(57)【要約】【課題】実装時の振動部への応力を緩和させた圧電振動片、およびこれを用いた圧電モジュールを提供する。【解決手段】圧電基板に、厚み滑り振動を励振する振動部２２と、前記振動部２２の周縁に前記振動部２２の厚みよりも厚みが薄い周縁部１７と、が設けられた圧電振動片１０であって、前記周縁部１７には、緩衝部１４とマウント部１２が順に連結され、前記緩衝部１４は、前記マウント部１２と前記周縁部１４との間にスリット１６を有し、前記マウント部１２は、前記マウント部１２と前記緩衝部１４と前記周縁部１７との並ぶ方向に対して直交方向の両端部に、切欠き１２ａを有していることを特徴とする。【選択図】図１
2013042425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板に、
厚み滑り振動を励振する振動部と、
前記振動部の周縁に前記振動部の厚みよりも厚みが薄い周縁部と、
が設けられた圧電振動片であって、
前記周縁部には、緩衝部とマウント部が順に連結され、
前記緩衝部は、前記マウント部と前記周縁部との間にスリットを有し、
前記マウント部は、
前記マウント部と前記緩衝部と前記周縁部との並ぶ方向に対して直交方向の両端部に、切欠きを有している
ことを特徴とする圧電振動片。
【請求項２】
前記緩衝部と前記周縁部との連結部に切欠きを有することを特徴とする請求項１に記載の圧電振動片。
【請求項３】
前記マウント部と前記緩衝部と前記周縁部との並ぶ方向に対して直交方向に関し、
前記周縁部の幅は、
前記緩衝部の幅より狭いことを特徴とする請求項１または２に記載の圧電振動片。
【請求項４】
前記圧電基板が、
水晶の結晶軸である、電気軸としてのＸ軸と、機械軸としてのＹ軸と、光学軸としてのＺ軸と、からなる直交座標系の前記Ｘ軸を中心として、
前記Ｚ軸を前記Ｙ軸の−Ｙ方向へ傾けた軸をＺ′軸とし、
前記Ｙ軸を前記Ｚ軸の＋Ｚ方向へ傾けた軸をＹ′軸とし、
前記Ｘ軸と前記Ｚ′軸に平行な面で構成され、
前記Ｙ′軸に平行な方向を厚みとする水晶基板であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の圧電振動片。
【請求項５】
前記周縁部は、
前記緩衝部に接続した第１の周縁部と、
前記振動部の周縁に配置され前記第１の周縁部に接続した第２の周縁部と、を有し、
前記第２の周縁部の厚みは、
前記第１の周縁部の厚みより厚いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の圧電振動片。
【請求項６】
前記振動部の表裏の両主面にはそれぞれ、励振電極が配置され、
前記マウント部の実装面には、前記励振電極とそれぞれ電気的に接続された一対の引き出し電極が配置されていることを特徴とする請求項５に記載の圧電振動片。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の圧電振動片のマウント部を、実装基板に配置された接続電極に導電性接着剤で接着することにより前記圧電振動片を実装した圧電モジュールであって、
前記実装基板上には前記圧電振動片を覆う蓋体が配置され、
前記実装基板の前記圧電振動基板に対向する面には凹部が配置され、
前記凹部には、前記実装基板及び前記蓋体により閉じられた内部空間の温度を測定可能な感温素子が配置されたことを特徴とする圧電モジュール。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の圧電振動片のマウント部と、実装基板に配置された接続電極と、を導電性接着剤で接着することにより前記圧電振動片を実装した圧電モジュールであって、
前記実装基板上には前記圧電振動片を覆う蓋体が配置され、
前記実装基板の前記圧電振動基板に対向する面の反対面には凹部が配置され、前記凹部には、前記実装基板の温度を測定可能な感温素子が配置されたことを特徴とする圧電モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動片、およびこれを用いた圧電モジュールに関し、特に実装後に発生するマウント位置での応力の振動部への影響を緩和させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電振動片の実装形態には、導電性接着剤を塗布してパッケージに固着する形態がある。このように、導電性接着剤を硬化させるための乾燥等の熱処理工程では、圧電振動片、パッケージ、導電性接着剤のそれぞれの線膨張係数の違いによる歪みが、冷却したのちの導電性接着剤の固着部分に残ってしまい、固着部分からの振動部への応力、すなわち熱歪みが振動に悪影響を与えてしまうという問題があった。
【０００３】
また、圧電振動片の小型化を図ろうとすると、圧電振動片の支持部に塗布された接着剤の硬化により生じた残留応力によって圧電振動片の共振周波数に経年変化が生じたり、あるいは励振電極の面積を小さくしなければならず、それによって圧電振動片としての電気的特性が劣化する問題が顕著に表れる。例えばインピーダンスが大きくなり、良好な特性を得られなくなるという問題が顕著に表れてくる。
【０００４】
そこで、このような問題に鑑みて、特許文献１においては、矩形のフラットな形状をしたＡＴカット水晶基板等の厚みすべり圧電振動子に関し、支持部と振動部との間に切欠きやスリットを設けた構造について提案されている。
【０００５】
図２１に、特許文献１に係る圧電振動子の模式図を示す。図２１（ａ）は圧電振動子を構成する圧電振動片の上面図、図２１（ｂ）は圧電振動子を構成する圧電振動片の下面図、図２１（ｃ）は圧電振動片を容器の内部に搭載した圧電振動子を構成する平面図、図２１（ｄ）は図２１（ｃ）のＡ−Ａ´線断面図である。
【０００６】
図２１においては、支持部６０２と振動部６０４とを有する矩形状の圧電振動子６００が示されている。前記圧電振動子６００の振動部６０４の上面と下面にそれぞれ形成した励振電極６０６Ａ、６０６Ｂと、前記励振電極６０６Ａ、６０６Ｂから圧電振動子６００の支持部６０２の縁に引き出された入出力端子部６０８Ａ、６０８Ｂとの間の圧電振動子６００の主面上にスリット６１０が配置形成されている。これにより、前記励振電極６０６Ａ、６０６Ｂと前記入出力端子部６０８Ａ、６０８Ｂとを物理的に隔離する構造としたものである。
【０００７】
上記構成において、圧電振動子６００の支持部６０２と、圧電振動子６００を収容する容器６１２内の底部６１４の接続電極（不図示）とを固着並びに電気的に接続するための接着剤６１６が硬化すると、図２１（ｃ）の二点鎖線で示す方向、範囲にわたって、圧電振動子６００に対する残留応力が発生することになる。しかし、このような構造においては、スリット６１０によってこの残留応力が振動部６０４に伝播しないように構成しており、スリット６１０の長手方向長を最適な長さに設定することによって、残留応力の伝搬方向を上述の二点鎖線で示した領域の外側に制限することができる。これにより、圧電振動子６００の電気的な特性を損なうことなく、かつ圧電振動子の共振周波数の経年変化が小さい小型の圧電振動子６００を製造することができるとされている。なお、類似の技術として、導電性接着剤を塗布する箇所と振動部の間にスリット（特許文献２乃至６参照）や切欠き（特許文献２、３、４、５、７、８、９参照）を設ける構成が開示されている。また、強度確保等のために、圧電振動片の中央部に窪みを形成して逆メサ型とすることが行われている（特許文献１０乃至１２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−３２６６６７号公報
【特許文献２】特開昭５９−０４０７１５号公報
【特許文献３】実開昭６１−１８７１１６号公報
【特許文献４】特開２００４−１６５７９８号公報
【特許文献５】特開２００９−１５８９９９号公報
【特許文献６】特開２００５−１３６７０５号公報
【特許文献７】特許第４０８７１８６号公報
【特許文献８】特開２００９−１８８４８３号公報
【特許文献９】特開２０１０−１３０１２３号公報
【特許文献１０】特開２０００−３３２５７１号公報
【特許文献１１】特開２００９−１６４８２４号公報
【特許文献１２】特開２００２−２４６８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、近年このような圧電振動片を用いたデバイスの小型化並びに高性能化が加速した状況においては、前述のごとき上記いずれの構成であっても、マウント歪みを十分に取り除くことは困難であることが、以下に示すように本願発明者らにより見出された。
【００１０】
図２２に圧電振動片のマウント部と振動部との間にスリットを形成した場合の応力分布を示し、図２２（ａ）は圧電振動片のスリットのＺ´軸方向の幅を１５０μｍとした場合の応力分布、図２２（ｂ）は圧電振動片のスリットのＺ´軸方向の幅を２５０μｍとした場合の応力分布を示す。また、図２３、図２４に、圧電振動片の幅方向の両側でマウント部と振動部との間となる位置に切欠きを形成して、マウント部と振動部との間を連結する連結部を形成した場合の応力分布を示し、図２３（ａ）は連結部のＸ軸方向の幅を４００μｍとした場合の応力分布、図２３（ｂ）は連結部のＸ軸方向の幅を３００μｍとした場合の応力分布、図２４（ａ）は連結部のＸ軸方向の幅を２００μｍとした場合の応力分布、図２４（ｂ）は連結部のＸ軸方向の幅を１００μｍとした場合の応力分布を示す。
【００１１】
図２２、図２３、図２４は、図中の導電性接着剤が塗布されるマウント部７０２のＹ´軸側の面上の円の中心の２点を基点として圧電振動片７００に対して圧縮応力或いは引張応力を印加した場合の応力分布のシミュレーション結果を示したものである。この圧縮応力或いは引張応力（残留応力）は、圧電振動片、導電性接着剤、基板の熱膨張係数の違いにより、圧電振動片に印加される応力により発生する。
【００１２】
図２２、図２３、図２４において、Ｘ軸、Ｙ´軸、Ｚ´軸は互いに直交するものとし、圧電振動片７００は、Ｙ´軸に平行な方向を法線とする主面を有し、Ｚ´軸に平行な方向及びＸ軸に平行な方向にそれぞれ縁辺を有する板状の外形を有している。また圧電振動片７００の主面を貫通する貫通孔としてスリット７０４が形成されている。よって、圧電振動片７００において、マウント部７０２、スリット７０４、振動部７０６が横並びに配置された形となる。図２２において、圧電振動片７００は、マウント部７０２、スリット７０４、振動部７０６が並ぶ方向（Ｚ´軸方向）の長さが１５００μｍ、Ｘ軸方向の幅が１０００μｍの外形を有している。またスリット７０４のＸ軸方向（長辺）の長さは６５０μｍである。そしてマウント部７０２側のスリット７０４の長辺からマウント部７０２の端部までのＺ´軸方向の幅は、図２２（ａ）において３５０μｍ、図２２（ｂ）においては２５０μｍとしている。またスリット７０４のＺ´軸方向の幅は、図２２（ａ）において１５０μｍ、図２２（ｂ）において２５０μｍとしている。すなわち、図２２（ａ）と図２２（ｂ）では、スリット７０４のＺ´軸方向の位置と幅を変化させている。
【００１３】
そして、図２２、図２３、図２４の図中の左に縦一列に並べられた複数の模様は、それぞれ圧電振動片７００が受ける応力の強度を示し、上の模様に行くほど応力が大きいことを示し、下の模様に行くほど応力が小さいことを示す。そして圧電振動片７００が受ける応力の強度の分布を、上述の模様を用いて表している。
【００１４】
図２２に示すように、このように小さな圧電振動片７００においては、スリット７０４を配置しても、さらにスリット７０４の位置や幅を変化させても、マウント部７０２で発生した応力に起因する応力を解消しきれずに、強い応力が圧電振動片７００の振動部７０６にまで達していることがわかる。よって圧電振動片７００の共振周波数の安定性等の電気的特性に悪影響を与えるという問題がある。
【００１５】
図２３、図２４に示す圧電振動片７００は、特許文献６、７のような従来技術に係るマウント部７０２と振動部７０６との間において圧電振動片７００の幅方向の両端に切欠き７０８を形成した、所謂切欠き構造となっている。この構造では、切欠き７０８により形成された連結部７１０の幅を狭くしていくことにより、マウント部７０２で発生した応力の振動部７０６への伝播が緩和されていく様子が観察される。しかし、連結部７１０のみで振動部７０６を支持する構造では耐落下衝撃等の強度面で不利となり実用性に乏しいという問題がある。
【００１６】
そこで本発明は上記問題点に着目し、マウント部から振動領域への応力の伝播を十分に緩和することを可能とした圧電振動片、圧電モジュール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】
【００１７】
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、以下の適用例として実現することが可能である。
［適用例１］圧電基板に、厚み滑り振動を励振する振動部と、前記振動部の周縁に前記振動部の厚みよりも厚みが薄い周縁部と、が設けられた圧電振動片であって、前記周縁部には、緩衝部とマウント部が順に連結され、前記緩衝部は、前記マウント部と前記周縁部との間にスリットを有し、前記マウント部は、前記マウント部と前記緩衝部と前記周縁部との並ぶ方向に対して直交方向の両端部に、切欠きを有していることを特徴とする圧電振動片。
【００１８】
上記構成により、実装時にマウント部において発生した応力が、振動部へ直線的に伝播することをスリットにより防ぐことができる。よってマウント部からの応力はスリットの周囲及び緩衝部に伝播することになる。さらに上記構成により、マウント部の幅は切欠きにより緩衝部の幅より狭くなるので、応力が緩衝部のスリットの周囲となる位置を伝播する経路が長くなり、長くなった分だけ周縁部及び振動部に伝達する応力を緩和させることができる。一方、本発明の圧電振動片は、振動部の厚みが周縁部の厚みより厚いメサ構造を有している。よって、緩衝部のスリットの周囲となる位置を周回した応力は周縁部を介して振動部に到達しうるが、周縁部の主面と振動部の主面との間にはメサ構造による段差があるので、この段差位置において応力を緩和させることができる。よって応力が振動部に伝播する前に十分に緩和され、振動部への応力の影響を緩和することができる。
【００１９】
［適用例２］前記緩衝部と前記周縁部との連結部に切欠きを有することを特徴とする適用例１に記載の圧電振動片。
上記構成により、緩衝部のスリットの長手方向の両端の周縁となる位置にまで伝播した応力が振動部へ直線的に伝播することを切欠きにより遮断することができるので、振動部への応力の影響を緩和することができる。
【００２０】
［適用例３］前記マウント部と前記緩衝部と前記周縁部との並ぶ方向に対して直交方向に関し、前記周縁部の幅は、前記緩衝部の幅より狭いことを特徴とする適用例１または２に記載の圧電振動片。
上記構成により、圧電振動片の自由端側を軽量化して実装の安定性を高めることができる。
【００２１】
［適用例４］前記圧電基板が、水晶の結晶軸である、電気軸としてのＸ軸と、機械軸としてのＹ軸と、光学軸としてのＺ軸と、からなる直交座標系の前記Ｘ軸を中心として、前記Ｚ軸を前記Ｙ軸の−Ｙ方向へ傾けた軸をＺ′軸とし、前記Ｙ軸を前記Ｚ軸の＋Ｚ方向へ傾けた軸をＹ′軸とし、前記Ｘ軸と前記Ｚ′軸に平行な面で構成され、前記Ｙ′軸に平行な方向を厚みとする水晶基板であることを特徴とする適用例１乃至３のいずれか１例に記載の圧電振動片。
上記構成により、厚みすべり振動を効率的に発振可能な圧電振動片となる。
【００２２】
［適用例５］前記周縁部は、前記緩衝部に接続した第１の周縁部と、前記振動部の周縁に配置され前記第１の周縁部に接続した第２の周縁部と、を有し、前記第２の周縁部の厚みは、前記第１の周縁部の厚みより厚いことを特徴とする適用例１乃至４のいずれか１例に記載の圧電振動片。
上記構成により、振動部を中心とした二段メサ構造になるので、厚みすべり振動を振動部内に効率的に閉じこめ、励振効率を高めることができる。
【００２３】
［適用例６］前記振動部の表裏の両主面にはそれぞれ、励振電極が配置され、前記マウント部の実装面には、前記励振電極とそれぞれ電気的に接続された一対の引き出し電極が配置されていることを特徴とする適用例５に記載の圧電振動片。
上記構成により、引き出し電極と圧電振動片が実装される実装基板に配置された接続電極とを導電性接着剤で接着し、引き出し電極と接続電極とを機械的及び電気的に接続することにより、所謂フェースダウンボンディング型の実装形態をとることができる。したがって、圧電振動片と実装基板からなるモジュール構造の低背化を図ることができる。
【００２４】
［適用例７］適用例１乃至６のいずれか１例に記載の圧電振動片のマウント部を、実装基板に配置された接続電極に導電性接着剤で接着することにより前記圧電振動片を実装した圧電モジュールであって、前記実装基板上には前記圧電振動片を覆う蓋体が配置され、前記実装基板の前記圧電振動基板に対向する面には凹部が配置され、前記凹部には、前記実装基板及び前記蓋体により閉じられた内部空間の温度を測定可能な感温素子が配置されたことを特徴とする圧電モジュール。
上記構成により、圧電振動片の周囲の温度を測定することができるので圧電振動片から発振される発振信号の温度補償を高精度に行うことが可能な圧電モジュールとなる。
【００２５】
［適用例８］適用例１乃至６のいずれか１例に記載の圧電振動片のマウント部と、実装基板に配置された接続電極と、を導電性接着剤で接着することにより前記圧電振動片を実装した圧電モジュールであって、前記実装基板上には前記圧電振動片を覆う蓋体が配置され、前記実装基板の前記圧電振動基板に対向する面の反対面には凹部が配置され、前記凹部には、前記実装基板の温度を測定可能な感温素子が配置されたことを特徴とする圧電モジュール。
上記構成により、圧電振動片の実装基板への実装後かつ感温素子の実装前に圧電振動片の動作の検査を行い、圧電振動片の正常な動作を確認した上で感温素子を実装することができるので感温素子を無駄にすることはなく、コストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態に係る圧電振動片の模式図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は底面図、図１（ｃ）は水晶基板のカット角を表す図である。
【図２】第１実施形態に係る圧電振動片の模式図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は裏面図、図２（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】圧電振動片の製造工程（振動部形成工程）を示す模式図である。
【図４】圧電振動片の製造工程（外形形成工程）の模式図である。
【図５】圧電振動片の製造工程（電極形成工程）の模式図である。
【図６】第２実施形態に係る圧電振動片の模式図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は底面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図６（ｄ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】第１実施形態の圧電振動片の変形例であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は底面図、図７（ｃ）は側面図である。
【図８】第２実施形態の圧電振動片の第１変形例であり、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は底面図、図８（ｃ）は側面図である。
【図９】第２実施形態に係る圧電振動片の第２変形例の模式図であり、図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は底面図、図９（ｃ）は図９（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図９（ｄ）は図９（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１０】第３実施形態に係る圧電振動片の模式図であり、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は底面図、図１０（ｃ）は図１０（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図１０（ｄ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１１】第３実施形態に係る圧電振動片の側面図である。
【図１２】第４実施形態に係る圧電振動片の模式図であり、図１２（ａ）は平面図、図１２（ｂ）は底面図、図１２（ｃ）は図１２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図１２（ｄ）は図１２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１３】第４実施形態に係る圧電振動片の側面図である。
【図１４】本実施形態の圧電振動片のマウント部に応力を印加した場合の応力の強度分布を示す図である。
【図１５】本実施形態の圧電振動片を搭載した圧電振動子を示し、図１５（ａ）は図６に示す圧電振動片６０を搭載した場合の圧電振動子１００の平面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図１６】図６に示す圧電振動片６０を搭載した場合の圧電モジュールの分解斜視図である。
【図１７】本実施形態の圧電振動片を搭載した圧電モジュールを示し、図１７（ａ）は図１６のＡ−Ａ線断面図であり、図１７（ｂ）は図１６において図９に示す圧電振動片６１を搭載した場合のＡ−Ａ線断面図である。
【図１８】本実施形態の圧電モジュールの第１変形例を示す図である。
【図１９】本実施形態の圧電モジュールの第２変形例を示し、図１９（ａ）は側面図、図１９（ｂ）は圧電モジュールを構成する基板の平面図である。
【図２０】本実施形態の圧電モジュールの第３変形例を示し、図２０（ａ）は、容器の断面が所謂、Ｈ型構造の圧電モジュールの模式図、図２０（ｂ）はシングルシール型の圧電モジュールの模式図である。
【図２１】特許文献１に係る圧電振動子の模式図であり、図２１（ａ）は圧電振動子を構成する圧電振動片の上面図、図２１（ｂ）は圧電振動子を構成する圧電振動片の下面図、図２１（ｃ）は圧電振動片を容器の内部に搭載した圧電振動子を構成する平面図、図２１（ｄ）は図２１（ｃ）のＡ−Ａ´線断面図である。
【図２２】圧電振動片のマウント部と振動部との間にスリットを形成した場合の応力分布を示し、図２２（ａ）は圧電振動片のスリットの幅を１５０μｍとした場合の応力分布、図２２（ｂ）は圧電振動片のスリットの幅を２５０μｍとした場合の応力分布である。
【図２３】圧電振動片の幅方向の両側のマウント部と振動部との間となる位置に切欠きを形成して、マウント部と振動部との間を連結する連結部を形成した場合の応力分布を示し、図２３（ａ）は連結部の幅を４００μｍとした場合の応力分布、図２３（ｂ）は連結部の幅を３００μｍとした場合の応力分布である。
【図２４】圧電振動片の幅方向の両側のマウント部と振動部との間となる位置に切欠きを形成して、マウント部と振動部との間を連結する連結部を形成した場合の応力分布を示し、図２４（ａ）は連結部の幅を２００μｍとした場合の応力分布、図２４（ｂ）は連結部の幅を１００μｍとした場合の応力分布である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。なお以下の説明に用いられる図において、Ｘ軸、Ｙ′軸、Ｚ′軸は互いに直交するものとする。
【００２８】
第１実施形態に係る圧電振動片を図１、図２に示す。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は底面図、図１（ｃ）は水晶基板のカット角を表す図、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は裏面図、図２（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。本実施形態に係る圧電振動片１０は、圧電基板（圧電素板）として、水晶の結晶軸である、電気軸としてのＸ軸と、機械軸としてのＹ軸と、光学軸としてのＺ軸と、からなる直交座標系の前記Ｘ軸を中心として、前記Ｚ軸を前記Ｙ軸の−Ｙ方向へ傾けた軸をＺ′軸とし、前記Ｙ軸を前記Ｚ軸の＋Ｚ方向へ傾けた軸をＹ′軸とし、前記Ｘ軸と前記Ｚ′軸に平行な面で構成され、前記Ｙ′軸に平行な方向を厚みとするＡＴカットの水晶基板を採用している。そして矩形状のＡＴカットの水晶基板を用い、周縁に周縁部１７（補強部）を残したウエットエッチングにより、短辺方向が前記Ｘ軸方向、長辺方向が前記Ｚ′軸方向となるように外形を形成し、前記周縁部１７（第１の周縁部１７ａ）よりも厚みの薄い薄肉の振動部２２を形成した逆メサ型の圧電振動片１０となっている。
【００２９】
圧電振動片１０は、マウント部１２、スリット１６を有する緩衝部１４、振動部２２を中央部に有する周縁部１７が一体となって全体の外形が形成され、マウント部１２と周縁部１７がそれぞれ圧電振動片１０の長辺方向（Ｚ′軸方向）の端部に配置され、緩衝部１４がマウント部１２と周縁部１７の間に配置されている。また圧電振動片１０は、図１（ａ）のＡ−Ａ線を中心線として線対称な形状を有している。そして圧電振動片１０はマウント部１２側を固定端とし、振動部２２側を自由端として片持ち支持状態で、実装先の実装基板３４（図２）に導電性接着剤３２により固定される。
【００３０】
マウント部１２は、圧電振動片１０のＺ′軸の一方向の端部に配置されるとともに、Ｘ軸方向の両端には切欠き１２ａが形成されている。切欠き１２ａは、マウント部１２のＸ軸方向の両端を矩形に切り欠くように配置されている。この切欠き１２ａにより、導電性接着剤３２の塗布位置の間隔を狭くすることができ、実装時にマウント部１２で発生する応力の発生領域を小さくすることができる。そして実装面となるマウント部の一主面（−Ｙ′軸側の面）には後述の励振電極２４Ａ、２４Ｂと電気的に接続するパッド電極２８Ａ、２８Ｂが配置されている。そしてパッド電極２８Ａ、２８Ｂには実装側の実装基板３４と接着するための導電性接着剤３２が塗布される。したがって導電性接着剤３２を用いて実装基板３４に接着することにより圧電振動子が形成される。
【００３１】
緩衝部１４は、マウント部１２と周縁部１７との間に形成され、マウント部１２で発生して振動部２２側に伝播する応力（熱歪み）を緩和させる作用を有している。これを実現するため、緩衝部１４にはスリット１６が設けられ、緩衝部１４と周縁部１７との間に切欠き１８が形成されている。なお、緩衝部１４には後述の引出電極２６Ａ、２６Ｂが形成されている。
【００３２】
スリット１６は、圧電振動片１０の短辺方向（Ｘ軸方向）に沿った長辺と圧電振動片の長辺方向（Ｚ′軸方向）に沿った短辺を有し、圧電振動片１０の厚み方向に矩形形状で貫通する貫通孔となっている。スリット１６は、後述のように、圧電振動片１０の実装基板３４への実装時にマウント部１２で発生した応力のＺ軸方向（圧電振動片１０の長辺方向）への直線的な伝播を遮断して振動部２２に及ぶ応力を低減するものである。一方、圧電振動片１０の実装時の応力（熱歪み）はマウント部１２の導電性接着剤３２の塗布位置同士を結ぶ線上が発生領域となる。よって、スリット１６の長辺方向の幅は、導電性接着剤３２の塗布位置同士の間隔より長くするとともに、前記発生領域と振動部２２とを結ぶ直線に交差するように配置することにより上述の発生領域で発生した応力の振動部２２側への直線的な伝播経路を遮断することができる。特に、図１に示すように、スリット１６の長辺方向の幅をマウント部１２のＸ軸方向の幅より広くし、Ｚ′軸方向からみてスリット１６の長辺の両端部がマウント部１２のＸ軸方向の両端部からはみ出るように配置することにより、マウント部１２で発生した応力の振動部２２側への伝播経路を確実に遮断することができる。上記構成により、上述の発生領域（マウント部１２）で発生した応力はスリット１６により振動部２２に直線的に伝播する経路が遮断され、緩衝部１４のスリット１６の周囲となる位置を周回することになる。
【００３３】
切欠き１８は、緩衝部１４と周縁部１７との境界（連結部）となる位置に配置され、圧電振動片１０の短辺方向（Ｘ軸方向）の両側から緩衝部１４および周縁部１７（第１の周縁部１７ａ）を切り欠くように配置されている。よって緩衝部１４及び周縁部１７（第１の周縁部１７ａ）の切欠き１８に挟まれた領域は括れ部２０となる。切欠き１８は、緩衝部１４のスリット１６の長辺方向の両端の周縁となる位置に伝播した応力の振動部２２への直線的な伝播経路を遮断するために配置されている。よって切欠き１８により形成される括れ部２０のＸ軸方向の幅は、スリット１６の長辺方向（Ｘ軸方向）の幅と同程度かそれ以下となるようにすることが望ましい。よって、上述の位置に伝播した応力は切欠き１８により振動部２２への直線的な伝播が遮断され、括れ部２０を経由して振動部２２側に伝播する。
【００３４】
周縁部１７は、圧電振動片１０の＋Ｚ軸側を構成し振動部２２を支持する部材である。周縁部１７は、緩衝部１４に接続した第１の周縁部１７ａと、振動部２２の周囲を囲むように配置され、第１の周縁部１７ａに接続した第２の周縁部１７ｂと、を有する。ここで、第１の周縁部１７ａは緩衝部１４と同じ厚みを有し、第２の周縁部１７ｂは振動部２２と同じ厚みを有する。図１において第１の周縁部１７ａの＋Ｚ′軸側が切り欠かれ、第２の周縁部１７ｂの＋Ｚ′軸側の端面が露出した形となっているが、この部分にも第１の周縁部１７ａを配置して、第２の周縁部１７ｂの周囲を第１の周縁部１７ａで完全に囲む形としてもよい。本実施形態では第１の周縁部１７ａは、緩衝部１４と同一の厚みであって段差を有しないものとし、第２の周縁部１７は振動部２２と同一の厚みであって段差を有しないものとする。また、第２の周縁部１７ｂ及び振動部２２は、第１の周縁部１７ａより薄肉であり、圧電振動片１０の−Ｙ′軸方向から掘り込まれた態様で第１の周縁部１７ａに接続している。
【００３５】
振動部２２は、第２の周縁部１７ｂに囲まれるように配置され、圧電振動片１０において厚みすべり振動を発生させる部分である。振動部２２の中央の両主面（表裏面）には互いに対向するように励振電極２４Ａ、２４Ｂが形成されている。＋Ｙ′軸側の面に形成された励振電極２４Ａからは引出電極２６Ａが引き出されている。引出電極２６Ａは、振動部２２、第２の周縁部１７ｂ、第１の周縁部１７ａ、緩衝部１４に亘って配置され、切欠き１８において圧電振動片１０の−Ｙ′軸側の面に引き出され、緩衝部１４、マウント部１２を経由してパッド電極２８Ａに接続されている。また、−Ｙ′軸側の面に形成された励振電極２４Ｂからは引出電極２６Ｂが引き出されている。引出電極２６Ｂは、振動部２２、第２の周縁部１７ｂ、第１の周縁部１７ａ、緩衝部１４、マウント部１２に亘って配置されパッド電極２８Ｂに接続されている。したがって、パッド電極２８Ａ、２８Ｂに交流電圧を印加することにより振動部２２は所定の周波数で厚みすべり振動を行なうことができる。
【００３６】
ところで、導電性接着剤３２を用いた圧電振動片１０の接着工程では導電性接着剤３２を硬化させるために圧電振動片１０を高温に曝す必要がある。よって接着後温度が低下するとマウント部１２の導電性接着剤３２が塗布されている２点の間を結ぶ領域で、圧電振動片１０、実装基板３４、導電性接着剤３２の熱膨張係数の違いにより、上述の応力（熱歪み）が発生し、これが圧電振動片１０全体に伝播することになる。
【００３７】
一方、振動部２２に応力が印加されると、振動部２２の見かけ上の剛性が変化するため、共振周波数が変動する。そしてマウント部１２におけるマウント状態は実装状態に依存して個々に異なるため、振動部２２に伝播する応力にもバラつきが生じ、共振周波数にバラつきが生じることになる。
【００３８】
しかし、マウント部１２においては、切欠き１２ａにより導電性接着剤３２の接着位置が近接している。よって、応力の発生範囲を導電性接着剤３２が塗布された領域に集中させて、応力の発生領域を小さくし、それ以外への領域へ伝播する応力の成分を抑制することができる。そして導電性接着剤３２の接着位置において発生した応力は緩衝部１４側（Ｚ′軸方向）に直線的に伝播するが、スリット１６によりその直線的な伝播経路は遮断され、応力はスリット１６の周囲に沿って伝播することになる。よって、応力がスリット１６の周囲を伝播するため経路が長くなる。さらに切欠き１２ａによりマウント部１２における導電性接着剤３２の接着位置がスリット１６の長辺の中央側に近接するため、応力のスリット１６の周囲を周回する経路はさらに長くなる。したがって応力が振動部２２に伝播する前に十分に緩和され、振動部２２への応力の影響を緩和することができる。さらに、スリット１６は、応力の伝播経路を長くするだけでなく伝播経路を曲げることができるので、その分応力の緩和を促進させることができる。
【００３９】
また、緩衝部１４のＸ軸方向の両端にまで伝播した応力の振動部２２へ直線的に伝播経路は切欠き１８により遮断され、緩衝部１４のスリット１６の周囲の第１の周縁部１７ａ側となる位置及び括れ部２０に伝播する。よって、上述同様に応力の伝播経路が延長され、かつ曲げられるため振動部２２に伝播する応力を緩和することができる。
【００４０】
また、第２の周縁部１７ｂ及び振動部２２は、第１の周縁部１７ａより薄肉に形成されている。これにより、振動部２２は、第１の周縁部１７ａに伝播してきた応力の一部を受けるのみとなるので、振動部２２へ伝播する応力を低減することができる。また本実施形態の圧電振動片１０は振動部２２（第２の周縁部１７ｂ）が第１の周縁部１７ａの厚みより薄い、所謂逆メサ構造を有している。よって、緩衝部１４（括れ部２０）に伝達した応力は、第１の周縁部１７ａ及び第２の周縁部１７ｂを介して振動部２２に到達しうるが、第１の周縁部１７ａの主面と第２の周縁部１７ｂの主面（振動部２２の主面）との間には逆メサ構造による段差があり、後述のように（図１４参照）、この段差位置において応力を緩和させることができる。さらに、図１に示すように、第２の周縁部１７ｂ及び振動部２２は、周縁部１７の導電性接着剤３２が塗布される面側（−Ｙ′軸側の面側）からハーフエッチングにより掘り込んだ態様で配置されている。これにより第１の周縁部１７ａと第２の周縁部１７ｂ（振動部２２）との接続位置を圧電振動片１０のパッド電極２８Ａ、２８Ｂが配置された面（−Ｙ′軸側の面）の反対側の面（＋Ｙ′軸側の面）に偏在させた状態で、振動部２２の主面と第１の周縁部１７ａの主面との間で段差を形成することになる。これによりパッド電極２８Ａ、２８Ｂに塗布される導電性接着剤３２と振動部２２の距離が、前述の段差の分だけ遠くなるので、振動部２２に伝播する応力をより多く緩和させることができる。
【００４１】
このように、圧電振動片１０においては、マウント部１２の幅を切欠き１２ａにより狭くすることによりマウント部１２での応力の発生領域を小さくして、発生する応力そのものを小さくしている。また、スリット１６によりマウント部１２で発生した応力の振動部２２への直線的な伝播経路を遮断して緩衝部１４のスリットの周囲となる位置に周回させ、応力の伝播経路を長くし、また応力の経路を曲げることにより応力の緩和を促進している。さらに、切欠き１８により、緩衝部１４のスリット１６の長辺方向の両端の周囲に到達した応力の振動部２２への直線的な伝播経路を遮断して、緩衝部１４のスリット１６の周囲の振動部２２側、括れ部２０に周回させ、応力の伝播経路を長くし、また応力の経路を曲げることにより応力の緩和を促進している。最後に、括れ部２０（第１の周縁部１７ａ）に到達した応力は、第１の周縁部１７ａの主面と第２の周縁部１７ｂの主面（振動部２２の主面）との間にある段差により緩和される。したがって、圧電振動片１０の実装時にマウント部１２で発生しうる応力を、切欠き１２ａによりその発生量を小さくし、スリット１６の周囲及び括れ部２０に迂回させつつ緩和させ、第１の周縁部１７ａと第２の周縁部１７ｂとの境界において緩和させている。これにより、振動部２２に伝播する応力を緩和して周波数変動を抑制し、これを用いた圧電振動子の共振周波数やＱ値等の特性のバラつきを抑制して歩留を高めることができる。
【００４２】
次に第１実施形態の圧電振動片の製造工程について説明する。
図３に、圧電振動片の製造工程（振動部形成工程）を示し、図４に圧電振動片の製造工程（外形形成工程）を示し、図５に圧電振動片の製造工程（電極形成工程）を示す。大まかな手順としては、圧電振動片１０の材料となる水晶基板３６において、振動部２２（第２の周縁部１７ｂ）に対応する位置をハーフエッチングし、圧電振動片１０の外形に倣ってエッチングし、励振電極２４Ａ、２４Ｂ、引出電極２６Ａ、２６Ｂ、パッド電極２８Ａ、２８Ｂの形成を行なう。
【００４３】
図３に示すように、最初に圧電振動片１０を構成する振動部２２（第２の周縁部１７ｂ）の外形を形成する。まず図３（ａ）に示すように、圧電基板としてＡＴカットの水晶基板３６を用意し、水晶基板３６においてレジスト膜３８を塗布する。そして図３（ｂ）に示すように、振動部２２（第２の周縁部１７ｂ）の形状に対応したフォトマスク４０を用いてレジスト膜３８を露光し、図３（ｃ）に示すように感光したレジスト膜３８ａを除去する。そして図３（ｄ）に示すように、水晶基板３６が露出した部分が振動部２２（第２の周縁部１７ｂ）の厚みとなるまでハーフエッチングし、図３（ｅ）に示すようにレジスト膜３８を除去する。このとき水晶基板３６には振動部２２及び第２の周縁部１７ｂに対応する凹部２２ａが形成される。
【００４４】
次に圧電振動片１０の外形を形成する。図４（ａ）に示すように、凹部２２ａが形成された水晶基板３６にレジスト膜４２を塗布する。そして図４（ｂ）に示すように圧電振動片１０、スリット１６、切欠き１８の形状に対応したフォトマスク４４を用いてレジスト膜４２を露光し、図４（ｃ）に示すように感光したレジスト膜４２ａを除去する。そして図４（ｄ）に示すように、水晶基板３６が露出した部分が貫通するまでエッチングし、図４（ｅ）に示すようにレジスト膜４２を除去する。これにより圧電振動片１０の外形を有する圧電素板１０ａが形成される。
【００４５】
そして圧電素板１０ａに電極を形成する。まず図５（ａ）に示すように、スパッタ等により圧電素板１０ａの全面にＣｒやＡｕ等による金属膜４６を蒸着する。このとき圧電素板１０ａの端面にも金属膜４６が蒸着する。そして図５（ｂ）に示すように金属膜４６が蒸着した圧電素板１０ａの全面にレジスト膜４８を塗布する。このとき圧電素板１０ａの端面にもレジスト膜４８が塗布される。次に図５（ｃ）に示すように圧電振動片１０の両面の励振電極２４Ａ、２４Ｂ、引出電極２６Ａ、２６Ｂ（図５では不図示）、パッド電極２８Ａ、２８Ｂ（図５では不図示）の形状に対応したフォトマスク５０を用いレジスト膜を露光する。このとき引出電極２６Ａの圧電振動片１０の端面を通過する部分を覆うレジスト膜４８は感光しない。次に図５（ｄ）に示すように感光したレジスト膜４８ａを除去し、図５（ｅ）に示すように励振電極２４Ａ、２４Ｂ、引出電極２６Ａ、２６Ｂ、パッド電極２８Ａ、２８Ｂに対応する部分以外の金属膜４６を露出させエッチングを行なう。このとき、端面に蒸着した金属膜４６は感光せずに残ったレジスト膜４２により保護されている。よって引出電極２６Ａの端面を通過する部分の金属膜４６は残り、パッド電極２８Ａはその反対面にある励振電極２４Ａとの間の引出電極２６Ａを介した電気的接続が維持される。そして図５（ｆ）に示すようにレジスト膜４８を除去することにより圧電振動片１０が形成される。
【００４６】
第２実施形態の圧電振動片を図６に示し、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は底面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図６（ｄ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。なお、以後の実施形態において、第１実施形態と共通の構成要素については同一の番号を付し、必要な場合を除いてその説明を省略する。第２実施形態の圧電振動片６０は、基本的には第１実施形態と類似するが、前記マウント部１２と緩衝部１４と周縁部６２との並ぶ方向（Ｚ′軸方向）に対して直交方向（Ｘ軸方向）に関し、周縁部６２の幅は、緩衝部１４の幅よりも狭く形成された点で相違する（特徴１）。また、周縁部６２は、緩衝部１４に接続する第１の周縁部６２ａと、振動部２２の周囲に配置されるとともに第１の周縁部６２ａに接続された第２の周縁部６２ｂと、を有する。しかし、第２の周縁部６２ｂの厚みは振動部２２の厚みより薄い点で相違する（特徴２）。第２実施形態において励振電極２４Ａ、２４Ｂは、振動部２２の全面に配置されている。振動部２２は、＋Ｙ′軸側の面で第２の周縁部６２ｂと同一平面を形成し、−Ｙ′軸側の面で第２の周縁部６２ｂから突出した形態を有している。
【００４７】
第２実施形態の圧電振動片６０の製造工程は、ハーフエッチングの工程で、振動部２２を形成する工程以外に、振動部２２より薄肉となる第２の周縁部６２ｂを形成する工程を有する点で相違するが、それ以外では第１実施形態と共通である。
【００４８】
また周縁部６２のＸ軸方向の幅は、マウント部１２のＸ軸方向の幅と同じであっても良いし、短く／長く、なっても良いが、圧電振動片６０が図７（ａ）のＡ−Ａ線を中心線とした線対称な形状を有することが好ましい。また切欠き１８により形成される括れ部２０のＸ軸方向の幅は、第１の周縁部６２ａのＸ軸方向の幅と一致している。
【００４９】
上述の特徴１を有することにより、圧電振動片６０の自由端側を軽量化して実装の安定性を高めることができる。さらに特徴２を有することにより、振動部２２に厚みすべり振動である主振動のエネルギーを閉じ込め、厚みすべり振動の励振効率を高めることができる。
【００５０】
図７に第１実施形態の変形例、図８に第２実施形態の第１変形例を示す。ここで、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は底面図、図７（ｃ）は側面図である。また、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は底面図、図８（ｃ）は側面図である。図７に示すように、第１実施形態の変形例において、第１の周縁部１７ａのうち、振動部２２の±Ｘ軸側に接続する部分（第１の周縁部１７ａ′）は第１の周縁部１７ａより厚みが薄く、且つ第２の振動部１７ｂ（振動部２２）の主面と同一平面となる主面を有するように配置されている。また、図８に示すように、第２実施形態の第１変形例において、第１の周縁部６２ａのうち、振動部２２の±Ｘ軸側に接続する部分（第１の周縁部６２ａ′）は、第１の周縁部６２ａより厚みが薄く、且つ第２の周縁部６２ｂの主面と同一平面となる主面を有するように配置されている。
【００５１】
上記構成により、圧電振動片の自由端側を軽量化して実装の安定性を高めることができるとともに、第２の周縁部１７ｂ、６２ｂと、第１の周縁部１７ａ′、６２ａ′とが同一平面を形成している。よって、第１実施形態の変形例においては、振動部２２、第２の周縁部１７ｂ、第１の周縁部１７ａ′を同一工程で容易に形成することができ、第２実施形態の第１変形例においては、第２の周縁部６２ｂ、第１の周縁部６２ａ′を同一工程で容易に形成することができる。
【００５２】
図９に、第２実施形態に係る圧電振動片の第２変形例を示し、図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は底面図、図９（ｃ）は図９（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図７（ｄ）は図９（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図９に示すように、第２実施形態の第２変形例おいては、振動部２２を第２の周縁部６２ｂの両主面から突出するように配置している。このとき振動部２２は、水晶基板の両主面から振動部２２の形状を残してハーフエッチングすることにより形成される。このように、振動部２２を第２の周縁部６２ｂの両主面から突出するように配置することにより、厚みすべり振動の閉じ込め効果を第２実施形態より高めた圧電振動片６１とすることができる。なお、第２実施形態において、励振電極２４Ａ、２４Ｂは振動部２２の全面に矩形に形成されているが、振動部２２の全面を覆うように配置する必要はなく、さらに振動部２２における厚みすべり振動の実際の振動領域に対応して例えば円形状、楕円形状としてもよい。そうすることにより、振動部２２に厚みすべり振動である主振動のエネルギーを閉じ込めることができる。
【００５３】
図１０に、第３実施形態に係る圧電振動片の模式図を示し、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は底面図、図１０（ｃ）は図１０（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図１０（ｄ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ線断面図を示す。また、図１１に、第３実施形態に係る圧電振動片の側面図を示す。第３実施形態の圧電振動片７０は、第１実施形態、第２実施形態と基本的に類似するが、短辺方向がＺ′軸方向、長辺方向がＸ軸方向となるように配置している。そして、振動部２２が第１の周縁部７２より厚肉となるように配置されている点で相違する。また、振動部２２は、その両主面が第１の周縁部６２の両主面から突出するように配置されている。上記構成により、厚みすべり振動の振動領域を振動部２２に閉じ込めて励振効率を高めるとともに、後述のようにマウント部１２から振動部２２へ伝播する応力を緩和することができる。また本実施形態において、マウント部１２で発生した応力の伝播過程及び応力の緩和過程は、マウント部１２から括れ部２０のところまでは、第１実施形態等と同様である。そして、本実施形態では、振動部２２が第１の周縁部７２より厚肉となるメサ構造を有している。よって振動部２２と第１の周縁部７２との境界には段差が形成され、マウント部１２で発生し第１の周縁部７２と振動部２２との境界に到達した応力をこの段差で緩和し、振動部２２に伝播する応力を緩和することができる。
【００５４】
なお、第３実施形態の圧電振動片の製造工程は、振動部２２と同一の厚みとなる水晶基板を用意し、水晶基板の両面を振動部２２となる部分を残してマウント部１２、緩衝部１４、周縁部６２の厚みとなるまでハーフエッチングを行い、マウント部１２、緩衝部１４（スリット１６）、第１の周縁部７２となる部分を残して圧電振動片７０の外形を刳り貫くエッチングを行なえばよい。その後の電極形成工程は第１実施形態と同様である。
【００５５】
図１２に、第４実施形態に係る圧電振動片の模式図を示し、図１２（ａ）は平面図、図１２（ｂ）は底面図、図１２（ｃ）は図１２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図１２（ｄ）は図１２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図を示す。また図１３に、第４実施形態に係る圧電振動片の側面図を示す。第４実施形態の圧電振動片７１は、第３実施形態と類似するが、振動部２２の周囲に配置され第１の周縁部７２に接続する第２の周縁部７４を有する点で相違し、その厚みは第１の周縁部７２の厚みより厚い点で相違する。ここで、第２の周縁部７４は、その両主面が第１の周縁部７２の両主面より突出するように配置され、振動部２２は、その両主面が第２の周縁部７４の両主面より突出するように配置されている。また励振電極２４Ａ、２４Ｂは、振動部２２の主面のみならず第２の周縁部７４の主面を覆うように配置されている。上記構成により、圧電振動片７１は、振動部２２を中心とした二段メサ構造になるので、厚みすべり振動を振動部２２内に効率的に閉じこめ、励振効率を高めることができる。特に、本実施形態では、励振電極２４Ａ、２４Ｂを、振動部２２のみならず第２の周縁部７４も覆うように配置しているため、振動部２２における励振効率を高め、ＣＩ値を向上させることができる。また、本実施形態は、所謂二段メサ構造となるため、第３実施形態よりも圧電振動片７１の厚み方向の段差の数が多くなるため、マウント部１２から振動部２２へ伝播する応力を第３実施形態よりもさらに緩和することができる。
【００５６】
なお、第４実施形態の圧電振動片７１の製造工程は、振動部２２と同一の厚みとなる水晶基板を用意し、水晶基板の両面を振動部２２となる部分を残して第２の周縁部７４の厚みとなるまでハーフエッチングを行い、振動部２２及び第２の周縁部７４を残してマウント部１２、緩衝部１４、第１の周縁部７２の厚みとなるまでハーフエッチングを行い、マウント部１２、緩衝部１４（スリット１６）、第１の周縁部７２となる部分を残して圧電振動片７１の外形を刳り貫くエッチングを行なえばよい。その後の電極形成工程は第１実施形態と同様である。
【００５７】
図１４に本実施形態の圧電振動片のマウント部に応力（熱歪み）を印加した場合の応力の強度分布を示す。本願発明者は、本実施形態の圧電振動片のマウント部に応力を印加した場合の応力の強度分布についてシミュレーションを行った。シミュレーションの対象となる圧電振動片は、図６に示す第２実施形態の圧電振動片と比較して、振動部２２と第２の周縁部６２ｂとの間に段差を有しない点で相違するもののほぼ同様の形態を有している。よって、本シミュレーションにおいては、図６の圧電振動片６０とその構成要素に対応して説明する。
【００５８】
図１４に示すように、マウント部１２の実装面上に描かれた２つの円の中心の２点の位置において、２点間で互いに引き合う力若しくは互いに押し合う力を印加したときの、圧電振動片６０の表面を伝播する応力の分布のシミュレーションを行った。なお、図１４の左に縦一列に並べてある模様は、マウント部１２で発生した応力により、圧電振動片６０が受ける応力の強度（レベル１〜レベル９）を示している。ここで、レベル９が最も大きな応力を受ける領域を示し、レベル９の領域からレベル１の領域に行くにつれて受ける応力は小さくなり、レベル１は受ける応力が最小若しくは応力の検出限界以下となる領域を示している。そしてこれらの模様は、圧電振動片６０上において圧電振動片６０の応力の強度分布に対応して描かれている。
【００５９】
図１４に示すように、マウント部１２全体及び緩衝部１４のマウント部１２側で強い応力（レベル９）が発生していることがわかる。そしてマウント部１２側で発生した応力（レベル９）は、スリット１６の第１の周縁部６２ａ側でレベル４または５程度にまで緩和されている。これは、緩衝部１４のスリット１６の周囲となる位置を伝播する応力がその伝播途中で大きな割合で緩和されるためと考えられる。さらに、緩衝部１４のスリット１６の長辺方向の両端となる位置に伝播した応力は、切欠き１８により振動部２２への直線的な伝播経路が遮断され、その応力の伝播経路が括れ部２０の中央に向くように曲げられ、この伝播経路の伝播途中でも大きな割合で応力が緩和されたと考えられる。
【００６０】
そして第１の周縁部６２ａと、第２の周縁部６２ｂの−Ｚ′軸側と、の境界において、第１の周縁部６２ｂ側では応力はレベル５が支配的であるが、第２の周縁部６２ｂ側ではレベル２が支配的であり、応力の強度がこの境界で不連続な変化を有している。これは、第２の周縁部６２ｂが第１の周縁部６２ａよりも薄肉に形成されているため、第１の周縁部６２ａの内部を伝播した応力については、第２の周縁部６２ｂがその一部を受けるに留まるからである。また第２の周縁部６２ｂと第１の周縁部６２ａとの間には段差があるので、この段差で応力の伝播経路が圧電振動片６０の厚み方向に折り曲げられ、この経路の折り曲がりにより圧電振動片６０の表面を伝播する応力が緩和されたからである。また第２の周縁部６２ｂ（振動部２２）は、マウント部１２の導電性接着剤３２が塗布される面から掘り込む態様で形成されている。そして応力は圧電振動片６０の厚み方向も緩和するため、第２の周縁部６２ｂは、第１の周縁部６２ａの厚み方向で緩和された応力の一部のみを受けることになるからである。なお、第１の周縁部６２ａのうち、第２の周縁部６２ｂに±Ｘ軸側から接続する部分には括れ部２０から応力が殆ど伝播されず、この部分から第２の周縁部６２ｂへの応力の伝播は殆どないといえる。
【００６１】
そして、第２の周縁部６２ｂにおいて、第１の周縁部６２ａとの境界から＋Ｚ′軸方向に離れるにつれて応力のレベルは低下し、振動部２２が配置される第２の周縁部６２ｂの中央部ではレベル１が支配的となっている。本実施形態の圧電振動片６０においては、振動部２２（励振電極２４Ａ，２４Ｂ）は、第２の周縁部６２ｂの中央となる位置に配置されるため、振動部２２は応力の影響を殆ど受けずに良好な周波数特性が得られると考えられる。さらに第２実施形態においては、第２の周縁部６２ｂと振動部２２との間で厚み方向に段差があるため、この段差により振動部２２に伝播する応力がさらに緩和される。
【００６２】
上述のシミュレーションは振動部２２が周縁部６２（第１の周縁部６２ａ）より薄肉である場合について行なった。しかし、図１０に示す第３実施形態のように振動部２２が第１の周縁部７２より厚肉であっても、振動部２２と第１の周縁部７２との境界には段差があるため、この段差により振動部２２に伝播する応力が緩和される。さらに図１１に示す第４実施形態のように、二段メサ構造とすることにより、段差がさらに増えるので振動部２２に伝播する応力をさらに緩和させることができる。
【００６３】
第１実施形態及び第２実施形態の圧電振動片は、短辺方向がＸ軸方向、長辺方向がＺ′軸方向となる逆メサ型の圧電振動片とした。また、第３実施形態及び第４実施形態の圧電振動片は、短辺方向がＺ′軸方向、長辺方向がＸ軸方向となるメサ型の圧電振動片とした。しかし、本発明はこれに限らず、逆メサ型の圧電振動片において、短辺方向がＺ′軸方向、長辺方向がＸ軸方向となるように構成してもよく、メサ型の圧電振動片において、短辺方向がＸ軸方向、長辺方向がＺ′軸方向となるように構成してもよい。
【００６４】
図１５に本実施形態の圧電振動片を搭載した圧電振動子を示す。図１５（ａ）は図６に示す圧電振動片６０を搭載した場合の圧電振動子１００の平面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。圧電振動子１００は圧電振動片６０を収容する凹部を有するパッケージ１０２と、凹部１０４を封止するリッド１１２により形成される。またパッケージ１０２の底部（実装基板１０２ａ）の下面には外部電極１０６が形成され、実装基板１０２ａの上面には、貫通電極１０８を介して外部電極１０６と電気的に接続された接続電極１１０が配置されている。そしてこの接続電極１１０とマウント部１２のパッド電極２８Ａ、２８Ｂとが導電性接着剤３２により接合される。よって圧電振動片６０は、マウント部１２を固定端として片持ち支持状態でパッケージ１０２に接続される。上記構成により、圧電振動片６０の振動部２２への応力を緩和させた圧電振動子１００となる。さらに、上記構成により、パッド電極２８Ａ、２８Ｂ（引き出し電極２６Ａ、２６Ｂ）と接続電極１１０とを導電性接着剤３２で接着し、パッド電極２８Ａ、２８Ｂと接続電極１１０とを機械的及び電気的に接続することにより、所謂フェースダウンボンディング型の実装形態をとることができる。したがって、圧電振動片６０と実装基板１０２ａからなるモジュール構造を有する圧電振動子１００の低背化を図ることができる。
【００６５】
図１６、図１７に本実施形態の圧電振動片を搭載した圧電モジュールを示す。図１６は図６に示す圧電振動片６０を搭載した場合の圧電モジュールの分解斜視図を示し、また図１７（ａ）は図１２のＡ−Ａ線断面図であり、図１７（ｂ）は図１６において図９に示す圧電振動片６１を搭載した場合のＡ−Ａ線断面図である。本実施形態の圧電モジュール２００は、パッケージ２０２（実装基板）、圧電振動片６０、６１、圧電振動片６０、６１（図９参照）を駆動させる集積回路（ＩＣ２１０）、リッドにより構成されている。パッケージ２０２は、図１７の破線で示すように３層構造で形成されている。パッケージ２０２の下面には外部電極２１４が形成されている。またパッケージ２０２の凹部２０４の下段部２０６には複数の接続電極２１６が配置されている。またパッケージ２０２の凹部２０４の上段部２０８には、ＩＣ２１０のパッド電極２２０と電気的に接続するとともに、圧電振動片６０、６１のパッド電極２８Ａ、２８Ｂ（図６、図７、図１７参照）と導電性接着剤３２を介して接続する接続電極２１８が形成されている。接続電極２１６はＩＣ２１０のパッド電極２２０に対応して複数配置され、パッド電極２２０と導電性の接着剤により電気的に接続されるが、その一部は接続電極２１８や外部電極２１４に電気的に接続される。本実施形態の圧電モジュール２００においては、圧電振動片６０、６１とＩＣ２１０とが共に凹部２０４においてリッド２１２により封止された構造を有している。上記構成により、圧電振動片の振動部への応力を緩和させた圧電モジュール２００となる。
【００６６】
図１８に本実施形態の圧電モジュールの第１変形例を示す。図１８においては、パッケージ３０２（実装基板）の両面に凹部３０４、３０６を形成し、一方の凹部３０４に圧電振動片６０を搭載するとともにリッド３０８で封止し、他方の凹部３０６には集積回路（ＩＣ３１６）を取り付けた構成を有した圧電モジュール３００となっている。そしてパッケージ３０２の下端には外部電極３１０が形成され、また凹部３０６には外部電極３１０または凹部３０４に配置された接続電極３２０と電気的に接続するとともに、ワイヤー３１４を介してＩＣ３１６のパッド電極３１８と電気的に接続する接続電極３１２が配置されている。一方凹部３０４に配置された接続電極３２０は、圧電振動片６０のパッド電極２８Ａ、２８Ｂと導電性接着剤３２を介して接続される。よって圧電振動片６０はマウント部１２を固定端として片持ち支持状態でパッケージに接続される。このように圧電振動片６０とＩＣ３１６とを隔離することによって、圧電振動片６０のＩＣ３１６からの熱の影響を低減することができる。
【００６７】
図１９に本実施形態の圧電モジュールの第２変形例を示す。図１９（ａ）は側面図、図１９（ｂ）は圧電モジュールを構成する基板の平面図である。第２変形例においては、例えば図１１に示す圧電振動子１００を用いて圧電モジュール４００を形成している。すなわち、第２実施形態においては、圧電振動子１００を駆動する集積回路（ＩＣ４０４）を搭載した基板４０２上にＩＣ４０４（パッド電極４０６）と電気的に接続する電極球４１２を配置し、この電極球４１２により圧電振動子１００を支持するとともに、電極球４１２と圧電振動子１００の外部電極１０６とを電気的に接続し、基板４０２、ＩＣ４０４、電極球４１２、圧電振動子１００を樹脂等のモールド剤４１６により一体形成している。ここで、基板４０２の下面には外部電極４１０が形成され、基板４０２の上面には外部電極４１０と貫通電極４１８を介して電気的に接続する接続電極４０８が形成されている。そしてＩＣ４０４に形成されたパッド電極４０６のうち、一部は電極球４１２にワイヤー４１４を介して接続され、残りは接続電極４０８にワイヤー４１４を介して接続されている。
【００６８】
上記構成とすることにより、既存の圧電振動子１００の規格に対応して基板ＩＣ４０４、電極球４１２等の配置をして圧電モジュール４００を形成することができるのでコストを抑制することができる。なお、いずれの実施形態においてもＩＣと各電極との接続はフェイスダウンボンディングでもよい。またいずれの圧電振動子、圧電モジュールの実施形態においても、上述のいずれの実施形態の圧電振動片にもこの変形例を適用できる。
【００６９】
図２０に、本実施形態の圧電モジュールの第３変形例を示し、図２０（ａ）は、容器の断面が所謂、Ｈ型構造の圧電モジュールの模式図、図２０（ｂ）はシングルシール型の圧電モジュールの模式図を示す。第３変形例においては、第３実施形態の圧電振動片７０（他の実施形態でもよい）を用いるとともに、圧電モジュール５００において温度センサーとしての機能を発揮するための温度を検出する感温素子（サーミスタ５１２）を搭載している。図２０（ａ）では、圧電振動片７０のマウント部１２の実装面を実装基板５０２側に向け、マウント部１２と、実装基板５０２に配置された接続電極５０４と、を導電性接着剤３２で接着することにより圧電振動片７０を実装した圧電モジュール５００となっている。そして、実装基板５０２上には圧電振動片７０を覆う蓋体（側壁部５０６、リッド５０８）が配置されている。また、実装基板５０２の圧電振動片７０に対向する面の反対面には凹部５１０が配置されている。また、凹部５１０には、実装基板５０２の温度を測定可能なサーミスタ５１２が配置された構成となっている。上記構成により、圧電振動片７０の周囲の温度、すなわち実装基板５０２及び蓋体（側壁部５０６、リッド５０８）により閉じられ、圧電振動片７０を封止する内部空間の温度について、実装基板５０２の凹部５１０の底部の温度を測定することによって、前記内部空間の温度を測定することができるので、圧電振動片７０から発振される発振信号の温度補償を高精度に行うことが可能な圧電モジュール５００となる。
【００７０】
さらに、上記構成により、圧電振動片７０を実装基板５０２の実装後であって、感温素子（サーミスタ５１２）を実装する前に、圧電振動片７０の電気的特性や動作状態の検査を行うことができる。よって、圧電振動片７０の検査結果を踏まえて、圧電振動片７０において良品と不良品とを選別することができる。したがって、不良品を省いた良品の圧電振動片が実装された実装基板５０２のみに前記感温素子を実装することができるので感温素子を無駄にすることがなく、コストを抑制し低コスト化を図ることができる。
【００７１】
図２０（ｂ）に示す圧電モジュール５０１は、図２０（ａ）と類似した圧電モジュール５０１となっているが、実装基板５０２の圧電振動基板７０に対向する面に凹部５１４が配置されている。そして、凹部５１４には、実装基板５０２及び蓋体（側壁部５０６、リッド５０８）により閉じられ、圧電振動片７０を封止する内部空間の温度を測定可能な感温素子（サーミスタ５１２）が配置されている。なお、図２０（ａ）、（ｂ）においては、サーミスタ５１２を搭載したものとしているが上述の集積回路（ＩＣ４０４）でもよく、この集積回路にサーミスタ等の感温素子を内蔵したものが好適である。
【符号の説明】
【００７２】
１０………圧電振動片、１０ａ………圧電素板、１２………マウント部、１２ａ………切欠き、１４………緩衝部、１６………スリット、１７………周縁部、１７ａ………第１の周縁部、１７ｂ………第２の周縁部、１８………切欠き、２０………括れ部、２２………振動部、２２ａ………凹部、２４Ａ，２４Ｂ………励振電極、２６Ａ，２６Ｂ………引出電極、２８Ａ，２８Ｂ………パッド電極、３２………導電性接着剤、３４………実装基板、３６………水晶基板、３８………レジスト膜、３８ａ………レジスト膜、４０………フォトマスク、４２………レジスト膜、４２ａ………レジスト膜、４４………フォトマスク、４６………金属膜、４８………レジスト膜、４８ａ………レジスト膜、５０………フォトマスク、６０………圧電振動片、６１………圧電振動片、６２………周縁部、６２ａ………第１の周縁部、６２ｂ………第２の周縁部、７０………圧電振動片、７１………圧電振動片、７２………第１の周縁部、７４………第２の周縁部、１００………圧電振動子、１０２………パッケージ、１０２ａ………実装基板、１０４………凹部、１０６………外部電極、１０８………貫通電極、１１０………接続電極、１１２………リッド、２００………圧電モジュール、２０２………パッケージ、２０４………凹部、２０６………下段部、２０８………上段部、２１０………ＩＣ、２１２………リッド、２１４………外部電極、２１６………接続電極、２１８………接続電極、２２０………パッド電極、３００………圧電モジュール、３０２………パッケージ、３０４………凹部、３０６………凹部、３０８………リッド、３１０………外部電極、３１２………接続電極、３１４………ワイヤー、３１６………ＩＣ、３１８………パッド電極、３２０………接続電極、４００………圧電モジュール、４０２………基板、４０４………ＩＣ、４０６………パッド電極、４０８………接続電極、４１０………外部電極、４１２………電極球、４１４………ワイヤー、４１６………モールド剤、４１８………貫通電極、５００………圧電モジュール、５０１………圧電モジュール、５０２………実装基板、５０４………接続電極、５０６………側壁部、５０８………リッド、５１０………凹部、５１２………サーミスタ、５１４………凹部、６００………圧電振動子、６０２………支持部、６０４………振動部、６０６Ａ………励振電極、６０６Ｂ………励振電極、６０８Ａ………入出力端子部、６０８Ｂ………入出力端子部、６１０………スリット、６１２………容器、６１４………底部、６１６………接着剤、７００………圧電振動片、７０２………マウント部、７０４………スリット、７０６………振動部、７０８………切欠き、７１０………連結部。
【図１】
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【図２】
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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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【図１６】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図１５】
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【図１７】
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【図２０】
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