(57)【要約】【課題】ＣＩ値を低減することが可能な水晶振動子を提供し、当該水晶振動子を備え、信頼性に優れた発振器、電子機器及び電波時計を提供すること。【解決手段】側面電極４０、４１が４つの側面３１ｃ〜３１ｆのうち第一主面３１ａ及び第二主面３１ｂに接する辺から厚さ方向の中央へ向けて断面視三角形状の突出部が形成された側面３１ｅ、３１ｆとは異なる側面３１ｃ、３１ｆに設けられているため、側面電極４０、４１の断線や密着性の低下を回避することができる。これにより、側面電極４０、４１における電気抵抗値を低減することが可能となるため、ＣＩ値を低減することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形板状に形成され、第一主面、第二主面及び４つの側面を有する水晶振動片と、
前記水晶振動片が実装されるベース部材を有するパッケージと
を備え、
前記水晶振動片は、
前記第一主面及び前記第二主面にそれぞれ形成される励振電極と、
前記第一主面及び前記第二主面にそれぞれ一対ずつ形成され、前記励振電極に接続された搭載電極と、
前記側面に形成され、前記第一主面に形成された一の前記搭載電極と、前記第二主面に形成された一の前記搭載電極とを接続する側面電極と
を有し、
前記側面電極は、４つの前記側面のうち前記第一主面及び前記第二主面に接する辺から厚さ方向の中央へ向けて断面視三角形状の突出部が形成された前記側面とは異なる側面に設けられている
水晶振動子。
【請求項２】
前記搭載電極は、一方向が長手に形成されていると共に、長辺側が前記側面電極と接続されるように配置されている
請求項１に記載の水晶振動子。
【請求項３】
前記側面電極は、前記長辺側の側面が、前記突出部が形成された側面より幅広に設けられている
請求項１に記載の水晶振動子。
【請求項４】
４つの前記側面のうち前記側面電極が設けられる前記側面は、平坦に形成されている
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の水晶振動子。
【請求項５】
前記水晶振動片は、ＡＴカットされた水晶片を有し、
前記水晶片は、Ｚ´方向に長手に形成されている
請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の水晶振動子。
【請求項６】
請求項１に記載の水晶振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されている
発振器。
【請求項７】
請求項１に記載の水晶振動子が、計時部に電気的に接続されている
電子機器。
【請求項８】
請求項１に記載の水晶振動子が、フィルタ部に電気的に接続されている
電波時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子、発振器、電子機器及び電波時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や携帯情報端末機器、電波時計等には、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として、例えば水晶を利用した水晶振動子が用いられている。このような水晶振動子として、例えば水晶振動片と、当該水晶振動片を実装するベース部材と、当該ベース部材との間で水晶振動片を封止するリッド部材を備えた構成が知られている。
【０００３】
このような水晶振動片としては、例えばＡＴカットによって切り出された水晶振動片が知られている。ＡＴカットの水晶振動子は、近年において小型化が要望されている。このため、例えば外形形成の工程においては、量産性の高いウェットエッチングが採用されていることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−６５０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ウェットエッチングによって水晶振動片の外形を形成した場合、水晶振動片のＸ軸方向の側面は、断面視で中央が突出した三角形状となる。この場合において、当該側面に側面電極を形成する場合、側面の突出部に沿って金属配線を形成することになり、三角形状の頂点付近で金属配線が断線することが懸念される。
【０００６】
一方、Ｘ軸方向の側面については金属配線が断線したとしても、当該側面に直交する側面では金属配線の形成が可能である。しかしながら、チップの小型化が進むと、チップの大きさに応じて搭載電極の寸法を小さくする必要があるため側面電極の幅が確保できず、配線抵抗が上昇することが予想される。
【０００７】
また、表面の下地金属をスパッタにて形成する場合において，下地金属は三角形状の頂点を超えて回り込む。回り込んだ下地金属は薄いため容易に拡散し、拡散部分での密着性が悪くなるといった問題が生じる。
【０００８】
このように、側面電極の断線や密着性の低下により、水晶振動片のＣＩ値が上昇してしまう可能性があった。
【０００９】
以上のような事情に鑑み、本発明は、ＣＩ値を低減することが可能な水晶振動子を提供することを目的とする。また、当該水晶振動子を備えた発振器、電子機器及び電波時計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る水晶振動子は、矩形板状に形成され、第一主面、第二主面及び４つの側面を有する水晶振動片と、前記水晶振動片が実装されるベース部材を有するパッケージとを備え、前記水晶振動片は、前記第一主面及び前記第二主面にそれぞれ形成される励振電極と、前記第一主面及び前記第二主面にそれぞれ一対ずつ形成され、前記励振電極に接続された搭載電極と、前記側面に形成され、前記第一主面に形成された一の前記搭載電極と、前記第二主面に形成された一の前記搭載電極とを接続する側面電極とを有し、前記側面電極は、４つの前記側面のうち前記第一主面及び前記第二主面に接する辺から厚さ方向の中央へ向けて断面視三角形状の突出部が形成された前記側面とは異なる側面に設けられている。
【００１１】
本発明によれば、側面電極が４つの側面のうち第一主面及び第二主面に接する辺から厚さ方向の中央へ向けて断面視三角形状の突出部が形成された側面とは異なる側面に設けられているため、側面電極の断線や密着性の低下を回避することができる。これにより、側面電極における電気抵抗値を低減することが可能となるため、ＣＩ値を低減することができる。
【００１２】
上記の水晶振動子において、前記搭載電極は、一方向が長手に形成されていると共に、長辺側が前記側面電極と接続されるように配置されている。  
本発明によれば、搭載電極が一方向が長手に形成されていると共に、搭載電極の長辺側が側面電極と接続されるように形成されているため、側面電極の電気抵抗値を低減することが可能となる。これにより、ＣＩ値を低減することができる。
【００１３】
上記の水晶振動子において、前記側面電極は、前記長辺側の側面が、前記突出部が形成された側面より幅広に設けられている。  
本発明によれば、突出部が設けられる側面が相対的に幅の狭い側面となるので、かかる側面に形成される側面電極が電気抵抗に与える影響を小さくでき、側面電極全体として低い電気抵抗値を確保することができる。
【００１４】
上記の水晶振動子において、４つの前記側面のうち前記側面電極が設けられる前記側面は、平坦に形成されている。  
本発明によれば、４つの側面のうち側面電極が設けられる側面が平坦に形成されているため、ことにより、水晶振動片の角部に対して傾斜面を容易に形成することができる。
【００１５】
上記の水晶振動子において、前記水晶振動片は、ＡＴカットされた水晶片を有し、前記水晶片は、Ｚ方向に長手に形成されている。  
本発明によれば、水晶振動片がＡＴカットされた水晶片を有し、当該水晶片がＺ方向に長手に形成されているため、側面電極における電気抵抗値が高まるのを抑制することができる。これにより、ＣＩ値を低減することができる。
【００１６】
本発明に係る発振器は、上記本発明に係る水晶振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されている。また、本発明に係る電子機器は、上記本発明に係る水晶振動子が、計時部に電気的に接続されている。本発明に係る電波時計は、上記本発明に係る水晶振動子が、フィルタ部に電気的に接続されている。  
本発明に係る発振器、電子機器及び電波時計によれば、上記水晶振動子を備えているので、動作信頼性に優れた高品質な製品とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ＣＩ値を低減することが可能な水晶振動子を提供することができる。また、当該水晶振動子を備え、信頼性に優れた発振器、電子機器及び電波時計を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る水晶振動子の構成を示す分解斜視図。
【図２】本実施形態に係る水晶振動子の構成を示す断面図。
【図３】本実施形態に係る水晶振動片の構成を示す平面図。
【図４】図３における水晶振動子の断面構成を示す図である。
【図５】水晶振動子の製造過程を示す工程図。
【図６】発振器の一実施形態を示す構成図。
【図７】電子機器の一実施形態を示す構成図。
【図８】電波時計の一実施形態を示す構成図。
【図９】変形例に係る水晶振動片の構成を示す平面図。
【図１０】図９におけるＣ−Ｃ断面に沿った構成を示す図である。
【図１１】図９におけるＤ−Ｄ断面に沿った構成を示す図である。
【図１２】変形例に係る水晶振動片の構成を示す平面図。
【図１３】図１２におけるＥ−Ｅ断面に沿った構成を示す図である。
【図１４】図１３におけるＦ−Ｆ断面に沿った構成を示す図である。
【図１５】図１２に係る水晶振動片を実装するときの構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。  
図１は、本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、水晶振動子１の構成を示す断面図である。  
図１及び図２に示すように、本実施形態の水晶振動子１は、内部に気密封止されたキャビティを有するパッケージ２と、キャビティ内に収容された上述した水晶振動片３と、を備えたセラミックパッケージタイプの表面実装型振動子とされている。
【００２０】
以下、各図の構成を説明する際には、ＸＹＺ座標系を用いる。当該ＸＹＺ座標系では、水晶振動片３の長手方向をＸ方向（又は長さ方向）と表記し、水晶振動片３の主面においてＺ方向に直交する方向をＺ方向（又は幅方向）と表記する。また、ＸＺ平面に垂直な方向をＹ方向（又は厚さ方向）と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、図中矢印方向を＋方向、矢印方向とは反対の方向を−方向として説明する。
【００２１】
パッケージ２は、ベース部材（パッケージ本体）１０と、このベース部材１０に対して接合されるリッド部材（封口板）２０とを有している。
【００２２】
ベース部材１０は、矩形に形成されており、底部１１及び側壁部１２を有している。ベース部材１０は、例えばセラミックスによって形成されている。その具体的なセラミックス材料としては、例えばアルミナ製のＨＴＣＣ（Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−Ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃ）や、ガラスセラミックス製のＬＴＣＣ（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−Ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃ）等が挙げられる。なお、ベース部材１０は、例えばガラスや樹脂などによって形成されていてもよい。
【００２３】
底部１１は、水晶振動片３が実装される実装面１１ａと、当該実装面１１ａとは反対側に設けられた底面１１ｂとを有している。実装面１１ａは、ＸＺ平面に平行であり、平坦に形成されている。側壁部１２は、底部１１の外周に沿って矩形環状に形成されており、底部１１の中央部を囲っている。このようにベース部材１０は、底部１１及び側壁部１２によって形成された凹部１３を有する構成である。
【００２４】
実装面１１ａには、実装電極１４が形成されている。実装電極１４は、Ｚ方向に並んで配置された第一実装電極１４ａ及び第二実装電極１４ｂを有している。底面１１ｂには、外部に接続される外部電極１５が形成されている。外部電極１５は、底面１１ｂの４つの角部にそれぞれ１つずつ配置されている。４つの外部電極１５のうち２つは、実装電極１４（第一実装電極１４ａ及び第二実装電極１４ｂ）の一方に接続されている。実装電極１４と外部電極１５との間は、底部１１を貫通して形成された接続部１６によって電気的に接続されている。４つの外部電極１５のうち残りの２つは、例えばグランド電極として用いられる。
【００２５】
リッド部材２０は、ベース部材１０の側壁部１２上に配置されている。リッド部材２０は、例えば上記のセラミック材料を用いて矩形板状に形成されている。リッド部材２０は、例えば不図示の接着剤などによって側壁部１２の端面１２ａに接合されている。このようにリッド部材２０が設けられることで、ベース部材１０の凹部１３が封止されている。
【００２６】
水晶振動片３は、矩形板状に形成され、パッケージ２に収容されている。水晶振動片３は、ランバード加工された人工水晶からＡＴカットによって切り出された水晶片３１を有する。ＡＴカットは、人工水晶の結晶軸である電気軸（Ｘ軸）、機械軸（Ｙ軸）及び光学軸（Ｚ軸）の３つの結晶軸のうち、Ｚ軸に対してＸ軸周りに３５°１５′だけ傾いた方向（Ｚ´軸方向）に切り出す加工手法である。ＡＴカットによって切り出された水晶片３１は、周波数温度特定が安定しており、構造や形状が単純で加工が容易であり、クリスタルインピーダンス（ＣＩ値）が低いという利点がある。
【００２７】
図３は、水晶振動片３の構成を示す平面図である。図４（ａ）は、図３におけるＡ−Ａ断面に沿った構成を示す図である。図４（ｂ）は、図３におけるＢ−Ｂ断面に沿った構成を示す図である。図３においては、本実施形態におけるＸＹＺ座標系におけるＺ軸方向は、ＡＴカットの水晶片が切り出される方向（Ｚ´方向）と一致している。同様に、Ｘ軸は電気軸、Ｙ軸は機械軸に一致している。
【００２８】
図３、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、水晶振動片３は、上記水晶片３１、励振電極３２、３３、引回電極３４、３５、搭載電極３６〜３９を有している。  
水晶片３１は、所定の厚さに形成されており、第一主面３１ａ及び第二主面３１ｂを有している。第一主面３１ａ及び第二主面３１ｂは、ＸＺ平面に平行に形成されている。
【００２９】
励振電極３２は、水晶片３１の第一主面３１ａの中央部に形成されている。励振電極３２は、Ｙ方向視において矩形に形成されている。励振電極３３は、水晶片３１の第二主面３１ｂの中央部に形成されている。励振電極３２は、Ｙ方向視において矩形に形成されると共に励振電極３２に重なる寸法に形成されている。
【００３０】
引回電極３４は、第一主面３１ａ上に形成され、励振電極３２と搭載電極３６との間を接続する。引回電極３４は、例えばＺ方向に延びるように直線状に形成されている。引回電極３５は、第二主面３１ｂ上に形成され、励振電極３３と搭載電極３９との間を接続する。引回電極３５は、引回電極３４と同様、例えばＺ方向に延びるように直線状に形成されている。
【００３１】
搭載電極３６は、第一主面３１ａのうち−Ｘ側かつ−Ｚ側の角部に配置されている。搭載電極３７は、第一主面３１ａのうち−Ｘ側かつ＋Ｚ側の角部に配置されている。搭載電極３８は、第二主面３１ｂのうち−Ｘ側かつ−Ｚ側の角部に配置されている。搭載電極３９は、第二主面３１ｂのうち−Ｘ側かつ＋Ｚ側の角部に配置されている。
【００３２】
搭載電極３６と搭載電極３８との間は、側面電極４０によって接続されている。側面電極４０は、水晶片３１の４つの側面のうち−Ｚ側の端部に配置された側面３１ｃに形成されている。図４に示すように、側面３１ｃは、平坦に形成されている。このため、側面３１ｃに形成された側面電極４０は、密着性及び電気抵抗率に優れている。
【００３３】
また、搭載電極３７と搭載電極３９との間は、側面電極４１によって接続されている。側面電極４１は、水晶片３１の４つの側面のうち＋Ｚ側の端部に配置された側面３１ｄに形成されている。図４（ａ）に示すように、側面３１ｄは、平坦に形成されている。このため、側面３１ｄに形成された側面電極４１は、密着性及び電気抵抗率に優れている。
【００３４】
一方、水晶片３１の４つの側面のうち−Ｘ側の端部及び＋Ｘ側の端部に配置された側面３１ｅ及び側面３１ｆには、突出部３１ｉ、３１ｊが形成されている。突出部３１ｉ、３１ｊは、図４（ｂ）に示すように、第一主面３１ａ、第二主面３１ｂの端辺から側面３１ｅ及び側面３１ｆの中央部にかけて断面視三角形状に突出するように形成されている。当該突出部３１ｉ、３１ｊは、Ｚ方向に沿って形成されている。
【００３５】
本実施形態において、側面電極４０、４１は、突出部３１ｉ、３１ｊが形成された側面３１ｅ、３１ｆを避けるように、当該側面３１ｅ、３１ｆとは異なる側面３１ｃ、３１ｄにそれぞれ形成されている。突出部３１ｉ、３１ｊに電極が形成される場合、三角形の頂点において断線したり、密着性が低くなったりするため、本実施形態ではこれら断線や密着性低下の発生が回避された構成となっている。なお、同様の作用効果を奏するためには、側面電極３０、４１が突出部３１ｉ、３１ｊに形成されてもよく、その場合は、側面電極３０、４１の幅Ｌ１、Ｌ３が幅Ｌ２，Ｌ４より大きく形成される。これにより幅が小さいＬ２、Ｌ４の方に断線等の影響が懸念される突出部が設けられるだけなので、突出部が存在していても所望の電気抵抗値を確保することができる。
【００３６】
また、搭載電極３６、３８は、Ｙ方向視で矩形に形成されており、Ｘ方向に長手に形成されている。この搭載電極３６、３８は、長辺（寸法Ｌ１）側が側面３１ｃに配置され、短辺（寸法Ｌ２）側が側面３１ｅに配置されている。このため、側面電極４０のＸ方向の寸法は、搭載電極３６、３８の長辺方向の寸法Ｌ１に対応した寸法となっている。つまり、側面電極４０のＸ方向の寸法は、搭載電極３６、３８の長辺方向の寸法Ｌ１と等しくなっている。これにより、側面電極４０の幅を稼ぐことができるため、電気抵抗値が低くなる。
【００３７】
更に、搭載電極３７、３９は、Ｙ方向視で矩形に形成されており、Ｘ方向に長手に形成されている。この搭載電極３７、３９は、長辺（寸法Ｌ３）側が側面３１ｄに配置され、短辺（寸法Ｌ４）側が側面３１ｅに配置されている。このため、側面電極４１のＸ方向の寸法は、搭載電極３７、３９の長辺方向の寸法Ｌ１に対応した寸法となっている。つまり、側面電極４１のＸ方向の寸法は、搭載電極３７、３９の長辺方向の寸法Ｌ３と等しくなっている。これにより、側面電極４１の幅を稼ぐことができるため、電気抵抗値が低くなる。
【００３８】
本実施形態において、水晶片３１の第一主面３１ａのうち＋Ｘ側かつ＋Ｚ側の角部には、傾斜部３１ｇが形成されている。傾斜部３１ｇは、例えばＸＺ平面に対して３０°傾いた角度で形成された傾斜面である。また、水晶片３１の第二主面３１ｂのうち＋Ｘ側かつ−Ｚ側の角部には、傾斜部３１ｈが形成されている。傾斜部３１ｈは、例えばＸＺ平面に対して３０°傾いた角度で形成された傾斜面である。本実施形態では、このように傾斜部３１ｇ、３１ｈが形成される部分を避けるように側面電極４０、４１が形成されている。
【００３９】
図２に示すように、水晶振動片３は、導電性接着剤５０を介してベース部材１０に固定されている。導電性接着剤５０は、実装面１１ａに形成された第一実装電極１４ａと搭載電極３８との間、及び、第二実装電極１４ｂと搭載電極３９との間にそれぞれ１つずつ配置されている。各導電性接着剤５０は、第一実装電極１４ａと搭載電極３８との間、及び、第二実装電極１４ｂと搭載電極３９との間を物理的に固定すると共に電気的に接続する。導電性接着剤５０としては、加熱によって硬化する導電性樹脂が用いられている。
【００４０】
次に、上記のように構成された水晶振動子１の製造方法を説明する。  
まず、オートクレーブ等で作製した人工水晶のブランクを、例えばワイヤーソーなどを用いてＡＴカット面で切断し、図５（ａ）に示すような水晶ウエハＷを形成する。水晶ウエハＷの形状としては、例えば円板状の構成などが挙げられるが、これに限定されることは無く、角板などでもよい。その後、水晶ウエハＷに対してラッピング研磨を行い、所望の厚みに調整すると共に水晶ウエハＷの表面を平坦化する。このとき、必要に応じてポリッシング研磨をしても良い。
【００４１】
その後、水晶ウエハＷの表面にフォトリソグラフィ技術を用いてマスクパターンを形成する。マスクパターンは、例えば感光性のフォトレジストなどが用いられる。マスクパターンが形成された後、ウェットエッチングにより水晶の露出面を除去加工する。この工程においては、図５（ｂ）に示すように、水晶ウエハＷのうち水晶片３１となる部分の側面や角部には、安定結晶面が形成される。このとき、例えば水晶ウエハＷの１つのパターンにおいて、水晶片３１の４つの側面に対応する４つの側面Ｗｃ、Ｗｄ、Ｗｅ、Ｗｆが形成される。この場合、対向する側面Ｗｃ、Ｗｄについては、端面が平坦に形成されるものの、対向する側面Ｗｅ、Ｗｆについては端面の厚さ方向中央部にかけて断面視三角形状に突出する突出部Ｗｉ、Ｗｊが形成される。
【００４２】
次に、水晶ウエハＷの表面、裏面及び側面に対して、励振電極３２、３３、引回電極３４、３５及び搭載電極３６〜３９、側面電極４０、４１を形成する。これら各電極を形成する場合には、まず水晶ウエハＷの表面側からスパッタ法によってＣｒなどの下地層を形成し、その後、下地層の上にＡｕ、Ａｇ、Ａｌなどの導電層を積層する。表面側の積層構造を形成した後、水晶ウエハＷの裏面側から同様にスパッタ法によってＣｒなどの下地層を形成し、その後、下地層の上に上記同様Ａｕ、Ａｇ、Ａｌなどの導電層を積層する。なお、スパッタ法の他に蒸着法などを行ってもよい。金属膜の積層構造を形成した後、例えばフォトリソグラフィ法によってパターニングする。このとき、側面電極４０、４１は、突出部Ｗｉ、Ｗｊが形成された側面Ｗｅ、Ｗｆではなく、当該側面Ｗｅ、Ｗｆとは異なる側面Ｗｃ、Ｗｄに形成するようにする。または、突出部Ｗｉ、Ｗｊが形成された側面Ｗｅ、Ｗｆより、側面Ｗｃ、Ｗｄを幅広に形成する。
【００４３】
電極を形成した後、固片化することで水晶振動片３が形成される。水晶振動片３を形成した後、当該水晶振動片３をベース部材１０に実装する。その後、Ａｒイオンビームなどを水晶振動片３に照射することで水晶振動片３の共振周波数を調整する。共振周波数の調整後、ベース部材１０の側壁部１２の端面１２ａにリッド部材２０を配置して凹部１３を封止することにより、水晶振動子１が完成する。凹部１３を封止する際のパッケージ２の内部の圧力は、大気圧であってもよいし、減圧されていてもよい。
【００４４】
以上のように、本実施形態によれば、側面電極４０、４１が４つの側面３１ｃ〜３１ｆのうち第一主面３１ａ及び第二主面３１ｂに接する辺から厚さ方向の中央へ向けて断面視三角形状の突出部３１ｉ、３１ｊが形成された側面３１ｅ、３１ｆとは異なる側面３１ｃ、３１ｆに設けられているため、または、側面電極４０、４１が４つの側面３１ｃ〜３１ｆのうち突出部３１ｉ、３１ｊが形成された側面３１ｅ、３１ｆよりも、それとは異なる側面である側面３１ｃ、３１ｆの方が幅広に設けられているため、側面電極４０、４１の断線や密着性の低下を回避することができる。これにより、側面電極４０、４１における電気抵抗値を低減することが可能となるため、ＣＩ値を低減することができる。
【００４５】
［発振器］  
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図６を参照しながら説明する。  
本実施形態の発振器１００は、図６に示すように、水晶振動子１を、集積回路１０１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器１００は、コンデンサ等の電子部品１０２が実装された基板１０３を備えている。基板１０３には、発振器用の上述した集積回路１０１が実装されており、この集積回路１０１の近傍に、水晶振動子１が実装されている。これら電子部品１０２、集積回路１０１及び水晶振動子１は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。
【００４６】
このように構成された発振器１００において、水晶振動子１に電圧を印加すると、この水晶振動子１内の水晶振動片３が振動する。この振動は、水晶振動片３が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路１０１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路１０１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。これにより、水晶振動子１が発振子として機能する。
【００４７】
また、集積回路１０１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。
【００４８】
上述したように、本実施形態の発振器１００によれば、優れた振動特性を有する高品質な水晶振動子１を備えているので、信頼性に優れた高品質、かつ長期にわたって安定した高精度な周波数信号を得ることができる発振器１００を提供できる。
【００４９】
［電子機器］  
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図７を参照して説明する。なお電子機器として、上述した水晶振動子１を有する携帯情報機器１１０を例にして説明する。
【００５０】
はじめに本実施形態の携帯情報機器１１０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカ及びマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化及び軽量化されている。
【００５１】
次に、本実施形態の携帯情報機器１１０の構成について説明する。この携帯情報機器１１０は、図７に示すように、水晶振動子１と、電力を供給するための電源部１１１とを備えている。電源部１１１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１１１には、各種制御を行う制御部１１２と、時刻等のカウントを行う計時部１１３と、外部との通信を行う通信部１１４と、各種情報を表示する表示部１１５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１１６とが並列に接続されている。そして、電源部１１１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。
【００５２】
制御部１１２は、各機能部を制御して音声データの送信及び受信、現在時刻の計測や表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１１２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、このＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、このＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等とを備えている。
【００５３】
計時部１１３は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路及びインターフェース回路等を内蔵する集積回路と、水晶振動子１とを備えている。水晶振動子１に電圧を印加すると水晶振動片３が振動し、この振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部１１２と信号の送受信が行われ、表示部１１５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。
【００５４】
通信部１１４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９、増幅部１２０、音声入出力部１２１、電話番号入力部１２２、着信音発生部１２３及び呼制御メモリ部１２４を備えている。
【００５５】
無線部１１７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１２５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１１８は、無線部１１７又は増幅部１２０から入力された音声信号を符号化及び複号化する。増幅部１２０は、音声処理部１１８又は音声入出力部１２１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１２１は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
【００５６】
また、着信音発生部１２３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１１９は、着信時に限って、音声処理部１１８に接続されている増幅部１２０を着信音発生部１２３に切り替えることによって、着信音発生部１２３において生成された着信音が増幅部１２０を介して音声入出力部１２１に出力される。
【００５７】
なお、呼制御メモリ部１２４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部１２２は、例えば、０から９の番号キー及びその他のキーを備えており、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。
【００５８】
電圧検出部１１６は、電源部１１１によって制御部１１２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部１１２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１１４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部１１６から電圧降下の通知を受けた制御部１１２は、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９及び着信音発生部１２３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１１７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１１５に、通信部１１４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。
【００５９】
即ち、電圧検出部１１６と制御部１１２とによって、通信部１１４の動作を禁止し、その旨を表示部１１５に表示することができる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部１１５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしても良い。
【００６０】
なお、通信部１１４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部１２６を備えることで、通信部１１４の機能をより確実に停止することができる。
【００６１】
上述したように、本実施形態の携帯情報機器１１０によれば、優れた振動特性を有する高品質な水晶振動子１を備えているので、信頼性に優れた高品質、かつ長期にわたって安定した高精度な時計情報を表示できる携帯情報機器１１０を提供できる。
【００６２】
［電波時計］  
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図８を参照して説明する。  
本実施形態の電波時計１３０は、図８に示すように、フィルタ部１３１に電気的に接続された水晶振動子１を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
【００６３】
日本国内には、福島県（４０ｋＨＺ）と佐賀県（６０ｋＨＺ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨＺ若しくは６０ｋＨＺのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、上述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。
【００６４】
以下、電波時計１３０の機能的構成について詳細に説明する。
【００６５】
アンテナ１３２は、４０ｋＨＺ若しくは６０ｋＨＺの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨＺ若しくは６０ｋＨＺの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ１３３によって増幅され、複数の水晶振動子１を有するフィルタ部１３１によって濾波、同調される。
【００６６】
本実施形態における水晶振動子１は、上述した搬送周波数と同一の４０ｋＨＺ及び６０ｋＨＺの共振周波数を有する水晶振動子部１３８、１３９をそれぞれ備えている。
【００６７】
さらに、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１３４により検波復調される。続いて、波形整形回路１３５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１３６でカウントされる。ＣＰＵ１３６では、現在の年、積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１３７に反映され、正確な時刻情報が表示される。
【００６８】
搬送波は、４０ｋＨＺ若しくは６０ｋＨＺであるから、水晶振動子部１３８、１３９は、上述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
【００６９】
なお、上述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは７７．５ＫＨＺの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計１３０を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の水晶振動子１を必要とする。
【００７０】
上述したように、本実施形態の電波時計１３０によれば、優れた振動特性を有する高品質な水晶振動子１を備えているので、信頼性に優れた高品質、かつ、長期にわたって安定して高精度に時刻をカウントできる電波時計１３０を提供できる。
【００７１】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。  
例えば、上記実施形態では、水晶振動片３を構成する水晶片３１がＸ方向に長手となっている構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。
【００７２】
図９は、水晶振動片３の他の構成を示す平面図である。図１０は、図９におけるＣ−Ｃ断面に沿った構成を示す図である。図１１は、図９におけるＤ−Ｄ断面に沿った構成を示す図である。  
図９、図１０及び図１１に示すように、水晶振動片３Ａにおいては、水晶片３１がＺ方向に長手となっている。
【００７３】
この構成において、搭載電極３６と搭載電極３８との間を接続する側面電極４０は、水晶片３１の４つの側面のうち−Ｚ側の端部に配置された側面３１ｃに形成されている。また、搭載電極３７と搭載電極３９との間を接続する側面電極４１についても、同様に側面３１ｃに形成されている。
【００７４】
図１０に示すように、ウェットエッチングを行うことで、側面３１ｃは、平坦に形成されている。このため、側面３１ｃに形成された側面電極４０、４１は、密着性及び電気抵抗率に優れている。第一主面３１ａにおいて＋Ｘ側かつ−Ｚ側の角部に傾斜部３１ｈが形成され、第二主面３１ｂにおいて＋Ｘ側かつ＋Ｚ側の角部に傾斜部３１ｇが形成される。
【００７５】
一方、ウェットエッチングにより、水晶片３１の４つの側面のうち−Ｘ側の端部及び＋Ｘ側の端部に配置された側面３１ｅ及び側面３１ｆには、突出部３１ｉ、３１ｊが形成されている。突出部３１ｉ、３１ｊは、図１１に示すように、第一主面３１ａ、第二主面３１ｂの端辺から側面３１ｅ及び側面３１ｆの中央部にかけて断面視三角形状に突出するように形成されている。このため、断線や密着性低下を回避することができる。
【００７６】
この構成では、側面電極４０、４１は、突出部３１ｉ、３１ｊが形成された側面３１ｅ、３１ｆとは異なる側面３１ｃにそれぞれ形成されている。また、搭載電極３６、３８は、Ｙ方向視で矩形に形成されており、Ｘ方向に長手に形成されている。この搭載電極３６、３８は、長辺側が側面３１ｃに配置され、短辺側が側面３１ｆに配置されている。これにより、側面電極４０の幅を稼ぐことができるため、電気抵抗値が低くなる。なお、側面電極４０、４１が突出部３１ｉ、３１ｊが形成された側面３１ｅ、３１ｆにも設けられ、かかる側面３１ｅ、３１ｆよりも側面３１ｃ、３１ｆの方が幅広に設けられていても同様に電気抵抗値が低い導通を確保することができる。
【００７７】
更に、搭載電極３７、３９は、Ｙ方向視で矩形に形成されており、Ｘ方向に長手に形成されている。この搭載電極３７、３９は、長辺側が側面３１ｃに配置され、短辺側が側面３１ｅに配置されている。これにより、側面電極４１の幅を稼ぐことができるため、電気抵抗値が低くなる。
【００７８】
また、この構成では、実装部分に傾斜部３１ｈが形成された第一主面３１ａでは無く、実装部分に傾斜部が形成されていない第二主面３１ｂを実装面１１ａに対向させるため、良好な実装を確保することができる。
【００７９】
図１２は、水晶振動片３の他の構成を示す平面図である。図１３は、図１２におけるＥ−Ｅ断面に沿った構成を示す図である。図１４は、図１２におけるＦ−Ｆ断面に沿った構成を示す図である。  
図１２、図１３及び図１４に示すように、水晶振動片３Ｂにおいては、水晶片３１がＺ方向に長手となっており、かつ、搭載電極３６〜３９が角部に沿った形状に形成されている。この場合であっても、側面電極４０、４１によって第一主面３１ａ側と第二主面３１ｂ側との間の導通を図ることが可能である。なお、この場合、図１５に示すように、導電性接着剤５０が側面電極４０を覆うように配置することで、より導電性に優れた構成とすることができる。図示を省略するが、側面電極４１側についても同様の説明が可能となる。
【００８０】
また、例えば、上述した実施形態では、セラミックパッケージタイプの水晶振動子１を例に挙げたが、これに限らず、例えばガラスパッケージタイプの水晶振動子でもよい。また、シリンダパッケージタイプの水晶振動子や、シリンダパッケージタイプの水晶振動子をさらにモールド樹脂部で固めて表面実装型の水晶振動子としても構わない。
【符号の説明】
【００８１】
Ｗ…水晶ウエハ
１…水晶振動子
２…パッケージ
３…水晶振動片
３１…水晶片
３１ａ…第一主面
３１ｂ…第二主面
３１ｃ〜３１ｆ…側面
３１ｉ、３１ｊ…突出部
３１ｇ、３１ｈ…傾斜部
３２、３３…励振電極
３６〜３９…搭載電極
４０、４１…側面電極
４１…側面電極
５０…導電性接着剤
１００…発振器
１１０…携帯情報機器
１３０…電波時計
【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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