(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化された場合でも気密性検査が容易な構造を有する圧電デバイス提供する。【解決手段】圧電デバイス１０は、圧電振動片１１と、第１励振用電極１３ａと、第２励振用電極１３ｂと、第１引出電極１５ａと、第２引出電極１５ｂと、容器１７とを具える。そして、第１引出電極１５ａの一部に、この引出電極に対し電気的に直列接続された関係を持つセンサ部２１を具える。このセンサ部２１は、容器１７内の気密性悪化によるこの容器内の雰囲気の変化に応じて電気的特性が変化する。この電気的特性の変化は圧電デバイス１０の電気特性に現れる。これを利用して気密性検査をする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片と、該圧電振動片の両主面に設けた励振用電極と、該励振用電極各々から前記圧電振動片の端部に引き出され導電性部材と接続される引出電極と、前記圧電振動片を収納している容器と、具える圧電デバイスにおいて、
前記引出電極の一部に、該引出電極に対し電気的に直列接続された関係を持ち、前記容器内の気密性悪化による前記容器内の雰囲気の変化に応じて電気的特性が変化するセンサ部を具えたことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記圧電デバイスは、表面実装型の圧電デバイスであり、
前記センサ部は、前記圧電振動片の前記容器側の主面とは反対の主面上であって、前記引出電極の一部を除去した部分に設けてあることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項３】
前記圧電デバイスは、表面実装型の圧電デバイスであり、
前記センサ部は、前記圧電振動片の側面の一部及び両主面に渡って設けてあることを特徴とする圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気密性検査を容易に行える圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やパーソナルコンピュータ等の各種電子機器では、周波数の選択や制御等のために、水晶振動子や水晶発振器等の圧電デバイスが多用されている。
【０００３】
このような圧電デバイスでは、圧電振動片としての例えば水晶振動片が容器に内包され、この容器が気密封止されている。気密封止する理由は、圧電振動片の特性を現在及び将来に渡って安定なものとするためである。従って、容器の気密性能の確認は重要であり、そのため、圧電デバイスの製造工程では気密性検査が行われている。
【０００４】
気密性検査の従来の典型的な方法が、例えば特許文献１に開示されている。第１の方法は、加熱した液体中に圧電デバイスを沈めて圧電デバイスの容器内部を膨張させ、気密封止が十分でない場合にその箇所から内部空気が気泡として液体中に現れることを利用した方法である。第２の方法は、ヘリウムガスを用いたヘリウムリーク試験法である。第３の方法は、圧電デバイス自体のインピーダンスが容器内の気圧変化に伴って変化する点を検出する方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３２９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の気密性検査方法では、圧電デバイスの小型化が進むに従いリーク箇所の検出が困難になっている。具体的には、従来の第１の方法及び第２の方法では、圧電デバイスの小型化に伴い容器内容積が小さくなる分、万一リーク不良が生じていても、容器内から放出される気泡やヘリウムの量が少ないため、リーク検出ができないか、又は、リーク現象を見落してしまう。また、従来の第３の方法では、圧電振動片が厚みすべりモードによる振動片であると、気圧変化に対するインピーダンス変動の量が少ないため、リーク検出ができないか、又は、リーク現象を見落してしまう。
この出願はこのような点に鑑みなされたものであり、従って、この出願の目的は、小型化された圧電デバイスであっても気密性検査が容易な構造を有する圧電デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的の達成を図るため、この発明によれば、圧電振動片と、該圧電振動片の両主面に設けた励振用電極と、該励振用電極各々から前記圧電振動片の端部に引き出され導電性部材と接続される引出電極と、前記圧電振動片を収納している容器と、具える圧電デバイスにおいて、
前記引出電極の一部に、該引出電極に対し電気的に直列接続された関係を持ち、前記容器内の気密性悪化による前記容器内の雰囲気の変化に応じて電気的特性が変化するセンサ部を具えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の圧電デバイスによれば、引出電極の一部に所定のセンサ部が直列に接続された圧電デバイスを構成できる。そのため、容器内の気密性が低下してセンサ部の電気的特性が変化した場合、圧電デバイスの特性自体も応答性良く変化する。この特性変化を利用することで気密性の良否を判定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、第1の実施形態の圧電デバイス１０を説明するための図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は、他の実施形態の圧電デバイスの、特に圧電振動片３１に着目した説明図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、他の実施形態の圧電デバイスの、特に圧電振動片３３に着目した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。なお、説明に用いる各図はこれら発明を理解できる程度に概略的に示してあるにすぎない。また、説明に用いる各図において、同様な構成成分については同一の番号を付して示し、その説明を省略する場合もある。また、以下の実施形態中で述べる形状、寸法、材質等はこの発明の範囲内の好適例に過ぎない。従って、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。
【００１１】
１． 第1の実施形態
１−１．構造の概要
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、第1の実施形態の圧電デバイス１０を説明する図である。特に（Ａ）図は圧電デバイス１０を示した平面図、（Ｂ）図は（Ａ）図のＰ−Ｐ線に沿った断面図、（Ｃ）図は（Ｂ）図中のＭ部分の拡大図である。
【００１２】
第１の実施形態の圧電デバイス１０は、圧電振動片１１と、第１励振用電極１３ａと、第２励振用電極１３ｂと、第１引出電極１５ａと、第２引出電極１５ｂと、容器１７と、蓋部材１９と、センサ部２１と、を具える。
圧電振動片１１は、例えば、平面形状が長方形状のＡＴカット水晶振動子である。
第１励振用電極１３ａは、圧電振動片１１の一方の主面に設けてある。第２励振用電極１３ｂは、圧電振動片１１の前記一方の主面に対向する他方の主面に、第１励振用電極１３ａと対向するように設けてある。
第１引出電極１５ａは、第１励振用電極１３ａから圧電振動片１１の例えば１つの短辺まで引き出されている。ただし、この場合の第１引出電極１５ａは、圧電振動子１１の前記１つの辺の側面を経由して圧電振動片１１の他方の面まで及んで設けてある。また、第２引出電極１５ｂは、第２励振用電極１３ｂから圧電振動片１１の、前記１つの短辺まで引き出されている。
【００１３】
これら第１及び第２の励振用電極１３ａ、１３ｂ並びに第１及び第２引出電極１５ａ、１５ｂは、例えばクロム膜と金膜との積層膜で構成してある。
また、容器１７は、例えばセラミックパッケージで構成してある。この容器１７は、圧電振動片１１を内包する凹部１７ａと、凹部１７ａの底面の一端側に設けた接続パッド１７ｂと、容器１７の外側底面に設けた外部実装端子１７ｃとを具える。接続パッド１７ｂと外部接続端子１７ｃとは、図示しないビア配線によって電気的に接続してある。
また、センサ部２１は、第１引出電極１５ａの一部に、第１引出電極１５ａに対し電気的に直列接続された関係をもって設けたもので、容器１７内の気密性悪化による容器１７内の雰囲気の変化に応じて電気的特性が変化するものである。この第１の実施形態では、センサ部２１は、圧電振動片１１の容器１７とは反対側の主面上であって、第１引出電極１５ａの一部分を除去した除去部に、この除去部両側の前記引出電極部分の間に渡って設けてある。なお、センサ部２１の具体例は後述する。
上記した圧電振動片１１は、容器１７側の面を、第１及び第２引出電極１５ａ、１５ｂの位置で容器１７の接続パッド１７ｂに、例えば導電性接着剤２３によって固定してある。容器１７の凹部１７ａの周囲の土手部に、蓋部材１９が接合されている。容器１７内は、例えば所定の真空度の気密状態とされている。
【００１４】
１−２．センサ部の構成例
次に、センサ部２１の構成例について説明する。先ず第１の例は、センサ部２１を、導電性接着剤２３に比べて熱膨張率が大きい導電性接着剤で構成する例である。この第１の例の場合、容器１７内の気密性が悪化して容器内の真空度が悪化している状態では、圧電デバイス１０を加熱すると熱はセンサ部２１に伝わり易くなる。センサ部２１を熱膨張し易い導電性接着剤で構成してあるので、この導電性接着剤中の導電性フィラーである銀フィラー間の距離が広がると期待でき、従って、導電性フィラー間の接続具合が変化するため、センサ部２１の導電度の変化が生じる。この変化は、圧電デバイス１０の外部実装端子１７ｃを介して、例えば圧電デバイスの抵抗値変化や周波数変化等として検出できると考えられるから、圧電デバイス１０の気密性の良否を判定できると考えられる。
【００１５】
第２の例は、センサ部２１を、第１及び第２励振用電極１３ａ、１３ｂ並びに第１及び第２引出電極１５ａ、１５ｂの構成材料に比べ酸化し易い金属膜で構成する例である。具体的には、第１及び第２励振用電極１３ａ、１３ｂ並びに第１及び第２引出電極１５ａ、１５ｂを、金等の貴金属で構成する場合、センサ部２１をアルミニウム膜で構成する例を挙げることができる。この場合、容器１７内の気密性が悪化して容器１７内に水分や大気成分が入ると、センサ部２１は酸化されて、センサ部２１の導電度は悪くなる。特に圧電デバイスに熱を印加すれば上記酸化はさらに起きやすい。センサ部２１の導電度の悪化は、圧電デバイス１０の外部実装端子１７ｃを介して、例えば圧電デバイスの抵抗値変化や周波数変化等として検出できると考えられるから、圧電デバイス１０の気密性の良否を判定できると考えられる。
【００１６】
２． 第２、第３の実施形態
第１の実施形態では、センサ部２１を、圧電振動片１１の主面上の一部分に設けていたが、センサ部２１を設ける箇所はこれに限られず、他の箇所でも良い。以下の例はその例である。
図２（Ａ）、（Ｂ）は、第２の実施形態の説明図である。ただし、圧電振動片３１のみに着目した図であり、特に（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は（Ａ）図中のＱ−Ｑ線に沿った断面図である。
この第２の実施形態の圧電振動片３１では、引出電極１５ａは、圧電振動片１１の一方の主面に設けた部分と他方の主面に設けた部分との２つの部分に分けて、圧電振動片１１に設けてある。そして、センサ部２１は、圧電振動片１１の長辺に沿う側面に、上記の２つの部分に分けた引出電極１５ａを接続できるように設けてある。
【００１７】
図３（Ａ）、（Ｂ）は、第３の実施形態の説明図である。ただし、圧電振動片３３のみに着目した図であり、特に（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は（Ａ）図中のＲ−Ｒ線に沿った断面図である。
この第３の実施形態の場合、引出電極１５ａは、第２の実施形態と同様に、圧電振動片１１の一方の主面に設けた部分と他方の主面に設けた部分との２つの部分に分けて、圧電振動片１１に設けてある。そして、センサ部２１は、圧電振動片１１の長辺に沿う側面に、上記の２つの部分に分けた引出電極１５ａを接続できるように設けてある。
これら第２及び第３の実施形態各々では、圧電振動片の側面を利用してセンサ部を設けることができるという利点がある。
【００１８】
３．その他の実施形態
上述においては、センサ部２１を第１引出電極１５ａに直列に設けていたが、その代わりに、第２引出電極１５ｂに直列に設けても良いし、第１引出電極１５ａ、第２引出電極１５ｂ各々に直列に設けても良い。ただし、圧電デバイスの小型化が進んだ場合は、圧電振動片１１に対する導電性接着剤１９の塗布面積の割合が増えるので、圧電振動片１１の容器側の面にセンサ部２１を設けると、すなわち図１の例でいえば第２引出電極１５ｂの部分にセンサ部２１を設けると、センサ部２１と導電性接着剤１９とが重なってしまい、センサ部２１が機能しなくなる可能性がある。従って、表面実装型の圧電デバイスの場合では、センサ部２１は圧電振動片１１の、容器１７側とは反対側の面に設ける構造、すなわち第１の実施形態の構造が好ましい。
【００１９】
また、上述の例では、圧電デバイスとして水晶振動子を例示したが、水晶片発振器にも本発明は適用できる。また、圧電振動片としてＡＴカット水晶片を例に挙げて説明したが、他のカットの水晶片であっても良い。さらには、水晶以外の圧電材料を用いた圧電振動子や圧電発振器にも適用できる。また、容器１７として、凹部１７ａを有しその周囲が土手部となり、この土手部に蓋部材を接合する構造の容器を用いたが、容器１７の構造はこれに限られない。例えば平板状のベースと凹部を持つキャップとを組み合わせて構成される容器であってもこの発明を適用できる。
【符号の説明】
【００２０】
１０：第１の実施形態の圧電デバイス、  １１：圧電振動片（水晶振動片）、
１３ａ：第１励振用電極、    １３ｂ：第２励振用電極、
１５ａ：第１引出電極、      １５ｂ：第２引出電極、
１７：容器、  １７ａ:凹部、  １７ｂ：接続パッド、  １７ｄ：外部実装端子
１９：蓋部材、  ２１：センサ部、    ２３：導電性接着剤、
３１：第２の実施形態の圧電デバイスに具わる圧電振動片
３３：第３の実施形態の圧電デバイスに具わる圧電振動片
【図１】
2018019175.tif 000003
【図２】
2018019175.tif 000004
【図３】
2018019175.tif 000005