(57)【要約】【課題】  外部から衝撃を受けた場合であっても、圧電振動片に損傷を生じさせないようにするとともに、パッケージへの損傷を有効に防止する圧電デバイスおよびそのパッケージを提供すること。【解決手段】  内部空間Ｓを有するパッケージ５０と、このパッケージ５０内に片持ち式に固定される圧電振動片２０とを備える圧電デバイスであって、パッケージ５０は、内部空間Ｓに露出した面から、圧電振動片２０の振動に関与しない自由端に接触できる位置まで突出するように枕部６０が形成されており、枕部６０は、突出した根元部６０ａが曲面形状を有する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を有するパッケージと、このパッケージ内に片持ち式に固定される圧電振動片とを備える圧電デバイスであって、
前記パッケージは、前記内部空間に露出した面から、前記圧電振動片の振動に関与しない自由端に接触できる位置まで突出するように枕部が形成されており、
前記枕部は、前記突出した根元部が曲面形状を有する
ことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記内部空間に露出するようにして、少なくとも前記圧電振動片を発振させるための回路構造を有する発振回路素子とボンディングワイヤにより電気的に接続される電極部が形成されており、
前記枕部の先端部は、幅が窄まるように形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
内側に圧電振動片が片持ち式に固定されるように内部空間を有する圧電デバイス用のパッケージであって、
前記内部空間に露出した面から、前記圧電振動片の振動に関与しない自由端に接触できる位置まで突出するように枕部が形成されており、この枕部は前記突出した根元部が曲面形状を有する
ことを特徴とする圧電デバイス用のパッケージ。
【請求項４】
前記内部空間に露出するようにして、少なくとも前記圧電振動片を励振させるための回路構造を有する発振回路素子とボンディングワイヤにより電気的に接続される電極部が形成されており、
前記枕部の先端部は、幅が窄まるように形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の圧電デバイス用のパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動片を収容した圧電デバイスおよびそのパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器において、圧電デバイスが広く使用されている。
図５は、従来の圧電デバイスの例として圧電発振器１の概略分解斜視を示している（例えば、特許文献１参照）。
この図において、圧電発振器１は、パッケージ４内に圧電振動片２を収容して、蓋体６で封止されるようになっている。
【０００３】
圧電振動片２は矩形状に形成された所謂ＡＴカット振動片であり、一方の端部の表裏面に引出電極８ａ，８ａを有している。そして、引出電極８ａ，８ａは表裏面の中央部に形成された励振電極８ｂ（裏面の励振電極は図示せず）と接続されている。
パッケージ４は内部空間４ａ内に、圧電振動片２と、この圧電振動片２を発振させるための回路構造を有する半導体素子からなる発振回路素子３を収容するようになっている。
【０００４】
すなわち、パッケージ４には、内部空間４ａに露出する内側底面に、マウント電極９を有する支持台５が設けられており、この支持台５上のマウント電極９，９と発振回路素子３とがボンディングワイヤで接続されている。そして、このマウント電極９，９に圧電振動片２の引出電極８ａ，８ａを接続するようにして、圧電振動片２はパッケージ４に片持ち式に固定されており、圧電振動片２の引出電極８ａ，８ａと反対側の端部２ａは自由端になっている。
【０００５】
ここで、圧電発振器１が外部から衝撃を受けた場合、圧電振動片２は、自由端側がパッケージ４の厚み方向に振れることで、パッケージ４の内側底面に打ちつけられて、欠けや割れなど損傷が発生することがある。このため、圧電発振器１のパッケージ４は、圧電振動片２の振動に関与しない端部２ａと対向する位置に枕部７を設けて、圧電振動片２の対衝撃性を向上させている。具体的には、枕部７は、パッケージ４の内壁から端部２ａと対向する位置まで、矩形状に突出するようになっている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２１７４７６の公開特許公報の図１１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、図５のように枕部７が矩形状に突出するようになっていると、枕部７の根元付近に応力が集中しやすく、そこにクラック等が生じて、パッケージに損傷が生じる恐れがある。
特に、近年の電子機器については小型化がめざましく、これに用いられる圧電発振器用のパッケージもさらなる小型化が要求されているため、枕部７の根元付近にクラック等が生じ易く、このため、パッケージが受ける損傷への対策が必要とされている。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するためのものであり、外部から衝撃を受けた場合であっても、圧電振動片に損傷を生じさせないようにするとともに、パッケージへの損傷を有効に防止する圧電デバイスおよびそのパッケージ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】
【０００９】
上述の目的は、第１の発明によれば、内部空間を有するパッケージと、このパッケージ内に片持ち式に固定される圧電振動片とを備える圧電デバイスであって、前記パッケージは、前記内部空間に露出した面から、前記圧電振動片の振動に関与しない自由端に接触できる位置まで突出するように枕部が形成されており、前記枕部は、前記突出した根元部が曲面形状を有する圧電デバイスにより達成される。
【００１０】
第１の発明の構成によれば、パッケージは、内部空間に露出した面から、圧電振動片の振動に関与しない自由端に接触できる位置まで突出するように枕部が形成されているため、外部から衝撃を受けて、圧電振動片が振れた場合であっても、枕部が圧電振動片の動きを抑制して、圧電振動片の損傷を防止する。
さらに、この枕部は突出した根元部が曲面形状となっているので、この根元部に応力が集中することを防止して、根元部付近にクラックが生ずるなどの損傷を有効に防止することができる。
したがって、本発明の効果として、外部から衝撃を受けた場合であっても、圧電振動片に損傷を生じさせないようにするとともに、パッケージへの損傷を有効に防止する圧電デバイスを提供することができる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記内部空間に露出するようにして、少なくとも前記圧電振動片を発振させるための回路構造を有する発振回路素子とボンディングワイヤにより電気的に接続される電極部が形成されており、前記枕部の先端部は、幅が窄まるように形成されていることを特徴とする。
【００１２】
第２の発明の構成によれば、パッケージは、発振回路素子とボンディングワイヤにより電気的に接続される電極部が形成されているので、圧電発振器を形成することができる。
ここで、枕部は内部空間に露出した面から突出して形成されているが、電極部も内部空間に露出するようにして形成されているので、発振回路素子と電極部とをボンディングワイヤで接続する際、ボンダーが突出した枕部に接触してしまう恐れがある。
ところが、枕部の先端部は、幅が窄まるように形成されているので、枕部とボンダーとが接触する恐れを軽減することができる。
【００１３】
また、上述の目的は、第３の発明によれば、内側に圧電振動片が片持ち式に固定されるように内部空間を有する圧電デバイス用のパッケージであって、前記内部空間に露出した面から、前記圧電振動片の振動に関与しない自由端に接触できる位置まで突出するように枕部が形成されており、この枕部は前記突出した根元部が曲面形状を有する圧電デバイス用のパッケージにより達成される。
【００１４】
第３の発明の構成によれば、パッケージは、内部空間に露出した面から、圧電振動片の振動に関与しない自由端に接触できる位置まで突出するように枕部が形成されているため、外部から衝撃を受け場合であっても、第１の発明と同様に、圧電振動片の損傷を防止する。また、この枕部は突出した根元部が曲面形状となっているので、第１の発明と同様に、根元部付近の損傷を有効に防止することができる。したがって、本発明の効果として、外部から衝撃を受けた場合であっても、圧電振動片に損傷を生じさせないようにするとともに、パッケージへの損傷を有効に防止する圧電デバイス用のパッケージを提供することができる。
【００１５】
第４の発明は、第３の発明の構成において、前記内部空間に露出するようにして、少なくとも前記圧電振動片を励振させるための回路構造を有する発振回路素子とボンディングワイヤにより電気的に接続される電極部が形成されており、前記枕部の先端部は、幅が窄まるように形成されていることを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、パッケージは、内部空間に露出するようにして、発振回路素子とボンディングワイヤにより電気的に接続される電極部が形成されているので、圧電発振器用のパッケージを形成することができる。そして、枕部の先端部は、幅が窄まるように形成されているので、第２の発明と同様に、枕部とボンダーとが接触する恐れが軽減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１ないし図３は、本発明の圧電デバイスの実施形態を示しており、図１はその概略平面図、図２は図１のＡ−Ａ線概略断面図、図３は図１の圧電デバイスに用いられている圧電振動片の概略平面図である。尚、図１では、理解の便宜のため、蓋体は透明にし、圧電振動片は外形だけを点線で表して、内部の構成を示している。
図において、圧電デバイス１０は圧電発振器を例示しており、圧電振動片２０がパッケージ５０内に収容されると共に、このパッケージ５０内には半導体素子からなる発振回路素子２８も収容されている。
【００１７】
圧電振動片２０は、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができ、ここでは、水晶を所定の角度で矩形状にカットして、厚みすべり振動をする所謂ＡＴカット振動片が用いられている。
そして、図３に示すように、圧電振動片２０は、その表裏面の中央部に、駆動用の電極としての励振電極２４と（裏面の励振電極は図示せず）、この励振電極２４に接続され、圧電振動片２０のパッケージ５０に接合される接合端２０ａ側に引き出して形成された引出電極２２とが設けられている。
【００１８】
パッケージ５０は、全体が略矩形状に形成され、図２に示すように、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成形して形成される第１ないし第４の基板５１，５２，５３，５４を積層した後、焼結して形成されている。
第２ないし第４の基板５２，５３，５４は、その内側に連続する孔５２ａ，５３ａ，５４ａを形成することで、積層した場合の内側に一つの内部空間Ｓを有するようになっている。この内部空間Ｓは、圧電振動片２０と発振回路素子２８を収容する空間であり、第４の基板５４の上側の開口端にロウ材（図示せず）が適用されて、蓋体３４を固定することで気密に封止されている。
【００１９】
具体的には、第３の基板５３の孔５３ａに比べて第４の基板５４の孔５４ａは大きく、第３および第４の基板５３，５４を積層した場合、第３の基板５３の上面であって図１および図２の左端に、第１の上向き段部５３ｂが形成されるようになっている。この第１の上向き段部５３ｂは圧電振動片２０が固定される部分であり、圧電振動片２０の一方の端部である接合端２０ａが接続固定され、圧電振動片２０の他方の端部は自由端２０ｂとなっている。
【００２０】
すなわち、図１および図２に示すように、内部空間Ｓに露出した第１の上向き段部５３ｂに、例えばタングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキで形成したマウント電極４０，４０が設けられている。そして、このマウント電極４０，４０の各々の表面に、例えば導電性接着剤３２が塗布され、図３に示す引出電極２２，２２と図１に示すマウント電極４０，４０とが対向するようにして、図２に示すように、圧電振動片２０の接合端２０ａが導電性接着剤３２上に載置されて、圧電振動片２０が片持ち式に固定されている。
【００２１】
また、内部空間Ｓに露出した底面、本実施形態では第２の基板５２に設けられた孔５２ａの内側であって、第１の基板５１の上面には発振回路素子２８が収容されている。
この第２の基板５２の孔５２ａは第３の基板５３の孔５３ａに比べて小さく、第２および第３の基板５２，５３を積層した場合に、第２の基板５２の内部空間Ｓに露出した上面であって、パッケージ５０の長手方向における両端に、第２の上向き段部５２ｂが形成されるようになっている。
【００２２】
そして、この第２の上向きの段部５２ｂ上に、発振回路素子２８とボンディングワイヤ４２を介して電気的に接続される複数の電極部４４が設けられている。これら複数の電極部４４は、例えばタングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキで形成されており、その一部がパッケージ５０内を引き回されて、第１の上向き段部５３ｂ上のマウント電極４０と接続されたり、パッケージ５０裏面の実装端子あるいはダミー端子（図示せず）と接続されたりしている。
【００２３】
半導体素子としての発振回路素子２８は、内部に、少なくとも圧電振動片２０を発振させる集積回路（図示せず）で形成した発振回路を収容し、より好ましくは、圧電振動片２０の特性に応じた温度補償用のデータが書き込まれ、温度検出手段としてのサーモセンサ（図示せず）を備えている。
そして、この発振回路素子２８は、パッケージ５０の内部空間Ｓに露出した底面の中央付近に接合固定されており、上面に設けられた発振回路の電源供給端子、発振器出力端子、グランド端子、制御端子等の複数の端子部４６が、発振回路素子２８の両隣にある第２の上向き段部５２ｂ上の複数の電極部４４と、ボンディングワイヤ４２によって、それぞれ電気的に接続されている。
【００２４】
ここで、パッケージ５０は、内部空間Ｓに露出した面から、圧電振動片２０の振動に関与しない自由端２０ｂに接触できる位置まで突出するように枕部６０が形成されている。ここにいう自由端２０ｂに接触できる位置とは、圧電振動片２０がパッケージ５０の厚み方向に振れた場合あるいは振れない場合において、自由端２０ｂに接触する位置を意味するものであり、これにより、枕部６０は、外部からの衝撃により圧電振動片２０がパッケージ５０の厚み方向に振れようとした場合に、圧電振動片２０の動きを抑制する部分となる。
【００２５】
本実施形態の枕部６０は、内部空間Ｓに露出した壁面から中心に向かって、自由端２０ｂの直下まで突出するようになっており、その突出した長さＬ１は、圧電振動片２０の自由端２０ｂ側に位置する第３の基板５３の内壁５３ｃが、図３に示すように励振電極２４の位置まで到達しないようになっている。
また、枕部６０の幅Ｗ１は、図１に示すように、同じ内部空間Ｓに露出した電極部４４を設ける場所が確保できるように、出来るだけ小さく形成するようにしている。
【００２６】
そして、枕部６０は、図１に示すように、突出した根元部６０ａが曲面形状を有する。すなわち、図１では、枕部６０が突出する内部空間Ｓに露出した壁面（第３の基板５３の中心に向かって突出していない内壁５３ｄ）に対して、急な角度をもって突出しないようになっており、具体的には、平面視において、枕部６０の幅Ｗ１が根元に向かうほど次第に広がるように形成されている。
【００２７】
本発明の実施形態は以上のように構成されており、パッケージ５０は、内部空間Ｓに露出した面から、圧電振動片２０の振動に関与しない自由端２０ｂに対向する領域まで突出するように枕部６０が形成されている。このため、外部から衝撃を受けて、圧電振動片２０が振れた場合であっても、枕部６０が圧電振動片の動きを抑制して、圧電振動片２０の損傷を防止する。そして、この枕部６０は突出した根元部６０ａが曲面形状を有するので、この根元部６０ａに応力が集中することを防止して、根元部６０ａ付近にクラックが生ずるなどの損傷を有効に防止することができる。
【００２８】
図４は、本発明の実施形態の変形例を示す圧電デバイス１２であり、図１に対応した概略平面図である。この図で図１ないし図３の実施形態で用いた符号と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複した説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
図４の圧電デバイス１２が図１ないし図３の圧電デバイス１０と相違するのは、枕部６０の形状のみである。
【００２９】
すなわち、枕部６０の先端部６０ｂは、幅が窄まるように形成されている。
具体的には、枕部６０の先端部６０ｂに隣接するパッケージ幅方向（平面視において枕部６０が突出する方向と垂直の方向）の電極部４４と発振回路素子２８とを電気的に接続するためのボンディングワイヤ４２を避けるようにして、先端（図４の中央側）に向かうにしたがって、除々に窄まるようになっている。
【００３０】
本発明の実施形態の変形例における圧電デバイス１２は以上のように構成されているため、上述した図１ないし図３で示した圧電デバイス１０と同様の作用効果を発揮する。
さらに、圧電デバイス１２の枕部６０は、その先端部６０ｂが窄まるように形成されているので、電極部４４と枕部６０とが近接して、ボンディングワイヤ４２をボンダーで引き回すことが困難な場合であっても、枕部６０とボンダーとが接触する恐れを軽減することができる。
【００３１】
本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態や各変形例の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の圧電デバイスの実施形態を示す概略平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線概略断面図。
【図３】図１の圧電デバイスに用いられる圧電振動片の概略平面図。
【図４】図１の圧電デバイスの変形例を示す概略平面図。
【図５】従来の圧電発振器の概略分解斜視図。
【符号の説明】
【００３３】
１０，１２・・・圧電デバイス、２０・・・圧電振動片、２０ｂ・・・自由端、２８・・・発振回路素子、４２・・・ボンディングワイヤ、４４・・・電極部、５０・・・パッケージ、６０・・・枕部、６０ａ・・・根元部、Ｓ・・・内部空間
【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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