(57)【要約】【課題】  使用温度範囲が広く、長期間の動作保証が必要など、高い信頼性を有する音叉型圧電振動片および音叉型圧電振動子の製造方法を提供する。【解決手段】  音叉型圧電振動片１０は、基部１２の一端から突出させて形成した複数の振動腕部１８と、前記基部１２の他端側に前記各振動腕部１８に対応して設けた複数のマウント電極１６とを有する。前記各マウント電極１６は、これらのマウント電極１６にリード端子３２を接合する導電性接合材２２の温度サイクルに基づく拡散による短絡を阻止可能な間隔をもって配設されてなる構成である。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部の一端から突出させて形成した複数の振動腕部と、前記基部の他端側に前記各振動腕部に対応して設けた複数のマウント電極とを有する音叉型圧電振動片であって、
前記各マウント電極は、これらのマウント電極にリード端子を接合する導電性接合材の温度サイクルに基づく拡散による短絡を阻止可能な間隔をもって配設されてなることを特徴とする音叉型圧電振動片。
【請求項２】
前記各マウント電極間の間隔は、６０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の音叉型圧電振動片。
【請求項３】
前記基部の他端側は、前記リード端子が直線状をなして接合される幅を有することを特徴とする請求項１または２に記載の音叉型圧電振動片。
【請求項４】
前記振動腕部は一方の側辺と他方の側辺との長さが同じであるとともに、前記基部の中心線に対して対称に振動腕部が延設されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の音叉型圧電振動片。
【請求項５】
前記各振動腕部は、前記基部の側辺より内側に形成され、
前記基部は、前記各振動腕部間の叉部と、前記基部の側辺と前記振動腕部との間の肩部とが同じ曲率の円弧状に形成してある、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の音叉型圧電振動片。
【請求項６】
前記振動腕部の先端面は凸状の曲面に形成してなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の音叉型圧電振動片。
【請求項７】
振動腕部が延設された方向に沿う基部の両側辺に、前記基部の内側へ向けて切れ込み部を設けたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の音叉型圧電振動片。
【請求項８】
基部は、振動腕部と直交した方向の他端側の幅が、一端側の幅よりも大きくしてあることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の音叉型圧電振動片。
【請求項９】
複数のマウント電極を設けた基部と、前記基部から延設された複数の振動腕部とを備え、導電性接合材を用いて前記マウント電極にリード端子が接合される音叉型圧電振動子の製造方法であって、
前記マウント電極の間隔を、前記導電性接合材の拡散により生じる短絡を避ける長さとし、
前記基部の幅を、前記リード端子が直線的に接合される長さとし、
前記振動腕部が前記基部に接続する位置の曲率を同じにするために、前記基部に対して片方の振動腕部の位置が決定される、
ことを特徴とする音叉型圧電振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音叉型圧電振動片および音叉型圧電振動子の製造方法に係り、特に高信頼性が要求される音叉型圧電振動片および音叉型圧電振動子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
音叉型圧電振動子には、円筒形の容器内に音叉型圧電振動片を設けたシリンダ型の音叉型圧電振動子がある。図５に従来技術に係るシリンダ型の音叉型圧電振動子の断面図を示す。音叉型圧電振動片１００は基部１０２と、該基部１０２から延設された複数の振動腕部１０４とを備え、前記振動腕部１０４のそれぞれに励振電極（不図示）を設け、該基部１０２に前記励振電極と導通するマウント電極１０６を設けた構成である。そして、一端を開口した円筒形の容器１０８内に、容器１０８の開口部に前記基部１０２を向けて音叉型圧電振動片１００が設けられている。この容器１０８の開口部に、インナーリード１１０とアウターリード１１２とからなる複数のリード端子１１４をハーメッチックシールして形成されたプラグ体１１６を接合して、容器１０８が気密封止されている。
【０００３】
ところで、音叉型圧電振動片１００は１枚のウエハからの取れ数を多くするために小型化されている。このため、リード端子１１４の間隔に比べて、音叉型圧電振動片１００の基部１０２の幅が狭い状況となっていた。
【０００４】
このため、リード端子１１４の間隔が狭くなるようにインナーリード１１０の先端を治具で曲げ加工して基部１０２の幅に合わせていた。そして半田１１８を用いてインナーリード１１０と前記マウント電極１０６とを電気的および機械的に接合している。なお、このような発明が開示されたものとして特許文献１が挙げられる。
【特許文献１】特開昭５９−２２５６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、車両は、電子化が大幅に進められており、各種の電子機器が搭載されている。そして、車両には、これらの電子機器の制御クロックを生成するために音叉型圧電振動子が搭載されている。車両に搭載される音叉型圧電振動子は、常に大きな振動が作用するため、振動によって破損しないように、図５に示したような、金属円筒体（シリンダ）からなる容器１０８を用いたものが採用されている。また、車載用の音叉型圧電振動子は、圧電振動片１００のマウント電極１０６とリード端子１１４とを耐震性に優れた半田接合としている。
【０００６】
ところで、車載用の音叉型圧電振動子は、車両のエンジンルームに配置されることがある。エンジンルームに配置された音叉型圧電振動子は、車両の使用状況によって様々な温度環境に曝される。すなわち、エンジンルームの温度は、真冬のエンジン停止時に０℃以下になり、またエンジン動作時には１００℃程度になる。したがって、車載用の音叉型圧電振動子は、幅広い温度範囲（−４０℃〜＋１２５℃）において長期間にわたって安定して動作するなどの、高い信頼性が要求される。このため、車載用音叉型圧電振動子は、鉛（Ｐｂ）９０重量％、錫（Ｓｎ）１０重量％の高温用半田を用いてマウント電極１０６とリード端子１１４とを接合している。
【０００７】
しかしながら、エンジンルームに配設された音叉型圧電振動子は、低温と高温との温度変動が長期間繰り返されると、温度ストレスにより半田粒子が粗大化して拡散する。このため、従来の音叉形圧電振動子は、拡散した半田がマウント電極１０６からはみ出し、隣接するマウント電極１０６の拡散した半田同士が接触し、マウント電極同士を短絡する虞がある。また車両の激しい振動により、音叉型圧電振動子の容器と音叉型圧電振動片の振動腕部が接触し、振動腕部にカケや折れが生じる虞がある。
【０００８】
またインナーリードを音叉型圧電振動片のマウント電極に接合する場合、インナーリードに予めメッキされている半田を溶融させてマウント電極に固着させる接合方法が取られている。しかしながら、インナーリードの曲げ加工を行う場合、曲げ加工を行う治具とインナーリードが擦れる部分ではメッキされている半田が剥がれて捲りあがってしまう、いわゆる半田かえりが発生する問題点がある。半田かえりが発生すると、インナーリードをマウント電極に接合するときに、捲りあがった半田が他方のマウント電極やインナーリードに接触して短絡してしまう虞がある。
【０００９】
本発明は、上記従来技術の欠点を解決するためになされたもので、広い温度範囲で使用するとともに、耐衝撃性や振動漏れ等の品質を向上する音叉型圧電振動片および音叉型圧電振動子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】
【００１０】
上記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、基部の一端から突出させて形成した複数の振動腕部と、前記基部の他端側に前記各振動腕部に対応して設けた複数のマウント電極とを有する音叉型圧電振動片であって、前記各マウント電極は、これらのマウント電極にリード端子を接合する導電性接合材の温度サイクルに基づく拡散による短絡を阻止可能な間隔をもって配設されてなることを特徴としている。これにより低温と高温を繰り返す温度サイクルにより生じる温度ストレスが導電性接合材に加わって導電性接合材が拡散しても、マウント電極同士が短絡することはない。
【００１１】
前記各マウント電極間の間隔は、６０μｍ以上にすることが望ましい。高温用半田を用いてマウント電極にリード端子を接合した音叉型圧電振動子は、発明者等の実験によると、−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における温度サイクルが１０００回の場合、拡散した半田のマウント電極からのはみ出し長さ（フィレットの長さ）は、最大で約１５μｍであった。したがって、マウント電極間の間隔（距離）を６０μｍ以上あれば、車載用として一般に要求されている上記の温度範囲における１０００回の温度サイクルに対して、マウント電極間の短絡を防止でき、音叉型圧電振動子の性能を維持することができる。
【００１２】
なお、発明者等の実験によると、車両の約１０年間の使用に相当する、−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における温度サイクルが２０００回の場合、マウント電極からの半田のはみ出し長さは、最大で約２５μｍであった。したがって、マウント電極間の間隔が６０μｍであれば、車両の約１０年間の使用に相当する２０００回の温度サイクルであっても、マウント電極間の短絡を防止できる。しかし、２０００回の温度サイクルに対して、より安全、確実にマウント電極間の短絡防止を図るためには、マウント電極間の間隔を８０μｍ以上とすることが望ましい。さらに、車両のより長期間の使用に対して、マウント電極間の短絡を確実に防止するためには、マウント電極間の間隔を１２０μｍ以上にするとよい。
【００１３】
また前記基部の他端側は、前記リード端子が直線状をなして接合される幅を有することを特徴としている。基部幅を広げたので、マウント電極の間隔を広げてもマウント電極の面積が狭くなることはなく、リード端子を接合するのに十分な大きさのマウント電極を確保することができる。またリード端子に曲げ加工を行う必要がなくなるので、曲げ加工を行う治具とリード端子が擦れて、リード端子に塗布された導電性接合材が剥がれて捲りあがることがなくなる。よって捲りあがった導電性接合材が他方のリード端子や導電性接合材に接触して短絡する不良の発生をなくすことができる。
【００１４】
また前記振動腕部は一方の側辺と他方の側辺との長さが同じであるとともに、前記基部の中心線に対して対称に振動腕部が延設されていることを特徴としている。これにより振動腕部が屈曲振動を行うときの振動のバランスを保つことができ、所望の発振周波数を得ることができる。
【００１５】
また、前記各振動腕部は、前記基部の側辺より内側に形成され、前記基部は、前記各振動腕部間の叉部と、前記基部の側辺と前記振動腕部との間の肩部とが同じ曲率の円弧状に形成してある、ことを特徴としている。これにより振動腕部同士の内側における曲率と、振動腕部外側の曲率が同じになるので、振動腕部の長さをすべて同一にすることができる。よって振動腕部が屈曲振動を行うときの振動のバランスを保つことができ、所望の発振周波数を得ることができる。
【００１６】
また前記振動腕部の先端面は凸状の曲面に形成してなることを特徴としている。これにより音叉型圧電振動片を内部に実装する容器に振動腕部が接触して、ワレや折れ等が発生することがなくなるので、耐衝撃性能を向上できる。
【００１７】
また振動腕部が延設された方向に沿う基部の両側辺に、前記基部の内側へ向けて切れ込み部を設けたことを特徴としている。これにより振動腕部が屈曲振動することにより生じる振動もれを少なくすることができ、音叉型圧電振動子の性能を向上することができる。
【００１８】
また基部は、振動腕部と直交した方向の他端側の幅が、一端側の幅よりも大きくしてあることを特徴としている。これによりマウント電極が形成される部分の基部のみを大きくすることができる。
【００１９】
また本発明に係る音叉型圧電振動子の製造方法は、複数のマウント電極を設けた基部と、前記基部から延設された複数の振動腕部とを備え、導電性接合材を用いて前記マウント電極にリード端子が接合される音叉型圧電振動子の製造方法であって、前記マウント電極の間隔を、前記導電性接合材の拡散により生じる短絡を避ける長さとし、前記基部の幅を、前記リード端子が直線的に接合される長さとし、前記振動腕部が前記基部に接続する位置の曲率を同じにするために、前記基部に対して片方の振動腕部の位置が決定される、ことを特徴としている。これにより導電性接合材が拡散してマウント電極同士を短絡するのを防ぐことができる。また基部幅が広がるのでマウント電極の面積を、リード端子を接合するのに十分な大きさにすることができる。またリード端子に塗布された導電性接着剤が治具と擦れあって捲りあがることがないので、短絡不良が発生しない。また振動腕部の長さを同じにすることにより、屈曲振動をするときの振動のバランスを保つことができ、所望の発振周波数を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、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製造方法の好ましい実施の形態を説明する。まず第１の実施形態について説明する。図１に第１の実施形態に係る音叉型圧電振動子の断面図を示す。また図２に第１の実施形態に係る音叉型圧電振動片の平面図を示す。なお、図１および図２では振動腕部に形成される励振電極を省略して記載している。音叉型圧電振動片１０は基部１２を有し、基部１２の一端から複数の振動腕部１８が延設され、この振動腕部に励振電極が形成されている。また前記一端に対向する他端１４両角部にそれぞれマウント電極１６が形成され、このマウント電極１６と前記励振電極が導通している。
【００２１】
前記他端１４の幅、すなわち振動腕部１８が延設された方向に直交する方向の基部１２の幅は、後述するリード端子３２の設けられた間隔よりも広く形成されている。この他端１４の両角部に設けられたマウント電極１６には、耐熱性を向上した導電性接合材２２、例えば鉛と錫の混合比を調整して耐熱性を向上した半田２２を用いて、前記リード端子３２が電気的および機械的に接合される。
【００２２】
マウント電極１６の間隔は、従来の音叉型圧電振動片１０に比べて広く形成され、低温と高温を繰り返す温度サイクルにより生じる温度ストレスが半田２２に加わって半田拡散が生じても、マウント電極１６同士が短絡しない間隔を有している。半田拡散は低温と高温の温度差によって拡散する距離が変わるので、音叉型圧電振動子２０の仕様温度における半田拡散の距離を予め調べておき、その距離よりも広くマウント電極１６の間隔を設定しておけばよい。実施形態の場合、一対のマウント電極１６間の間隔は、６０μｍにしてある。これは次の理由による。
【００２３】
発明者らは、鉛９０重量％、錫１０重量％の高温用半田２２を用いて、リード端子３２を音叉型圧電振動片１０のマウント電極１６に接合した。そして、この接合したものを、−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における温度サイクル試験を行ない、半田の拡散状態を顕微鏡で観察した。図６は、その結果を示したものである。図６の横軸は−４０℃〜＋１２５℃の温度範囲における温度サイクルの回数、縦軸は各音叉型圧電振動片におけるマウント電極からの半田のはみ出し長さ（フィレット長さ）の最大値であって、単位がμｍである。また、温度サイクル試験は、−４０℃において３０分間保持し、その後＋１２５℃において３０分間保持し、次に−４０度において３０分間保持する、と言うように、サイクル１時間の周期で行なった。
【００２４】
図６に示されているように、車載用の耐熱仕様として要求されている１０００回の温度サイクルの場合、フィレット長さは最大でも１５μｍ弱である。したがって、マウント電極１６間の間隔は、６０μｍあれば各マウント電極１６の半田フィレットが相互につながる虞がなく、マウント電極１６間の短絡を防ぐことができる。また、車両の１０年程度の使用に相当する温度サイクルが２０００回の場合、半田のフィレット長さの最大値は、約２５μｍ程度である。したがって、マウント電極間の間隔を６０μｍ以上にすれば、マウント電極間の短絡を防ぐことが可能である。しかし、マウント電極間の短絡をより確実に防止するためには、マウント電極間の間隔を８０μｍ以上にすることが望ましい。マウント電極間の間隔を８０μｍ以上にすると、フィレット間の間隔が少なくとも約３０μｍ以上となるため、短絡する虞がない。さらに、より大きなフィレットが形成される虞がある２０００回を超える温度サイクルに対して、マウント電極間の短絡を安全、確実に防止するためには、マウント電極間の間隔を１２０μｍ以上にするとよい。
【００２５】
以上の結果から、実施形態においては、要求される温度サイクルの回数に対応させて、各マウント電極１６の間隔を６０μｍ以上、８０μｍ以上、１２０μｍ以上に設定することができる。
【００２６】
なお本実施形態では、マウント電極１６間隔を広げるのに伴って基部１２幅も広げているので、マウント電極１６は前記リード端子３２を接合するのに十分なマウント電極１６の面積を有している。このため、従来技術に係る音叉型圧電振動片のマウント電極間隔のみを単に広げたことによる、マウント電極面積の減少が生じることはない。
【００２７】
また基部１２から延設される振動腕部１８の左右の両側辺における直線部分の長さは同じである。そして、実施形態の場合、図２に示されているように、一対の振動腕部１８は、基部１２の側辺１３（１３ａ、１３ｂ）より内側の対称位置に形成してある。また、基部１２は、一対の振動腕部１８間の叉部１５と、各側辺１３と振動腕部１８との間の肩部１７が同じ曲率を有する円弧状に形成してある。よって、振動腕部１８の形状は、振動腕部１８の長さ方向に沿う中心線に対して対称である。このような振動腕部１８は基部１２に複数延設されているので、全ての振動腕部１８の形状を同じにする必要がある。このため、音叉型圧電振動片１０は、振動腕部１８の延設された方向に沿う基部１２の中心線に対して対称に、基部１２から振動腕部１８が延設されている。これにより、振動腕部１８同士の内側における前記曲率と、振動腕部１８の外側における前記曲率は同じになる。なお音叉型圧電振動片の固有振動数は振動腕部の長さおよび腕幅によって決まる値なので、本実施の形態に係る振動腕部１８の長さおよび幅は、従来技術に係る振動腕部と同じに設定している。
【００２８】
そして、上述した音叉型圧電振動片１０はシリンダ２４内に設けられて、シリンダ型の音叉型圧電振動子２０となる。詳しくは、一端を開口した金属性の円筒形の容器２６内に、容器２６の開口部側に基部１２を向けて音叉型圧電振動片１０が設けられている。この容器２６は、直線状のインナーリード２８とアウターリード３０からなる複数のリード端子３２をハーメッチックシールして形成されたプラグ体３４が開口部に接合され、気密封止されている。そして耐熱性を向上した半田２２を用いてインナーリード２８とマウント電極１６が電気的および機械的に接合されている。
【００２９】
このような音叉型圧電振動子２０における音叉型圧電振動片１０の製造方法については、まず音叉型圧電振動子２０の仕様温度における半田拡散の距離を調べておき、その距離よりも広くなるようにマウント電極１６間隔が決定される。このときマウント電極１６間隔を広げるとマウント電極１６の面積が狭くなるので、マウント電極１６とリード端子３２の接合強度が低下する。このためマウント電極１６が設けられている基部１２の幅を、リード端子３２が直線的に接合可能になるよう決定し、基部１２幅を広げた方向にマウント電極１６も広げてリード端子３２との接合強度を確保する。
【００３０】
次に、一方の振動腕部１８における左右の側辺の長さを同じにするために、振動腕部１８と基部１２の接続箇所の曲率が決定される。これは振動腕部１８における左右の側辺の長さが異なると屈曲振動のバランスが崩れ、所望の発振周波数を得られないからである。そして、それぞれの振動腕部１８における曲率が同じになるように、基部１２から延設される振動腕部１８の位置が決定される。このようにして音叉型圧電振動片１０の形状が決定される。
【００３１】
このように、音叉型圧電振動片１０に設けられたマウント電極１６の間隔を広げたので、温度ストレスが加わっても半田拡散が発生してマウント電極１６の半田２２同士が接触し、マウント電極１６同士が短絡することはない。なお半田拡散が生じてもマウント電極１６同士が短絡しなければ、音叉型圧電振動子２０の諸特性に影響を与えることがない。またマウント電極１６が設けられている基部１２の幅をリード端子３２の間隔よりも広げるとともに、マウント電極１６も基部１２幅を広げた方向に沿って大きくしている。このためマウント電極１６の面積が狭くなることがないので、マウント電極１６とリード端子３２の接合強度を確保することができる。またプラグ体３４に対して十分に大きい基部１２幅を有しているので、従来技術に係る音叉型圧電振動片に比べて支持力を向上できる。さらにリード端子３２を直線状に形成したままマウント電極１６に接合できるので、治具を用いてインナーリードの曲げ加工を行うときに生じる半田かえりが発生することはなく、短絡不良の発生を無くすことができる。よって高い信頼性が要求される音叉型圧電振動子２０を提供することができる。
【００３２】
またインナーリード２８の曲げ加工を行わないので、音叉型圧電振動子２０の生産性を向上することができる。さらに大きな設備投資を必要としないので、新しい形状の音叉型圧電振動片１０を製造するためのコストの上昇を最低限に抑えることができる。
【００３３】
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態に係る音叉型圧電振動片１０の変形例について説明するので、第１の実施形態と同一部分については同番号を付してその説明を省略する。図３に第２の実施形態に係る音叉型圧電振動片の平面図を示す。なお図３では振動腕部に形成される励振電極を省略して記載している。
【００３４】
音叉型圧電振動子２０を激しい振動が加わる環境で使用する場合、例えば車両に搭載して使用するときは、音叉型圧電振動片１０が振られて容器２６に接触し、振動腕部１８にカケや折れ等が発生する虞がある。また音叉型圧電振動子２０の製造時においても、振動腕部１８の先端角部が製造治具等に引掛かってワレやカケ等を発生する虞がある。このため振動腕部１８の先端面に凸状の曲面部分３６を設けている（図３（ａ）参照）。この曲面部分３６の曲率は左右の振動腕部１８で同一であり、曲面部分３６はエッチング加工により形成される。そして振動腕部１８の先端を曲面に形成すると、振動腕部１８先端が角状に形成されている場合に比べてカケや折れ等が発生することがなくなるので、耐衝撃性能を向上することができ、高信頼性の音叉型圧電振動片１０を提供することができる。また製造時にワレやカケ等が発生しなくなるので歩留まりが良くなり、音叉型圧電振動子２０の製造コストを低くすることができる。
【００３５】
また音叉型圧電振動片１０が発振すると振動腕部１８は屈曲振動する。このときの振動が基部１２を介してマウント電極１６とリード端子３２の接合部分に伝わる、いわゆる振動もれが発生する虞があった。このため振動腕部１８が延設された方向に沿う基部１２の両側辺に切れ込み部３８を形成している（図３（ｂ）参照）。この切れ込み部３８はマウント電極１６の面積を狭めない位置に設けられている。前記両側辺に形成された切れ込み部３８の形状は同一であり、切れ込み部３８はエッチング加工により形成される。そして前記両側辺に形成した切れ込み部３８により振動もれを少なくすることができる。
【００３６】
さらに上述した振動腕部１８の先端に曲面部分３６を設けた構成と、基部１２に切れ込み部３８を設けた構成の両方を同時に用いることもできる（図３（ｃ）参照）。
【００３７】
次に、第３の実施形態について説明する。図４に第３の実施形態に係る音叉型圧電振動片の平面図を示す。なお図４では振動腕部に形成される励振電極を省略して記載している。また第３の実施形態に係る音叉型圧電振動片は、第１の実施形態に係る音叉型圧電振動片と形状が異なり、振動片の設計方法や効果は同じである。このため同一部分の説明を省略する。
【００３８】
図４（ａ）に示す第３の実施形態に係る音叉型圧電振動片４０のマウント電極４２は、半田拡散によりマウント電極４２同士が短絡しない間隔を有して形成されている。また音叉型圧電振動片４０の基部４４は、マウント電極４２が形成された部分の基部４４ａのみリード端子の間隔よりも広く形成されている。このためマウント電極４２が形成されていない部分の基部４４ｂは、マウント電極４２が形成された部分の基部４４ａよりも細く形成されている。また振動腕部４６の両側片の長さを同じにするために、振動腕部４６の両側辺と基部４４が接続する位置の曲率は同じに形成されている。そして振動腕部４６の延設された方向に沿う基部４４の中心線に対して対称に、基部４４から振動腕部４６が延設されている。さらに振動腕部４６が接続する基部４４の幅は第１の実施形態における基部１２の幅よりも狭いので、第３の実施形態に係る音叉型圧電振動片４０の振動腕部４６の間隔は第１の実施形態に係る振動腕部１８の間隔よりも狭い。なお振動腕部４６の長さおよび腕幅は、第１の実施形態における振動腕部１８と同じなので固有振動数が同じである。
【００３９】
また第３の実施形態に係る音叉型圧電振動片４０においても、第２の実施形態で説明した形状を適用することができる。すなわち、振動腕部４６の先端面に凸状の曲面部分４８を設け、振動腕部４６のカケや折れ等を防止することができる（図４（ｂ）参照）。また基部４４の両側片において、マウント電極４２の面積を狭めない位置に切れ込み部５０を設けて、振動もれを少なくすることができる（図４（ｃ）参照）。さらに振動腕部４６の先端に曲面部分４８を設けた構成と、基部４４に切れ込み部５０を設けた構成の両方を同時に用いることもできる（図４（ｄ）参照）。
【００４０】
上述した実施形態では、音叉型圧電振動片１０，４０を容器２６の中に挿入してなるシリンダ型の音叉型圧電振動子２０として説明したが、上述した音叉型圧電振動片１０，４０をセラミックや金属からなるパッケージに片持ち実装した表面実装型の音叉型圧電振動子にすることもできる。この場合、パッケージに形成されたパッケージ側マウント電極上に音叉型圧電振動片が実装される。
【００４１】
図７は、第４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において、音叉型圧電振動片６０は、基部６２と、基部６２の一端から突出して形成した一対の振動腕部６４（６４ａ、６４ｂ）とからなっている。各振動腕部６４は、基端側に振動腕部６４の長手方向に沿った溝部６６を有している。溝部６６は、振動腕部６４の上下面の対応位置に形成してある。このため、振動腕部６４は、図８に示したように、断面がＨ形をなしている。そして、音叉型圧電振動片６０は、各振動腕部６４に励振電極６８、７０が形成してある。励振電極６８、７０は、振動腕部６４の両側面に形成した側面電極部６８ａ、７０ａと溝部６６の内面に形成した溝電極部６８ｂ、７０ｂとからなっている。各振動腕部６４の両側面に形成した側面電極部６８ａ、７０ａは、それぞれ振動腕部６４の先端部に設けた先端電極部６８ｃ、７０ｃを介して相互に接続されている。この先端電極部６８ｃ、７０ｃは、音叉型圧電振動片６０の発振周波数を調整するために使用される。
【００４２】
また、溝電極部６８ｂ、７０ｂは、他方の振動腕部６４の側面電極部に電気的に接続してある。すなわち、一方の振動腕部６４ａに設けた溝電極部６８ｂは、他方の振動腕部６４ｂの側面電極部７０ａに電気的に接続してある。振動腕部６４ｂの溝電極部７０ｂは、振動腕部６４ａの側面電極部６８ａに電気的に接続してある。さらに、音叉型圧電振動片６０は、基部６２に一対のマウント電極７２（７２ａ、７２ｂ）が設けてある。一方のマウント電極７２ａは励振電極６８に接続してあり、他方のマウント電極７２ｂは励振電極７０に接続してある。なお、基部６２の両側部には、切れ込み部３８が形成してある。
【００４３】
ところで、音叉型圧電振動片は、発振周波数が基本的に振動腕部の幅と長さによって定まる。そして、実施形態に係る車載用の音叉型圧電振動片６０は、耐温度サイクルを向上させるために、基部６２の幅ｃを従来の音叉型圧電振動片より大きくし、叉部１５と肩部１７との曲率を小さく（曲率半径を大きく）てある。このため、実施形態の音叉型圧電振動片６０は、振動腕部６４の幅Ｗを従来の音叉型圧電振動片と同じ寸法にした場合、振動腕部６４の基端部の幅が大きくなり、実質的に振動腕部６４が短くなったと同様の効果を生ずる。実際に発明者等が詳細に検討し、実験を行なったところ、振動腕部６４の幅Ｗと長さｂとを従来と同じ寸法に形成したところ、実施形態の音叉型圧電振動片６０の発振周波数が、従来の基部の幅が小さいものより低くなることを確認した。そこで、実施形態の音叉型圧電振動片６０においては、従来の音叉型圧電振動片と同じ周波数のものを形成する場合、振動腕部６４の長さを従来の音叉型圧電振動片より若干長くして発振周波数の調整を図っている。
【００４４】
例えば、発振周波数が３２．７６８ｋＨｚの音叉型圧電振動子を形成する場合、従来の音叉型圧電振動片においては、図７における基部の長さａ＝１１０２μｍ、基部の幅ｃ＝６４０μｍ、振動腕部の長さｂ＝２３５８μｍ、振動腕部の幅Ｗ＝２３６μｍ、全長Ｌ＝３４６０μｍであって、肩部と叉部との曲率半径Ｒ＝６６μｍである。これに対して、実施形態の音叉型圧電振動片６０は、基部６２の長さａ＝１１０２μｍ、基部６２の幅ｃ＝１０００μｍ、振動腕部６４の長さｂ＝２４７８μｍ、振動腕部６４の幅Ｗ＝２３６μｍ、全長Ｌ＝３５８０μｍ、肩部１７と叉部１５との曲率半径Ｒ＝１３２μｍにしてある。すなわち、実施形態の音叉型圧電振動片６０は、振動腕部６４の長さｂを従来のものより１２０μｍ長くしてある。なお、実施形態の音叉型圧電振動片６０においては、切れ込み部３８の形成位置、すなわち基部６２の他端からの距離ｅが５７０〜６８０μｍにしてあって、切れ込み部３８の深さｇが１００〜２２０μｍにしてある。
【００４５】
このように形成した実施形態の音叉型圧電振動片６０は、発振周波数が３２．７６８ｋＨｚよりやや低い値となる。したがって、実施形態の音叉型圧電振動片６０を用いた音叉型圧電振動子は、先端電極部６８ｃ、７０ｃをレーザで除去することにより、発振周波数を３２．７６８ｋＨｚに容易に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１の実施形態に係る音叉型圧電振動子の断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る音叉型圧電振動片の平面図である。
【図３】第２の実施形態に係る音叉型圧電振動片の平面図である。
【図４】第３の実施形態に係る音叉型圧電振動片の平面図である。
【図５】従来技術に係るシリンダ型の音叉型圧電振動子の断面図である。
【図６】温度サイクルと半田フィレットとの関係を示す図である。
【図７】第４実施の形態に係る音叉型圧電振動片の平面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０………音叉型圧電振動片、１２………基部、１５………叉部、１６………マウント電極、１７………肩部、１８………振動腕部、２０………音叉型圧電振動子、２２………導電性接合材（半田）、２６………容器、３２………リード端子、３４………プラグ体、３８、５０………切れ込み部、４０………音叉型圧電振動片、４２………マウント電極、４４（４４ａ，４４ｂ）………基部、４６………振動腕部、６０………音叉型圧電振動片、６２………基部、６４ａ、６４ｂ………振動腕部、６８、７０………励振電極、７２ａ、７２ｂ………マウント電極。
【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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