(57)【要約】      （修正有）【課題】高圧下に置いた場合であっても蓋体の凹みを防止でき、また、蓋体の側面をハンダ等の接合材で基板に接合する際に接合材の広がりのバラツキを低減できる圧電振動子、及び、当該圧電振動子を有する圧電発振器を提供する。【解決手段】圧電振動子１００は、圧電振動素子１４０と、圧電振動素子が搭載された圧電振動素子搭載基板１３０と、圧電振動素子搭載基板１３０に接合して圧電振動素子を密閉封入し、側面に窪み部１２１を有する蓋体１１０と、を備え、窪み部１２１の内側面は斜面１２２である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動素子と、
前記圧電振動素子が搭載された圧電振動素子搭載基板と、
前記圧電振動素子搭載基板に接合して前記圧電振動素子を密閉封入し、側面に窪み部を有する蓋体と、を備え、
前記窪み部の内側面は斜面であることを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
前記斜面は平面であり、前記窪み部の周方向に隣接する前記斜面の一方は他方に対して傾いている請求項１に記載の圧電振動子。
【請求項３】
前記窪み部の底部は、前記窪み部の開口面に平行な面となった請求項１又は請求項２に記載の圧電振動子。
【請求項４】
前記蓋体の前記側面であって、前記窪み部に隣接する領域は平面である請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の圧電振動子。
【請求項５】
前記窪み部を複数有する請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の圧電振動子。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の圧電振動子と、
前記圧電振動子が接合材で接合された電子部品搭載基板と、を備え、
前記接合材は、少なくとも、電子部品搭載基板に対向する前記窪み部の前記斜面であって前記窪み部の開口端に隣接する領域に配置されたことを特徴とする圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電振動子及び圧電発振器に関する。特に、蓋体の凹みを防止でき、蓋体の側面をハンダ等の接合材で基板に接合する際に接合材の広がりのバラツキを低減できる圧電振動子、及び当該圧電振動子を有する圧電発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やパーソナルコンピュータなどの様々な電子機器には、主に周波数の選択や制御のために圧電振動素子を有する圧電デバイスが広く使われている。圧電デバイスは機能によって圧電振動子及び圧電発振器等に分類できる。そして、圧電振動素子に水晶を用いた水晶振動子や水晶発振器等が広く知られており一般的に使われている。
【０００３】
ここで水晶振動子として、特許文献１では次のようなものが開示されている。まず、平板状の基板がある。当該基板の一方の主面に金属の蓋体が接合され、基板と蓋体との間に形成される密閉空間に水晶振動素子が収容される。そして、蓋体の側面であって、基板とは反対側の端部にはハンダメッキが施されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２７９７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、水晶振動子の気密性を確認する目的等の理由によって水晶振動子を高圧下に置くことがある。このときに蓋体に応力がかかって蓋体の一部が凹んで、水晶振動子の振動特性が変化する等の問題が生じるおそれがある。また、蓋体の側面をハンダで実装基板に接合する際にハンダが蓋体の側面に広がる。しかし、このハンダの広がり方は製品ごとにバラツキがあり、接合強度の不足等の問題が生じるおそれがある。
【０００６】
このような事情に鑑みて、本発明は高圧下に置いた場合であっても蓋体の凹みを防止でき、また、蓋体の側面をハンダ等の接合材で基板に接合する際に接合材の広がりのバラツキを低減できる圧電振動子、及び、当該圧電振動子を有する圧電発振器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１観点の圧電振動子は、
圧電振動素子と、
前記圧電振動素子が搭載された圧電振動素子搭載基板と、
前記基板に接合して前記圧電振動素子を密閉封入し、側面に窪み部を有する蓋体と、を備え、
前記窪み部の内側面は斜面であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２観点の圧電振動子は、第１観点の圧電振動子において、
前記斜面は平面であり、前記窪み部の周方向に隣接する前記斜面の一方は他方に対して傾いている。
【０００９】
本発明の第３観点の圧電振動子は、第１観点又は第２観点の圧電振動子において、
前記窪み部の底部は、前記窪み部の開口面に平行な面である。
【００１０】
本発明の第４観点の圧電振動子は、第１観点ないし第３観点のいずれか１つの圧電振動子において、
前記蓋体の前記側面であって、前記窪み部に隣接する領域は平面である。
【００１１】
本発明の第５観点の圧電振動子は、第１観点ないし第４観点のいずれか１つの圧電振動子において、
前記窪み部を複数有する。
【００１２】
本発明の第１観点の圧電発振器は、
第１観点ないし第５観点のいずれか１つの圧電振動子と、
前記圧電振動子が接合材で接合された電子部品搭載基板と、を備え、
前記接合材は、少なくとも、電子部品搭載基板に対向する前記窪み部の前記斜面であって前記窪み部の開口端に隣接する領域に配置される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の圧電振動子によれば、高圧下に置いた場合であっても蓋体の凹みを防止でき、また、蓋体の側面をハンダで基板に接合する際にハンダの広がりのバラツキを低減できる。また、本発明の圧電発振器によれば、圧電振動子の接合強度を確保でき、電子部品搭載基板から接合材を経由して圧電振動子に伝わる熱の製品ごとのバラツキを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は圧電振動子１００の斜視図である。（ｂ）は圧電振動子１００の断面図である。
【図２】（ａ）はＸ方向から見た圧電振動子１００の側面図である。（ｂ）はＹ方向から見た圧電振動子１００の側面図である。
【図３】（ａ）はＸ方向から見た圧電振動子２００の側面図である。（ｂ）はＹ方向から見た圧電振動子２００の側面図である。
【図４】（ａ）はＸ方向から見た圧電振動子３００の側面図である。（ｂ）はＹ方向から見た圧電振動子３００の側面図である。
【図５】（ａ）はＸ方向から見た圧電振動子４００の側面図である。（ｂ）はＹ方向から見た圧電振動子４００の側面図である。
【図６】圧電発振器５００の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔第１実施形態〕
＜圧電振動子１００の構成＞
本発明の第１実施形態である圧電振動子１００について、図１及び図２を参照して説明する。図１（ａ）は圧電振動子１００の斜視図である。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２（ａ）はＸ方向から見た圧電振動子１００の側面図である。図２（ｂ）はＹ方向から見た圧電振動子１００の側面図である。
【００１６】
圧電振動子１００は、図１（ａ）、（ｂ）に示される通り、平板である天板１１１で一端が塞がれた筒状の蓋体１１０と、蓋体１１０の開口端部に接合された圧電振動素子搭載基板１３０とを有する。ここで、天板１１１の主面に垂直な方向をＺ方向とする。天板１１１から見て圧電振動素子搭載基板１３０とは反対方向を＋Ｚ方向とする。Ｚ方向に垂直な方向の一つをＸ方向とし、Ｘ方向及びＺ方向に垂直な方向をＹ方向とする。
【００１７】
蓋体１１０を構成する天板１１１は、図１（ａ）に示される通り、Ｚ方向から見たとき、Ｙ方向に伸びる直線状の辺である長辺が一対ある。当該一対の長辺は互いに平行である。また、当該一対の長辺の＋Ｙ側の端部を繋ぐ短辺と、当該一対の長辺の−Ｙ側の端部を繋ぐ短辺とがある。この２つの短辺は２つの短辺が互いに離れるように膨らんだ弧状の曲線である。
【００１８】
天板１１１の一対の長辺のそれぞれからは−Ｚ方向に第１の側面板１２０が伸びる。また、天板１１１の一対の短辺のそれぞれからは−Ｚ方向に第２の側面板１１２が伸びる。そして、隣接する第１の側面板１２０と第２の側面板１１２とは隙間なくつながっており、蓋体１１０の側面を構成する。第１の側面板１２０及び第２の側面板１１２の−Ｚ側の端部からは、Ｚ方向から見たときに蓋体１１０の外側に伸びるフランジ部１１３が設けられる。なお、Ｘ方向から見たとき第１の側面板１２０は四角形である。
【００１９】
このように、蓋体１１０は、天板１１１、第１の側面板１２０、第２の側面板１１２及びフランジ部１１３からなり、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属で一体的に形成される。なお、第１の側面板１２０の形状の詳細は後述する。
【００２０】
蓋体１１０のフランジ部１１３の−Ｚ側の面には圧電振動素子搭載基板１３０が接合される。圧電振動素子搭載基板１３０は、図１（ｂ）に示される通り、Ｚ方向に垂直な面を主面に持つ平板状の形状である。Ｚ方向から見て圧電振動素子搭載基板１３０の外周端部は、圧電振動素子搭載基板１３０の中央部の主面に対して−Ｚ側に下りる段差となっており、フランジ部１３１が形成される。蓋体１１０と圧電振動素子搭載基板１３０との接合は、蓋体１１０のフランジ部１１３の−Ｚ側の面と圧電振動素子搭載基板１３０のフランジ部１３１の＋Ｚ側の面との冷間圧接又は抵抗溶接等によってなされている。
【００２１】
圧電振動素子搭載基板１３０の−Ｚ側には、圧電振動素子搭載基板１３０の外周端部の段差で囲まれた領域である凹部１３２がある。また、圧電振動素子搭載基板１３０には２つの貫通孔１３３が設けられており、それぞれの貫通孔１３３には、Ｚ方向に伸びるリード線１５０が通されている。リード線１５０は、凹部１３２の例えば一部及び貫通孔１３３を充填する接合材１６０で、圧電振動素子搭載基板１３０に接合される。圧電振動素子搭載基板１３０はコバール等で形成される。また、接合材１６０には、２つのリード線１５０が短絡しないようにガラス等の絶縁性の材料が用いられる。
【００２２】
リード線１５０の＋Ｚ側の端部には金属のサポータ１５１が溶接等で接合される。図１（ａ）に示される通り、２つのサポータ１５１間の距離は、−Ｚ側に比べて＋Ｚ側が大きくなっており、サポータ１５１の＋Ｚ側の端部に圧電振動素子１４０が挟み込まれて固定される。圧電振動素子１４０はこのように圧電振動素子搭載基板１３０に搭載される。
【００２３】
圧電振動素子１４０は、図１（ｂ）に示されるとおり、圧電振動片１４１、励振電極１４２及び引出電極１４３からなる。圧電振動片１４１は、平面視が円形となった円板状であり水晶で形成される。圧電振動片１４１の両主面である＋Ｘ側の面及び−Ｘ側の面には、中央部分に互いに対向する一対の励振電極１４２が設けられる。そして、＋Ｘ側の励振電極１４２の−Ｙ側の端部からは、圧電振動片１４１の−Ｙ側の端部まで引出電極１４３が伸びる。また、−Ｘ側の励振電極１４２の＋Ｙ側の端部からは、圧電振動片１４１の＋Ｙ側の端部まで引出電極１４３が伸びる。
【００２４】
圧電振動素子１４０は＋Ｙ側の端部及び−Ｙ側の端部は、導電性接着剤１５２によってサポータ１５１に固定される。圧電振動片１４１の２つの引出電極１４３は導電性接着剤１５２に接している。したがって、励振電極１４２は、引出電極１４３、導電性接着剤１５２及びサポータ１５１を経由してリード線１５０に導通する。そして、圧電振動素子１４０は、蓋体１１０及び圧電振動素子搭載基板１３０で囲まれた領域に密閉封入される。圧電振動子１００は以上のように構成される。
【００２５】
次に蓋体１１０の第１の側面板１２０の形状の詳細を、図２を参照して説明する。図２（ａ）はＸ方向から見た圧電振動子１００の側面図である。図２（ｂ）はＹ方向から見た圧電振動子１００の側面図である。
【００２６】
図２（ｂ）に示される通り、蓋体１１０の＋Ｘ側及び−Ｘ側の第１の側面板１２０には、それぞれ１つの窪み部１２１が設けられている。窪み部１２１は、第１の側面板１２０の外周端を含む平面から、蓋体１１０の内側方向、すなわち、圧電振動素子１４０のある方向に凹むように形成される。
【００２７】
また、Ｘ方向から見て窪み部１２１の中心部分には４角形状の底面１２３が設けられる。底面１２３は、窪み部１２１の開口面に平行な面である。なお、開口面とは、Ｘ方向から見たときの窪み部１２１の外周端部を含む面をいう。そして、窪み部１２１の外周端部と底面１２３とつなぐ窪み部１２１の内側面は斜面１２２になっている。斜面１２２は、窪み部１２１の開口面及び底面１２３のそれぞれから所定の角度傾いている。斜面１２２は、底面１２３の４つの辺のそれぞれから伸びているため４つある。すなわち、図２（ａ）にある通り、底面１２３の＋Ｙ側、−Ｙ側、＋Ｚ側及び−Ｚ側のそれぞれの辺から、底面１２３の外方に向かって伸びるように斜面１２２が形成される。また、それぞれの斜面１２２は平面である。
【００２８】
そして、例えば、底面１２３の＋Ｙ側の斜面１２２と、底面１２３の＋Ｚ側の斜面１２２のように、窪み部１２１の周方向に隣接する斜面１２２は、一方の斜面１２２が他方の斜面１２２に対して、境界線１２５を境にして所定の角度傾いている。また、窪み部１２１は、図２（ｂ）に示される通り、蓋体１１０の＋Ｘ側及び−Ｘ側の両方の第１の側面板１２０に、ほぼ同じ形状で設けられる。
【００２９】
＜圧電振動子１００の製造方法＞
次に、圧電振動子１００の製造方法を説明する。まず、圧電振動素子搭載基板１３０を形成する。圧電振動素子搭載基板１３０は、板状の金属に対して機械加工によってフランジ部１３１及び貫通孔１３３を設けることで形成される。なお、機械加工以外にも鋳造等の方法を用いてもよい。
【００３０】
次に、リード線１５０及びサポータ１５１を用意し、リード線１５０の端部に溶接等によってサポータ１５１を接合する。そして、圧電振動素子搭載基板１３０の貫通孔１３３にリード線１５０を挿入し、貫通孔１３３に、例えばガラスの接合材１６０を流し込み、リード線１５０を圧電振動素子搭載基板１３０に固定する。この際に、接合材１６０は凹部１３２の一部にまで流し込み、リード線１５０を強固に固定し、さらに貫通孔１３３の部分からリークを防止する。なお、貫通孔１３３に接合材１６０を流し込んだ後に、貫通孔１３３へリード線１５０を挿入してもよい。
【００３１】
また、圧電振動素子１４０を例えば次のように形成する。すなわち、まず、例えば水晶ウエハを切断及び研磨等の加工をして、円板状の圧電振動片１４１を形成する。次に、励振電極１４２及び引出電極１４３に対応する部分に貫通孔が形成されたマスクを用いて、スパッタ又は真空蒸着などによって、圧電振動片１４１の両主面に励振電極１４２及び引出電極１４３を形成する。このようにして圧電振動素子１４０を形成する。次に、サポータ１５１に導電性接着剤１５２を塗布し、圧電振動素子１４０をサポータ１５１に接合する。このとき、導電性接着剤１５２を引出電極１４３に接触させて、圧電振動素子１４０をサポータ１５１に接合する。
【００３２】
また、金属板を機械加工して、天板１１１、第１の側面板１２０、第２の側面板１１２及びフランジ部１１３を持つ蓋体１１０を形成する。そして、真空雰囲気又は窒素雰囲気などで、蓋体１１０が圧電振動素子搭載基板１３０に接合される。この接合は例えば冷間圧接又は抵抗溶接等によって行われる。そして、この接合によって、蓋体１１０及び圧電振動素子搭載基板１３０で囲まれる空間が気密に封止され、圧電振動素子１４０が当該気密の空間に密閉封入される。
【００３３】
以上のように圧電振動子１００が形成される。その後必要に応じて圧電振動子１００について品質を確認するために品質確認試験が行われ、要求される品質を満たした圧電振動子１００が電子機器等に使用される。この品質確認試験の１つにリーク試験がある。リーク試験は圧電振動子１００の気密を確認するものである。リーク試験にはいくつか種類があるが、ここではヘリウムリーク試験を説明する。
【００３４】
まず、圧電振動子１００が収容されたチャンバーを用意する。当該チャンバーを例えば５ＭＰａのヘリウム雰囲気にして、圧電振動子１００を一定時間加圧する。このとき、圧電振動子１００の気密が確保されていない場合、圧電振動子１００にヘリウムが入ることになる。次にチャンバーのヘリウムを除去する。次に、ヘリウムディテクタを用いて圧電振動子１００に入ったヘリウムを検知する。このとき所定量のヘリウムが検出された場合は、圧電振動子１００にヘリウムが入っており圧電振動子１００の気密が確保されていないと判断される。ヘリウムリーク試験はこのように行われる。
【００３５】
ここで、ヘリウムリーク試験に従来の圧電振動子が用いられた場合、ヘリウムリーク試験の加圧時に、圧電振動子の蓋体が圧力に耐えられずに凹む場合があった。しかし、圧電振動子１００の側面である第１の側面板１２０は、平面になっておらず、窪み部１２１が形成されている。よって、蓋体１１０の耐圧性が向上し、ヘリウムリーク試験の加圧時に蓋体１１０が凹むおそれが低減する。したがって、蓋体１１０が凹むことで発生する振動特性の変化等の不良の発生を回避できる。なお、ヘリウムリーク試験以外の状況で圧電振動子１００が加圧された場合であっても、同様に蓋体１１０が凹むことで発生する振動特性の変化等の不良の発生を回避できる。
【００３６】
また、斜面１２２は平面であり、窪み部１２１の周方向に隣接する斜面１２２の一方は他方に対して、境界線１２５を境にして所定の角度傾いている。よって、窪み部２２１の境界線１２５付近の領域は、境界線１２５の伸びる方向に垂直な断面で見ると角が出来ている。したがって、蓋体１１０の耐圧性が向上し、圧電振動子１００が加圧されても蓋体１１０が凹むおそれが低減する。
【００３７】
また、窪み部１２１の底部は底面１２３になっている。したがって、窪み部１２１が必要以上に深くなって蓋体１１０が圧電振動素子１４０と接触する、という問題を回避し、圧電振動素子１４０に必要な空間を確保できる。
【００３８】
また、後述する通り、圧電振動子１００を基板に搭載する際に、圧電振動子１００が次のように当該基板に接合されることがある。すなわち、圧電振動子１００のリード線１５０が、当該基板の貫通孔を通されて、当該基板に固定される。リード線１５０は折り曲げられており、圧電振動子１００の第１の側面板１２０の一方が当該基板に対向する位置に来る。そして、第１の側面板１２０と当該基板とがハンダ等で接合される。
【００３９】
この第１の側面板１２０と当該基板との接合の際に、ハンダは斜面１２２に沿って広がる。よって、ハンダは、窪み部１２１の少なくとも外周部を覆うように広がる。したがって、圧電振動子１００と当該基板との接合強度を確保できる。また、ハンダは斜面１２２に沿って広がるため、圧電振動子１００毎のハンダの広がりのバラツキが抑えられ、熱分布等の特性のバラツキが抑えられる。ハンダ以外の、例えば樹脂の接合材を用いた場合も同様の効果を奏する。
【００４０】
〔第１実施形態の変形例〕
＜第１の変形例＞
第１の側面板１２０は上述以外の形状にしてもよい。この例として図３を参照して圧電振動子２００を説明する。図３（ａ）はＸ方向から見た圧電振動子２００の側面図である。図３（ｂ）はＹ方向から見た圧電振動子２００の側面図である。なお、以下の説明では、圧電振動子１００と同じ部分に関しては圧電振動子１００と同じ符号を付してその説明を簡略又は省略する。
【００４１】
図３から分かる通り、圧電振動子２００が圧電振動子１００と異なる点は、蓋体２１０の第１の側面板２２０である。そこで、図３を参照して第１の側面板２２０を説明する。第１の側面板２２０には窪み部２２１が形成される。窪み部２２１は、図２に示された圧電振動子１００の窪み部１２１と同様の構成であり、内側面に設けられた斜面２２２と底面２２３を備える。また、例えば、底面２２３の＋Ｙ側の斜面２２２と、底面２２３の＋Ｚ側の斜面２２２のように、窪み部２２１の周方向に隣接する斜面２２２は、一方の斜面２２２が他方の斜面２２２に対して、境界線２２５を境にして所定の角度傾いている。
【００４２】
第１の側面板２２０には、さらに、窪み部隣接領域２２４が設けられる。窪み部隣接領域２２４は、図３（ａ）及び（ｂ）に示される通り、窪み部２２１に隣接する領域である。Ｘ方向から見たとき、窪み部隣接領域２２４は窪み部２２１の周囲を取り囲む平面である。窪み部２２１及び窪み部隣接領域２２４が形成された第１の側面板２２０は、蓋体２１０の＋Ｘ側及び−Ｘ側に設けられる。
【００４３】
このように、圧電振動子２００は、圧電振動子１００と同様に第１の側面板２２０に窪み部２２１が設けられる。また、窪み部２２１の境界線２２５付近の領域は、境界線２２５の伸びる方向に垂直な断面で見ると角が出来ている。したがって、蓋体１１０に応力がかかった場合でも蓋体１１０が凹むことを回避できる。
【００４４】
また、窪み部２２１の底部は底面２２３になっている。さらに、第１の側面板２２０には窪み部隣接領域２２４が設けられており、Ｘ方向から見たときの窪み部２２１の大きさは、図２（ａ）に示された圧電振動子１００の窪み部１２１の大きさより小さい。したがって、窪み部２２１が必要以上に深くなって蓋体２１０が圧電振動素子１４０と接触する、という問題を回避し、圧電振動素子１４０に必要な空間を確保できる。
【００４５】
また、圧電振動子１００と同様に、圧電振動子２００の第１の側面板２２０を例えばハンダで基板に接合する場合を考える。この接合の際に、ハンダは窪み部２２１の斜面１２２に沿って広がる。さらに、ハンダは窪み部２２１に隣接する窪み部隣接領域２２４に沿って広がる。よって、ハンダが第１の側面板２２０の広い領域に広がる。したがって、圧電振動子２００と当該基板との接合強度を確保できる。また、ハンダは斜面１２２及び窪み部隣接領域２２４に沿って広がるため圧電振動子２００毎のハンダの広がりのバラツキが抑えられ、熱分布等の特性のバラツキが抑えられる。
【００４６】
なお、圧電振動子２００では、窪み部隣接領域２２４は窪み部２２１の周囲を囲んでいる。しかし、窪み部隣接領域２２４は窪み部２２１の一部のみを囲むように形成されてもよい。例えば、図３（ａ）で、窪み部２２１の＋Ｚ側の端部が第１の側面板２２０の＋Ｚ側の端部まで伸びており、窪み部隣接領域２２４は、窪み部２２１の＋Ｚ側に形成されていない構成でもよい。ハンダ以外の、例えば樹脂の接合材を用いた場合も同様の効果を奏する。
【００４７】
＜第２の変形例＞
第１の側面板の他の例として、図４を参照して圧電振動子３００を説明する。図４（ａ）はＸ方向から見た圧電振動子３００の側面図である。図４（ｂ）はＹ方向から見た圧電振動子３００の側面図である。
【００４８】
図４から分かる通り、圧電振動子３００が圧電振動子１００と異なる点は、蓋体３１０の第１の側面板３２０である。そこで、図４を参照して第１の側面板３２０を説明する。第１の側面板３２０には窪み部３２１が形成される。窪み部３２１は、図２に示された圧電振動子１００の窪み部１２１と同様の構成であり、内側面に設けられた斜面３２２と底面３２３を備える。また、例えば、底面３２３の＋Ｙ側の斜面３２２と、底面３２３の＋Ｚ側の斜面３２２のように、窪み部３２１の周方向に隣接する斜面３２２は、一方の斜面３２２が他方の斜面３２２に対して、境界線３２５を境にして所定の角度傾いている。
【００４９】
圧電振動子３００では、圧電振動子１００と異なり、第１の側面板３２０に窪み部３２１が４つ設けられる。具体的には、図４（ａ）に示される通り、第１の側面板３２０の＋Ｚ側に、Ｙ方向に並んだ２つの窪み部３２１が設けられる。また、第１の側面板３２０の−Ｚ側に、Ｙ方向に並んだ２つの窪み部３２１が設けられる。それぞれの窪み部３２１に隣接する領域には、窪み部３２１を取り囲む平面である窪み部隣接領域３２４が設けられる。したがって、近接する窪み部３２１は、互いに窪み部隣接領域３２４を挟んで離間する。そして、Ｘ方向から見たとき、窪み部隣接領域３２４は第１の側面板３２０を網状に広がる。
【００５０】
このように、圧電振動子３００は、圧電振動子１００と同様に第１の側面板３２０に窪み部３２１が設けられる。また、窪み部３２１の境界線３２５付近の領域は、境界線３２５の伸びる方向に垂直な断面で見ると角が出来ている。さらに、第１の側面板３２０には窪み部３２１が複数設けられる。したがって、蓋体３１０に応力がかかった場合でも蓋体３１０が凹むことを回避できる。
【００５１】
また、窪み部３２１の底部は底面３２３になっている。また、第１の側面板３２０には窪み部隣接領域３２４が設けられている。さらに、第１の側面板３２０には窪み部３２１が複数設けられるため、それぞれの窪み部３２１は小さくなる。したがって、窪み部２２１が必要以上に深くなって蓋体２１０が圧電振動素子１４０と接触する、という問題を回避し、圧電振動素子１４０に必要な空間を確保できる。
【００５２】
また、圧電振動子１００と同様に、圧電振動子３００の第１の側面板３２０を例えばハンダで基板に接合する場合を考える。この接合の際に、ハンダは窪み部３２１の斜面１２２に沿って広がる。さらに、ハンダは窪み部３２１に隣接する窪み部隣接領域３２４に沿って広がる。そして、窪み部隣接領域３２４は第１の側面板３２０を網状に広がるように形成される。よって、ハンダが第１の側面板３２０のほぼ全面に広がる。したがって、圧電振動子３００と当該基板との接合強度を確保できる。また、ハンダは斜面３２２及び窪み部隣接領域３２４に沿って広がるため圧電振動子３００毎のハンダの広がりのバラツキが抑えられ、熱分布等の特性のバラツキが抑えられる。ハンダ以外の、例えば樹脂の接合材を用いた場合も同様の効果を奏する。
【００５３】
なお、圧電振動子３００では第１の側面板３２０に窪み部３２１が４つ形成されたが、４つに限定されるものではない。また、近接する２つの窪み部３２１には窪み部隣接領域３２４が設けられなくてもよい。すなわち、近接する２つの窪み部３２１は離間せずに接触してもよい。
【００５４】
＜第３の変形例＞
第１の側面板の他の例として、図５を参照して圧電振動子４００を説明する。図５（ａ）はＸ方向から見た圧電振動子４００の側面図である。図５（ｂ）はＹ方向から見た圧電振動子３００の側面図である。
【００５５】
図５から分かる通り、圧電振動子４００が圧電振動子１００と異なる点は、蓋体４１０の第１の側面板４２０である。そこで、図５を参照して第１の側面板４２０を説明する。第１の側面板４２０には、図２に示された圧電振動子１００の第１の側面板１２０と同様に、窪み部４２１が設けられる。しかし、圧電振動子４００の窪み部４２１は、圧電振動子１００の窪み部１２１と形状が異なる。
【００５６】
窪み部４２１の内側面は４つの斜面４２２で構成される。それぞれの斜面４２２は、第１の側面板４２０の１つの辺から、Ｘ方向から見たときの窪み部４２１の中心となる点であって、窪み部４２１の開口面よりも蓋体４１０の内方の点に向かって伸びる。それぞれの斜面４２２は平面になっており、窪み部４２１の開口面から所定の角度傾いている。そして、例えば、窪み部４２１の＋Ｚ側の斜面４２２と、窪み部４２１の＋Ｙ側の斜面４２２のように、窪み部４２１の周方向に隣接する斜面４２２は、一方の斜面４２２が他方の斜面４２２に対して、境界線４２５を境にして所定の角度傾いている。窪み部４２１は、図５（ｂ）に示される通り、蓋体４１０の＋Ｘ側及び−Ｘ側の両方の第１の側面板４２０に、ほぼ同じ形状で設けられる。
【００５７】
このように、圧電振動子４００は、圧電振動子１００と同様に第１の側面板４２０に窪み部４２１が設けられる。また、窪み部４２１の境界線４２５付近の領域は、境界線４２５の伸びる方向に垂直な断面で見ると角が出来ている。そして、境界線４２５は、Ｘ方向から見たときの窪み部４２１の中心まで伸びる。したがって、圧電振動子４００に応力がかかった場合でも蓋体４１０が凹むことを回避できる。
【００５８】
また、圧電振動子１００と同様に、圧電振動子４００の第１の側面板４２０を例えばハンダで基板に接合する場合を考える。この接合の際に、ハンダは窪み部４２１の斜面１２２に沿って広がる。特にハンダは、断面が角になった境界線４２５を流れやすい。そして、境界線４２５は窪み部４２１の中心まで伸びる。よって、ハンダが第１の側面板４２０のほぼ全面に広がる。したがって、圧電振動子４００と当該基板との接合強度を確保できる。また、ハンダは斜面４２２及び窪み部隣接領域４２４に沿って広がるため圧電振動子４００毎のハンダの広がりのバラツキが抑えられ、熱分布等の特性のバラツキが抑えられる。ハンダ以外の、例えば樹脂の接合材を用いた場合も同様の効果を奏する。
【００５９】
＜その他の変形例＞
次にその他の変形例を説明する。圧電振動子１００又は圧電振動子２００に用いた符号を使って説明するが、特別な記載が無い限り他の圧電振動子でも同様な変形が可能である。
【００６０】
圧電振動子２００では、Ｘ方向から見たときの窪み部２２１の外形、および底面２２３は４角形であるが、３角形、５角形など多角形であってもよい。特に境界線２２５が多くなる形状にすることで、蓋体２１０の強度が向上する。圧電振動子３００についても同様である。
【００６１】
また、上記の実施の形態では、窪み部１２１は、蓋体１１０の２つの第１の側面板１２０に形成されたが、蓋体１１０の１つの第１の側面板１２０にのみ形成されてもよい。この場合、窪み部１２１が形成されない第１の側面板１２０は平面であり、製品名等の印字が容易になる。
【００６２】
また、上記の実施の形態では、斜面１２２は平面であってが、曲面であってもよい。また、窪み部１２１は、蓋体１１０の内側方向に窪んだドーム状の曲面であってもよい。また、上記の実施の形態では、圧電振動片１４１は平面視が円形であったが、音叉型、楕円形、矩形など他の形状であってもよい。また、圧電振動片１４１は水晶で形成されたが、水晶以外の圧電材料、例えばタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム又は圧電セラミックを用いてもよい。
【００６３】
〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態である圧電発振器５００について、図６を参照して説明する。図６は圧電発振器５００の断面図である。
【００６４】
圧電発振器５００は恒温槽型圧電発振器である。恒温槽型圧電発振器とは、圧電振動子を恒温槽に入れて圧電振動子の温度を一定にすることで、周囲温度の変化による出力周波数の変化量を少なくした圧電発振器である。
【００６５】
圧電発振器５００は、平板状の発振器基板５２０と、発振器基板５２０の一方の主面に接合した発振器蓋体５１０とを有する。ここで発振器基板５２０の主面に垂直な方向をＺ'方向とし、発振器基板５２０から見て発振器蓋体５１０の方向を＋Ｚ'方向とする。Ｚ'方向に垂直な方向の一つをＸ'方向とし、Ｘ'方向及びＺ'方向に垂直な方向をＹ'方向とする。
【００６６】
発振器基板５２０は例えば金属からなり、例えば４角部に図示しない貫通孔が設けられる。当該貫通孔にはＺ'方向に伸びるリード線５５０が通される。リード線５５０は、当該貫通孔に充填されたガラスなどの絶縁性の接合材で、発振器基板５２０に接合される。接合材が絶縁性であることから、リード線５５０間の短絡が防止される。
【００６７】
発振器基板５２０の＋Ｚ'側から出たリード線５５０には、発振器基板５２０とほぼ平行になるように、平板状の電子部品搭載基板５７０が接合される。なお、電子部品搭載基板５７０は発振器基板５２０及び発振器蓋体５１０で囲まれた空間に密閉される。電子部品搭載基板５７０の＋Ｚ'側の主面には圧電振動子１００が搭載される。圧電振動子１００の周囲には、パワートランジスタ５３０及び加熱抵抗５４０が配置されて、圧電振動子１００の温度が制御される。
【００６８】
電子部品搭載基板５７０の−Ｚ'側の主面には、圧電振動子１００と導通して発振回路を構成するＩＣ等の電子部品５８０、及び、パワートランジスタ５３０及び加熱抵抗５４０と導通して温度制御回路を構成するＩＣ等の電子部品５８０が搭載される。なお、電子部品搭載基板５７０に搭載される圧電振動子１００、パワートランジスタ５３０、加熱抵抗５４０及び電子部品５８０の配置は、図６に示した配置に限定されるものではなく、例えば圧電振動子１００が電子部品搭載基板５７０の−Ｚ'側の主面に搭載されてもよい。また、一つのＩＣが発振回路と温度制御回路とを備えてもよい。そして、リード線５５０は、例えば電子部品５８０に導通し、外部端子の役割を果たす。圧電発振器５００はこのように構成される。
【００６９】
次に圧電振動子１００の電子部品搭載基板５７０への搭載の詳細を説明する。圧電振動子１００は、図６に示される通り、圧電振動素子搭載基板１３０から、圧電振動子１００の外方である−Ｘ'方向に出たリード線１５０が、途中で−Ｚ'方向に約９０度折り曲げられている。折り曲げられたリード線１５０の端部が、図示しない電子部品搭載基板５７０の貫通孔に挿入されて、ハンダ等で電子部品搭載基板５７０に固定される。そして、圧電振動子１００の−Ｚ'側の第１の側面板１２０が、電子部品搭載基板５７０の＋Ｚ'側の主面に対向する。したがって、圧電振動子１００を搭載した電子部品搭載基板５７０の低背化が実現される。
【００７０】
電子部品搭載基板５７０の第１の側面板１２０と対向する領域には、図示しない金属膜が形成される。この金属膜の表面にはハンダ等の接合材５６０が配置され、接合材５６０が第１の側面板１２０に接合することで、圧電振動子１００が電子部品搭載基板５７０に固定される。
【００７１】
このような圧電振動子１００の電子部品搭載基板５７０への搭載は例えば次にように行われる。すなわち、まず、電子部品搭載基板５７０及び圧電振動子１００が用意される。次に圧電振動子１００のリード線１５０が図６に示すように約９０度折り曲げられる。また、電子部品搭載基板５７０の、圧電振動子１００の第１の側面板１２０と対向する領域に、ハンダペースト等の接合材５６０が塗布される。次に、電子部品搭載基板５７０の図示しない貫通孔に圧電振動子１００に折り曲げたリード線１５０の先端が挿入される。次に、加熱して接合材５６０を溶融させることで、圧電振動子１００の第１の側面板１２０が電子部品搭載基板５７０に接合される。
【００７２】
この第１の側面板１２０の電子部品搭載基板５７０への接合の際に、接合材５６０は、第１の側面板１２０に形成された窪み部１２１の斜面１２２であって、窪み部１２１の外周部を覆うように広がる。したがって、圧電振動子１００と電子部品搭載基板５７０との接合強度を確保できる。
【００７３】
また、圧電発振器５００は恒温槽型圧電発振器であり、パワートランジスタ５３０等によって発生した熱が接合材５６０を通って圧電振動子１００に伝わる。ここで、接合材５６０は斜面１２２に沿って広がるため、圧電振動子１００毎の接合材５６０の広がりのバラツキが抑えられる。よって、圧電振動子１００が搭載された圧電発振器５００毎の、圧電振動子１００についての熱部分が均一になる。したがって、圧電発振器５００毎の特性が均一になり品質の安定化が実現される。
【００７４】
また、圧電発振器５００に搭載された圧電振動子１００に応力がかかって圧電振動子１００の蓋体１１０が凹んだ場合を考えると、蓋体１１０が凹みに起因する可変容量の変動や圧電発振器５００の起動時間が変動し、圧電発振器５００毎の特性が変化する。しかし、圧電振動子１００の説明で詳述した通り、圧電振動子１００は、応力がかかった場合でも圧電振動子１００の蓋体１１０の凹みの発生が低減する。したがって、圧電振動子１００が搭載された圧電発振器５００では可変容量の変動や圧電発振器５００の起動時間の変動が抑えられる。
【００７５】
〔第２実施形態の変形例〕
上記の実施形態では、圧電発振器５００には圧電振動子１００が搭載されたが、第１実施形態の変形例で示した他の圧電振動子が搭載されてもよい。また、上記の実施形態では圧電発振器５００は恒温槽型圧電発振器であったが、電圧制御圧電発振器又は温度補償圧電発振器等、他の圧電発振器であってもよい。これらの場合であっても、圧電発振器５００と同様に、当該圧電振動子と電子部品搭載基板５７０との接合強度を確保できる。また、圧電発振器５００毎の特性が均一になり品質の安定化が実現される。
【符号の説明】
【００７６】
１００、２００、３００、４００  ...  圧電振動子
１１０、２１０、３１０、４１０  ...  蓋体
１１１  ...  天板
１１２  ...  第２の側面板
１１３  ...  フランジ部
１２０、２２０、３２０、４２０  ...  第１の側面板
１２１、２２１、３２１、４２１  ...  窪み部
１２２、２２２、３２２、４２２  ...  斜面
１２３、２２３、３２３  ...  底面
１２５、２２５、３２５、４２５  ...  境界線
１３０  ...  圧電振動素子搭載基板
１３１  ...  フランジ部
１３２  ...  凹部
１３３  ...  貫通孔
１４０  ...  圧電振動素子
１４１  ...  圧電振動片
１４２  ...  励振電極
１４３  ...  引出電極
１５０、５５０  ...  リード線
１５１  ...  サポータ
１５２  ...  導電性接着剤
１６０  ...  接合材
２２４  ...  窪み部隣接領域
３２４  ...  窪み部隣接領域
５００  ...  圧電発振器
５１０  ...  発振器蓋体
５２０  ...  発振器基板
５３０  ...  パワートランジスタ
５４０  ...  加熱抵抗
５６０  ...  接合材
５７０  ...  電子部品搭載基板
５８０  ...  電子部品
【図１】
2015207926.tif 000003
【図２】
2015207926.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2015207926.tif 000007
【図６】
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