(57)【要約】  水晶振動子(101)には、水晶振動板(2)と第１封止部材(3)と第２封止部材(4)とが設けられ、水晶振動板(2)の振動部(22)を気密封止した内部空間(13)が形成される。水晶振動板(2)は、振動部(22)と、振動部(22)の外周を取り囲む外枠部(23)と、振動部(22)と外枠部(23)とを連結する連結部(24)とを有し、連結部(24)の一主面に第１励振電極(221)から引き出された第１引出電極(223)が形成され、他主面に第２励振電極(222)から引き出された第２引出電極(224)が形成される。第１封止部材(3)の他主面(312)に、第１引出電極(223)に接続される配線パターン(33)が設けられ、配線パターン(33)の少なくとも一部が、平面視で振動部(22)と外枠部(23)の間の空間と重畳する位置に設けられる。
2017077972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一主面に第１励振電極が形成され、前記基板の他主面に前記第１励振電極と対になる第２励振電極が形成された圧電振動板と、
前記圧電振動板の前記第１励振電極を覆う第１封止部材と、
前記圧電振動板の前記第２励振電極を覆う第２封止部材と、が設けられ、
前記第１封止部材と前記圧電振動板とが接合され、前記第２封止部材と前記圧電振動板とが接合されて、前記第１励振電極と前記第２励振電極とを含む前記圧電振動板の振動部を気密封止した内部空間が形成された圧電振動デバイスにおいて、
前記圧電振動板は、
略矩形に形成された前記振動部と、
前記振動部の外周を取り囲む外枠部と、
前記振動部と前記外枠部とを連結する連結部とを有しており、
前記振動部と前記連結部と前記外枠部とが一体的に設けられており、
前記連結部の一主面に前記第１励振電極から引き出された第１引出電極が形成され、当該連結部の他主面に前記第２励振電極から引き出された第２引出電極が形成され、
前記第１封止部材の前記圧電振動板との対向面には、前記第１引出電極に接続される配線が設けられ、
前記配線の少なくとも一部が、平面視で、前記振動部と前記外枠部との間の空間と重畳する位置に設けられていることを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電振動デバイスにおいて、
前記配線は、前記振動部の１辺に沿った前記空間を完全に覆うように設けられていることを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項３】
請求項１または２に記載の圧電振動デバイスにおいて、
前記配線の膜厚は０．０５μｍ以上であることを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
前記配線は、平面視で、前記第１励振電極及び第２励振電極に対する周波数調整用のイオンビームの照射領域よりも外側に設けられていることを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
前記配線は、平面視で、前記第１励振電極及び第２励振電極とは重畳しない位置に設けられていることを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
前記第１封止部材の前記圧電振動板との前記対向面は、平坦面に形成されていることを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１つに記載の圧電振動デバイスにおいて、
前記連結部は、前記振動部における１つの角部のみから前記外枠部に向けて突出されていることを特徴とする圧電振動デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種電子機器の動作周波数の高周波化や、パッケージの小型化（特に低背化）が進んでいる。そのため、高周波化やパッケージの小型化にともなって、圧電振動デバイス（例えば水晶発振器等）も高周波化やパッケージの小型化への対応が求められている。【０００３】
この種の圧電振動デバイスでは、その筐体が略直方体のパッケージで構成されている。このパッケージは、ガラスや水晶からなる第１封止部材及び第２封止部材と、水晶からなり両主面に励振電極が形成された水晶振動板とから構成され、第１封止部材と第２封止部材とが水晶振動板を介して積層して接合され、パッケージの内部（内部空間）に配された水晶振動板の励振電極が気密封止されている（例えば、特許文献１）。以下、このような圧電振動デバイスの積層形態をサンドイッチ構造という。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２５２０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、近年では、圧電振動デバイスの小型化が進められてきている。ところで、圧電振動板の振動部（励振電極）に繋がる配線パターン（金属パターン）を、圧電振動板の両主面に形成した場合、配線パターンを圧電振動板の振動部の外周囲に設ける必要があった。この場合、圧電振動板に配線パターンの配置領域を確保するためには、振動部のサイズを小さくするか、あるいは、圧電振動デバイスのパッケージサイズを大きくする必要があった。したがって、振動部のサイズを小さくせずに圧電振動デバイスの小型化を図ることは困難であった。【０００６】
本発明は上述したような実情を考慮してなされたもので、振動部のサイズを確保しつつ、圧電振動デバイスの小型化を図ることが可能なサンドイッチ構造の圧電振動デバイス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】
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、基板の一主面に第１励振電極が形成され、前記基板の他主面に前記第１励振電極と対になる第２励振電極が形成された圧電振動板と、前記圧電振動板の前記第１励振電極を覆う第１封止部材と、前記圧電振動板の前記第２励振電極を覆う第２封止部材と、が設けられ、前記第１封止部材と前記圧電振動板とが接合され、前記第２封止部材と前記圧電振動板とが接合されて、前記第１励振電極と前記第２励振電極とを含む前記圧電振動板の振動部を気密封止した内部空間が形成された圧電振動デバイスであって、前記圧電振動板は、略矩形に形成された前記振動部と、前記振動部の外周を取り囲む外枠部と、前記振動部と前記外枠部とを連結する連結部とを有しており、前記振動部と前記連結部と前記外枠部とが一体的に設けられており、前記連結部の一主面に前記第１励振電極から引き出された第１引出電極が形成され、当該連結部の他主面に前記第２励振電極から引き出された第２引出電極が形成され、前記第１封止部材の前記圧電振動板との対向面には、前記第１引出電極に接続される配線が設けられ、前記配線の少なくとも一部が、平面視で、前記振動部と前記外枠部との間の空間と重畳する位置に設けられていることを特徴としている。【０００８】
上記構成によれば、第１封止部材の圧電振動板との対向面を、第１引出電極（第１励振電極）に接続される配線の配置領域として有効活用することができ、振動部のサイズを確保しつつ、圧電振動デバイスの小型化を図ることができる。つまり、圧電振動板に上記配線の配置領域を別途確保する必要がなくなり、その分だけ振動部のサイズを大きくすることが可能になる。したがって、圧電振動デバイスの小型化の要請を満たすために、振動部のサイズを必要以上に小さくしなくてもよくなくなる。【０００９】
また、圧電振動板の振動部の外周囲（外枠部）に第１引出電極（第１励振電極）に接続される配線を設ける構成に比べて、平面視で、振動部及び配線の合計の配置領域を小さくすることができ、振動部のサイズを小さくしなくても、圧電振動デバイスの小型化を図ることができる。さらに、圧電振動板の外枠部と各封止部材とを接合する領域が小さくならずに済み、より安定した気密封止を実現するための接合領域を確保できる。また、配線と振動部との接触を抑制することができ、配線と振動部との接触に起因する配線の断線や抵抗値の増加を抑制することができる。【００１０】
上記構成の圧電振動デバイスにおいて、前記配線は、前記振動部の１辺に沿った前記空間を完全に覆うように設けられていてもよい。【００１１】
上記構成によれば、配線の線幅を太くして配線抵抗を下げる設計が行いやすくなり、配線抵抗を下げることで圧電振動デバイスの信頼性を確保することができる。【００１２】
上記構成の圧電振動デバイスにおいて、前記配線の膜厚は０．０５μｍ以上とすることが好ましい。【００１３】
上記構成によれば、配線の膜厚は０．０５μｍ以上とすることで、圧電振動デバイスの信頼性を確保できる配線抵抗とすることができる。【００１４】
上記構成の圧電振動デバイスにおいて、前記配線は、平面視で、前記第１励振電極及び第２励振電極に対する周波数調整用のイオンビームの照射領域よりも外側に設けられていてもよい。【００１５】
上記構成によれば、イオンビームの照射領域よりも外側に配線を設けることによって、イオンビームによる配線の断線等を抑制することができる。【００１６】
上記構成の圧電振動デバイスにおいて、前記配線は、平面視で、前記第１励振電極及び第２励振電極とは重畳しない位置に設けられていてもよい。【００１７】
上記構成によれば、第１励振電極、第２励振電極と重畳しない位置に配線を設けることによって、配線と第１励振電極、第２励振電極との重畳に起因する寄生容量（浮遊容量）が発生を抑制することができる。【００１８】
上記構成の圧電振動デバイスにおいて、前記第１封止部材の前記圧電振動板との前記対向面は、平坦面に形成されていてもよい。【００１９】
上記構成によれば、第１封止部材の圧電振動板との対向面を平坦面に形成することによって、当該対向面に凹部が設けられている場合に比べて、第１封止部材の厚さが増加することを抑制することができ、圧電振動デバイスの低背化に寄与することができる。また、凹部を加工するための工程を削減することができ、より低コスト化に対応できる。【００２０】
上記構成の圧電振動デバイスにおいて、前記連結部は、前記振動部における１つの角部のみから前記外枠部に向けて突出されていてもよい。【００２１】
上記構成によれば、振動部の外周端部のうち、圧電振動の変位が比較的小さい角部に連結部が設けられているので、連結部を角部以外の部分（辺の中央部）に設けた場合に比べて、連結部を介して圧電振動が外枠部に漏れることを抑制することができ、より効率的に振動部を圧電振動させることができる。また、連結部を２つ以上設けた場合に比べて、振動部に作用する応力を低減することができ、そのような応力に起因する圧電振動の周波数シフトを低減して圧電振動の安定性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の圧電振動デバイスによれば、第１封止部材の圧電振動板との対向面を第１引出電極（第１励振電極）に接続される配線の配置領域として有効活用することが可能になり、振動部のサイズを確保しつつ、圧電振動デバイスの小型化を図ることが可能になる。つまり、圧電振動板に配線の配置領域を別途確保する必要がなくなり、その分だけ振動部のサイズを大きくすることが可能になる。したがって、圧電振動デバイスの小型化の要請を満たすために、振動部のサイズを必要以上に小さくしなくてもよくなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本実施の形態にかかる水晶振動子の各構成を示した概略構成図である。
【図２】図２は、水晶振動子の第１封止部材の概略平面図である。
【図３】図３は、水晶振動子の第１封止部材の概略裏面図である。
【図４】図４は、水晶振動子の水晶振動板の概略平面図である。
【図５】図５は、水晶振動子の水晶振動板の概略裏面図である。
【図６】図６は、水晶振動子の第２封止部材の概略平面図である。
【図７】図７は、水晶振動子の第２封止部材の概略裏面図である。
【図８】図８は、水晶振動子における、第１封止部材の配線と、水晶振動板の振動部との平面視での位置関係を示す図である。
【図９】図９は、水晶振動子の第１封止部材の概略裏面図である。
【図１０】図１０は、水晶振動子における、第１封止部材の配線と、水晶振動板の振動部との平面視での位置関係を示す図である。
【図１１】図１１は、配線の膜厚と抵抗値との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
〔実施の形態１〕
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では、圧電振動デバイスとして水晶振動子に本発明を適用した場合について説明する。
【００２５】
本実施の形態にかかる水晶振動子１０１では、図１に示すように、水晶振動板２（本発明でいう圧電振動板）と、水晶振動板２の第１励振電極２２１（図４参照）を覆い、水晶振動板２の一主面２１１に形成された第１励振電極２２１を気密封止する第１封止部材３と、この水晶振動板２の他主面２１２に、水晶振動板２の第２励振電極２２２（図５参照）を覆い、第１励振電極２２１と対になって形成された第２励振電極２２２を気密封止する第２封止部材４が設けられている。この水晶振動子１０１では、水晶振動板２と第１封止部材３とが接合され、水晶振動板２と第２封止部材４とが接合されてサンドイッチ構造のパッケージ１２が構成される。
【００２６】
そして、水晶振動板２を介して第１封止部材３と第２封止部材４とが接合されることで、パッケージ１２の内部空間１３が形成され、このパッケージ１２の内部空間１３に、水晶振動板２の両主面２１１，２１２に形成された第１励振電極２２１及び第２励振電極２２２を含む振動部２２が気密封止されている。本実施の形態にかかる水晶振動子１０１は、例えば、１．０×０．８ｍｍのパッケージサイズであり、小型化と低背化とを図ったものである。また、小型化に伴い、パッケージ１２では、キャスタレーションを形成せずに、貫通孔（第１〜第３貫通孔）を用いて電極の導通を図っている。
【００２７】
次に、上記した水晶振動子１０１の各構成について、図１〜７を用いて説明する。なお、ここでは、水晶振動板２と第１封止部材３と第２封止部材４が接合されていない夫々単体として構成されている各部材について説明を行う。
【００２８】
水晶振動板２は、図４，５に示すように、圧電材料である水晶からなり、その両主面（一主面２１１，他主面２１２）が平坦平滑面（鏡面加工）として形成されている。本実施の形態では、水晶振動板２として、厚みすべり振動を行うＡＴカット水晶板が用いられている。図４，５に示す水晶振動板２では、水晶振動板２の両主面２１１，２１２が、ＸＺ´平面とされている。このＸＺ´平面において、水晶振動板２の短手方向（短辺方向）に平行な方向がＸ軸方向とされ、水晶振動板２の長手方向（長辺方向）に平行な方向がＺ´軸方向とされている。なお、ＡＴカットは、人工水晶の３つの結晶軸である電気軸（Ｘ軸）、機械軸（Ｙ軸）、及び光学軸（Ｚ軸）のうち、Ｚ軸に対してＸ軸周りに３５°１５′だけ傾いた角度で切り出す加工手法である。ＡＴカット水晶板では、Ｘ軸は水晶の結晶軸に一致する。Ｙ´軸及びＺ´軸は、水晶の結晶軸のＹ軸及びＺ軸からそれぞれ３５°１５′傾いた軸に一致する。Ｙ´軸方向及びＺ´軸方向は、ＡＴカット水晶板を切り出すときの切り出し方向に相当する。
【００２９】
水晶振動板２の両主面２１１，２１２に一対の励振電極（第１励振電極２２１，第２励振電極２２２）が形成されている。水晶振動板２は、略矩形に形成された振動部２２と、この振動部２２の外周を取り囲む外枠部２３と、振動部２２と外枠部２３とを連結する連結部（保持部）２４とを有しており、振動部２２と連結部２４と外枠部２３とが一体的に設けられた構成となっている。本実施の形態では、連結部２４は、振動部２２と外枠部２３との間の１箇所のみに設けられており、連結部２４が設けられていない箇所は空間（隙間）になっている。また、図示していないが、振動部２２及び連結部２４は、外枠部２３よりも薄く形成されている。このような外枠部２３と連結部２４との厚みの違いにより、外枠部２３と連結部２４の圧電振動の固有振動数が異なることになり、連結部２４の圧電振動に外枠部２３が共鳴しにくくなる。
【００３０】
連結部２４は、振動部２２の＋Ｘ方向かつ−Ｚ´方向に位置する１つの角部２２ａのみから、−Ｚ´方向に向けて外枠部２３まで延びている（突出している）。このように、振動部２２の外周端部のうち、圧電振動の変位が比較的小さい角部２２ａに連結部２４が設けられているので、連結部２４を角部２２ａ以外の部分（辺の中央部）に設けた場合に比べて、連結部２４を介して圧電振動が外枠部２３に漏れることを抑制することができ、より効率的に振動部２２を圧電振動させることができる。また、連結部２４を２つ以上設けた場合に比べて、振動部２２に作用する応力を低減することができ、そのような応力に起因する圧電振動の周波数シフトを低減して圧電振動の安定性を向上させることができる。
【００３１】
振動部２２の一主面側に第１励振電極２２１が設けられ、振動部２２の他主面側に第２励振電極２２２が設けられている。第１励振電極２２１，第２励振電極２２２には、外部電極端子（一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２）に接続するための引出電極（第１引出電極２２３，第２引出電極２２４）が接続されている。第１引出電極２２３は、第１励振電極２２１から引き出され、連結部２４を経由して、外枠部２３に形成された接続用接合パターン２７に繋がっている。第２引出電極２２４は、第２励振電極２２２から引き出され、連結部２４を経由して、外枠部２３に形成された接続用接合パターン２８に繋がっている。このように、連結部２４の一主面側に第１引出電極２２３が形成され、連結部２４の他主面側に第２引出電極２２４が形成されている。第１励振電極２２１及び第１引出電極２２３は、一主面２１１上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、この下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなる。第２励振電極２２２及び第２引出電極２２４は、他主面２１２上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、この下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなる。
【００３２】
水晶振動板２の両主面２１１，２１２には、水晶振動板２を第１封止部材３及び第２封止部材４に接合するための振動側封止部２５が夫々設けられている。水晶振動板２の一主面２１１の振動側封止部２５に、第１封止部材３に接合するための振動側第１接合パターン２５１が形成されている。また、水晶振動板２の他主面２１２の振動側封止部２５に、第２封止部材４に接合するための振動側第２接合パターン２５２が形成されている。振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２は、上述した外枠部２３に設けられており、平面視で環状に形成されている。振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２は、水晶振動板２の両主面２１１，２１２の外周縁に近接するように設けられている。水晶振動板２の一対の第１励振電極２２１，第２励振電極２２２は、振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２とは電気的に接続されていない。
【００３３】
振動側第１接合パターン２５１は、一主面２１１上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜２５１１と、下地ＰＶＤ膜２５１１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜２５１２とからなる。振動側第２接合パターン２５２は、他主面２１２上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜２５２１と、下地ＰＶＤ膜２５２１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜２５２２とからなる。つまり、振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２とは、同一構成からなり、複数の層が両主面２１１，２１２の振動側封止部２５上に積層して構成され、その最下層側からＴｉ層（もしくはＣｒ層）とＡｕ層とが蒸着形成されている。このように、振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２とでは、下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１が単一の材料（Ｔｉ（もしくはＣｒ））からなり、電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２が単一の材料（Ａｕ）からなり、下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１よりも電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２の方が厚い。また、水晶振動板２の一主面２１１に形成された第１励振電極２２１と振動側第１接合パターン２５１とは同一厚みを有し、第１励振電極２２１と振動側第１接合パターン２５１との表面が同一金属からなり、水晶振動板２の他主面２１２に形成された第２励振電極２２２と振動側第２接合パターン２５２とは同一厚みを有し、第２励振電極２２２と振動側第２接合パターン２５２との表面が同一金属からなる。また、振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２は、非Ｓｎパターンである。
【００３４】
ここで、第１励振電極２２１、第１引出電極２２３及び振動側第１接合パターン２５１を同一の構成とすることができ、この場合、同一のプロセスで第１励振電極２２１、第１引出電極２２３及び振動側第１接合パターン２５１を一括して形成することができる。同様に、第２励振電極２２２、第２引出電極２２４及び振動側第２接合パターン２５２を同一の構成とすることができ、この場合、同一のプロセスで第２励振電極２２２、第２引出電極２２４及び振動側第２接合パターン２５２を一括して形成することができる。詳細には、真空蒸着やスパッタリング、イオンプレーティング、ＭＢＥ、レーザーアブレーションなどのＰＶＤ法（例えば、フォトリソグラフィ等の加工におけるパターンニング用の膜形成法）により下地ＰＶＤ膜や電極ＰＶＤ膜を形成することで、一括して膜形成を行い、製造工数を減らすことができ、コスト低減に寄与することができる。
【００３５】
また、水晶振動板２には、図４，５に示すように、一主面２１１と他主面２１２との間を貫通する１つの貫通孔（第１貫通孔２６）が形成されている。第１貫通孔２６は、水晶振動板２の外枠部２３に設けられている。第１貫通孔２６は、第２封止部材４の接続用接合パターン４５３に繋がるものである。
【００３６】
第１貫通孔２６には、図１，４，５に示すように、一主面２１１と他主面２１２とに形成された電極の導通を図るための貫通電極２６１が、第１貫通孔２６の内壁面に沿って形成されている。そして、第１貫通孔２６の中央部分は、一主面２１１と他主面２１２との間を貫通した中空状態の貫通部分２６２となる。第１貫通孔２６の外周囲には、接続用接合パターン２６４，２６５が形成されている。接続用接合パターン２６４，２６５は、水晶振動板２の両主面２１１，２１２に設けられている。
【００３７】
水晶振動板２の一主面２１１に形成された第１貫通孔２６の接続用接合パターン２６４は、外枠部２３において、Ｘ軸方向に沿って延びている。また、水晶振動板２の一主面２１１には、第１引出電極２２３に繋がる接続用接合パターン２７が形成されており、この接続用接合パターン２７も、外枠部２３において、Ｘ軸方向に沿って延びている。接続用接合パターン２７は、振動部２２（第１励振電極２２１）を挟んで、接続用接合パターン２６４とはＺ´軸方向の反対側に設けられている。つまり、振動部２２のＺ´軸方向の両側に、接続用接合パターン２７，２６４が設けられている。
【００３８】
同様に、水晶振動板２の他主面２１２に形成された第１貫通孔２６の接続用接合パターン２６５は、外枠部２３において、Ｘ軸方向に沿って延びている。また、水晶振動板２の他主面２１２には、第２引出電極２２４に繋がる接続用接合パターン２８が形成されており、この接続用接合パターン２８も、外枠部２３において、Ｘ軸方向に沿って延びている。接続用接合パターン２８は、振動部２２（第２励振電極２２２）を挟んで、接続用接合パターン２６５とはＺ´方向の反対側に設けられている。つまり、振動部２２のＺ´方向の両側に、接続用接合パターン２８，２６５が設けられている。
【００３９】
接続用接合パターン２７，２８，２６４，２６５は、振動側第１接合パターン２５１，振動側第２接合パターン２５２と同様の構成であり、振動側第１接合パターン２５１，振動側第２接合パターン２５２と同一のプロセスで形成することができる。具体的には、接続用接合パターン２７，２８，２６４，２６５は、水晶振動板２の両主面２１１，２１２上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、当該下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなる。
【００４０】
水晶振動子１０１では、第１貫通孔２６及び接続用接合パターン２７，２８，２６４，２６５は、平面視で内部空間１３の内方（接合材１１の内周面の内側）に形成される。内部空間１３は、平面視で振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２の内方（内側）に形成される。内部空間１３の内方とは、後述する接合材１１上を含まずに厳密に接合材１１の内周面の内側のことをいう。第１貫通孔２６及び接続用接合パターン２７，２８，２６４，２６５は、振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２とは電気的に接続されていない。
【００４１】
第１封止部材３には、曲げ剛性（断面二次モーメント×ヤング率）が１０００［Ｎ・ｍｍ２］以下の材料が用いられている。具体的には、第１封止部材３は、図２，３に示すように、１枚のガラスウエハから形成された直方体の基板であり、この第１封止部材３の他主面３１２（水晶振動板２に接合する面）は平坦平滑面（鏡面加工）として形成されている。
【００４２】
この第１封止部材３の他主面３１２には、水晶振動板２に接合するための封止側第１封止部３２が設けられている。封止側第１封止部３２には、水晶振動板２に接合するための封止側第１接合パターン３２１が形成されている。封止側第１接合パターン３２１は、平面視で環状に形成されている。封止側第１接合パターン３２１は、第１封止部材３の他主面３１２の外周縁に近接するように設けられている。封止側第１接合パターン３２１は、第１封止部材３の封止側第１封止部３２上の全ての位置において同一幅とされる。
【００４３】
この封止側第１接合パターン３２１は、第１封止部材３上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜３２１１と、下地ＰＶＤ膜３２１１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜３２１２とからなる。なお、本実施の形態では、下地ＰＶＤ膜３２１１には、Ｔｉ（もしくはＣｒ）が用いられ、電極ＰＶＤ膜３２１２にはＡｕが用いられている。また、封止側第１接合パターン３２１は、非Ｓｎパターンである。具体的には、封止側第１接合パターン３２１は、複数の層が他主面３１２の封止側第１封止部３２上に積層して構成され、その最下層側からＴｉ層（もしくはＣｒ層）とＡｕ層とが蒸着形成されている。
【００４４】
第１封止部材３の他主面３１２、つまり、水晶振動板２との対向面には、水晶振動板２の接続用接合パターン２６４，２７と接合される接続用接合パターン３５，３６が形成されている。接続用接合パターン３５，３６は、第１封止部材３の短辺方向（図３のＡ１方向）に方向に沿って延びている。接続用接合パターン３５，３６は、第１封止部材３の長辺方向（図３のＡ２方向）に所定の間隔を隔てて設けられており、接続用接合パターン３５，３６のＡ２方向の間隔は、水晶振動板２の接続用接合パターン２６４，２７のＺ´軸方向の間隔（図４参照）と略同じになっている。接続用接合パターン３５，３６は、配線パターン３３を介して互いに接続されている。配線パターン３３は、接続用接合パターン３５，３６の間に設けられている。配線パターン３３は、Ａ２方向に沿って延びている。配線パターン３３は、水晶振動板２の接続用接合パターン２６４，２７とは接合されないようになっている。
【００４５】
接続用接合パターン３５，３６及び配線パターン３３は、封止側第１接合パターン３２１と同様の構成であり、封止側第１接合パターン３２１と同一のプロセスで形成することができる。具体的には、接続用接合パターン３５，３６及び配線パターン３３は、第１封止部材３の他主面３１２上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、当該下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなる。
【００４６】
水晶振動子１０１では、接続用接合パターン３５，３６及び配線パターン３３は、平面視で内部空間１３の内方（接合材１１の内周面の内側）に形成される。接続用接合パターン３５，３６及び配線パターン３３は、封止側第１接合パターン３２１とは電気的に接続されていない。尚、水晶振動子１０１では、図３のＡ１方向は、図４のＸ軸方向に一致し、図３のＡ２方向は、図４のＺ´軸方向に一致する。
【００４７】
第２封止部材４には、曲げ剛性（断面二次モーメント×ヤング率）が１０００［Ｎ・ｍｍ２］以下の材料が用いられている。具体的には、第２封止部材４は、図６，７に示すように、１枚のガラスウエハから形成された直方体の基板であり、この第２封止部材４の一主面４１１（水晶振動板２に接合する面）は平坦平滑面（鏡面加工）として形成されている。
【００４８】
この第２封止部材４の一主面４１１には、水晶振動板２に接合するための封止側第２封止部４２が設けられている。封止側第２封止部４２には、水晶振動板２に接合するための封止側第２接合パターン４２１が形成されている。封止側第２接合パターン４２１は、平面視で環状に形成されている。封止側第２接合パターン４２１は、第２封止部材４の一主面４１１の外周縁に近接するように設けられている。封止側第２接合パターン４２１は、第２封止部材４の封止側第２封止部４２上の全ての位置において同一幅とされる。
【００４９】
この封止側第２接合パターン４２１は、第２封止部材４上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜４２１１と、下地ＰＶＤ膜４２１１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜４２１２とからなる。なお、本実施の形態では、下地ＰＶＤ膜４２１１には、Ｔｉ（もしくはＣｒ）が用いられ、電極ＰＶＤ膜４２１２にはＡｕが用いられている。また、封止側第２接合パターン４２１は、非Ｓｎパターンである。具体的には、封止側第２接合パターン４２１は、複数の層が他主面４１２の封止側第２封止部４２上に積層して構成され、その最下層側からＴｉ層（もしくはＣｒ層）とＡｕ層とが蒸着形成されている。
【００５０】
また、第２封止部材４の他主面４１２（水晶振動板２に面しない外方の主面）には、外部に電気的に接続する一対の外部電極端子（一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２）が設けられている。一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２は、図１，７に示すように第２封止部材４の他主面４１２の平面視長手方向両端に夫々位置する。これら一対の外部電極端子（一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２）は、他主面４１２上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜４３１１，４３２１と、下地ＰＶＤ膜４３１１，４３２１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜４３１２，４３２２とからなる。一外部電極端子４３１及び他外部電極端子４３２は、第２封止部材４の他主面４１２のうち１／３以上の領域を夫々占めている。
【００５１】
第２封止部材４には、図１，６，７に示すように、一主面４１１と他主面４１２との間を貫通する２つの貫通孔（第２貫通孔４５，第３貫通孔４６）が形成されている。第２貫通孔４５は、一外部電極端子４３１及び水晶振動板２の接続用接合パターン２６５に繋がるものである。第３貫通孔４６は、他外部電極端子４３２及び水晶振動板２の接続用接合パターン２８に繋がるものである。
【００５２】
第２貫通孔４５，第３貫通孔４６には、図１，６，７に示すように、一主面４１１と他主面４１２とに形成された電極の導通を図るための貫通電極４５１，４６１が、第２貫通孔４５，第３貫通孔４６の内壁面夫々に沿って形成されている。そして、第２貫通孔４５，第３貫通孔４６の中央部分は、一主面４１１と他主面４１２との間を貫通した中空状態の貫通部分４５２，４６２となる。第２貫通孔４５，第３貫通孔４６夫々の外周囲には、接続用接合パターン４５３，４６３が形成されている。
【００５３】
接続用接合パターン４５３，４６３は、第２封止部材４の一主面４１１に設けられており、水晶振動板２の接続用接合パターン２６５，２８と接合される。接続用接合パターン４５３，４６３は、第２封止部材４の短辺方向（図６のＢ１方向）に方向に沿って延びている。接続用接合パターン４５３，４６３は、第２封止部材４の長辺方向（図６のＢ２方向）に所定の間隔を隔てて設けられており、接続用接合パターン４５３，４６３のＢ２方向の間隔は、水晶振動板２の接続用接合パターン２６５，２８のＺ´軸方向の間隔（図５参照）と略同じになっている。
【００５４】
接続用接合パターン４５３，４６３は、封止側第２接合パターン４２１と同様の構成であり、封止側第２接合パターン４２１と同一のプロセスで形成することができる。具体的には、接続用接合パターン４５３，４６３は、第２封止部材４の一主面４１１上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、当該下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなる。
【００５５】
水晶振動子１０１では、第２貫通孔４５，第３貫通孔４６及び接続用接合パターン４５３，４６３は、平面視で内部空間１３の内方に形成されている。第２貫通孔４５，第３貫通孔４６及び接続用接合パターン４５３，４６３は、封止側第２接合パターン４２１とは電気的に接続されていない。また、一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２も、封止側第２接合パターン４２１とは電気的に接続されていない。尚、水晶振動子１０１では、図６のＢ１方向は、図５のＸ軸方向に一致し、図６のＢ２方向は、図５のＺ´軸方向に一致する。
【００５６】
上記の構成からなる水晶振動子１０１では、従来の技術のように別途接着剤等の接合専用材を用いずに、水晶振動板２と第１封止部材３とが振動側第１接合パターン２５１及び封止側第１接合パターン３２１を重ね合わせた状態で拡散接合され、水晶振動板２と第２封止部材４とが振動側第２接合パターン２５２及び封止側第２接合パターン４２１を重ね合わせた状態で拡散接合されて、図１に示すサンドイッチ構造のパッケージ１２が製造される。これにより、パッケージ１２の内部空間１３、つまり、振動部２２の収容空間が気密封止される。なお、振動側第１接合パターン２５１及び封止側第１接合パターン３２１自身が拡散接合後に生成される接合材１１となり、振動側第２接合パターン２５２及び封止側第２接合パターン４２１自身が拡散接合後に生成される接合材１１となる。接合材１１は、平面視で環状に形成される。本実施の形態では、水晶振動板２の第１、第２励振電極２２１，２２２から一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２までの配線がいずれも、平面視で接合材１１の内方に設けられている。接合材１１は、平面視で、パッケージ１２の外周縁に近接するように形成されている。これにより、水晶振動板２の振動部２２のサイズを大きくすることが可能になっている。
【００５７】
この際、上述した接続用接合パターン同士も重ね合わせられた状態で拡散接合される。具体的には、水晶振動板２の接続用接合パターン２６４及び第１封止部材３の接続用接合パターン３５が拡散接合される。水晶振動板２の接続用接合パターン２７及び第１封止部材３の接続用接合パターン３６が拡散接合される。また、水晶振動板２の接続用接合パターン２６５及び第２封止部材４の接続用接合パターン４５３が拡散接合される。水晶振動板２の接続用接合パターン２８及び第２封止部材４の接続用接合パターン４６３が拡散接合される。そして、夫々の接続用接合パターン同士が拡散接合後に生成される接合材１４となる。拡散接合によって形成されたこれらの接合材１４は、貫通孔の貫通電極と接合材１４とを導通させる役割、及び接合箇所を気密封止する役割を果たす。なお、接合材１４は、平面視で封止用の接合材１１よりも内方に設けられるため、図１では破線で示している。
【００５８】
ここで、第１貫通孔２６と第２貫通孔４５とが平面視で重畳しないように配置されている。具体的には、図６に示すように、正面視では（図６のＢ１方向から見ると）、第１貫通孔２６と第２貫通孔４５とは上下に一直線上に並んで配置されている。図６では、便宜上、第２封止部材４の上方に設けられる水晶振動板２に形成された第１貫通孔２６を２点鎖線で示している。一方、側面視では（図６のＢ２方向から見ると）、第１貫通孔２６と第２貫通孔４５とは上下に一直線上に並ばないようにオフセットされて配置されている。より詳細には、接合材１４（接続用接合パターン２６５，４５３）の長手方向（Ｂ１方向）の一端部に第１貫通孔２６が接続され、接合材１４の長手方向の他端部に第２貫通孔４５が接続されている。そして、第１貫通孔２６の貫通電極２６１と第２貫通孔４５の貫通電極４５１とが接合材１４を介して電気的に接続されている。このように、第１貫通孔２６と第２貫通孔４５とを平面視で重畳しないように配置することによって、第１貫通孔２６の貫通部分２６２及び第２貫通孔４５の貫通部分４５２を金属等で埋めなくても、水晶振動板２の振動部２２を気密封止した内部空間１３の気密性を確保することが可能になる。
【００５９】
そして、上述のようにして製造されたパッケージ１２では、第１封止部材３と水晶振動板２とは、１．００μｍ以下のギャップを有し、第２封止部材４と水晶振動板２とは、１．００μｍ以下のギャップを有する。つまり、第１封止部材３と水晶振動板２との間の接合材１１の厚みが、１．００μｍ以下であり、第２封止部材４と水晶振動板２との間の接合材１１の厚みが、１．００μｍ以下（具体的には、本実施の形態のＡｕ−Ａｕ接合では０．１５μｍ〜１．００μｍ）である。なお、比較として、Ｓｎを用いた従来の金属ペースト封止材では、５μｍ〜２０μｍとなる。
【００６０】
本実施の形態では、サンドイッチ構造の水晶振動子１０１において、第１封止部材３の他主面３１２、つまり、水晶振動板２との対向面に、水晶振動板２の第１励振電極２２１に接続される配線パターン３３が設けられており、この配線パターン３３の少なくとも一部が、平面視で、振動部２２と外枠部２３との間の空間と重畳する位置に設けられている。配線パターン３３の具体的な構成について、図４，８を参照して説明する。図８は、水晶振動子１０１における第１封止部材３の配線パターン３３と、水晶振動板２の振動部２２との平面視での位置関係を示す図であって、図４の水晶振動板２を実線で示し、第１封止部材３の配線パターン３３を２点鎖線で示している。
【００６１】
まず、水晶振動板２と第１封止部材３の接合前の状態では、配線パターン３３は、第１封止部材３の他主面３１２の接続用接合パターン３５，３６の間に設けられている（図３参照）。配線パターン３３の一端部（図８の＋Ｚ´方向の端部）３３ａは、接続用接合パターン３５に接続され、配線パターン３３の他端部（図８の−Ｚ´方向の端部）３３ｂは、接続用接合パターン３６に接続されている。
【００６２】
そして、水晶振動板２と第１封止部材３の接合により、接続用接合パターン２６４，３５が接合材１４となり、また、接続用接合パターン２７，３６が接合材１４となる。配線パターン３３は、水晶振動板２の接続用接合パターン２６４，２７とは接合されないため、接合材１４とはならず、第１封止部材３の他主面３１２上に配線として残る。配線パターン３３の一端部３３ａは、接合材１４（接続用接合パターン２６４，３５）、第１貫通孔２６の貫通電極２６１、接合材１４（接続用接合パターン２６５，４５３）、第２貫通孔４５の貫通電極４５１を介して、一外部電極端子４３１に接続されている。配線パターン３３の他端部３３ｂは、接合材１４（接続用接合パターン２７，３６）、第１引出電極２２３を介して、第１励振電極２２１に接続されている。このように、配線パターン３３を介して、第１励振電極２２１が一外部電極端子４３１に電気的に接続されるようになっている。
【００６３】
配線パターン３３は、平面視で、第１励振電極２２１，第２励振電極２２２とは重畳しない位置に設けられている。より詳細には、図８に示すように、配線パターン３３は、平面視で、振動部２２とは重畳しない位置に設けられている。本実施の形態では、配線パターン３３の振動部２２に近い側の側端縁（図８の＋Ｘ方向の端縁）３３ｃが、平面視で、振動部２２と外枠部２３との間の空間と重畳する位置に設けられている。つまり、平面視で、配線パターン３３の振動部２２に近い側の側端縁３３ｃと、振動部２２の外周縁との間には所定の間隔が設けられている。また、配線パターン３３の振動部２２から遠い側の側端縁（図８の−Ｘ方向の端縁）３３ｄは、平面視で、外枠部２３と重畳しない位置であって、振動部２２と外枠部２３との間の空間と重畳する位置に設けられている。つまり、平面視で、配線パターン３３の振動部２２から遠い側の側端縁３３ｄと、外枠部２３の内周縁との間には所定の間隔が設けられている。このように本実施の形態では、配線パターン３３のＸ軸方向の両側端縁３３ｃ，３３ｄが、平面視で、振動部２２と外枠部２３との間の空間に含まれている。なお、配線パターン３３の一端部３３ａ及び他端部３３ｂ（上記空間よりもＺ軸方向の外側へ突出している部分）は、平面視で、外枠部２３と重畳している。
【００６４】
本実施の形態によれば、第１封止部材３の他主面３１２に設けられた配線パターン３３と、水晶振動板２の振動部２２とが、上述したような位置関係にあるので、第１封止部材３の他主面３１２を配線パターン３３の配置領域として有効活用することができ、振動部２２のサイズを確保しつつ、水晶振動子１０１の小型化を図ることができる。つまり、水晶振動板２に配線パターン３３の配置領域を別途確保する必要がなくなり、その分だけ振動部２２のサイズを大きくすることが可能になる。したがって、水晶振動子１０１の小型化の要請を満たすために、振動部２２のサイズを必要以上に小さくしなくてもよくなる。
【００６５】
ここで、本実施の形態では、水晶振動板２が、振動部２２と外枠部２３とが単一の連結部２４によって連結された構成になっている。この場合、振動部２２の両主面の第１励振電極２２１，第２励振電極２２２から引き出された第１引出電極２２３，第２引出電極２２４は、同じ連結部２４を経由して、外枠部２３まで形成される。つまり、連結部２４の一主面に第１励振電極２２１から引き出された第１引出電極２２３が形成され、当該連結部２４の他主面に第２励振電極２２２から引き出された第２引出電極２２４が形成される。
【００６６】
このように連結部２４が水晶振動板２に１つしかなく、第１引出電極２２３及び第２引出電極２２４が、第１励振電極２２１，第２励振電極２２２から同じ方向に引き出される構成になっている。一方、外部電極端子（一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２）は、第２封止部材４の他主面４１２の長手方向両端に位置することから、第１引出電極２２３及び第２引出電極２２４のいずれか一方を、振動部２２を挟んで反対側の位置まで引き回すための引き回し電極を設ける必要がある。しかし、引き回し電極を水晶振動板２に形成する場合、引き回し電極を水晶振動板２の振動部２２の外周囲（つまり、外枠部２３）に設ける必要があるため、引き回し電極の配置領域を確保するためには、振動部２２のサイズを小さくするか、あるいは、水晶振動子１０１のパッケージサイズを大きくする必要があった。したがって、振動部２２のサイズを小さくせずに水晶振動子１０１の小型化を図ることは困難であった。
【００６７】
これに対し、本実施の形態では、上述のような引き回し電極としての配線パターン３３が、水晶振動板２にではなく、第１封止部材３の他主面３１２に形成されている。これにより、第１封止部材３の他主面３１２を配線パターン３３の配置領域として有効活用することができ、振動部２２のサイズを確保しつつ、水晶振動子１０１の小型化を図ることができる。配線パターン３３の配置領域としては、平面視で、第１励振電極２２１，第２励振電極２２２とは重畳しない位置であって、配線パターン３３の少なくとも一部が、振動部２２と外枠部２３との間の空間と重畳する位置に設けられている。これにより、水晶振動板２の振動部２２の外周囲（外枠部２３）に引き回し電極を設ける構成に比べて、平面視で、振動部２２及び配線パターン３３の合計の配置領域を小さくすることができる。したがって、振動部２２のサイズを小さくしなくても、水晶振動子１０１の小型化を図ることができる。さらに、水晶振動板２の外枠部２３と各封止部材３，４とを接合する領域が小さくならずに済み、より安定した気密封止を実現するための接合領域を確保できる。
【００６８】
また、配線パターン３３が平面視で接合材１１の内方に配置されるので、配線パターン３３の断線等から保護することができる。この場合、配線パターン３３が平面視で振動部２２とは重畳しない位置に設けられているので、配線パターン３３と振動部２２との接触を回避することができ、配線パターン３３と振動部２２との接触に起因する配線パターン３３の断線や抵抗値の増加を抑制することができる。しかも、配線パターン３３が平面視で第１励振電極２２１，第２励振電極２２２とは重畳しない位置に設けられているので、配線パターン３３と第１励振電極２２１，第２励振電極２２２との重畳に起因する寄生容量（浮遊容量）の発生を抑制することができる。
【００６９】
また、第１封止部材３の他主面３１２が平坦面に形成されているので、第１封止部材３の厚さを抑えることができ、その分、水晶振動子１０１の低背化に寄与することができる。つまり、第１封止部材３の他主面３１２に凹部が設けられている場合、凹部の深さに相当する分だけ第１封止部材３の厚さが増加することが懸念される。しかし、第１封止部材３の他主面３１２を平坦面に形成することによって、第１封止部材３の厚さが増加することを抑制することができ、水晶振動子１０１の低背化に寄与することができる。この場合、水晶振動板２の振動部２２及び連結部２４が、外枠部２３よりも薄く形成されているので、水晶振動子１０１の低背化を図りながら、振動部２２と第１封止部材３及び第２封止部材４との接触を抑制する点で有効である。
【００７０】
ここで、配線パターン３３を励振電極（第１励振電極２２１，第２励振電極２２２）に対する周波数調整用のイオンビームの照射領域よりも外側に設けることが好ましい。本実施の形態では、水晶振動板２と第１封止部材３とを接合した状態（水晶振動板２と第２封止部材４とが接合されていない状態）で、水晶振動板２の他主面２１２側からイオンビームを照射して、第２励振電極２２２の大きさ（質量）を微調節することにより、周波数調整を行っている。イオンビームは、第２励振電極２２２の外周縁付近を目標に照射される。この際、イオンビームの照射領域内に配線パターン３３が設けられているとすれば、イオンビームによって、配線パターン３３が削られ、配線パターン３３の断線等が発生することが懸念される。しかし、配線パターン３３を励振電極の周波数調整用のイオンビームの照射領域よりも外側に設けることによって、イオンビームによる配線パターン３３の断線等を抑制することができる。なお、このような周波数調整を行う場合、第１封止部材３の一主面３１１に周波数調整用の検査端子が設けられ、検査端子が第１励振電極２２１，第２励振電極２２２に接続される。
【００７１】
本実施の形態では、配線パターン３３の振動部２２から遠い側の側端縁３３ｄは、平面視で外枠部２３と重畳しない位置に設けられているが、配線パターン３３の少なくとも一部が、平面視で、振動部２２と外枠部２３との間の空間と重畳する位置に設けられていればよく、配線パターン３３の一部を、平面視で外枠部２３と重畳するように配置してもよい。なお、上述したような理由により、配線パターン３３の振動部２２に近い側の側端縁３３ｃが、平面視で振動部２２とは重複しない位置に設けられることが好ましい。
【００７２】
〔実施の形態２〕
本実施の形態２に係る水晶振動子１０１は、実施の形態１における配線パターン３３に関し、実施の形態１とは別観点で線幅や膜厚を最適化したものであり、それ以外の構成は基本的に実施の形態１と同様である。そのため、実施の形態１と同様の構成については詳細な説明を省略する。
【００７３】
実施の形態１で説明したように、本発明が適用される水晶振動子１０１では、水晶振動板２において振動部２２と外枠部２３とを連結する連結部２４は１箇所のみに設けられている。すなわち、連結部２４は、振動部２２に対して水晶振動板２の長辺方向（Ｚ´軸）の一方側（−Ｚ´方向側）にのみ設けられている。このため、振動部２２の両主面の第１励振電極２２１，第２励振電極２２２から引き出された第１引出電極２２３，第２引出電極２２４は、同じ連結部２４を経由して、外枠部２３まで形成される。
【００７４】
このように連結部２４が水晶振動板２に１つしかなく、第１引出電極２２３及び第２引出電極２２４が、第１励振電極２２１，第２励振電極２２２から同じ方向に引き出される構成になっている。一方、外部電極端子（一外部電極端子４３１，他外部電極端子４３２）は、第２封止部材４の他主面４１２の長手方向両端に位置することから、第１引出電極２２３及び第２引出電極２２４のいずれか一方を、振動部２２を挟んで反対側の位置まで引き回すための引き回し電極を設ける必要がある。この引き回し電極として形成されているのが配線パターン３３であり、配線パターン３３は、第１励振電極２２１を一外部電極端子４３１に接続する配線の一部として形成されている。
【００７５】
このような電極の引き回しにより、第１励振電極２２１を一外部電極端子４３１に接続する配線経路が長くなり、その配線抵抗も増加する。そして、配線パターン３３によって増加した第１励振電極２２１側の配線抵抗は、引き回しのための配線パターン３３を有しない第２励振電極２２２側の直列抵抗と比較して無視できなくなる。
【００７６】
励振電極を外部電極端子に接続する信号配線の配線抵抗が大きくなると、その水晶振動子を用いた発振回路の信頼性が低下するといった問題がある。このため、水晶振動子１０１では、配線パターン３３の配線抵抗を水晶振動子１０１を用いた発振回路の信頼性が確保できる程度にまで小さくすることが望ましい。
【００７７】
配線パターン３３の配線抵抗を小さくするには、配線幅を太くする、あるいは配線の膜厚を大きくすることなどが考えられる。図９，１０は、配線パターン３３を、図３，８に比べて太くした場合の構成を示す図である。図９は、水晶振動子の第１封止部材の概略裏面図である。図１０は、水晶振動子１０１における第１封止部材３の配線パターン３３と、水晶振動板２の振動部２２との平面視での位置関係を示す図であって、水晶振動板２を実線で示し、第１封止部材３の配線パターン３３を２点鎖線で示している。
【００７８】
図９，１０に示す構成では、配線パターン３３の線幅を太くしたことで、配線パターン３３は、振動部２２と外枠部２３との間の空間のうち、平面視で振動部２２の１辺（図１０の例では上片）に沿った前記空間を完全に覆うように設けられている。また、配線パターン３３の線幅を太くする場合であっても、実施の形態１と同様、平面視で第１励振電極２２１，第２励振電極２２２とは重畳しない位置に設けられることが望ましい。これは、配線パターン３３と第１励振電極２２１，第２励振電極２２２との重畳に起因する寄生容量（浮遊容量）の発生を抑制するためである。
【００７９】
このように、配線パターン３３を、第１励振電極２２１，第２励振電極２２２と重畳させないことを前提とすれば、配線パターン３３の線幅を太くすることには限界がある。すなわち、配線パターン３３の線幅を太くすることは、水晶振動子１０１の小型化を困難にする。尚、配線パターン３３の線幅は、例えば１．０×０．８ｍｍのパッケージサイズにおいて、第１励振電極２２１と封止側第１封止部３２，振動側封止部２５との間（２００μｍ程度）、および第２励振電極２２２と封止側第２封止部４２，振動側封止部２５との間（２００μｍ程度）に収まる線幅であり、かつ、１００μｍ以上とすることが好ましい。
【００８０】
一方、配線パターン３３の膜厚を大きくすることは、水晶振動子１０１の大型化を招くことなく、容易に配線パターン３３の配線抵抗を小さくすることができる。以下の説明では、配線パターン３３における好適な膜厚範囲について考察する。
【００８１】
図１１は、配線の膜厚と抵抗値との関係を示すグラフである。ここでは、配線の線幅を０．０４０ｍｍ、線長を１ｍｍ程度としている。尚、配線パターン３３の配線構造は、実施の形態１で説明したようにＴｉ層およびＡｕ層の積層構造であるが、このようなＴｉ−Ａｕ積層構造の配線においてＴｉ層のみの電気抵抗はＡｕ層の電気抵抗に比べて十分大きいので無視できる。したがって、図１１は、Ａｕ配線の膜厚を変化させた場合の結果を示している。
【００８２】
図１１から明らかなように、膜厚が０．１μｍより小さい範囲では、膜厚が増加するにつれて配線の抵抗値は急激に低下している。そして、膜厚が０．１μｍ以上の範囲では、膜厚が増加するにつれて配線の抵抗値は低下しているがその変化は緩やかとなっている。
【００８３】
また、水晶振動子１０１の信頼性を確保するには、励振電極を外部電極端子に接続する信号配線の配線抵抗はできる限り小さくすることが好ましい。上述したように、第１励振電極２２１を一外部電極端子４３１に接続する配線経路において、配線パターン３３の配線抵抗により、励振電極を外部電極端子に接続する信号配線の配線抵抗が大きくなると、その水晶振動子を用いた発振回路の信頼性が低下する。このため、配線パターン３３による配線抵抗の増加を抑制するため、ここでは配線パターン３３の配線抵抗を１０Ω以下とすることを目標としている。
【００８４】
図１１に示す結果では、膜厚０．０５μｍにおいて配線抵抗がほぼ１０Ωとなっている。したがって、配線パターン３３の膜厚は０．０５μｍ以上とすることが好ましい。また、上述したように、膜厚が０．１μｍより小さい範囲では、膜厚が増加するにつれて配線の抵抗値は急激に低下している。これより、配線パターン３３の膜厚は０．１μｍ以上とすることがさらに好ましい。尚、図１１のグラフは、配線の線幅を０．０４０ｍｍ、線長を１ｍｍ程度とした場合のグラフであるが、水晶振動子１０１のパッケージサイズを変化させた場合には、線長の増加による抵抗値の増加率と線幅の増加による抵抗値の減少率がある程度打ち消しあう。このため、図１１のグラフは水晶振動子１０１のパッケージサイズが変わっても、その結果は類似した傾向を示すものとなる。例えば、配線抵抗の変化が、膜厚０．１μｍより小さい範囲では急激で、膜厚０．１μｍ以上の範囲で緩やかとなる傾向は、水晶振動子１０１のパッケージサイズに関わらず同様の傾向が見られた。
【００８５】
配線パターン３３の配線抵抗を低下させる観点からは、配線パターン３３の膜厚は大きい程よい。しかしながら、配線パターン３３（Ａｕ層の膜厚）の膜厚を大きくすると、使用するＡｕの量が増え、コストが増加する。また、上述したように、配線パターン３３を封止側第１封止部３２と同時に形成し、第１封止部材３と水晶振動板２との接合をＡｕ−Ａｕの拡散接合で行う場合には、Ａｕ層の膜厚を大きくするとＡｕ層の表面粗さが大きくなり、上記拡散接合を行いにくくなるといった問題もある。これらの観点より、配線パターン３３の膜厚は、０．７μｍ以下とすることが好ましく、０．３μｍ以下とすることがより好ましい。
【００８６】
また、実施の形態１，２では、第１封止部材３及び第２封止部材４にガラスを用いているが、これに限定されるものではなく、水晶を用いてもよい。
【００８７】
また、実施の形態１，２では、圧電振動板に水晶を用いているが、これに限定されるものではなく、圧電材料であれば他の材料であってもよく、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等であってもよい。
【００８８】
また、実施の形態１，２では、第１封止部材３と水晶振動板２との接合、および水晶振動板２と第２封止部材４との接合をＡｕ−Ａｕの拡散接合にて行っているが、これに限定されるものではなく、ろう材を用いた接合であってもよい。
【００８９】
上記実施の形態では、圧電振動デバイスを水晶振動子としたが、水晶振動子以外の圧電振動デバイス（例えば水晶発振器）にも本発明を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、圧電振動板の基板の材料に水晶を用いた水晶振動デバイス（水晶振動子や水晶発振器等）に好適である。
【符号の説明】
【００９１】
１０１    水晶振動子
１２    パッケージ
１３    内部空間
２    水晶振動板
２２    振動部
２２１    第１励振電極
２２２    第２励振電極
２２３    第１引出電極
２２４    第２引出電極
２３    外枠部
２４    連結部
３    第１封止部材
３１２    他主面
３３    配線パターン（配線）
４    第２封止部材
【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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【国際調査報告】
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