(57)【要約】【課題】副振動での発振を低減することができる振動素子、さらには、この振動素子を含む発振器、基地局、電子機器および移動体を提供する。【解決手段】振動素子２は、水晶の電気軸をＸ軸、機械軸をＹ軸、光学軸をＺ軸とし、前記Ｚ軸の周りにＸ軸からＹ軸に向かう方向を正とし、前記Ｚ軸の周りに前記Ｘ軸を３°以上３０°以下回転させた軸をＸ’軸とし、前記Ｘ’軸の周りにＹ’軸から前記Ｚ軸に向かう方向を正とし、前記Ｘ’軸の周りに前記Ｚ軸を３３°以上３６°以下回転させた軸をＺ’軸として、前記Ｘ’軸および前記Ｚ’軸を面内方向に含む水晶基板２１と、水晶基板２１の主面に配置されている励振電極２２１ａと、を有し、励振電極２２１ａは、平面視で、長軸および短軸を有する長手形状をなし、長軸のＺ’軸に対する角度をθとしたとき、−４０°＜θ＜２０°の関係を満足している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶の電気軸をＸ軸、機械軸をＹ軸、光学軸をＺ軸とし、前記Ｚ軸の周りにＸ軸からＹ軸に向かう方向を正とし、前記Ｚ軸の周りに前記Ｘ軸および前記Ｙ軸を３°以上３０°以下回転させた軸をＸ’軸およびＹ’軸とし、前記Ｘ’軸の周りに前記Ｙ’軸から前記Ｚ軸に向かう方向を正とし、前記Ｘ’軸の周りに前記Ｚ軸および前記Ｙ’軸を３３°以上３６°以下回転させた軸をＺ’軸およびＹ”軸として、前記Ｘ’軸および前記Ｚ’軸を面内方向に含む水晶基板と、
前記水晶基板の主面に配置されている励振電極と、を有し、
前記励振電極は、平面視で、長軸および短軸を有する長手形状をなし、
前記長軸の前記Ｚ’軸に対する角度をθとしたとき、−４０°＜θ＜２０°の関係を満足していることを特徴とする振動素子。
【請求項２】
前記長軸の長さをＬ１とし、前記短軸の長さをＬ２としたとき、１．２＜Ｌ１／Ｌ２＜４．０の関係を満足している請求項１に記載の振動素子。
【請求項３】
前記励振電極の輪郭は、長円形状である請求項１または２に記載の振動素子。
【請求項４】
前記水晶基板の輪郭は、円形状である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の振動素子。
【請求項５】
前記励振電極は、前記水晶基板の一方の前記主面に配置されている第１励振電極と、他方の主面に配置されている第２励振電極と、を有し、
前記第１励振電極および前記第２励振電極の少なくとも一方が前記長手形状をなしている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の振動素子。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の振動素子と、
前記振動素子を発振させる発振回路と、を有していることを特徴とする発振器。
【請求項７】
前記振動素子の温度を制御する温度制御部を有している請求項６に記載の発振器。
【請求項８】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の振動素子を有していることを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の振動素子を有していることを特徴とする移動体。
【請求項１０】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の振動素子を有していることを特徴とする基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動素子、発振器、電子機器、移動体および基地局に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、厚みすべり振動を行う振動素子として、特許文献１に記載の構成が知られている。特許文献１に記載の振動素子は、水晶基板と、水晶基板を挟んで対向配置された一対の励振電極と、を有し、一対の励振電極間に駆動電圧を印加することで発振する構成となっている。しかしながら、水晶基板としてＳＣカット水晶基板を用いた場合、特許文献１に記載の構成では、主振動であるＣモードではなく、副振動（スプリアス振動）であるＢモードで発振してしまうおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−１７６９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、副振動での発振を低減することができる振動素子、さらには、この振動素子を含む発振器、基地局、電子機器および移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の振動素子は、水晶の電気軸をＸ軸、機械軸をＹ軸、光学軸をＺ軸とし、前記Ｚ軸の周りにＸ軸からＹ軸に向かう方向を正とし、前記Ｚ軸の周りに前記Ｘ軸および前記Ｙ軸を３°以上３０°以下回転させた軸をＸ’軸およびＹ’軸とし、前記Ｘ’軸の周りに前記Ｙ’軸から前記Ｚ軸に向かう方向を正とし、前記Ｘ’軸の周りに前記Ｚ軸および前記Ｙ’軸を３３°以上３６°以下回転させた軸をＺ’軸およびＹ”軸として、前記Ｘ’軸および前記Ｚ’軸を面内方向に含む水晶基板と、
前記水晶基板の主面に配置されている励振電極と、を有し、
前記励振電極は、平面視で、長軸および短軸を有する長手形状をなし、
前記長軸の前記Ｚ’軸に対する角度をθとしたとき、−４０°＜θ＜２０°の関係を満足していることを特徴とする。
これにより、副振動での発振を低減することができる振動素子が得られる。
【０００６】
本発明の振動素子では、前記長軸の長さをＬ１とし、前記短軸の長さをＬ２としたとき、１．２＜Ｌ１／Ｌ２＜４．０の関係を満足していることが好ましい。
【０００７】
これにより、励振電極の面積を十分に確保することができる。そのため、主振動のＣＩ値の上昇を低減することができる。
【０００８】
本発明の振動素子では、前記励振電極の輪郭は、長円形状であることが好ましい。
これにより、副振動がより発振され難くなる。
【０００９】
本発明の振動素子では、前記水晶基板の輪郭は、円形状であることが好ましい。
これにより、副振動がより発振され難くなる。
【００１０】
本発明の振動素子では、前記励振電極は、前記水晶基板の一方の前記主面に配置されている第１励振電極と、他方の主面に配置されている第２励振電極と、を有し、
前記第１励振電極および前記第２励振電極は、それぞれ、前記長手形状をなしていることが好ましい。
これにより、副振動がより発振され難くなる。
【００１１】
本発明の発振器は、本発明の振動素子と、
前記振動素子を発振させる発振回路と、を有していることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い発振器が得られる。
【００１２】
本発明の発振器では、前記振動素子の温度を制御する温度制御部を有していることが好ましい。
【００１３】
これにより、使用環境に影響されずに、振動素子の温度をほぼ一定に保つことができる。
【００１４】
本発明の電子機器は、本発明の振動素子を有していることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【００１５】
本発明の移動体は、本発明の振動素子を有していることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。
【００１６】
本発明の基地局は、本発明の振動素子を有していることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い基地局が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発振器の断面図である。
【図２】図１に示す発振器が有するパッケージの拡大断面図である。
【図３】図２に示すパッケージの上面図である。
【図４】振動素子の平面図（上面図）である。
【図５】振動素子の平面図（透過図）である。
【図６】ＳＣカットを説明するための図である。
【図７】角度θとＣＩ比の関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態に係る発振器の上面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る発振器の上面図である。
【図１０】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の電子機器を適用したデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図である。
【図１３】本発明の移動体を適用した自動車を示す斜視図である。
【図１４】本発明の基地局を適用した測位システムを示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の振動素子、発振器、電子機器、移動体および基地局を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る発振器の断面図である。図２は、図１に示す発振器が有するパッケージの拡大断面図である。図３は、図２に示すパッケージの上面図である。図４は、振動素子の平面図（上面図）である。図５は、振動素子の平面図（透過図）である。図６は、ＳＣカットを説明するための図である。図７は、角度θとＣＩ比の関係を示すグラフである。なお、以下では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」とも言い、下側を「下」とも言う。
【００２０】
図１に示す発振器１は、振動素子２、ＩＣ３および発熱部（温度制御部）４を収容するパッケージ５と、パッケージ５を覆う外側パッケージ６と、を有するＯＣＸＯ（恒温槽型水晶発振器）である。以下、これら各構成要素について順次説明する。
【００２１】
（パッケージ）
パッケージ５は、図２および図３に示すように、上面に開口する凹部５１１を有するキャビティ状のベース５１と、凹部５１１の開口を塞いでベース５１に接合された板状のリッド５２と、を有している。このようなパッケージ５は、凹部５１１の開口がリッド５２で塞がれることで形成された内部空間Ｓを有し、この内部空間Ｓに振動素子２、ＩＣ３および発熱部４が収容されている。なお、内部空間Ｓは、気密封止されており、減圧状態（１０Ｐａ以下程度。好ましくは真空）となっている。これにより、振動素子２の安定した駆動（振動）を継続することができる。ただし、内部空間Ｓの雰囲気は、これに限定されず、例えば、窒素、アルゴン等の不活性ガスが充填されて大気圧となっていてもよい。
【００２２】
ベース５１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、酸化アルミニウム等の各種セラミックス、ガラス材料、金属材料等を用いることができる。また、リッド５２の構成材料としては、特に限定されないが、ベース５１の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース５１の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金とするのが好ましい。
【００２３】
また、ベース５１は、内部空間Ｓに臨む複数の内部端子５３１、５３３、５３４と、底面に配置された外部端子５３５と、を有する。内部端子５３１は、図示しない内部配線等を介して内部端子５３３と接続されており、内部端子５３４は、図示しない内部配線を介して外部端子５３５と接続されている。
【００２４】
（発熱部）
発熱部４は、内部空間Ｓに収容されており、ベース５１に固定されている。発熱部４は、振動素子２を加熱し、振動素子２の温度をほぼ一定に保つ、いわゆる「恒温機能」を有する電子部品である。このような発熱部４を有することで、使用環境の温度変化による周波数の変動を抑制することができ、優れた周波数安定度を有する発振器１が得られる。なお、発熱部４は、零温度係数を示す頂点温度（一般的に約８５℃）に近づくように振動素子２の温度を制御することが好ましい。これにより、より優れた周波数安定度を発揮することができる。
【００２５】
発熱部４は、例えば、パワートランジスターから構成される発熱体と、ダイオードやサーミスタから構成される温度センサーと、を有しており、温度センサーによって発熱体の温度がコントロールされ、一定温度を保つことができるようになっている。このような発熱部４は、ボンディングワイヤーを介して内部端子５３１に電気的に接続されている。
【００２６】
なお、発熱部４の構成としては、振動素子２を一定温度に保つことができれば、特に限定されない。
【００２７】
（振動素子）
振動素子２は、内部空間Ｓに収容されており、発熱部４に接合（支持）されている。このような振動素子２は、図４および図５に示すように、水晶基板２１と、水晶基板２１に配置された電極２２と、を有している。
【００２８】
水晶基板２１は、ＳＣカット水晶基板をエッチング等によって略円形の平面視形状にパターニングしたものである。ＳＣカット水晶基板を用いることで、スプリアス振動による周波数ジャンプや抵抗上昇が少なく、温度特性も安定している振動素子２が得られる。
【００２９】
ここで、ＳＣカットについて簡単に説明する。水晶は、三方晶系に属しており、互いに直交する結晶軸であるＸ軸（電気軸）、Ｙ軸（機械軸）およびＺ軸（光学軸）を有している。そして、図６に示すように、Ｚ軸の周りにＸ軸からＹ軸に向かう方向を正とし、Ｚ軸の周りにＸ軸およびＹ軸をα（ただし、３°≦α≦３０°）だけ回転させて設定した軸をＸ’軸およびＹ’軸とし、Ｘ’軸の周りにＹ’軸からＺ軸に向かう方向を正とし、Ｘ’軸の周りにＺ軸およびＹ’軸をβ（ただし、３３°≦β≦３６°）だけ回転させた軸をＺ’軸およびＹ”軸としたとき、Ｘ’軸およびＺ’軸を面内方向に含み、Ｙ”軸を厚さ方向とする水晶板を切り出すと、ＳＣカット水晶基板が得られる。そして、このＳＣカット水晶基板を円形にパターニングすることで、水晶基板２１が得られる。
【００３０】
なお、水晶基板２１の平面視形状としては、円形に限定されず、楕円形、長円形等の非線形形状であってもよいし、三角形、矩形等の線形形状であってもよい。ただし、本実施形態のように、水晶基板２１を円形とすることで、水晶基板２１の対称性が向上し、副振動（スプリアス振動）の発振を効果的に抑制することができる。なお、本明細書において「円形」とは、外縁の一部に切り欠きが形成されていたり、突起が形成されていたりするものや、製造精度により外縁に微小な凹凸が形成されているもの等を含むものである。また、水晶基板２１には、メサ加工、逆メサ加工、コンベックス加工等が施されていてもよい。
【００３１】
電極２２は、水晶基板２１の上面（一方の主面）に配置された第１励振電極２２１ａおよび第１引出電極２２１ｂと、水晶基板２１の下面（他方の主面）に配置された第２励振電極２２２ａおよび第２引出電極２２２ｂと、を有している。
【００３２】
また、第１励振電極２２１ａの輪郭は、長手形状（楕円形状）であり、水晶基板２１の上面の中央部に配置されている。また、第１引出電極２２１ｂは、第１励振電極２２１ａの長軸方向の一端部から延出し、前記長軸方向に沿って水晶基板２１の外縁部まで延びている。
【００３３】
同様に、第２励振電極２２２ａの輪郭は、長手形状（楕円形状）であり、水晶基板２１の下面の中央部に配置されている。また、第２引出電極２２２ｂは、第２励振電極２２２ａの長軸方向の一端部から延出し、前記長軸方向に沿って水晶基板２１の外縁部まで延びている。これら第２励振電極２２２ａおよび第２引出電極２２２ｂは、水晶基板２１を挟んで第１励振電極２２１ａおよび第１引出電極２２１ｂと重なって配置されている。
【００３４】
ここで、振動素子２のようなＳＣカットの水晶振動子では、主振動である厚みすべり振動モード（Ｃモード）以外に、副振動（スプリアス）である厚みねじれ振動モード（Ｂモード）および厚み縦振動モード（Ａモード）が存在する。Ａモードの振動の等価抵抗（以下「ＣＩ」とも言う）の値は、ＣモードのＣＩよりも大きいため、発振器としては信号として出力され難く、特に問題とはならない。これに対して、Ｂモードの振動のＣＩの値は、ＣモードのＣＩにほぼ等しいか、場合によってはそれよりも小さい。しかも、Ｂモードの周波数は、Ｃモードの周波数に近接している。そのため、従来の発振器では、副振動であるＢモードで発振してしまうことがあった。
【００３５】
そこで、振動素子２では、第１、第２励振電極２２１ａ、２２２ａの構成を工夫することで、副振動であるＢモードのＣＩを主振動であるＣモードのＣＩよりも大きくし、Ｂモードでの発振を効果的に低減（抑圧）している。なお、第２励振電極２２２ａは、第１励振電極２２１ａと重なるように配置され、第１励振電極２２１ａとほぼ同じ形状（大きさを含む）であるため、以下では、第１励振電極２２１ａについて代表して説明し、第２励振電極２２２ａについては、その説明を省略する。
【００３６】
第１励振電極２２１ａの輪郭は、図４に示すように、長軸ａおよび短軸を有する長円形をなしている。特に、本実施形態では、長円形の中でも楕円形をなしている。また、Ｚ’軸に対する第１励振電極２２１ａの長軸ａの角度をθとしたとき、−４０°＜θ＜２０°度の関係を満足している。角度θをこのような範囲とすることで、ＢモードのＣＩをＣモードのＣＩ値よりも十分に大きくすることができ、Ｂモードでの発振を効果的に低減（抑圧）することができる。また、角度θを上記範囲とすることで、製造バラつきによって角度θが多少ばらついても、ほぼ同じ特性（ＣＩ特性）を有する振動素子２を安定して製造することができる。以下、このとこについて、シミュレーション結果に基づいて説明する。
【００３７】
図７は、シミュレーション結果を示すグラフであり、横軸に角度（回転角）θ、縦軸にＣＩ比（ＣＩ［Ｃモード］／ＣＩ［Ｂモード］）を取ったグラフである。なお、このシミュレーションに用いた振動素子２は、水晶基板２１として、厚みが１８０μｍ、直径が８ｍｍのＳＣカット水晶基板を用い、第１、第２励振電極２２１ａ、２２２ａとして、長軸の長さが５ｍｍ、短軸の長さが１．８ｍｍであり、Ｃｕの下地膜上に、Ａｕの電極膜を成膜した構成を用いた。
【００３８】
図７に示すグラフから、−４０°＜θ＜２０°の範囲内（図７中の０°≦θ＜２０°および１４０°＜θ≦１８０°（＝０°）の範囲内）では、ＣＩ比の値が８６％以下と十分に小さくなっており、Ｂモードの発振が効果的に低減（抑圧）されていることが分かる。また、−４０°＜θ＜２０°の範囲内では、角度θの変化に対するＣＩ比の変化量が他の角度と比較して穏やかであり、そのため、製造バラつきによって角度θが多少ばらついても、ほぼ同じ特性（ＣＩ特性）の振動素子２を安定して製造できることが分かる。なお、−４０°＜θ＜２０°の範囲内において、さらに、−２６°＜θ＜０°の範囲内にあることが好ましく、−２０°＜θ＜−１０°の範囲内にあることがより好ましく、−１４°＜θ＜−１２°の範囲内にあることがさらに好ましい。これにより、ＣＩ比の値を８３％程度まで下げることができ、上述した効果がより顕著となる。
【００３９】
また、本実施形態のように、第１、第２励振電極２２１ａ、２２２ａを共に長円形状（長手形状）とすることでも、より効果的に、Ｂモードの発振を低減（抑圧）することができる。ただし、第１、第２励振電極２２１ａ、２２２ａのうちの少なくとも一方が長円形状（長手形状）であればよい。例えば、第１励振電極２２１ａを長円形とし、第２励振電極２２２ａを、平面視で第１励振電極２２１ａを内包できる大きさの円形としてもよい。
【００４０】
また、第１励振電極２２１ａのアスペクト比としては、特に限定されないが、図４に示すように、第１励振電極２２１ａの長軸の長さをＬ１とし、短軸の長さをＬ２としたとき、１．２＜Ｌ１／Ｌ２＜４．０の関係を満足することが好ましい。このような範囲を満足することで、第１励振電極２２１ａの面積を十分に確保することができるため、主振動であるＣモードのＣＩ値の上昇を低減することができる。すなわち、ＣモードのＣＩ値の上昇を抑えつつ、ＢモードのＣＩ値を上昇させることができるため、Ｂモードでの発振をより効果的に低減（抑圧）することができる。
【００４１】
Ｌ１／Ｌ２の根拠は、次の通りである。例えば、第１励振電極２２１ａを円形とした場合、第１励振電極２２１ａの直径を水晶基板２１の直径ｒの０．４〜０．５倍程度とするのが一般的である。第１励振電極２２１ａの直径を０．５ｒとしたとき、第１励振電極２２１ａの面積は、０．２５πｒ２である。これに対して、第１励振電極２２１ａをＬ１／Ｌ２＝４．０の楕円形とし、Ｌ１を最大値（すなわち、水晶基板２１の直径＝ｒ）としたときの第１励振電極２２１ａの面積は、０．２５πｒ２である。そのため、Ｌ１／Ｌ２＜４．０とすれば、第１励振電極２２１ａが円形の場合と比較しても、第１励振電極２２１ａの面積の低下にはなり難く、ＣモードのＣＩ値の上昇を抑えることができる。
【００４２】
なお、製造バラつきの観点からすれば、１．２＜Ｌ１／Ｌ２＜４．０の範囲内において、１．２＜Ｌ１／Ｌ２＜３．０の関係を満足することが好ましく、１．２＜Ｌ１／Ｌ２＜２．０の関係を満足することが好ましい。シミュレーションの結果、Ｌ１／Ｌ２＝３．０のときには、ＣモードのＣＩ値のばらつきが２０％程度発生し、Ｌ１／Ｌ２＝２．０のときには、ＣモードのＣＩ値のばらつきが１０％程度発生し、Ｌ１／Ｌ２＝１．２のときには、ＣモードのＣＩ値のばらつきが２％程度発生していることが分かった。そのため、このような範囲を満足することで、ＣＩ値のバラつきが小さく、ほぼ同じ特性（ＣＩ特性）の振動素子２を安定して製造できる。
【００４３】
以上、第１、第２励振電極２２１ａ、２２２ａの構成について詳細に説明した。本実施形態のように、第１、第２励振電極２２１ａ、２２２ａを長円形状（特に楕円形状）とすることで、第１、第２励振電極２２１ａ、２２２ａの輪郭が非線形となるため、副振動がより発振され難くなり、上述した効果がより顕著となる。ただし、第１、第２励振電極２２１ａ、２２２ａの形状としては、楕円形状に限定されず、長手形状をなしていればよい。長手形状としては、例えば、楕円以外の長円形状（オーバル状等）、長方形状等が挙げられる。だたし、第１、第２励振電極２２１ａ、２２２ａとしては、角部がない方が好ましく（すなわち、非線形の輪郭を有することが好ましく）、例えば、長方形状を採用する場合には、各角部を丸み付けするとよい。なお、本明細書において「長円形」とは、外縁の一部に切り欠きが形成されていたり、突起が形成されていたりするものや、製造精度により外縁に微小な凹凸が形成されているもの等を含むものである。
【００４４】
このような構成の振動素子２は、図２および図３に示すように、外縁部で導電性の固定部材７を介して発熱部４に固定されている。固定部材７は、発熱部４と振動素子２とを接合すると共に、発熱部４の上面に配置された端子４３と振動素子２の第２引出電極２２２ｂとを電気的に接続し、さらには、発熱部４と振動素子２とを熱的に接続している。端子４３は、ボンディングワイヤーを介して内部端子５３１に電気的に接続されている。一方、第１引出電極２２１ｂは、ボンディングワイヤーを介して内部端子５３１に電気的に接続されている。
【００４５】
なお、固定部材７としては、導電性と接合性を兼ね備えていれば、特に限定されず、例えば、金属接合材（例えば金バンプ）、合金接合材（例えば、金錫合金、はんだなどのバンプ）、導電性接着剤（例えば、銀フィラー等の金属微粒子を分散させたポリイミド系の接着剤）等を用いることができる。
【００４６】
（ＩＣ）
ＩＣ３は、図２および図３に示すように、内部空間Ｓに収容されており、ベース５１に固定されている。また、ＩＣ３は、ボンディングワイヤーを介して内部端子５３３と電気的に接続されており、ボンディングワイヤーを介して内部端子５３４と電気的に接続されている。これにより、ＩＣ３と発熱部４とが電気的に接続され、ＩＣ３と振動素子２とが電気的に接続され、ＩＣ３と外部端子５３５とが電気的に接続される。そのため、ＩＣ３は、発熱部４および振動素子２を制御可能となると共に、外部端子５３５を介して外部との通信も可能となる。このようなＩＣ３は、少なくとも、振動素子２を駆動させる発振回路と、発熱部４を制御する発熱体制御回路と、を有している。
【００４７】
（外側パッケージ）
外側パッケージ６は、図１に示すように、プリント配線基板からなるベース基板６１と、ベース基板６１に接合されたキャップ６２と、を有し、これらで形成された内部空間Ｓ１には、パッケージ５や、容量、抵抗等の回路部品８が収容されている。パッケージ５は、リードフレーム６３を介してベース基板６１に接合され、ベース基板６１から遊離した状態で支持されている。なお、リードフレーム６３は、パッケージ５をベース基板６１に固定すると共に、パッケージ５の外部端子５３５とベース基板６１に形成された図示しない端子とを電気的に接続している。また、回路部品８は、ベース基板６１に固定されている。
【００４８】
なお、内部空間Ｓ１は、気密的に封止されており、減圧状態（１０Ｐａ以下程度。好ましくは真空）となっている。これにより、内部空間Ｓ１が断熱層として機能し、振動素子２が使用環境の温度変化の影響をより受け難くなる。そのため、振動素子２の温度をより確実に一定に保つことができる。ただし、内部空間Ｓ１の環境としては、これに限定されず、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスが充填されていてもよいし、大気解放していてもよい。
【００４９】
＜第２実施形態＞
図８は、本発明の第２実施形態に係る発振器の上面図である。
【００５０】
以下、第２実施形態の発振器について前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００５１】
第２実施形態の発振器は、主に、振動素子の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の発振器と同様である。なお、図８では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００５２】
本実施形態の振動素子２では、第１引出電極２２１ｂは、第１励振電極２２１ａの短軸方向の一端部から延出し、前記短軸方向に沿って、水晶基板２１の外縁部まで延びている。一方、第２引出電極２２２ｂは、第２励振電極２２２ａの短軸方向の一端部から延出し、前記短軸方向に沿って、水晶基板２１の外縁部まで延びている。
【００５３】
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００５４】
＜第３実施形態＞
図９は、本発明の第３実施形態に係る発振器の上面図である。
【００５５】
以下、第３実施形態の発振器について前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００５６】
第３実施形態の発振器は、主に、振動素子の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の発振器と同様である。なお、図９では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００５７】
本実施形態の振動素子２では、前述した第１実施形態から、第１引出電極２２１ｂおよび第２引出電極２２２ｂが省略されており、第１、第２励振電極２２１ａ、２２２ａの長軸方向の両端部が水晶基板２１の外縁部まで延在している。そして、第２励振電極２２２ａの長軸方向の一端部が固定部材７と接触している。また、第１励振電極２２１ａの長軸方向の一端部にボンディングワイヤーが接続されている。このような構成によれば、第１、第２引出電極２２１ｂ、２２２ｂを用いなくても、第１、第２励振電極２２１ａ、２２２ａの電気的な接続を行うことができる。
【００５８】
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００５９】
［電子機器］
次に、本発明の振動素子を備える電子機器について説明する。
【００６０】
図１０は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
【００６１】
この図において、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１１０８を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６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、発振器１（振動素子２）が内蔵されている。
【００６２】
図１１は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【００６３】
この図において、携帯電話機１２００は、アンテナ（図示せず）、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、発振器１（振動素子２）が内蔵されている。
【００６４】
図１２は、本発明の電子機器を適用したデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図である。
【００６５】
デジタルスチールカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には表示部１３１０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１３１０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１３０４が設けられている。そして、撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押すと、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。このようなデジタルスチールカメラ１３００には、発振器１（振動素子２）が内蔵されている。
【００６６】
このような電子機器は、発振器１（振動素子２）を備えているので、優れた信頼性を有している。
【００６７】
なお、本発明の電子機器は、図１０のパーソナルコンピューター、図１１の携帯電話機、図１２のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計（スマートウォッチを含む）、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）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等のウェアラブル端末、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、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、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、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、移動体端末基地局用機器、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、ネットワークサーバー等に適用することができる。
【００６８】
［移動体］
次に、本発明の振動素子を備える移動体について説明する。
【００６９】
図１３は、本発明の移動体を適用した自動車を示す斜視図である。
図１３に示すように、自動車１５００には発振器１（振動素子２）が内蔵されている。発振器１は、例えば、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、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、等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。このように、自動車１５００に発振器１（振動素子２）を内蔵することで、信頼性の高い自動車１５００が得られる。
【００７０】
［基地局］
次に、本発明の振動素子を備える基地局について説明する。
【００７１】
図１４は、本発明の基地局を適用した測位システムを示す概略構成図である。
図１４に示す測位システム１６００は、ＧＰＳ衛星１６１０と、基地局１６２０と、ＧＰＳ受信装置１６３０と、で構成されている。ＧＰＳ衛星１６１０は、測位情報（ＧＰＳ信号）を送信する。基地局１６２０は、例えば電子基準点（ＧＰＳ連続観測局）に設置されたアンテナ１６２１を介してＧＰＳ衛星１６１０からの測位情報を高精度に受信する受信装置１６２２と、この受信装置１６２２で受信した測位情報をアンテナ１６２３を介して送信する送信装置１６２４と、を備えている。また、受信装置１６２２で受信された測位情報は、リアルタイムで送信装置１６２４により送信される。このような受信装置１６２２には、その基準周波数発振源として発振器１（振動素子２）が内蔵されている。ＧＰＳ受信装置１６３０は、ＧＰＳ衛星１６１０からの測位情報をアンテナ１６３１を介して受信する衛星受信部１６３２と、基地局１６２０からの測位情報をアンテナ１６３３を介して受信する基地局受信部１６３４と、を備えている。このような測位システム１６００は、発振器１を備えているため、優れた信頼性を有する。
【００７２】
以上、本発明の振動素子、発振器、電子機器、移動体および基地局を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１…発振器、２…振動素子、２１…水晶基板、２２…電極、２２１ａ…第１励振電極、２２１ｂ…第１引出電極、２２２ａ…第２励振電極、２２２ｂ…第２引出電極、３…ＩＣ、４…発熱部、４３…端子、５…パッケージ、５１…ベース、５１１…凹部、５２…リッド、５３１、５３３、５３４…内部端子、５３５…外部端子、６…外側パッケージ、６１…ベース基板、６２…キャップ、６３…リードフレーム、７…固定部材、８…回路部品、１１００…パーソナルコンピューター、１１０２…キーボード、１１０４…本体部、１１０６…表示ユニット、１１０８…表示部、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…デジタルスチールカメラ、１３０２…ケース、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャッターボタン、１３０８…メモリー、１３１０…表示部、１５００…自動車、１６００…測位システム、１６１０…ＧＰＳ衛星、１６２０…基地局、１６２１…アンテナ、１６２２…受信装置、１６２３…アンテナ、１６２４…送信装置、１６３０…ＧＰＳ受信装置、１６３１…アンテナ、１６３２…衛星受信部、１６３３…アンテナ、１６３４…基地局受信部、Ｓ、Ｓ１…内部空間、θ…角度
【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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