(57)【要約】【課題】厚みが薄く、高精度で安定した音叉型圧電振動子が得られるようにする。【解決手段】音叉型圧電振動子１０を構成している音叉型圧電振動片２０は、振動片本体２５が基部２１および基部２１から突出して形成されている振動腕部２２、２３とを備えている。また、音叉型圧電振動片２０は、振動片本体２５を囲繞して形成した枠部２４を有する。枠部２４は、長手方向の両端部がマウント部２８、２９となっている。音叉型圧電振動片２０は、枠部２４の設けたマウント部２８、２９がパッケージ３０に設けたマウント電極３４、３５に接合される。【選択図】          図１
2004297580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部および当該基部から突出して形成された振動腕部とを備えた振動片本体と、
前記基部に接続されて前記振動片本体を囲繞して形成され、マウント部が設けられた枠部と、
を有することを特徴とする音叉型圧電振動片。
【請求項２】
請求項１に記載の音叉型圧電振動片において、
前記枠部のマウント部は、前記枠部の長手方向の両端に設けられていることを特徴とする音叉型圧電振動片。
【請求項３】
請求項１または２に記載の音叉型圧電振動片において、
前記枠部は、パッケージへの実装用アライメントパターンが設けてあることを特徴とする音叉型圧電振動片。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の音叉型圧電振動片において、
前記基部と前記枠部との境界部は、幅が切込み溝により小さくされていることを特徴とする音叉型圧電振動片。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の音叉型圧電振動片において、
前記振動腕部は、表面部と裏面部とに溝が形成されていることを特徴とする音叉型圧電振動片。
【請求項６】
音叉型圧電振動片と、前記音叉型圧電振動片を内部に固定したパッケージベースと、前記パッケージベースの内部を機密に封止する蓋体とを備えた圧電振動子において、
前記音叉型圧電振動片は、基部および当該基部から突出して形成された振動腕部とを備えた振動片本体と、前記基部に接続されて前記振動片本体を囲繞して形成され、マウント部が設けられた枠部とを有し、
前記音叉型圧電振動片の前記マウント部を導電性接着剤により前記パッケージベースに固定することを特徴とする音叉型圧電振動子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水晶などの圧電結晶から形成される音叉型圧電振動および音叉型圧電振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧電振動子、特に音叉型圧電振動子は、正確なクロック周波数を簡易に得ることができるものとして知られている。音叉型圧電振動子は、近年、電子機器の小型化、薄型化に対応して小型化、薄型化が図られており、いわゆる表面実装型が開発されている。この表面実装型の音叉型圧電振動子は、音叉型圧電振動片の面とパッケージの底面とが平行となるように、かつ音叉型圧電振動片をパッケージの底面に片持ち梁状にマウントすることにより実装している。また、従来の音叉型圧電振動子として、音叉型圧電振動片の振動腕部の先端部に対応したパッケージ底面に凹部を形成したものがある（特許文献１）。これは、音叉型圧電振動子に落下等の衝撃が作用したときに、音叉型圧電振動片の振動腕部の先端が撓んでパッケージ底面に衝突するのを防止するためである。
【０００３】
一方、図８、図９に示した音叉型圧電振動子がある（特許文献２）。図８は、従来の音叉型圧電振動子の一例を一部破断させて示す平面図である。図９は、従来の音叉型圧電振動子の一例の縦断面図である。従来の音叉型圧電振動子１００は、図８および図９に示すように、音叉型圧電振動片１１５と２つのケース１２０、１２１とから構成してある。音叉型圧電振動子１１５は、水晶などの圧電結晶から形成してあって、基部１１０と、この基部１１０から突出して形成されている振動腕部１１１、１１２とからなる音叉型圧電振動片本体１１３とを備える。また、音叉型圧電振動片本体１１５は、前記基部１１０の端末側に接続して形成され、音叉型圧電振動片本体１１３を囲繞する一定幅の枠部１１４を有する。そして、音叉型圧電振動子１００は、２枚のケース１２０、１２１で前記枠部１１４を挟持した状態で接合封止してなる。また、音叉型圧電振動子１００は、ケース１２０、１２１の挟持部より枠部１１４が一部飛び出した飛出し領域１１４ａ、１１４ｂが形成されている。なお、符号１１６、１１７は、取出し電極である。
【０００４】
上記従来の音叉型圧電振動子１００によれば、枠部１１４の幅を大きくして飛出し領域１１４ａ、１１４ｂが設けられているので、仮に金属接合材がはみ出しても上ケース１２０側の金属接合材と、下ケース１２１側の金属接合材とが接着されることがないため、電極間がショートすることがなくなるという利点がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３３２９５２号公報
【特許文献２】特開昭５６−６１８２０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の音叉型圧電振動子は、特許文献１に記載されているように、一般に音叉型圧電振動片が基部を介して片持ち梁状にマウントされる。このため、従来の音叉型圧電振動子は、パッケージ内にマウントした音叉型圧電振動片の平行度が低く、斜めにマウントされることがあった。したがって、従来の音叉型圧電振動子は、振動腕部がパッケージ底面または蓋体と接触してしまい、発振が停止するおそれがあった。また、従来の音叉型圧電振動子は、振動腕部とパッケージ底面との接触を避けるために、パッケージ底面に凹部を形成している。この凹部は、振動腕部とパッケージとの接触を確実に防止できる深さに設定する必要があり、音叉型圧電振動子の薄型化が困難であった。また、従来の音叉型圧電振動子は、振動腕部が突出形成される基部をパッケージ底面にマウント（固定）するため、振動漏れが大きく、クリスタルインピーダンス（ＣＩ）値が上昇してしまう問題があった。さらに、従来の音叉型圧電振動子は、音叉型圧電振動片の２つの電極と、パッケージ側のマウント用電極とを導電性接着剤で接続する際に、振動変の２つの電極間、およびパッケージ側のマウント用電極間の距離が接近しているため、導電性接着剤がはみ出すなどして、電極間においてショートするおそれがあった。
本発明は上記問題に鑑み、厚みが薄く、高精度で安定した音叉型圧電振動子が得られるようにすることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決しようとする手段】
上記の目的を達成するために本発明に係る音叉型圧電振動片は、基部および当該基部から突出して形成された振動腕部とを備えた振動片本体と、前記基部に接続されて前記振動片本体を囲繞して形成され、両端部にマウント部が設けられた枠部と、を有することを特徴としている。
【０００８】
このようになっている本発明は、音叉型圧電振動片をパッケージ内に収納し、枠部に設けられたマウント部においてマウントするようになっているため、音叉型圧電振動片をパッケージの底面と平行に実装することができる。したがって、音叉型圧電振動片とパッケージとの衝突を考慮してパッケージベースに凹部を設ける必要がなく、パッケージの音叉型圧電振動片を収納するキャビティの高さを小さくすることが可能で、音叉型圧電振動子（圧電デバイス）の薄型化を図ることができる。また、本発明の音叉型圧電振動片は、振動腕部から離れた枠部のマウント部においてマウントするため、振動漏れが少なく、クリスタルインピーダンス（ＣＩ）値を低くすることができる。
【０００９】
枠部の前記マウント部は、前記枠部の長手方向の両端に設けることができる。この構成によれば、音叉型圧電振動片の一対のマウント部が互いに離れて配置されているため、パッケージに実装（マウント）したときに、音叉型圧電振動片のマウント部に設けられた電極間のショートを心配する必要がなく、実装面積を小さくすることができる。
【００１０】
枠部は、パッケージへの実装用アライメントパターンを設けることができる。これにより、音叉型圧電振動片のパッケージ内での位置決めが正確に行え、キャビティを小さくすることが可能で、パッケージを小さくすることができる。前記基部と前記枠部との境界部は、切込み溝を形成して幅を小さくするとよい。これにより、枠部側への振動漏れを低減でき、振動特性の向上が図れる。振動腕部は、表面部と裏面部とに溝を形成できる。これにより、音叉型圧電振動片のクリスタルインピーダンス（ＣＩ）値を低くでき、音叉型圧電振動片を小型にすることができる。
【００１１】
本発明に係る音叉型圧電振動子は、音叉型圧電振動片と、前記音叉型圧電振動片を内部に固定したパッケージベースと、前記パッケージベースの内部を機密に封止する蓋体とを備えた音叉型圧電振動子において、前記音叉型圧電振動片は、基部および当該基部から突出して形成された振動腕部とを備えた振動片本体と、前記基部に接続されて前記振動片本体を囲繞して形成され、マウント部が設けられた枠部とを有し、前記音叉型圧電振動片の前記マウント部を導電性接着剤により前記パッケージベースに固定することを特徴としている。すなわち、本発明に係る音叉型圧電振動子は、上記の音叉型圧電振動片を有することを特徴としている。これにより、上記の作用効果を有する圧電振動子が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る音叉型圧電振動片および音叉型圧電振動子の好適な実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。
図１ないし図２は本発明の実施の形態に係る音叉型圧電振動子の説明図である。ここに、図１は、本発明の実施の形態に係る音叉型圧電振動子においてパッケージのベース部（パッケージベース）に音叉型圧電振動片を固定した状態の平面図である。図２は、本発明の実施の形態に係る音叉型圧電振動子を示す断面図である。
【００１３】
本発明の実施の形態に係る音叉型圧電振動子１０は、図１および図２に示すように、音叉型圧電振動片２０がパッケージ３０内に収納してある。音叉型圧電振動片２０は、水晶などの圧電結晶によって形成してあり、基部２１および当該基部２１から突出して形成されている振動腕部２２、２３とを備えた振動片本体２５を有する。さらに、音叉型圧電振動片２０は、振動片本体２５を囲繞する形状に形成した枠部２４を有する。
【００１４】
枠部２４は、図１に示すように、長手方向の両端部に幅広のマウント部２８、２９が形成されている。そして、マウント部２８、２９は、これらの両側部から延設されている２つ架橋部２６、２７によって相互に接続されている。また、枠部２４は、マウント部２８の内側が基部２１に接続してあり、振動片本体２５と枠部２４とが一体に形成してある。また、音叉型圧電振動片２０は、振動片本体２５の基部２１と、枠部２４のマウント部２８との境界部が幅方向両側に形成した切込み溝３６によって幅が小さくしてあって、振動片本体２５の振動漏れを低減するようにしてある。
【００１５】
前記パッケージ３０は、図２に示すように、例えばアルミナなどのセラミックス等で構成されたベース部（パッケージベース）３１と、ガラスからなる蓋体３２と、低融点ガラスなどの封止部３３とから構成されており、箱状の形状となる。前記ベース部３１の底部には、図１に示すように、所定間隔のマウント電極３４、３５が設けられている。また、音叉型圧電振動片２０は、図１および図２に示すように、枠部２４の両端部に設けたマウント部２８、２９が前記パッケージ３０のベース部３１に形成したマウント電極３４、３５に、導電性接着剤３８により接合される。これにより、音叉型圧電振動片２０の励振電極（図示せず）がマウント電極３４、３５に電気的に接続される。すなわち、音叉型圧電振動片２０は、振動腕部２２、２３の表面部と裏面部および各側面部とに励振電極が設けてあり、これらの励振電極が枠部２４のマウント部２８、２９に設けた接続電極部（図示せず）に配線パターンを介して電気的に接続してある。なお、図２に示した符号３５ａは、パッケージ３０を真空封止する際の封止孔である。
【００１６】
このようになっている実施形態に係る音叉型圧電振動子１０は、音叉型圧電振動片２０の枠部２４の両端部に形成したマウント部２８、２９を介してパッケージ３０に実装（マウント）できるため、音叉型圧電振動片２０をパッケージ３０の底面に対して水平に配置することができる。このため、パッケージ３０は、音叉型圧電振動片２０を収納するキャビティを低くすることが可能となる。したがって、音叉型圧電振動子１０は、パッケージ３０の全体の厚さを従来の６００μｍから３００〜４００μｍ程度にすることができ、薄型化が図れる。また、音叉型圧電振動子１０は、音叉型圧電振動片２０が基部２１でなく枠部２４のマウント部２８、２９を介して実装されるため、音叉型圧電振動片２０の振動漏れを防ぐことができる。
【００１７】
さらに、音叉型圧電振動片２０は、一対の接続電極が枠部２４の両端に設けたマウント部２８、２９に形成してあるため、両者間のショートを確実に防ぐことができる。また、実施形態の音叉型圧電振動子１０は、音叉型圧電振動片２０が長手方向両端部のマウント部２８、２９によってパッケージ３０に固定されるため、落下などの衝撃に強く、音叉型圧電振動片２０がほとんど図２の上下方向に振れることがない。このため、従来、パッケージ底面の振動腕先端部に形成していた角穴（凹部）を必要とせず、角穴を形成することによる応力集中が避けられてパッケージ３０の強度を向上することができる。
【００１８】
図３は、本発明の他の実施形態に係る音叉型圧電振動片を示す平面図である。この図３において、音叉型圧電振動片２０は、枠部２４の架橋部２６、２７に実装用アライメントパターン４１、４２が設けられている。このアライメントパターン４１、４２は、音叉型圧電振動片２０をパッケージ３０に実装するときの位置精度を向上させるためのもので、マウント部２８に近い領域に設けてある。また、枠部２４のマウント部２９に近い架橋部２６、２７には、実装するときの位置精度を向上させるアライメントパターン４３、４４が設けられている。これらの実装用アライメントパターン４１〜４４は、音叉型圧電振動片２０の図示しない励振電極などと同様に金薄膜によって構成してある。したがって、電極の形成と同時に形成することができる。そして、実施形態の音叉型圧電振動片２０は、アライメントパターン４１、４２、４３、４４によって、音叉型圧電振動片２０のパッケージ３０に対する傾きや位置を把握できるので、音叉型圧電振動片２０をパッケージ３０のベース部３１に実装するときに、実装精度が著しく高くなる。
【００１９】
図４は、本発明の実施形態に係る音叉型圧電振動子を製造するためにパッケージのベース部に設けたアライメントパターンの例を示す平面図である。この図４において、前記パッケージ３０のベース部３１の内部底面であって図示左右端側には、音叉型圧電振動片２０を実装するときの位置精度を向上させるアライメントパターン４６、４７が設けられている。これらのアライメントパターン４６、４７は、マウント電極を構成している。そして、アライメントパターン４６、４７は、音叉型圧電振動片２０のアライメントパターン４１、４２、４３、４４とにより、音叉型圧電振動片２０の位置を正確に把握できるので、パッケージ３０のベース部３１への音叉型圧電振動片２０の実装精度が著しく高くなる。
【００２０】
図５は、実装用アライメントパターンの他の例を示す平面図である。音叉型圧電振動片２０は、枠部２４を構成しているマウント部２８の末端隅部には、パッケージ３０へ実装するときの位置精度を向上させるアライメントパターン４１ａ、４２ａが設けられている。同様に、他方のマウント部２９の先端隅部には、アライメントパターン４３ａ、４４ａが設けられている。これらアライメントパターン４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａによって、音叉型圧電振動片２０のパッケージ内への実装精度が著しく高くなる。
【００２１】
なお、前記アライメントパターン４１〜４４、４６、４７、４１ａ〜４４ａは、音叉型圧電振動片２０の傾きや位置を把握できるようなものであれば、どのようなものでもよい。
図６はさらに他の実施形態に係る音叉型圧電振動片の平面図であり、図７は図６のＡ−Ａ線断面図である。この実施形態に係る音叉型圧電振動片５０は、振動腕部２２、２３に溝部５２、５４が形成してある。これらの溝部５２、５４は、振動腕部２２、２３の表面側と裏面側とに対称に形成してある。このため、振動腕部２２、２３は、基部２１側の基端部の断面がＨ状をなしている（図７参照）。各溝部５２、５４は、幅Ｗが振動腕部２２、２３の幅をＷ０の４０〜７０％となっている。また、溝部５２、５４の深さｄは、振動腕部２２、２３の厚さＤの３０〜５０％にしてある。そして、溝部５２、５４の内部には、図示しない励振電極が形成してある。これにより、音叉型圧電振動片５０のＣＩ値を小さくすることができ、音叉型圧電振動片５０をより小型に形成することができる。
【００２２】
なお、本発明の実施の形態に係る音叉型圧電振動片１０は、デジタル携帯電話、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、テレビジョン受像機、ビデオ機器などの各種の電子機器や、時計、時計内蔵機器に使用できる。また、上述した実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、これらの形態に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る音叉型圧電振動子の平面図である。
【図２】実施の形態に係る音叉型圧電振動子の断面図である。
【図３】実施の形態に係るアライメントパターンの説明図である。
【図４】実施の形態に係るパッケージに設けたアライメントパターンの説明図である。
【図５】実施の形態に係る他のアライメントパターンの説明図である。
【図６】他の実施形態に係る音叉型圧電振動片の平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】従来の音叉型圧電振動子の一例を示す平面図である。
【図９】従来の音叉型圧電振動子の一例の縦断面図である。
【符号の説明】
１０………音叉型圧電振動子、２０、５０………音叉型圧電振動片、２１………基部、２２、２３………振動腕部、  ２４………枠部、２６、２７………架橋部、２８、２９………マウント部、３０………パッケージ、３１………パッケージベース（ベース部）、３２………蓋体、３６………切込み溝、５２、５４………溝部。
【図１】
2004297580.tif 000003
【図２】
2004297580.tif 000004
【図３】
2004297580.tif 000005
【図４】
2004297580.tif 000006
【図５】
2004297580.tif 000007
【図６】
2004297580.tif 000008
【図７】
2004297580.tif 000009
【図８】
2004297580.tif 000010
【図９】
2004297580.tif 000011