(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
一方の主面および他方の主面を有し、前記一方の主面および前記他方の主面に交差する方向を厚さとして、第１の厚さを有する第１領域、および、平面視で前記第１領域を囲んでおり前記第１の厚さよりも薄い厚さを有する第２領域を備えるとともに、前記第１領域の前記一方の主面側に配置されている第１励振電極、前記第１領域の前記他方の主面側に配置されている第２励振電極、および、平面視で前記第１励振電極と前記第２励振電極とが重なっている振動領域を有する振動片と、
前記振動片と前記基板との間を接合している第１接合部材および第２接合部材と、
を含み、
前記振動片は、
前記第２領域に配置され、前記第１励振電極と接続している第１接続電極と、
前記第２領域において、前記第１接続電極と並んで配置され、前記第２励振電極と接続している第２接続電極と、
を含み、
平面視で、前記第１励振電極および前記第２励振電極は、前記第１接続電極と前記第２接続電極とが並んでいる方向である第１方向において前記第１領域の範囲内にあり、かつ、前記第１方向に対して交差する方向において前記第１領域の外縁よりも外側の前記第２領域まで至っており、
平面視で、前記第１接合部材は前記第１接続電極と重なっており、前記第２接合部材は前記第２接続電極と重なっており、
前記第１接合部材および前記第２接合部材は、平面視で前記第１接合部材の第１接合中心と前記第２接合部材の第２接合中心とが、前記第１方向に沿って並んでおり、
前記第１接合中心と前記第２接合中心との距離をＬ１、
平面視で前記振動領域の中心から、前記第１接合中心と前記第２接合中心とを結ぶ仮想線におろした垂線の長さをＬ２、
としたとき、
０＜Ｌ１／Ｌ２≦０．９７
を満足することを特徴とする振動デバイス。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１方向において、前記第１接合部材および前記第２接合部材は、前記第１領域の前記第１方向に沿った幅の範囲内にあることを特徴とする振動デバイス。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第１接合中心は、平面視で前記第１接続電極の前記第１接合部材と重なっている部分の中心であり、
前記第２接合中心は、平面視で前記第２接続電極の前記第２接合部材と重なっている部分の中心であることを特徴とする振動デバイス。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項において、
前記振動片は、
前記第１励振電極と前記第１接続電極とを繋いでいる第１引出電極と、
前記第２励振電極と前記第２接続電極とを繋いでいる第２引出電極と、
を含んでいることを特徴とする振動デバイス。
【請求項５】
請求項４において、
前記第１方向において、前記第１引出電極および前記第２引出電極は、前記第１領域の前記第１方向に沿った幅の範囲内にあることを特徴とする振動デバイス。
【請求項６】
請求項４または５において、
平面視で、前記第１引出電極と前記第２引出電極との間に、
前記一方の主面および前記他方の主面に交差する方向の厚さが、前記第１引出電極が配置された部分および前記第２引出電極が配置された部分よりも薄い箇所を有することを特徴とする振動デバイス。
【請求項７】
請求項４または５において、
平面視で、前記第１引出電極と前記第２引出電極との間に、
前記一方の主面から前記他方の主面に貫通している孔を有することを特徴とする振動デバイス。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項において、
前記励振電極は、
前記振動片の主面側から順に、下地層および上層を含み、
前記下地層は、ニッケル、およびタングステンのうち少なくとも１つの金属を含み、
前記上層は、金、白金、銀、アルミニウム、および銅のうち少なくとも１つの金属を含むことを特徴とする振動デバイス。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか一項において、
０＜Ｌ１／Ｌ２≦０．８５
の関係を満足することを特徴とする振動デバイス。
【請求項１０】
請求項１乃至７のいずれか一項において、
０．１８５＜Ｌ１／Ｌ２≦０．９７
を満足することを特徴とする振動デバイス。
【請求項１１】
請求項１乃至７のいずれか一項において、
０．４２５＜Ｌ１／Ｌ２≦０．９７
を満足することを特徴とする振動デバイス。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項において、
前記第１接合部材および前記第２接合部材は、導電性を有することを特徴とする振動デバイス。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一項において、
前記第１接合部材および前記第２接合部材の少なくとも一方は、金属バンプで構成されていることを特徴とする振動デバイス。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の振動デバイスを備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項１５】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の振動デバイスを備えてい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。
【背景技術】
【０００２】
従来から、通信機器分野において、安定な周波数の信号を得るために水晶等の圧電体で形成された振動片を用いて、所望の周波数の信号を出力する水晶振動子や水晶発振器等の振動デバイスが用いられてきた。例えば、特許文献１に記載されているように、振動片を容器内の接続パッドに導電性接着剤で片持ち支持した振動デバイスにおいて、容器内の電極パッドに土手部を設けることで導電性接着剤の厚さを安定に確保する構成が開示されている。この構成においては、容器外から導電性接着剤を介して振動片に伝わる熱を伝わりにくくすることで、振動片内の温度勾配を小さくして、振動デバイスの周波数特性の変動、例えば、温度変化に対する周波数変化の再現性、いわゆるヒステリシスを低減することのできる振動デバイスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−８６８４２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に示す振動デバイスにおいて、振動デバイスの周波数特性の変動であるヒステリシスは、容器外から伝わる熱以外にも、振動デバイスの周囲温度変化に起因して振動片にかかる応力によっても変化する。振動デバイスの周囲温度変化に起因して振動片にかかる応力は、振動片と容器とを接続する接続部材の間の距離と、振動片の励振電極との位置関係も大きく影響する。そのため、特許文献１の振動デバイスのように、容器と振動片とを接続する導電性接着剤の厚さを安定に確保するだけでは、振動デバイスの特性変動、例えば、ヒステリシス等が大きくなってしまう可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係る振動デバイスは、基板と、表裏の関係にある面に配置されている一対の励振電極に挟まれた振動領域を有する振動片と、前記振動片と、前記基板と、の間を接合し、前記振動片の第１辺に沿った第１方向に並んで配置されている第１接合部材と、第２接合部材と、を含み、前記第１接合部材の前記振動片側の面の中心を第１接合中心、前記第２接合部材の前記振動片側の面の中心を第２接合中心、前記振動領域の前記一対の励振電極の一方側から見た中心を振動領域中心、とし、前記第１接合中心と前記第２接合中心との距離をＬ１、前記振動領域中心から前記第１接合中心と前記第２接合中心とを結ぶ仮想線におろした垂線の長さをＬ２、としたとき、
０＜Ｌ１／Ｌ２≦０．９７
の関係を満足することを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、振動デバイスの周囲温度の変化にともなう振動片の伸びまたは縮み量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差によって応力が発生した場合、
０＜Ｌ１／Ｌ２≦０．９７
の関係を満足させることで、振動片の伸びまたは縮み量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差によって発生した応力が、振動片の振動領域に伝わることを低減できる。振動片の特性、例えば、出力周波数や周波数温度特性や等価直列抵抗等は、振動領域の状態によって大きく変動するため、振動領域に伝わる応力を低減することで、振動デバイスの特性変動、例えば、周波数温度特性の変動やヒステリシス等を低減することができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例に係る振動デバイスにおいて、
０＜Ｌ１／Ｌ２≦０．８５
の関係を満足することが好ましい。
【０００９】
本適用例によれば、例えば振動デバイスの周囲温度の変化にともなう振動片の伸び又は縮み量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差によって応力が発生した場合、
０＜Ｌ１／Ｌ２≦０．８５
の関係を満足させることで、振動片の伸びまたは縮み量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差によって発生した応力が、振動片の振動領域に伝わることをさらに低減できる。従って、振動片の振動領域に伝わる応力をさらに低減することで、振動デバイスの特性変動、例えば、適用例１と比較してヒステリシスをさらに低減することができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例に係る振動デバイスにおいて、前記振動片は、平面視で、前記第１接合中心と前記第２接合中心とを結ぶ仮想線と、前記励振電極と、の間に、前記表裏の関係にある面の少なくとも一方の面から他方の面に向かう方向に窪みを有することが好ましい。
【００１１】
本適用例によれば、振動デバイスの周囲温度の変化にともなう振動片の伸びまたは縮み量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差によって発生する応力は、窪みを介しても振動領域に伝わるが、窪みの部分は、窪みが形成されていない部分よりも表裏の関係にある面と交差する方向の長さが短い、すなわち薄くなっているためひずみやすい。従って、振動デバイスの周囲温度の変化にともなう振動片の伸びまたは縮み量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差によって発生する応力は、窪みが形成されていない部分よりも窪みの部分が大きくひずむことで吸収されるため、振動片の振動領域に伝わる応力をさらに低減することができ、振動デバイスの特性変動、例えば、周波数温度特性の変動やヒステリシス等をさらに低減することができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例に係る振動デバイスにおいて、前記窪みは、前記表裏の関係にある面の一方の面から他方の面までを貫通する孔であることが好ましい。
【００１３】
本適用例によれば、振動デバイスの周囲温度の変化にともなう振動片の伸びまたは縮み量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差によって発生する応力は、振動片の孔の開いていない領域と、孔の開いた領域に隣接した領域と、を介して振動領域に伝わるが、振動片の孔の開いた領域に隣接した領域は、孔の開いた領域に隣接していない領域、すなわち孔の開いていない領域よりもひずみやすい。従って、振動デバイスの周囲温度の変化にともなう振動片の伸びまたは縮み量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差によって発生する応力は、振動片の孔の開いていない領域よりも孔の開いた領域に隣接した領域が大きくひずむことで吸収されるため、振動片の振動領域に伝わる応力をさらに低減することができ、振動デバイスの特性変動、例えば、周波数温度特性の変動やヒステリシス等をさらに低減することができる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例に係る振動デバイスにおいて、前記振動片は、前記表裏の関係にある面と交差する方向において、第１の厚さを有する第１領域と、前記第１の厚さよりも薄い厚さを有する第２領域と、を有し、前記振動領域中心は、平面視で、前記第１領域と重なっており、前記第１接合中心および前記第２接合中心は、平面視で、前記第２領域と重なっていることが好ましい。
【００１５】
本適用例によれば、振動デバイスの周囲温度の変化にともなう振動片の伸びまたは縮み量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差によって発生する応力は、第２領域を介して振動領域に伝わるが、第２領域は第１領域よりも薄いためひずみやすい。従って、振動デバイスの周囲温度の変化にともなう振動片の伸びまたは縮み量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差によって発生する応力は、第１領域よりも第２領域が大きくひずむことで吸収されるため、振動片の振動領域に伝わる応力をさらに低減することができ、振動デバイスの特性変動、例えば、周波数温度特性の変動やヒステリシス等をさらに低減することができる。
【００１６】
［適用例６］上記適用例に係る振動デバイスにおいて、前記第１接合部材および前記第２接合部材は、導電性を有することが好ましい。
【００１７】
本適用例によれば、第１接合部材および第２接合部材は、導電性を有するため、振動片と基板との間の機械的接合と電気的接合とを同時に行うことができる。従って、振動片と基板との間の機械的接合と電気的接合とを、それぞれ別の部材を用いて行う場合と比較して、振動デバイスに用いる部材を低減することがき、周波数温度特性の変動やヒステリシス等を低減した振動デバイスを効率よく製造することができる。
【００１８】
［適用例７］上記適用例に係る振動デバイスにおいて、前記第１接合部材および前記第２接合部材の少なくとも一方は、金属バンプで構成されていることが好ましい。
【００１９】
本適用例によれば、第１接合部材および第２接合部材の少なくとも一方は、金属バンプ、例えば、めっき法やボンディング法等により形成された金属とすることができる。金属バンプは、接着剤等の樹脂部材と比較して、加熱や時間経過による金属バンプ内部からの気体の放出が少ない。従って、振動デバイスの特性変動、例えば、周波数温度特性の変動やヒステリシス等を低減することができるとともに、振動デバイスの加熱や時間経過による特性変動、例えば、出力周波数や周波数温度特性や等価直列抵抗等の変動を低減することもできる。
【００２０】
［適用例８］本適用例に係る電子機器は、上記のいずれかの振動デバイスを備えていることが好ましい。
【００２１】
本適用例によれば、振動デバイスの周囲温度の変化にともなう振動片の伸びまたは縮み量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差に応じて発生する応力が振動片に伝わることを低減して特性変動を低減した振動デバイスを用いることで、特性変動の小さい、例えば、周波数温度特性の変動やヒステリシス等が低減した、信頼性の高い電子機器を実現することができる。
【００２２】
［適用例９］本適用例に係る移動体は、上記のいずれかの振動デバイスを備えていることが好ましい。
【００２３】
本適用例によれば、振動デバイスの周囲温度の変化にともなう振動片の伸びまたは縮み量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差に応じて発生する応力が振動片に伝わることを低減して特性変動を低減した振動デバイスを用いることで、特性変動の小さい、例えば、周波数温度特性の変動やヒステリシス等が低減した、信頼性の高い移動体を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子１００の概略構成図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図２】第１実施形態に係る振動片１０のたわみを説明する図であり、図２（ａ）は図１（ａ）でＬ１＝Ｗ１としたときの第１仮想直線での断面図、図２（ｂ）は図１（ａ）でＬ１＝Ｗ２としたときの第１仮想直線での断面図。
【図３】第１実施形態に係る振動片１０にかかる応力を説明する図であり、図３（ａ）は図１（ａ）の第２仮想直線での断面図、図３（ｂ）はＬ１＝Ｗ１、およびＬ１＝Ｗ２としたときの応力分布の模式図。
【図４】Ｌ１／Ｌ２と水晶振動子の周波数温度特性のヒステリシスとの関係を示す図。
【図５】第２実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子２００の概略構成図であり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図。
【図６】第３実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子３００の概略構成図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ断面図。
【図７】第４実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子４００の概略構成図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＤ−Ｄ断面図、図７（ｃ）は励振電極部の部分断面図。
【図８】第４実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子４００における振動片の変形例を示す概略構成図であり、図８（ａ）は変形例の一例である振動片４１０の平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＥ−Ｅ断面図、図８（ｃ）は変形例の他の例である振動片５１０の平面図、図８（ｄ）は図８（ｃ）のＦ−Ｆ断面図、図８（ｅ）は図７（ｄ）の励振電極部の部分拡大断面図。
【図９】第５実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子５００の概略構成図であり、図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は図７（ａ）のＧ−Ｇ断面図。
【図１０】第６実施形態に係る電子機器としての発振器の概略構成図であり、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＨ−Ｈ断面図。
【図１１】第６実施形態に係る電子機器としてのモバイル型（又はノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図。
【図１２】第６実施形態に係る電子機器としての携帯電話機を示す斜視図。
【図１３】第６実施形態に係る電子機器としてのデジタルカメラを示す斜視図。
【図１４】第７実施形態に係る移動体としての自動車を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００２６】
＜第１実施形態＞
本実施形態に係る振動デバイスの一例としての水晶振動子１００について説明する。水晶振動子１００は、外部から印加される所定の交流電圧によって、所定の周波数で発振する振動デバイスである。
【００２７】
［水晶振動子］
まず、第１実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子１００の概略構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子１００の概略図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中のＡ−Ａ断面図である。
【００２８】
水晶振動子１００は、振動片１０、パッケージ２０、第１接合部材４１、第２接合部材４２、リッド３０などから構成されている。なお、説明の便宜上、図１（ａ）ではリッド３０の図示を省略している。また、以下の説明では、図１（ｂ）中の上側を「上」、下側を「下」として説明する。また、図１（ｂ）中の各部材の上側にある面を上面、下側にある面を下面として説明する。
【００２９】
［振動片］
振動片１０は、圧電単結晶の一種である水晶で構成された水晶基板１１と、励振電極１２ａ，１３ａ、引出電極１２ｂ，１３ｂ、および接続電極１２ｃ，１３ｃと、により構成されている。振動片１０は、励振電極１２ａ，１３ａに所定の交流電圧が印加されることによって所定の共振周波数で振動する。
【００３０】
水晶基板１１は、表裏の関係にある上面１１ａおよび下面１１ｂと、第１辺１１ｅと、を有している。水晶基板１１の上面１１ａには、励振電極１２ａ、および引出電極１２ｂが形成されている。水晶基板１１の下面１１ｂには、励振電極１３ａ、引出電極１３ｂ、および接続電極１２ｃ，１３ｃが形成されている。また、接続電極１２ｃ，１３ｃは、水晶基板１１の下面１１ｂの第１辺１１ｅ側に、第１方向５４に並んで配置されている。引出電極１２ｂは、励振電極１２ａから上面１１ａと下面１１ｂとをつなぐ側面を経由して接続電極１２ｃまで延出されており、励振電極１２ａと接続電極１２ｃとを電気的に接続している。引出電極１３ｂは、励振電極１３ａから接続電極１３ｃまで延出されており、励振電極１３ａと接続電極１３ｃとを電気的に接続している。
【００３１】
励振電極１２ａ，１３ａは、平面視で、すなわち上から見て、矩形状をしており、略重なるように配置され、励振電極１２ａの中心と、励振電極１３ａの中心と、が略重なるように配置されている。また、水晶基板１１には、励振電極１２ａ，１３ａで挟まれた振動領域１１ｃを有している。ここで、励振電極１２ａ，１３ａの中心とは、励振電極１２ａ，１３ａのそれぞれを、上から見た形状の重心（図心）である。
【００３２】
本実施形態では、励振電極１２ａの中心と励振電極１３ａの中心とが、略重なるように配置されているが、これに限らず、上から見て、励振電極１２ａと励振電極１３ａとが重なり、振動領域１１ｃを有していればよい。なお、励振電極１２ａ，１３ａは、矩形状以外にも、円形状、楕円形状、三角形状等の多角形形状等でもよいし、多角形形状の角部を丸めた形状でもよい。
【００３３】
励振電極１２ａ，１３ａ、引出電極１２ｂ，１３ｂ、および接続電極１２ｃ，１３ｃは、蒸着やスパッタ、めっき等の方法や、金属部材を含むペースト（溶剤）を塗布した後に金属以外の溶剤成分を揮発させる方法等によって形成される。また、励振電極１２ａ，１３ａ、引出電極１２ｂ，１３ｂ、および接続電極１２ｃ，１３ｃは、少なくとも下地層と上層の２層で構成されている。下地層の構成材料には、水晶基板１１に対して密着性を有する材料が挙げられ、具体的には、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）等やこれらの金属元素の１種、または２種以上の混合物または合金が用いられる。一方、上層の構成材料には、電気伝導性が特に高い材料が挙げられ、具体的には、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等の金属元素やこれらの金属元素の１種、または２種以上を含む混合物または合金が用いられる。なお、励振電極１２ａ，１３ａ、引出電極１２ｂ，１３ｂ、および接続電極１２ｃ，１３ｃは、１層で構成されていてもよく、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等の金属元素やこれらの金属元素の１種、または２種以上を含む混合物または合金で構成されていてもよい。
【００３４】
振動領域１１ｃは、振動領域中心１１ｄを有する。本実施形態では、励振電極１２ａ，１３ａは、上から見て、矩形状をしているとともに略重なるように配置されているため、振動領域１１ｃは、上から見て、矩形状をしているとともに、振動領域中心１１ｄと励振電極１２ａ，１３ａの中心とは略重なっている。ここで、振動領域中心１１ｄは、振動領域１１ｃを上から見た形状の重心点（図心）である。
【００３５】
［パッケージ］
パッケージ２０は、基板としての底板２１と、側壁２２と、シールリング２３などから構成されており、底板２１は、上面２１ａおよび下面２１ｂを有している。
【００３６】
具体的には、パッケージ２０は、底板２１の上面２１ａの周縁部に側壁２２が積層されることによって、中央部が窪んだ形状の内部空間２６（収納空間）が形成されており、この内部空間２６には、振動片１０が収納されている。パッケージ２０の外形形状は限定されず、例えば、直方体状、円柱状などとすることができる。
【００３７】
底板２１、および側壁２２は、振動片１０やリッド３０の熱膨張係数と一致、あるいは近い熱膨張係数を備えた材料によって形成されるのが好ましく、本実施形態ではセラミックを用いている。
【００３８】
シールリング２３は、側壁２２とリッド３０との接合材として、例えば、金ろうや銀ろう等の金属のろう材、ガラス、またはコバールなどの金属で形成されており、側壁２２の上面に沿って枠状に設けられている。
【００３９】
また、底板２１の上面２１ａには、内部接続端子２４ａ，２４ｂが形成されており、底板２１の下面２１ｂには、水晶振動子１００の外部の回路や実装基板と少なくとも電気的に接続される外部接続端子２５が複数形成されている。
内部接続端子２４ａ，２４ｂおよび複数の外部接続端子２５は、例えば、タングステンメタライズ、ニッケルめっき、および金めっきの順に形成することにより得られる。
【００４０】
内部接続端子２４ａ，２４ｂは、底板２１に配置されている配線（図示せず）によって、複数の外部接続端子２５のうち異なる２つの外部接続端子２５に電気的に接続されている。また、複数の外部接続端子２５は、外部の実装基板（図示せず）と少なくとも電気的に接続して、振動片１０に交流電圧を供給したり、周波数などの電気信号を出力したりするために使用される電極である。
【００４１】
［リッド］
リッド３０は、パッケージ２０の開口を覆う平板形状を有しており、例えば、コバールや４２アロイなどの金属、セラミック、またはガラスなどで形成されている。
【００４２】
リッド３０は、パッケージ２０の内部空間２６に振動片１０を収納した後、内部空間２６が気密状態、となるようにシールリング２３と接合される。気密状態とされた内部空間２６は、その内部圧力が所望の圧力に設定されている。例えば、内部空間２６を、真空（大気圧より低い圧力（１×１０5Ｐａ〜１×１０-10Ｐａ（ＪＩＳ  Ｚ  ８１２６−１：１９９９））の圧力の状態）状態としたり、窒素やアルゴン等の不活性ガスが充てんされ大気圧と同等の圧力状態としたりすることで、振動片１０は、より安定した振動を継続することができる。
【００４３】
なお、本実施形態の内部空間２６は、真空に密閉されている。内部空間２６が真空に密閉されることにより、収納された振動片１０のＱ値が高められ、さらに、振動片１０の振動が安定した状態を継続することができる。
【００４４】
［接合部材］
第１接合部材４１と、第２接合部材４２と、は、水晶基板１１の下面１１ｂにある第１辺１１ｅが延伸する方向に並んで配置されている。
【００４５】
第１接合部材４１および第２接合部材４２は、導電性の部材を含有する樹脂、例えば、導電性接着剤で形成されている。導電性の部材としては、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）等の金属元素やこれらの金属元素の一種または二種以上を含む混合物等の金属の微粒子や、前述の金属がめっきされた樹脂微粒子や、炭素微粒子等、である。樹脂としては、エポキシ系の樹脂、シリコン系の樹脂、ポリイミド系の樹脂、ポリアミド系の樹脂、またはアクリル系の樹脂等、が用いられる。
【００４６】
第１接合部材４１は、接続電極１２ｃと電気的および機械的に接続されているとともに、内部接続端子２４ａと電気的および機械的に接続されている。第２接合部材４２は、接続電極１３ｃと電気的および機械的に接続されているとともに、内部接続端子２４ｂと電気的および機械的に接続されている。換言すると、振動片１０は、第１接合部材４１および内部接続端子２４ａと、且つ、第２接合部材４２および内部接続端子２４ｂと、を介して、底板２１に支持されている。すなわち、振動片１０は、上から見て、第１辺１１ｅが励振電極１２ａ，１３ａを挟んで向かい合う辺側の領域では、底板２１、側壁２２、シールリング２３、およびリッド３０と接触しておらず、底板２１に片持ち支持されている。
【００４７】
第１接合部材４１および第２接合部材４２は、導電性を有するため、接続電極１２ｃと内部接続端子２４ａとの間と、接続電極１３ｃと内部接続端子２４ｂとの間と、の機械的接合と電気的接合とを同時に行うことができる。従って、振動片１０と底板２１との機械的接合と電気的接合とをそれぞれ別の部材を用いて行う場合と比較して、振動デバイスに用いる部材を低減することができ、水晶振動子１００を効率よく製造することができる。
【００４８】
第１接合部材４１の接続電極１２ｃ側、すなわち振動片１０側の上面４１ａは、第１接合中心４１ｂを有する。第２接合部材４２の接続電極１３ｃ側、すなわち振動片１０側の上面４２ａは、第２接合中心４２ｂを有する。
【００４９】
第１接合中心４１ｂおよび第２接合中心４２ｂは、それぞれ、第１接合部材４１および第２接合部材４２を上から見た形状、すなわち上面４１ａおよび上面４２ａを上から見た形状の重心点（図心）である。
【００５０】
次に、振動領域１１ｃと、第１接合部材４１および第２接合部材４２と、の関係について説明する。
【００５１】
まず、第１接合中心４１ｂと第２接合中心４２ｂとを通る仮想線を第１仮想直線５１とし、振動領域中心１１ｄを通り第１仮想直線５１と直交する仮想線を第２仮想直線５２とする。なお、第１仮想直線５１と第２仮想直線５２との交点５３は第１接合中心４１ｂと第２接合中心４２ｂとの間に配置される。すなわち、第１接合部材４１と第２接合部材４２とは、上から見て、第２仮想直線５２を挟んで、第１辺１１ｅが延伸する方向である第１方向５４に並んで配置されている。
【００５２】
ここで、第１接合中心４１ｂから第２接合中心４２ｂまでの距離をＬ１、振動領域中心１１ｄから第１接合中心４１ｂと第２接合中心４２ｂとを結ぶ線におろした垂線の長さ、すなわち振動領域中心１１ｄから交点５３までの距離をＬ２として、以降に、上述のＬ１、およびＬ２と、ヒステリシスの関係について説明する。
【００５３】
まず、水晶振動子１００のヒステリシスについて説明する。振動片１０の共振周波数は、水晶振動子１００の周囲温度が上昇している過程における所定の温度Ｔでの共振周波数と、水晶振動子１００の周囲温度が低下している過程における所定の温度Ｔでの共振周波数と、が異なる特性を有している。この周囲温度が上昇しているときと周囲温度が低下しているときとで異なる特性を有することを、ヒステリシスを持つという。これは、以下の理由によると考えられる。
【００５４】
本実施形態に係る水晶振動子１００は、振動片１０と底板２１とは同一の材料で構成されていないため、熱膨張係数が異なっており、水晶振動子１００の周囲温度の変化にともなう振動片１０の伸びまたは縮み量と、底板２１の伸びまたは縮み量と、が異なる。従って、水晶振動子１００の周囲温度が変化した場合には、振動片１０の伸びまたは縮み量と、底板２１の伸びまたは縮み量と、の差によって振動片１０の内部に応力が発生することになる。
【００５５】
また、振動片１０が水晶振動子１００の内部、すなわちパッケージ２０の内部に第１接合部材４１および第２接合部材４２を介して接合されていることにより、水晶振動子１００の周囲温度の変化は、底板２１よりも振動片１０の方が温度変化の伝わり方が遅くなる。すなわち、水晶振動子１００の周囲温度が上昇している過程では、水晶振動子１００の周囲温度が所定の温度Ｔとなったときでも、振動片１０の温度は所定の温度Ｔよりも低い状態にあり、水晶振動子１００の周囲温度が下降している過程では、水晶振動子１００の周囲温度が所定の温度Ｔとなったときでも、振動片１０の温度は所定の温度Ｔよりも高い状態にある。
【００５６】
上述のことから、水晶振動子１００の周囲温度が所定の温度Ｔであっても、周囲温度が上昇している過程か、下降している過程か、によって振動片１０の温度が異なるので、振動片１０の伸びまたは縮み量が異なる。従って、振動片１０の伸びまたは縮み量と、底板２１の伸びまたは縮み量と、の差によって振動片１０に発生する応力は、水晶振動子１００の周囲温度が上昇している過程で周囲温度が所定の温度Ｔになった場合と、周囲温度が下降している過程で周囲温度が所定の温度Ｔになった場合と、では異なる。
【００５７】
また、所定の交流電圧が印加された場合の振動片１０の共振周波数は、振動片１０にかかる応力によって変化することが知られている。
【００５８】
従って、振動片１０を有する水晶振動子１００の共振周波数は、水晶振動子１００の周囲温度が上昇している過程における温度Ｔでの共振周波数と、水晶振動子１００の周囲温度が低下している過程における温度Ｔでの共振周波数とが異なることになり、これをヒステリシス特性またはヒステリシスという。
【００５９】
上述の振動片１０に応力がかかると振動片１０の共振周波数が変化する理由は、振動片１０が振動している状態において振動エネルギーが多く集まる振動領域１１ｃに対しても応力がかかり、振動領域１１ｃ内の振動エネルギーの分布が変化するためと考えられる。また、振動領域１１ｃ内の一部に応力がかかる場合と比較して、振動領域１１ｃの全体に応力がかかる場合、すなわち振動領域１１ｃにおいて応力がかかる領域が広がるほど、振動領域１１ｃ内の振動エネルギーの分布に影響を与えるため、振動片１０の共振周波数の変化量は大きくなると考えられる。以上のことから、水晶振動子１００の周囲温度の変化にともなう振動片１０の伸びまたは縮み量と、底板２１の伸びまたは縮み量と、の間の差によって発生する応力が振動領域１１ｃに伝わることを低減すれば、振動片１０の共振周波数の変化が低減できると考えられる。
【００６０】
そこで、本願発明者は、振動領域１１ｃ、第１接合部材４１、および第２接合部材４２と、振動片１０内における応力分布と、の関係について検討を行った。
【００６１】
図２および図３は、水晶振動子の周囲温度が上昇または下降する過程において所定の温度Ｔとなったときに、振動片１０にかかる応力を説明する図である。図２（ａ）は、図１のＬ１＝Ｗ１である水晶振動子１００ａにおいて、水晶振動子１００ａの周囲温度が下降している過程で所定の温度Ｔとなったときの、第１仮想直線５１での断面方向から見た振動片１０のたわみを示す図である。図２（ｂ）は、図１のＬ１＝Ｗ２である水晶振動子１００ｂにおいて、水晶振動子１００ｂの周囲温度が下降している過程で所定の温度Ｔとなったときの第１仮想直線５１での断面方向から見た振動片１０のたわみを示す図である。なお、Ｗ１とＷ２とは、Ｗ１＞Ｗ２としている。また、水晶振動子１００ａと、水晶振動子１００ｂと、は、交点５３から振動領域中心１１ｄまでの距離Ｌ２が同じである。
【００６２】
図３（ａ）は、図１（ａ）の第２仮想直線５２での断面図である。図３（ｂ）は、図２（ａ）の水晶振動子１００ａおよび図２（ｂ）の水晶振動子１００ｂにおいて、周囲温度が所定の温度Ｔとなったときの、第２仮想直線５２が延伸する方向における振動片１０内の応力分布を示す模式図であり、Ｓａは水晶振動子１００ａにおける振動片１０内の応力分布を、Ｓｂは水晶振動子１００ｂにおける振動片１０内の応力分布を示す。また、図３（ｂ）において、縦軸は応力Ｓ［Ｎ／ｍ2］の絶対値を、横軸は交点５３からの距離Ｄ［ｍｍ］を表わす。なお、図３（ａ），（ｂ）では、交点５３から振動領域中心１１ｄに対して第１仮想直線５１側にある振動領域１１ｃの端部５５までの距離をｄ１、第１仮想直線５１から振動領域中心１１ｄまでの距離をｄ２、交点５３から振動領域中心１１ｄに対して第１仮想直線５１の反対側にある振動領域１１ｃの端部５６までの距離をｄ３、としている。
【００６３】
なお、説明の便宜上、図２（ａ），（ｂ）、図３（ａ）では、側壁２２、シールリング２３、および外部接続端子２５の図示を省略している。また、水晶振動子１００ａ，１００ｂともに、振動片１０内における励振電極１２ａ，１３ａの配置は、同じである。
【００６４】
上述のヒステリシスについての説明のとおり、水晶振動子１００ａ，１００ｂの周囲温度が変化すると、熱の伝わり方の違いによって振動片１０と底板２１とに温度差が生じる。一例として、水晶振動子１００ａ，１００ｂの周囲温度が下降している過程おいて、周囲温度が所定の温度Ｔとなったときでは、底板２１の温度が所定の温度Ｔとなっても、振動片１０の温度は所定の温度Ｔよりも高い状態となる。このため、例えば、振動片１０と底板２１とが同じ値の正の熱膨張係数を持つ場合、所定の温度Ｔにおいては振動片１０の温度の方が底板２１の温度よりも高くなるため、振動片１０の伸び量の方が底板２１の伸び量よりも大きくなり、振動片１０が厚さ方向にたわむ。
【００６５】
図２（ａ），（ｂ）に、水晶振動子１００ａ，１００ｂの周囲温度が下降している過程において、所定の温度Ｔとなったときの振動片１０のたわみを示す。この図から、振動片１０に発生するたわみは、図２（ｂ）のＬ１＝Ｗ２の水晶振動子１００ｂでのたわみδ２の方が、図２（ａ）のＬ１＝Ｗ１の水晶振動子１００ａでのたわみδ１よりも小さい。これは、振動片１０を支持している接合部材の間隔である第１接合中心４１ｂから第２接合中心４２ｂまでの距離Ｌ１が、水晶振動子１００ｂでの距離Ｗ２の方が、水晶振動子１００ａでの距離Ｗ１よりも短いため、振動片１０の伸びまたは縮み量と、底板２１の伸びまたは縮み量と、の差の絶対値が小さくなるためである。
【００６６】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の断面部の第２仮想直線５２が延伸する方向において、図２（ａ），（ｂ）に示すたわみによって振動片１０内に発生する応力の分布を示す模式図である。図３（ｂ）から、振動片１０内の応力の分布は、ＳａおよびＳｂともに、Ｄ＝０最大値となり、その値は、それぞれＳａ０およびＳｂ０である。また、Ｓａ，Ｓｂともに、交点５３からの距離Ｄが大きくなるに従って、応力が減少する。
【００６７】
また、振動片１０内の応力の分布は、Ｓｂの方がＳａよりも交点５３からの距離Ｄの値が大きくなるにつれて早く減少する。さらに、図３（ｂ）において、Ｄ＝ｄ１、Ｄ＝ｄ２およびＤ＝ｄ３の全ての部分で、Ｓｂの方が、Ｓａよりも小さくなる。すなわち、Ｌ１＝Ｗ２の水晶振動子１００ｂの振動領域１１ｃ内に分布する応力の方が、Ｌ１＝Ｗ１の水晶振動子１００ａの振動領域１１ｃ内に分布する応力よりも小さくなる。
【００６８】
上述のように、振動片１０内の応力分布は、第１接合中心４１ｂから第２接合中心４２ｂまでの距離Ｌ１によって変化し、Ｌ１が短い方が、Ｌ１が長い場合と比較して、振動領域１１ｃ内にかかる応力を減少させることができる。
【００６９】
しかし、振動領域１１ｃ内にかかる応力は、Ｌ１の長さを規定しただけでは低減させることができない場合がある。なぜならば、振動領域中心１１ｄから交点５３までの距離Ｌ２は、励振電極１３ａと、第１接合部材４１および第２接合部材４２と、が直接接触しない範囲であれば任意の値にできるため、振動領域１１ｃが応力の大きな領域に配置される場合があるためである。図２および図３に示す水晶振動子１００ｂではＬ２＝ｄ２であるが、例えば、水晶振動子１００ｂにおけるＬ２の値を励振電極１３ａが第１接合部材４１および第２接合部材４２に直接接触しない範囲でｄ２よりも短くすることが可能であり、Ｌ２をｄ２よりも短くした場合には、Ｌ２＝ｄ２の場合と比較して、振動領域１１ｃ内に分布する応力は大きくなる。なお、水晶振動子１００ａにおいても、上述と同様のことが言える。
【００７０】
以上のことから、振動領域１１ｃ内の応力分布は、第１接合中心４１ｂから第２接合中心４２ｂまでの距離Ｌ１および振動領域中心１１ｄから交点５３までの距離Ｌ２それぞれの絶対値ではなく、Ｌ１とＬ２との比に関係すると考えられる。
【００７１】
上述のように、振動片１０を有する水晶振動子１００は、振動片１０にかかる応力に応じたヒステリシスを持つと考えられ、水晶振動子１００のヒステリシスを低減するためには、第１接合部材４１および第２接合部材４２と、振動領域１１ｃと、の位置関係が重要であると考えられる。従って、本願発明者は、水晶振動子１００のヒステリシスが、第１接合中心４１ｂから第２接合中心４２ｂまでの距離Ｌ１と、振動領域中心１１ｄから交点５３までの距離Ｌ２と、の比であるＬ１／Ｌ２、に関係すると考えて実験を行ない、図３に示す結果を得た。
【００７２】
本実験に用いた振動片１０は、図１（ａ）に示す第１方向５４の短辺が１．２５ｍｍ、第１方向５４と交差する方向の長辺が１．８０ｍｍの矩形（長方形）である。励振電極１２ａ，１３ａは、上から見て、矩形状であるとともに略重なるように配置され、振動片１０の短辺に沿った方向に短辺が、振動片１０の長辺に沿った方向に長辺が配置されている。
【００７３】
励振電極１２ａ，１３ａは、短辺が０．９０ｍｍ、長辺が１．０８ｍｍの矩形（長方形）である。
【００７４】
振動片１０の中心および励振電極１２ａ，１３ａの中心は、第１仮想直線５１と略重なっている。振動領域１１ｃは、上から見て、励振電極１２ａ，１３ａの中心が略重なっているため、励振電極１２ａ，１３ａと略同じ大きさおよび位置に配置されている。
【００７５】
第１接合中心４１ｂおよび第２接合中心４２ｂは、第１辺１１ｅに沿った方向に並んでいるとともに、上から見て、第１接合中心４１ｂから第１辺１１ｅまでの距離および第２接合中心４２ｂから第１辺１１ｅまでの距離は、０．１７５ｍｍである。
【００７６】
また、振動片１０、励振電極１２ａ，１３ａ、および振動領域１１ｃは、上から見て、第２仮想直線５２に対して略線対称に配置されており、振動領域中心１１ｄから交点５３までの距離は、０．８２５ｍｍである。また、本実施形態の実験において、第１接合部材４１の上面４１ａおよび第２接合部材４２の上面４２ａは、それぞれ、第１接合中心４１ｂを中心とした直径０．３５ｍｍの円および第２接合中心４２ｂを中心とした直径０．３５ｍｍの円となっている。また、本実験では、振動領域中心１１ｄから交点５３までの距離Ｌ２を略一定にして、第１接合中心４１ｂから第２接合中心４２ｂまで距離Ｌ１を変化させてＬ１／Ｌ２の値を変化させている。
【００７７】
図４は、Ｌ１／Ｌ２と水晶振動子１００のヒステリシスとの関係を示す図である。ここで、ヒステリシスは、後述するように、温度下降時の各温度における水晶振動子１００の共振周波数と、温度上昇時の各温度における水晶振動子１００の共振周波数と、を測定し、それぞれの温度における温度下降時の共振周波数と、温度上昇時の共振周波数と、の差の絶対値を求め、その値の最大値としている。
【００７８】
また、図４における、水晶振動子１００のヒステリシスは、以下のようにして測定および計算をしている。本実験では、Ｌ１／Ｌ２が０．３６、０．５０、０．７０、０．８０、０．９０の５種類の水晶振動子１００についてヒステリシスの測定および計算を行った。本実験における水晶振動子１００のヒステリシスの測定および計算は、以下に示す方法を用いた。
【００７９】
まず、水晶振動子１００の周囲温度を、常温（＋２５℃）、から＋８５℃まで加熱する。そして、水晶振動子１００の周囲温度を＋８５℃から−４０℃まで下降させつつ、５℃の温度間隔で、温度下降時の水晶振動子１００の共振周波数を測定する。次に、水晶振動子１００の周囲温度を−４０℃から＋８５℃まで上昇させつつ、温度下降時に共振周波数を測定した温度で、温度上昇時の水晶振動子１００の共振周波数を測定する。次に、温度下降時および温度上昇時に測定された同一温度条件での水晶振動子１００の共振周波数に対して、温度下降時の共振周波数と温度上昇時の共振周波数との差である差周波数を求める。次に、各温度条件での差周波数を水晶振動子１００の公称周波数（常温（＋２５℃）での共振周波数）で正規化して、各温度条件での正規化された周波数を求める。最後に、各温度条件での正規化された周波数のうち、絶対値が最大となる値を求め、その値を水晶振動子１００のヒステリシスとして抽出する。本実験に用いたＬ１／Ｌ２が５種類の水晶振動子１００について、上記の測定を行って、それぞれのＬ１／Ｌ２における水晶振動子１００のヒステリシスを計算する。
【００８０】
図４から、第１接合中心４１ｂから第２接合中心４２ｂまでの距離Ｌ１と、振動領域中心１１ｄから交点５３までの距離Ｌ２と、の比であるＬ１／Ｌ２が０．９７のとき、水晶振動子１００のヒステリシスは０．０７ｐｐｍとなっている。また、図４から、Ｌ１／Ｌ２に０．３６よりも小さな値を外挿しても、さらに水晶振動子１００のヒステリシスが小さくなることがわかる。従って、０＜Ｌ１／Ｌ２≦０．９７の範囲において、水晶振動子１００のヒステリシスは０．０７ｐｐｍ以下を満たしている。また、Ｌ１／Ｌ２＝０．８５のとき、水晶振動子１００のヒステリシスは０．０５ｐｐｍとなっている。従って、０＜Ｌ１／Ｌ２≦０．８５の範囲において、水晶振動子１００のヒステリシスは０．０５ｐｐｍ以下となっている。
【００８１】
水晶振動子１００のヒステリシスは、水晶振動子１００や水晶振動子１００を用いた発振器等を基準周波数源として電子機器などの製品に用いる場合には、電子機器の性能を低下させないために絶対値が小さいことが要求される。特に、水晶振動子１００や水晶振動子１００を用いた発振器等が、例えば、携帯電話機のフェムトセル用基地局装置等の基準周波数源に用いられる場合には、水晶振動子１００や水晶振動子１００を用いた発振器等の周波数温度特性の変動は、０．２５ｐｐｍ以下が求められており、この値を満足するために、ヒステリシスは０．１ｐｐｍ以下が求められている。従って、水晶振動子１００や水晶振動子１００を用いた発振器等のヒステリシスは、０．０７ｐｐｍ以下であることが好適である。
【００８２】
また、水晶振動子１００や水晶振動子１００を用いた発振器等がさらに高い周波数精度が要求される電子機器に使用される場合、例えば、ＧＰＳ信号と同期をとるための装置や、携帯電話機のマクロセル用基地局装置や、光ネットワーク（基幹系）用基地局装置等に用いられる場合には、水晶振動子１００や水晶振動子１００を用いた発振器等のヒステリシスは、０．０５ｐｐｍ以下であることが好適である。
【００８３】
以上述べたように、本実施形態に係る水晶振動子１００によれば、以下の効果を得ることができる。水晶振動子１００において、例えば、水晶振動子１００の周囲温度の変化にともなう振動片１０の伸びまたは縮み量と、底板２１の伸びまたは縮み量と、の差によって応力が発生した場合でも、Ｌ１／Ｌ２が、
０＜Ｌ１／Ｌ２≦０．９７
の関係を満足することによって、振動片１０の振動領域１１ｃに伝わる応力を低減させることができる。その結果、水晶振動子１００の特性変動、例えば、ヒステリシスの大きさを低減することができる。
【００８４】
また、水晶振動子１００において、例えば、水晶振動子１００の周囲温度の変化にともなう振動片１０の伸びまたは縮み量と、底板２１の伸びまたは縮み量と、の差によって応力が発生した場合でも、Ｌ１／Ｌ２が、
０＜Ｌ１／Ｌ２≦０．８５
の関係を満足することによって、振動片１０の振動領域１１ｃに伝わる応力をさらに低減させることができる。その結果、水晶振動子１００の特性変動、例えば、ヒステリシスの大きさを０＜Ｌ１／Ｌ２≦０．９７場合と比較してさらに低減することができる。
【００８５】
なお、本実験においては、第１接合部材４１の上面４１ａおよび第２接合部材４２の上面４２ａの直径が０．３５ｍｍであるため、Ｌ１の下限値としては、第１接合部材４１と第２接合部材４２とが電気的に接続しない範囲として、０．３５ｍｍより大きいことが好適である。すなわち、Ｌ１／Ｌ２が、
０．４２５＜Ｌ１／Ｌ２≦０．９７
の関係を満足することが好適である。
【００８６】
また、第１接合部材４１および第２接合部材４２を導電性接着剤で形成する場合には、第１接合部材４１の上面４１ａおよび第２接合部材４２の上面４２ａの直径は０．１５ｍｍ以下で形成することもできるため、Ｌ１の下限値としては、第１接合部材４１と第２接合部材４２とが電気的に接続しない範囲として、０．１５ｍｍより大きいことが好適である。すなわち、Ｌ１／Ｌ２が、
０．１８５＜Ｌ１／Ｌ２≦０．９７
の関係を満足することが好適である。
【００８７】
また、本実験においては、水晶振動子１００の周囲温度を下降させたときの共振周波数の測定を先に行っているが、これに限らず、水晶振動子１００の周囲温度を上昇させたときの共振周波数の測定を先に行ってもよい。また、測定する温度間隔についても、上記実験で設定した５℃間隔に限らず、ヒステリシスが計算できる温度間隔であればよく、例えば、０．５℃以上１０℃以下の範囲内の温度間隔でもよい。さらに、上記実験において、常温を＋２５℃としているが、これに限らず、例えば、常温は０℃以上＋４０℃以下の範囲としてもよい。
【００８８】
また、本実施形態では、振動片１０に水晶基板１１を用いているが、振動片１０は、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの他の圧電単結晶で構成されていてもよい。振動片１０が水晶以外の圧電単結晶で構成される場合には、水晶で構成された場合と同様の特性が得られるように、結晶の方位（カット角）などが選択される。振動片１０は、圧電振動片以外にも、弾性表面波素子やＭＥＭＳ振動片等を用いることができる。また、振動片１０は、圧電単結晶以外にも、ジルコン酸チタン酸鉛等の圧電セラミックス等の圧電材料、又はシリコン基板等で構成されてもいてもよい。さらに、振動片１０の形状は、特に限定されず、二脚音叉、Ｈ型音叉、三脚音叉、くし歯型、直交型、角柱型等の形状であってもよい。振動片１０の励振手段としては、圧電効果によるものを用いてもよいし、クーロン力による静電駆動を用いてもよい。加えて、振動片１０としては、物理量を検出する素子、例えば、慣性センサー（加速度センサー、ジャイロセンサー等）、力センサー（傾斜センサー等）用の素子であってもよい。
【００８９】
また、振動片１０、励振電極１２ａ，１３ａについては、本実験に用いた形状や大きさ以外にも、各種の形状や大きさとすることができる。さらに、第１接合部材４１の上面４１ａおよび第２接合部材４２の上面４２ａについては、本実験に用いた形状や大きさ以外にも、各種の形状や大きさとすることができる。
【００９０】
また、本実施形態では、第１接合部材４１および第２接合部材４２は導電性を有する部材を用いているが、これに限らず、第１接合部材４１および第２接合部材４２の少なくとも一方が導電性を有さない部材、例えば、導電性の部材を含有しない樹脂やガラス等であってもよい。第１接合部材４１および第２接合部材４２が導電性を有さない部材の場合は、例えば、振動片１０は第１接合部材４１および第２接合部材４２を介して底板２１に機械的に支持され、励振電極１２ａと内部接続端子２４ａと、および励振電極１３ａと内部接続端子２４ｂと、は、ボンディングワイヤー等の導電性部材を介して電気的に接続することができる。また、第１接合部材４１および第２接合部材４２のうち、一方が導電性を有し他方が導電性を有さない部材であっても、導電性を有さない方の接合部材側は上記と同様の方法を用いて機械的接続および電気的接続を行い、導電性を有する方の接合部材側は第１実施形態と同様の機械的接続および電気的接続を行うことができる。
【００９１】
このように、第１接合部材４１および第２接合部材４２の少なくとも一方に導電性を有さない部材を用いても、第１実施形態の少なくとも一部の効果を得ることができる。すなわち、第１接合部材４１および第２接合部材４２の少なくとも一方に導電性を有さない部材を用いても、振動片１０は第１接合部材４１および第２接合部材４２を介して底板２１に機械的に接続されている。従って、振動領域１１ｃ、第１接合部材４１、および第２接合部材４２が、
０＜Ｌ１／Ｌ２≦０．９７
の関係を、満足すれば、水晶振動子１００の周囲温度の変化にともなう振動片１０の伸びまたは縮み量と、底板２１の伸びまたは縮み量と、の差によって発生した応力が振動片１０の振動領域１１ｃに伝わることを低減できる。その結果として、水晶振動子１００の特性変動、例えば、ヒステリシスの大きさを低減することができるためである。
【００９２】
さらに、本実施形態において、振動デバイスの一例として振動片１０を有する水晶振動子１００を例示して説明したが、これに限らず、各種の振動デバイスに応用することができる。振動デバイスの例としては、物理量を検出するための素子と、素子からの信号を検出する検出回路または素子を発振させるための発振回路と、を有する、慣性センサー（加速度センサー、ジャイロセンサー等）、力センサー（傾斜センサー等）等のセンサーでもよい。上述の発振回路および検出回路は、例えば、底板２１の内部空間２６側に配置されていてもよいし、底板２１の複数の外部接続端子２５が形成されている側に配置されていてもよい。また、上述の発振回路および検出回路は、振動デバイスと離れて配置され、振動デバイスの複数の外部接続端子２５を介して振動片１０と電気的に接続されていてもよい。
【００９３】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る振動デバイスの一例として、水晶振動子２００について説明する。なお、上記第１実施形態に係る水晶振動子１００と同じ構成要素については、同一符号を付して説明を省略し、上記第１実施形態に係る水晶振動子１００と異なる部分を中心に説明する。
【００９４】
図５は、第２実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子２００の概略図であり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）中のＢ−Ｂ断面図である。
【００９５】
［振動片］
図５に示すように、水晶振動子２００は、振動片１１０が第１実施形態とは異なり、上から見て、第１接合中心４１ｂと第２接合中心４２ｂとを結ぶ第１仮想直線５１と、下面１１１ｂの励振電極１１３ａと、の間に、水晶基板１１１の下面１１１ｂ側に窪み１１１ｆが形成されている。また、窪み１１１ｆは、第１方向５４に沿った方向において、第１接合中心４１ｂから第２接合中心４２ｂまで延設されている。
【００９６】
窪み１１１ｆの部分の水晶基板１１１の上面１１１ａおよび下面１１１ｂと交差する方向の距離、すなわち窪み１１１ｆの厚さＴ１は、窪み１１１ｆが形成されていない水晶基板１１１の厚さＴ２よりも薄くなっている。また、窪み１１１ｆは、上から見て、水晶基板１１１の第１方向５４の端部よりも内側に形成されている。
【００９７】
本実施形態の水晶振動子２００は、周囲温度の変化にともなう水晶振動子２００の伸びまたは縮み量と、振動片１１０と底板２１の伸びまたは縮み量と、の間の差によって発生する応力が、振動片１１０の振動領域１１１ｃ、すなわち図５（ａ）の水晶基板１１１において励振電極１１２ａ，１１３ａと重なっている領域、および図５（ｂ）の水晶基板１１１において網掛けハッチングされている領域へは、窪み１１１ｆのある領域を介して振動領域１１１ｃに伝わる。水晶基板１１１の窪み１１１ｆの厚さＴ１は、水晶基板１１１の厚さＴ２よりも薄い。厚さＴ１の領域を介して厚さＴ２の領域に応力が伝わる場合、厚さＴ１の領域は厚さＴ２の領域と比較して、より大きくひずむことで応力を吸収するため、厚さＴ２の領域に伝わる応力は低減する。従って、水晶振動子２００の周囲温度の変化にともなう振動片１１０の伸びまたは縮み量と、基板としての底板２１の伸びまたは縮み量と、の間の差によって発生する応力は、窪み１１１ｆをひずませることで、振動領域１１１ｃに伝わりにくくなる。
【００９８】
以上述べたように、本実施形態に係る水晶振動子２００によれば、振動領域１１１ｃ、第１接合部材４１、および第２接合部材４２が、
０＜Ｌ１／Ｌ２≦０．９７
の関係を、満足することにより、第１実施形態に係る水晶振動子１００における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。本実施形態の水晶振動子２００では、第１実施形態と比較して、周囲温度の変化にともなう振動片１１０の伸びまたは縮み量と、底板２１の伸びまたは縮み量と、の差によって発生して振動領域１１ｃに伝わる応力がさらに低減する。従って、第１実施形態と比較して、水晶振動子２００の特性変動、例えば、ヒステリシスの大きさをさらに低減することができる。
【００９９】
なお、窪み１１１ｆが形成される位置は、本実施形態の位置以外でもよい。窪み１１１ｆは、例えば、上から見て、第１接合中心４１ｂと励振電極１１２ａ，１１３ａとの間と、第２接合中心４２ｂと励振電極１１２ａ，１１３ａとの間と、の２箇所以上に分離して形成されていてもよい。さらに、窪み１１１ｆは、第１仮想直線５１と、励振電極１１２ａ，１１３ａと、の間であれば、第１方向５４と交差する方向において、２箇所以上に形成されていてもよい。
【０１００】
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る振動デバイスの一例として、水晶振動子３００について説明する。なお、上記第１実施形態に係る水晶振動子１００と同じ構成要素については、同一符号を付して説明を省略し、上記第１実施形態に係る水晶振動子１００と異なる部分を中心に説明する。
【０１０１】
図６は、第３実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子３００の概略図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）中のＣ−Ｃ断面図である。
【０１０２】
［振動片］
図６に示すように、水晶振動子３００は、振動片２１０が第１実施形態とは異なり、上から見て、第１接合中心４１ｂと第２接合中心４２ｂとを結ぶ第１仮想直線５１と、励振電極２１２ａ，２１３ａと、の間に、水晶基板２１１の上面２１１ａから下面２１１ｂまでを貫通する孔２１１ｇが形成されている。また、孔２１１ｇは、第１方向５４に沿った方向において、第１接合中心４１ｂから第２接合中心４２ｂまで延設されている。
【０１０３】
本実施形態の水晶振動子３００は、周囲温度の変化にともなう振動片２１０の伸びまたは縮み量と、底板２１の伸びまたは縮み量と、の間の差によって発生する応力が、振動片２１０の振動領域２１１ｃ、すなわち図６（ａ）の水晶基板２１１において励振電極２１２ａ，２１３ａと重なっている領域、および図６（ｂ）の水晶基板２１１において網掛けハッチングされている領域へは、水晶基板２１１の孔２１１ｇに隣接していない領域および孔２１１ｇに隣接した領域の両方を介して振動領域２１１ｃに伝わる。水晶基板２１１の孔２１１ｇに隣接した領域は、孔２１１ｇに隣接していない領域よりもひずみやすい。その結果、水晶振動子３００の周囲温度の変化にともなう振動片２１０の伸びまたは縮み量と、基板としての底板２１の伸びまたは縮み量と、の間の差によって発生する応力は、孔２１１ｇに隣接した領域をひずませることで、振動領域２１１ｃに伝わりにくくなる。
【０１０４】
以上述べたように、本実施形態の水晶振動子３００によれば、振動領域２１１ｃ、第１接合部材４１、および第２接合部材４２が、
０＜Ｌ１／Ｌ２≦０．９７
の関係を、満足することにより、第１実施形態に係る水晶振動子１００における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。本実施形態の水晶振動子３００では、第１実施形態と比較して、水晶振動子３００の周囲温度の変化にともなう振動片２１０の伸びまたは縮み量と、底板２１の伸びまたは縮み量と、の間の差によって発生して振動領域２１１ｃに伝わる応力がさらに低減する。従って、第１実施形態と比較して、水晶振動子３００の特性変動、例えば、ヒステリシスの大きさをさらに低減することができる。
【０１０５】
なお、孔２１１ｇの形成される位置は、本実施形態の位置以外でもよい。孔２１１ｇは、例えば、上から見て、第１接合中心４１ｂと励振電極２１２ａ，２１３ａとの間と、第２接合中心４２ｂと励振電極２１２ａ，２１３ａとの間と、の２箇所以上に形成されていてもよい。さらに、孔２１１ｇは、第１仮想直線５１と、励振電極２１２ａ，２１３ａと、の間であれば、第１方向５４と交差する方向において、２箇所以上に形成されていてもよい。
【０１０６】
＜第４実施形態＞
第４実施形態に係る振動デバイスの一例として、水晶振動子４００について説明する。なお、上記第１実施形態に係る水晶振動子１００と同じ構成要素については、同一符号を付して説明を省略し、上記第１実施形態に係る水晶振動子１００と異なる部分を中心に説明する。
【０１０７】
図７は、第４実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子４００の概略図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）中のＤ−Ｄ断面図、図７（ｃ）は図７（ｂ）の励振電極部の部分断面図である。
【０１０８】
［振動片］
本実施形態の水晶振動子４００は、振動片３１０において、水晶基板３１１の上面および下面と交差する方向の距離、すなわち水晶基板３１１の厚さが、第１の厚さＴ３を有する第１領域３１１ｈと、Ｔ３よりも薄い厚さＴ４を有する第２領域３１１ｋと、を有し、いわゆるメサ型の構造を持っている。水晶基板３１１は、上から見て、第１領域３１１ｈが第２領域３１１ｋに囲まれた形状をしている。
【０１０９】
図７（ａ）に示すように、励振電極３１２ａ，３１３ａは、上から見て、矩形状をしており、略重なるように配置されている。すなわち、上から見て、励振電極３１２ａの中心と、励振電極３１３ａの中心とが、略重なるように配置されている。また、水晶基板３１１には、励振電極３１２ａ，３１３ａで挟まれた振動領域３１１ｃ、すなわち図７（ａ）の水晶基板３１１において励振電極３１２ａ，３１３ａと重なっている領域、および図７（ｂ）の水晶基板３１１において網掛けハッチングされている領域を有している。さらに、励振電極３１２ａ，３１３ａは、上から見て、第１方向５４においては第１領域３１１ｈと重なるように、第１方向５４と交差する方向においては第１領域３１１ｈおよび第２領域３１１ｋと重なるように配置されている。
【０１１０】
振動領域３１１ｃは、振動領域中心３１１ｄを有する。振動領域３１１ｃは、励振電極３１２ａ，３１３ａが上述の配置となっているため、上から見て、矩形状をしており、振動領域中心３１１ｄと励振電極３１２ａ，３１３ａの中心とは、略重なっている。
【０１１１】
振動領域中心３１１ｄと第１領域３１１ｈの中心とは、上から見て、略重なるように配置されている。また、本実施形態では、第１領域３１１ｈは、振動領域３１１ｃの大部分と重なっている。振動領域３１１ｃの大部分とは、例えば８０％以上であることが好ましい。なお、上述した励振電極３１２ａ，３１３ａの中心、振動領域中心３１１ｄ、および第１領域３１１ｈの中心は、それぞれ、励振電極３１２ａ，３１３ａを上から見た形状の重心（図心）、振動領域３１１ｃを上から見た形状の重心（図心）、および第１領域３１１ｈを上から見た形状の重心（図心）である。
【０１１２】
また、図７（ｂ），（ｃ）に示すように、励振電極３１２ａは、第１方向５４と交差する方向において、第１領域３１１ｈの上面と、第１領域３１１ｈの上面と第２領域３１１ｋの上面とをつなぐ側面３１１ｍと、第２領域３１１ｋの上面と、に連続して配置されている。励振電極３１３ａは、第１方向５４と交差する方向において、第１領域３１１ｈの下面と、第１領域３１１ｈの下面と第２領域３１１ｋの下面とをつなぐ側面３１１ｎと、第２領域３１１ｋの下面と、に連続して配置されている。
【０１１３】
本実施形態の水晶振動子４００は、上から見て、振動領域中心３１１ｄが、第１の厚さＴ３を持つ第１領域３１１ｈと重なっているとともに、第１接合中心４１ｂおよび第２接合中心４２ｂが、Ｔ３よりも薄い厚さＴ４を持つ第２領域３１１ｋと重なっている。すなわち、振動片３１０は、振動片３１０が振動している状態において振動エネルギーの多くが集まる第１領域３１１ｈの厚さＴ３よりも薄い厚さＴ４を持つ第２領域３１１ｋで、第１接合部材４１および第２接合部材４２を介して底板２１に支持されている。このため、水晶振動子４００の周囲温度の変化にともなう振動片３１０の伸びまたは縮み量と、基板としての底板２１の伸びまたは縮み量と、の間の差によって発生する応力は、第２領域３１１ｋを介して振動領域３１１ｃに伝わる。厚さＴ４の領域を介して厚さＴ３の領域に応力が伝わる場合、厚さＴ４の領域は厚さＴ３の領域と比較してより大きくひずむことで応力を吸収するため、厚さＴ３の領域に伝わる応力は低減する。従って、水晶振動子４００の周囲温度の変化にともなう振動片３１０の伸びまたは縮み量と、底板２１の伸びまたは縮み量と、の間の差によって発生する応力は、振動片３１０の第２領域３１１ｋをひずませることで、振動領域３１１ｃに伝わりにくくなる。
【０１１４】
以上述べたように、本実施形態に係る水晶振動子４００によれば、振動領域３１１ｃ、第１接合部材４１、および第２接合部材４２が、
０＜Ｌ１／Ｌ２≦０．９７
の関係を、満足することにより、第１実施形態に係る水晶振動子１００における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。本実施形態の水晶振動子４００では、第１実施形態と比較して、水晶振動子４００の周囲温度の変化にともなう振動片３１０の伸びまたは縮み量と、底板２１の伸びまたは縮み量と、の間の差によって発生して振動領域３１１ｃに伝わる応力がさらに低減する。従って、第１実施形態と比較して、水晶振動子４００の特性変動、例えば、ヒステリシスの大きさをさらに低減することができる。
【０１１５】
なお、本実施形態の振動片３１０は、上から見て、励振電極３１２ａ，３１３ａの中心、振動領域中心３１１ｄ、および第１領域３１１ｈの中心が略重なるように配置されているが、これに限らず、上から見て、振動領域中心３１１ｄと第１領域３１１ｈとが重なるように励振電極３１２ａ，３１３ａが配置されていればよい。また、励振電極３１２ａ，３１３ａは、上から見て、一方の励振電極が他方の励振電極の内側に配置されていてもよいし、両方の励振電極が第１領域３１１ｈのみと重なるように配置されていてもよい。
【０１１６】
＜振動片の変形例＞
本実施形態に係る振動デバイスにおいて、振動片は、図７に示した振動片３１０の形状以外でもよい。振動片の変形例について、図８を用いて説明する。なお、第１実施形態に係る振動片１０または第４実施形態に係る振動片３１０と同じ構成要素については、同一符号を付して説明を省略し、第１実施形態に係る振動片１０または第４実施形態に係る振動片３１０と異なる部分を中心に説明する。
【０１１７】
図８は、本実施形態に係る振動片の変形例を示す概略図であり、図８（ａ）は、変形例の一例である振動片４１０の平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）中のＥ−Ｅ断面図、図８（ｃ）は、変形例の他の例である振動片５１０の平面図、図８（ｄ）は、図８（ｃ）中のＦ−Ｆ断面図、図８（ｅ）は図８（ｄ）の励振電極部の部分拡大断面図である。なお、以下の説明では、図８（ｂ），（ｄ）中の上側を「上」、下側を「下」として説明する。また、図８（ｂ），（ｄ）中の各部材の上側にある面を上面、下側にある面を下面として説明する。
【０１１８】
振動片４１０は、図８（ａ），（ｂ）に示すように、水晶基板４１１の厚さＴ３の第１領域４１１ｈの上側の面が、厚さＴ４の第２領域４１１ｋの上側の面よりも上側に突出しているとともに、第１領域４１１ｈの下側の面と第２領域４１１ｋの下側の面とが、平面状につながっている。励振電極４１２ａ，４１３ａは、上から見て、略重なるように配置されている。また、水晶基板４１１には、励振電極４１２ａ，４１３ａで挟まれた振動領域４１１ｃ、すなわち図８（ａ）の水晶基板４１１において励振電極４１２ａ，４１３ａと重なっている領域、および図８（ｂ）の水晶基板４１１において網掛けハッチングされている領域を有している。さらに、振動領域中心４１１ｄは、第１領域４１１ｈの中心と略重なるように配置されている。
【０１１９】
また、励振電極４１２ａは、第１方向５４と交差する方向において、第１領域４１１ｈの上面と、第１領域４１１ｈの上面と第２領域４１１ｋの上面とをつなぐ側面４１１ｍと、第２領域４１１ｋの上面と、に連続して配置されている。
【０１２０】
振動片５１０は、図８（ｃ），（ｄ）に示すように、水晶基板５１１の第１領域５１１ｈの厚さが、第２領域５１１ｋの厚さＴ４よりも厚いＴ５の領域と、Ｔ５よりも厚いＴ６の領域と、を有している。また、励振電極５１２ａおよび５１３ａは、上から見て、第１領域５１１ｈの厚さＴ６の領域および厚さＴ５の領域と、第２領域５１１ｋと、に重なるように配置されている。また、水晶基板５１１には、励振電極５１２ａ，５１３ａで挟まれた振動領域５１１ｃ、すなわち図８（ｃ）の水晶基板５１１において励振電極５１２ａ，５１３ａと重なっている領域、および図８（ｄ）の水晶基板５１１において網掛けハッチングされている領域を有している。さらに、振動領域中心５１１ｄは、第１領域５１１ｈの厚さＴ６の領域と重なるように配置されている。
【０１２１】
また、図８（ｄ），（ｅ）に示すように、励振電極５１２ａは、第１方向５４と交差する方向において、第１領域５１１ｈの厚さＴ６の領域の上面と、第１領域５１１ｈの厚さＴ６の領域の上面および厚さＴ５の領域の上面をつなぐ側面５１１ｍと、第１領域５１１ｈの厚さＴ５の領域の上面と、第１領域５１１ｈの厚さＴ５の領域の上面および第２領域５１１ｋの上面をつなぐ側面５１１ｎと、第２領域５１１ｋの上面と、に連続して配置されている。励振電極５１３ａは、第１方向５４と交差する方向において、第１領域５１１ｈの厚さＴ６の領域の下面と、第１領域５１１ｈの厚さＴ６の領域の下面および厚さＴ５の領域の下面をつなぐ側面５１１ｐと、第１領域５１１ｈの厚さＴ５の領域の下面と、第１領域５１１ｈの厚さＴ５の領域の下面および第２領域５１１ｋの下面をつなぐ側面５１１ｑと、第２領域５１１ｋの下面と、に連続して配置されている。
【０１２２】
上述の振動片４１０または振動片５１０を用いた水晶振動子４００においても、振動片３１０を用いた本実施形態の水晶振動子４００と同様の効果を奏することができる。
【０１２３】
なお、上述の変形例の振動片４１０は、上から見て、励振電極４１２ａ，４１３ａの中心、振動領域中心４１１ｄ、および第１領域４１１ｈの中心が略重なるように配置されているが、これに限らず、上から見て、振動領域中心４１１ｄと第１領域４１１ｈとが重なるように励振電極４１２ａ，４１３ａが配置されていればよい。また、励振電極４１２ａ，４１３ａは、上から見て、一方の励振電極が他方の励振電極の内側に配置されていてもよいし、両方の励振電極が第１領域４１１ｈのみと重なるように配置されていてもよい。
【０１２４】
さらに、上述の変形例の振動片５１０は、上から見て、励振電極５１２ａ，５１３ａの中心、振動領域中心５１１ｄ、および第１領域５１１ｈの中心が略重なるように配置されているが、これに限らず、上から見て、振動領域中心５１１ｄと第１領域５１１ｈの厚さＴ６の領域とが重なるように励振電極５１２ａ，５１３ａが配置されていればよい。また、励振電極５１２ａ，５１３ａは、上から見て、一方の励振電極が他方の励振電極の内側に配置されていてもよいし、両方の励振電極が第１領域５１１ｈのみと重なるように配置されていてもよい。
【０１２５】
＜第５実施形態＞
第５実施形態に係る振動デバイスの一例として、水晶振動子５００について説明する。なお、上記第１実施形態に係る水晶振動子１００と同じ構成要素については、同一符号を付して説明を省略し、上記第１実施形態に係る水晶振動子１００と異なる部分を中心に説明する。
【０１２６】
図９は、第５実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子５００の概略図であり、図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＧ−Ｇ断面図である。
【０１２７】
［接合部材］
本実施形態の水晶振動子５００は、図９に示すように、第１実施形態の水晶振動子１００と異なり、第１接合部材１４１および第２接合部材１４２が金属バンプで形成されている。第１接合部材１４１の接続電極１２ｃ側、すなわち振動片１０側の上面１４１ａは、第１接合中心１４１ｂを有する。第２接合部材１４２の接続電極１３ｃ側、すなわち振動片１０側の上面１４２ａは、第２接合中心１４２ｂを有する。
【０１２８】
金属バンプは、めっき法やボンディング法等によって形成されている。めっき法では、振動片１０またはパッケージ２０の所定の位置に、第１接合部材１４１および第２接合部材１４２が形成されるように所定のパターンを形成した後に金属をめっきすることで、金属バンプの第１接合部材１４１および第２接合部材１４２を形成することができる。
【０１２９】
また、ボンディング法では、金（Ａｕ）等金属製のワイヤー（細線）を振動片１０またはパッケージ２０の第１接合部材１４１および第２接合部材１４２のそれぞれが形成される位置に接続し、接続された部分以外のワイヤーを切断することで、金属バンプの第１接合部材１４１および第２接合部材１４２を形成することができる。
【０１３０】
なお、上記のめっき法やボンディング法に代えて、振動片１０またはパッケージ２０の第１接合部材１４１および第２接合部材１４２が形成される位置に金属部材を含むペースト（溶剤）を印刷やディスペンス等で塗布した後に、ペーストが塗布された振動片１０またはパッケージ２０を加熱することで、金属以外の溶剤成分を揮発させて、金属バンプの第１接合部材１４１および第２接合部材１４２を形成することもできる。
【０１３１】
金属バンプの形状としては、特に限定されず、柱状（円柱状）や多角柱や円錐台等であってもよい。また、金属製のワイヤーは、金（Ａｕ）以外にも、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）などを主成分とする金属で構成されていてもよい。また、金属部材の材質は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）などを主成分とする金属や、無鉛はんだや有鉛半田などの合金でもよい。
【０１３２】
金属バンプは、接着剤等の樹脂部材と比較して、加熱や時間経過による金属バンプ内部からの気体の放出が低減する。このため、水晶振動子５００が加熱されたり、水晶振動子５００の製造後に時間が経過したりしても、第１接合部材１４１および第２接合部材１４２が樹脂部材で形成されている場合と比較して、第１接合部材１４１および第２接合部材１４２からの気体の放出が低減する。
【０１３３】
また、第１接合部材１４１および第２接合部材１４２から放出される気体は、気密状態とされた内部空間２６に放出されるので、放出された気体が励振電極１２ａ，１３ａに付着して質量を増加させたり、放出された気体が励振電極１２ａ，１３ａを変質させたりすることで、振動片１０の特性、例えば、共振周波数や周波数温度特性や等価直列抵抗を変動させる場合がある。
【０１３４】
上述のことから、加熱や時間経過により、本実施形態に係る水晶振動子５００の第１接合部材１４１および第２接合部材１４２から放出される気体は、第１実施形態に係る水晶振動子１００の第１接合部材４１および第２接合部材４２から放出される気体より低減する。従って、第１実施形態の水晶振動子１００と比較して、水晶振動子５００の特性、例えば、共振周波数や周波数温度特性や等価直列抵抗等の変動を低減することができる。
【０１３５】
以上述べたように、本実施形態に係る水晶振動子５００によれば、振動領域１１ｃ、第１接合部材１４１、および第２接合部材１４２が、
０＜Ｌ１／Ｌ２≦０．９７
の関係を、満足することにより、第１実施形態に係る水晶振動子１００における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。水晶振動子５００は、第１実施形態の水晶振動子１００と比較して、第１接合部材１４１および第２接合部材１４２からの気体の放出を低減することができ、水晶振動子５００の特性変動、例えば、出力周波数や周波数温度特性や等価直列抵等の変動を低減することができる。
【０１３６】
なお、本実施形態では、第１接合部材１４１および第２接合部材１４２を金属バンプで形成しているが、第１接合部材１４１および第２接合部材１４２の少なくとも一方の接合部材を金属バンプで形成し、他方の接合部材を導電性または非導電性の接着剤等で形成しても、上述の理由により、本実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１３７】
また、第１接合部材１４１および第２接合部材１４２を金属バンプで形成する場合には、第１接合部材１４１の上面１４１ａおよび第２接合部材１４２の上面１４２ａの直径は０．０５ｍｍ以下で形成することもできるため、Ｌ１の下限値としては、第１接合部材１４１と第２接合部材１４２とが電気的に接続しない範囲として、０．０５ｍｍより大きいことが好適である。すなわち、Ｌ１／Ｌ２が、
０．０６５＜Ｌ１／Ｌ２≦０．９７
の関係を満足することが好適である。
【０１３８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えたり、上述した実施形態を２つ以上組み合わせたりすることが可能である。
【０１３９】
＜第６実施形態＞
次に、第１実施形態から第５実施形態に係る水晶振動子１００，２００，３００，４００，５００のいずれかを備えた第６実施形態に係る電子機器について、図１０から図１３を用いて説明する。なお、本実施形態の説明では、振動デバイスとして第１実施形態に係る水晶振動子１００を用いた例を示している。
【０１４０】
図１０は、本発明の一実施形態に係る水晶振動子１００を備える電子機器の一例としての発振器１０００の構成の概略を示す概略構成図であり、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＨ−Ｈ断面図を表わしている。なお、説明の便宜上、図１０（ａ）ではリッド１０２０の図示を省略している。また、以下の説明では、図１０（ｂ）中の上側を「上」、下側を「下」として説明する。また、図１０（ｂ）中の各部材の上側にある面を上面、下側にある面を下面として説明する。
【０１４１】
図１０に示すように、発振器１０００は、水晶振動子１００、容器１０１０、リッド１０２０、発振回路１０３０、およびボンディングワイヤー１０４０などから構成されている。
【０１４２】
容器１０１０は、中央部が窪んだ形状の内部空間１０１８が形成されており、容器１０１０の上面に沿って枠状にシールリング１０１２が、内部空間１０１８側にある面に複数の内部接続端子１０１４が、下面に複数の外部接続端子１０１６が、それぞれ設けられている。内部接続端子１０１４と外部接続端子１０１６とは、図示しない内部配線を介して電気的に接続されている。
【０１４３】
水晶振動子１００は、容器１０１０の内部空間１０１８側に搭載されており、図示しない内部配線を介して内部接続端子１０１４と電気的に接続されている。
発振回路１０３０は、水晶振動子１００を発振させるための回路であり、上面に複数のパッド１０３２を有し、水晶振動子１００の上面に図示しない接合部材、例えば、接着剤やはんだ等で接続されている。
ボンディングワイヤー１０４０は、金（Ａｕ）等の金属製のワイヤー（細線）であり、パッド１０３２と内部接続端子１０１４とを電気的に接続する。
リッド１０２０は、容器１０１０の開口を覆う平板形状を有しており、容器１０１０の内部空間１０１８が気密状態となるように、シールリング１０１２と接合されている。
【０１４４】
上述の発振器１０００は、複数の外部接続端子１０１６の少なくとも１つの端子に発振回路１０３０を動作させるための電圧が印加されて、複数の外部接続端子１０１６の他の端子の少なくとも１つの端子から、発振回路１０３０から出力される発振信号が出力される。
【０１４５】
上述のように、電子機器の一例として発振器１０００に、本発明の一実施形態に係る水晶振動子１００を備えることにより、発振器の基準周波数源として水晶振動子１００から安定した周波数信号が出力されるため、発振器１０００の動作の信頼性を向上させることができる。
【０１４６】
図１１は、第１実施形態に係る水晶振動子１００を備える電子機器の一例としてのモバイル型（又はノート型）のパーソナルコンピューター１１００の構成の概略を示す斜視図である。図１１に示すように、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１１０６を備えた表示ユニット１１０８とにより構成され、表示ユニット１１０８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、水晶振動子１００が内蔵されている。
【０１４７】
上述のように、電子機器の一例としてのモバイル型（又はノート型）のパーソナルコンピューター１１００に、本発明の一実施形態に係る水晶振動子１００を、例えば、クロック源として備えることにより、モバイル型のパーソナルコンピューター１１００に供給されるクロック源として水晶振動子１００から安定した周波数信号が出力されるため、モバイル型のパーソナルコンピューター１１００の動作の信頼性を向上させることができる。
【０１４８】
図１２は、第１実施形態に係る水晶振動子１００を備える電子機器の一例としての携帯電話機１２００（ＰＨＳも含む）の構成の概略を示す斜視図である。図１２に示すように、携帯電話機１２００は、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、水晶振動子１００が内蔵されている。
【０１４９】
上述のように、電子機器の一例としての携帯電話機１２００（ＰＨＳを含む）に、本発明の一実施形態に係る水晶振動子１００を、例えば、クロック源として備えることにより、携帯電話機１２００に供給されるクロック源として水晶振動子１００から安定した周波数信号が出力されるため、携帯電話機１２００の動作の信頼性を向上させることができる。
【０１５０】
図１３は、第１実施形態に係る水晶振動子１００を備える電子機器の一例としてのデジタルカメラ１３００の構成の概略を示す斜視図である。なお、図１３には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、従来のフィルムカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
デジタルカメラ１３００におけるケース１３０２（ボディー）の背面には、表示部１３０４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１３０４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１３０６が設けられている。
【０１５１】
撮影者が表示部１３０４に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０８を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３１０に転送・格納される。また、このデジタルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号の出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号の出力端子１３１２にはテレビモニター１４１０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４２０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３１０に格納された撮像信号が、テレビモニター１４１０や、パーソナルコンピューター１４２０に出力される構成になっている。このようなデジタルカメラ１３００には、水晶振動子１００が内蔵されている。
【０１５２】
上述のように、電子機器の一例としてのデジタルカメラ１３００に、本発明の一実施形態に係る水晶振動子１００を、例えば、クロック源として備えることにより、デジタルカメラ１３００に供給されるクロック源として水晶振動子１００から安定した周波数信号が出力されるため、デジタルカメラ１３００の動作の信頼性を向上させることができる。
【０１５３】
なお、第１実施形態に係る水晶振動子１００は、図１０の発振器１０００、図１１のパーソナルコンピューター１１００（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１２の携帯電話機１２００、図１３のデジタルカメラ１３００の他にも、他の電子機器に適用することができる。
【０１５４】
他の電子機器の例としては、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ー）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、リアルタイムクロック装置、ページャー、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、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、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）などが挙げられる。
【０１５５】
＜第７実施形態＞
次に、第１実施形態から第５実施形態に係る水晶振動子１００，２００，３００，４００，５００のいずれかを備えた第７実施形態に係る移動体について、図１４を用いて説明する。なお、本実施形態の説明では、振動デバイスとして第１実施形態に係る水晶振動子１００を用いた例を示している。
図１４は、第１実施形態に係る水晶振動子１００を備える移動体の一例としての自動車１５００を概略的に示す斜視図である。
【０１５６】
自動車１５００には第１実施形態に係る水晶振動子１００が搭載されている。図１４に示すように、移動体としての自動車１５００には、水晶振動子１００を内蔵してタイヤ１５０４などを制御する電子制御ユニット１５１０が車体１５０２に搭載されている。また、本発明の一実施形態に係る水晶振動子１００は、他にも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、ブレーキシステム、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、などの電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）に広く適用できる。
【０１５７】
上記のように、移動体の一例としての自動車１５００に、本発明の一実施形態に係る水晶振動子１００を、例えば、クロック源として備えることにより、自動車１５００および電子制御ユニット１５１０のうち少なくとも一方に供給されるクロック源として水晶振動子１００から安定した周波数信号が出力されるため、自動車１５００および電子制御ユニット１５１０のうち少なくとも一方の動作の信頼性を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１５８】
１０…振動片、１１…水晶基板、１１ａ…上面、１１ｂ…下面、１２ａ，１３ａ…励振電極、１２ｂ，１３ｂ…引出電極、１２ｃ，１３ｃ…接続電極、１１ｃ…振動領域、１１ｄ…振動領域中心、１１ｅ…第１辺、２０…パッケージ、２１…底板、２１ａ…上面、２１ｂ…下面、２２…側壁、２３…シールリング、２４ａ，２４ｂ…内部接続端子、２５…外部接続端子、２６…内部空間、３０…リッド、４１…第１接合部材、４２…第２接合部材、４１ａ，４２ａ…上面、４１ｂ…第１接合中心、４２ｂ…第２接合中心、５１…第１仮想直線、５２…第２仮想直線、５３…交点、５４…第１方向、５５，５６…端部、１００，２００，３００，４００，５００…水晶振動子、１０００…発振器、１０１０…容器、１０１２…シールリング、１０１４…内部接続端子、１０１６…外部接続端子、１０１８…内部空間、１０２０…リッド、１０３０…発振回路、１０３２…パッド、１０４０…ボンディングワイヤー、１１００…パーソナルコンピューター、１１０２…キーボード、１１０４…本体部、１１０６…表示部、１１０８…表示ユニット、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…デジタルカメラ、１３０２…ケース、１３０４…表示部、１３０６…受光ユニット、１３０８…シャッターボタン、１３１０…メモリー、１３１２…ビデオ信号出力端子、１３１４…入出力端子、１４１０…テレビモニター、１４２０…パーソナルコンピューター、１５００…自動車、１５０２…車体、１５０４…タイヤ、１５１０…電子制御ユニット。
【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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