(57)【要約】【課題】振動子を基板に対して正確な位置、姿勢で固定できる振動デバイスの製造方法を実現する。【解決手段】振動デバイス（水晶発振器１）の製造方法は、基板３０の主面３０ａに、熱硬化型の断熱性接続材８３および断熱性接続材８３よりも硬化温度が高い導電性接続材８４を塗布する工程と、基板３０上に固定端子６０および接続端子７０が固定された発熱体を備える振動子（水晶振動子１０）を、固定端子６０が絶縁性接続材８３の塗布位置に、接続端子８４が導電性接続材８４の塗布位置に載置する工程と、リフロープロファイルに基づき加熱し、絶縁性接続材、導電性接続材の順に硬化させる工程を含む。【選択図】図４
2014197731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動子と、
基板と、
前記振動子と前記基板とを機械的に固定している固定端子、および前記振動子と前記基
板とを電気的に接続している接続端子と、を備え、
前記固定端子と前記基板との接続は絶縁性接続材で接続され、
前記接続端子と前記振動子、および前記接続端子と前記基板は、導電性接続材で接続さ
れている、
ことを特徴とする振動デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の振動デバイスにおいて、
前記絶縁性接続材と前記導電性接続材とは熱硬化型の接続材であり、
前記導電性接続材は、硬化温度が前記絶縁性接続材の硬化温度よりも高い、
ことを特徴とする振動デバイス。
【請求項３】
請求項１に記載の振動デバイスにおいて、
前記絶縁性接続材は熱硬化型の接続材であり、前記導電性接続材は加熱溶融型の接続材
であり
前記導電性接続材は、溶融温度が前記絶縁性接続材の硬化温度よりも高い、
ことを特徴とする振動デバイス。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の振動デバイスにおいて、
前記接続端子は、前記振動子と接続している第１の接続端子部、前記基板と接続してい
る第２の接続端子部、および前記第１の接続端子部と前記第２の接続端子部とを連結して
いる第３の接続端子部を備え、
前記固定端子は、前記振動子と接続している第１の固定端子部、前記基板と接続してい
る第２の固定端子部、および前記第１の固定端子部と前記第２の固定端子部とを連結して
いる第３の固定端子部を備え、
前記第３の固定端子部は前記第３の接続端子部よりも剛性が高い、
ことを特徴とする振動デバイス。
【請求項５】
振動子と、基板とを備える振動デバイスの製造方法であって、
固定端子および接続端子が接続された前記振動子を、前記固定端子が配置される位置に
熱硬化型の絶縁性接続材が配置されるとともに、前記接続端子が配置される位置に導電性
接続材が配置された前記基板に載置する工程、および前記基板を加熱する工程を有し、前
記絶縁性接続材、前記導電性接続材の順に硬化させる工程、を含む、
ことを特徴とする振動デバイスの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の振動デバイスの製造方法において、
前記絶縁性接続材と前記導電性接続材とは熱硬化型の接続材であり、
前記導電性接続材の硬化温度は、前記絶縁性接続材の硬化温度よりも高い、
ことを特徴とする振動デバイスの製造方法。
【請求項７】
請求項５に記載の振動デバイスの製造方法において、
前記絶縁性接続材は熱硬化型の接続材であり、前記導電性接続材は加熱溶融型の接続材
であり、
前記導電性接続材の溶融温度は、前記絶縁性接続材の硬化温度よりも高い、
ことを特徴とする振動デバイスの製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の振動デバイスを備える、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の振動デバイスを備える、
ことを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動デバイス、振動デバイスの製造方法、および振動デバイスを用いた電子
機器、移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶発振器は、温度変化に対して周波数が変動することから、ヒーターなどの発熱体に
より水晶振動子を加温することで、水晶振動子の温度を一定に維持する恒温型の水晶発振
器が用いられている。このような恒温型の水晶発振器では、水晶振動子および発熱体を恒
温槽の一部を構成する基板に直接搭載すると、水晶振動子および発熱体の熱が基板に逃げ
てしまう。したがって、水晶振動子の温度を一定に保つことが困難になり、水晶振動子の
温度を一定に維持しようとすると、発熱体にさらに電力供給をしなければならず、消費電
力が大きくなってしまうという課題があった。
【０００３】
上記課題を解決するために、特許文献１では、発熱体を備えた水晶振動子と基板とをリ
ード線によって接続・固定する際、基板と水晶振動子との間に隙間を設ける構造が開示さ
れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−６２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような特許文献１による構成では、基板と水晶振動子の間に隙間を設けることによ
り、水晶振動子の熱が基板に逃げてしまうことを抑制している。しかし、リード線が、水
晶振動子と基板との電気的接続と機械的固定とを兼ねているため、水晶振動子および基板
との接続は、機械的強度を有するリード線と銀ロウ等によって行われている。このため、
リード線を銀ロウを溶融して基板に接続する際には、全ての端子の銀ロウが一度に溶融し
てしまう。このため、基板が傾いていたり、基板や水晶振動子に振動等の外力が加わると
、銀ロウの溶融時に基板および水晶振動子とリード線との接続位置がずれてしまい接続不
良となる場合があるため、電気的、機械的接続不良を起こす可能性があり、製品の信頼性
が劣化する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の
形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係る振動デバイスは、振動子と、基板と、前記振動子と前記基
板とを機械的に固定している固定端子、および前記振動子と前記基板とを電気的に接続し
ている接続端子と、を備え、前記固定端子と前記基板との接続は絶縁性接続材で接続され
、前記接続端子と振動子、および前記接続端子と前記基板は、導電性接続材で接続されて
いる、ことを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、電気的接続を行う接続端子と機械的固定を行う固定端子とを
機能的に分け、固定端子による振動子と基板との接続は絶縁性接続材を用い、接続端子に
よる振動子と基板との接続は導電性接続材を用いており、端子の機能別に接続材を異なら
せているため、固定端子は振動子固定用として機械的強度を十分に高くすることができる
。その結果、振動子を基板に強固に固定させることができるので、接続端子と基板との接
続時に位置ずれを生じないため製品の信頼性が向上する。
【０００９】
［適用例２］上記適用例に係る振動デバイスにおいて、前記絶縁性接続材と前記導電性
接続材とは熱硬化型の接続材であり、前記導電性接続材は、硬化温度が前記絶縁性接続材
の硬化温度よりも高い、ことが好ましい。
【００１０】
［適用例３］上記適用例に係る振動デバイスにおいて、前記絶縁性接続材は熱硬化型の
接続材であり、前記導電性接続材は加熱溶融型の接続材であり前記導電性接続材は、溶融
温度が前記絶縁性接続材の硬化温度よりも高い、ことが好ましい。
【００１１】
このようにすれば、振動子を基板に接続または固定する際に、まず、固定端子の固定を
低温領域で行い、水晶振動子の基板に対する位置や姿勢を規制したうえで、接続端子の接
続・固定ができるので、接続端子の固定までの過程において、振動子が基板に対する位置
、姿勢がずれた状態で固定されることがない。
【００１２】
［適用例４］上記適用例に係る振動デバイスにおいて、前記接続端子は、前記振動子と
接続する第１の接続端子部、前記基板と接続する第２の接続端子部、および前記第１の接
続端子部と前記第２の接続端子部とを連結する第３の接続端子部を備え、前記固定端子は
、前記振動子と接続する第１の固定端子部、前記基板と接続する第２の固定端子部、およ
び前記第１の固定端子部と前記第２の固定端子部とを連結する第３の固定端子部を備え、
前記第３の固定端子部は前記第３の接続端子部よりも剛性が高い、ことが好ましい。
【００１３】
固定端子は、振動子と基板との機械的接続機能が要求されるため、機械的強度が高い必
要がある。よって、固定端子の剛性を接続端子の剛性よりも高くすることで、振動子を基
板に強固に固定させることができるので、接続端子と基板との接続時に位置ずれを生じな
いため製品の信頼性が向上する。
【００１４】
［適用例５］本適用例に係る振動デバイスの製造方法は、振動子と、基板とを備えた振
動デバイスの製造方法であって、固定端子および接続端子が接続された前記振動子を、前
記固定端子が配置される位置に熱硬化型の絶縁性接続材が配置されるとともに、前記接続
端子が配置される位置に導電性接続材が配置された前記基板に載置する工程、および前記
基板を加熱する工程を有し、前記絶縁性接続材、導電性接続材の順に硬化させる工程、を
含むことを特徴とする。
【００１５】
このような製造方法によれば、まず、絶縁性接続材によって固定端子が基板に固定され
、その後に、導電性接続材によって接続端子が基板に固定される。したがって、振動子を
基板に固定する工程の初期段階で振動子が基板に固定されるため、基板に対する接続端子
の位置、姿勢がずれることがないため、接続端子を精度よく基板に固定することができる
。
【００１６】
［適用例６］上記適用例に係る振動デバイスの製造方法において、前記絶縁性接続材と
前記導電性接続材とは熱硬化型の接続材であり、前記導電性接続材の硬化温度は、前記絶
縁性接続材の硬化温度よりも高いこと、が好ましい。
【００１７】
［適用例７］上記適用例に係る振動デバイスの製造方法において、前記絶縁性接続材は
熱硬化型の接続材であり、前記導電性接続材は加熱溶融型の接続材であり、前記導電性接
続材の溶融温度は、前記絶縁性接続材の硬化温度よりも高いこと、が好ましい。
【００１８】
このようにすれば、導電性接続部材が固化または溶融開始前に、絶縁性接続部材の固化
を完了させることができる。つまり、固定端子を固定した後に、接続端子を固定する工程
順とすることで、接続端子を基板に固定する工程において、基板に対する振動デバイスの
位置、姿勢がずれることなく接続端子を基板の所定位置に固定することができる。
【００１９】
［適用例８］本適用例に係る電子機器は、前述した振動デバイスを備える、ことを特徴
とする。
【００２０】
このような電子機器は、振動子が基板に強固に固定されている振動デバイスを備えてい
ることから、高精度の特性検出や、衝撃および振動に強く、高い信頼性を備える電子機器
を提供できる。
【００２１】
［適用例９］本適用例に係る移動体は、前述した振動デバイスを備える、ことを特徴と
する。
【００２２】
移動体は、振動子は基板に強固に固定されている振動デバイスを備えていることから、
高精度の特性検出や、衝撃および振動に強く、高い信頼性を備える移動体を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る水晶発振器の内部平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ切断面を示す断面図である。
【図３】図１の矢印Ｂ方向から視認した側面図である。
【図４】本発明に係る水晶発振器の製造方法の主たる工程を示す図である。
【図５】加熱時間と温度の関係を示すリフロープロファイリングである。
【図６】応用例の電子機器の外観の一例を示す概観図である。
【図７】応用例の移動体の外観の一例を示す概観図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
なお、本実施の形態では、振動子として水晶振動子２０を用いた水晶発振器１を振動デ
バイスとして例示し説明する。
また、以下の説明で参照する図は、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材ない
し部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
【００２５】
（水晶発振器の構成）
図１は、振動デバイスとしての水晶発振器１の内部平面図、図２は、図１のＡ−Ａ切断
面を示す断面図、図３は、図１の矢印Ｂ方向から視認した側面図である。図１から図３に
示すように、水晶発振器１は、基板３０と蓋部材４０とによって囲まれた空間５０内に収
容される振動子としての水晶振動子１０を備えている。水晶振動子１０の主面１０ａの中
央部には、発熱体２０が取り付けられている。水晶振動子１０は、空間５０によって外部
空間から隔離されている。
【００２６】
水晶振動子１０と基板３０とは、複数の固定端子６０および接続端子７０によって、水
晶振動子１０および基板３０の厚さ方向に隙間をもって接続・固定されている。固定端子
６０は、水晶振動子１０と基板３０とを機械的に固定しており、接続端子７０は水晶振動
子６０と基板７０とを電気的に接続している。
【００２７】
図示は省略するが、水晶振動子１０は、励振電極が形成された水晶振動片と、水晶振動
片を気密に収容するセラミックパッケージで構成されている。図１に示すように、水晶振
動子１０には、主面１０ａの４隅に配置される電極１１と、二つの電極１１の間に配置さ
れる電極１２と、が設けられている。電極１１は、電気的に浮いた固定用ランドである。
電極１２は、水晶振動片の一対の励振電極と電気的に接続される電極である。なお、電極
１１および電極１２の配置は、図示した配置に限定されないが、水晶振動子１０を基板３
０に固定端子６０によって安定させて固定するためには、水晶振動子１０の４隅に電極１
１を配置されることが好ましい。基板３０と蓋部材４０とによって囲まれた空間５０内の
基板３０には、さらに、発振回路９１と発熱体制御回路９２とが、設けられている。
【００２８】
発熱体２０は、本実施例では、ヒーターとしてのパワートランジスタと感温素子（感温
センサー）とを含む素子であって、素子側面には電気的接続用の素子電極２０ａが配設さ
れており、水晶振動子１０の主面１０ａに形成された配線２１と、熱伝導性のよい接着剤
やハンダ等の接合材で固定されている。なお、パワートランジスタと感温素子とをそれぞ
れ別チップ構成としてもよいし、パワートランジスタの代わりに抵抗発熱体を用いてもよ
い。さらに、発熱体２０は、水晶振動子１０の主面に形成された配線を介さず、ワイヤー
ボンディング等で基板３０に接続されていてもよい。さらに、感温素子は発熱体制御回路
９２に設けられていてもよい。
【００２９】
基板３０は回路基板であって、主面３０ａおよび裏面３０ｂには、電極パターンが形成
されている。主面３０ａには、固定端子６０を配置する固定用ランド３１と、接続端子７
０を配置する接続用電極３２と、発振回路９１と、発熱体制御回路９２を各々接続・固定
する素子電極３４，３５と、が設けられている。基板３０の裏面３０ｂには、水晶発振器
１を、水晶発振器１が搭載される機器に接続するための外部電極３６が、さらに設けられ
ている。
【００３０】
発振回路９１は、発振回路部と増幅回路部を含む。水晶振動子１０と発振回路部および
増幅回路部とで発振回路が構成される。水晶振動子１０がＡＴカット水晶振動子の場合、
発振回路は、発振回路部によって水晶振動子１０が発振し、その発振出力は増幅回路部に
よって増幅され、その一部は発振回路部にフィードバックされる帰還型発振回路であり、
高精度な周波数の出力信号が水晶発振器１から出力される。なお、発振回路には、周波数
温度特性を補償する周波数温度補償回路が含まれていてもよい。
【００３１】
発熱体制御回路９２は、感温素子の検出出力に基づき、発熱体２０への供給電力を制御
することによって、水晶振動子１０の温度を予め設定された一定の温度に維持するよう制
御する温度制御回路を含んでいる。
【００３２】
固定端子６０および接続端子７０は、コバール、４２アロイ等、の材料で形成された金
属端子である。固定端子６０は、水晶振動子１０に固定するように曲げ折りされた接続部
である第１の固定端子部６０ａと、基板３０に固定するよう曲げ折りされた接続部である
第２の固定端子部６０ｂと、第１の固定端子部６０ａと第２の固定端子部６０ｂとを繋ぐ
第３の固定端子部６０ｃとが一体で形成された薄板状の端子である。
【００３３】
接続端子７０は、水晶振動子１０に固定するように曲げ折りされた接続部である第１の
接続端子部７０ａと、基板３０に固定するよう曲げ折りされた接続部である第２の接続端
子部７０ｂと、第１の接続端子部７０ａと第２の接続端子部７０ｂとを繋ぐ第３の接続端
子部６０ｃとが一体で形成された薄板状の端子である。
【００３４】
図１、図３に示すように、第３の接続端子部７０ｃの幅は、第３の固定端子部６０ｃの
幅より小さい。つまり、第３の接続端子部７０ｃの幅方向断面積は、第３の固定端子部６
０ｃの幅方向断面積よりも小さい。さらに、第１の接続端子部７０ａが水晶振動子１０と
平面視で重なる面積（接続面積）、および第２の接続端子部７０ｂが基板３０と平面視で
重なる面積（接続面積）が、固定端子６０の第１の固定端子部６０ａが水晶振動子１０と
平面視で重なる面積（接続面積）、および第２の固定端子部６０ｂが基板３０と平面視で
重なる面積（接続面積）よりも小さい。これは、固定端子６０および接続端子７０が単体
であり、かつ固定端子６０と接続端子７０が同じ材質の場合、接続端子７０の方が固定端
子６０よりも機械的強度が大きいことを意味する。
【００３５】
次に、水晶振動子１０と基板３０との接続および固定構造について説明する。水晶振動
子１０と基板３０とに対する固定端子６０の固定は、第１の固定端子部６０ａ、第２の固
定端子部６０ｂにおいて、熱硬化型の絶縁性接続材８３によって行われる。絶縁性接続材
８３としては、たとえば、熱硬化型のエポキシ系接着剤がある。なお、絶縁性接続材とし
ては、水晶振動子１０側と基板３０側において、同じ材質でなくてもよく、たとえば、水
晶振動子１０側に導電性接続材、基板３０側に絶縁性接続材を用いる組み合わせとしても
よいし、水晶振動子１０側に絶縁性接続材、基板３０側に導電性接続材を用いる組み合わ
せでもよい。
【００３６】
水晶振動子１０と基板３０とに対する接続端子７０の接続は、第１の接続端子部７０ａ
、第２の接続端子部７０ｂにおいて、導電性接続材８４によって行われる。導電性接続材
８４としては、たとえば、熱硬化型の導電性接着剤がある。なお、導電性接続材としては
、熱硬化型の導電性接着剤に限らずハンダ等を用いることも可能である。
【００３７】
本実施例では、絶縁性接続材８３および導電性接続材８４は共に、熱硬化型の接続材で
あるが、導電性接続材８４の硬化温度は、絶縁性接続材８３よりも高くする。つまり、加
熱温度が低いときに、固定端子６０によって水晶振動子１０を基板３０に固定し、その後
、高い加熱温度になったときに、接続端子７０によって水晶振動子１０と基板３０とを電
気的に接続する。
また、絶縁性接続材８３に熱硬化型の接続材を用い、導電性接続部材８４にハンダを用
いる場合には、絶縁性接続材８３の硬化温度をハンダの溶融温度よりも低くする。つまり
、加熱温度が低いときに、固定端子６０によって水晶振動子１０を基板３０に固定し、そ
の後、高い加熱温度になったときに、接続端子７０によって水晶振動子１０と基板３０と
を電気的に接続する。
【００３８】
図１に示すように、水晶振動子１０、発熱体２０、および基板３０は、接続端子７０に
よって電気的に接続されている。水晶振動子１０と発振回路９１、発熱体２０と発熱体制
御回路９２、とは、基板３０に設けられた図示しない電極パターンによって接続されてい
る。
【００３９】
水晶発振器は、温度変化によって共振周波数が変化することが知られている。周波数温
度特性は、周波数変化が極小となる温度を有する二次または三次曲線を有する。したがっ
て、周波数変化が極小となる温度付近に水晶振動子の温度を維持すれば、共振周波数の変
動が小さい高精度の水晶発振器を実現できる。本実施例の水晶発振器１は、温度変化に伴
う共振周波数の変動を抑えるために、発熱体２０によって加温して、水晶振動子１０を周
波数変化が極小となる温度付近である一定の温度に維持するものである。
【００４０】
水晶発振器１は、基板３０と蓋部材４０によって囲まれた空間５０内に発熱体２０が取
り付けられた水晶振動子１０を収容し、水晶振動１０と基板３０とを、両者の間に隙間を
もって固定する固定端子６０と、電気的に接続する接続端子７０と、を備えている。固定
端子６０と、水晶振動子１０および基板３０の固定は、絶縁性接続材８３を用いて行い、
接続端子７０と、水晶振動子１０および基板３０の接続は、導電性接続材８４を用いて行
っている。
【００４１】
本実施例では、導電性接続材８４と絶縁性接続材８３は共に熱硬化型の接続材とし、導
電性接続材８４の硬化温度が、絶縁性接続材８３の硬化温度よりも高くしている。
このようにすれば、水晶振動子１０を基板３０に接続または固定する際に、まず、固定
端子６０の固定を低温領域で行い、水晶振動子１０の基板３０に対する位置や姿勢を規制
したうえで、接続端子７０の接続・固定ができるので、接続端子７０の固定までの過程に
おいて、水晶振動子１０が基板３０に対する位置、姿勢がずれた状態で固定されることが
ない。
さらに、絶縁性接続材８３に熱硬化型の接続材を用い、導電性接続部材８４にハンダを
用いる場合には、絶縁性接続材８３の硬化温度をハンダの溶融温度よりも低くすることで
同様の効果を得ることができる。つまり、水晶振動子１０を基板３０に接続または固定す
る際に、まず、固定端子６０の固定をハンダが溶融する前の低温領域で行い、水晶振動子
１０の基板３０に対する位置や姿勢を規制したうえで、接続端子７０の接続はハンダが溶
融・固化することでできるので、接続端子７０の固定までの過程において、水晶振動子１
０が基板３０に対する位置、姿勢がずれた状態で固定されることがない。
【００４２】
また、一般に、絶縁体は導電体と比較すると熱伝導性が小さいので、固定端子６０によ
る水晶振動子１０および基板３０の接続部には、絶縁性接続材８３を介在させていること
から、固定端子６０を介して水晶振動子１０から基板３０への熱伝導は、接続端子７０か
ら基板３０に伝わる熱よりも小さくなる。したがって、本実施例の構成を用いれば、固定
端子６０および接続端子７０に全て導電性接続部材８４を用いて基板３０に接続した場合
と比較して、水晶振動子１０から基板３０に伝わる熱を抑制できるので、発熱体２０への
電力供給を増加させずに水晶振動子１０の温度を維持できることから、低消費電力化を図
る効果も得られる。
【００４３】
また、接続端子７０は、水晶振動子１０と基板３０との電気的接合機能があればよいこ
とから、機械的強度は固定端子よりも低くてもよい。そこで、第３の接続端子部７０ｃの
幅方向断面積を、第３の固定端子部６０ｃの幅方向断面積よりも小さくしている。さらに
、接続端子７０における第１の接続端子部７０ａと水晶振動子１０、および第２の接続端
子部７０ｂと基板３０が平面視で重なる面積（接続面積）は、固定端子６０における第１
の固定端子部６０ａと水晶振動子、および第２の固定端子部６０ｂと基板３０が平面視で
重なる面積（接続面積）よりも小さくしている。このようにすれば、固定端子６０の方が
接続端子７０よりも機械的強度が高くなり、水晶振動子１０を基板３０上に安定して保持
できる。さらに、機械的強度が高い固定端子６０によって、水晶振動子１０と基板３０と
の間の隙間を大きくとれるので、水晶振動子１０からの熱放散を抑える効果も得られる。
【００４４】
本実施例では、振動子として水晶振動子１０を用いている。振動子を水晶振動子とした
ときの振動デバイスは水晶発振器である。水晶振動子は、水晶以外の振動子よりも周波数
安定性が高く、周波数‐温度特性も優れているが、さらに、高精度化するために、発熱体
を備えた恒温型にする。そこで、図１から図３で既述した構成にすることで、水晶振動子
の温度を一定に維持し、高精度で低消費電力の恒温型の水晶発振器１を実現できる。
【００４５】
なお、本実施例では、図１に示すように、固定端子６０を水晶振動子１０の４隅に配置
し、固定端子６０の間に２本ずつの接続端子７０を配置している。しかし、固定端子６０
の数、配置は、これに限定されずに、たとえば、２本、または３本、または５本、または
６本というように水晶振動子１０の支持安定性やスペースの大小によって自在に設定でき
る。また、接続端子７０の数や配置は、水晶振動子１０の入力、出力の端子数に合わせて
増減させる。また、接続端子７０を水晶振動子１０の４隅に配置し、接続端子７０の間に
固定端子６０を配置する構成でもよい。
【００４６】
また、水晶振動子１０と基板３０との接続に接続端子７０の替りにボンディングワイヤ
ーを用いてもよい。
【００４７】
既述の実施例では、振動デバイスとして、水晶発振器１を例示して説明したが、水晶発
振器１に限らず、本発明を他の振動デバイスに適合させることができる。たとえば、角速
度センサー、加速度センサー、傾斜センサー、水晶以外の圧電素子を用いた振動子、ＭＥ
ＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）共振器などがある。これらは、それぞれの検
出すべき物理量を、物理量の大小によって内蔵する振動子の共振周波数が変化することを
利用として測定する方式が多い。既述したように、振動子の共振周波数は、温度特性を有
することから、発熱体によって振動デバイスを恒温に維持することで高精度な物理量測定
を実現する。
【００４８】
このような各振動デバイスにおいても、電気的接続を行う接続端子と、機械的固定を行
う固定端子とを機能的に分け、固定端子による振動子と基板との接続は、絶縁性接続材を
用いる既述の実施例による構成を適合できる。したがって、振動子を基板に接続または固
定する際に、振動子が基板に対する位置、姿勢がずれた状態で固定されることがないとと
もに、固定端子の機械的強度を高くすることによって、振動子を基板に強固に固定させる
ことができ、外部からの衝撃や振動等に強い信頼性が高い振動デバイスを提供できる。ま
た、固定端子を介しての振動子から基板への熱の逃げを抑制することで、発熱体への電力
供給を抑制し、低消費電力化を図る効果も得られる。
【００４９】
（振動デバイスの製造方法）
続いて、振動デバイスの製造方法について図面を参照しながら説明する。ここでは、振
動デバイスとして、既述の水晶発振器１を例示して説明する。
図４は、本発明に係る水晶発振器１の製造方法の主たる工程を示す図である。まず、図
４（ａ）に示すように、前工程として、水晶振動子１０に、発熱体２０と固定端子６０と
接続端子７０とを取り付けたものを準備する。発熱体２０は熱硬化性接着剤やハンダ等に
よって水晶振動子１０に固定し、接続端子７０は、導電性接続材８４によって水晶振動子
１０に固定し、固定端子６０は絶縁性接続材８３によって水晶振動子１０に固定する。
【００５０】
なお、固定端子６０および接続端子７０を同じ材料で形成する場合、固定端子６０と接
続端子７０とが第２の固定端子部６０ｂ、第２の接続端子部７０ｂ（図１参照）の先端で
一体に連結された櫛歯状の端子材を形成し、水晶振動子１０に第１の固定端子部６０ａ、
第１の接続端子部７０ａを固定した後に、連結部を切断すれば、図４（ａ）に示す形態と
することができ、製造効率を高めることができる。
【００５１】
続いて、ＳＭＴ（Surface Mount Technology：表面実装技術）を用いて、接続材塗布か
ら硬化までの工程を実行する。ＳＭＴ装置としては、リフロー装置（図示は省略）を用い
る。  
まず、基板３０を準備する。図４（ｂ）に示すように、基板３０の主面３０ａには、固
定端子６０に対応する電極３１、接続端子７０に対応する接続用電極３２、発振回路９１
に対応する素子電極３４、発熱体制御回路９２に対応する素子電極３５が形成されている
。これらの電極上に接続材を塗布する。接続材としては、電極３１上には熱硬化型の絶縁
性接続材８３（たとえば、エポキシ系接着剤）、接続用電極３２上および素子電極３４，
３５上には導電性接続材８４（ハンダペースト）を塗布する。導電性接続材８４の溶融温
度は、絶縁性接続材の硬化温度よりも高いものとする。
【００５２】
なお、絶縁性接続材８３および導電性接続材８４は、印刷またはディスペンサーによっ
て行うが、一方を印刷塗布にする場合は、他方は、後工程でディスペンサー塗布とするこ
とが望ましい。絶縁性接続材８３の塗布および導電性接続材８４塗布の順番は限定されな
いが、ディスペンサー塗布は、印刷塗布よりも後にする。
【００５３】
次に、基板３０をチップマウンターエリアに搬送する。その後、チップマウンターによ
って、基板３０上の所定位置に、図４（ａ）で示した固定端子６０および接続端子７０が
固定された水晶振動子１０を、絶縁性接続材８３および導電性接続材８４の各塗布位置に
固定端子６０および接続端子７０が配置されるように載置する。また、発振回路９１およ
び発熱体制御回路９２を素子電極３４，３５の所定位置に載置する。
【００５４】
続いて、図４（ｃ）に示すように、図４（ａ）で示した固定端子６０および接続端子７
０が固定された水晶振動子１０を基板３０上に載置した状態（ワークと表す）で加熱エリ
ア（リフロー炉）に搬送する。そして、ワークを加熱する。加熱は、ワークの上下の加熱
ユニット１０１によって行われる。加熱ユニットとしては、遠赤外線ヒーターやファンで
熱風を循環させる方式または両方を併用する方式を用いる。加熱は、リフロープロファイ
リングに基づき行われる。リフロープロファイリングについて図５を参照して説明する。
【００５５】
図５は、加熱時間と温度の関係を示すリフロープロファイリングである。なお、このリ
フロープロファイリングは、導電性接続材８４としてハンダペースト、絶縁性接続材８３
として熱硬化型のエポキシ系接着剤を用いた場合の一例である。図５に示すリフロープロ
ファイリングは、予備加熱領域Ｔｓ、本加熱領域ＴＬ、冷却領域Ｔｒを有する。本実施例
のリフロープロファイリングは、ハンダペーストの溶融を基準に表したものである。予備
加熱領域Ｔｓは、１５０℃から２００℃に上昇させる領域であって、本加熱領域ＴＬは、
ピーク温度領域Ｔｐ（２５０℃から２６０℃）を含む領域である。ピーク温度領域Ｔｐは
、ピーク温度（２５０℃から２６０℃）を一定時間維持する領域、冷却領域Ｔｒは、ピー
ク温度領域から常温（２５℃）まで冷却する領域である。
【００５６】
予備領域Ｔｓでは、ハンダペーストの軟化が始まり、基板３０の接続用電極３２および
接続端子７０との間の濡れ性を高め、本加熱領域ＴＬでハンダペーストを溶融し、冷却期
間Ｔｒで硬化が終了する。冷却領域Ｔｒは、基板３０をリフロー炉外に搬出して行う自然
冷却領域である。冷却時間を短縮するために、冷却槽を用いて急速冷却することもある。
【００５７】
このリフロープロファイリングでは、予備加熱領域Ｔｓで半田ペーストの軟化が始まる
ことから、エポキシ系接着剤は、この予備加熱領域Ｔｓよりも低い温度で硬化させておく
ことが望ましい。そこで、本実施例では、８０℃から１５０℃までをエポキシ系接着剤の
固定領域Ｔｋとする。エポキシ系樹脂は、８０℃で硬化が始まり、１２０℃で硬化率８０
％、１５０℃で硬化率９０％以上となる接続材を選択する。つまり、エポキシ系接着剤に
よって固定端子６０を基板３０に固定した後、予備加熱領域Ｔｓから本加熱領域を経てハ
ンダペーストを溶融させる。
【００５８】
次に、リフロー装置から図４（ａ）で示した固定端子６０および接続端子７０が固定さ
れた水晶振動子１０と基板３０とが固定された状態で、リフロー炉から搬出し冷却する。
【００５９】
次いで、基板３０に蓋部材４０を固定し、基板３０と蓋部材４０で囲まれた空間５０を
有する水晶発振器１を構成する。基板３０と蓋部材４０との固定は、熱硬化型の接着剤や
ハンダなどを用いて行うことができる。
【００６０】
以上説明した振動デバイスの製造方法は、電気的接続を行う接続端子と、機械的固定を
行う固定端子とを機能的に分けた振動デバイスを、効率的に製造することができる。した
がって、振動子を基板に接続または固定する際に、振動子が基板に対する位置、姿勢がず
れた状態で固定されることがないとともに、固定端子の機械的強度を高くすることによっ
て、振動子を基板に強固に固定させることができ、外部からの衝撃や振動等に強い信頼性
が高い振動デバイスを製造することができる。また、固定端子を介しての振動子から基板
への熱の逃げを抑制する効果も得られるため、発熱体への電力供給を抑制して低消費電力
化を図った振動デバイスを効率的に製造することができる。
【００６１】
このような製造方法によれば、まず、リフロープロファイリングの予備加熱領域よりも
低い温度で絶縁性接続材８３を硬化させるため、接続端子７０を基板３０に固定する工程
中に、基板３０に対する水晶振動子１０の位置、姿勢がずれることなく接続端子７０を基
板３０に固定することができる。
【００６２】
さらに、リフロープロファイリングにおいて、絶縁性接続材８３は、固定領域Ｔｋを超
えて本加熱領域ＴＬまで加熱されることになり、絶縁性接続材８３は、本来この材料が備
える硬さに近い（硬化率１００％に近い）硬さが得られることから、水晶振動子１０と基
板３０との固定強度は、振動や衝撃に対して十分な強度を備えることができる。
【００６３】
なお、リフロープロファイリングにおいて、固定領域Ｔｋと予備加熱領域Ｔｓは、交差
してもよい。また、導電性接続材８４として導電性接着材を用いる場合は、絶縁性接続材
８３の硬化温度に対して導電性接続材８４の硬化温度が高くなるように選択する。
【００６４】
なお、図５に示したリフロープロファイリングは一例であって、使用する絶縁性接続材
８３、導電性接続材８４の材質、硬化特性によって適宜設定されるものである。
【００６５】
（電子機器）
以上説明した振動デバイスは、各種の電子機器に搭載することができる。たとえば、図
６に、本実施形態の水晶発振器１を搭載した電子機器（高機能携帯端末２００）の概観図
を示す。図６に示すような高機能携帯端末２００には、例えば、高機能携帯端末２００の
姿勢を検知する角速度センサー（不図示）が内蔵されており、この角速度センサーの制御
機構を動かすためのクロック源として本実施形態の水晶発振器１を用いることができる。
前述のとおり、本実施携帯の水晶発振器１を用いることで、外部からの衝撃や振動等に強
く信頼性が高い電子機器を実現することができる。
【００６６】
本実施例の振動デバイスを搭載した電子機器２００としては、種々の電子機器が考えら
れる。例えば、パーソナルコンピューター（例えば、モバイル型パーソナルコンピュータ
ー、ラップトップ型パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター
）、携帯電話機などの移動体端末、ディジタルスチールカメラ、インクジェット式吐出装
置（例えば、インクジェットプリンター）、ルーターやスイッチなどのストレージエリア
ネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレ
コーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子
辞書、電卓、電子ゲーム機器、ゲーム用コントローラー、ワードプロセッサー、ワークス
テーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（
例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、
魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライト
シュミレーター、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッ
キング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等が挙げられる。
【００６７】
（移動体）
以上説明した振動デバイスは、各種の移動体に搭載することができる。たとえば、図７
に、本実施形態の水晶発振器１を搭載した移動体（自動車）の模式図を示す。たとえば、
図７に示すような自動車３００には、姿勢を検知する角速度センサー（不図示）が内蔵さ
れており、この角速度センサーの制御機構を動かすためのクロック源として本実施形態の
水晶発振器１を用いることができる。前述のとおり、本実施携帯の水晶発振器１を用いる
ことで、外部からの衝撃や振動等に強く信頼性が高い電子機器を実現することができる。
【００６８】
本実施例の水晶発振器１を搭載した移動体３００としては、種々の移動体が考えられる
。例えば、自動車（電気自動車も含む）、ジェット機やヘリコプター等の航空機、船舶、
ロケット、人工衛星等が挙げられる。
【００６９】
本発明は、前記の実施形態及び変形例で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、
機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、
本発明は、実施形態等で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また
、本発明は、実施形態等で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を
達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態等で説明した構成に公知技
術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００７０】
１…振動デバイスとしての水晶発振器、１０…振動子としての水晶振動子、２０…発熱
体、３０…基板、４０…蓋部材、５０…空間、６０…固定端子、７０…接続端子、８３…
絶縁性接続材（エポキシ系接着剤）、８４…導電性接続材、１００…電子機器、２００…
移動体（自動車）
【図１】
2014197731.tif 000003
【図２】
2014197731.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014197731.tif 000006
【図５】
2014197731.tif 000007
【図６】
2014197731.tif 000008
【図７】
2014197731.tif 000009