(57)【要約】【課題】振動素子および中継基板の機械的共振点を離間させることで、優れた振動特性を有する振動デバイス、電子機器および移動体を提供する。【解決手段】振動デバイスは、ベースと、前記ベースに支持されている中継基板と、前記中継基板に支持されている振動素子と、を有している。また、前記振動素子は、圧電単結晶体により構成される振動基板と、前記振動基板に配置されている励振電極と、を有している。また、前記中継基板は、前記圧電単結晶体より構成される基板を有している。そして、前記基板の結晶軸と前記振動基板の結晶軸とがずれている。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
前記ベースに支持されている中継基板と、
前記中継基板に支持されている振動素子と、を有し、
前記振動素子は、圧電単結晶体により構成される振動基板と、前記振動基板に配置されている励振電極と、を有し、
前記中継基板は、前記圧電単結晶体より構成される基板を有し、
前記基板の結晶軸と前記振動基板の結晶軸とがずれていることを特徴とする振動デバイス。
【請求項２】
前記基板のカット角と前記振動基板のカット角とが異なっている請求項１に記載の振動デバイス。
【請求項３】
前記基板は、Ｚカット水晶基板で構成されている請求項２に記載の振動デバイス。
【請求項４】
前記基板は、
前記ベースに支持される第１部分と、
第２部分と、
第１軸上で、前記第１部分と前記第２部分とを接続している第１梁部と、
第３部分と、
前記第１軸と交差する第２軸上で、前記第２部分と前記第３部分とを接続している第２梁部と、を有し、
前記振動素子は、前記第３部分に支持されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の振動デバイス。
【請求項５】
前記中継基板は、前記基板に配置されている配線を有し、
前記配線は、前記励振電極と電気的に接続されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の振動デバイス。
【請求項６】
前記ベースとの間に前記振動素子および前記中継基板を収納するように前記ベースに接合されている蓋体を有している請求項１ないし５のいずれか１項に記載の振動デバイス。
【請求項７】
前記ベースに支持され、前記振動素子と電気的に接続されている回路素子を有し、
前記中継基板は、前記回路素子を介して前記ベースに支持されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の振動デバイス。
【請求項８】
前記回路素子、前記中継基板および前記振動素子は、平面視で、互いに重なって配置されている請求項７に記載の振動デバイス。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の振動デバイスを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の振動デバイスを備えることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動デバイス、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されている振動デバイスは、パッケージと、パッケージに収納されている振動素子および中継基板と、を有している。そして、振動素子が中継基板を介してパッケージに固定されている。また、振動素子および中継基板は、共に水晶で構成されており、さらには、互いの結晶軸が一致するように配置されている。このような構成とすることで、例えば、パッケージの熱撓み等の変形が振動素子に伝わり難くなり、振動特性の低下を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２２０１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されている振動デバイスでは、前述したように、振動素子および中継基板が共に水晶で構成されており、さらには、互いの結晶軸が一致するように配置されている。そのため、振動素子および中継基板の機械的共振点（共振周波数）が近接し易く、振動素子を励振させた際に中継基板に意図しない振動が発生し、この振動が振動素子の振動特性に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、振動素子および中継基板の機械的共振点を離間させることで、優れた振動特性を有する振動デバイス、電子機器および移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の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、以下の適用例として実現することが可能である。
【０００７】
本適用例の振動デバイスは、ベースと、
前記ベースに支持されている中継基板と、
前記中継基板に支持されている振動素子と、を有し、
前記振動素子は、圧電単結晶体により構成される振動基板と、前記振動基板に配置されている励振電極と、を有し、
前記中継基板は、前記圧電単結晶体より構成される基板を有し、
前記基板の結晶軸と前記振動基板の結晶軸とがずれていることを特徴とする。
これにより、比較的簡単な構成で、振動素子および中継基板の機械的共振点を離間させることができ、振動素子を励振させた際に中継基板に意図しない振動が発生することを効果的に低減することができる。そのため、振動素子の振動特性の悪化を低減でき、優れた振動特性を発揮することができる。
【０００８】
本適用例の振動デバイスでは、前記基板のカット角と前記振動基板のカット角とが異なっていることが好ましい。
これにより、簡単に、中継基板の結晶軸と振動基板の結晶軸とをずらすことができる。
【０００９】
本適用例の振動デバイスでは、前記基板は、Ｚカット水晶基板で構成されていることが好ましい。
これにより、中継基板の加工精度が特に優れたものとなる。
【００１０】
本適用例の振動デバイスでは、前記基板は、
前記ベースに支持される第１部分と、
第２部分と、
第１軸上で、前記第１部分と前記第２部分とを接続している第１梁部と、
第３部分と、
前記第１軸と交差する第２軸上で、前記第２部分と前記第３部分とを接続している第２梁部と、を有し、
前記振動素子は、前記第３部分に支持されていることが好ましい。
これにより、振動素子に応力がより伝わり難くなる。
【００１１】
本適用例の振動デバイスでは、前記中継基板は、前記基板に配置されている配線を有し、
前記配線は、前記励振電極と電気的に接続されていることが好ましい。
これにより、励振電極をベースまで引き回し易くなる。
【００１２】
本適用例の振動デバイスでは、前記ベースとの間に前記振動素子および前記中継基板を収納するように前記ベースに接合されている蓋体を有していることが好ましい。
これにより、振動素子を外界（水分、埃、衝撃等）から保護することができる。
【００１３】
本適用例の振動デバイスでは、前記ベースに支持され、前記振動素子と電気的に接続されている回路素子を有し、
前記中継基板は、前記回路素子を介して前記ベースに支持されていることが好ましい。  これにより、振動素子に応力がさらに伝わり難くなる。また、振動デバイスを発振器として好適に用いることができる。
【００１４】
本適用例の振動デバイスでは、前記回路素子、前記中継基板および前記振動素子は、平面視で、互いに重なって配置されていることが好ましい。
これにより、振動デバイスの小型化を図ることができる。
【００１５】
本適用例の電子機器は、上記適用例の振動デバイスを備えることを特徴とする。
これにより、上記適用例の振動デバイスの効果を享受でき、信頼性の高い電子機器が得られる。
【００１６】
本適用例の移動体は、上記適用例の振動デバイスを備えることを特徴とする。
これにより、上記適用例の振動デバイスの効果を享受でき、信頼性の高い移動体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る振動デバイスを示す断面図である。
【図２】図１の振動デバイスを示す上面図である。
【図３】中継基板を示す上面図である。
【図４】中継基板を示す下面図である。
【図５】中継基板の変形例を示す上面図である。
【図６】中継基板の変形例を示す上面図である。
【図７】振動素子を示す上面図である。
【図８】振動素子を示す下面図である。
【図９】水晶のカット角を説明する図である。
【図１０】中継基板と振動素子の結晶軸の関係を示す斜視図である。
【図１１】中継基板と振動素子の結晶軸の関係を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る振動デバイスを示す断面図である。
【図１３】図１２に示す振動デバイスの変形例を示す断面図である。
【図１４】図１２に示す振動デバイスの変形例を示す断面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第４実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【図１７】本発明の第５実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【図１８】本発明の第６実施形態に係る移動体を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の振動デバイス、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る振動デバイスを示す断面図である。図２は、図１の振動デバイスを示す上面図である。図３は、中継基板を示す上面図である。図４は、中継基板を示す下面図である。図５および図６は、それぞれ、中継基板の変形例を示す上面図である。図７は、振動素子を示す上面図である。図８は、振動素子を示す下面図である。図９は、水晶のカット角を説明する図である。図１０および図１１は、それぞれ、中継基板と振動素子の結晶軸の関係を示す斜視図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」とも言い、下側を「下」とも言う。また、水晶の結晶軸をＸ軸（電気軸）、Ｙ軸（機械軸）およびＺ軸（光軸）として説明する。
【００２０】
図１および図２に示すように、振動デバイス１は、振動素子２と、中継基板３と、回路素子４と、これらを収納するパッケージ５と、を有している。パッケージ５内では、回路素子４の下方に中継基板３が位置し、中継基板３の下方に振動素子２が位置し、回路素子４、中継基板３および振動素子２がパッケージ５の厚さ方向に重なって配置されている。このように、回路素子４、中継基板３および振動素子２を重ねて配置することで、振動デバイス１の平面的な広がりを抑えることができ、振動デバイス１の小型化を図ることができる。また、振動素子２は、中継基板３に支持されており、中継基板３は、回路素子４に支持されており、回路素子４は、パッケージ５に支持されている。このように、パッケージ５と振動素子２との間に回路素子４および中継基板３を介在させることで、例えば、パッケージ５の熱撓み等による変形（応力）が振動素子２に伝わり難くなり、振動素子２の振動特性の低下を抑制することができる。以下、振動デバイス１の各部について順次詳細に説明する。
【００２１】
［パッケージ］
図１に示すように、パッケージ５は、内側に収納空間Ｓを有しており、この収納空間Ｓに振動素子２、中継基板３および回路素子４が収納されている。そのため、パッケージ５によって振動素子２、中継基板３および回路素子４を衝撃、埃、熱、湿気（水分）等から好適に保護することができる。このようなパッケージ５は、振動素子２、中継基板３および回路素子４を支持するベース５１と、ベース５１との間に収納空間Ｓを形成するようにベース５１の上面に接合されたリッド５２と、を有している。
【００２２】
ベース５１は、その上面に開口する凹部５１１を有するキャビティ状である。また、凹部５１１は、ベース５１の上面に開口する第１凹部５１１ａと、第１凹部５１１ａの底面に開口する第２凹部５１１ｂと、を有している。一方、リッド５２は、板状であり、凹部５１１の開口を塞ぐようにしてベース５１の上面に接合されている。このように、凹部５１１の開口をリッド５２で塞ぐことで収納空間Ｓが形成され、この収納空間Ｓに振動素子２、中継基板３および回路素子４が収納されている。収納空間Ｓは、気密封止されており、減圧状態（好ましくはより真空に近い状態）となっている。これにより、振動素子２を安定して駆動させることができる。ただし、収納空間Ｓの雰囲気は、特に限定されず、例えば、大気圧となっていてもよい。
【００２３】
ベース５１の構成材料としては特に限定されず、例えば、酸化アルミニウム等の各種セラミックスを用いることができる。この場合、セラミックシート（グリーンシート）の積層体を焼成することでベース５１を製造することができる。一方、リッド５２の構成材料としては特に限定されないが、ベース５１の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース５１の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金とするのが好ましい。
【００２４】
また、ベース５１は、第１凹部５１１ａの底面に配置された複数の内部端子５３と、ベース５１の底面に配置された複数の外部端子５４と、を有している。複数の内部端子５３は、それぞれ、ベース５１の内部に形成された図示しない内部配線を介して所定の外部端子５４と電気的に接続されている。また、複数の内部端子５３は、導電性の接続バンプＢ１を介して回路素子４と電気的に接続されている。
【００２５】
［回路素子］
回路素子４は、例えば、シリコン基板上に各種回路要素が作り込まれた半導体回路基板であり、図１に示すように、能動面４０を下側に向けてパッケージ５内に配置されている。そして、回路素子４は、パッケージ５の第１凹部５１１ａの上面に、導電性の接続バンプＢ１を介して固定されている。また、回路素子４は、能動面４０に配置された複数の端子４１、４２を有しており、このうち、複数の端子４１は、それぞれ、接続バンプＢ１を介して所定の内部端子５３と電気的に接続されている。このような回路素子４には、例えば、振動素子２を発振させる発振回路が含まれている。
【００２６】
なお、接続バンプＢ１としては、導電性および接合性を有していれば、特に限定されないが、例えば、金バンプ、銀バンプ、銅バンプ等の各種金属バンプを用いることが好ましい。これにより、接続バンプＢ１からのアウトガスが防止され、収納空間Ｓ内の環境変化（特に圧力の上昇）を効果的に抑制することができる。
【００２７】
［中継基板］
図１に示すように、中継基板３は、回路素子４と振動素子２との間に介在している。このような中継基板３は、主に、パッケージ５や回路素子４の変形により生じる応力を振動素子２に伝わり難くする機能を有している。
【００２８】
図３および図４に示すように、中継基板３は、基板３１と、基板３１に配置された一対の配線３８、３９と、を有している。基板３１は、ジンバル形状となっている。具体的には、基板３１は、回路素子４に固定された枠状の支持部３２と、支持部３２の内側に位置する枠状の第１揺動部３３と、第１揺動部３３の内側に位置し、振動素子２が固定された第２揺動部３４と、支持部３２と第１揺動部３３とを接続する一対の梁部３５と、第１揺動部３３と第２揺動部３４とを接続する一対の梁部３６と、を有している。
【００２９】
支持部３２は、矩形の枠状となっており、４つの縁部３２１、３２２、３２３、３２４を有している。そして、支持部３２は、互いに対向する（中心Ｏに対して反対側に位置する）縁部３２１、３２２の延在方向の中央部において、それぞれ２つの接続バンプＢ２を介して回路素子４の能動面４０に固定されている。このように、支持部３２の両側を回路素子４に固定することで、中継基板３の姿勢が安定し、中継基板３の不要な変位、振動等を抑制することができる。ただし、接続バンプＢ２の数や配置としては、特に限定されず、例えば、支持部３２の各角部に配置されていてもよい。
【００３０】
なお、接続バンプＢ２としては、導電性および接合性を有していれば、特に限定されないが、例えば、金バンプ、銀バンプ、銅バンプ等の各種金属バンプを用いることが好ましい。これにより、接続バンプＢ２からのアウトガスが防止され、収納空間Ｓ内の環境変化（特に圧力の上昇）を効果的に抑制することができる。
【００３１】
また、支持部３２の内側に位置する第１揺動部３３は、矩形の枠状となっており、４つの縁部３３１、３３２、３３３、３３４を有している。また、第１揺動部３３の内側に位置する第２揺動部３４は、矩形の板状となっており、４つの縁部３４１、３４２、３４３、３４４を有している。そして、第２揺動部３４の下面に導電性を有する接続バンプＢ３を介して振動素子２が固定されている。
【００３２】
また、一対の梁部３５は、第１揺動部３３の両側に位置し、第１揺動部３３を両持ち支持するように、第１揺動部３３と支持部３２とを接続している。具体的には、一方の梁部３５は、縁部３２３、３３３の延在方向の中央部同士を接続し、他方の梁部３５は、縁部３２４、３３４の延在方向の中央部同士を接続している。そのため、第１揺動部３３は、支持部３２に対して、一対の梁部３５で形成される第１軸Ｌ１（一対の梁部３５を結ぶ線分）まわりに揺動可能となっている。
【００３３】
また、一対の梁部３６は、第２揺動部３４の両側に位置し、第２揺動部３４を両持ち支持するように、第２揺動部３４と第１揺動部３３とを接続している。具体的には、一方の梁部３６は、縁部３３１、３４１の延在方向の中央部同士を接続し、他方の梁部３６は、縁部３３２、３４２の延在方向の中央部同士を接続している。そのため、第２揺動部３４は、第１揺動部３３に対して、一対の梁部３６で形成され、第１軸Ｌ１と交差する第２軸Ｌ２（一対の梁部３６を結ぶ線分）まわりに揺動可能となっている。
【００３４】
このような構成の基板３１によれば、回路素子４に固定されている支持部３２から振動素子２が固定されている第２揺動部３４までの応力の伝達経路を蛇行させることができるため、前記伝達経路をなるべく長く確保することができる。そのため、パッケージ５や回路素子４の変形により生じる応力が支持部３２から第２揺動部３４までの間に効果的に吸収・緩和され、第２揺動部３４上の振動素子２に伝わってしまうことを効果的に抑制することができる。そのため、振動素子２の駆動特性の変化（特に共振周波数の変動）が起き難く、振動素子２は、優れた振動特性を発揮することができる。
【００３５】
特に、本実施形態では、中継基板３の平面視で、第１軸Ｌ１と第２軸Ｌ２と、が直交しており、さらには、第１軸Ｌ１と第２軸Ｌ２との交点が基板３１の中心Ｏと一致している。これにより、第１揺動部３３が支持部３２にバランスよく支持され、第２揺動部３４が第１揺動部３３にバランスよく支持される。その結果、第２揺動部３４に固定された振動素子２の揺れを効果的に抑制することができる。
【００３６】
以上のような基板３１は、水晶で構成されており、水晶基板をエッチング（特にウェットエッチング）によりパターニングすることで形成されている。本実施形態では、基板３１は、Ｚカット水晶基板から形成されており、基板３１の両主面の法線が水晶の結晶軸であるＺ軸（光軸）と一致している。Ｚ軸（光軸）は、水晶の他の結晶軸であるＸ軸（電気軸）およびＹ軸（機械軸）と比べて優先的にエッチングが進むため、Ｚカット水晶基板から基板３１を形成することで、エッチング時間を短縮することができる。また、エッチング面（エッチングにより形成された側面）がより急峻となるため、優れた寸法精度で中継基板３を形成することもできる。なお、基板３１としては、特に限定されず、Ｚカット水晶基板以外の水晶基板、例えば、Ｘカット水晶基板、Ｙカット水晶基板、ＡＴカット水晶基板、ＢＴカット水晶基板、ＳＣカット水晶基板、ＳＴカット水晶基板等から形成されていてもよい。
【００３７】
なお、Ｚカット水晶板とは、切り出し面（主面１０ａ）がＺ軸に対して略直交したものをいい、このＺ軸に直交した主面１０ａが、Ｘ軸のプラス側から見てＹ軸からＺ軸の方向へ反時計回りまたは時計回りに０度〜数度の範囲で回転した状態で切り出されたものも含まれる。
【００３８】
配線３８は、支持部３２と第２揺動部３４とに亘って引き回され、その一端部が支持部３２に位置する端子３８１となっており、他端部が第２揺動部３４に位置する端子３８２となっている。同様に、配線３９は、支持部３２と第２揺動部３４とに亘って引き回され、その一端部が支持部３２に位置する端子３９１となっており、他端部が第２揺動部３４に位置する端子３９２となっている。そして、端子３８１、３９１は、それぞれ、接続バンプＢ２を介して回路素子４の端子４２と電気的に接続されており、端子３８２、３９２は、それぞれ、導電性の接続バンプＢ３を介して振動素子２と電気的に接続されている。このように、中継基板３が配線３８、３９を有することで、振動素子２と回路素子４との電気的な接続が容易となる。
【００３９】
以上、中継基板３について説明したが、中継基板３の構成としては、上述の構成に限定されない。例えば、図５に示すように、基板３１は、第１揺動部３３および梁部３６が省略され、第２揺動部３４が梁部３５を介して支持部３２に接続された構成となっていてもよい。また、図６に示すように、基板３１は、ジンバル形状ではなく単板状となっていてもよい。また、支持部３２および第１揺動部３３は、それぞれ、環状をなしているが、その周方向の一部が欠損していてもよい。また、第１、第２軸Ｌ１、Ｌ２は、直交していなくてもよい（すなわち、９０°以外の角度で交差していてもよい）し、第１、第２軸Ｌ１、Ｌ２の交点は、基板３１の中心Ｏと一致していなくてもよい。また、一対の梁部３５の一方を省略してもよいし、一対の梁部３６の一方を省略してもよい。また、本実施形態では、第１揺動部３３が支持部３２に対して揺動可能であり、第２揺動部３４が第１揺動部３３に対して揺動可能であるが、これに限定されず、例えば、梁部３５が硬く、実質的に、第１揺動部３３が支持部３２に対して揺動できなくてもよいし、梁部３６が硬く、実質的に、第２揺動部３４が第１揺動部３３に対して揺動できなくてもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、基板３１は、水晶により構成されているが、基板３１の構成材料としては、これに限定されず、例えば、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、四ホウ酸リチウム、ランガライト、ニオブ酸カリウム、リン酸ガリウム等の圧電単結晶体（単結晶体の圧電材料）により構成されていてもよいし、これら以外の圧電単結晶体により構成されていてもよい。
【００４１】
［振動素子］
振動素子２は、図７および図８に示すように、水晶基板から形成された振動基板２１と、振動基板２１に配置されている電極２２と、を有している。振動基板２１は、厚みすべり振動モードを有しており、本実施形態では、ＡＴカット水晶基板から形成されている。図９に示すように、ＡＴカット水晶基板は、ＸＺ面をＸ軸の回りに角度θ（＝３５°１５’）回転させた平面に沿って切り出された「回転Ｙカット水晶基板」である。ＡＴカット水晶基板は、三次の周波数温度特性を有しているため、ＡＴカット水晶基板から振動基板２１を形成することで、優れた温度特性を有する振動素子２となる。なお、以下では、角度θに対応してＸ軸まわりに回転したＹ軸およびＺ軸を、Ｙ’軸およびＺ’軸とする。すなわち、振動基板２１は、Ｙ’軸方向に厚みを有し、ＸＺ’面方向に広がりを有する。
【００４２】
電極２２は、振動基板２１の上面（一方の主面）に配置された励振電極２２１と、下面（他方の主面）に、励振電極２２１と対向して配置された励振電極２２２と、を有している。また、電極２２は、振動基板２１の上面に配置された一対の端子２２３、２２４と、端子２２３と励振電極２２１とを電気的に接続する配線２２５と、端子２２４と励振電極２２２とを電気的に接続する配線２２６と、を有している。そして、励振電極２２１、２２２間に駆動信号（交番電圧）を印加することで、振動基板２１が厚みすべり振動する。
【００４３】
このような振動素子２は、導電性を有する一対の接続バンプＢ３を介して中継基板３の第２揺動部３４に固定されている。また、振動素子２の端子２２３と中継基板３の端子３８２とが一方の接続バンプＢ３を介して電気的に接続されており、振動素子２の端子２２４と中継基板３の端子３９２とが他方の接続バンプＢ３を介して電気的に接続されている。そのため、振動素子２は、中継基板３の配線３８、３９を介して回路素子４と電気的に接続されている。
【００４４】
以上、振動素子２について説明したが、振動素子２の構成は、上述の構成に限定されない。例えば、振動素子２は、振動基板２１の振動領域（励振電極２２１、２２２に挟まれた領域）がその周囲から突出したメサ型となっていてもよいし、逆に、振動領域がその周囲から凹没した逆メサ型となっていてもよい。また、振動基板２１の周囲を研削するベベル加工や、上面および下面を凸曲面とするコンベックス加工が施されていてもよい。また、振動素子２としては、厚みすべり振動モードで振動するものに限定されず、例えば、複数の振動腕が面内方向に屈曲振動（音叉振動）する振動素子２であってもよいし、複数の振動腕が面外方向に屈曲振動（ウォーク振動）する振動素子２であってもよい。したがって、振動基板２１は、ＡＴカット水晶基板から形成されたものに限定されず、ＡＴカット水晶基板以外の水晶基板、例えば、Ｘカット水晶基板、Ｙカット水晶基板、Ｚカット水晶基板、ＢＴカット水晶基板、ＳＣカット水晶基板、ＳＴカット水晶基板等から形成されていてもよい。
【００４５】
ここで、前述したように、中継基板３の基板３１および振動素子２の振動基板２１は、それぞれ、水晶から構成されているが、振動デバイス１では、図１０に示すように、基板３１の結晶軸と、振動基板２１の結晶軸と、が互いにずれている。すなわち、基板３１のＸ軸は、振動基板２１のＸ軸と異なる方向に延び、基板３１のＹ軸は、振動基板２１のＹ軸と異なる方向に延び、基板３１のＺ軸は、振動基板２１のＺ軸と異なる方向に延びている。これにより、例えば、振動基板２１と基板３１との結晶軸が一致している場合と比べて、振動基板２１と基板３１との機械的共振点（共振周波数）を離間させることができる。そのため、振動素子２の振動に共鳴するようにして中継基板３に意図しない振動が発生してしまうことを抑制でき、中継基板３の振動によって振動素子２の振動特性が低下してしまうことを効果的に抑制することができる。
【００４６】
特に、本実施形態では、基板３１のＸ軸は、振動基板２１のＸ軸に対してＹ軸およびＺ軸の両軸まわりに傾斜しており、基板３１のＹ軸は、振動基板２１のＹ軸に対してＸ軸およびＺ軸の両軸まわりに傾斜しており、基板３１のＺ軸は、振動基板２１のＺ軸に対してＸ軸およびＹ軸の両軸まわりに傾斜している。すなわち、基板３１の結晶軸と、振動基板２１の結晶軸と、が捩じれの関係にある。そのため、上述した効果がより顕著となり、振動基板２１と基板３１との機械的共振点（共振周波数）をより大きく離間させることができる。したがって、振動素子２の振動に共鳴するようにして中継基板３に意図しない振動が発生してしまうことをより効果的に抑制でき、中継基板３の振動によって振動素子２の振動特性が低下してしまうことをより効果的に抑制することができる。
【００４７】
本実施形態では、前述したように、振動基板２１のカット角と基板３１のカット角とを異ならせている。具体的には、振動素子２の振動基板２１がＡＴカット水晶基板から形成されているため、中継基板３の基板３１を、ＡＴカット水晶基板とは異なるＺカット水晶基板から形成している。このように、振動基板２１のカット角と基板３１のカット角とを異ならせることで、簡単かつ確実に、基板３１の結晶軸と、振動基板２１の結晶軸と、を互いにずらすことができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、基板３１のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が、それぞれ、振動基板２１のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に対して傾斜しているが、これに限定されず、例えば、基板３１のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸のうちの２つの軸が振動基板２１の対応する軸に対して傾斜していれば、残りの１つの軸同士は、一致していてもよい。具体的には、例えば、図１１に示すように、基板３１のＹ軸およびＺ軸が、振動基板２１のＹ軸およびＺ軸に対して傾斜していれば、基板３１のＸ軸と振動基板２１のＸ軸とが一致していてもよい。さらに、基板３１の結晶軸と、振動基板２１の結晶軸との互いのずれは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のいずれか一つの軸がずれていてもよい。
【００４９】
また、本実施形態では、振動基板２１は、水晶により構成されているが、振動基板２１の構成材料としては、これに限定されず、例えば、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、四ホウ酸リチウム、ランガライト、ニオブ酸カリウム、リン酸ガリウム等の圧電単結晶体（単結晶体の圧電材料）により構成されていてもよいし、これら以外の圧電単結晶体により構成されていてもよい。ただし、振動基板２１としては、基板３１と同じ材料で構成されていることが好ましい。これにより、熱膨張係数を合わせることができ、応力が生じ難くなる。
【００５０】
以上、振動デバイス１について詳細に説明した。このような振動デバイス１は、前述したように、ベース５１と、ベース５１に支持されている中継基板３と、中継基板３に支持されている振動素子２と、を有している。また、振動素子２は、圧電単結晶体（本実施形態では水晶）により構成される振動基板２１と、振動基板２１に配置されている励振電極２２１、２２２と、を有している。また、中継基板３は、圧電単結晶体（本実施形態では水晶）より構成される基板３１を有している。そして、基板３１の結晶軸と振動基板２１の結晶軸とがずれている。これにより、例えば、振動基板２１と基板３１との結晶軸が一致している場合と比べて、振動基板２１と基板３１との機械的共振点を離間させることができる。そのため、振動素子２の振動に共鳴するようにして中継基板３に意図しない振動が発生してしまうことを抑制でき、中継基板３の振動によって振動素子２の振動特性が低下してしまうことを効果的に抑制することができる。したがって、優れた振動特性を有する振動デバイス１が得られる。
【００５１】
また、前述したように、振動デバイス１では、基板３１のカット角と振動基板２１のカット角とが異なっている。これにより、簡単かつ確実に、基板３１の結晶軸と、振動基板２１の結晶軸と、を互いにずらすことができる。
【００５２】
また、前述したように、基板３１は、Ｚカット水晶基板で構成されている。これにより、高い寸法精度で基板３１を形成することができる。
【００５３】
また、前述したように、基板３１は、ベース５１に支持されている支持部３２（第１部分）と、第１揺動部３３（第２部分）と、第１軸Ｌ１上で、支持部３２と第１揺動部３３とを接続している梁部３５（第１梁部）と、第２揺動部３４（第３部分）と、第１軸Ｌ１と交差する第２軸Ｌ２上で、第１揺動部３３と第２揺動部３４とを接続している梁部３６（第２梁部）と、を有している。そして、振動素子２は、第２揺動部３４に支持されている。これにより、支持部３２から第２揺動部３４までの応力の伝搬距離を効果的に長くすることができ、ベース５１の変形等により生じる応力が振動素子２により伝わり難くなる。
【００５４】
また、前述したように、中継基板３は、基板３１に配置されている配線３８、３９を有している。また、配線３８、３９は、励振電極２２１、２２２と電気的に接続されている。これにより、励振電極２２１、２２２を回路素子４まで引き回し易くなる。ただし、配線３８、３９を省略して、例えば、ボンディングワイヤーを介して励振電極２２１、２２２と回路素子４の端子４２とを接続してもよい。すなわち、中継基板３を介さずに、振動素子２と回路素子４とを電気的に接続してもよい。
【００５５】
また、前述したように、振動デバイス１は、ベース５１との間に振動素子２および中継基板３を収納するようにベース５１に接合されているリッド５２（蓋体）を有している。これにより、振動素子２および中継基板３を衝撃、埃、熱、湿気（水分）等から好適に保護することができる。
【００５６】
また、前述したように、振動デバイス１は、ベース５１に支持され、振動素子２と電気的に接続されている回路素子４を有している。そして、中継基板３は、回路素子４を介してベース５１に支持されている。これにより、振動素子２に応力がさらに伝わり難くなる。また、例えば、回路素子４に発振回路を形成することで、振動デバイス１を発振器として好適に用いることができる。
【００５７】
また、前述したように、回路素子４、中継基板３および振動素子２は、平面視で、互いに重なって配置されている。これにより、振動デバイス１の平面的な広がりを抑えることができ、振動デバイス１の小型化を図ることができる。
【００５８】
＜第２実施形態＞
図１２は、本発明の第２実施形態に係る振動デバイスを示す断面図である。図１３および図１４は、それぞれ、図１２に示す振動デバイスの変形例を示す断面図である。
【００５９】
本実施形態に係る振動デバイスは、主に、回路素子４が省略されていること以外は、前述した第１実施形態の振動デバイスと同様である。なお、以下の説明では、第２実施形態の振動デバイスに関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１２ないし図１４では、それぞれ、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【００６０】
図１２に示すように、本実施形態の振動デバイス１では、前述した第１実施形態から回路素子４が省略されており、中継基板３が、接続バンプＢ２を介して、ベース５１の第１凹部５１１ａの底面に固定されている。また、接続バンプＢ２を介して配線３８、３９がそれぞれ所定の内部端子５３と電気的に接続されている。
【００６１】
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、本実施形態の変形例として、例えば、図１３に示すように、中継基板３は、接続バンプＢ２を介して凹部５１１の底面に固定されていてもよい。また、図１４に示すように、ベース５１の底面に凹部５１２が形成されており、この凹部５１２の底面に回路素子４が配置されていてもよい。
【００６２】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る電子機器について説明する。
【００６３】
図１５は、本発明の第３実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【００６４】
図１５に示すモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューター１１００は、本発明の振動デバイスを備える電子機器を適用したものである。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０８を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、例えば、発振器として用いられる振動デバイス１が内蔵されている。
【００６５】
このようなパーソナルコンピューター１１００（電子機器）は、振動デバイス１を有している。そのため、前述した振動デバイス１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【００６６】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る電子機器について説明する。
【００６７】
図１６は、本発明の第４実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【００６８】
図１６に示す携帯電話機１２００（ＰＨＳも含む）は、本発明の振動デバイスを備える電子機器を適用したものである。携帯電話機１２００は、アンテナ（図示せず）、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。このような携帯電話機１２００には、例えば、発振器として用いられる振動デバイス１が内蔵されている。
【００６９】
このような携帯電話機１２００（電子機器）は、振動デバイス１を有している。そのため、前述した振動デバイス１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【００７０】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係る電子機器について説明する。
【００７１】
図１７は、本発明の第５実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【００７２】
図１７に示すデジタルスチールカメラ１３００は、本発明の振動デバイスを備える電子機器を適用したものである。ケース（ボディー）１３０２の背面には表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。そして、撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押すと、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。このようなデジタルスチールカメラ１３００には、例えば、発振器として用いられる振動デバイス１が内蔵されている。
【００７３】
このようなデジタルスチールカメラ１３００（電子機器）は、振動デバイス１を有している。そのため、前述した振動デバイス１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【００７４】
なお、本発明の電子機器は、前述したパーソナルコンピューター、携帯電話機およびデジタルスチールカメラの他にも、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計（スマートウォッチを含む）、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンタ）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等のウェアラブル端末、ビデオカメラ、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、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、移動体端末基地局用機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター、ネットワークサーバー等に適用することができる。
【００７５】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態に係る移動体について説明する。
【００７６】
図１８は、本発明の第６実施形態に係る移動体を示す斜視図である。
【００７７】
図１８に示す自動車１５００は、本発明の振動デバイスを備える移動体を適用した自動車である。自動車１５００には、例えば、発振器として用いられる振動デバイス１が内蔵されている。振動デバイス１は、例えば、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。
【００７８】
このような自動車１５００（移動体）は、振動デバイス１を有している。そのため、前述した振動デバイス１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【００７９】
なお、移動体としては、自動車１５００に限定されず、例えば、飛行機、船舶、ＡＧＶ（無人搬送車）、二足歩行ロボット、ドローン等の無人飛行機等にも適用することができる。
【００８０】
以上、本発明の振動デバイス、電子機器および移動体を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００８１】
また、前述した実施形態では、振動デバイスを発振器に適用した構成について説明したが、これに限定されず、例えば、振動デバイスを加速度、角速度等の物理量を検出可能な物理量センサーに適用してもよい。この場合、振動素子２として駆動振動モードと、受けた物理量に応じて励振される検出振動モードと、を有する素子を用い、回路素子４には、振動素子２を駆動振動モードで駆動させるための駆動回路と、振動素子２の検出振動モードから得られる信号に基づいて物理量を検出する検出回路と、を形成すればよい。
【符号の説明】
【００８２】
１…振動デバイス、２…振動素子、２１…振動基板、２２…電極、２２１、２２２…励振電極、２２３、２２４…端子、２２５、２２６…配線、３…中継基板、３１…基板、３２…支持部、３２１、３２２、３２３、３２４…縁部、３３…第１揺動部、３３１、３３２、３３３、３３４…縁部、３４…第２揺動部、３４１、３４２、３４３、３４４…縁部、３５、３６…梁部、３８…配線、３８１、３８２…端子、３９…配線、３９１、３９２…端子、４…回路素子、４０…能動面、４１、４２…端子、５…パッケージ、５１…ベース、５１１…凹部、５１１ａ…第１凹部、５１１ｂ…第２凹部、５１２…凹部、５２…リッド、５３…内部端子、５４…外部端子、１１００…パーソナルコンピューター、１１０２…キーボード、１１０４…本体部、１１０６…表示ユニット、１１０８…表示部、１２００…携帯電話機、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１２０８…表示部、１３００…デジタルスチールカメラ、１３０２…ケース、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャッターボタン、１３０８…メモリー、１３１０…表示部、１５００…自動車、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３…接続バンプ、Ｌ１…第１軸、Ｌ２…第２軸、Ｏ…中心、Ｓ…収納空間、θ…角度
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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