(57)【要約】【課題】圧電振動片の小型化により、更なる小型化を図ることが可能な圧電デバイスの提供。【解決手段】水晶振動子１は、振動部１１と基部１２とを有する水晶振動片１０と、水晶振動片１０を収容するパッケージ２０と、を備え、水晶振動片１０は、振動部１１から引き出された一対の引き出し電極１６ａ，１７ａが基部１２に形成され、パッケージ２０は、水晶振動片１０を固定する固定面２３に、一対の導電性被膜２４，２５が表面に形成された弾性を有する樹脂突起２６が設けられ、樹脂突起２６の周囲には、接着剤３０が配置され、樹脂突起２６の弾性変形により一対の導電性被膜２４，２５が一対の引き出し電極１６ａ，１７ａへ押圧され、両者が電気的に接続された状態で、水晶振動片１０が、接着剤３０を介してパッケージ２０の固定面２３に固定されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動部と基部とを有する圧電振動片と、
前記圧電振動片を収容するパッケージと、を備え、
前記圧電振動片は、前記振動部から引き出された少なくとも一対の引き出し電極が前記基部に形成され、
前記パッケージは、前記圧電振動片を固定する固定面に、少なくとも一対の導電性皮膜が表面に形成された弾性を有する半球状の樹脂突起が設けられ、
前記樹脂突起の弾性変形により、前記少なくとも一対の導電性皮膜が、前記少なくとも一対の引き出し電極へ押圧され電気的に接続されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電デバイスにおいて、前記樹脂突起の周囲には、接着剤が配置され、前記圧電振動片が、前記接着剤を介して前記パッケージの前記固定面に固定されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載の圧電デバイスにおいて、前記接着剤が感光性を有することを特徴とする圧電デバイス。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧電デバイスを備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子などに代表される圧電デバイス、及びこの圧電デバイスを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、矩形状の圧電基板の両主面に励振電極を形成し、一方の短辺側の下面に励振電極と接続された引き出し電極を形成した圧電振動子（以下、圧電振動片という）を、基板の表面に一対の電極パッドを形成した容器（以下、パッケージという）に、導電性接着剤を介して引き出し電極と電極パッドとが接続されるように配置した構成の圧電デバイスが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−７７６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記圧電デバイスは、小型化の進展に伴い、圧電振動片の引き出し電極同士の間隔及びパッケージの電極パッド同士の間隔が狭くなる傾向にある。
また、上記導電性接着剤は、通常、エポキシ系、シリコーン系、ポリイミド系などの樹脂にＡｇなどの金属フィラーが混合されたペースト状のものが用いられ、ディスペンサーなどで塗布できるように流動性を有している。
これらのことから、上記圧電デバイスは、圧電振動片の引き出し電極とパッケージの電極パッドとを導電性接着剤を介して接続する際に、導電性接着剤が流動し、圧電振動片の引き出し電極同士や、パッケージの電極パッド同士がショートする虞がある。
【０００５】
これにより、上記圧電デバイスは、上記のようなショートを回避するために、圧電振動片の引き出し電極同士の間隔及びパッケージの電極パッド同士の間隔を、所定の間隔以上に設定する必要がある。
この結果、上記圧電デバイスは、この制約によって圧電振動片の小型化が阻害されることから、更なる小型化を図ることができないという問題がある。
【０００６】
また、上記圧電デバイスは、上記のように圧電振動片の引き出し電極同士の間隔及びパッケージの電極パッド同士の間隔を、所定の間隔以上に設定して接続する必要があることから、周囲の温度変化に伴う構成要素の伸縮の差により、圧電振動片に一定レベル以上の熱応力が発生する。
これにより、上記圧電デバイスは、熱応力に起因する振動の阻害によって圧電振動片の温度特性の更なる向上を図ることができないという問題がある。
【０００７】
ところで、導電性接着剤を用いずに圧電振動片の引き出し電極とパッケージの電極パッドとを接続する構成としては、例えば、金属バンプを介して接続する構成が考えられる。
しかしながら、金属バンプを用いた構成では、導電性接着剤と比較して接続が強固であることから、例えば、落下時など外部から衝撃が加わった際に、衝撃が接続部で緩衝されないまま圧電振動片に到達し、圧電振動片が損傷する虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］本適用例にかかる圧電デバイスは、振動部と基部とを有する圧電振動片と、前記圧電振動片を収容するパッケージと、を備え、前記圧電振動片は、前記振動部から引き出された少なくとも一対の引き出し電極が前記基部に形成され、前記パッケージは、前記圧電振動片を固定する固定面に、少なくとも一対の導電性皮膜が表面に形成された弾性を有する半球状の樹脂突起が設けられ、前記樹脂突起の弾性変形により、前記少なくとも一対の導電性皮膜が、前記少なくとも一対の引き出し電極へ押圧され電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
これによれば、圧電デバイスは、樹脂突起の弾性変形により導電性被膜が引き出し電極へ押圧され、両者が電気的に接続されている。
この結果、圧電デバイスは、引き出し電極と導電性被膜（電極パッドに相当）との電気的接続において、従来のような導電性接着剤を用いた場合と比較してショートの虞がないことから、引き出し電極間及び導電性被膜間の間隔を狭くできる。
これにより、圧電デバイスは、圧電振動片の小型化が可能となることから、更なる小型化を図ることができる。
【００１１】
［適用例２］上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記樹脂突起の周囲には、接着剤が配置され、前記圧電振動片が、前記接着剤を介して前記パッケージの前記固定面に固定されていることが好ましい。
【００１２】
これによれば、圧電デバイスは、樹脂突起の弾性変形により導電性被膜が引き出し電極へ押圧され、両者が電気的に接続された状態で、圧電振動片が、樹脂突起の周囲に配置された接着剤を介してパッケージに固定されている。
このことから、圧電デバイスは、圧電振動片の固定に用いている接着剤を樹脂突起の周囲の近傍に配置することにより、従来のような導電性接着剤を用いて所定の間隔を保持して２箇所で固定（接続）した場合と比較して、圧電振動片の熱応力を低減できる。
これにより、圧電デバイスは、圧電振動片の温度特性を向上させることができる。
【００１３】
また、圧電デバイスは、圧電振動片の固定が接着剤を介して行われていることから、例えば、落下時など外部から衝撃が加わった際に、衝撃が接着剤で十分緩衝されて圧電振動片に到達する。
これにより、圧電デバイスは、前述の金属バンプを用いた場合と比較して、衝撃時における圧電振動片の損傷を低減できる。
【００１４】
［適用例３］上記適用例２にかかる圧電デバイスにおいて、前記接着剤が感光性を有することが好ましい。
【００１５】
これによれば、圧電デバイスは、接着剤が感光性を有していることから、例えば、フォトリソグラフィー技術を用いて、接着剤の配置形状、配置位置などの精度を、他の接着剤と比較して高くすることができる。
【００１６】
［適用例４］本適用例にかかる電子機器は、適用例１〜３のいずれか一例に記載の圧電デバイスを備えたことを特徴とする。
【００１７】
これによれば、電子機器は、適用例１〜３のいずれか一例に記載の圧電デバイスを備えたことから、適用例１〜３のいずれか一例に記載の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態の水晶振動子の概略構成を示す模式図であり、（ａ）はリッド側から俯瞰した平面図、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）の断面図。
【図２】変形例１の水晶振動子の要部を示す模式斜視図。
【図３】変形例２の水晶振動子の要部を示す模式平面図であり、（ａ）〜（ｃ）は、接着剤の平面形状のバリエーションを示す。
【図４】第２の実施形態の電子機器の一例を示す模式斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
ここでは、圧電デバイスの一例として水晶振動子を例に挙げて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の水晶振動子の概略構成を示す模式図である。図１（ａ）は、リッド（蓋体）側から俯瞰した平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線での断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図である。なお、平面図では、便宜的にリッドを省略してある。また、断面図は、平面図より拡大してある。
【００２１】
図１に示すように、水晶振動子１は、圧電振動片としての水晶振動片１０と、水晶振動片１０を収容するパッケージ２０と、を備えている。
水晶振動片１０は、水晶の原石から所定の角度で切り出されたＡＴカット型であり、平面形状が略矩形に形成され、振動部１１と振動部１１に接続された基部１２とを有している。
【００２２】
水晶振動片１０は、振動部１１の一方の主面１４及び他方の主面１５に形成された励振電極１６，１７から引き出された引き出し電極１６ａ，１７ａが、基部１２に形成されている。
引き出し電極１６ａは、一方の主面１４の励振電極１６から振動部１１の延在方向（矢印Ｃ方向）に沿って基部１２に引き出され、基部１２の端面に沿って他方の主面１５に回り込み、他方の主面１５の励振電極１７の手前まで延在されている。
引き出し電極１７ａは、他方の主面１５の励振電極１７から振動部１１の延在方向に沿って基部１２に引き出され、基部１２の端面に沿って一方の主面１４に回り込み、一方の主面１４の励振電極１６の手前まで延在されている。
引き出し電極１６ａ，１７ａは、基部１２において、互いにショートしない程度に接近した状態で形成されている。
【００２３】
パッケージ２０は、平面形状が略矩形の平板状のパッケージベース２１及びパッケージベース２１を覆うキャップ状のリッド２２などを用いて略直方体形状に形成されている。
パッケージベース２１には、セラミックグリーンシートを成形して焼成した酸化アルミニウム質焼結体などが用いられている。
リッド２２には、パッケージベース２１と同材料、コバールなどの金属、ガラスなどが用いられている。
【００２４】
パッケージベース２１には、水晶振動片１０を固定する固定面２３に、少なくとも一対の導電性被膜２４，２５が表面に形成された弾性を有する樹脂突起２６が設けられている。また、樹脂突起２６の周囲には、水晶振動片１０を固定面２３に固定するための接着剤３０が配置されている。
【００２５】
樹脂突起２６は、半球状に形成されている。導電性被膜２４，２５は、水晶振動片１０の基部１２が樹脂突起２６上に載置されたときに、引き出し電極１６ａ，１７ａと対向するように樹脂突起２６の表面に形成されている。
詳述すると、導電性被膜２４は、先端部が引き出し電極１６ａと対向し、他の部分が引き出し電極１６ａの延在方向と交差する方向（矢印Ｄ方向）に固定面２３の表面まで延在して形成され、導電性被膜２５は、先端部が引き出し電極１７ａと対向し、他の部分が矢印Ｄ方向に固定面２３の表面まで延在して形成されている。
また、導電性被膜２４，２５は、平面視において、引き出し電極１６ａ，１７ａ間の間隔と同程度に各先端部が互いに接近した状態で、略一直線上に帯状に形成されている。
【００２６】
樹脂突起２６は、ポリイミドなどの弾性樹脂材料を固定面２３の表面にコーティングし、フォトリソグラフィーなどのパターニング処理を行うことによって形成される。
なお、樹脂突起２６の材料としては、ポリイミド樹脂以外に、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、変性ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン、ポリベンゾオキサゾールなどの樹脂を用いてもよい。
【００２７】
樹脂突起２６の表面に形成された導電性被膜２４，２５は、Ａｕ、ＴｉＷ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、ＮｉＶ、鉛フリーはんだなどの導電性金属を蒸着、スパッタリングなどによって成膜し、適宜のパターニング処理を適用することによって形成される。
また、導電性被膜２４，２５は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌなどで構成された下地の被膜の表面をさらにＡｕメッキなどで被覆し、導電性能を高めることも可能である。
【００２８】
接着剤３０は、例えば、フォトリソグラフィーなどのパターニング処理を行うことによって固定面２３の表面に、樹脂突起２６を中心にした略円環形状に形成されている。
この際、接着剤３０は、固定面２３の表面に延在している導電性被膜２４，２５と重ならないように、導電性被膜２４，２５部分を避けて形成される。これにより、接着剤３０は、部分的に途切れた略円環形状となる。
なお、接着剤３０の材料には、エポキシ系、ポリイミド系、アクリル系などの感光性を有する樹脂などが用いられている。また、接着剤３０は、加熱及び加圧により硬化する。
【００２９】
パッケージベース２１の底面（固定面２３の反対側の面）２７には、電子機器などに実装される際に用いられる一対の外部端子２８，２９が形成されている。なお、一対の外部端子２８，２９は、Ｗなどのメタライズ層にＮｉ、Ａｕなどの各被膜をメッキなどにより積層した金属被膜からなる。
一対の外部端子２８，２９は、図示しない内部配線によって導電性被膜２４，２５と接続されている。例えば、外部端子２８は、導電性被膜２４と接続され、外部端子２９は、導電性被膜２５と接続されている。
【００３０】
水晶振動子１は、水晶振動片１０の基部１２が樹脂突起２６上に載置され、接着剤３０によりパッケージベース２１の固定面２３に固定される。
この際、水晶振動子１は、水晶振動片１０の基部１２に形成された引き出し電極１６ａ，１７ａと、樹脂突起２６の表面に形成された導電性被膜２４，２５とが、それぞれ位置合わせされた状態で、水晶振動片１０が押圧される。
そして、水晶振動子１は、この押圧により、図１（ｂ）、図１（ｃ）に２点鎖線で示した形状から実線で示した形状へ弾性変形した樹脂突起２６の反力によって、導電性被膜２４，２５が引き出し電極１６ａ，１７ａへ押圧され、両者が電気的に接続された状態で、水晶振動片１０が接着剤３０を介してパッケージベース２１の固定面２３に固定される。
【００３１】
水晶振動子１は、水晶振動片１０がパッケージベース２１の固定面２３に固定された状態で、パッケージベース２１がリッド２２により覆われ、パッケージベース２１とリッド２２とが図示しないシームリング、低融点ガラスなどの接合部材で接合されることで、パッケージ２０の内部が気密に封止される。
なお、パッケージ２０の内部は、真空状態（真空度の高い状態）または窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが充填された状態となっている。
【００３２】
水晶振動子１は、一対の外部端子２８，２９、導電性被膜２４，２５、引き出し電極１６ａ，１７ａ、励振電極１６，１７を経由して外部から印加される駆動信号によって、水晶振動片１０が励振されて所定の周波数で共振する。
【００３３】
上述したように、第１の実施形態の水晶振動子１は、樹脂突起２６の弾性変形により導電性被膜２４，２５が引き出し電極１６ａ，１７ａへ押圧され、両者が電気的に接続された状態で、水晶振動片１０が樹脂突起２６の周囲に配置された接着剤３０を介してパッケージベース２１に固定されている。
この結果、水晶振動子１は、引き出し電極１６ａ，１７ａと導電性被膜２４，２５との電気的接続において、従来のような導電性接着剤を用いた場合と比較してショートの虞がないことから、引き出し電極１６ａ，１７ａ間及び導電性被膜２４，２５間の間隔を狭くできる。
これにより、水晶振動子１は、水晶振動片１０の小型化が可能となることから、更なる小型化を図ることができる。
【００３４】
また、水晶振動子１は、水晶振動片１０の固定に用いている接着剤３０を樹脂突起２６の周囲の近傍に配置することにより、従来のような導電性接着剤を用いて所定の間隔を保持して２箇所で固定（接続）した場合と比較して、水晶振動片１０の熱応力を低減できる。
これにより、水晶振動子１は、水晶振動片１０の温度特性を向上させることができる。
【００３５】
また、水晶振動子１は、水晶振動片１０の固定が接着剤３０を介して行われていることから、例えば、落下時など外部から衝撃が加わった際に、衝撃が接着剤３０で十分緩衝されて水晶振動片１０に到達する。
これにより、水晶振動子１は、前述の金属バンプを用いた場合と比較して、衝撃時における水晶振動片１０の損傷を低減できる。
また、水晶振動子１は、水晶振動片１０の固定が接着剤３０を介して行われていることから、金属バンプを用いた場合と比較して、振動漏れを低減できる。
【００３６】
また、水晶振動子１は、接着剤３０が感光性を有していることから、フォトリソグラフィー技術を用いて、接着剤３０の配置形状、配置位置などの精度を、他の接着剤と比較して高くすることができる。
また、水晶振動子１は、接着剤３０が樹脂突起２６を中心にした略円環形状に形成され、樹脂突起２６から接着剤３０までの距離が殆どの方向で略等しいことから、熱応力に伴う歪みが接着剤３０の周囲で均等化され易く、接着による振動の阻害を抑制できる。
【００３７】
また、水晶振動子１は、接着剤３０が樹脂突起２６を中心にした略円環形状であることから、フォトリソグラフィーなどによるパターニング処理を、他の形状と比較して容易に行うことができる。
なお、接着剤３０は、導電性被膜２４，２５の、固定面２３の表面に形成されている部分と重なって配置されてもよい。
【００３８】
ここで、第１の実施形態の変形例について説明する。
（変形例１）
図２は、変形例１の水晶振動子の要部を示す模式斜視図である。なお、第１の実施形態との共通部分については、同一符号を付して説明を省略し、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
図２は、水晶振動片固定前の樹脂突起の周辺を示しており、接着剤の紙面手前側の部分については、便宜的に平面形状のみを２点鎖線で示している。
【００３９】
図２に示すように、変形例１の水晶振動子１０１は、第１の実施形態と比較して、樹脂突起２６の表面に形成された導電性被膜１２４，１２５の形状が異なる。
水晶振動子１０１は、導電性被膜１２４，１２５が樹脂突起２６を半分ずつ包み込むように、つばの付いた半ドーム状に形成されている。
これによれば、水晶振動子１０１は、導電性被膜１２４，１２５の面積が、第１の実施形態と比較して大きくなることから、導電性被膜１２４，１２５の強度を向上させることができると共に、引き出し電極１６ａ，１７ａと導電性被膜１２４，１２５との電気的な接続を、より確実に行うことができる。
なお、変形例１の内容は、以下の変形例にも適用できる。
【００４０】
（変形例２）
図３は、変形例２の水晶振動子の要部を示す模式平面図である。なお、第１の実施形態との共通部分については、同一符号を付して説明を省略し、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
図３は、水晶振動片固定前の樹脂突起及び接着剤の周辺を示し、（ａ）〜（ｃ）は、接着剤の平面形状のバリエーションを示している。また、理解を容易にするために、接着剤部分には、網がけを施してある。
【００４１】
図３に示すように、変形例２の水晶振動子２０１は、第１の実施形態と比較して、接着剤２３０の平面形状が異なり、接着剤２３０の平面形状が（ａ）〜（ｃ）のいずれか一つの形状となっている。
詳述すると、図３（ａ）では、接着剤２３０の平面形状が略矩形の枠状となっており、図３（ｂ）では、接着剤２３０の平面形状が略菱形の枠状となっている。
また、図３（ｃ）では、接着剤２３０の平面形状が図３（ａ）の形状からコーナー部を削除した形状となっている。これにより、図３（ｃ）の形状は、接着剤２３０の面積が図３（ａ）の形状より少なくなることから、その分、接着による水晶振動片１０（図１参照）の振動の阻害を抑制できる。
なお、接着剤２３０の平面形状は、上記の形状に限定するものではなく、例えば、楕円形形状、多角形形状など、水晶振動片１０の固定に支障の無い範囲で適宜設定してもよい。
【００４２】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態の、上記第１の実施形態及び各変形例で説明した水晶振動子を備えた電子機器の一例を示す模式斜視図である。
図４に示す携帯電話３００は、上述した水晶振動子（１など）を基準クロック発振源などとして備え、更に液晶表示装置３０１、複数の操作ボタン３０２、受話口３０３、及び送話口３０４を備えて構成されている。
【００４３】
上述した水晶振動子（１など）は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチールカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器などの基準クロック発振源などとして好適に用いることができ、いずれの場合にも第１の実施形態及び各変形例で説明した効果を奏する電子機器を提供することができる。
【００４４】
なお、上記各実施形態及び各変形例では、水晶振動片１０の引き出し電極１６ａ，１７ａ及び導電性被膜（２４，２５など）を各一対として説明したが、これに限定するものではなく、複数対でもよい。
また、上記各実施形態及び各変形例では、樹脂突起２６が半球状に形成されているが、略半球状に形成されていてもよい。
【００４５】
また、上記各実施形態及び各変形例では、圧電デバイスとして水晶振動子を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、水晶発振器、周波数フィルターや、ジャイロセンサー、圧力センサーなどの各種センサーなどにも適用できる。
【００４６】
なお、上記各実施形態及び各変形例では、水晶振動片としてＡＴカット型を用いたが、これに限定するものではなく、音叉型、ＳＡＷ素子型、ＷＴ型（ジャイロ素子用）などを用いてもよい。
また、圧電振動片の材料としては、水晶に限定するものではなく、例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電体を用いてもよい。また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電体が、表面に被膜として形成されたシリコンなどの半導体を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１…圧電デバイスとしての水晶振動子、１０…圧電振動片としての水晶振動片、１１…振動部、１２…基部、１４…一方の主面、１５…他方の主面、１６…励振電極、１６ａ…引き出し電極、１７…励振電極、１７ａ…引き出し電極、２０…パッケージ、２１…パッケージベース、２２…リッド、２３…固定面、２４，２５…導電性被膜、２６…樹脂突起、２７…底面、２８，２９…外部端子、３０…接着剤、１０１…水晶振動子、１２４，１２５…導電性被膜、２０１…水晶振動子、２３０…接着剤、３００…電子機器としての携帯電話、３０１…液晶表示装置、３０２…操作ボタン、３０３…受話口、３０４…送話口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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