(57)【要約】【課題】  容器の機械的強度の低下を抑制しつつ、圧電振動片と容器との接触を防止した圧電振動デバイスを提供することを目的とする。【解決手段】  水晶振動子１は、一対の振動腕３６，３６の先端に振動腕の伸長方向に連続的に拡幅するテーパー部３７と、テーパー部の終端に振動腕の幅よりも幅広の幅広部３８とを備えた音叉型水晶振動片３’と、音叉型水晶振動片３’を収容するための凹部２０を備え、凹部２０の内底面に厚肉部２５と薄肉部２１が形成された容器と、凹部２０を気密に封止する蓋４とからなる。厚肉部２５の薄肉部２１との境界となる側面２５Ｓには音叉型水晶振動片の伸長方向に突出する一対の突起２６ｇ，２６ｇが形成され、突起２６ｇの少なくとも先端部２６０ｇがテーパー部３７と対向するように音叉型水晶振動片３’が厚肉部２５に接合されている。【選択図】  図４
2013090181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片を収容するための凹部を備え、当該凹部の内底面に厚肉部と薄肉部が形成された容器と、
一部が前記厚肉部に接合され、他の一部が前記薄肉部の上方に位置するように搭載される圧電振動片と、
前記凹部を気密に封止する蓋とからなる圧電振動デバイスであって、
前記厚肉部の、前記薄肉部との境界となる側面に圧電振動片の伸長方向に突出する突起が形成され、
前記圧電振動片が、前記突起の少なくとも先端部が当該圧電振動片と対向するように前記厚肉部に接合されていることを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項２】
前記突起が平面視で円弧状またはテーパー状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動デバイス。
【請求項３】
前記圧電振動片が基部と当該基部の一端側から一方向に伸長する一対の振動腕を有する音叉型水晶振動片であり、前記突起の少なくとも先端部が前記一対の振動腕と対向していることを特徴とする請求項１乃至２に記載の圧電振動デバイス。
【請求項４】
前記圧電振動片が、一対の振動腕の先端に当該振動腕の伸長方向に連続的に拡幅するテーパー部と、当該テーパー部の終端に前記振動腕の幅よりも幅広の幅広部とを備えた音叉型水晶振動片であり、前記突起の少なくとも先端部が前記テーパー部に対向していることを特徴とする請求項１乃至３に記載の圧電振動デバイス。
【請求項５】
前記幅広部の少なくとも一主面に周波数調整用の金属膜が部分的に形成されるとともに、前記一対の振動腕の表裏主面に溝が形成され、
前記金属膜の前記テーパー部に面する端部から前記溝のテーパー部に面する端部の間の領域に、前記突起の少なくとも先端部が対向していることを特徴とする請求項４に記載の圧電振動デバイス。
【請求項６】
前記圧電振動片が前記基部から突出した支持腕を有する音叉型水晶振動片であり、当該音叉型水晶振動片は前記支持腕の一部領域で前記厚肉部に接合されていることを特徴とする請求項３乃至５に記載の圧電振動デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面実装型の圧電振動デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子に代表される圧電振動デバイスは携帯電話や移動体通信機等に広く用いられている。例えば表面実装型の水晶振動子は、水晶振動片と、水晶振動片を収容する凹部を備えた容器と、当該容器との接合により前記凹部を気密に封止する蓋が主要構成部材となっている。ここで前記水晶振動片として基部と一対の振動腕を有する音叉型振動片を用いる場合、前記基部が容器の凹部内に接合部材を介して片持ち接合され、基部の一端側から一方向に伸長する一対の振動腕の先端が自由端となる。このような形態の音叉型水晶振動子において、定常状態では前記自由端が凹部の内底面から離間していても、外部衝撃を受けた際に自由端が撓んで凹部の内底面に接触してしまうことがある。前記接触によって水晶振動子の周波数が大きく変化したり、水晶振動片の破損等による発振停止等の不具合が発生することがある。これを防止するために例えば自由端に対応する凹部の内底面の領域だけを薄肉化して段差を形成し、自由端と内底面との隙間を拡大して前記接触の防止を図る方法がある。このような形態の水晶振動子は例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５４７７８８号
【特許文献２】特開２００８−１１８５０１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで近年、携帯電話や移動体通信機等の小型化および多機能化による高密度実装が進み、これらの機器等に実装される圧電振動デバイスも超小型（例えば平面視矩形の圧電振動デバイスの外形寸法が２．０ｍｍ×１．６ｍｍ以下）および超薄型のものが求められるようになってきている。このように圧電振動デバイスの超小型化・超薄型化が進むと、圧電振動デバイスの容器も低背型のものが必要となってくる。しかしながら容器には圧電振動片を収容するための凹部を形成する必要があり、凹部底面から容器底面までの容器の基材部分も非常に薄肉となってくる。このため圧電振動片が容器内に片持ち接合された場合、自由端と当該自由端に対向する容器内底面との隙間が微小となり、外部衝撃を受けた際に自由端が凹部の内底面と接触して割れ等が発生しやすくなってしまう。自由端と容器の凹部内底面との接触防止のために自由端に対向する凹部の内底面の領域を薄肉化すれば、さらに薄肉領域が拡大してしまう。このように容器の薄肉領域が拡大することによって容器の機械的強度が低下し、落下等による外部衝撃によって容器にクラック等が発生しやすくなり、気密信頼性が損なわれることになる。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、容器の機械的強度の低下を抑制しつつ、圧電振動片と容器との接触を防止した圧電振動デバイスを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、圧電振動片を収容するための凹部を備え、当該凹部の内底面に厚肉部と薄肉部が形成された容器と、一部が前記厚肉部に接合され、他の一部が前記薄肉部の上方に位置するように搭載される圧電振動片と、前記凹部を気密に封止する蓋とからなる圧電振動デバイスであって、前記厚肉部の、前記薄肉部との境界となる側面に圧電振動片の伸長方向に突出する突起が形成され、前記圧電振動片が、前記突起の少なくとも先端部が当該圧電振動片と対向するように前記厚肉部に接合されている。
【０００７】
上記発明によれば、厚肉部の、薄肉部との境界となる側面に圧電振動片の伸長方向に突出する突起が形成され、圧電振動片の一部が当該突起の少なくとも先端部が圧電振動片と対向するように厚肉部に接合されているので、外部衝撃を受けた際の圧電振動片の他の一部（以下、自由端と記載）の撓み量を抑制することができる。これは圧電振動片が撓んだ際、突起の少なくとも先端部と圧電振動片が容器の凹部の内底面よりも先に接触することによる。これによって前記自由端と容器の凹部の内底面との接触を防止し、当該接触による圧電振動片の割れ等を防止することができる。また、前記自由端の撓み量を抑制することができるので、自由端の下方の容器の窪みの深さを浅くすることが可能となる。つまり圧電振動片の自由端の下方に位置する薄肉部の厚みを、前記突起が形成されていない場合における薄肉部の厚みよりも厚くすることができる。これより容器の機械的強度の低下を抑制することができる。
【０００８】
また、圧電振動片の一部が前記突起の少なくとも先端部が圧電振動片と対向するように厚肉部に接合されるので、外部衝撃を受けて圧電振動片の自由端が撓んだ場合であっても、突起のうち最も圧電振動片の他端部寄りとなる先端部が確実に圧電振動片に接触することになるので自由端の変位量を抑制することができる。
【０００９】
上記目的を達成するために、前記突起が平面視で円弧状またはテーパー状に形成されていてもよい。このような形状の突起の場合、平面視における圧電振動片と厚肉部の端縁にある突起端縁とが交差する角度を緩やかにすることができる。これにより、圧電振動片が撓んで突起と接触したときの圧電振動片に働く応力を低減することができる。これを平面視矩形の凹部を有する容器に、平板状の圧電振動片が片持ち接合された構成の圧電振動デバイスを例に挙げて説明する。以下、容器凹部の内底面の一短辺に近接する領域に薄肉部が形成され、それ以外の領域が厚肉部となっている容器において説明する。まず厚肉部の端縁に本発明の突起が形成されておらず、厚肉部の端縁が凹部の短辺と平行に形成され、平面視矩形の圧電振動片の長辺が凹部の長辺と平行になるよう，圧電振動片の一部（一端部）が厚肉部に片持ち接合される場合は、圧電振動片の長辺と厚肉部の端縁とは平面視で略直角で交差することになる。これに対し、本発明の構成であれば厚肉部の端縁に平面視で円弧状またはテーパー状の突起が形成されているため、平面視における圧電振動片の長辺と厚肉部の端縁にある突起端縁とが交差する角度を緩やかにすることができる。これにより圧電振動片が撓んで突起と接触したときの圧電振動片に働く応力を低減することができる。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、前記圧電振動片が基部と当該基部の一端側から一方向に伸長する一対の振動腕を有する音叉型水晶振動片であり、前記突起の少なくとも先端部が前記一対の振動腕と対向していてもよい。
【００１１】
上記発明によれば、外部衝撃を受けた際の音叉型水晶振動片の自由端である振動腕の先端の撓み量を抑制することができる。これは音叉型水晶振動片が撓んだ際、突起の少なくとも先端部と振動腕が容器の凹部の内底面よりも先に接触することによる。これによって前記自由端と容器の凹部の内底面との接触を防止し、当該接触による音叉型水晶振動片の割れ等を防止することができる。また、前記自由端の撓み量を抑制することができるので、自由端の下方の容器の窪みの深さを浅くすることが可能となる。つまり圧電振動片の自由端の下方に位置する薄肉部の厚みを、前記突起が形成されていない場合における薄肉部の厚みよりも厚くすることができる。これより容器の機械的強度の低下を抑制することができる。
【００１２】
また、上記目的を達成するために、前記圧電振動片が、一対の振動腕の先端に当該振動腕の伸長方向に連続的に拡幅するテーパー部と、当該テーパー部の終端に前記振動腕の幅よりも幅広の幅広部とを備えた音叉型水晶振動片であり、前記突起の少なくとも先端部が前記テーパー部に対向していてもよい。
【００１３】
上記発明によれば、厚肉部の、薄肉部との境界となる側面に前記振動腕の伸長方向に突出する突起が形成され、前記突起の少なくとも先端部が前記テーパー部に対向した構成となっているので、外部衝撃を受けた際の音叉型水晶振動片の自由端である振動腕の先端の撓み量を抑制することができる。これは音叉型水晶振動片が撓んだ際、突起の少なくとも先端部と音叉型水晶振動片が容器の凹部の内底面よりも先に接触することによる。これによって前記自由端と容器の凹部の内底面との接触を防止し、当該接触による圧電振動片の割れ等を防止することができる。さらに前記突起の少なくとも先端部が前記テーパー部に対向しているので、平面視における音叉型水晶振動片と突起端縁とが交差する角度をさらに緩やかにすることができる。これにより、音叉型水晶振動片が撓んで突起と接触したときの音叉型水晶振動片に働く応力を低減することができる。
【００１４】
また、外部衝撃を受けた際の音叉型水晶振動片の自由端である振動腕の先端の撓み量を抑制することができるので、自由端の下方の容器の窪みの深さを浅くすることが可能となる。つまり圧電振動片の自由端の下方に位置する薄肉部の厚みを、前記突起が形成されていない場合における薄肉部の厚みよりも厚くすることができる。これより容器の機械的強度の低下を抑制することができる。
【００１５】
音叉型水晶振動片を容器の厚肉部に例えばＦＣＢ（Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）法等によって接合する場合、音叉型水晶振動片の長手方向あるいは短手方向に僅かに傾いた状態で音叉型水晶振動片が容器に接合されることがある。このような場合、外部衝撃を受けると振動腕の稜部が容器の凹部の内底面に接触してしまうことがある。前記振動腕の稜部の容器凹部の内底面との接触により、音叉型水晶振動片の割れやチッピングが発生するおそれがある。また前記稜部には側面電極や周波数調整用の金属膜が形成されることから、前記接触によってこれらの金属膜が損傷を受けるおそれがある。
【００１６】
これに対して本発明の構成によれば、突起の少なくとも先端部が振動腕のテーパー部に対向しているので、音叉型水晶振動片が僅かに傾いた状態で容器に接合されたとしても、振動腕の稜部と容器凹部の内底面との接触を防止することができる。これにより音叉型水晶振動片の割れやチッピングを防止することができるとともに、音叉型水晶振動片の側面電極や周波数調整用の金属膜の損傷を防止することができる。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、前記幅広部の少なくとも一主面に周波数調整用の金属膜が部分的に形成されるとともに、前記一対の振動腕の表裏主面に溝が形成され、前記金属膜の前記テーパー部に面する端部から前記溝のテーパー部に面する端部の間の領域に、前記突起の少なくとも先端部が対向している構成であってもよい。
【００１８】
上記構成によれば、突起の先端部が、前記金属膜の前記テーパー部に面する端部から前記溝のテーパー部に面する端部の間の領域と対向しているので、外部衝撃を受けた際に音叉型水晶振動片が前記周波数調整用金属膜および前記溝と接触することがない。これにより突起と周波数調整用金属膜および溝との接触による水晶振動子の特性劣化を防止することができる。
【００１９】
また、上記目的を達成するために、前記圧電振動片が前記基部から突出した支持腕を有する音叉型水晶振動片であり、当該音叉型水晶振動片は前記支持腕の一部領域で前記厚肉部に接合された構成であってもよい。
【００２０】
上記構成によれば、前記支持腕の一部領域、例えば支持腕の先端付近の領域を前記厚肉部と接合することにより、振動腕からより離間した位置で音叉型水晶振動片を容器に接合することができるため音叉型水晶振動片の振動漏れを抑制することができる。また前記支持腕の一部領域が、当該突起の少なくとも先端部が音叉型水晶振動片と対向するように厚肉部に接合されるので、外部衝撃を受けた際の圧電振動片の自由端の撓み量を抑制することができる。これにより前記自由端と容器の凹部の内底面との接触を防止し、当該接触による音叉型水晶振動片の割れ等を防止することができる。つまり、前記支持腕の一部領域で音叉型水晶振動片が容器の厚肉部と接合されるので、音叉型水晶振動片の振動漏れを抑制しつつ、前述の効果も得ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように本発明によれば、容器の機械的強度の低下を抑制しつつ、圧電振動片と容器との接触を防止した圧電振動デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す水晶振動子の断面模式図
【図２】本発明の第１の実施形態を示す水晶振動子の容器の上面図
【図３】本発明の第１の実施形態の変形例を示す水晶振動子の容器の上面図
【図４】本発明の第１の実施形態の変形例を示す水晶振動子の容器の上面図
【図５】本発明の第１の実施形態の変形例を示す水晶振動子の容器の上面図
【図６】本発明の第１の実施形態の変形例を示す水晶振動子の容器の上面図
【図７】本発明の第１の実施形態の変形例を示す水晶振動子の容器の上面図
【図８】本発明の第１の実施形態の変形例を示す水晶振動子の容器の上面図
【図９】本発明の第２の実施形態を示す水晶振動子の容器の上面図
【図１０】本発明の第２の実施形態の変形例を示す水晶振動子の容器の上面図
【図１１】本発明の第２の実施形態の変形例を示す水晶振動子の容器の上面図
【図１２】本発明の第２の実施形態の変形例を示す水晶振動子の容器の上面図
【図１３】本発明の第２の実施形態の変形例を示す水晶振動子の容器の上面図
【図１４】本発明の第２の実施形態の変形例を示す水晶振動子の容器の上面図
【図１５】本発明の第２の実施形態の変形例を示す水晶振動子の容器の上面図
【図１６】本発明の第２の実施形態のその他の変形例を示す水晶振動子の容器の上面図
【図１７】本発明の第２の実施形態のその他の変形例を示す水晶振動子の容器の上面図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、第１および第２の実施形態ともに圧電振動デバイスとして水晶振動子を例に挙げて図面を参照しながら説明する。
−第１の実施形態−
本発明の第１の実施形態を示す水晶振動子の断面模式図を図１に示す。図１は図２に示す容器のＡ−Ａ線における断面図に水晶振動片が搭載され蓋が接合された状態を表している。本発明の第１の実施形態において水晶振動子１は表面実装型のいわゆるＡＴカット水晶振動子である。水晶振動子１は、水晶振動片を収容するための凹部２０を備えた容器２と、凹部２０の内部に接合部材６を介して接合される水晶振動片３と、凹部２０を気密封止する平板状の蓋４が主な構成部材となっている。水晶振動片３は、蓋４と容器２とが接合されることによって形成される内部空間７に密閉され、外部環境から保護されている。
【００２４】
図１および図２において容器２はホウケイ酸ガラスを基材とする箱状体である。容器２は底板部２３と、底板部２３の上方に起立する環状の堤部２４と、底板部より厚肉の厚肉部２５を有する構造となっている。そして環状の堤部２４によって包囲される内側の空間が凹部２０となっており、凹部２０の内部に水晶振動片３が搭載される。凹部２０はガラスウエハをフォトリソグラフィ技術およびウエットエッチング法を用いて平面視略矩形に成形されている。そして凹部２０の内底面には、水晶振動片の自由端（３ｂ）に対応する領域に薄肉部２１が形成されている。そして凹部２０の内底面のうち、薄肉部２１以外の領域は厚肉部２５となっている。なお図１乃至２においてウエットエッチングによって掘り込まれた領域の側面は容器の基材が等方性材料であるため傾斜面となっている。
【００２５】
厚肉部上面２５０の一端側には水晶振動片３の一端側３ａが片持ち接合される。容器２の底面側には外部基板と接続される外部接続端子２７が形成されており、貫通電極２８および底板部２３の表裏主面に形成された配線パターン８５を経由して厚肉部上面２５０に形成された搭載パッド５に電気的に接続されている。
【００２６】
図１乃至２に示すように、厚肉部２５の側面２５Ｓには水晶振動片３の伸長方向に突出する突起２６が形成されている。突起２６は水晶振動片が容器内に接合された状態で水晶振動片と対向する位置に形成されており、本実施形態においては図２に示すように突起２６の全体が水晶振動片３に平面視で内包される大きさとなっている。突起２６は平面視で半円状に形成されており、厚肉部２５の端縁２５Ｅから最も離間した半円の頂点部分が先端部２６０となっている。そして図１に示すように突起２６の先端部２６０の側面は断面視で傾斜面となっており、テーパー状に薄肉部の底面２１０とつながっている。このような形状により、水晶振動片が外部衝撃を受けて凹部２０の内底面の方向に撓んで突起２６と接触しても、接触時に水晶振動片が受ける応力を分散させることができる。
【００２７】
突起２６は平面視で半円状に厚肉部２５の，薄肉部２１との境界となる側面２５Ｓから水晶振動片３の伸長方向に突出して形成されているので、平面視における水晶振動片３と厚肉部２５の端縁にある突起２６の端縁とが交差する角度を緩やかにすることができる。これにより、水晶振動片が撓んで突起と接触したときの水晶振動片に働く応力を低減することができる。これは厚肉部の端縁に本発明の突起が形成されておらず、厚肉部の端縁が凹部の短辺と平行に形成され、平面視矩形の水晶振動片の長辺が凹部の長辺と平行になるよう，水晶振動片の一端部が厚肉部に片持ち接合される場合は、水晶振動片の長辺と厚肉部の端縁とは平面視で略直角で交差することになる。これに対し、本発明の構成であれば厚肉部の端縁２５Ｅに平面視で半円状の突起２６が形成されているため、平面視における水晶振動片の長辺と厚肉部の端縁にある突起２６の端縁とが交差する角度を緩やかにすることができる。これにより水晶振動片が撓んで突起と接触したときの水晶振動片に働く応力を低減することができる。
【００２８】
図１に示すように容器２には底板部２３の一主面（厚肉部上面２５０）と他主面（容器底面２２）を貫く一対の貫通孔２９が形成されている。貫通孔２９の内壁面にはスパッタ膜８１が被着され、その内側に樹脂材８２が充填されたものが貫通電極２８となっている。貫通孔２９の内側面には、テーパー状の第１傾斜面３１が他主面（容器底面２２）に連続して形成され、貫通孔の幅方向の外方に膨らむ曲面３０が第１傾斜面３１とつながって形成されている。そして曲面３０とつながった第２傾斜面３２が厚肉部上面２５０に連続して形成されている。ここで第２傾斜面３２は第１傾斜面および曲面３０よりも貫通孔の幅方向の外方に拡がって成形されている。このような断面形状の貫通孔は電着コート法またはスプレーコート法と、ウエットエッチング法を用いることによって成形されている。前記穿孔方法によって成形された貫通孔は、一主面方向からのみウエットエッチングによって穿孔する場合に比べて、底板部２３の両主面における開口径を小さくすることができ、微小な領域に貫通孔を形成する場合に有効である。
【００２９】
図１において配線パターン８５は、厚肉部上面２５０に形成された一対の搭載パッド５，５から、貫通孔２９の内壁面を経由して容器底面２２の外部接続端子２７までを電気的に接続するように所定形状で配設されている。図１に示すように第１スパッタ膜８１は、厚肉部上面２５０と貫通孔内壁面および容器底面２２に形成されている。本実施形態では第１スパッタ膜８１として、Ｍｏからなるスパッタ膜上にＣｕからなるスパッタ膜が積層された２層構成となっており、第１スパッタ膜８１の一部が配線パターン８５となっている。
【００３０】
容器２の底面側２２には、外部接続端子２７と配線パターン８５と樹脂材８２からなる樹脂パターンとが形成されている。そして底板部２３の基材と第１スパッタ膜８１の上部および貫通孔２９の内部に感光性の樹脂からなる樹脂材８２が形成されている。つまり容器の底面側の接触領域（後述）を除く全面に樹脂パターンが形成されている。本実施形態では樹脂材８２としてポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）が使用されている。そして配線パターン８５および樹脂パターン上に外部接続端子２７が積層されている。なお樹脂材８２はポリベンズオキサゾールに限定されず、結晶性材料からなる容器との密着性が良好で、フォトリソグラフィ法によるパターン形成可能な樹脂材が使用可能である。例えばベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）やエポキシ、ポリイミド、フッ素系樹脂からなる樹脂材を使用してもよい。さらにインクジェット法やスクリーン印刷技術等の，フォトリソグラフィ法以外の手段を用いる場合、非感光性の樹脂も使用可能である。
【００３１】
図１に示すように外部接続端子２７と配線パターン８５とを接触させる接触領域８６が、一対の外部接続端子２７，２７のそれぞれに１箇所形成されている。この接触領域によって外部接続端子２７と配線パターン８５とが電気的に接続される。なお本実施形態では１つの外部接続端子２７に対して１つの接触領域８６が形成されているが、接触領域８６の形成数は１つの外部接続端子に対して１つに限定されるものではなく、任意の個数で形成してもよい。
【００３２】
前述の樹脂パターン上および接触領域８６上に第２スパッタ膜８３、めっき膜８４が順に積層されて外部接続端子２７が構成されている。なお、めっき膜８４は複数のめっき層で構成されており、第２スパッタ膜８３上にＣｕめっき膜、Ｎｉめっき膜、Ａｕストライクめっき膜またはＰｄめっき膜、Ａｕめっき膜の順に積層されている。図１ではこれらの４層からなるめっき膜を一体で表している。
【００３３】
一方、容器２の凹部２０側には第１スパッタ膜８１を覆うように厚肉部上面２５０に配線パターン８５が形成されている。図２に示すように凹部２０に形成された配線パターン８５は一対の貫通電極２８，２８の各々からそれぞれ導出され、厚肉部上面２５０に形成された一対の搭載パッド５，５と各々電気的に接続されている。
【００３４】
堤部２４の上面には金属の積層膜からなる第１接合層Ｓ１が環状に形成されており、第１接合層Ｓ１の膜構成は、厚肉部上面２５０の配線パターン８５の膜構成と同一となっている。つまり第１接合層Ｓ１の膜構成は、第２スパッタ膜８３、めっき膜８４が順に積層された構造となっている。そしてめっき膜８４は第２スパッタ膜８３上にＣｕめっき膜、Ｎｉめっき膜、Ａｕストライクめっき膜またはＰｄめっき膜、Ａｕめっき膜の順に積層されている。図１ではこれらの４層からなるめっき膜を一体で表している。
【００３５】
図１において水晶振動片３はＡＴカット切断された平面視略矩形の板状の水晶振動板である。なお図２において水晶振動片が搭載される位置を点線にて表している。水晶振動片２の表裏主面の中央には対向して一対の励振電極が形成されている（図示省略）。そして前記一対の励振電極の各々から水晶振動片の一短辺側まで、図示しない引出電極が導出されており、引出電極の終端には接続電極（図示省略）が各々形成されている。この一対の接続電極と、容器２の厚肉部上面２５０に形成された一対の搭載パッド５，５とが対応するように接合部材６を介して各々接合される。本実施形態において接合部材６にはめっきバンプが用いられており、水晶振動片３の前述の一対の接続電極の各々に予め形成される。そして容器２の一対の搭載パッド５，５上に、前記一対のめっきバンプが対応するように水晶振動片３の一端部３ａが厚肉部２５上に位置決め載置された後、ＦＣＢ（Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）法によって水晶振動片３が容器２に接合される。なお水晶振動片３と容器２との接合はＦＣＢ法に限定されるものではなく、例えば接合部材として導電性接着材を用いて加熱硬化させて接合する方法や、その他の接合方法であってもよい。
【００３６】
図１において蓋４は平面視略矩形の平板である。蓋４の一主面４１は平坦面となっており、他主面４２は周縁を含む領域に下方に突出した壁部４３が環状に形成されている。壁部４３の両側面４３１、４３２はテーパー状に成形されている。このような形状はウエットエッチングによって成形されている。壁部４３には壁部の天面４３３から外側面４３２にかけて第２接合層Ｓ２が形成されている。この第２接合層Ｓ２はＴｉからなるスパッタ膜の上にＡｕからなるスパッタ膜が積層された構造となっている。なおＡｕのスパッタ膜の代わりにＣｕからなるスパッタ膜を用いてもよい。
【００３７】
容器２と蓋４とを接合するための接合材９は、蓋４の第２接合層Ｓ２に積層されている。接合材９の膜構成はＡｕ／Ｓｎ膜のめっき膜の上に、Ａｕストライクめっき膜、Ａｕめっき膜の順に積層された構造となっている。前記構成によりＡｕ／Ｓｎ膜が加熱によって溶融しＡｕＳｎ合金膜となる。なお加熱溶融によってＡｕＳｎ合金を形成せずに初めから第２接合層Ｓ２にＡｕＳｎ合金膜を形成してもよい。また接合材９は蓋側に形成せずに、容器側、つまり第１接合層Ｓ１の上に形成してもよい。
【００３８】
上記構成によると、厚肉部２５の、薄肉部２１との境界となる側面２５Ｓから水晶振動片３の伸長方向に突出する突起２６が形成され、突起２６の全体が水晶振動片３と対向するように水晶振動片３が容器に接合されているので、外部衝撃を受けた際の水晶振動片の自由端（他端部３ｂ）の撓み量を抑制することができる。これは水晶振動片が撓んだ際、突起２６の少なくとも先端部２６０と水晶振動片３が凹部２０の内底面よりも先に接触することによる。これによって前記自由端と凹部２０の内底面との接触を防止し、当該接触による水晶振動片の割れ等を防止することができる。また、前記自由端の撓み量を抑制することができるので、自由端の下方の容器の窪みの深さを浅くすることが可能となる。つまり水晶振動片の自由端の下方に位置する薄肉部２１の厚みを、突起２６が形成されていない場合における薄肉部の厚みよりも厚くすることができる。これより容器の機械的強度の低下を抑制することができる。
【００３９】
また、水晶振動片の一端部３ａが突起２６の少なくとも先端部２６０が水晶振動片３と対向するように容器に接合されるので、外部衝撃を受けて水晶振動片３の他端部３ｂが撓んだ場合であっても、突起２６のうち最も水晶振動片の他端部３ｂ寄りとなる先端部２６０が確実に水晶振動片３に接触することになるので他端部３ｂの変位量を抑制することができる。
【００４０】
本発明の突起の形状は平面視で半円状の形状のものに限定されるものではなく、図３乃至８に示す本発明の第１の実施形態の変形例のような種々の形状であってもよい。例えば図３乃至図５に示す突起（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）では、厚肉部２５の端縁２５Ｅ（厚肉部側面２５Ｓ）の全体から、圧電振動片の伸長方向に突出した形状となっている。このように厚肉部２５の端縁２５Ｅ全体から突出した形状の突起部は、本発明の第１の実施形態のような略平板状で広い振動領域を有する圧電振動片において特に効果的である。
【００４１】
また、図６に示すような曲率の異なる２つの円弧が連なった平面視形状の突起２６ｄであってもよい。なお図６では曲率の異なる２つの円弧が連なった平面視形状の突起となっているが、２以上の異なる曲率を有する円弧が突起先端に近づくにつれて漸次曲率が大きくなるように連なった平面視形状の突起であってもよい。さらに前記円弧を矩形とした平面視多段状の突起であってもよい。
【００４２】
また図５および図８に示すように、先端部（２６０ｃ、２６０ｆ）が点ではなく線となっている形状の突起（２６ｃ、２６ｆ）であってもよい。このように突起の先端部が線で構成されている場合、圧電振動片が外部衝撃を受けて突起先端と接触した際の応力を分散させることができる。また図７と図８に示すように、図４と図５における突起（２６ｂ、２６ｃ）が各々、厚肉部２５の端縁２５Ｅの中央部分を含む領域からのみ突出した形状であってもよい（２６ｅ、２６ｆ）。なお上述した図３乃至８においてはウエットエッチングによって掘り込まれた領域の傾斜面の表示は説明の便宜上省略している。また図３乃至８において突起の領域を明示するために塗り潰して表示している。さらに図３乃至８において突起の先端部の側面は断面視で傾斜面となっており、テーパー状に薄肉部の底面とつながっている。
【００４３】
−第２の実施形態−
本発明の第２の実施形態を図９に示す。本発明の第２の実施形態において第１の実施形態と同様の構成については同番号を付して説明の一部を割愛するとともに、第１の実施形態と同一の作用効果を有する。以下、本発明の第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００４４】
図９は本発明の第２の実施形態における水晶振動子の容器の上面図である。本実施形態では圧電振動デバイスとして圧電振動片に音叉型水晶振動片を用いた音叉型水晶振動子となっており、公称周波数は３２．７６８ｋＨｚとなっている。図９では音叉型水晶振動片が容器内に搭載されたときの突起との位置関係を説明するために音叉型水晶振動片を点線で表示している。なお説明の便宜上、図９においてウエットエッチングによって掘り込まれた領域の傾斜面の表示と、凹部内の配線パターンおよび搭載パッドの記載は省略している。また突起の領域を明示するために塗り潰して表示している。
【００４５】
図９に示す音叉型水晶振動片３’は、基部３５と、当該基部の一端側から一方向に伸長する一対の振動腕３６，３６と、当該一対の振動腕の各先端に振動腕の伸長方向に連続的に拡幅するテーパー部３７，３７と、当該テーパー部の終端に振動腕の幅よりも幅広の幅広部３８，３８とを備えている。また、一対の振動腕３６，３６の表裏主面３６Ｐ，３６Ｐの一部には平面視略矩形状の一条の溝が対向形成されている。このような溝を形成することによって音叉型水晶振動子の直列抵抗値の低減を図ることができる。
【００４６】
音叉型水晶振動片３’は水晶ウエハから多数個の音叉型水晶振動片が一括で成形される。音叉型水晶振動片３’の外形はフォトリソグラフィ技術を用いてレジストまたは金属膜をマスクとしてウエットエッチング法によって一括的に成形されている。また図９では記載を省略しているが、基部３５および振動腕３６，３６には各種電極（金属膜）が真空蒸着とフォトリソグラフィ技術を用いて所定形状に形成されている。具体的には前記各種電極の内、振動腕３６，３６に各々形成されている電極は、主面電極（表面および裏面）および側面電極（内側面および外側面）とから構成されており、Ｃｒを下地とし、その上層にＡｕが積層された構成となっている。一方、基部３５の表裏両面にはＣｒの下地層の上層にＡｕが積層した構成からなる一対の接合電極が振動腕３６，３６の電極の形成と同時に形成されている。
【００４７】
幅広部３８には、周状に金属膜が前述の電極と同様の層構成で形成されている。そして幅広部３８の表裏主面には周波数調整用の金属膜Ｍ，Ｍが形成されている。本実施形態では周波数調整用金属膜ＭにＡｕが用いられており、電解メッキ法によって成膜されている。なお周波数調整用金属膜は電解メッキ法以外に真空蒸着法を用いて成膜してもよい。
【００４８】
ウエハ内で多数個成形された音叉型水晶振動片３’の周波数は、各振動片に前述の各種電極が付加されることによって、各種電極の付加前の周波数よりも低下する。そして、前記周波数調整用金属膜Ｍが幅広部に成膜されることによって、さらに周波数が低下することになる。周波数調整用金属膜Ｍはレーザービームの照射によってその質量が削減され、所望の周波数となるように調整される。
【００４９】
本実施形態では突起２６ｇは平面視で半円状であり、音叉型水晶振動片３’のテーパー部３７と対向する位置に２箇所形成されている。そして厚肉部端縁２５Ｅから最も離間した半円の頂点部分が先端部２６０ｇとなっている。本発明を音叉型水晶振動片に適用する場合、前記突起の先端部は一対の振動腕やテーパー部または幅広部に対向した位置に形成され得るが、本実施形態では突起の先端部がテーパー部に対向した構成を例として挙げている。
【００５０】
図９に示すように本実施形態では突起２６ｇは、先端部２６０ｇを含む一部の領域が平面視でテーパー部３７と重なる大きさと位置に形成されている。このような音叉型水晶振動片３’との相対位置関係で突起を形成することによって、外部衝撃を受けた際の音叉型水晶振動片３’の自由端である振動腕の先端、つまり本実施形態においては幅広部３８の先端の撓み量を抑制することができる。これは音叉型水晶振動片３’が撓んだ際、突起２６ｇの少なくとも先端部２６０ｇとテーパー部３７が容器の凹部２０の内底面よりも先に接触することによる。これによって幅広部３８の先端と容器の凹部２０の内底面との接触を防止し、当該接触による音叉型水晶振動片３’の割れ等を防止することができる。さらに突起２６ｇの少なくとも先端部２６０ｇがテーパー部３７に対向しているので、平面視における音叉型水晶振動片３’と突起２６ｇの端縁とが交差する角度をさらに緩やかにすることができる。これにより、音叉型水晶振動片３’が撓んで突起２６ｇと接触したときの音叉型水晶振動片３’に働く応力を低減することができる。
【００５１】
前述のように幅広部３８の先端の撓み量を抑制することができるので、幅広部３８の下方の窪みの深さを浅くすることが可能となる。つまり、幅広部３８の下方に位置する薄肉部２１の厚みを、前記突起が形成されていない場合における薄肉部の厚みよりも厚くすることができる。これより容器の機械的強度の低下を抑制することができる。
【００５２】
また上記構成によれば、外部衝撃を受けた際に音叉型水晶振動片３’の振動腕の一部が前記突起に接触したとしても水晶振動子の特性に影響を及ぼしにくくすることができる。具体的に突起２６の先端部２６０がテーパー部３７に対向しているので、外部衝撃を受けた際に音叉型水晶振動片３’が周波数調整用金属膜Ｍに接触することがない。これにより突起２６と周波数調整用金属膜Ｍとの接触による当該金属膜の厚みの変化を防止することができるので、周波数変化等の不具合発生を防止することができる。さらに突起の先端部２６０がテーパー部３７に対向しているので、先端部２６０が溝３９に接触するのを防止することができる。これにより突起２６と溝３９との接触による溝の欠損等の不具合を防止することができる。
【００５３】
また、音叉型水晶振動片３’を容器２の厚肉部２５に例えばＦＣＢ（Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）法等によって接合する場合、音叉型水晶振動片３’の長手方向（振動腕の伸長方向）あるいは短手方向（基部の幅方向）に僅かに傾いた状態で音叉型水晶振動片が容器に接合されることがある。このような場合、外部衝撃を受けると振動腕の稜部（本実施形態のように幅広部を振動腕の先端側に備えた音叉型水晶振動片の場合は幅広部の稜部３８Ｅ）が容器の凹部の内底面に接触してしまうことがある。前記振動腕の稜部の容器凹部の内底面との接触により、音叉型水晶振動片の欠けやチッピングが発生するおそれがある。また、稜部３８Ｅには側面電極が形成されることから、前記接触によって側面電極が損傷を受けるおそれがある。さらに幅広部３８の稜部を覆うように周波数調整用の金属膜を形成する場合は当該金属膜も損傷を受けるおそれがある。
【００５４】
これに対して本実施形態の構成によれば、突起２６の少なくとも先端部２６０がテーパー部３７に対向しているので、音叉型水晶振動片３’が僅かに傾いた状態で容器２に接合されたとしても、幅広部の稜部３８Ｅと容器凹部の内底面との接触を防止することができる。これにより、音叉型水晶振動片の欠けやチッピングを防止することができるとともに、音叉型水晶振動片３’の側面電極（図示省略）の損傷を防止することができる。
【００５５】
なお、本発明の第２の実施形態の変形例として図５に示すような構造であってもよい。図１０乃至１２では、いずれも突起の先端部がテーパー部に平面視で重なるように形成されており、突起の先端部は線または点となっている。そして突起の一部分がテーパー部の幅よりも幅広の領域を有している。また図１３乃至１４では、いずれも突起全体がテーパー部に平面視で内包されるように形成されており、突起の先端部は線または点となっている。これらの形状の突起であっても前述と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
また、本発明の第２の実施形態では突起の先端部がテーパー部に対向した構成となっているが、本発明は当該構成に限定されるものではない。幅広部の少なくとも一主面に周波数調整用の金属膜が部分的に形成されるとともに、一対の振動腕の表裏主面に溝が形成され、前記金属膜のテーパー部に面する端部から前記溝のテーパー部に面する端部の間の領域、すなわち図１５において符号Ｗで示す領域に突起２６ｍの少なくとも先端部２６０ｍが対向している構成においても適用可能である。
【００５７】
これを本発明のその他の変形例として図１６に示す。図１６に示すように幅広部３８の一主面に部分的に形成された周波数調整用の金属膜Ｍ’の，テーパー部３７に面する端部、つまり図１６において幅広部３８の，周波数調整用金属膜Ｍ’が形成されていない領域に突起２６ｎの先端部２６０ｎが対向した構成となっていてもよい。
【００５８】
さらに本発明は図１７に示すような、基部３５の一部から突出し、一対の振動腕３６，３６と平行に伸長する一対の支持腕４０，４０を有する音叉型水晶振動片３’’においても適用可能である。図１７において音叉型水晶振動片３’’は、支持腕４０，４０の先端に近接する領域で厚肉部２５に接合されている。なお前記支持腕４０は必ずしも一対で形成する必要は無く、片方のみの支持腕であってもよい。また前記支持腕４０は基部の他端側から突出形成されたものに限定されるものではなく、基部の側面から突出形成されていてもよい。前述の図１６乃至１７のいずれの構成においても本発明の第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
本発明の実施形態では表面実装型の水晶振動子のパッケージを構成する容器を例に挙げているが、水晶振動子以外に水晶フィルタ、水晶発振器などの電子機器等に用いられる他の圧電振動デバイスのパッケージを構成する容器へも適用可能である。
【００６０】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
圧電振動デバイスの量産に適用できる。
【符号の説明】
【００６２】
１    水晶振動子
２    容器
２０    凹部
２１    薄肉部
２５    厚肉部
２６    突起
２６０    先端部
３、３’、３’’    水晶振動片
３５    基部
３６    振動腕
３７    テーパー部
３８    幅広部
３９    溝
４０    支持腕
４    蓋  
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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