(57)【要約】【課題】信頼性の向上を図る。【解決手段】圧電振動子１は、ベース部材３０と、ベース部材３０の上に搭載された圧電振動素子１０と、圧電振動素子１０を収容する内部空間２６をベース部材３０と共に形成する蓋部材２０と、無機ガラスによって構成され、ベース部材３０と蓋部材２０とを接合する接合部材４０と、を備え、接合部材４０は、ベース部材３０に接触する第１接合面４２と、蓋部材に接触する第２接合面４３と、内部空間２６に面し第１接合面４２と第２接合面４３とを繋ぐ内側面４４と、を有し、第１接合面４２と内側面４４とがなす第１角度θ１が９０°以上である。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材と、
前記ベース部材の上に搭載された圧電振動素子と、
前記圧電振動素子を収容する内部空間を前記ベース部材と共に形成する蓋部材と、
無機ガラスによって構成され、前記ベース部材と前記蓋部材とを接合する接合部材と、を備え、
前記接合部材は、前記ベース部材に接触する第１接合面と、前記蓋部材に接触する第２接合面と、前記内部空間に面し前記第１接合面と前記第２接合面とを繋ぐ内側面と、を有し、
前記第１接合面と前記内側面とがなす第１角度が９０°以上である、圧電振動子。
【請求項２】
前記接合部材には空隙が形成されている、請求項１に記載の圧電振動子。
【請求項３】
前記接合部材は、さらに、前記内側面とは反対側で前記第１接合面と前記第２接合面とを繋ぐ外側面を有し、
前記空隙は、前記内側面及び前記外側面の少なくとも一方から離れている、請求項２に記載の圧電振動子。
【請求項４】
前記蓋部材は、前記圧電振動素子を挟んで前記ベース部材と対向する天面部と、前記天面部に接続された側壁部と、を有し、
前記側壁部は、前記内部空間の側の内面と、前記内部空間とは反対側の外面と、前記内面及び前記外面を繋ぎ前記ベース部材と対向する対向面と、を有し、
前記第２接合面は、前記蓋部材の前記内面、前記外面、及び前記対向面に接触している、請求項１から３のいずれか１項に記載の圧電振動子。
【請求項５】
前記ベース部材は、前記蓋部材に対向する側において、前記圧電振動素子が搭載される第１面と、前記第１面の法線方向から平面視したときに前記第１面の外側に位置し前記第１面よりも前記蓋部材に近い第２面と、前記第１面及び前記第２面を繋ぐ第３面と、を有し、
前記第１接合面は、前記第２面に接触しており、
前記第２接合面と前記内側面とがなす第２角度が９０°以上である、請求項１から３のいずれか１項に記載の圧電振動子。
【請求項６】
前記接合部材の前記無機ガラスは、バナジウム系ガラスである、請求項１から５のいずれか１項に記載の圧電振動子。
【請求項７】
前記接合部材が、さらに、前記内側面とは反対側で前記第１接合面と前記第２接合面とを繋ぐ外側面を有し、
さらに、少なくとも前記接合部材の前記外側面を覆うカバー部材を備え、
前記カバー部材は、前記接合部材よりも耐水性が高い、請求項１から６のいずれか１項に記載の圧電振動子。
【請求項８】
前記カバー部材は、前記蓋部材及び前記ベース部材に接触するように設けられている、請求項７に記載の圧電振動子。
【請求項９】
ベース部材を準備する工程と、
前記ベース部材に圧電振動素子を搭載する工程と、
無機ガラスによって構成される接合部材を挟むように前記ベース部材に蓋部材を載せ、前記ベース部材及び前記蓋部材によって形成される内部空間に前記圧電振動素子を収容する工程と、
前記接合部材の溶融粘度が１．０×１０4.5以上１．０×１０6以下となるように加熱し、前記ベース部材及び前記蓋部材を接合する工程と、
を含む、圧電振動子の製造方法。
【請求項１０】
前記圧電振動素子を収容する工程において、前記溶融粘度が１．０×１０4.5以上１．０×１０5以下となるように加熱する、請求項９に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項１１】
前記蓋部材は、前記圧電振動素子を挟んで前記ベース部材と対向する天面部と、前記天面部に接続された側壁部と、を有し、
前記圧電振動素子を収容する工程は、
前記蓋部材の前記側壁部の先端に前記接合部材を付着させる工程と、
前記接合部材が前記ベース部材に接触するように前記蓋部材を前記ベース部材に載せる工程と、
を含む、請求項９又は１０に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項１２】
前記ベース部材及び前記蓋部材を接合する工程の後に、さらに、前記接合部材を覆うカバー部材を設ける工程を含み、
前記カバー部材は前記接合部材よりも耐水性が高い、請求項９から１１のいずれか１項に記載の圧電振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発振装置や帯域フィルタなどに用いられる基準信号の信号源に、例えば人工水晶からなる水晶振動子が広く用いられている。近年、小型化、高性能化する携帯用通信機器等への利用を目的として、水晶振動子は、小型化、軽量化、及び耐久性向上が求められている。水晶振動子は、例えば小型化によって接合部材がベース部材や蓋部材に接触する接合面積が減少すると、ベース部材及び蓋部材の接合強度が低下する傾向があるため、信頼性を確保する工夫が必要になる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、基板の主面において、基板と蓋体とが重なる方向の平面視で接合材と機能素子との間に凸部を有し、溶融した接合材の流れ出しによる接合材量の不足を防止し、接合不良や信頼性の低下を防止することができる電子デバイスが開示されている。また、特許文献２には、気孔率が１０％以上のポーラスな構造に形成され、熱衝撃や機械的な応力を緩和することができるろう接合材、及びそれを用いてパッケージと蓋体とを接合し、パッケージに生じるクラックの抑制及び気密性確保が可能なパッケージ封止方法、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２０１４−１１６３８８号公報
【特許文献２】国際公開第２０１６／０６８２７２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の図１に示されるようにベース部材の主面に凸部を設けようとすると、製造コストが増加する恐れがある。また、特許文献２の図１Ｂに示されるように接合部材に鋭角部を有する空隙が形成されると、鋭角部の先端に応力が集中し、接合部材にクラックが生じる恐れがある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、信頼性の向上を図ることができる圧電振動子及びその製造方法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】
本発明の一側面に係る圧電振動子は、ベース部材と、ベース部材の上に搭載された圧電振動素子と、圧電振動素子を収容する内部空間をベース部材と共に形成する蓋部材と、無機ガラスによって構成され、ベース部材と蓋部材とを接合する接合部材と、を備え、接合部材は、ベース部材に接触する第１接合面と、蓋部材に接触する第２接合面と、内部空間に面し第１接合面と第２接合面とを繋ぐ内側面と、を有し、第１接合面と内側面とがなす第１角度が９０°以上である。
【０００８】
上記態様によれば、接合部材が圧電振動素子に接触することによる周波数特性の変動を阻害しつつ、接合部材がベース部材に接触する接触面積を増大させることでベース部材及び蓋部材の接合強度を改善することができる。つまり、圧電振動子の機械的強度を向上させ、信頼性を向上させることができる。
【０００９】
本発明の他の一側面に係る圧電振動子の製造方法は、ベース部材を準備する工程と、ベース部材に圧電振動素子を搭載する工程と、無機ガラスによって構成される接合部材を挟むようにベース部材に蓋部材を載せ、ベース部材及び蓋部材によって形成される内部空間に圧電振動素子を収容する工程と、接合部材の溶融粘度が１．０×１０4.5以上１．０×１０6以下となるように加熱し、ベース部材及び蓋部材を接合する工程と、を含む。
【００１０】
上記態様によれば、接合部材が圧電振動素子に接触することによる周波数特性の変動を阻害しつつ、接合部材がベース部材に接触する接触面積を増大させることでベース部材及び蓋部材の接合強度を改善することができる。つまり、圧電振動子の機械的強度を向上させ、信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、信頼性の向上を図ることができる圧電振動子及びその製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、水晶振動子の一例を示す分解斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した水晶振動子のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る水晶振動子の近傍の拡大図である。
【図４】図４は、第２実施形態に係る水晶振動子の接合部材近傍の拡大図である。
【図５】図５は、ベース部材を準備する工程を示す図である。
【図６】図６は、水晶振動素子を搭載する工程を示す図である。
【図７】図７は、蓋部材の側壁部の先端にガラス系接着剤を付着させる工程を示す図である。
【図８】図８は、ベース部材及び蓋部材を接合する工程を示す図である。
【図９】図９は、カバー部材を設ける工程を示す図である。
【図１０】図１０は、ガラス系接着剤の温度と粘度との関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、ガラス系接着剤の内部の間隙の有無による接合強度の違いを示すグラフである。
【図１２】図１２は、第１変形例に係る水晶振動子の断面図である。
【図１３】図１３は、第２変形例に係る水晶振動子における水晶振動素子の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の構成要素は同一又は類似の符号で表している。図面は例示であり、各部の寸法や形状は模式的なものであり、本願発明の技術的範囲を当該実施形態に限定して解するべきではない。
【００１４】
また、以下の説明において、圧電振動子の一例として、水晶振動素子（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）を備えた水晶振動子（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ  Ｕｎｉｔ）を例に挙げて説明する。水晶振動素子は、印加電圧に応じて振動する圧電体として水晶片（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｂｌａｎｋ）を利用するものである。ただし、本発明の実施形態に係る圧電振動子は水晶振動子に限定されるものではなく、セラミック等の他の圧電体を利用するものであってもよい。
【００１５】
＜第１実施形態＞
図１〜図３を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る水晶振動子について説明する。ここで、図１は、水晶振動子の一例を示す分解斜視図である。図２は、図１に示した水晶振動子のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、第１実施形態に係る水晶振動子の接合部材近傍の拡大図である。
【００１６】
図１に示すように、第１実施形態に係る水晶振動子１は、水晶振動素子１０と、蓋部材２０と、ベース部材３０と、接合部材４０と、カバー部材５０と、を備える。ベース部材３０及び蓋部材２０は、水晶振動素子１０を収容するための保持器である。ここで図示した例では、蓋部材２０は凹状、具体的には開口部を有する箱状、をなしており、ベース部材３０は平板状をなしている。蓋部材２０及びベース部材３０の形状は、上記に限定されるものではなく、例えばベース部材が凹状をなしていてもよく、蓋部材及びベース部材の両方が互いに対向する側に開口部を有する凹状であってもよい。
【００１７】
水晶振動素子１０は、薄片状の水晶片１１を有する。水晶片１１は、互いに対向する第１主面１２ａ及び第２主面１２ｂを有する。水晶片１１は、例えば、ＡＴカット型の水晶片（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｂｌａｎｋ）である。ＡＴカット型の水晶片は、人工水晶をＸ軸及びＺ´軸によって特定される面と平行な面（以下、「ＸＺ´面」と呼ぶ。他の軸によって特定される面についても同様である。）を主面として切り出されたものである。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、人工水晶の結晶軸であり、Ｙ´軸及びＺ´軸は、それぞれ、Ｙ軸及びＺ軸をＸ軸の周りにＹ軸からＺ軸の方向に３５度１５分±１分３０秒回転させた軸である。つまり、ＡＴカット型の水晶片１１において、第１主面１２ａ及び第２主面１２ｂは、それぞれＸＺ´面に相当する。なお、水晶片のカット角度は、ＡＴカット以外の異なるカット（例えばＢＴカットなど）を適用してもよい。
【００１８】
ＡＴカット型の水晶片１１は、Ｘ軸方向に平行な長辺が延在する長辺方向と、Ｚ´軸方向に平行な短辺が延在する短辺方向と、Ｙ´軸方向に平行な厚さが延在する厚さ方向を有する。水晶片１１は、第１主面１２ａの法線方向から平面視したときに矩形状をなしており、中央に位置し励振に寄与する励振部１７と、Ｘ軸の負方向側で励振部１７と隣り合う周縁部１８と、Ｘ軸の正方向側で励振部１７と隣り合う周縁部１９と、を有している。励振部１７と周縁部１９との間には段差１３が設けられている。水晶片１１は、励振部１７が周縁部１８，１９よりも厚いメサ型構造である。但し、水晶片１１の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、第１主面１２ａの法線方向から平面視したときに、一対の平行な両腕部と、両腕部を連結する連結部と、を有する櫛歯型であってもよい。また、水晶片１１は、Ｘ軸方向及びＺ´軸方向の厚みが略均一な平板構造であってもよく、励振部１７が周縁部１８，１９よりも薄い逆メサ型構造であってもよい。また、励振部１７と周縁部１８，１９との厚みの変化が連続的に変化するコンベックス形状又はベヘル形状であってもよい。
【００１９】
ＡＴカット水晶片を用いた水晶振動素子は、広い温度範囲で高い周波数安定性を有し、また、経時変化特性にも優れている上、低コストで製造することが可能である。また、ＡＴカット水晶振動素子は、厚みすべり振動モード（Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  Ｓｈｅａｒ  Ｍｏｄｅ）を主振動として用いられる。
【００２０】
水晶振動素子１０は、一対の電極を構成する第１励振電極１４ａ及び第２励振電極１４ｂを有する。第１励振電極１４ａは、励振部１７の第１主面１２ａに設けられている。また、第２励振電極１４ｂは、励振部１７の第２主面１２ｂに設けられている。第１励振電極１４ａと第２励振電極１４ｂは、水晶片１１を挟んで互いに対向して設けられている。第１励振電極１４ａと第２励振電極１４ｂとは、ＸＺ´面において略全体が重なり合うように配置されている。
【００２１】
第１励振電極１４ａ及び第２励振電極１４ｂは、それぞれ、Ｘ軸方向に平行な長辺と、Ｚ´軸方向に平行な短辺と、Ｙ´軸方向に平行な厚さとを有している。図１に示す例では、ＸＺ´面において、第１励振電極１４ａ及び第２励振電極１４ｂの長辺は水晶片１１の長辺と平行であり、第１励振電極１４ａ及び第２励振電極１４ｂの短辺は水晶片１１の短辺と平行である。また、第１励振電極１４ａ及び第２励振電極１４ｂの長辺は水晶片１１の長辺から離れており、第１励振電極１４ａ及び第２励振電極１４ｂの短辺は水晶片１１の短辺から離れている。
【００２２】
水晶振動素子１０は、一対の引出電極１５ａ，１５ｂと、一対の接続電極１６ａ，１６ｂと、を有する。接続電極１６ａは、引出電極１５ａを介して第１励振電極１４ａと電気的に接続されている。また、接続電極１６ｂは、引出電極１５ｂを介して第２励振電極１４ｂと電気的に接続されている。接続電極１６ａ及び１６ｂは、それぞれ、第１励振電極１４ａ及び第２励振電極１４ｂをベース部材３０に電気的に接続するための端子である。水晶振動素子１０は、ベース部材３０に保持されている。第１主面１２ａは、ベース部材３０と対向する側とは反対側に位置し、第２主面１２ｂは、ベース部材３０と対向する側に位置している。
【００２３】
引出電極１５ａは第１主面１２ａに設けられ、引出電極１５ｂは第２主面１２ｂに設けられている。接続電極１６ａは、周縁部１８の第１主面１２ａから第２主面１２ｂに亘って設けられ、接続電極１６ｂは、周縁部１８の第２主面１２ｂから第１主面１２ａに亘って設けられている。第１励振電極１４ａ、引出電極１５ａ、及び接続電極１６ａは、連続しており、第２励振電極１４ｂ、引出電極１５ｂ、及び接続電極１６ｂは、連続している。図１に示した構成例は、接続電極１６ａ及び接続電極１６ｂが水晶片１１の短辺方向（Ｚ´軸方向）に沿って並んでおり、水晶振動素子１０が一方の短辺で保持される、いわゆる片持ち構造である。水晶振動素子１０は両方の短辺で保持される、いわゆる両持ち構造であってもよく、両持ち構造では例えば、接続電極１６ａ及び接続電極１６ｂの一方が周縁部１８に設けられ、他方が周縁部１９に設けられる。
【００２４】
第１励振電極１４ａ及び第２励振電極１４ｂの材料は、特に限定されるものではないが、例えば、下地層として水晶片１１に接する側にクロム（Ｃｒ）層を有し、表層として下地層よりも水晶片１１から遠い側に金（Ａｕ）層を有している。下地層に酸素との反応性が高い金属層を設けることで水晶片と励振電極との密着力が向上し、表層に酸素との反応性が低い金属層を設けることで励振電極の劣化が抑制され電気的信頼性が向上する。
【００２５】
蓋部材２０は、凹状をなしており、ベース部材３０の第１主面３２ａに向かって開口した箱状である。蓋部材２０は、ベース部材３０に接合され、これによって水晶振動素子１０を内部空間２６に収容する。蓋部材２０は、水晶振動素子１０を収容することができればその形状は限定されるものではなく、例えば、天面部２１の主面の法線方向から平面視したときに矩形状をなしている。蓋部材２０は、例えば、Ｘ軸方向に平行な長辺が延在する長辺方向と、Ｚ´軸方向に平行な短辺が延在する短辺方向と、Ｙ´軸方向に平行な高さ方向とを有する。
【００２６】
図２に示すように、蓋部材２０は、内面２４及び外面２５を有している。内面２４は、内部空間２６側の面であり、外面２５は、内面２４とは反対側の面である。蓋部材２０は、ベース部材３０の第１主面３２ａに対向する天面部２１と、天面部２１の外縁に接続されており且つ天面部２１の主面に対して交差する方向に延在する側壁部２２と、を有する。また、蓋部材２０は、凹状の開口端部（側壁部２２のベース部材３０に近い側の端部）においてベース部材３０の第１主面３２ａに対向する対向面２３を有する。この対向面２３は、水晶振動素子１０の周囲を囲むように枠状に延在している。
【００２７】
蓋部材２０の材質は特に限定されるものではないが、例えば金属などの導電材料で構成される。これによれば、蓋部材２０を接地電位に電気的に接続させることによりシールド機能を付加することができる。例えば、蓋部材２０は、鉄（Ｆｅ）及びニッケル（Ｎｉ）を含む合金（例えば４２アロイ）からなる。また、蓋部材２０の最表面に酸化防止等を目的とした金（Ａｕ）層などが設けられてもよい。あるいは、蓋部材２０は、絶縁材料で構成されてもよく、導電材料と絶縁材料との複合構造であってもよい。
【００２８】
ベース部材３０は、水晶振動素子１０を励振可能に保持するものである。ベース部材３０は平板状をなしている。ベース部材３０は、Ｘ軸方向に平行な長辺が延在する長辺方向と、Ｚ´軸方向に平行な短辺が延在する短辺方向と、Ｙ´軸方向に平行な厚さが延在する厚さ方向とを有する。
【００２９】
ベース部材３０は基体３１を有する。基体３１は、互いに対向する第１主面３２ａ（表面）及び第２主面３２ｂ（裏面）を有する。また、基体３１は、第１主面３２ａ及び第２主面３２ｂを繋ぐ端面３２ｃを有している。端面３２ｃは、第１主面３２ａと交差する方向に延在する面であり、第１主面３２ａの外縁に沿って枠状に形成されている。基体３１は、例えば絶縁性セラミック（アルミナ）などの焼結材である。この場合、基体３１は、複数の絶縁性セラミックシートを積層して焼結してもよい。あるいは、基体３１は、無機ガラス材料（例えばケイ酸塩ガラス、又はケイ酸塩以外を主成分とする材料であって、昇温によりガラス転移現象を有する材料）、水晶材料（例えばＡＴカット水晶）、耐熱性を有するエンジニアリングプラスチック（例えばポリイミドや液晶ポリマー）、又は有機無機ハイブリッド材料（例えばガラスエポキシ樹脂などの繊維強化プラスチック）などで形成してもよい。基体３１は耐熱性材料から構成されることが好ましい。基体３１は、単層であっても複数層であってもよく、複数層である場合、第１主面３２ａの最表層に形成された絶縁層を含む。
【００３０】
ベース部材３０は、第１主面３２ａに設けられた電極パッド３３ａ，３３ｂと、第２主面３２ｂに設けられた外部電極３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄと、を有する。電極パッド３３ａ，３３ｂは、ベース部材３０と水晶振動素子１０とを電気的に接続するための端子である。また、外部電極３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄは、図示しない回路基板と水晶振動子１とを電気的に接続するための端子である。電極パッド３３ａは、Ｙ´軸方向に延在するビア電極３４ａを介して外部電極３５ａに電気的に接続され、電極パッド３３ｂは、Ｙ´軸方向に延在するビア電極３４ｂを介して外部電極３５ｂに電気的に接続されている。ビア電極３４ａ，３４ｂは基体３１をＹ´軸方向に貫通するビアホール内に形成される。
【００３１】
導電性保持部材３６ａ，３６ｂは、ベース部材３０の一対の電極パッド３３ａ，３３ｂに、水晶振動素子１０の一対の接続電極１６ａ及び１６ｂをそれぞれ電気的に接続している。また、導電性保持部材３６ａ，３６ｂは、ベース部材３０の第１主面３２ａに水晶振動素子１０を励振可能に保持している。導電性保持部材３６ａ，３６ｂは、例えば、熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂等を含む導電性接着剤によって形成されており、ベース部材と水晶振動素子との間隔を保つためのフィラー、導電性保持部材に導電性を与えるための導電性粒子、等の添加剤を含んでいる。
【００３２】
図１に示した構成例において、ベース部材３０の電極パッド３３ａ，３３ｂは、第１主面３２ａ上においてベース部材３０のＸ軸負方向側の短辺付近に設けられ、当該短辺方向に沿って配列されている。電極パッド３３ａは、導電性保持部材３６ａを介して水晶振動素子１０の接続電極１６ａに接続され、他方、電極パッド３３ｂは、導電性保持部材３６ｂを介して水晶振動素子１０の接続電極１６ｂに接続される。
【００３３】
複数の外部電極３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄは、第２主面３２ｂのそれぞれの角付近に設けられている。図１に示す例では、外部電極３５ａ，３５ｂが、それぞれ、電極パッド３３ａ，３３ｂの直下に配置されている。これによってＹ´軸方向に延在するビア電極３４ａ，３４ｂによって、外部電極３５ａ，３５ｂを電極パッド３３ａ，３３ｂに電気的に接続することができる。図１に示す例では、４つの外部電極３５ａ〜３５ｄのうち、ベース部材３０のＸ軸負方向側の短辺付近に配置された外部電極３５ａ，３５ｂは、水晶振動素子１０の入出力信号が供給される入出力電極である。また、ベース部材３０のＸ軸正方向側の短辺付近に配置された外部電極３５ｃ，３５ｄは、水晶振動素子１０の入出力信号が供給されないダミー電極となっている。このようなダミー電極には、水晶振動子１が実装される図示しない回路基板上の他の電子素子の入出力信号も供給されない。あるいは、外部電極３５ｃ，３５ｄは、接地電位が供給される接地用電極であってもよい。蓋部材２０が導電性材料からなる場合、蓋部材２０を接地用電極である外部電極３５ｃ，３５ｄに接続することによって、蓋部材２０により遮蔽性能の高い電磁シールド機能を付加することができる。
【００３４】
本構成例において、ベース部材３０の電極パッド３３ａ，３３ｂ、外部電極３５ａ〜ｄはいずれも金属層から構成されている。例えば、電極パッド３３ａ，３３ｂ、外部電極３５ａ〜ｄ及び封止枠３７は、基体３１に近い側（下層）から遠い側（上層）にかけて、モリブデン（Ｍｏ）層、ニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）層がこの順に積層されて構成されている。また、ビア電極３４ａ，３４ｂは、基体３１のビアホールにモリブデン（Ｍｏ）などの高融点金属からなる導電ペーストを充填して形成することができる。
【００３５】
なお、電極パッド３３ａ，３３ｂや外部電極３５ａ〜３５ｄの配置関係は上記例に限定されるものではない。例えば、電極パッド３３ａがベース部材３０の一方の短辺付近に配置され、電極パッド３３ｂがベース部材３０の他方の短辺付近に配置されてもよい。このような構成においては、水晶振動素子１０が、水晶片１１の長手方向の両端部においてベース部材３０に保持されることになる。
【００３６】
また、外部電極の配置は上記例に限るものではなく、例えば、入出力電極である２つが第２主面３２ｂの対角上に設けられていてもよい。あるいは、４つの外部電極は、第２主面３２ｂの角ではなく各辺の中央付近に配置されていてもよい。また、外部電極の個数は４つに限るものではなく、例えば入出力電極である２つのみであってもよい。また、接続電極と外部電極との電気的な接続の態様はビア電極によるものに限らず、第１主面３２ａ又は第２主面３２ｂ上に引出電極を引き出すことによってそれらの電気的な導通を達成してもよい。あるいは、ベース部材３０の基体３１を複数層で形成し、ビア電極を中間層に至るまで延在させ、中間層において引出電極を引き出すことによって接続電極と外部電極との電気的な接続を図ってもよい。
【００３７】
蓋部材２０及びベース部材３０の両者が接合部材４０を挟んで接合されることによって、水晶振動素子１０が、蓋部材２０とベース部材３０とによって囲まれた内部空間（キャビティ）２６に封止される。この場合、内部空間２６は、気圧が大気圧力よりも低圧な真空状態であることが好ましく、これによれば、第１励振電極１４ａ，第２励振電極１４ｂの酸化による水晶振動子１の周波数特性の経時的な変動などが低減できる。
【００３８】
接合部材４０は、蓋部材２０及びベース部材３０を接合するものであり、無機ガラスによって構成され、加熱処理により硬化して接着作用を示すガラス接着剤である。接合部材４０は、蓋部材２０及びベース部材３０の各全周に亘って設けられている。具体的には、接合部材４０は、蓋部材２０の側壁部２２の対向面２３と、ベース部材３０の第１主面３２ａと、の間に設けられ、第１主面３２ａの法線方向から平面視したときに枠状に配置されている。図３に図示した構成例では、接合部材４０は、第１主面３２ａの法線方向から平面視したとき、蓋部材２０の内側（側壁部２２に対して内部空間２６側）、及び蓋部材２０の外側（側壁部２２に対して内部空間２６とは反対側）にも設けられている。つまり、接合部材４０は、第１主面３２ａの法線方向から平面視したとき側壁部２２（対向面２３）よりも広幅に形成されている。これにより、接合部材４０がベース部材３０及び蓋部材２０に接触する接合面積を増大させ、ベース部材３０及び蓋部材２０の接合強度を高めている。
【００３９】
接合部材４０は、ベース部材３０の第１主面３２ａと接触する第１接合面４２と、蓋部材２０の側壁部２２と接触する第２接合面４３と、内部空間２６に面し第１接合面４２及び第２接合面４３を繋ぐ内側面４４と、内部空間２６とは反対側で第１接合面４２及び第２接合面４３を繋ぐ外側面４５と、を有する。第２接合面４３は、対向面２３と接触する第１部分４３ａと、内面２４と接触する第２部分４３ｂと、外面２５と接触する第３部分４３ｃと、を有する。第１部分４３ａ、第２部分４３ｂ、及び第３部分４３ｃは連続している。つまり、側壁部２２の先端は、接合部材４０に囲まれている。このとき、内側面４４は、第２部分４３ｂと第１接合面４２とを繋ぎ、外側面４５は、第３部分４３ｃと第１接合面４２とを繋いでいる。なお、接合部材４０は、必ずしも内面２４及び外面２５に接触していなくてもよく、内面２４及び外面２５の一方に接触したり、対向面２３にのみ接触したりしていてもよい。
【００４０】
内側面４４及び第１接合面４２は第１角度θ１をなし、内側面４４及び第２接合面４３（第２部分４３ｂ）は第２角度をなし、外側面４５及び第１接合面４２は第３角度θ３をなし、外側面４５及び第２接合面４３（第３部分４３ｃ）は第４角度θ４をなす。内側面４４を電極パッド３３ａや導電性保持部材３６ａから離れるように形成する観点から、第１角度θ１は、９０°以上であり、より望ましくは９０°よりも大きい。また、第１角度θ１は、１８０°よりも小さい。第１接合面４２の面積を充分に確保し、且つ接合部材４０の電極パッド３３ａとの接触を防止する観点から、第１角度θ１は、より望ましくは１５０°以下であり、さらに望ましくは１３０°以下である。第３角度θ３も同様に、９０°以上かつ１８０°よりも小さい。また、第３角度θ３も、より望ましくは９０°よりも大きく、また、より望ましくは１５０°以下であり、さらに望ましくは１３０°以下である。第２接合面４３の面積を確保するためには、第２角度θ２は、０°よりも大きく９０°以下であることが望ましい。第４角度θ４も同様に、０°よりも大きく９０°以下であることが望ましい。
【００４１】
接合部材４０を構成する無機系のガラス接着剤は、例えば、鉛ホウ酸系、錫リン酸系、等の低融点ガラス接着剤である。ガラス接着剤は、固化の際に放出される放出ガスが有機物系の樹脂接着剤に比べて少ないため、放出ガスに起因した内部空間２６の気圧の変化や、放出ガスが圧電振動素子１０に吸着することによる周波数特性の変動を抑制することができる。また、ガラス接着剤は、樹脂接着剤と比べて気密性が良好である。低融点ガラス接着剤は、３００℃以上４１０℃以下の温度で溶融する鉛フリーのバナジウム（Ｖ）系ガラスを含んでもよい。バナジウム系ガラスは、バインダーと溶剤とがペースト状に加えられ、溶融された後固化されることで接着作用を示す。このバナジウム系ガラスは、接着時の気密性と耐水性・耐湿性などの信頼性が他のガラス接着剤と比べて良好である。さらに、バナジウム系ガラスは、ガラス構造を制御することにより熱膨張係数も柔軟に制御できる。また、バナジウム系ガラスは、ＳｉＯ2ガラスに比べて溶融温度が低く、接合工程における水晶振動子１へのダメージを低減することができる。バナジウム系ガラスは、銀（Ａｇ）などの他の金属を含んでいてもよい。
【００４２】
カバー部材５０は、接合部材４０の外側（外側面４５）を覆っている。言い換えると、カバー部材５０は、ベース部材３０の第１主面３２ａの法線方向から平面視したときに蓋部材２０の外側において少なくとも接合部材４０を覆っている。カバー部材５０は、例えば、接合部材４０よりも耐水性が高く、接合部材４０への水分の接触を抑制するものである。カバー部材５０は、接合部材４０よりも気密性が高く、封止性を向上させるものであってもよい。カバー部材５０は、例えば、ガラス接着剤、樹脂接着剤、及びはんだ付け用のろう部材のいずれかによって形成される。樹脂接着剤であれば、ガラス接着剤である接合部材４０の耐水性を補強することができ、製造コストの上昇を抑制することができる。ろう部材であれば、封止性を向上させることができる。
【００４３】
樹脂接着剤は、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂を含んでもよく、例えば、エポキシ樹脂を主成分とするエポキシ系接着剤を用いることができる。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などの二官能エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂などを使用することができる。また、多官能エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂または脂環式エポキシ樹脂など、一般に知られているものも適用することができる。ろう部材は、例えば、金（Ａｕ）‐錫（Ｓｎ）共晶合金等の金属材料及びフラックスを含み、フロー方式によって設けられてもよく、リフロー方式によって設けられてもよい。
【００４４】
カバー部材５０は、さらに、蓋部材２０の外面２５、及びベース部材３０の端面３２ｃに接触して設けられている。つまり、カバー部材５０は、蓋部材２０とベース部材３０とを繋いでいる。これにより、カバー部材５０は、ベース部材３０及び蓋部材２０の接合強度を向上させることができる。
【００４５】
第１実施形態の構成例として図示した水晶振動素子１０は、水晶片１１の長辺方向の一方端（導電性保持部材３６ａ，３６ｂが配置される側の端部）が固定端であり、その他方端が自由端となっている。また、水晶振動素子１０、蓋部材２０、及びベース部材３０は、ＸＺ´面において、それぞれ矩形状をなしており、互いに長辺方向及び短辺方向が同一である。
【００４６】
但し、水晶振動素子１０の固定端の位置は特に限定されるものではなく、水晶振動素子１０は、水晶片１１の長辺方向の両端においてベース部材３０に固定されていてもよい。この場合、水晶振動素子１０を水晶片１１の長辺方向の両端において固定する態様で、水晶振動素子１０及びベース部材３０の各電極を形成すればよい。
【００４７】
第１実施形態に係る水晶振動子１においては、ベース部材３０の外部電極３５ａ，３５ｂを介して、水晶振動素子１０を構成する第１励振電極１４ａ及び第２励振電極１４ｂの間に交番電界を印加する。これにより、厚みすべり振動モードなどの所定の振動モードによって水晶片１１が振動し、該振動に伴う共振特性が得られる。
【００４８】
＜第２実施形態＞
次に、図４を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係る水晶振動子１０１について説明する。なお、以下の説明では、上記と共通の事柄についての記述を省略する。特に、同様の構成による同様の作用効果については逐次言及しない。また、第１実施形態及び第２実施形態は、組み合わされてもよい。
【００４９】
図４は、第２実施形態に係る水晶振動子の接合部材近傍の拡大図である。第２実施形態においては、それぞれ、水晶振動素子１１０、ベース部材１３０、ベース部材の第１主面１３２ａ、蓋部材１２０、天面部１２１、側壁部１２２、接合部材１４０、第１接合面１４２、第２接合面１４３、内側面１４４、外側面１４５、カバー部材１５０、と符号を付している。
【００５０】
図４に示す第２実施形態の構成例は、接合部材１４０の内部に複数の空隙１４９が形成されている点で、図３に示した第１実施形態の構成例と相違している。空隙１４９は、接合部材１４０に対して凸状の曲面である凸面１４８によって囲まれている。つまり、空隙１４９は、接合部材１４０に対して凹状の面によって形成される鋭角部を有しない。凸面１４８が内側面１４４又は外側面１４５に繋がり、空隙１４９が内部空間１２６又は内部空間１２６の反対側に開放されていてもよい。但し、空隙１４９は、内側面１４４及び外側面１４５の一方に接触している場合は、他方からは離れている。つまり、内側面１４４と外側面１４５とは、空隙１４９によって繋がっていない。
【００５１】
空隙１４９を有することで、接合部材１４０の体積は増大している。つまり、第１接合面１４２の面積、及び第２接合面１４３の面積が増大している。カバー部材１５０は、外側面１４５を覆うと共に、外側面１４５側に露出した空隙１４９も覆っている。このとき、カバー部材１５０は、外側面１４５側に露出した空隙１４９の凸面１４８に接触していてもよく、このような凸面１４８から離れていてもよい。つまり、外側面１４５側に露出した空隙１４９は、接合部材１４０及びカバー部材１５０に囲まれた空間を有していてもよい。
【００５２】
＜第３実施形態＞
次に、図５〜図９を参照しつつ、本発明の第３実施形態に係る水晶振動子３０１の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、上記と共通の事柄についての記述を省略する。特に、同様の構成による同様の作用効果については逐次言及しない。
【００５３】
図５は、ベース部材を準備する工程を示す図である。図６は、水晶振動素子を搭載する工程を示す図である。図７は、蓋部材の側壁部の先端にガラス系接着剤を付着させる工程を示す図である。図８は、ベース部材及び蓋部材を接合する工程を示す図である。図９は、カバー部材を設ける工程を示す図である。
【００５４】
まず、ベース部材３３０を準備する（図５）。アルミナを主原料とするセラミック粉末を用いたグリーンシートを作成する。次に、当該グリーンシートにビアホールを形成し、当該ビアホールの内部に金属ペーストを注入する。次に、当該グリーンシートの互いに対向する第１主面３３２ａ及び第２主面３３２ｂに複数の金属層を設ける。当該金属層には、モリブデン（Ｍｏ）層、ニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）層がこの順で設けられる。当該金属層は、物理蒸着（ＰＶＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、電気メッキ、及び塗布プロセスのいずれによって設けられてもよく、複数の手法を組み合わせて設けられてもよい。次に、当該グリーンシートを水素雰囲気化において約１６００℃で焼成することで、セラミック製の基体３３１を得る。基体３３１の焼成と共に、当該金属ペーストが固化してビア電極３３４ａとなり、当該金属層がアニールされて電極パッド３３３ａ、及び外部電極３３５ａ、３３５ｃとなる。つまり、ベース部材３３０が完成する。
【００５５】
次に、ベース部材３３０に対向するように、水晶振動素子３１０をベース部材３３０の第１主面３３２ａに搭載する（図６）。本工程では、最初に、複数の電極パッド３３３ａの上に熱硬化性樹脂と導電性粒子を含む導電ペーストを塗工する。次に、当該導電ペーストの上に水晶振動素子３１０を載せる。このとき、当該導電ペーストは、加熱して適度な固さとなるように仮固化させてあってもよい。次に、水晶振動素子３１０がベース部材３３０の第１主面３３２ａと対向し且つ第１主面３３２ａから離れた状態を維持しつつ、加熱により当該導電ペーストを固化させて導電性保持部材３３６ａとし、水晶振動素子３１０をベース部材３３０に保持させる。
【００５６】
次に、蓋部材３２０の側壁部３２２の先端に接合部材３４０を付着させる（図７）。接合部材は、未固化の無機系ガラス接着剤であり、ペースト状である。例えば、蓋部材３２０は、対向面３２３が上を向くように保持され、接合部材３４０が内面３２４及び外面３２５を伝って、自重により濡れ広がる。
【００５７】
次に、接合部材３４０を固化させ、ベース部材３３０及び蓋部材３２０を接合する（図８）。本工程では、最初に、減圧環境下で、天面部３２１の内面３２４が水晶振動素子３１０を挟んで第１主面３３２ａと対向し、且つ側壁部３２２の対向面３２３が第１主面３３２ａと対向するように、蓋部材３２０をベース部材３３０に載せる。すなわち、内部空間３２６に水晶振動素子３１０を収容する。このとき、側壁部３２２の対向面３２３側の端部は、ペースト状の接合部材３４０の中に埋まっており、接合部材３４０はベース部材３３０の第１主面３３２ａに接触している。次に、減圧環境下で、熱風３９０で接合部材３４０を固化させ、蓋部材３２０をベース部材３３０に接合する。つまり、内部空間３２６の気圧が大気圧よりも低くなるように封止する。なお、熱風３９０による加熱は、接合部材３４０の溶融粘度が１．０×１０4.5以上１．０×１０6以下となる温度で制御される。より望ましくは、接合部材３４０の溶融粘度が１．０×１０4.5以上１．０×１０5以下となる温度で制御される。
【００５８】
接合部材３４０には、複数の空隙３４９が形成されている。また、接合部材３４０は、第１接合面３４２及び内側面３４４がなす第１角度θ３１が９０°以上となるように設けられ、第２接合面３４３（第２部分３４３ｂ）及び内側面３４４がなす第２角度θ３２が９０°よりも小さくなるように設けられる。第１角度θ３１及び第２角度θ３２のそれぞれと同様、第１接合面３４２及び外側面３４５がなす第３角度θ３３は９０°以上であり、第２接合面３４３（第３部分３４３ｃ）及び外側面３４５がなす第４角度θ３４が９０°よりも小さい。
【００５９】
次に、カバー部材３５０によって接合部材３４０の外側面３４５を覆う（図９）。最初に、有機物系の樹脂接着剤を、外側面３４５を覆うように塗工する。このとき、当該接着剤は、蓋部材３２０の外面３２５及びベース部材３３０の端面３３２ｃにも接触するように配置する。次に、当該接着剤を固化させて、カバー部材３５０とする。樹脂接着剤は、例えば、適度な粘性を持たせるために塗工後に所望の範囲に濡れ広がった時点で仮硬化を行い、その後に本硬化を行ってもよい。
【００６０】
次に、図１０を参照しつつ、第３実施形態における接合部材の形成工程での温度制御の一例について説明する。このとき、図１０は、ガラス接着剤の温度と粘度との関係を示すグラフである。
【００６１】
図１０に示したグラフにおいて、縦軸は１０を底とするガラス接着剤の溶融粘度η（単位はｐｏｉｓｅ）の常用対数であり、横軸は温度（単位は℃）である。低温側の曲線がバナジウム（Ｖ）−銀（Ａｇ）系ガラスの温度−粘度の相関を示し、高温側の曲線がＶ系ガラスの温度−粘度の相関を示す。石英ガラスで試料を挟み、赤外ヒータの温度と試料の高さ変化から粘度を測定した。測定においては、測定機器は硝子平行板加圧粘度計（ＧＴＭ−２/ｍｏｔｏｙａｍａ社製）、試料サイズは直径７ｍｍ、高さ７ｍｍの圧粉成型体、とした。
【００６２】
ｌｏｇη＞６（溶融粘度η＞１．０×１０6）の範囲では未固化のガラス接着剤の変形が不充分となるため、ガラス接着剤によるベース部材と蓋部材との接合が不充分となる。一方で、ｌｏｇη＜４．５（溶融粘度η＜１．０×１０4.5）の範囲では、ガラス接着剤がベース部材に対して過剰に濡れ広がり、ガラス接着剤のベース部材に対する接触角が９０°より小さくなる。すなわち、接合部材の第１接合面と内側面とがなす第１角度（図８において符号θ３１が付された角度）が、９０°よりも小さくなる。４．５≦ｌｏｇη≦６（１．０×１０4.5≦溶融粘度η≦１．０×１０6）の範囲であれば、接合部材及びベース部材が接触する第１接合面の接合面積を充分に確保しながら、第１角度を９０°以上とすることができる。４．５≦ｌｏｇη≦６となる温度範囲は、図１０から読み取ると、例えばＶ−Ａｇ系ガラスでは２７０℃以上２９０℃以下であり、Ｖ系ガラスでは３２０℃以上３４５℃以下である。
【００６３】
ｌｏｇη＞５（溶融粘度η＞１．０×１０5）の範囲では接合部材の内部に空隙が形成されず、ｌｏｇη≦５（溶融粘度η≦１．０×１０5）の範囲では接合部材の内部に空隙が形成される。このことから、未固化のガラス接着剤に巻き込まれた気泡が、加熱によって粘度が低下したガラスの内部でおいて均等圧力で膨張することで空隙となっているのではないかと考えられる。このため、空隙は、接合部材に対して凸状の曲面によって囲まれることとなる。なお、空隙の形成方法は上記に限定されるものではなく、空隙が接合部材に対して凸状の曲面によって囲まれるものでありさえすればよい。ｌｏｇη＞５となる温度範囲は、図１０から読み取ると、例えばＶ−Ａｇ系ガラスでは２８０℃以上であり、Ｖ系ガラスでは３３０℃以上である。
【００６４】
次に、図１１を参照しつつ、接合部材の内部に複数の空隙を形成することによる効果を説明する。このとき、図１１は、ガラス系接着剤の内部の間隙の有無による接合強度の違いを示すグラフである。
【００６５】
図１１に示したグラフにおいて、縦軸はシェア試験によって測定した接合強度である。接合強度の測定において、ベース部材はセラミック基板で設け、寸法を１２５０μｍ×１０５０μｍ×１２５μｍとした。また、蓋部材は、４２アロイの母材にＮｉメッキを厚さ５μｍで設け、寸法を１１９０μｍ×９９０μｍ×１６０μｍとした。接合部材は、Ｖ系の低融点ガラス接着剤を溶融粘度の対数ｌｏｇη＜５．０（η＜１．０×１０5）となるように温度制御を行い加熱したものを空隙ありの構成とした。溶融粘度の対数ｌｏｇη＞５．０（η＞１．０×１０5）となるように温度制御を行い加熱したものを空隙なしの構成とした。空隙ありの構成と空隙なしの構成とで、低融点ガラス接着剤の使用量は略同じである。
【００６６】
接合強度の測定においては、ボンドテスタ（Ｄａｇｅ製Ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用い、蓋部材を長手方向からツールで押して測定した。ツール幅は２０００μｍとし、テストスピード５０μｍ／ｓとした。これにより、空隙なしの場合の接合強度の平均が８．５Ｎ、空隙ありの構成の接合強度の平均が１１Ｎであり、空隙なしの構成に比べて空隙ありの構成では接合強度が約３０％増大した。図示を省略しているが、空隙なしの構成と空隙ありの構成とで封止部分の断面を比較すると、接合部材のベース部材に接する部分の幅が、空隙なしの構成では７５μｍ、空隙ありの構成では９５μｍであった。つまり、空隙なしの構成に比べて空隙ありの構成では第１接合面が約２５％広くなっていることが分かった。つまり、接合部材の複数の内部に空隙を設けることで、第１接合面の面積が拡大し、これにより、ベース部材及び蓋部材の接合強度を向上させることができることが実験的に判明した。
【００６７】
以上のとおり、第１実施形態によれば、ベース部材３０と、ベース部材３０の上に搭載された圧電振動素子１０と、圧電振動素子１０を収容する内部空間２６をベース部材３０と共に形成する蓋部材２０と、無機ガラスによって構成され、ベース部材３０と蓋部材２０とを接合する接合部材４０と、を備え、接合部材４０は、ベース部材３０に接触する第１接合面４２と、蓋部材に接触する第２接合面４３と、内部空間２６に面し第１接合面４２と第２接合面４３とを繋ぐ内側面４４と、を有し、第１接合面４２と内側面４４とがなす第１角度θ１が９０°以上である、圧電振動子、が提供される。
【００６８】
上記の第１実施形態によれば、接合部材が圧電振動素子に接触することによる周波数特性の変動を阻害しつつ、接合部材がベース部材に接触する接触面積を増大させることでベース部材及び蓋部材の接合強度を改善することができる。つまり、圧電振動子の機械的強度を向上させ、信頼性を向上させることができる。
【００６９】
第２実施形態によれば、接合部材１４０には空隙１４９が形成されている。これによれば、接合部材の使用量を抑制しつつ、接合部材がベース部材に接触する接触面積を増大させることでベース部材及び蓋部材の接合強度を改善することができる。つまり、圧電振動子の機械的強度を向上させ、信頼性を向上させることができる。
【００７０】
接合部材１４０は、さらに、内側面１４４とは反対側で第１接合面１４２と第２接合面１４３とを繋ぐ外側面１４５を有し、空隙１４９は、内側面１４４及び外側面１４５の少なくとも一方から離れていてもよい。これによれば、内部空間の気密性を向上させることができ、圧電振動素子の周波数特性の経時的な変動を抑制することができる。
【００７１】
蓋部材２０（１２０）は、圧電振動素子１０（１１０）を挟んでベース部材３０（１３０）と対向する天面部２１（１２１）と、天面部２１（１２１）に接続された側壁部２２（１２２）と、を有し、側壁部２２（１２２）は、内部空間２６（１２６）の側の内面２４（１２４）と、内部空間２６（１２６）とは反対側の外面２５（１２５）と、内面２４（１２４）及び外面２５（１２５）を繋ぎベース部材３０（１３０）と対向する対向面２３（１２３）と、を有し、第２接合面４３（１４３）は、蓋部材２０（１２０）の内面２４（１２４）、外面２５（１２５）、及び対向面２３（１２３）に接触していてもよい。これによれば、接合部材が圧電振動素子に接触することによる周波数特性の変動を阻害しつつ、第２接合面の面積を拡大することでベース部材及び蓋部材の接合強度を向上させることができる。
【００７２】
接合部材４０（１４０）の無機ガラスは、バナジウム系ガラスであってもよい。これによれば、接合部材を固化させる際の熱による圧電振動子へのダメージを低減することができる。また、他のガラス接着剤と比べて、気密性と耐水性・耐湿性などの信頼性を向上させることができる。
【００７３】
接合部材４０（１４０）が、さらに、内側面４４（１４４）とは反対側で第１接合面４２（１４２）と第２接合面４３（１４３）とを繋ぐ外側面４５（１４５）を有し、さらに、少なくとも接合部材４０（１４０）の外側面４５（１４５）を覆うカバー部材５０（１５０）を備え、カバー部材５０（１５０）は、接合部材４０（１４０）よりも耐水性が高くてもよい。これによれば、圧電振動子の耐水性・耐湿性などの信頼性を向上させることができる。
【００７４】
カバー部材５０（１５０）は、蓋部材２０（１２０）及びベース部材３０（１３０）に接触するように設けられていてもよい。これによれば、ベース部材及び蓋部材の接合強度を向上させることができる。
【００７５】
第３実施形態によれば、ベース部材３３０を準備する工程と、ベース部材３３０に圧電振動素子３１０を搭載する工程と、無機ガラスによって構成される接合部材３４０を挟むようにベース部材３３０に蓋部材３２０を載せ、ベース部材３３０及び蓋部材３２０によって形成される内部空間３２６に圧電振動素子３１０を収容する工程と、接合部材３４０の溶融粘度が１．０×１０4.5以上１．０×１０6以下となるように加熱し、ベース部材３３０及び蓋部材３２０を接合する工程と、を含む、圧電振動子の製造方法、が提供される。
【００７６】
上記の第３実施形態によれば、接合部材のベース部材に接触する接合面に対して、内部空間に面する内側面のなす角度が９０°以上となるように、ベース部材及び蓋部材を接合することができる。これによれば、接合部材が圧電振動素子に接触することによる周波数特性の変動を阻害しつつ、接合部材がベース部材に接触する接触面積を増大させることでベース部材及び蓋部材の接合強度を改善することができる。つまり、圧電振動子の機械的強度を向上させ、信頼性を向上させることができる。
【００７７】
圧電振動素子３１０を収容する工程において、溶融粘度が１．０×１０4.5以上１．０×１０5以下となるように加熱してもよい。これによれば、接合部材の内部に接合部材に対して凸状の曲面である凸面によって囲まれた空隙を形成することができる。従って、接合部材の使用量を抑制しつつ、接合部材がベース部材に接触する接触面積を増大させることでベース部材及び蓋部材の接合強度を改善することができる。
【００７８】
蓋部材３２０は、圧電振動素子３１０を挟んでベース部材３３０と対向する天面部３２１と、天面部３２１に接続された側壁部３２２と、を有し、圧電振動素子３１０を収容する工程は、蓋部材３２０の側壁部３２２の先端に接合部材３４０を付着させる工程と、接合部材３４０がベース部材３３０に接触するように蓋部材３２０をベース部材３３０に載せる工程と、を含んでもよい。これによれば、未固化の接合部材を蓋部材の内面及び外面に濡れ広がらせることができる。つまり、第２接合面の面積を拡大し、ベース部材及び蓋部材の接合強度を向上させることができる。
【００７９】
ベース部材３３０及び蓋部材３２０を接合する工程の後に、さらに、接合部材３４０を覆うカバー部材３５０を設ける工程を含み、カバー部材３５０は接合部材３４０よりも耐水性が高い。これによれば、圧電振動子の耐水性・耐湿性などの信頼性を向上させることができる。
【００８０】
以下において、第１〜第３実施形態の変形例について説明する。なお、上記したのと共通の事柄については記述を省略する。また、以下の変形例においても、上記したのと同様の効果を得ることができる。
【００８１】
＜第１変形例＞
図１２は、第１変形例に係る水晶振動子の断面図である。第１変形例は、ベース部材５３０が蓋部材５２０側に開口部を有する箱状であり、蓋部材５２０が平板状である点が、図３に示した第１実施形態に係る水晶振動子１と相違している。
【００８２】
ベース部材５３０は、蓋部材５２０側に第１面５３２ｆ、第２面５３２ｇ、及び第３面５３２ｈを有する。第１面５３２ｆは、蓋部材５２０側の中央部に位置する。第２面５３２ｇは、第１面５３２ｆの法線方向から平面視したときに第１面５３２ｆの外側に位置し、第１面５３２ｆよりも蓋部材５２０に近い。第３面５３２ｈは、第１面５３２ｆ及び第２面５３２ｇを繋ぐ面である。なお、内部空間５２６は、第１面５３２ｆ、第３面５３２ｈ、及び内面５２４によって囲まれた空間であり、水晶振動素子５１０は、第１面５３２ｆに搭載されている。
【００８３】
蓋部材５２０は、内面５２４及び外面５２５を両主面とする平板状である。接合部材５４０は、第２面５３２ｇと内面５２４との間に位置している。接合部材５４０の第１接合面５４２は、第２面５３２ｇに接触し、第２接合面５４３は、内面５２４に接触している。第１接合面５４２と内側面５４４とがなす第１角度θ５１は９０°以上であり、第２接合面５４３と内側面５４４とがなす第２角度θ５２は９０°以上である。同様に、第１接合面５４２と外側面５４５とがなす第３角度θ５３も９０°以上であり、第２接合面５４３と外側面５４５とがなす第４角度θ５４も９０°以上である。但し、第１接合面５４２は、第３面５３２ｈ又は端面５３２ｃに接触していてもよい。このような場合には、第１角度θ５１及び第３角度θ４３は、９０°よりも小さくてもよい。
【００８４】
以上のように、第１変形例においては、ベース部材５３０は、蓋部材５２０に対向する側において、圧電振動素子５１０が搭載される第１面５３２ｆと、第１面５３２ｆの法線方向から平面視したときに第１面５３２ｆの外側に位置し第１面５３２ｆよりも蓋部材５２０に近い第２面５３２ｇと、第１面５３２ｆ及び第２面５３２ｇを繋ぐ第３面５３２ｈと、を有し、第１接合面５４２は、第２面５３２ｇに接触しており、第２接合面５４３と内側面５４４とがなす第２角度θ５２が９０°以上である。
【００８５】
上記の第１変形例によれば、接合部材が圧電振動素子に接触することによる周波数特性の変動を阻害しつつ、接合部材が蓋部材に接触する面積を拡大させることでベース部材及び蓋部材の接合強度を改善することができる。つまり、圧電振動子の機械的強度を向上させ、信頼性を向上させることができる。
【００８６】
＜第２変形例＞
図１３は、第２変形例に係る水晶振動子における水晶振動素子の斜視図である。第２変形例における水晶振動素子９１０は、形状が櫛歯型である点で、図１に示した第１実施形態に係る水晶振動子１における水晶振動素子１０と相違している。具体的には、水晶片９１１が互いに平行に配置された２つの音叉腕部９１９ａ，９１９ｂを有する。音叉腕部９１９ａ，９１９ｂは、Ｘ軸方向に延在し、Ｚ´軸方向に並び、端面９１２ｃ側の連結部９１９ｃで互いに連結されている。音叉腕部９１９ａでは、ＸＺ´面に平行であり互いに対向する一対の主面にそれぞれ励振電極９１４ａが設けられ、当該一対の主面と交差し互いに対向する一対の側端面にそれぞれ励振電極９１４ｂが設けられている。音叉腕部９１９ｂでは、一対の主面にそれぞれ励振電極９１４ｂが設けられ、一対の側端面にそれぞれ励振電極９１４ａが設けられている。なお、圧電振動素子９１０の構成は特に限定されるものではなく、音叉腕部の形状や励振電極の配置などが異なっていてもよい。
【００８７】
このように、水晶振動素子の形状は特に限定されるものではなく、どのような形状であっても、本発明の第１〜第３実施形態と同様の効果が得られる。
【００８８】
以上説明したように、本発明によれば、信頼性の向上を図ることができる圧電振動子及びその製造方法を提供することが可能となる。
【００８９】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００９０】
１，１０１，３０１…水晶振動子（圧電振動子）
１０，１１０，３１０，９１０…水晶振動素子（圧電振動素子）
２０，１２０，３１０…蓋部材  ２１，１２１，３２１…天面部
２２，１２２，３２２…側壁部  ２３，１２３，３２３…対向面
２４，１２４，３２４…内面  ２５，１２５，３２５…外面
３０，１３０，３３０…ベース部材  ３２ａ，１３２ａ，３３２ａ…第１主面（表面）
３２ｂ…第２主面（裏面）  ３２ｃ，１３２ｃ，３３２ｃ…端面
４０，１４０，３４０…接合部材  ４２，１４２，３４２…第１接合面
４３，１４３，４３４…第２接合面  ４４，１４４，３４４…内側面
４５，１４５，３４５…外側面  １４８…凸面  １４９，３４９…空隙
θ１，θ１１，θ３１，θ５１…第１角度
θ２，θ１２，θ３２，θ５２…第２角度
θ３，θ１３，θ３３，θ５３…第３角度
θ４，θ１４，θ３４，θ５４…第４角度
５０，１５０，３５０…カバー部材
【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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【図１２】
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【図１３】
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