(57)【要約】 【課題】圧電振動片に作用する応力の緩和を図りつつ、衝撃等を受けた場合であっても圧電振動片に振動が伝達されることを抑制し、圧電振動片の破損や周波数特性の変動等を防止して耐衝撃性が向上した信頼性の高い圧電デバイスを提供する。【解決手段】ベース１１０を貫通する２本のリード１４１、１４２と、圧電振動片１３０を保持しかつ圧電振動片１３０から延びるように形成され、リード１４１、１４２またはリード１４１、１４２に取り付けられる第１サポータ１５１、１５２の先端部１５１ｂ、１５１ｂに支持される第２サポータ１６１、１６２と、を有する圧電デバイス１００であって、第２サポータ１６１、１６２は、リード１４１、１４２または第１サポータ１５１、１５２に対して剛性が低い。【選択図】図１
2015109492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースを貫通する２本のリードと、圧電振動片を保持しかつ前記圧電振動片から延びるように形成され、前記リードまたは前記リードに取り付けられる第１サポータの先端部に支持される第２サポータと、を有する圧電デバイスであって、
前記第２サポータは、前記リードまたは前記第１サポータに対して剛性が低い圧電デバイス。
【請求項２】
前記第２サポータは、前記圧電振動片の側面から延びるように形成される請求項１記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記第２サポータは、前記リードまたは前記第１サポータの先端部に形成された凹部に入り込んだ状態で支持される請求項１または請求項２記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記第２サポータは、前記圧電振動片の中央部分から放射方向に延びるように配置される請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記第２サポータが延びる方向は、前記リードまたは前記第１サポータが延びる方向と直交するように配置される請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
前記圧電振動片を含んだ空間を覆うように、前記ベースに取り付けられるカバーを備える請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項７】
２本のリードを、ベースを貫通させて配置する工程と、
圧電振動片を保持しかつ前記圧電振動片の側面から延びる第２サポータを形成する工程と、
前記リードまたは前記リードに取り付けられる第１サポータの先端部に前記第２サポータを載置する工程と、
前記第２サポータを前記先端部に接着する工程と、を含み、
前記第２サポータとしては、前記リードまたは前記第１サポータに対して剛性が低い素材が用いられる圧電デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記リードまたは前記第１サポータの前記先端部に凹部を形成する工程を含み、
前記第２サポータは、前記凹部に入り込んだ状態で載置される請求項７記載の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、圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯端末や携帯電話などにおいて水晶振動子や水晶発振器などの圧電デバイスが搭載されている。このような圧電デバイスとしては、ベースとカバーとからなるパッケージの内部に円板状の圧電振動片を収容し、この圧電振動片を２つのサポータにより側面側から挟み込んで保持する構成が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この圧電振動片には、２つのサポータから挟み込む力が作用しているため応力が作用しており、この状態で周波数特性等が調整される。従って、この圧電デバイスを長期間使用した場合や高温環境下で使用した場合などではサポータによる挟み込む力が弱くなり、圧電振動片に作用する応力が減少する。この応力の減少に伴い、圧電振動片の周波数特性が設計値から変化してしまう。そこで、このような周波数特性の変化を回避するために、サポータを板状にして剛性を低く設定し、サポータによって圧電振動片に作用する応力の緩和が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平０１−１３２１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧電振動片を挟む２つのサポータは、ベースを貫通する２本のリードに取り付けられるが。サポータの剛性が低いと、このサポータに保持される圧電振動片は、ベースに対して大きく振れてしまう。その結果、落下等により圧電デバイスに衝撃が加えられた場合、圧電振動片が大きく振られてカバーの内壁に衝突し、圧電振動片の周波数特性の変動を招くだけでなく、圧電振動片の破損や、圧電振動片がサポータから外れるおそれがある。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明では、圧電振動片に作用する応力の緩和を図りつつ、衝撃等を受けた場合であっても圧電振動片に振動が伝達するのを抑制し、圧電振動片の破損や周波数特性の変動等を防止して耐衝撃性が向上した圧電デバイス及びこのような圧電デバイス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】
本発明では、ベースを貫通する２本のリードと、圧電振動片を保持しかつ圧電振動片から延びるように形成され、リードまたはリードに取り付けられる第１サポータの先端部に支持される第２サポータと、を有する圧電デバイスであって、第２サポータは、リードまたは第１サポータに対して剛性が低い。
【０００８】
第２サポータは、圧電振動片の側面から延びるように形成されてもよい。また、第２サポータは、リードまたは第１サポータの先端部に形成された凹部に入り込んだ状態で支持されてもよい。また、第２サポータは、圧電振動片の中央部分から放射方向に延びるように配置されてもよい。また、第２サポータが延びる方向は、リードまたは第１サポータが延びる方向と直交するように配置されてもよい。また、圧電振動片を含んだ空間を覆うように、ベースに取り付けられるカバーを備えてもよい。
【０００９】
また、本発明は、２本のリードを、ベースを貫通させて配置する工程と、圧電振動片を保持しかつ圧電振動片の側面から延びる第２サポータを形成する工程と、リードまたはリードに取り付けられる第１サポータの先端部に第２サポータを載置する工程と、第２サポータを先端部に接着する工程と、を含み、第２サポータとしては、リードまたは第１サポータに対して剛性が低い素材が用いられる圧電デバイスの製造方法である。
【００１０】
また、本発明は、リードまたは第１サポータの先端部に凹部を形成する工程を含み、第２サポータは、凹部に入り込んだ状態で載置されてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、圧電振動片に作用する応力の緩和を図りつつ、衝撃等を受けた場合であっても圧電振動片に振動が伝達するのを抑制して、耐衝撃性が向上した信頼性の高い圧電デバイス及びこのような圧電デバイスの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る圧電デバイスの一例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。
【図２】図１に示す圧電デバイスの製造方法を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す圧電デバイスの製造方法を説明するための図である。
【図４】変形例に係る圧電デバイスの要部を示す平面図である。
【図５】第２実施形態に係る圧電デバイスの一例の要部を示す平面図である。
【図６】第３実施形態に係る圧電デバイスの一例を示す断面図である。
【図７】第４実施形態に係る圧電デバイスの一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、以下の実施形態を説明するため、図面においては一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。また、図面においてハッチングした部分は、断面、金属膜、及び導電性接着剤を表している。また、図１（ｂ）、図１（ｃ）、図４、及び図５では、導電性接着剤１９１、１９２は省略して表わしている。また、図１（ｃ）、図４（ａ）〜（ｃ）、及び図５においては、見やすくするために、第１サポータの一部を切り欠いて表わしている。
【００１４】
以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、ＳＣカットの圧電振動片（水晶ブランク）１３０の結晶軸（ｘ′軸、ｙ″軸、ｚ′軸）のうちｘ′軸に平行な方向をＸ方向とし、ｚ´軸に平行な方向をＺ方向とする。また、ＸＺ平面に垂直な方向（圧電振動片１３０の厚さ方向）はＹ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。
【００１５】
＜第１実施形態＞
（圧電デバイス１００の構成）
第１実施形態に係る圧電デバイス１００の一例について図面を参照して説明する。図１に示すように、圧電デバイス１００は、ベース１１０と、カバー１２０と、圧電振動片１３０と、リード１４１、１４２と、第１サポータ１５１、１５２と、第２サポータ１６１、１６２とを有している。なお、この圧電デバイス１００は、圧電振動子である。ベース１１０及びカバー１２０は、例えば銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、４２アロイ、コバールなどの金属製の板状の部材が用いられる。ベース１１０及びカバー１２０に、金属製の部材が採用されることにより、収容空間１７０に収容される圧電振動片１３０の周波数の安定性が維持されるという利点がある。なお、ベース１１０とカバー１２０とで別の素材が用いられてもよい。
【００１６】
また、ベース１１０及びカバー１２０に、同一の材料が採用されることにより、ベース１１０及びカバー１２０の熱膨張係数が異なることを回避して、高温下での使用や、接合時の熱により生じる変形や割れ等を抑制することができる。また、ベース１１０及びカバー１２０は、金属製に代えて、例えば、安価かつ形成容易なセラミックス（アルミ化合物など）や、シリコン、ガラス、樹脂などが用いられてもよい。
【００１７】
ベース１１０は、Ｘ方向から見たとき、Ｚ方向を長手方向としかつＹ方向を短手方向とした矩形状または長円状に形成される。ベース１１０は、平面部（＋Ｘ側の面）１１１と、平面部１１１の周囲から−Ｘ方向に延びる筒状の胴部１１２と、胴部１１２の端部から外側に向けて突出する鍔部１１３と、を有している。鍔部１１３の＋Ｘ側の面には、後述するカバー１２０の接合面１２３ｂに接合される接合面１１３ａが形成される。なお、ベース１１０は、上記した構成に限定されず、例えば、Ｘ方向から見たときの形状が、円形あるいは四角以外の多角形などの形状であってもよい。
【００１８】
ベース１１０の平面部１１１には、ベース１１０を厚さ方向（Ｘ方向）に貫通する２つの貫通孔１１４、１１５が設けられている。貫通孔１１４、１１５は、それぞれリード１４１、１４２が挿通可能に形成されている。貫通孔１１４、１１５は、ベース１１０においてＸ方向に並んで設けられている。また、貫通孔１１４、１１５は、同一の形状となっている。なお、貫通孔１１４、１１５は、上記した構成に限定されず、例えば、貫通孔１１４、１１５は、互いに異なる形状でもよく、互いの間隔が図示のものより広くまたは狭くてもよい。
【００１９】
貫通孔１１４、１１５には、リード１４１、１４２が挿通された後、封止材１７１が充填される。これにより、貫通孔１１４、１１５はハーメチック封止される。このハーメチック封止により、リード１４１、１４２は、ベース１１０に固定される。封止材１７１としては、例えばガラス材や樹脂材などの非電導性の材料が用いられる。従って、ベース１１０に金属などの導電性材料が用いられた場合であっても、ベース１１０とリード１４１、１４２との電気的な接続が防止される。なお、貫通孔１１４、１１５をガラス材等でハーメチック封止するとともに、ベース１１０の内側を樹脂等で充填してもよい。
【００２０】
カバー１２０は、平面部（＋Ｘ側の面）１２１と、平面部１２１の周囲から−Ｘ方向に延びる筒状の胴部１２２と、胴部１２２の端部から外側に向けて突出する鍔部１２３と、を有している。胴部１２２は、ベース１１０の胴部１１２が嵌入可能に形成される。鍔部１２３の−Ｚ側の面は、ベース１１０の接合面１１３ａに接合される接合面１２３ａが形成される。接合面１２３ａは、接合面１１３ａに対向して配置される。なお、カバー１２０は、上記した構成に限定されず、ベース１１０と接合して収容空間１７０を形成する任意の形状が適用されてもよい。
【００２１】
ベース１１０の接合面１１３ａとカバー１２０の接合面１２３ａとは、シーム溶接やスポット溶接などの抵抗溶接により接合される。ベース１１０とカバー１２０とが接合されて形成される収容空間１７０は、後述する圧電振動片１３０が収容され、真空雰囲気あるいは窒素ガスなど、圧電振動片１３０に対して不活性な雰囲気に設定される。なお、ベース１１０とカバー１２０とは、溶接による接合に代えて、各種接合材が用いられて接合されてもよい。
【００２２】
圧電振動片１３０は、例えばＳＣカットの水晶ブランクが用いられる。ＳＣカットは、水晶の結晶軸（電気軸：ｘ軸、機械軸：ｙ軸、光学軸：ｚ軸）のうち、まずｙ軸に直交する平面を、ｘ軸を中心にして約３３°〜３５°回転し、さらに、この平面をこの位置からｚ軸を中心にして約２２°〜２４°回転したときの方向から切り出すものである。ＳＣカットの圧電振動片１３０は、新たな結晶軸（ｘ′軸、ｙ″軸、ｚ′軸）が設定される。圧電振動片１３０としては、ＳＣカットの水晶ブランクに限定されず、ＡＴカットやＢＴカットなどの水晶片が用いられてもよい。また、水晶片に限定されず、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）などが用いられてもよい。後述する他の実施形態に係る圧電振動片３３０等の構造についても同様である。
【００２３】
圧電振動片１３０は、円板状に形成される。また、圧電振動片１３０の＋Ｘ側及び−Ｘ側のそれぞれの端部には、端部をＸＹ平面に沿って切り欠いた切り欠き部１３０ａ、１３０ｂが設けられる。切り欠き部１３０ａ、１３０ｂは、圧電振動片１３０の結晶軸に対応して形成されており、位置合わせ等に用いられる。ただし、切り欠き部１３０ａ、１３０ｂを設けるか否かは任意である。なお、圧電振動片１３０は、円板状に代えて、長円、楕円、あるいは多角形状に形成されてもよい。また、圧電振動片１３０の中央部は、周辺部に対して肉厚の厚いメサ部が形成されてもよい。後述する他の実施形態に係る切り欠き部３３０ａ等についても同様である。
【００２４】
圧電振動片１３０の中央部の−Ｙ側の表面には、励振電極１３３ａが形成されている。また、圧電振動片１３０の中央部の＋Ｙ側の表面には、励振電極１３３ｂが形成されている。励振電極１３３ａ、１３３ｂは、それぞれ同一の円形状に形成され、Ｙ方向から見て、重なる領域に形成されている。これら励振電極１３３ａと励振電極１３３ｂとの間に所定の電圧が印加されることにより、圧電振動片１３０は、所定の振動数で振動する。なお、励振電極１３３ａ、１３３ｂは、Ｙ方向から見た場合の領域が重ならないように形成されてもよい。
【００２５】
圧電振動片１３０の−Ｙ側の表面には、励振電極１３３ａから＋Ｚ方向に帯状に引き出され、＋Ｘ側の側面まで形成された引出電極１３４ａが設けられている。また、圧電振動片１３０の＋Ｙ側の表面には、励振電極１３３ｂから−Ｘ方向に帯状に引き出され、−Ｚ側の側面まで形成された引出電極１３４ｂが設けられている。引出電極１３４ａ、１３４ｂは、Ｚ方向において互いに反対方向に向けて延びるように形成される。引出電極１３４ａ、１３４ｂは、圧電振動片１３０の側面まで引き出されてもよい（図１（ｃ）参照）。
【００２６】
励振電極１３３ａ、１３３ｂ及び引出電極１３４ａ、１３４ｂは、導電性を有する金属膜である。励振電極１３３ａ等の金属膜は、例えば、圧電振動片１３０である水晶材との密着性を確保するための下地膜としてクロム（Ｃｒ）や、チタン（Ｔｉ）、ニッケル、あるいはニッケルクロム（ＮｉＣｒ）や、ニッケルチタン（ＮｉＴｉ）、ニッケルタングステン（ＮｉＷ）合金を成膜し、その上に導電膜として金（Ａｕ）や銀を成膜した積層構造が採用される。なお、励振電極１３３ａ、１３３ｂ及び引出電極１３４ａ、１３４ｂは、上記した構成に限定されず、例えば、それぞれの電極の膜構成は異なってもよい。なお、励振電極１３３ａ、１３３ｂ及び引出電極１３４ａ、１３４ｂの構成については、後述する他の実施形態についても同様である。
【００２７】
圧電振動片１３０は、収容空間１７０において、後述する第２サポータ１６１、１６２により支持され、圧電振動片１３０の＋Ｚ側及び−Ｚ側の端部は、第２サポータ１６１、１６２に接続されている。なお、圧電振動片１３０は、励振電極１３３ａ等を形成した平面がＸＺ平面と平行となるように、ベース１１０に対して立てた状態で配置される。ただし、図示の配置に限定されず、圧電振動片１３０はＸＺ面に対して傾けて配置されてもよい。
【００２８】
圧電振動片１３０の引出電極１３４ａ、１３４ｂは、導電性接着剤１８１、１８２を介して第２サポータ１６１、１６２に接合される。これにより、励振電極１３３ａ、１３３ｂと第２サポータ１６１、１６２とのそれぞれ電気的な接続が確保される。なお、圧電振動片１３０は、＋Ｚ側及び−Ｚ側の端部を保持されることに限定されず、他の部分が保持されてもよい。この場合、圧電振動片１３０の引出電極１３４ａ、１３４ｂは、第２サポータ１６１、１６２に対応して引き出される。
【００２９】
リード１４１、１４２は、それぞれベース１１０の貫通孔１１４、１１５をＸ方向に貫通するようにＸ方向に沿って配置され、封止材１７１によりベース１１０に支持される。封止材１７１としては、例えばガラス材や樹脂等が用いられる。リード１４１、１４２は、例えば、銅（Ｃｕ）、鉄とニッケルの合金、コバール、ステンレス鋼などの導電性の金属材料が使用される。リード１４１、１４２は、直線状に形成されかつ同一の円形断面を有する棒状または線状の部材である。また、リード１４１、１４２の断面の形状は、円形状に代えて、長円形状、楕円形状、多角形状であってもよい。なお、リード１４１、１４２の一方または双方は、Ｘ方向に対して傾斜して配置されてもよい。また、リード１４１、１４２は、同一の長さ及び断面形状であることに限定されず、異なってもよい。なお、このようなリード１４１、１４２の構成は、他の実施形態についても同様である。
【００３０】
リード１４１、１４２のうち、ベース１１０の平面部１１１から＋Ｘ方向に延びた部分（インナーリード）の先端部１４１ａ、１４２ａには、それぞれ第１サポータ１５１、１５２が取り付けられている。また、リード１４１、１４２のベース１１０から−Ｘ方向に延びた部分（アウターリード）は、基板等に電気的に接続するための外部端子として用いられる。
【００３１】
第１サポータ１５１は、接続部１５１ａが先端部１４１ａの＋Ｚ側の側面に抵抗溶接等により接合される。第１サポータ１５２は、接続部１５２ａが先端部１４２ａの−Ｚ側の側面に抵抗溶接等により接合される。これにより、リード１４１、１４２と第１サポータ１５１、１５２とはそれぞれ電気的に接続される。なお、リード１４１、１４２と第１サポータ１５１、１５２との接合は、抵抗溶接に代えて、例えば、導電性接着剤等が用いられてもよい。
【００３２】
第１サポータ１５１、１５２は、矩形状の断面を有する棒状の部材である。第１サポータ１５１、１５２の厚さ（Ｚ方向の長さ）及び幅（Ｙ方向の長さ）は同一に設定される。第１サポータ１５１、１５２は、Ｘ方向に沿って配置されている。なお、第１サポータ１５１、１５２は、このように配置されることに限定されず、例えばＸ方向に対して傾斜して配置されてもよい。
【００３３】
第１サポータ１５１、１５２としては、導電性を有する材料が用いられ、例えば銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）とニッケルの合金、コバール、ステンレス鋼などの金属材料が用いられる。なお、第１サポータ１５１、１５２は、金属材料に代えて、導電性物の樹脂などが用いられてもよい。また、第１サポータ１５１、１５２の断面形状も、矩形状に代えて円形状、楕円形状、長円形状なででもよい。なお、第１サポータ１５１等の配置や、素材、断面形状については、他の実施形態についても同様である。
【００３４】
第１サポータ１５１、１５２の先端部（＋Ｘ側の部分）１５１ｂ、１５２ｂには、凹部１５１ｃ、１５２ｃが設けられている。凹部１５１ｂ、１５１ｃは、後述する第２サポータ１６１、１６２が入り込むことが可能にＺ方向に沿って形成される。凹部１５１ｃ、１５２ｃは、先端部１５１ｂ、１５２ｂの端面をＵ字形状に削除した溝状に形成される。なお、凹部１５１ｃ、１５２ｃは、Ｕ字状の溝に代えて、例えばＶ字状やコの字状の溝などであってもよい。なお、凹部１５１ｃ、１５２ｃは、第１サポータ１５１、１５２に形成されなくてもよい。
【００３５】
第２サポータ１６１、１６２は、導電性を有し、かつ断面が円形状の棒状の部材である。ただし、第２サポータ１６１、１６２の断面の形状は、多角形状、楕円形状、長円形状、コの字やＬ字やＨ字の形状などであってもよく、板状部材などであってもよい。第２サポータ１６１、１６２としては、例えば、銅、洋白、リン青銅などの軟質かつ導電性を有する素材から形成される。これにより、第２サポータ１６１、１６２は、第１サポータ１５１、１５２に対して剛性が低く形成される。なお、第２サポータ１６１、１６２は、第１サポータ１５１、１５２と同様の素材から形成されてもよい。また、第２サポータ１６１、１６２の一部に、剛性を低下させるための加工を施してもよい。剛性を低下させる加工としては、例えば一部を折り曲げることや、小径化すること等が適用されてもよい。なお、第２サポータ１６１、１６２は、リード１４１、１４２リード１４１、１４２に対しても剛性が低く形成される。
【００３６】
第２サポータ１６１、１６２は、圧電振動片１３０の中央部分からの放射方向であるＺ方向に延びるように形成されており、それぞれ圧電振動片１３０の＋Ｚ側及び−Ｚ側の側面からＺ方向に沿って形成されている。また、第２サポータ１６１、１６２は、第１サポータ１５１、１５２が延びる方向（Ｘ方向）と直交するように配置されている。なお、第２サポータ１６１、１６２は、圧電振動片１３０の側面から延びることに限定されず、例えば、圧電振動片１３０の平面部分からＺ方向に延びるように形成されてもよく、圧電振動片１３０の中央部分からの放射方向に沿って形成されなくてもよい。また、第２サポータ１６１、１６２の配置は、第１サポータ１５１、１５２が延びる方向と直交しなくてもよい。なお、第２サポータ１６１等の配置や、素材、断面形状については、他の実施形態についても同様である。
【００３７】
第２サポータ１６１、１６２は、それぞれ圧電振動片１３０の切り欠き部１３０ａ、１３０ｂの表面に導電性接着剤１８１、１８２を介して接合されている。これにより、第２サポータ１６１、１６２は、第１サポータ１５１、１５２とそれぞれ電気的及び機械的に接続される。第２サポータ１６１、１６２における切り欠き部１３０ａ、１３０ｂとの接合面は、Ｘ方向に長い長円形状に形成されており、他の部分の断面に対して広く形成されている。これにより、第２サポータ１６１、１６２と圧電振動片１３０とが強く接合される。
【００３８】
導電性接着剤１８１、１８２としては、例えば、エポキシ系、シリコン系、ポリイミド系、あるいはウレタン系などの接着剤が用いられる。なお、導電性接着剤１８１、１８２に、シリコン系などの軟質系の接着剤が用いられた場合、圧電振動片１３０に作用する応力及び落下等の衝撃の一部は、導電性接着剤１８１、１８２に吸収させることができる。
【００３９】
第２サポータ１６１、１６２は、それぞれ、凹部１５１ｃ、１５２ｃに入り込んだ状態で、第１サポータ１５１、１５２に支持される。凹部１５１ｃ、１５２ｃと第２サポータ１６１、１６２との間には、導電性接着剤１９１、１９２が塗布される。導電性接着剤１９１、１９２により、第１サポータ１５１、１５２と第２サポータ１６１、１６２とが接合され、かつ両者間が電気的に接続される。導電性接着剤１９１、１９２としては、導電性接着剤１８１、１８２と同一の導電性接着剤が用いられるが、異なる接着剤が用いられてもよい。また、接合は、導電性接着剤が用いられることに代えて抵抗溶接などにより行われてもよい。
【００４０】
また、凹部１５１ｃ等は、第１サポータ１５１、１５２の＋Ｘ側の端面に形成されることに限定されず、例えば、第１サポータ１５１、１５２の＋Ｙ側または−Ｙ側の側面に設けられてもよい。この場合、第２サポータは凹部１５１ｃ、１５２ｃに対してＹ方向から入り込む。
【００４１】
リード１４１、１４２や、第１サポータ１５１、１５２、第２サポータ１６１、１６２は、それぞれ互いに同一の形状となっており、また、それぞれ圧電振動片１３０の中心を含むＸＹ平面に対して対称に配置されている。なお、リード１４１、１４２や、第１サポータ１５１、１５２、第２サポータ１６１、１６２は、それぞれ互いに異なる形状であってもよい。
【００４２】
このように、圧電デバイス１００によれば、第２サポータ１６１、１６２は、第１サポータ１５１、１５２に対して、剛性が低く形成されることにより、圧電デバイス１００が衝撃を受けた場合、剛性が低い第２サポータ１６１、１６２が変形することにより圧電振動片１３０に振動が伝達されるのを抑制し、圧電振動片１３０の破損や周波数特性の変動等を防止して、耐衝撃性を向上させることができる。
【００４３】
また、第２サポータ１６１、１６２は、圧電振動片１３０の側面から延びるように形成されるので、圧電振動片１３０の保持と振動の伝達抑制とを確実に行うことができる。また、第２サポータ１６１、１６２は、凹部１５１ｃ、１５２ｃに入り込んだ状態で支持されるので、第１サポータ１５１等との接続を強固にすることができる。また、第２サポータ１６１、１６２は、圧電振動片１３０の中央部分から放射方向に延びるように配置されるので、圧電振動片１３０をバランス良く保持することができる。
【００４４】
また、第２サポータ１６１、１６２は、第１サポータ１５１等が延びる方向と直交するので、凹部１５１ｃ、１５２ｃに対して確実に入り込み、第１サポータ１５１等との接続を確実にすることができる。また、圧電デバイス１００は、カバー１２０を備えることにより、圧電振動片１３０の破損を防止でき、圧電振動片１３０を含んだ空間を気密封止して圧電振動片１３０の振動特性を安定させることができる。
【００４５】
なお、圧電デバイス１００において、第１サポータ１５１、１５２は設けられなくてもよい。第１サポータ１５１、１５２が設けられない場合、凹部１５１ｃ、１５２ｃは、リード１４１、１４２の先端部１４１ａ、１４２ａに形成されてもよい。以下の変形例及び他の実施形態についても同様である。
【００４６】
（圧電デバイス１００の製造方法）
次に、圧電デバイス１００の製造方法の一例について図面を参照して説明する。
図２に示すように、先ず、ベース１１０が形成される（ステップＳ０１）。ベース１１０は、例えば導電性金属材料を用いて、鋳造や板状部材の機械的加工などにより形成される。次に、リード１４１、１４２をベース１１０の貫通孔１１４、１１５に貫通させて配置する（ステップＳ０２）。リード１４１、１４２は、例えば金属製の棒状部材または線材が所定の長さに切断されて用意される。貫通孔１１４、１１５にリード１４１、１４２が配置された状態で封止材１７１が充填される。これにより、貫通孔１１４、１１５はハーメチック封止されるとともに、リード１４１、１４２はベース１１０に固定される。
【００４７】
続いて、第１サポータ１５１、１５２に凹部１５１ｃ、１５２ｃが形成される（ステップＳ０３）。第１サポータ１５１、１５２は、例えば棒状の金属部材が所定の長さに切断されて形成され、その先端部１５１ａ、１５２ａに凹部１５１ｃ、１５２ｃが形成される。凹部１５１ｃ、１５２ｃの形成は、例えばエンドミルを用いた機械的加工や、エッチングなどにより行われる。続いて、第１サポータ１５１、１５２をリード１４１、１４２に接合する（ステップＳ０４）。第１サポータ１５１、１５２の接続部１５１ａ、１５２ａと、リード１４１、１４２の先端部１４１ａ、１４２ａとが、抵抗溶接や導電性接着剤等により接合される。
【００４８】
また、上記したステップＳ０１〜Ｓ０４の工程と並行して、圧電振動片１３０が形成される（ステップＳ１１）。圧電振動片１３０は、例えば、水晶結晶体からＳＣカットにより水晶ブランクが形成され、所定の振動数で振動するように中央部の厚さが調整される。また、＋Ｚ側及び−Ｚ側の端部には、それぞれ切り欠き部１３０ａ、１３０ｂが形成される。また、圧電振動片１３０の両面には、それぞれ励振電極１３３ａ、１３３ｂ及び引出電極１３４ａ、１３４ｂが、例えば、メタルマスクを介したスパッタ蒸着あるいは真空蒸着により所定の金属膜を成膜して形成される。なお、金属膜の成膜は、フォトリソグラフィー及びエッチング、スクリーン印刷等の印刷手法、メッキなどの手法が使用されてもよい。以上の工程により、圧電振動片１３０が形成される。
【００４９】
続いて、第２サポータ１６１、１６２が形成される（ステップＳ１２）。第２サポータ１６１、１６２は、例えば鋳造や、線材のプレス加工等により形成される。次に、圧電振動片１３０に第２サポータ１６１、１６２が接着される。切り欠き部１３０ａ、１３０ｂの表面と第２サポータ１６１、１６２の端面との間に導電性接着剤１８１、１８２が塗布され、第２サポータ１６１等が圧電振動片１３０に取り付けられる。
【００５０】
また、上記したステップＳ０１〜Ｓ０４、Ｓ１１、１２の工程と並行して、カバー１２０を形成する（ステップＳ２１）。カバー１２０は、ベース１１０と同様に、鋳造やプレス等の機械的加工などにより形成される。
【００５１】
続いて、第２サポータ１６１、１６２を凹部１５１ｃ、１５２ｃに載置する（ステップＳ０５）。図３は、第２サポータ１６１、１６２を凹部１５１ｃ、１５２ｃに載置した状態を示し、図３（ａ）はＹ方向、図３（ｂ）はＺ方向から見た図である。図３に示すように、第２サポータ１６１、１６２が凹部１５１ｃ、１５２ｃに載置される。なお、凹部１５１ｃ、１５２ｃのＹ方向の長さは、第２サポータ１６１、１６２の外径（Ｙ方向の長さ）より大きく設定されている。これにより、第２サポータ１６１等を容易に凹部１５１ｃ等に入れることができる。このステップＳ０５においては、第２サポータ１６１、１６２から圧電振動片１３０を挟み込むような力は作用していない。
【００５２】
続いて、第２サポータ１６１、１６２と凹部１５１ｃ、１５２ｃとが接着される（ステップＳ０６）。凹部１５１ｃ、１５２ｃと第２サポータ１６１、１６２との間に導電接着剤１９１、１９２が塗布され、第２サポータ１６１、１６２は、第１サポータ１５１、１５２に保持されるとともに、電気的に接続される。
【００５３】
続いて、カバー１２０が接合される（ステップＳ０７）。例えば真空雰囲気下において、ベース１１０の胴部１１２がカバー１２０の胴部１２２に嵌め込まれ、ベース１１０の接合面１１３ａと、カバー１２０の接合面１２３ｂとが抵抗溶接される。これにより、ベース１１０とカバー１２０とが接合されて、真空雰囲気の収容空間１７０が形成される。なお、抵抗溶接に代えて、レーザ等による接合や、各種接合材が用いられてもよい。また、収容空間１７０は、真空雰囲気に代えて、窒素ガスなど圧電振動片１３０に対して不活性ガスの雰囲気に設定されてもよい。以上の工程により、圧電デバイス１００が完成する。
【００５４】
なお、圧電デバイス１００の製造方法は、上記した方法に限定されない。例えば、ステップＳ０３の工程（第１サポータ１５１等に凹部１５１ｃ等を形成）は、ステップＳ０４（第１サポータ１５１等をリード１４１等に接合）の後であってもよい。
【００５５】
このように、圧電デバイス１００の製造方法によれば、圧電振動片１３０から延びる第２サポータ１６１を第１サポータ１５１等に載置した後に両者を接着するので、圧電振動片１３０に対して挟み込む力が作用せず、圧電振動片１３０に応力を生じさせない。また、第２サポータ１６１を第１サポータ１５１等に載置することにより、圧電振動片１３０を容易に配置でき、生産性を向上できる。また、第１サポータ１５１等に凹部１５１ｃ等が形成されることにより、第２サポータ１６１等が凹部１５１ｃ等に入り込むことで、第２サポータ１６１、１６２を容易かつ確実に第サポータ１５１等に載置させることができる。
【００５６】
（変形例）
圧電デバイス１００の変形例について、図４を用いて説明する。
図４（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ第１〜第３変形例に係る圧電デバイス１００ａ〜１００ｃの要部を示す平面図である。第１〜第３変形例に係る圧電デバイスは、上記した圧電デバイス１００とは第１サポータ１５３等の形状のみが異なっている。よって、第１サポータ１５３等の形状以外の構成については説明を省略する。
【００５７】
図４（ａ）に示すように、第１変形例に係る第１サポータ１５３、１５４は、ＹＺ平面に沿った断面は円形状に形成されており、Ｙ方向及びＺ方向のいずれの方向においても剛性を備える形状となっている。従って、第１サポータ１５３、１５４の剛性を容易に確保することができる。
【００５８】
図４（ｂ）に示すように、第２変形例に係る第１サポータ１５５、１５６は、ＹＺ平面に沿った断面はＹ方向を長手方向としかつＺ方向を短手方向とする長方形に形成された板状となっている。よって、第１サポータ１５５、１５６は、よりコンパクトかつ軽量であってかつＹ方向に対して剛性を備える形状となっている。従って、Ｚ方向に衝撃を受けた場合この第１サポータ１５５も撓んで衝撃を吸収するため、第２サポータ１６１と併せて圧電振動片１３０に伝達する振動を一層抑制できる。
【００５９】
図４（ｃ）に示すように、第３変形例に係る第１サポータ１５７、１５８は、第１サポータ１５７、１５８のＹＺ平面に沿った断面はコの字状に形成されている。よって、第１サポータ１５７、１５８は、Ｙ方向及びＺ方向に対して剛性を備えかつ軽量な構成となっている。従って、軽量化を図りつつ第１サポータ１５７、１５８の剛性を容易に確保できる。また、断面がコの字状であるのでリード１４１等を覆うように溶接部分を確保でき、両者間の接合強度を向上できる。なお、第１サポータ１５７、１５８のＹＺ断面は、コの字形状に限定されず、例えばＬ字状やＨ字状であってもよい。
【００６０】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る圧電デバイス２００の一例について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図５に示すように、圧電デバイス２００は、第１サポータ２５１、２５２及び第２サポータ２６１、２６２が使用される。なお、図５では、要部のみを示しており、圧電デバイス２００の他の構成については、第１実施形態に示す圧電デバイス１００と同一の構成が適用される。なお、この圧電デバイス２００は圧電振動子である。
【００６１】
第１サポータ２５１、２５２は、凹部２５１ｃ、２５２ｃを有している。凹部２５１ｃ、２５２ｃは、それぞれＹ方向に沿って形成され、後述する第２サポータ２５１、２６１が入り込むように形成されている。
【００６２】
第２サポータ２６１、２６２は、それぞれ圧電振動片１３０の＋Ｚ側及び−Ｚ側の端面に導電性接着剤１８１、１８２を介して接合されている。第２サポータ２６１は、圧電振動片１３０の＋Ｚ側の端部から＋Ｚ方向に延び、屈曲部２６１ｂにおいて直角方向に折り曲げられ、−Ｙ方向に延びるように形成されている。また、第２サポータ２６２は、圧電振動片１３０の−Ｚ側の端部から−Ｚ方向に延び、屈曲部２６２ｂにおいて直角方向に折り曲げられ、＋Ｙ方向に延びるように形成されている。なお、屈曲部２６１ｂ、２６２ｂは、直角以外の形状に形成されてもよい。
【００６３】
第２サポータ２６１、２６２は、それぞれ、凹部２５１ｃ、２５２ｃに入り込んだ状態で、第１サポータ２５１、２５２に支持される。第２サポータ２６１、２６２は、第１サポータ２５１、２５２に対して剛性が小さく形成される。
【００６４】
この圧電デバイス２００によれば、剛性が低い第２サポータ２６１、２６２が用いられるため、上記した圧電デバイス１００と同様の効果を有する。また、圧電デバイス２００に対してＺ方向あるいはＹ方向に衝撃が加わった場合、屈曲部２６１ｂ、２６２ｂの変形が加わるので、圧電振動片１３０に振動が伝達されるのをより一層抑制することができる。なお、圧電デバイス２００の製造方法については、上記した圧電デバイス１００の製造方法とほぼ同様である。
【００６５】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る圧電デバイス３００の一例について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図６に示すように、圧電デバイス３００は、圧電振動片３３０、第１サポータ３５１、３５２、第２サポータ３６１、３６２が使用される。なお、この圧電デバイス３００は圧電振動子である。
【００６６】
圧電振動片３３０は、切り欠き部３３０ａ、３３０ｂが形成される。この切り欠き部３３０ａ、３３０ｂは、例えば、圧電振動片１３０の中心から＋Ｘ方向に９０度開いた放射方向にそれぞれ形成される。ただし両者間の角度は９０度以外であってもよい。切り欠き部３３０ａ、３３０ｂは、それぞれ導電性接着剤３８１、３８２を介して第２サポータ３６１、３６２が取り付けられる。なお、圧電振動片１３０の引出電極３３４ａ、３３４ｂは、切り欠き部３３０ａ、３３０ｂに向けてそれぞれ引き出されている。
【００６７】
第１サポータ３５１、３５２は、接続部３５１ａ、３５２ａがリード１４１、１４２の先端部１４１ａ、１４２ａに接合されている。第１サポータ３５１、３５２は、上記した第１サポータ１５１、１５２とほぼ同様の構成であるが、第１サポータ１５１等に比べてＸ方向の長さが長く形成される。
【００６８】
第２サポータ３６１は、圧電振動片３３０の中央部分から放射方向に沿って、圧電振動片３３０の側面から＋Ｘかつ＋Ｚ方向に延び、屈曲部３６１ｂにおいて＋Ｚ方向に折り曲げられ、＋Ｚ方向に延びるように形成されている。また、第２サポータ３６２は、圧電振動片３３０の中央部分から放射方向に沿って、圧電振動片３３０の側面から＋Ｘかつ−Ｚ方向に延び、圧電振動片３３０の屈曲部３６１ｂ、３６２ｂにおいて−Ｚ方向に折り曲げられて、−Ｚ方向に延びるように形成されている。第２サポータ３６１、３６２は、第１サポータ３５１、３５２に対して剛性が小さく形成されている。
【００６９】
第２サポータ３６１、３６２は、それぞれ第１サポータ３５１、３５２の＋Ｘ側の先端部に形成された不図示の凹部に入り込んだ状態で、第１サポータ３５１、３５２に載置され、導電性接着剤３９１、３９２により接合される。なお、上記した導電性接着剤３８１、３８２や、導電性接着剤３９１、３９２は、第１実施形態の導電性接着剤１８１、１８２や導電性接着剤１９１、１９２と同様の接着剤が用いられる。
【００７０】
この圧電デバイス３００によれば、剛性が低い第２サポータ３６１、３６２が用いられるため、上記した圧電デバイス１００と同様の効果を有する。また、第１サポータ３５１、３５２に第２サポータ３６１、３６２を載置した際、圧電振動片３３０をぶら下げた状態とするので、圧電振動片１３０がＺ方向を軸として回転するのを抑制できる。
【００７１】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態に係る圧電デバイス４００の一例について説明する。図７に示すように、圧電デバイス４００は、ベース４１０と、不図示のカバーと、圧電振動片４３０と、２本のリード４４１、４４２と、４つの第１サポータ４５１〜４５４と、４つの第２サポータ４６１〜４６４とが使用される。この圧電デバイス４００は圧電振動子である。なお、図７では、ベース４１０は簡略化して示しており、不図示のカバーとの接合部として鍔部等が設けられてもよい。
【００７２】
ベース４１０は、図７に示すように、厚さ方向（Ｙ方向）に貫通する２つの貫通孔４１４、４１５が設けられている。貫通孔４１４、４１５には、リード４４１、４４２が挿通された後、不図示の封止材が充填されハーメチック封止される。このハーメチック封止により、リード４４１、４４２は、ベース４１０に固定される。封止材としては、例えば上記した封止材１７１と同様のものが使用される。
【００７３】
圧電振動片４３０は、円板状に形成され、Ｘ側及びＺ側の両側面に、それぞれＹＺ平面及びＸＹ平面に沿って切り欠いた切り欠き部４３０ａ〜４３０ｄが設けられる。切り欠き部４３０ａ〜４３０ｄは、圧電振動片４３０の中心に対する放射方向に９０度間隔で形成される。ただし、９０度間隔に限定されず、また等間隔であることに限定されない。切り欠き部４３０ａ〜４３０ｄのそれぞれには、不図示の導電性接着剤を介して第２サポータ４６１〜４６４が取り付けられる。この圧電振動片４３０は、第２サポータ４６１〜４６４に支持されることにより、ＸＺ平面と平行となるように、ベース４１０に対して対向した状態で配置される。ただし、圧電振動片４３０は、ＸＺ平面に対して傾けて配置されてもよい。
【００７４】
圧電振動片４３０は、＋Ｙ側の面に励振電極４３３ａ及び励振電極４３３ａから＋Ｚ方向に引き出された引出電極４３４ａが形成される。また、−Ｙ側の面には、励振電極４３３ｂ及び励振電極４３３ｂから−Ｚ方向に引き出された引出電極４３４ｂが形成される。これら引出電極４３４ａ、４３４ｂは、圧電振動片４３０の側面まで引き出される。また、これら引出電極４３４ａ、４３４ｂは、不図示の導電性接着剤を介して第２サポータ４６１、４６２に接続される。導電性接着剤としては、例えば上記した導電性接着剤１８１、１８２が用いられる。
【００７５】
第１サポータ４５１、４５２は、リード４４１、４４２の先端部（インナーリード）４４１ａ、４４１ｂにそれぞれ抵抗溶接、導電性接着剤等により接合される。これにより、リード４４１、４４２と第１サポータ４５１、４５２とはそれぞれ電気的に接続される。  一方、第１サポータ４５３、４５４は、例えば溶接、接着剤等によりベース４１０の＋Ｙ側表面に接合される。これら第１サポータ４５１〜４５４は、＋Ｙ方向に沿って延びるように形成されている。なお、第１サポータ４５３、４５４は、第１サポータ４５１、４５２とほぼ同様の構成を有するが、異なってもよい。また、第１サポータ４５３、４５４は、非導電性の材料で形成されてもよい。第１サポータ４５１〜４５４の＋Ｙ側の先端部分には、凹部４５１ｃ〜４５４ｃが形成されている。ただし、凹部４５１ｃ〜４５４ｃは、形成されなくてもよい。
【００７６】
第２サポータ４６１〜４６４は、上記した第２サポータ１６１等と同様の構成となっている。また、第２サポータ４６１〜４６４は、第１サポータ４５１〜４５４に対して剛性が低く形成される。第２サポータ４６１〜４６４は、圧電振動片４３０の中央部分から放射方向に延びるように形成される。第２サポータ４６１、４６２は、Ｚ方向に沿って形成され、第２サポータ４６３、４６４は、Ｘ方向に沿って形成される。なお、第２サポータ４６３、４６４は、第２サポータ４６１、４６２とほぼ同様の構成を有するが、異なってもよい。また、第２サポータ４６３、４６４は、非導電性の材料で形成されてもよい。
【００７７】
第２サポータ４６１〜４６４は、それぞれ凹部４５１ｃ〜４５４ｃに入り込んだ状態で、第１サポータ４５１〜４５４に支持される。凹部４５１ｃ〜４５４ｃと第２サポータ４６１〜４６４との間には、不図示の導電性接着剤が塗布される。導電性接着剤により、第１サポータ４５１〜４５４と第２サポータ４６１〜４６４とが接合され、第１サポータ４５１、４５２と第２サポータ４６１、４６２との間が電気的に接続される。導電性接着剤としては、例えば導電性接着剤１９１、１９２と同一の導電性接着剤が用いられる。なお、凹部４５３ｃ、４５４ｃと第２サポータ４６３、４６４との間には、非導電性接着剤が用いられてもよい。
【００７８】
この圧電デバイス４００によれば、剛性が低い第２サポータ４６１等が用いられるので、上記した圧電デバイス１００等と同様の効果を有する。また、圧電デバイス４００は４つの第１サポータ４５１等を有するため、上記した圧電デバイス１００等に比べて、圧電振動片４３０の支持をより安定させることができる。また、圧電振動片４３０がベース４１０と平行に配置されるため、圧電デバイス４００を低背化させることができる。なお、圧電デバイス４００の製造方法は、第１サポータ４５１〜４５４に第２サポータ４６１〜４６４に載置される点を含めて、上記した圧電デバイス１００の製造方法とほぼ同様である。
【００７９】
また、第１サポータ４５１、４５２と４５３、４５４とで形状や材質を異ならせてもよい。また、第２サポータ４６１、４６２と４６３、４６４とで形状や材質を異ならせてもよい。また、第１サポータ４５３、４５４及び第２サポータ４６３、４６４のいずれか一方または双方は形成されなくてもよい。また、第１サポータ４５１等や第２サポータ４６１等が、合計で５本以上形成されてもよい。
【００８０】
以上、実施形態及び変形例について説明したが、本発明は、上述した説明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が可能である。例えば、上記した変形例及び各実施形態を組み合わせてもよい。例えば、第１実施形態と第２実施形態を組み合わせたものでもよい。
【００８１】
また、上記した第１〜第３実施形態及び変形例では、圧電振動片１３０等がそれぞれ２本の第１サポータ１５１等、第２サポータ１６１等により保持されているが、３本以上で支持されてもよい。この場合、電気的な接続が不要な第１サポータ及び第２サポータは、非導電性材料で形成されてもよい。
【００８２】
また、上記した各実施形態は、圧電デバイス１００等として圧電振動子を示しているが、これに限定されず、例えば発振器であってもよい。発振器の場合、例えば、ベース１１０の平面部１１１の＋Ｘ側または−Ｘ側、あるいはベース４１０の＋Ｙ側または−Ｙ側にＩＣが搭載され、リード１４１等と電気的に接続されてもよい。また、ＩＣは、例えばカバー１２０に搭載されてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１００、２００、３００、４００…圧電デバイス
１１０、４１０…ベース
１２０…カバー
１３０、３３０、４３０…圧電振動片     
１４１、１４２、４４１、４４２…リード
１４１ａ、１４２ａ、４４１ａ、４４２ａ…先端部
１５１、１５２、２５１、２５２、３５１、３５２、４５１、４５２、４５３、４５４…第１サポータ
１５１ｂ、１５２ｂ、４５１ｂ、４５２ｂ…先端部
１５１ｃ、１５２ｃ、２５１ｃ、２５２ｃ、３５１ｃ、３５２ｃ、４５１ｃ、４５２ｃ４５３ｃ、４５４ｃ…凹部
１６１、１６２、２６１、２６２、３６１、３６２、４６１、４６２、４６３、４６４…第２サポータ
【図１】
2015109492.tif 000003
【図２】
2015109492.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2015109492.tif 000007
【図６】
2015109492.tif 000008
【図７】
2015109492.tif 000009