(57)【要約】【課題】圧電振動素子を素子搭載部材に搭載する際に所望する搭載位置を確認することができ、圧電振動素子の搭載位置が正常な製品を製造可能な圧電振動素子、圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、圧電素子１１０と、この圧電素子１１０に設けられる励振電極１２０と、圧電素子１１０の一方の短辺の両角部の上面から側面を介して下面にかけて形成されている接続電極１４０と、を備えた圧電振動素子であって、接続電極１４０には、圧電素子１１０の上面及び下面において平面視で重なった位置にスリット１５０が設けられており、このスリット１５０は、圧電振動素子１００が素子搭載部材４１０の所望する位置に搭載されたときに、素子搭載部材４１０に設けられた電極パッド４１３の外周縁部と平面視重なる位置に設けられている圧電振動素子と、その圧電振動素子を搭載した圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視矩形の平板で透明の圧電素子と、
前記圧電素子の上面及び下面のほぼ中央に一つずつ、前記圧電素子を挟んで対向して設けられる励振電極と、
それぞれの前記励振電極から引き出された配線パターンの各終端部分に設けられおり、前記圧電素子の一方の短辺の両角部の上面から側面を介して下面にかけて、それぞれ一個計二個形成されている平面視矩形の接続電極と、
を備えた圧電振動素子であって、
前記接続電極には、前記圧電素子の上面及び下面において平面視で重なった位置にスリットが設けられており、
前記スリットは、前記圧電振動素子が素子搭載部材の所望する位置に搭載されたときに、前記素子搭載部材に設けられた電極パッドの外周縁部と平面視重なる位置に設けられている
ことを特徴とする圧電振動素子。
【請求項２】
結晶軸におけるＸＹ′Ｚ′直交座標系を定義し、
Ｚ′軸に沿った方向に厚みを有する平面視矩形で平板状の基部と、
前記基部の一側面より＋Ｙ′軸に沿って延設され且つＸ軸に沿って並んで設けられており、+Ｘ軸側の第一振動腕部と−Ｘ軸側の第二振動腕部とから構成される、平面視帯状矩形の振動腕部と、
前記基部の一辺から＋Ｘ軸方向に延設した帯状の第一支持腕部と、
前記第一支持腕部の先端から前記第一振動腕部の＋Ｘ軸外側に所定の間隔を開けて＋Ｙ′軸方向に延設した帯状の第二支持腕部と、
が備わった圧電素子と、
前記第二支持腕部の上面及び／又は下面には、前記振動腕部に設けられた励振電極と電気的に接続した接続電極が設けられた圧電振動素子であって、
前記接続電極には、前記第二支持腕部の上面及び／又は下面において平面視で重なった位置にスリットが設けられており、
前記スリットは、前記圧電振動素子が素子搭載部材の所望する位置に搭載されたときに、前記素子搭載部材に設けられた電極パッドの外周縁部と平面視重なる位置に設けられている
ことを特徴とする圧電振動素子。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の圧電振動素子と、
前記圧電振動素子を搭載する素子搭載部材と、
を備えており、
前記素子搭載部材は基板を備えており、
前記基板の上面には、前記圧電振動素子に設けられた前記接続電極と対応する位置に電極パッドが設けられており、
前記接続電極と前記電極パッドとを導電性接着剤により接合固着したときに、前記接続電極に設けられたスリット内に露出した圧電素子とを透過して、前記電極パッドの外周縁部が前記圧電振動素子の上方より視認できる
ことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項４】
電極パッドを備えた素子搭載部材を形成する素子搭載部材形成工程と、
前記電極パッドの上面に導電性接着剤を塗布する導電性接着剤塗布工程と、
接続電極に圧電素子の上面及び／又は下面において平面視で重なった位置あり、且つ圧電振動素子が前記素子搭載部材に所望する位置に搭載されたときに前記素子搭載部材に設けられた前記電極パッドの外周縁部と平面視重なる位置となるスリットが設けられている圧電振動素子を、所望する位置及び姿勢となるように、前記電極パッドの外周辺縁部を前記スリット及び前記圧電素子を透過して前記圧電振動素子の上方より視認しつつ、前記接続電極と前記導電性接着剤が接触するように前記素子搭載部材に配置する圧電振動素子配置工程と、
前記導電性接着剤を加熱処理することにより前記接続電極と前記電極パッドとを電気的に接続固着する導電性接着剤加熱処理工程と、
前記素子搭載部材に搭載された前記圧電振動素子を、前記素子搭載部材と蓋部材とにより気密に封止する圧電振動素子封止工程と、
を備えていることを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動素子と、圧電振動素子を内部に搭載した電子部品のひとつである圧電デバイスと、その圧電デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動素子を内部に搭載した圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスは、電子部品の一つとして、コンピュータ，携帯電話又は小型情報機器などの電子機器内部に、基準信号源やクロック信号源として搭載され使用されている。以下に、従来の圧電振動素子と、その圧電振動素子を内部に搭載した圧電振動子について説明する。
【０００３】
従来の圧電振動素子は、例えば、厚みすべり振動を用いて所望する周波数の電気信号を生成するものである。このような圧電振動素子は、圧電素子と、圧電素子の上下面に設けられた厚みすべり振動を励振する励振電極と、この励振電極と引出し電極で電気的に接続する接続電極から主に構成されている。
【０００４】
圧電素子は、例えば、平面視矩形の平板であり、人工水晶体からカットアングルがＡＴでカットされた後、外形加工された水晶薄板が用いられている。励振電極は、圧電素子の上面及び下面のほぼ中央に一つずつ、圧電素子を挟んで対向して設けられている。接続電極は、圧電素子の表裏主面それぞれに設けられた励振電極から延設された引出し電極の圧電素子の側面側の各終端部分に設けられおり、圧電素子の一方の短辺の両角部の上面から側面を介して下面にかけて、それぞれ一個ずつ計二個形成されている。
【０００５】
また、従来の圧電振動子は、素子搭載部材に設けられた凹部内に露出した基板上面の一方の短辺に沿って並んで設けられた一対の電極パッドと、圧電振動素子に設けられた一対の接続電極とを、間に塗布した導電性接着剤を用いて接合固着することにより、圧電振動素子を素子搭載部材に搭載し、素子搭載部材に設けられた接合材と蓋部材とを接合させて凹部内に搭載した圧電振動素子を気密に封止した構成となっている（例えば、特許文献１２、又は３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１３９９０１号公報
【特許文献２】特開２０１３−２０１６５５号公報
【特許文献３】特開２０１６−１２９２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の圧電振動素子を搭載する圧電デバイスでは、圧電振動素子を素子搭載部材内に搭載する場合、圧電振動素子の搭載位置を合わせる基準点としては、素子搭載部材を配置して収容しているパレット治具、素子搭載部材の外形形状、又は素子搭載部材に圧電振動素子を搭載する際に素子搭載部材と圧電振動素子との隙間から見える電極パッドに設けられているため、素子搭載部材がパレット治具内で移動したり、圧電振動素子本体やその圧電振動素子を素子搭載部材内に搬送するための搬送治具が、素子搭載部材に接触し素子搭載部材が動いてしまったり、圧電デバイスの小型化が進み、素子搭載部材と圧電振動素子との隙間が非常に狭くなり、電極パッドがその隙間から確認できなくなった場合、圧電振動素子の搭載位置が所望する位置からズレて搭載されてしまうおそれがあった。このように圧電振動素子の搭載位置がズレてしまう圧電デバイスでは、圧電振動素子が素子搭載部材に接触して破損してしまったり、接続電極と導電性接着剤との接合強度不足による圧電振動素子の脱落のための動作不良や、接続用電極と導電性接着剤との接合が不完全のために生じる電気的特性の不具合が生じるおそれがあった。
【０００８】
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、圧電デバイスの小型化が進んだ場合でも、圧電振動素子を素子搭載部材に搭載する際に所望する搭載位置を確認することができ、圧電振動素子の搭載位置が正常な製品を製造可能な圧電振動素子、圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一つの圧電振動素子は、平面視矩形の平板で透明の圧電素子と、この圧電素子の上面及び下面のほぼ中央に一つずつ圧電素子を挟んで対向して設けられる励振電極と、それぞれの励振電極から引き出された引出し電極の各終端部分に設けられおり、圧電素子の一方の短辺の両角部の上面から側面を介して下面にかけて、それぞれ一個計二個形成されている平面視矩形の接続電極と、を備えた圧電振動素子であって、この接続電極には、圧電素子の上面及び下面において平面視で重なった位置にスリットが設けられており、このスリットは、圧電振動素子が素子搭載部材の所望する位置に搭載されたときに、素子搭載部材に設けられた電極パッドの外周縁部と平面視重なる位置に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の他の圧電振動素子は、結晶軸におけるＸＹ′Ｚ′直交座標系を定義し、Ｚ′軸に沿った方向に厚みを有する平面視矩形で平板状の基部と、この基部の一側面より＋Ｙ′軸に沿って延設され且つＸ軸に沿って並んで設けられており、+Ｘ軸側の第一振動腕部と−Ｘ軸側の第二振動腕部とから構成される、平面視帯状矩形の振動腕部と、基部の一辺から＋Ｘ軸方向に延設した帯状の第一支持腕部と、第一支持腕部の先端から第一振動腕部との間隔を開けて＋Ｙ′軸方向に延設した帯状の第二支持腕部と、が備わった圧電素子と、第二支持腕部の上面及び／又は下面には、振動腕部に設けられた励振電極と電気的に接続した接続電極とが設けられた圧電振動素子であって、接続電極には、第二支持腕部の上面及び／又は下面において平面視で重なった位置にスリットが設けられており、このスリットは、圧電振動素子が素子搭載部材の所望する位置に搭載されたときに、素子搭載部材に設けられた電極パッドの外周縁部と平面視重なる位置に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の圧電デバイスは、前述した圧電振動素子と、この圧電振動素子を搭載する素子搭載部材と、を備えており、この素子搭載部材は基板を備えており、この基板の上面には、圧電振動素子に設けられた接続電極と対応する位置に電極パッドが設けられており、接続電極と電極パッドとを導電性接着剤により接合固着したときに、スリット内に露出した圧電素子とを透過して、電極パッドの外周縁部が圧電振動素子の上方より視認できることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の圧電デバイスの製造方法は、電極パッドを備えた素子搭載部材を形成する素子搭載部材形成工程と、この電極パッドの上面に導電性接着剤を塗布する導電性接着剤塗布工程と、接続電極に、圧電素子の上面及び／又は下面において平面視で重なった位置であり且つ圧電振動素子が素子搭載部材に所望する位置に搭載されたときに素子搭載部材に設けられた電極パッドの外周縁部と平面視重なる位置となるスリットが設けられている圧電振動素子を、所望する位置及び姿勢となるように、電極パッドの外周辺縁部をスリット内に露出した圧電素子を透過して圧電振動素子の上方より視認しつつ、接続電極と導電性接着剤が接触するように素子搭載部材に配置する圧電振動素子配置工程と、導電性接着剤を加熱処理することにより接続電極と電極パッドとを電気的に接続固着する導電性接着剤加熱処理工程と、素子搭載部材に搭載された圧電振動素子を、素子搭載部材と蓋部材とにより気密に封止する圧電振動素子封止工程と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一つの圧電振動素子は、平面視矩形の平板で透明の圧電素子と、この圧電素子の上面及び下面のほぼ中央に一つずつ圧電素子を挟んで対向して設けられる励振電極と、それぞれの励振電極から引き出された引出し電極の各終端部分に設けられおり、圧電素子の一方の短辺の両角部の上面から側面を介して下面にかけて、それぞれ一個計二個形成されている平面視矩形の接続電極と、を備えた圧電振動素子であって、接続電極には、圧電素子の上面及び下面において平面視で重なった位置にスリットが設けられており、このスリットは、圧電振動素子が素子搭載部材の所望する位置に搭載されたときに、素子搭載部材に設けられた電極パッドの外周縁部と平面視重なる位置に設けられていることを特徴とする。このような構成により、圧電振動素子を素子搭載部材に搭載する際に、素子搭載部材に設けられた電極パッドの外周辺縁部の位置を、スリット内に露出した圧電素子を透過して圧電振動素子の上方より視認することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の他の圧電振動素子は、本発明の他の圧電振動素子は、結晶軸におけるＸＹ′Ｚ′直交座標系を定義し、Ｚ′軸に沿った方向に厚みを有する平面視矩形で平板状の基部と、この基部の一側面より＋Ｙ′軸に沿って延設され且つＸ軸に沿って並んで設けられており、+Ｘ軸側の第一振動腕部と−Ｘ軸側の第二振動腕部とから構成される、平面視帯状矩形の振動腕部と、基部の一辺から＋Ｘ軸方向に延設した帯状の第一支持腕部と、第一支持腕部の先端から第一振動腕部との間隔を開けて＋Ｙ′軸方向に延設した帯状の第二支持腕部と、が備わった圧電素子と、第二支持腕部の上面及び／又は下面には、振動腕部に設けられた励振電極と電気的に接続した接続電極が設けられた圧電振動素子であって、接続電極には、第二支持腕部の上面及び／又は下面において平面視で重なった位置にスリットが設けられており、スリットは、圧電振動素子が素子搭載部材の所望する位置に搭載されたときに、素子搭載部材に設けられた電極パッドの外周縁部と平面視重なる位置に設けられていることを特徴とする。このような構成により、圧電振動素子を素子搭載部材に搭載する際に、素子搭載部材に設けられた電極パッドの外周辺縁部の位置を、スリット内に露出した圧電素子を透過して圧電振動素子の上方より視認することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の圧電デバイスは、前述した圧電振動素子と、上面に電極パッドが設けられた基板を有し、圧電振動素子を電極パッドに搭載する素子搭載部材と、を備えており、素子搭載部材は基板を備えており、基板の上面には、圧電振動素子に設けられた接続電極と対応する位置に電極パッドが設けられており、接続電極と電極パッドとを導電性接着剤により接合固着したときに、スリット内に露出した圧電素子を透過して、電極パッドの外周辺縁部が圧電振動素子の上方より視認できることを特徴とする。このような構成により、圧電振動素子を素子搭載部材に搭載する際に、素子搭載部材に設けられた電極パッドの外周辺縁部の位置を、スリット内に露出した圧電素子を透過して圧電振動素子の上方より視認しつつ、所望する搭載位置に圧電振動素子を搭載することが可能となる。よって、圧電振動素子を素子搭載部材に搭載する際に圧電振動素子が素子搭載部材に接触して破損してしまうことを低減することが可能となる。また、接続電極と導電性接着剤との接合位置のズレに起因する接合強度不足のために圧電振動素子が脱落してしまうことを抑えることが可能となり、更に、接続電極と導電性接着剤との接合が不完全のために生じる電気的特性の不具合を低減することが可能となる。
【００１６】
また、本発明の圧電デバイスの製造方法は、電極パッドを備えた素子搭載部材を形成する素子搭載部材形成工程と、電極パッドの上面に導電性接着剤を塗布する導電性接着剤塗布工程と、接続電極に圧電素子の上面及び／又は下面において平面視で重なった位置あり、且つ圧電振動素子が素子搭載部材に所望する位置に搭載されたときに素子搭載部材に設けられた電極パッドの外周縁部と平面視重なる位置となるスリットが設けられている圧電振動素子を、所望する位置及び姿勢となるように、電極パッドの外周辺縁部をスリット内に露出した圧電素子を透過して圧電振動素子の上方より視認しつつ、接続電極と導電性接着剤が接触するように素子搭載部材に配置する圧電振動素子配置工程と、導電性接着剤を加熱処理することにより接続電極と電極パッドとを電気的に接続固着する導電性接着剤加熱処理工程と、素子搭載部材に搭載された圧電振動素子を、素子搭載部材と蓋部材とにより気密に封止する圧電振動素子封止工程と、を備えたことを特徴とする。このような構成により、圧電振動素子を素子搭載部材に搭載する圧電振動素子配置工程において、圧電振動素子を素子搭載部材に搭載する際に、素子搭載部材に設けられた電極パッドの外周辺縁部の位置をスリット内に露出した圧電素子を透過して圧電振動素子の上方より視認しつつ、所望する搭載位置に圧電振動素子を搭載することが可能となる。よって、圧電振動素子を素子搭載部材に搭載する際に圧電振動素子が素子搭載部材に接触して破損してしまうことを低減することが可能となる。また、接続電極と導電性接着剤との接合位置のズレに起因する接合強度不足のために、製造工程中又は製造後に、圧電振動素子が脱落してしまうことを抑えることが可能となり、更に、製造後に起こる接続電極と導電性接着剤との接合が不完全のために生じる電気的特性の不具合を低減することが可能となる。
【００１７】
よって、本発明は、圧電デバイスの小型化が進んだ場合でも、圧電振動素子を素子搭載部材に搭載する際に所望する搭載位置を確認することができ、圧電振動素子の搭載位置が正常な製品を製造可能な圧電振動素子、圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法を提供する効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る圧電振動素子を示した平面図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は下面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る圧電振動素子の変形例を示した平面図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は下面図である。
【図３】本発明の第二実施形態に係る圧電振動素子を示した平面図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は下面図である。
【図４】本発明の第三実施形態に係る圧電デバイスを示した分解斜視図である。
【図５】本発明の第三実施形態に係る圧電デバイスを蓋部材を除いた状態で示した上面図である。
【図６】本発明の第四実施形態に係る圧電デバイスを蓋部材を除いた状態で示した上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、各実施形態を、図面がある場合は図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係る圧電振動素子を示した平面図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は下面図である。図２は、本発明の第一実施形態に係る圧電振動素子の変形例を示した平面図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は下面図である。図３は、本発明の第二実施形態に係る圧電振動素子を示した平面図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は下面図である。図４は、本発明の第三実施形態に係る圧電デバイスを示した分解斜視図である。図５は、本発明の第三実施形態に係る圧電デバイスを蓋部材を除いた状態で示した上面図である。図６は、本発明の第四実施形態に係る圧電デバイスを蓋部材を除いた状態で示した上面図である。
【００２０】
尚、各図では、説明を明りょうとするため、圧電デバイスの構成要素の一部を図示していない。また、各図において、各構成要素の寸法も一部誇張して図示している。また、図４〜６では、説明を平易とするため、図面に記載されている面を各構成要素の上面とし、反対側の面を各構成要素の下面として記述する。
【００２１】
（第一実施形態）
以下に第一実施形態に係る圧電振動素子について説明する。第一実施形態に係る圧電振動素子１００は、図１に示すように、圧電素子１１０と、励振電極１２０と、引出し電極１３０と、接続電極１４０と、スリット１５０を備えている。このような圧電振動素子１００は、厚みすべり振動を用いて所望する周波数の電気信号を生成するものである。
【００２２】
圧電素子１１０は、平面視矩形の平板であり、例えば、圧電材で透明である人工水晶体からカットアングルがＡＴでカットされた後、外形加工された水晶薄板が用いられている。この外形加工には、ワイヤソーによる切断やラッピング等の研磨による機械的加工手段が主に用いられている。これらの外形加工により形成される圧電素子１１０の平面視大きさは、例えば平面視の長辺寸法で１ｍｍ〜５ｍｍとなっている。
【００２３】
このときの水晶からなる圧電素子１１０の厚みは、圧電素子１１０に所望する厚みすべり振動の基本波の周波数値Ｆによって変化する。その圧電素子１１０の厚みｔ（ｍｍ）は、ｔ＝１６７０／Ｆ（ｋＨｚ）で表すことができ、例えば、所望する周波数値Ｆが２５０００ｋＨｚの高周波数の場合の圧電素子１１０の厚みは約０．０６７ｍｍとなる。尚、第一実施形態においては、圧電素子１１０に水晶薄板を用いたが、他にタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電性を有する単結晶材料を材料とした薄板を使用しても良い。
【００２４】
励振電極１２０は、厚みすべり振動を圧電素子１１０に生成するためのものである。励振電極１２０は、圧電素子１１０の上面及び下面のほぼ中央に一つずつ、圧電素子１１０を挟んで対向して設けられている。励振電極１２０は、例えば、互いに同一の形状及び大きさであり、平面透視において重なっている。励振電極１２０の形状は、例えば、圧電素子１１０の主面の四辺と平行な四辺を有する概略矩形である。また、励振電極１２０は、圧電素子１１０の上下面に、金、アルミニウム、ニッケル、クロムやチタン、或いはこれらの金属を含む合金等の導電性の金属を蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜状に積層形成した上で、フォトリソグラフィ法等の製造方法により形成されている。例えば、励振電極１２０は、圧電素子１１０の表面側から順にクロム、ニッケル、金の金属の三層構造となっていても良い。
【００２５】
接続電極１４０は、後述する素子搭載部材４１０に設けられた電極パッド４１３と圧電振動素子１００の励振電極１２０との間の信号の入出力を行うためのものである。接続電極１４０は、圧電素子１１０の表裏主面それぞれに設けられた励振電極１２０から延設された引出し電極１３０の圧電素子１１０の側面側の各終端部分に設けられおり、圧電素子１１０の一方の短辺の両角部の上面から側面を介して下面にかけて、励振電極１２０に対応させてそれぞれ一個ずつ計二個形成されている。また、それぞれの接続電極１４０の平面視形状は概略矩形となっており、接続電極１４０の圧電素子１１０の上面に形成されている部分と下面に形成されている部分とは平面視において重なっている。この接続電極１４０は、後述する導電性接着剤４２０により、素子搭載部材４１０に設けられた電極パッド４１３と電気的に接続されている。また、接続電極１４０は、圧電素子１１０の一方の短辺の両角部の上下側面に、金、アルミニウム、ニッケル、クロムやチタン、或いはこれらの金属を含む合金等の導電性の金属を蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜状に積層形成した上で、フォトリソグラフィ法等の製造方法により形成されている。例えば、接続電極１４０は、圧電素子１１０の表面側から順にクロム、ニッケル、金の金属の三層構造となっていても良い。
【００２６】
この接続電極１４０にはスリット１５０が設けられている。このスリット１５０は、圧電振動素子１００の上方から圧電素子１１０を透過して、圧電振動素子１００における接続電極１４０が形成されている部分の下方の形態を確認するために用いられる。スリット１５０は、接続電極１４０の上面及び下面に設けられた部分において、後述する素子搭載部材４１０に圧電振動素子１００を搭載した際に、素子搭載部材４１０に設けられた平面視矩形の電極パッド４１３の４つの外周辺縁部のうち、凹部４１６の中心側を向いた外周辺縁部と重なる位置に、接続電極１４０の圧電素子１１０の長辺側の辺から、隣り合う接続電極１４０に対向する辺に向かって延設されている。また、スリット１５０内は透明体である圧電素子１１０の表面が露出している。更に、圧電素子１１０の上面に設けられた接続電極１４０に形成されているスリット１５０と、圧電素子１１０の下面に設けられた接続電極１４０に形成されているスリット１５０とは、同形状であり、互いのスリット１５０が平面視で重る位置に形成されている。
【００２７】
スリット１５０の大きさは、圧電振動素子１００を素子搭載部材４１０に搭載した際に、接続電極１４０の下に配置される電極パッド４１３の外周辺縁部が、圧電振動素子１００の上方から、肉眼又はカメラ等により撮影された画像として視認できる大きさであれば良く、例えば、スリット１５０の圧電素子１１０の長辺方向となる寸法αは、同じ方向の接続電極１４０の寸法の１０〜３０％程度であり、スリット１５０の圧電素子１１０の短辺方向となる寸法βは、同じ方向の接続電極１４０の寸法の３０〜５０％程度となっている。尚、スリット１５０の形成方法は、接続電極１４０を形成する際に、所望するスリット１５０の形状をマスキングするように備えたマスクを圧電素子１１０の上下面上に配置した状態で、接続電極１４０を形成する導電性の金属を蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜状に積層形成した上で、フォトリソグラフィ法等の製造方法により形成されている。
【００２８】
このように本発明の第一実施形態に係る圧電振動素子１００は、平面視矩形の平板で透明の圧電素子１１０と、この圧電素子１１０の上面及び下面のほぼ中央に一つずつ圧電素子１１０を挟んで対向して設けられる励振電極１２０と、それぞれの励振電極１２０から引き出された引出し電極１３０の各終端部分に設けられおり、圧電素子１１０の一方の短辺の両角部の上面から側面を介して下面にかけて、それぞれ一個計二個形成されている平面視矩形の接続電極１４０と、を備えた圧電振動素子であって、接続電極１４０には、圧電素子１１０の上面及び下面において平面視で重なった位置にスリット１５０が設けられており、このスリット１５０は、圧電振動素子１００が素子搭載部材４１０の所望する位置に搭載されたときに、素子搭載部材４１０に設けられた電極パッド４１３の外周縁部と平面視重なる位置に設けられていることを特徴とする。このような構成により、圧電振動素子１００を素子搭載部材４１０に搭載する際に、素子搭載部材４１０に設けられた電極パッド４１３の外周辺縁部の位置を、スリット１５０内に露出した圧電素子１１０を透過して圧電振動素子１００の上方より視認することが可能となる。
【００２９】
（変形例）
次に、第一実施形態の変形例に係る圧電振動素子について説明する。尚、第一実施形態の変形例に係る圧電振動素子において、第一実施形態である圧電振動素子１００と同じ構成要素の部分には、圧電振動素子１００の各構成要素に付与した符号と同じ符号を付してその説明を省略する。図２に示すように、第一実施形態の変形例である圧電振動素子２００は、スリット２５０の形態が第一実施形態の圧電振動素子１００と異なっている。
【００３０】
第一実施形態の変形例である圧電振動素子２００は、図２に示すように、圧電素子１１０と、励振電極１２０と、引出し電極１３０と、接続電極２４０と、スリット２５０を備えている。このような圧電振動素子２００は、厚みすべり振動を用いて所望する周波数の電気信号を生成するものである。
【００３１】
接続電極２４０は、後述する素子搭載部材４１０に設けられた電極パッド４１３と圧電振動素子２００の励振電極１２０との間の信号の入出力を行うためのものである。接続電極２４０は、圧電素子１１０の表裏主面それぞれに設けられた励振電極１２０から延設された引出し電極１３０の圧電素子１１０の側面側の各終端部分に設けられおり、圧電素子１１０の一方の短辺の両角部の上面から側面を介して下面にかけて、励振電極１２０に対応させてそれぞれ一個ずつ計二個形成されている。また、それぞれの接続電極２４０の平面視形状は概略矩形となっており、接続電極２４０の圧電素子１１０の上面に形成されている部分と下面に形成されている部分とは平面視において重なっている。この接続電極２４０は、後述する導電性接着剤４２０により、素子搭載部材４１０に設けられた電極パッド４１３と電気的に接続されている。また、接続電極２４０は、圧電素子１１０の一方の短辺の両角部の上下側面に、金、アルミニウム、ニッケル、クロムやチタン、或いはこれらの金属を含む合金等の導電性の金属を蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜状に積層形成した上で、フォトリソグラフィ法等の製造方法により形成されている。例えば、接続電極２４０は、圧電素子１１０の表面側から順にクロム、ニッケル、金の金属の三層構造となっていても良い。
【００３２】
この接続電極２４０にはスリット２５０が設けられている。このスリット２５０は、圧電振動素子２００の上方から圧電素子１１０を透過して、圧電振動素子２００における接続電極２４０が形成されている部分の下方の形態を確認するために用いられる。スリット２５０は、接続電極１４０の上面及び下面に設けられた部分において、後述する素子搭載部材４１０に圧電振動素子１００を搭載した際に、素子搭載部材４１０に設けられた平面視矩形の電極パッド４１３の４つの外周辺縁部のうち、隣り合う電極パッド４１３側を向いた外周辺縁部と重なる位置に、接続電極１４０の励振電極１２０側の辺から、対向する圧電素子１１０の外周短辺側の辺に向かって延設されている。また、スリット２５０内は透明体である圧電素子１１０の表面が露出している。更に、圧電素子１１０の上面に設けられた接続電極２４０に形成されているスリット２５０と、圧電素子１１０の下面に設けられた接続電極２４０に形成されているスリット２５０とは、同形状であり、互いのスリット２５０が平面視で重る位置に形成されている。
【００３３】
スリット２５０の大きさは、圧電振動素子２００を素子搭載部材４１０に搭載した際に、接続電極２４０の下に配置される電極パッド４１３の外周辺縁部が、圧電振動素子１００の上方から、肉眼又はカメラ等により撮影された画像として視認できる大きさであれば良く、例えば、スリット２５０の圧電素子１１０の長辺方向となる寸法αは、同じ方向の接続電極１４０の寸法の３０〜６０％程度であり、スリット２５０の圧電素子１１０の短辺方向となる寸法βは、同じ方向の接続電極２４０の寸法の１０〜３０％程度となっている。尚、スリット２５０の形成方法は、接続電極２４０を形成する際に、所望するスリット２５０の形状をマスキングするように備えたマスクを圧電素子１１０の上下面上に配置した状態で、接続電極２４０を形成する導電性の金属を蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜状に積層形成した上で、フォトリソグラフィ法等の製造方法により形成されている。
【００３４】
このように本発明の第一実施形態の変形例に係る圧電振動素子２００は、平面視矩形の平板で透明の圧電素子１１０と、この圧電素子１１０の上面及び下面のほぼ中央に一つずつ圧電素子１１０を挟んで対向して設けられる励振電極１２０と、それぞれの励振電極１２０から引き出された引出し電極１３０の各終端部分に設けられおり、圧電素子１１０の一方の短辺の両角部の上面から側面を介して下面にかけて、それぞれ一個計二個形成されている平面視矩形の接続電極２４０と、を備えた圧電振動素子であって、接続電極２４０には、圧電素子１１０の上面及び下面において平面視で重なった位置にスリット２５０が設けられており、このスリット２５０は、圧電振動素子１００が素子搭載部材４１０の所望する位置に搭載されたときに、素子搭載部材４１０に設けられた電極パッド４１３の外周縁部と平面視重なる位置に設けられていることを特徴とする。このような構成により、圧電振動素子２００を素子搭載部材４１０に搭載する際に、素子搭載部材４１０に設けられた電極パッド４１３の外周辺縁部の位置を、スリット２５０内に露出した圧電素子１１０を透過して圧電振動素子２００の上方より視認することが可能となる。
【００３５】
（第二実施形態）
次に、第一実施形態の第二変形例に係る圧電振動素子について説明する。第二実施形態に係る圧電振動素子３００は、図３に示すように、基部３１０と、振動腕部３２０と、錘部３３０と、支持腕部３４０とから主に構成されている圧電素子３０１と、その圧電素子３０１の表面に所望するパターンの励振電極３６０〜３６３と、周波数調整用電極３７０及び３７１と、接続電極３８０及び３８１及びこれら各種電極間を接続する配線３９０を形成することにより構成されている。このような圧電振動素子３００は、振動腕部３２０の屈曲振動を用いて所望する周波数の電気信号を生成するものである。尚、圧電振動素子３００を構成する音叉型水晶素子は、人工水晶から所望のカットアングルで切り出した水晶薄板に対し、フォトリソグラフィ手段と化学エッチング手段を施すことにより、同じ工程中において外形形成される。
【００３６】
基部３１０は、後述する振動腕部３２０を安定的に支持するために用いられる。基部３１０は、水晶結晶の軸方向として電気軸がＸ軸、機械軸がＹ軸、及び光軸がＺ軸となる直交座標系としたとき、Ｚ軸をＸ軸回りに−５°〜＋５°の範囲内で回転させた新たな軸をＺ′軸とし、Ｙ軸をＸ軸を回転軸としてＺ軸−Ｙ軸を含む平面内での−５°〜＋５°範囲で回転させたときの新たな軸をＹ´軸とした場合、ＸＹ′面に広がりを有し、Ｚ′軸の方向が厚み方向となる平面視略四角形の平板である。基部３１０は、例えば、＋Ｙ′軸方向に向いた辺の長さが０．１〜０．６ｍｍであり、厚みは、０．０５〜０．１ｍｍとなっている。
【００３７】
振動腕部３２０は、例えば、その表面に後述する所望のパターンの励振電極３６０〜３６３を形成し、その励振電極３６０〜３６３に電位を印加することにより、所望の周波数の屈曲振動を励起するために用いるものである。振動腕部３２０は、第一振動腕部３２１と第二振動腕部３２２とからなる。第一振動腕部３２１及び第二振動腕部３２２は、基部３１０の＋Ｙ′軸方向側の一辺から＋Ｙ′軸方向に向かって延設されており、第一振動腕部３２１をＸ軸の＋方向側に配置し、第二振動腕部３２２をＸ軸の−方向側に配置して、第一振動腕部３２１と第二振動腕部３２２とが平行となるように設けられている。第一振動腕部３２１及び第二振動腕部３２２は、同じ外形形状となっており、例えば、＋Ｙ′軸方向となる長さは０．５〜１ｍｍであり、Ｘ軸方向となる幅は約０．０４ｍｍであり、厚みは基部３１０と同じであり０．０５〜０．１ｍｍとなっている。尚、基部３１０と第一振動腕部３２１と第二振動腕部３２２とは一体で形成されている。
【００３８】
また、第一振動腕部３２１の上下主面には、第一溝部３２３が、基部３１０との境界部分から第一振動腕部３２１の先端に向って、第一振動腕部３２１の長さ方向と平行に所定の長さで、上主面に二本、下主面に二本の計四本設けられている。それぞれの第一溝部３２３の内部には、第一溝部３２３を長さ方向に複数区切るように、第一溝部３２３の幅方向に突起した複数の突起部３２４が設けられている。更に、第二振動腕部３２２の上下主面には、第二溝部３２５が、基部３１０との境界部分から第二振動腕部３２２の先端に向って、第二振動腕部３２２の長さ方向と平行に所定の長さで、上主面に二本、下主面に二本の計四本設けられている。それぞれの第二溝部３２５の内部には、第二溝部３２５を長さ方向に複数区切るように、第二溝部３２５の幅方向に突起した複数の突起部３２６が設けられている。
【００３９】
錘部３３０は、圧電振動素子３００全体の大きさを小型にするために用いられる。錘部３３０は第一錘部３３１と第二錘部３３２とからなる。第一錘部３３１は、平面視略矩形であり、第一振動腕部３２１の＋Ｙ′軸方向の先端に、第一振動腕部３２１の幅よりも広い幅寸法を有することで第一振動腕部３２１からＸ軸の両方向に突出した形状に設けられている。また第二錘部３３２は、平面視略矩形であり、第二振動腕部３２２の＋Ｙ′軸方向の先端に、第二振動腕部３２２の幅よりも広い幅寸法を有することで第二振動腕部３２２からＸ軸の両方向に突出した形状に設けられている。この第一錘部３３１及び第二錘部３３２を備えることにより、各錘部の慣性質量の増加によってＱ値が向上し、Ｑ値を維持しながら第一振動腕部３２１及び第二振動腕部３２２のＹ′軸方向の長さ寸法を、各錘部を備えていない圧電振動素子の第一振動腕部及び第二振動腕部に比べて短くすることができ、よって、圧電振動素子３００全体の大きさを小型にすることが可能となる。尚、第一錘部３３１及び第二錘部３３２は、同じ形状であり、例えば、長さ方向（Ｙ′軸方向）の寸法が１９５〜５８０μｍとなっており、幅（Ｘ軸方向）の寸法が第一振動腕部３２１及び第二振動腕部３２２の幅寸法よりも広く、例えば４１〜１５０μｍとなっており、それぞれが第一振動腕部３２１及び第二振動腕部３２２と一体で形成されている。
【００４０】
支持腕部３４０は、後述する素子搭載部材に圧電振動素子３００を搭載したときに、基部３１０、振動腕部３２０及び錘部３３０を所定の姿勢で支持するために用いられる。支持腕部３４０は、第一支持腕部３４１と第二支持腕部３４２とからなる。第一支持腕部３４１は、基部３１０のＸ軸方向を向いた二辺のうちの一方の辺から、Ｘ軸に沿って平面視帯状に延設している。第二支持腕部３４２は、第一支持腕部３４１の先端から、振動腕部３２０が延びた方向と同じ＋Ｙ′軸方向に平面視帯状に延設している。第二支持腕部３４２の延設した方向の先端は、錘部３３０の先端と同一直線状となる位置に設けられている。第一支持腕部３４１及び第二支持部３４２は、第一支持腕部３４１の＋Ｙ′軸方向に当たる幅の寸法及び第二支持腕部３４２のＸ軸方向に当たる幅の寸法が、例えば、最も幅の広いところで、１００〜１３０μｍとなっており、それぞれが基部３１０、振動腕部３２０及び錘部３３０と一体で形成されている。
【００４１】
第一振動腕部３２１には、一対の励振電極３６０と一対の励振電極３６１とが設けられている。この励振電極３６０及び励振電極３６１は、第一振動腕部３２１に所望する周波数の屈曲振動を励起させるために用いられる。励振電極３６０は、第一振動腕部３２１の第一溝部３２３内表面を含む上下主面にそれぞれ一つずつ、第一振動腕部３２１を間に挟んで対向するように設けられている。励振電極３６１は、第一振動腕部３２１の両側面にそれぞれ一つずつ、第一振動腕部３２１を間に挟んで対向するように設けられている。尚、圧電振動素子３００の振動周波数を調整するために用いる周波数調整電極３７０は、第一錘部３３１の表面に設けられている。
【００４２】
第二振動腕部３２２には、一対の励振電極３６２と一対の励振電極３６３とが設けられている。この励振電極３６２及び励振電極３６３は、第二振動腕部３２２に所望する周波数の屈曲振動を励起させるために用いられる。励振電極３６２は、第二振動腕部３２２の第二溝部３２５内表面を含む上下主面にそれぞれ一つずつ、第二振動腕部３２２を間に挟んで対向するように設けられている。励振電極３６３は、第二振動腕部３２２の両側面にそれぞれ一つずつ、第二振動腕部３２２を間に挟んで対向するように設けられている。尚、圧電振動素子３００の振動周波数を調整するために用いる周波数調整電極３７１は、第二錘部３３２の表面に設けられている。
【００４３】
第二支持腕部３４２には接続電極３８０及び３８１が設けられている。接続電極３８０及び３８１は、後述する素子搭載部材４１０に設けられた一対の電極パッド４１３と、導電性接着剤又はバンプ等の導電性を有する接合材により接続固着することにより、電極パッド４１３からの信号の入出力をするために用いられる。接続電極３８０は、第二支持腕部３４２の長さ方向の中間から第一支持腕部３４１との接続位置側に向かってオフセットした位置に、第二支持腕部３４２の下主面及び両側面の一部にわたって帯状に設けられている。接続電極３８１は、第二支持腕部３４２の接続電極３８０が設けられた位置よりも先端側にオフセットした位置に、第二支持腕部３４２の上下主面及び両側面にわたって帯状に設けられている。又、基部３１０、振動腕部３２０、及び支持腕部３４０には、所定の各電極間を電気的に接続させるための配線３９０が設けられている。
【００４４】
この接続電極３８０及び３８１にはスリット３５０が設けられている。このスリット３５０は、圧電振動素子３００の上方から圧電素子３０１を透過して、圧電振動素子３００における接続電極３８０及び３８１が形成されている部分の下方の形態を確認するために用いられる。接続電極３８０に設けられたスリット３５０は、接続電極３８０の下面に設けられた部分において、後述する素子搭載部材５１０に圧電振動素子３００を搭載した際に、素子搭載部材５１０に設けられた平面視矩形の電極パッド５１３の４つの外周辺縁部のうち、第二支持腕部３４２の先端が位置する方向に向いた外周辺縁部と重なる位置に、接続電極３８０の第二支持腕部３４２の下面に設けられた部分の圧電振動素子３００の外側に向いた辺から、この辺に対向する第一振動腕部３２１側の辺に向かって延設されている。また、接続電極３８１に設けられたスリット３５０は、接続電極３８１の上面及び下面に設けられた部分において、後述する素子搭載部材５１０に圧電振動素子３００を搭載した際に、素子搭載部材５１０に設けられた平面視矩形の電極パッド５１３の４つの外周辺縁部のうち、第二支持腕部３４２の先端が位置する方向に向いた外周辺縁部と重なる位置に、接続電極３８１の第二支持腕部３４２の下面に設けられた部分の圧電振動素子３００の外側に向いた辺から、この辺に対向する第一振動腕部３２１側の辺に向かって延設されている。また、スリット３５０内には透明体である第二支持腕部３４２の表面が露出している。更に、第二支持腕部３４２の上面に設けられた接続電極３８１に形成されているスリット３５０と、第二支持腕部３４２の下面に設けられた接続電極３８１に形成されているスリット３５０とは、同形状であり、互いのスリット３５０が平面視で重る位置に形成されている。
【００４５】
スリット３５０の大きさは、圧電振動素子３００を素子搭載部材４１０に搭載した際に、接続電極３８０及び３８１の下に配置される電極パッド５１３の外周辺縁部が、圧電振動素子３００の上方から、肉眼又はカメラ等により撮影された画像として視認できる大きさであれば良く、例えば、スリット３５０の第二支持腕部３４２の長さ方向となる寸法αは、同じ方向の接続電極３８０及び３８１の寸法の１０〜３０％程度であり、スリット３５０の第二支持腕部３４２の幅方向となる寸法βは、同じ方向の接続電極３８０及び３８１の寸法の３０〜６０％程度となっている。尚、スリット３５０の形成方法は、接続電極３８０及び３８１を形成する際に、所望するスリット３５０の形状をマスキングするように備えたマスクを第二支持腕部３４２等の上下面上に配置した状態で、接続電極３８０及び３８１を形成する導電性の金属を蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜状に積層形成した上で、フォトリソグラフィ法等の製造方法により形成されている。
【００４６】
接続電極３８０は、所定の配線３９０により、第二振動腕部３２２の下主面に設けられた励振電極３６２と電気的に接続している。又、接続電極３８０は、第一振動腕部３２１の第二支持腕部３４２側に向いた側面に設けられた励振電極３６１と電気的に接続している。第二支持腕部３４２側に向いた側面に設けられた励振電極３６１は、周波数調整用電極３７０を介して、第一振動腕部３２１の第二振動腕部３２２側を向いた側面に設けられた励振電極３６１と電気的に接続している。更に、第一振動腕部３２１の第二振動腕部３２２側を向いた側面に設けられた励振電極３６１は、第二振動腕部３２２の上主面に設けられた励振電極３６２と電気的に接続されている。
【００４７】
接続電極３８１は、所定の配線３９０により、第一振動腕部３２１の上主面に設けられた励振電極３６０と電気的に接続している。又、接続電極３８１は、第二振動腕部３２２の外側側面に設けられた励振電極３６３とも電気的に接続している。励振電極３６３は、周波数調整用電極３７１を介して、第二振動腕部３２２の第一振動腕部３２１側を向いた側面に設けられた励振電極３６３と電気的に接続している。更に、第二振動腕部３２２の第一振動腕部３２１側を向いた側面に設けられた励振電極３６３は、第一振動腕部３２１の下主面に設けられた励振電極３６０と電気的に接続されている。
【００４８】
これら励振電極３６０〜３６３と、周波数調整用電極３７０及び３７１と、接続電極３８０及び３８１と、配線３９０とは、金、アルミニウム、ニッケル、クロムやチタン、或いはこれらの金属を含む合金等の導電性の金属を蒸着あるいはスパッタリング等により薄膜状に積層形成した上で、フォトリソグラフィ法等の製造方法により形成されている。例えば、励振電極３６０〜３６３と、周波数調整用電極３７０及び３７１と、接続電極３８０及び３８１と、配線３９０とは、圧電素子３０１の表面側から順にクロム、ニッケル、金の金属の三層構造となっている。
【００４９】
この圧電振動素子３００を振動させる場合、接続電極３８０及び３８１に交番電圧を印加する。印加後のある電気的状態を瞬間的にとらえると、第一振動腕部３２１の励振電極３６１はプラス電位となり、励振電極３６０はマイナス電位となり、プラスからマイナスに電界が生じる。一方、このときの第二振動腕部３２２の励振電極３６３はマイナス電位となり、励振電極３６２はプラス電位という第一振動腕部３２１の励振電極３６０及び３６１に生じた極性とは反対の極性となり、プラスからマイナスに電界が生じる。この交番電圧により生じた電界によって、第一振動腕部３２１及び第二振動腕部３２２に伸縮現象が生じ、各振動腕部に設定した共振周波数の屈曲振動を得る。尚、この共振周波数は、圧電振動素子３００に設けられた周波数調整用電極３７０及び３７１を構成する金属の量を増減させて調整することができる。
【００５０】
このように本発明の第二実施形態に係る圧電振動素子３００は、結晶軸におけるＸＹ′Ｚ′直交座標系を定義し、Ｚ′軸に沿った方向に厚みを有する平面視矩形で平板状の基部３１０と、基部３１０の一側面よりＹ′軸に沿って延設され且つＸ軸に沿って並んで設けられており、+Ｘ軸側の第一振動腕部３２１と−Ｘ軸側の第二振動腕部３２２とから構成される、平面視帯状矩形の振動腕部３２０と、基部３１０の一辺から＋Ｘ軸方向に延設した帯状の第一支持腕部３４１と、第一支持腕部３４１の先端から第一振動腕部３２１の＋Ｘ軸外側に所定の間隔を開けて＋Ｙ′軸方向に延設した帯状の第二支持腕部３４２と、が備わった圧電素子３０１と、第二支持腕部３４２の上面及び／又は下面には、振動腕部３２０に設けられた励振電極３６０〜３６３と電気的に接続した接続電極３８０及び３８１が設けられており、接続電極３８０及び３８１には、第二支持腕部３４２の上面及び／又は下面において平面視で重なった位置にスリット３５０が設けられていることを特徴とする。このような構成により、圧電振動素子３００を素子搭載部材５１０に搭載する際に、素子搭載部材５１０に設けられた電極パッド５１３の外周辺縁部の位置を、スリット３５０内に露出した圧電素子３０１を透過して圧電振動素子３００の上方より視認することが可能となる。
【００５１】
（第三実施形態）
次に、第三実施形態に係る圧電デバイスについて、圧電デバイスの一つである圧電振動子４００を例示して説明する。尚、第三実施形態に係る圧電振動子４００において、第一実施形態である圧電振動素子１００と同じ構成要素の部分には、圧電振動素子１００の各構成要素に付与した符号と同じ符号を付してその説明を省略する。第三実施形態である圧電振動子４００は、図４及び図５に示すように、素子搭載部材４１０と、圧電振動素子１００と、導電性接着剤４２０と、蓋部材４３０とから主に構成されている。このような圧電振動子４００は、電子機器等で使用する基準信号等を生成出力するために用いられている。
【００５２】
素子搭載部材４１０は、圧電振動子４００において、圧電振動素子１００を安定的に搭載するためのものである。素子搭載部材４１０は、基板４１１と、枠体４１２と、電極パッド４１３と、外部接続電極パッド４１４と、接合材４１５とから主に構成されている。
【００５３】
基板４１１は、その上面に圧電振動素子１００を実装するための実装部材として機能するものである。基板４１１は、平面視矩形の平板であり、その上面には、圧電振動素子１００へ信号を入出力するための電極パッド４１３が設けられている。また、基板４１１の下面には、外部接続電極パッド４１４が設けられている。基板４１１の表面及び内部には、電極パッド４１３と外部接続電極パッド４１４とを電気的に接続するための配線パターン（図示せず）が設けられている。基板４１１は、例えば、アルミナセラミックスまたはガラス−セラミックス等のセラミック材料、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。
【００５４】
枠体４１２は、基板４１１の上面の外周縁に沿って設けられており、基板４１１の上面側に凹部４１６を形成するためのものである。枠体４１２は、例えば、アルミナセラミックスまたはガラス−セラミックス等のセラミック材料、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。尚、この枠体４１２の内周の大きさ、つまり凹部４１６の開口部分の大きさは、圧電振動素子１００が横方向で凹部４１６内に搭載できる大きさとなっている。この枠体４１２の凹部４１６の開口側の上端面には、接合材４１５が設けられている。
【００５５】
電極パッド４１３は、導電性接着剤４２０を用いて圧電振動素子１００を保持導通し、圧電振動素子１００への信号の入出力をするものである。電極パッド４１３はそれぞれ一個ずつ計二個であり、圧電振動素子１００に設けられた接続電極１４０と対応するように、凹部４１６内に露出した基板４１１の上面の一方の短辺に沿って並んで設けられている。この電極パッド４１３は、基板４１１内に設けられた配線パターン（図示せず）により所定の外部接続電極パッド４１４と電気的に接続されている。尚、電極パッド４１３は金等の導電性の金属のメタライズ処理によって形成される。
【００５６】
外部接続電極パッド４１４は、素子搭載部材４１０を備えた圧電振動子４００を外部の実装基板上に実装する際に、半田等の導電性接合材を介して電気的に接続するための電極パッドとして機能する。外部接続電極パッド４１４は、基板４１１の下面に少なくとも二個設けられており、それぞれの外部接続電極パッド４１４は、例えば、圧電振動素子入力端子、圧電振動素子出力端子として構成されている。この外部接続電極パッド４１４のうち、圧電振動素子入力端子として機能するものは一方の電極パッド４１３と電気的に接続しており、圧電振動素子出力端子として機能するものは他方の電極パッド４１３と電気的に接続している。尚、外部接続電極パッド４１４は金等の導電性の金属のメタライズ処理によって形成される。
【００５７】
接合材４１５は、後述する蓋部材４３０を枠体４１２に気密に接合するためのものである。接合材４１５は、所定の幅を有する帯状であり、枠体４１２の凹部４１６開口側の上端面に、凹部４１６の開口部分を環状に囲うように設けられている。接合材４１５は、例えば、銀ロウ又は金錫等から構成されている。この接合材４１５の上には、後述する蓋部材４３０が配置され、接合材４１５と蓋部材４３０とを熱融着することにより、蓋部材４３０と素子搭載部材４１０とが接合される。
【００５８】
導電性接着剤４２０は、圧電振動素子１００に設けられた接続電極１４０と電極パッド４１３とを電気的に接続させつつ、圧電振動素子１００を電極パッド４１３に固着保持するためのものである。導電性接着剤４２０は、銀等を導電性フィラーとして含有したエポキシ系又はシリコーン系の合成樹脂からなり、粘度は２０〜４０Ｐａ・ｓとなっている。この導電性接着剤４２０は、例えば、流動性を有した状態で電極パッド４１３の上面に、電極パッド４１３の外周辺縁部に掛からないように適量塗布されている。この導電性接着剤４２０に対し、圧電振動素子１００を、接続電極１４０に設けられたスリット１５０が電極パッド４１３の凹部４１６の中心側を向いた外周辺縁部と平面視で重なるように配置する。このときの圧電振動素子１００の配置位置について、圧電振動素子１００の上方よりスリット１５０内に露出した圧電素子１１０を透過して、肉眼又はカメラ等により撮影された画像を視認し、電極パッド４１３の凹部４１６の中心側を向いた外周辺縁部の位置を確認している。その後、１２０〜２００℃で加熱して導電性接着剤４２０を固化させることにより、接続電極１４０と電極パッド４１３とを電気的に接続させつつ、圧電振動素子１００を電極パッド４１３に固着保持させている。
【００５９】
蓋部材４３０は、素子搭載部材４１０の真空状態にある凹部４１６、あるいは窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスが充填された凹部４１６を気密的に封止するためのものである。蓋部材４３０は、平面視矩形状の平板形状であり、凹部４１６の開口部を覆い塞ぎつつ接合材４１５の平面視外周の大きさと同じ平面視の大きさを有する。蓋部材４３０は、素子搭載部材４１０に設けられた接合材４１５の上面に凹部４１６の開口部を覆い塞ぐように配置され、枠体４１２の上面と接合材４１５を介して接合されている。蓋部材４３０は、例えば、鉄、ニッケルまたはコバルトの少なくともいずれかを含む合金あるいはセラミックからなり、その厚み寸法は、例えば０．２〜１．０ｍｍである。
【００６０】
このように第三実施形態に係る圧電デバイスである圧電振動子４００は、前述した圧電振動素子１００と、圧電振動素子１００を搭載する素子搭載部材４１０と、を備えており、素子搭載部材４１０は基板４１１を備えており、基板４１１の上面には、圧電振動素子１００に設けられた接続電極１４０と対応する位置に電極パッド４１３が設けられており、接続電極１４０と電極パッド４１３とを導電性接着剤４２０により接合固着したときに、スリット１５０内に露出した圧電素子１１０を透過して、電極パッド４１３の外周辺縁部が圧電振動素子１００の上方より視認できることを特徴とする。このような構成により、圧電振動素子１００を素子搭載部材４１０に搭載する際に、素子搭載部材４１０に設けられた電極パッド４１３の外周辺縁部の位置を、スリット１５０内に露出した圧電素子１１０を透過して圧電振動素子１００の上方より視認しつつ、所望する搭載位置に圧電振動素子１００を搭載することが可能となる。よって、圧電振動素子１００を素子搭載部材４１０に搭載する際に、圧電振動素子１００が素子搭載部材４１０に接触して破損してしまうことを低減することが可能となる。また、接続電極１４０と導電性接着剤４２０との接合位置のズレに起因する接合強度不足のために圧電振動素子１００が脱落してしまうことを抑えることが可能となり、更に、接続電極１４０と導電性接着剤４２０との接合が不完全のために生じる電気的特性の不具合を低減することが可能となる。
【００６１】
（変形例）
次に、第三実施形態の変形例に係る圧電デバイスである圧電振動子５００について説明する。尚、第三実施形態の変形例に係る圧電振動子５００において、第二実施形態である圧電振動素子３００及び第三実施形態である圧電振動子４００と同じ構成要素の部分には、圧電振動素子３００及び圧電振動子４００の各構成要素に付与した符号と同じ符号を付してその説明を省略する。図６に示すように、第三実施形態の変形例である圧電振動子５００は、搭載される圧電振動素子、及び素子搭載部材の形態が第四実施形態の圧電振動子４００と異なっている。
【００６２】
第三実施形態の変形例に係る圧電デバイスである圧電振動子５００は、素子搭載部材５１０と、圧電振動素子３００と、導電性接着剤５２０と、蓋部材４３０とから主に構成されている。尚、図６においては蓋部材４３０を図示していない。このような圧電振動子５００は、電子機器等で使用する基準信号等を生成出力するために用いられている。
【００６３】
素子搭載部材５１０は、圧電振動子５００において、圧電振動素子３００を安定的に搭載するためのものである。素子搭載部材５１０は、基板５１１と、枠体４１２と、電極パッド５１３と、外部接続電極パッド４１４と、接合材４１５とから主に構成されている。
【００６４】
基板５１１は、その上面に圧電振動素子３００を実装するための実装部材として機能するものである。基板５１１は、平面視矩形の平板であり、その上面には、圧電振動素子３００へ信号を入出力するための電極パッド５１３が設けられている。また、基板５１１の下面には、外部接続電極パッド４１４が設けられている。基板５１１の表面及び内部には、電極パッド５１３と外部接続電極パッド４１４とを電気的に接続するための配線パターン（図示せず）が設けられている。基板５１１は、例えば、アルミナセラミックスまたはガラス−セラミックス等のセラミック材料、またはガラス−エポキシである絶縁材料から構成されている。
【００６５】
電極パッド５１３は、導電性接着剤５２０を用いて圧電振動素子３００を保持導通し、圧電振動素子３００への信号の入出力をするものである。電極パッド５１３はそれぞれ一個ずつ計二個であり、圧電振動素子３００に設けられた接続電極３８０及び３８１と対応するように、凹部５１６内に露出した基板５１１の上面の一方の長辺に沿って並んで設けられている。この電極パッド５１３は、基板５１１内に設けられた配線パターン（図示せず）により所定の外部接続電極パッド４１４と電気的に接続されている。尚、電極パッド５１３は金等の導電性の金属のメタライズ処理によって形成される。
【００６６】
導電性接着剤５２０は、圧電振動素子３００に設けられた接続電極３８０及び３８１と電極パッド５１３とを電気的に接続させつつ、圧電振動素子３００を電極パッド５１３に固着保持するためのものである。導電性接着剤５２０は、銀等を導電性フィラーとして含有したエポキシ系又はシリコーン系の合成樹脂からなり、粘度は２０〜４０Ｐａ・ｓとなっている。この導電性接着剤５２０は、例えば、流動性を有した状態で電極パッド５１３の上面に電極パッド５１３の外周辺縁部に掛からないように適量塗布されている。この導電性接着剤５２０に対し、圧電振動素子３００を、接続電極３８０及び３８１に設けられたスリット３５０が電極パッド５１３の第二支持腕部３４２の先端が位置する方向に向いた外周辺縁部と平面視で重なるように配置する。このときの圧電振動素子３００の配置位置について、圧電振動素子３００の上方よりスリット３５０内に露出した圧電素子３０１を透過して、肉眼又はカメラ等により撮影された画像を視認し、電極パッド５１３の凹部５１６の中心側を向いた外周辺縁部の位置を確認している。その後、１２０〜２００℃で加熱して導電性接着剤５２０を固化させることにより、接続電極３８０及び３８１と電極パッド５１３とを電気的に接続させつつ、圧電振動素子３００を電極パッド５１３に固着保持させている。
【００６７】
このように第三実施形態の変形例に係る圧電デバイスである圧電振動子５００は、前述した圧電振動素子３００と、圧電振動素子３００を搭載する素子搭載部材５１０と、を備えており、素子搭載部材５１０は基板５１１を備えており、基板５１１の上面には、圧電振動素子３００に設けられた接続電極３８０及び３８１と対応する位置に電極パッド５１３が設けられており、接続電極３８０及び３８１と電極パッド５１３とを導電性接着剤５２０により接合固着したときに、スリット３５０内に露出した圧電素子３０１を透過して、電極パッド５１３の外周辺縁部が圧電振動素子３００の上方より視認できることを特徴とする。このような構成により、圧電振動素子３００を素子搭載部材５１０に搭載する際に、素子搭載部材５１０に設けられた電極パッド５１３の外周辺縁部の位置を、スリット３５０内に露出した圧電素子３０１を透過して圧電振動素子３００の上方より視認しつつ、所望する搭載位置に圧電振動素子３００を搭載することが可能となる。よって、圧電振動素子３００を素子搭載部材５１０に搭載する際に、圧電振動素子３００が素子搭載部材５１０に接触して破損してしまうことを低減することが可能となる。また、接続電極３８０及び３８１と導電性接着剤５２０との接合位置のズレに起因する接合強度不足のために圧電振動素子３００が脱落してしまうことを抑えることが可能となり、更に、接続電極３８０及び３８１と導電性接着剤５２０との接合が不完全のために生じる電気的特性の不具合を低減することが可能となる。
【００６８】
次に、本発明の圧電デバイスの製造方法について説明する。尚、圧電デバイスとしては本発明の第三実施形態である図４及び５に開示の圧電振動子４００を用いて説明する。尚、第三実施形態の圧電デバイスである圧電振動子４００と同じ構成要素の部分には、圧電振動子４００の各構成要素に付与した符号と同じ符号を付している。本発明の圧電デバイスの製造方法は、素子搭載部材形成工程と、導電性接着剤塗布工程と、圧電振動素子配置工程と、導電性接着剤加熱処理工程と、圧電振動素子封止工程とを備えている。
【００６９】
（素子搭載部材形成工程）
素子搭載部材形成工程は、素子搭載部材４１０を形成する工程である。素子搭載部材４１０を構成する基板４１１、枠体４１２がアルミナセラミックスからなる場合、まず、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤を添加し混合して得た複数のセラミックグリーンシートを準備する。また、セラミックグリーンシートの表面、または、セラミックグリーンシートに打ち抜き等を施し予め設けておいた貫通孔内に、従来周知のスクリーン印刷等を用いて導体パターンとなる位置に所定の導電ペーストを塗布する。次に、基板４１１となるセラミックグリーンシートの上面に枠部４１２となるセラミックグリーンシートを積層し、プレス加工した後、高温で焼成する。焼成後、電極パッド４１３、外部接続電極パッド４１４及び配線パターン（図示しない）となる部分に、ニッケルメッキまたは金メッキ等のメタライズ処理を施すことにより、素子搭載部材４１０が形成される。また、導電ペーストは、例えば、タングステン、モリブデン、銅、銀またはパラジウム等の金属粉末の焼結体等から構成されている。
【００７０】
（導電性接着剤塗布工程）
導電性接着剤塗布工程は、素子搭載部材４１０の所定の位置に導電性接着剤４２０を塗布する工程である。導電性接着剤４２０は、銀等を導電性フィラーとして含有したエポキシ系又はシリコーン系の合成樹脂からなり、粘度は２０〜４０Ｐａ・ｓとなっている。この導電性接着剤４２０を、ディスペンサ等を用いて、電極パッド４１３の表面の外周辺縁部に掛からない位置に所定の量を塗布する。導電性接着剤１３０は所定の粘度を有しているので、塗布の段階で電極パッド４１３の表面から外部に流出することはない。
【００７１】
（圧電振動素子配置工程）
圧電振動素子搭載工程は、凹部４１６内に露出した基板４１１の上面の電極パッド４１３に設けられた導電性接着剤４２０に圧電振動素子１００を実装する工程である。まず、真空チャック等を備えた素子搭載装置を用いて圧電振動素子１００の上面を保持する。その保持された圧電振動素子１００を、圧電振動素子１００の上方よりスリット１５０内に露出した圧電素子１１０を透過して、電極パッド４１３の凹部４１６の中心側を向いた外周辺縁部の位置を肉眼又はカメラ等により撮影された画像により視認しつつ、電極パッド４１３の表面に形成した導電性接着剤４２０に、圧電振動素子１００に設けられた圧電素子１１０の上面及び／又は下面において平面視で重なった位置にスリット１５０を備えた接続電極１４０を、上方より所定の荷重を加えつつ接触させ、素子搭載部材４１０の凹部４１６内の所定の位置に、圧電振動素子１２０の主面が凹部４１６内に露出した基板４１１の上面に対して接触しないように平行となる姿勢で配置する。
【００７２】
（導電性接着剤加熱処理工程）
導電性接着剤加熱処理工程は、導電性接着剤４２０を加熱し圧電振動素子１００を所望する姿勢で素子搭載部材４１０内に固着する工程である。圧電振動素子配置工程において圧電振動素子１００を搭載した素子搭載部材４１０を、恒温槽内に収容し、恒温槽内の温度を１２０〜２００℃にした上で所定の時間加熱して導電性接着剤４２０を乾燥固化させ、電極パッド４１３に圧電振動素子１２０を導電性接着剤１３０により導通固着する。その後、恒温槽内の温度を常温とした後、恒温槽内から圧電振動素子１００を搭載した素子搭載部材４１０を取り出す。
【００７３】
（圧電振動素子封止工程）
圧電振動素子封止工程は、圧電振動素子１００を搭載した素子搭載部材４１０と蓋部材４３０とを接合し、圧電振動素子１００を気密封止する工程である。圧電振動素子封止工程では、例えば、真空、又は窒素等の不活性ガス雰囲気中で、蓋部材４３０の下面と素子搭載部材４１０を構成する枠体４１２の上面に設けられている接合材４１５とを、熱を加え接合材４１５を溶融させた後、固化させる。従って、圧電振動素子封止工程では、蓋部材４３０の下面と素子搭載部材４１０を構成する枠体４１２の上面に設けられた接合材４１５により溶融接合することにより、素子搭載部材４１０内に搭載された圧電振動素子１００を気密封止して、圧電デバイスの一つである圧電振動子４００を得る。
【００７４】
このように、本発明における圧電デバイスの製造方法は、電極パッド４１３が設けられた素子搭載部材４１０を形成する素子搭載部材形成工程と、電極パッド４１３の上面に導電性接着剤４２０を塗布する導電性接着剤塗布工程と、接続電極１４０に圧電素子１１０の上面及び／又は下面において平面視で重なった位置あり、且つ圧電振動素子１００が素子搭載部材４１０に所望する位置に搭載されたときに素子搭載部材４１０に設けられた電極パッド４１３の外周縁部と平面視重なる位置となるスリット１５０が設けられている圧電振動素子１００を、所望する位置及び姿勢となるように、電極パッド４１３の外周辺縁部をスリット１５０内に露出した圧電素子１１０を透過して圧電振動素子１００の上方より視認しつつ、接続電極１４０と導電性接着剤４２０が接触するように素子搭載部材４１０に配置する圧電振動素子配置工程と、導電性接着剤４２０を加熱処理することにより接続電極１４０と電極パッド４１３とを電気的に接続固着する導電性接着剤加熱処理工程と、素子搭載部材４１０に搭載された圧電振動素子１００を、素子搭載部材４１０と蓋部材４３０とにより気密に封止する圧電振動素子封止工程と、を備えたことを特徴とする。
【００７５】
このような構成により、圧電振動素子１００を素子搭載部材４１０に搭載する圧電振動素子配置工程において、圧電振動素子１００を素子搭載部材４１０に搭載する際に、素子搭載部材４１０に設けられた電極パッド４１３の外周辺縁部の位置をスリット１５０内に露出した圧電素子１１０を透過して圧電振動素子１００の上方より視認しつつ、所望する搭載位置に圧電振動素子１００を搭載することが可能となる。よって、圧電振動素子１００を素子搭載部材４１０に搭載する際に圧電振動素子１００が素子搭載部材４１０に接触して破損してしまうことを低減することが可能となる。また、接続電極１４０と導電性接着剤４２０との接合位置のズレに起因する接合強度不足のために、製造工程中又は製造後に、圧電振動素子１００が脱落してしまうことを抑えることが可能となり、更に、製造後に起こる接続電極１４０と導電性接着剤４２０との接合が不完全のために生じる電気的特性の不具合を低減することが可能となる。
【００７６】
尚、本実施形態では圧電振動素子１００を搭載した素子搭載部材４１０を備えた圧電振動子４００の製造方法を例示したが、この製造方法は、前述した圧電振動素子３００を搭載した素子搭載部材５１０を備えた圧電振動子５００の製造方法にも適用可能である。
【００７７】
また、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。例えば、前述した実施形態においては、圧電デバイス及びその製造方法として圧電振動子を用いて例示したが、他に、発振回路を備えた集積回路素子も一緒に搭載してある圧電発振器等の他の圧電デバイスにおいて本発明を適用しても構わない。
【符号の説明】
【００７８】
１００、２００、３００・・・圧電振動素子
１１０、３１０・・・圧電素子
１２０、３６０、３６１、３６２、３６３・・・励振電極
１３０・・・引出し電極
１４０、２４０、３８０、３８１・・・接続電極
１５０、２５０、３５０・・・スリット
３１０・・・基部
３２０・・・振動腕部
３２１・・・第一振動腕部
３２２・・・第二振動腕部
３３０・・・錘部
３４０・・・支持腕部
３４１・・・第一支持腕部
３４２・・・第二支持腕部
４００、５００・・・圧電振動子（圧電デバイス）
４１０、５１０・・・素子搭載部材
４１１、５１１・・・基板
４１２・・・枠体
４１３、５１３・・・電極パッド
４２０、５２０・・・導電性接着剤
４３０・・・蓋部材
【図１】
2018142847.tif 000003
【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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