記薄肉部を形成するにあたり、図１（ａ）に示す薄肉部の幅Ｗ、すなわち、端面１１ｃ，１１ｄまたは側面から薄肉部の内側端縁までの寸法を０．４５ｍｍ、深さを３５μｍとした場合の結果を示す。【００４９】
次に、上記薄肉部１１ｅ，１１ｆ，１１ｘ，１１ｙの幅を０．３５ｍｍ、耐圧試験における静水圧を１０ＭＰａとし、薄肉部１１ｅ，１１ｆ，１１ｘ，１１ｙを形成するための溝の深さＤを変化させ、同様に耐圧試験を行った。結果を図４に示す。【００５０】
図４から明らかなように、薄肉部を形成するための溝深さＤが変化すると不良品発生率が変化すること、特に深さＤが深くなるほど、すなわち薄肉部の厚みが薄くなるほど、不良品発生率が低くなることがわかる。特に、薄肉部と圧電基板の残りの部分との厚みの差が圧電基板の２０％以上とされている場合、すなわち図４における溝の深さが３５μｍ以上とされている場合、不良品発生率を１０％以下と著しく低め得ることがわかる。【００５１】
また、上記薄肉部１１ｅ，１１ｆ，１１ｘ，１１ｙを形成するにあたり、溝の深さＤを３５μｍに固定し、耐圧試験における静水圧を１０ＭＰａに固定し、上記溝の幅を変化させた場合の結果を図５に示す。【００５２】
図５から明らかなように、上記薄肉部１１ｅ，１１ｆ，１１ｘ，１１ｙの幅Ｗが大きくなるほど、不良品発生率が低くなり、溝幅が０．４５ｍｍを越えると、不良品発生率は１０％程度で飽和することがわかる。従って、好ましくは、上記幅が０．４５ｍｍ以上、すなわち圧電基板の薄肉部の端面１１ｃ，１１ｄから内側に至る寸法である幅方向寸法を、圧電基板の薄肉部以外の厚み寸法に対して２５０％以上とすれば、不良品発生率を著しく低め得ることがわかる。なお、接着剤層の幅を狭くすることでも同様の効果が得られる。【００５３】
なお、上記溝が深くなることは、接着剤層４，６を構成する接着シートの厚みは一定であるため、第１，第２の封止基板５，７と圧電基板１１との間の距離が短くなることを意味する。従って、それによっても、薄肉部を形成するための溝の深さＤを大きくすることにより、圧力耐性を高め得ることがわかる。【００５４】
次に、上記のように、実施形態の圧電振動部品１において、耐圧性が高められることを、有限要素法による応力の解析結果により明らかにする。【００５５】
図６は、参考例として用意した従来の圧電振動部品の略図的正面断面図であり、上記実施形態と相当の部分については相当の参照番号を付することとする。すなわち、実施形態と同一の部分に対して、６００を加えた参照番号で同一部分を示すこととする。【００５６】
ここでは、圧電振動子６０３において、圧電基板６１１に薄肉部が設けられていない。【００５７】
圧電振動部品６０１の上方から圧力を加えた場合の圧電振動子６０１における応力分布を有限要素法で解析した結果を図７に示す。また、図８に、上記実施形態の圧電振動部品１における同様の応力解析結果を示す。【００５８】
図７及び図８を比較すれば明らかなように、積層体の上面側から応力が加わった場合、図６に示した圧電振動部品６０１では、空間の厚みが比較的大きいためか、圧電振動部の上方において、第１の封止基板６０５が大きく反っていることがわかる。これに対して、上記実施形態の圧電振動部品では、第１の封止基板５の撓みが比較的小さいことがわかる。【００５９】
図９は、図６に示したモデルの圧電振動部品６０１における第１の封止基板６０４の上面における一方端面から他方端面側に向かう位置と変位量の関係、並びに上記実施形態の圧電振動部品における第１の封止基板４の上面における端面１１ｃ側から端面１１ｆ側に至る位置と変位量との関係を示す図である。なお、ここでは、比較のために用意した圧電振動部品６０１における第１の封止基板の上面の最大変位量を１として規格化した変位量を図９の縦軸とした。実線が実施形態の結果を示し、破線が比較例の結果を示す。【００６０】
最も変位量が大きい封止基板中央部分において、本実施形態によれば、比較のために用意した圧電振動部品６０１に比べて、変位量が十分に小さいことがわかる。【００６１】
また、図１０は、同様にして評価した、上記実施形態及び比較例において第１の封止基板の上面における応力の分布を示す図である。図１０の縦軸は、応力の規格化値であり、圧電振動部品６０１の最大応力を１として規格化した応力値である。図１０の破線から明らかなように、圧電振動部品６０１では、第１，第２の接着剤層により接合されている部分近傍において大きな応力が生じている。これに対して、実線で示すように、上記実施形態の圧電振動部品１では、この部分における応力上昇も非常に小さいことがわかる。【００６２】
よって、図９及び図１０の結果からも、本実施形態の圧電振動部品１では、耐圧性が効果的に高め得ることがわかる。【００６３】
なお、上記有限要素法による応力の解析に際しては、圧電基板における薄肉部を形成するための溝の深さを４０μｍ、溝幅すなわち端面１１ｃ，１１ｄを結ぶ方向における溝の寸法を４５０μｍとし、接着剤層の厚みは５０μｍ及び幅は０．４５ｍｍとした。【００６４】
上記実施形態の圧電振動部品１では、前記圧電基板１１の上面の高さを部分的に低めることにより、かつ下面の高さを部分的に高くすることにより、薄肉部１１ｅ，１１ｆ，１１ｘ，１１ｙが形成されていた。すなわち、圧電基板１１の上面１１ａ側及び下面１１ｂ側の双方から圧電基板１１の厚みを薄くするようにして薄肉部１１ｅ，１１ｆ，１１ｘ，１１ｙが形成されていた。従って、第１，第２の接着剤層４，６の双方が、薄肉部外の圧電振動子部分よりも圧電基板の厚み方向中心側に至っていた。【００６５】
もっとも、本発明においては、薄肉部は、圧電振動子及び封止基板のいずれの側に設けられてもよく、また圧電振動子の上面の高さ及び下面の一方のみを変化させて形成されていてもよい。このような変形例を、図１１〜図１３に示す。なお、以下の各変形例及び第２，３の実施形態等においても、平面形状が矩形枠状の薄肉部が形成されている。すなわち、正面断面図で図示されている部分の薄肉部以外に、圧電基板１１の側面に沿うように設けられた薄肉部も上記第１の実施形態の場合と同様に形成されていることを指摘しておく。【００６６】
図１１に示す第１の変形例に係る圧電振動部品５１では、圧電振動子５３は、一様な厚みの圧電基板１１Ａを有する。すなわち、圧電振動子５３側に薄肉部は設けられていない。ここでは、第１の封止基板５５及び第２の封止基板５７に、それぞれ、薄肉部５５ａ，５５ｂ，５７ａ，５７ｂが設けられている。言い換えれば、封止基板５５の下面の高さ位置を部分的に高くするようにマザーの封止基板段階で溝を形成することにより、薄肉部５５ａ，５５ｂが設けられている。該薄肉部５５ａ，５５ｂにおいて、第１の接着剤層３により封止基板５５が圧電振動子５３に貼り合わされている。同様に、封止基板５７の内面に、すなわち上面の高さ位置を部分的に低くして残りの部分よりも厚みを薄くすることにより、薄肉部５７ａ，５７ｂが形成されている。該薄肉部５７ａ，５７ｂにおいて、第２の接着剤層６により、圧電振動子５３に封止基板５７が貼り合わされている。このように、薄肉部は封止基板５５，５７側に形成されてもよい。
本変形例の圧電振動部品５１においても、上記薄肉部５５ａ，５５ｂ，５７ａ，５７ｂが設けられている部分においてのみ第１または第２の接着剤層４または６による接着が行われている。すなわち、封止基板５５，５７の薄肉部以外の残りの部分では、封止基板５５，５７は圧電振動子５３に接着剤により接着されていない。【００６７】
図１２に示す第２の変形例の圧電振動部品６１では、圧電振動子６３において圧電基板１１Ｂの上面において、端面１１ｃ，１１ｄに沿うように高さ位置を低めるように厚みを薄くする加工を施し、溝を形成することにより、薄肉部１１ｇ，１１ｈが形成されている。もっとも、圧電基板１１Ｂの下面側は面一とされている。他方、第２の封止基板６７においても、内面すなわち上面の一部の高さ位置を低めるように、封止基板６７を部分的に厚みを薄くすることにより、薄肉部６７ａ，６７ｂが設けられている。薄肉部１１ｇ，１１ｈにおいて、第１の接着剤層４を介して封止基板５が貼り合わされており、他方、圧電振動子６３の下面側においては、封止基板６７の薄肉部６７ａ，６７ｂにおいて、第２の接着剤層６を介して封止基板６７に圧電振動子６３が貼り合わされている。このように、薄肉部は、圧電振動子及び封止基板のそれぞれに設けられてもよい。【００６８】
図１３に示す第３の変形例に係る圧電振動部品７１では、図１２に示した圧電振動部品６１と同様に、圧電振動子６３の圧電基板１１Ｂの上面に溝を形成することにより、薄肉部１１ｇ，１１ｈが形成されている。もっとも、ここでは、第２の封止基板７には薄肉部は設けられていない。この場合においても、薄肉部１１ｇ，１１ｈが設けられている分だけ、圧電振動部品全体としての厚みを低減でき、かつ圧力耐性を封止基板５側において高めることができる。もっとも、図１３から明らかなように、同じ厚みの第２の接着剤層を用いた場合、圧電振動部品７１に比べて、圧電振動部品１，５１，６１の方が、第２の封止基板側における圧力耐性を高めることができるとともに、より一層薄型化を図り得るため、上記実施形態及び第１，第２の変形例が好ましい。【００６９】
また、図１４は、本発明の第２の実施形態に係る圧電振動部品の正面断面図である。第２の実施形態の圧電振動部品８１では、第１の封止基板５の内面及び第２の封止基板７の内面に、それぞれ補強材８２，８３が貼り合わされていることを除いては、実施形態の圧電振動部品１と同様である。補強材８２，８３を第１，第２の封止基板５，７の内面に貼り合わせることにより、耐圧性をより高めることができる。この補強材８２，８３を構成する材料としては、封止基板５，７の撓みを抑制し得るように補強し得る適宜の材料を用いることができる。このような材料としては、セラミックス、金属、合成樹脂などの適宜の材料を挙げることができる。【００７０】
もっとも、振動電極との導通を防止するために、補強材８２，８３は絶縁性材料からなることが望ましい。【００７１】
また、図１５に示す第３の実施形態の圧電振動部品９１では、圧電振動子３の圧電振動部周囲の領域であって、薄肉部以外の領域において、圧電基板１１の上面１１ａ及び下面１１ｂ上に、支持部材９２，９３が設けられている。その他の点については、圧電振動部品９１は、圧電振動部品１と同様に構成されている。【００７２】
支持部材９２，９３は、その先端が封止基板５の内面及び封止基板７の内面に至っている。それによって、封止基板５，７の変形が抑制される。【００７３】
ここでは、環状の支持部材９２，９３が圧電基板１１の上面１１ａ上及び下面１１ｂ上に設けられている。支持部材９２，９３は、上記補強材８２，８３と同様に、封止基板５，７の撓みを抑制し得るように作用する。従って、上記支持部材９２，９３を構成する材料としては、このような作用を果たし得る限り、適宜の金属、合成樹脂またはセラミックスを用いることができる。【００７４】
なお、環状の支持部材９２，９３に代えて、複数の支持部材を圧電振動部の周囲に配置してもよい。【００７５】
また、図１６に示す変形例の圧電振動部品９４のように、図１４に示した補強材８２，８３と、図１５に示した支持部材９２，９３の双方を設けてもよい。この場合には、より一層封止基板５，７の変形を抑制することができ、耐圧性を高めることができる。【００７６】
なお、本発明におけるエネルギー閉じ込め型の圧電振動子としては、一対の振動電極が圧電基板を介して対向するように設けられた圧電共振子や圧電発振子に限らず、圧電フィルタなどの様々な電極構造を有するエネルギー閉じ込め型の圧電振動子を用いることができる。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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