(57)【要約】【課題】導電性接合材の励振電極への流動を低減し、振動特性の悪化を低減することのできる振動素子、振動素子の製造方法、振動子の製造方法、振動子、発振器、電子機器および移動体を提供する。【解決手段】表裏関係にある一対の主面を有している振動片と、前記振動片の一方の主面に形成されている励振電極と、前記振動片の前記一方の主面に形成され、前記励振電極と接続している引出電極と、を有し、前記引出電極は、導電性接合材を介して対象物に固定される固定部と、前記固定部と前記励振電極との間に位置し、前記固定部から前記励振電極への前記引出電極を伝った前記導電性接合材の流動を規制する規制部と、を有していることを特徴とする振動素子。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏関係にある一対の主面を有している振動片と、
前記振動片の一方の主面に形成されている励振電極と、
前記振動片の前記一方の主面に形成され、前記励振電極と接続している引出電極と、
を有し、
前記引出電極は、導電性接合材を介して対象物に固定される固定部と、
前記固定部と前記励振電極との間に位置し、前記固定部から前記励振電極への前記引出電極を伝った前記導電性接合材の流動を規制する規制部と、を有していることを特徴とする振動素子。
【請求項２】
前記規制部での前記引出電極の幅は、前記固定部の幅よりも狭い請求項１に記載の振動素子。
【請求項３】
前記規制部に開口部または切り欠き部が設けられている請求項２に記載の振動素子。
【請求項４】
前記規制部は、前記固定部との間に段差部を有している請求項１に記載の振動素子。
【請求項５】
前記規制部は、湾曲または屈曲している部分を有している請求項１ないし４のいずれか１項に記載の振動素子。
【請求項６】
前記引出電極は、前記導電性接合材の形状を整える整形部を有している請求項１ないし５のいずれか１項に記載の振動素子。
【請求項７】
前記整形部は、前記引出電極の前記固定部から延出する少なくとも１つの延出部を有している請求項６に記載の振動素子。
【請求項８】
表裏関係にある一対の主面を有している振動片を準備する工程と、
前記振動片の一方の主面に、励振電極と、前記励振電極と接続している引出電極と、を形成する工程と、を含み、
前記形成する工程では、前記引出電極に、導電性接合材を介して対象物に固定される固定部と、前記固定部と前記励振電極との間に位置し、前記固定部から前記励振電極への前記引出電極を伝った前記導電性接合材の流動を規制する規制部と、を形成することを特徴とする振動素子の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の振動素子の製造方法により製造された振動素子と、前記対象物と、を準備する工程と、
前記対象物に、前記導電性接合材を介して前記振動素子の前記固定部を接合する工程と、を含んでいることを特徴とする振動子の製造方法。
【請求項１０】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の振動素子と、
前記振動素子を収容するパッケージと、を有していることを特徴とする振動子。
【請求項１１】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の振動素子と、
前記振動素子に電気的に接続されている発振回路と、を有していることを特徴とする発振器。
【請求項１２】
請求項１ないし７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１３】
請求項１ないし７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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動素子、振動素子の製造方法、振動子の製造方法、振動子、発振器、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、振動デバイスとして特許文献１に記載されたような構成が知られている。特許文献１に記載の振動デバイスは、パッケージと、パッケージ内の収容空間に配置された発熱素子および振動素子と、を有している。また、発熱素子がパッケージに固定され、振動素子が導電性接合材を介して発熱素子に固定されている。また、振動素子の両面には励振電極および励振電極から引き出された引出電極が配置されており、発熱体側の引出電極は、導電性接合材を介して発熱素子と電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１９２６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような構成では、導電性接合材によって振動素子を発熱素子に接合する際に、導電性接合材が硬化する前に流動してしまい、硬化後の導電性接合材の形状が安定せず、接合強度やＣＩ値にばらつきが生じてしまう。また、導電性接合材が励振電極まで流動してしまうと、振動素子の振動特性が大きく悪化（変動）してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、導電性接合材の励振電極への流動を低減し、振動特性の悪化を低減することのできる振動素子、振動素子の製造方法、振動子の製造方法、振動子、発振器、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】
【０００６】
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。
【０００７】
本適用例の振動素子は、表裏関係にある一対の主面を有している振動片と、
前記振動片の一方の主面に形成されている励振電極と、
前記振動片の前記一方の主面に形成され、前記励振電極と接続している引出電極と、
を有し、
前記引出電極は、導電性接合材を介して対象物に固定される固定部と、
前記固定部と前記励振電極との間に位置し、前記固定部から前記励振電極への前記引出電極を伝った前記導電性接合材の流動を規制する規制部と、を有していることを特徴とする。
これにより、導電性接合材の励振電極への流動が低減され、振動特性の悪化を低減することのできる振動素子が得られる。
【０００８】
本適用例の振動素子では、前記規制部での前記引出電極の幅は、前記固定部の幅よりも狭いことが好ましい。
これにより、規制部の構成が簡単となる。
【０００９】
本適用例の振動素子では、前記規制部に開口部または切り欠き部が設けられていることが好ましい。
これにより、規制部の構成が簡単となる。
【００１０】
本適用例の振動素子では、前記規制部は、前記固定部との間に段差部を有していることが好ましい。
これにより、規制部の構成が簡単となる。
【００１１】
本適用例の振動素子では、前記規制部は、湾曲または屈曲している部分を有していることが好ましい。
これにより、規制部の長さを長くすることができ、導電性接合材の励振電極への流動をより確実に規制することができる。
【００１２】
本適用例の振動素子では、前記引出電極は、前記導電性接合材の形状を整える整形部を有していることが好ましい。
これにより、振動素子と導電性接合材との接合強度のばらつきを低減することができる。
【００１３】
本適用例の振動素子では、前記整形部は、前記引出電極の前記固定部から延出する少なくとも１つの延出部を有していることが好ましい。
これにより、整形部の構成が簡単となる。
【００１４】
本適用例の振動素子の製造方法は、表裏関係にある一対の主面を有している振動片を準備する工程と、
前記振動片の一方の主面に、励振電極と、前記励振電極と接続している引出電極と、を形成する工程と、を含み、
前記形成する工程では、前記引出電極に、導電性接合材を介して対象物に固定される固定部と、前記固定部と前記励振電極との間に位置し、前記固定部から前記励振電極への前記引出電極を伝った前記導電性接合材の流動を規制する規制部と、を形成することを特徴とする。
これにより、導電性接合材の励振電極への流動が低減され、振動特性の悪化を低減することのできる振動素子が得られる。
【００１５】
本適用例の振動子の製造方法は、上記適用例の振動素子の製造方法により製造された振動素子と、前記対象物と、を準備する工程と、
前記対象物に、前記導電性接合材を介して前記振動素子の前記固定部を接合する工程と、を含んでいることを特徴とする。
これにより、導電性接合材の励振電極への流動が低減され、振動特性の悪化を低減することのできる振動子が得られる。
【００１６】
本適用例の振動子は、上記適用例の振動素子と、
前記振動素子を収容するパッケージと、を有していることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い振動子が得られる。
【００１７】
本適用例の発振器は、上記適用例の振動素子と、
前記振動素子に電気的に接続されている発振回路と、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。
【００１８】
本適用例の電子機器は、上記適用例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。
【００１９】
本適用例の移動体は、上記適用例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。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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】図１に示す発振器が有する振動素子の上面図である。
【図５】図４に示す振動素子の下面図である。
【図６】水晶のカット角を説明する図である。
【図７】図２に示すパッケージの上面図である。
【図８】図４に示す振動素子の製造方法を示すフローチャートである。
【図９】図４に示す振動素子の製造方法を説明する断面図である。
【図１０】図４に示す振動素子の製造方法を説明する断面図である。
【図１１】図４に示す振動素子の製造方法を説明する断面図である。
【図１２】振動素子の変形例を示す下面図である。
【図１３】振動素子の変形例を示す下面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る発振器が有する振動素子の平面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る発振器が有する振動素子の平面図である。
【図１６】図１５に示す振動素子の断面図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る発振器が有する振動素子の平面図である。
【図１８】図１７に示す振動素子の変形例を示す平面図である。
【図１９】本発明の第５実施形態に係る発振器が有する振動素子の平面図である。
【図２０】本発明の第５実施形態に係る振動子の断面図である。
【図２１】図２０に示す振動子の製造方法を示すフローチャートである。
【図２２】図２０に示す振動子の製造方法を説明する断面図である。
【図２３】図２０に示す振動子の製造方法を説明する断面図である。
【図２４】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２５】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２６】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２７】本発明の移動体を適用した自動車を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の振動素子、振動素子の製造方法、振動子の製造方法、振動子、発振器、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
＜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、図１に示す発振器が有する振動素子の上面図である。図５は、図４に示す振動素子の下面図である。図６は、水晶のカット角を説明する図である。図７は、図２に示すパッケージの上面図である。図８は、図４に示す振動素子の製造方法を示すフローチャートである。図９ないし図１１は、それぞれ、図４に示す振動素子の製造方法を説明する断面図である。図１２および図１３は、それぞれ、振動素子の変形例を示す下面図である。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。
【００２３】
図１に示す発振器１は、恒温槽付水晶発振器（ＯＣＸＯ）であり、振動素子２と、振動素子２を加熱する発熱素子３と、振動素子２と電気的に接続された回路を備える回路素子４と、振動素子２、発熱素子３および回路素子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７と、を有している。
【００２４】
［パッケージ］
図２に示すように、パッケージ５は、振動素子２、発熱素子３および回路素子４を支持するベース５１と、ベース５１との間に、収容空間Ｓを形成するようにベース５１に接合されているリッド５２と、を有している。
【００２５】
ベース５１は、上面に開口する凹部５１１を有するキャビティ状である。また、凹部５１１は、ベース５１の上面に開口する第１凹部５１１ａと、第１凹部５１１ａの底面に開口する第２凹部５１１ｂと、第２凹部５１１ｂの底面に開口する第３凹部５１１ｃと、第３凹部５１１ｃの底面に開口する第４凹部５１１ｄと、を有している。一方、リッド５２は、板状であり、凹部５１１の開口を塞ぐようにしてベース５１の上面に接合されている。このように、凹部５１１の開口をリッド５２で塞ぐことで収容空間Ｓが形成され、この収容空間Ｓに振動素子２、発熱素子３および回路素子４が収容されている。
【００２６】
収容空間Ｓは、気密封止されており、減圧状態（例えば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を安定して駆動させることができる。ただし、収容空間Ｓの雰囲気は、特に限定されず、例えば、窒素、アルゴン等の不活性ガスが充填され、大気圧となっていてもよい。
【００２７】
ベース５１の構成材料としては特に限定されず、例えば、酸化アルミニウム等の各種セラミックスを用いることができる。この場合、セラミックシート（グリーンシート）の積層体を焼成することでベース５１を製造することができる。一方、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。
【００２８】
また、図２に示すように、ベース５１は、第３凹部５１１ｃの底面に配置された複数の内部端子６１と、第１凹部５１１ａの底面に配置された複数の内部端子６２と、ベース５１の底面に配置された複数の外部端子６３と、を有している。複数の内部端子６１は、それぞれ、ボンディングワイヤーを介して回路素子４と電気的に接続されており、複数の内部端子６２は、それぞれ、ボンディングワイヤーを介して発熱素子３や振動素子２と電気的に接続されている。また、これら端子６１、６２、６３は、必要に応じてベース５１内に埋設された内部配線６４を介して電気的に接続されている。
【００２９】
［発熱素子］
図２に示すように、発熱素子３は、収容空間Ｓに収容されており、接着剤等を介して第２凹部５１１ｂの底面に固定されている。発熱素子３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。このような発熱素子３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、発熱素子３は、零温度係数を示す頂点温度（一般的に８５℃程度）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。
【００３０】
発熱素子３は、例えば、パワートランジスターを備える発熱回路３１と、ダイオードやサーミスタから構成される温度検出回路３２と、を有しており、温度検出回路３２からの出力に基づいて発熱回路３１の温度がコントロールされ、振動素子２を一定温度に保つことができるようになっている。また、図３に示すように、発熱素子３の上面には複数の端子３３が設けられており、これら複数の端子３３がそれぞれボンディングワイヤーを介して内部端子６２と電気的に接続されている。
【００３１】
［振動素子］
振動素子２は、表裏関係にある一対の主面を有している振動片としての水晶基板２１と、水晶基板２１の下面（一方の主面）に形成されている励振電極としての第２励振電極２５と、水晶基板２１の下面に形成され、第２励振電極２５と接続している引出電極としての第２引出電極２６と、を有している。また、第２引出電極２６は、導電性接合材８を介して対象物としての発熱素子３に固定される固定部２６１と、固定部２６１と第２励振電極２５との間に位置し、固定部２６１から第２励振電極２５への第２引出電極２６を伝った導電性接合材８の流動を規制する規制部２６２と、を有している。このような構成とすることで、未硬化の導電性接合材８で接合する際の当該導電性接合材８の第２励振電極２５への流動が低減され、導電性接合材８が第２励振電極２５に接触することで生じる振動特性の悪化の可能性を低減することができる。以下、このような振動素子について詳細に説明する。
【００３２】
図２に示すように、振動素子２は、収容空間Ｓに収容されており、導電性接合材８を介して発熱素子３の上面に接合されている。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に形成された電極２２と、を有している。
【００３３】
水晶基板２１は、ＳＣカット水晶基板をエッチング、機械加工等によって略円形の平面視形状にしたものである。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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。なお、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。また、例えば、水晶基板２１を長円形または長方形とすることによって、固定部２６１を第２励振電極２５から遠ざけることができる。また、実装角度精度（固定部２６１が第２励振電極２５に対して、一定の結晶角度に合わせる精度）も高めることができる。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。
【００３６】
電極２２は、水晶基板２１の上面（他方の主面）に形成された第１励振電極２３および第１引出電極２４と、水晶基板２１の下面（一方の主面）に形成された第２励振電極２５および第２引出電極２６と、を有している。
【００３７】
また、図４に示すように、第１励振電極２３は、円形であり、水晶基板２１の上面の中央部に形成されている。また、第１引出電極２４は、第１励振電極２３から延出し、水晶基板２１の外縁部まで延びている。
【００３８】
同様に、図５に示すように、第２励振電極２５は、円形であり、水晶基板２１の下面の中央部に形成されている。また、第２引出電極２６は、第２励振電極２５から延出し、水晶基板２１の下面の外縁部まで延びている。第２励振電極２５は、水晶基板２１を挟んで第１励振電極と重なって形成されており、第１、第２励振電極２３、２５で挟まれた領域が振動領域となる。
【００３９】
このような構成の振動素子２は、図７に示すように、固定部２６１において導電性接合材８を介して発熱素子３に固定されている。導電性接合材８は、発熱素子３と振動素子２とを接合すると共に、端子３３に含まれている振動素子接続用端子３３１と第２引出電極２６とを電気的に接続し、さらには、発熱素子３と振動素子２とを熱的に接続している。一方、第１引出電極２４は、ボンディングワイヤーを介して内部端子６２に電気的に接続されている。
【００４０】
なお、導電性接合材８としては特に限定されず、例えば、金ペースト、銀ペースト、銅ペースト等の各種金属ペースト、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。
【００４１】
次に、第１、第２引出電極２４、２６の構成について詳細に説明する。図５に示すように、第２引出電極２６は、導電性接合材８を介して対象物としての発熱素子３に固定される固定部２６１と、固定部２６１と第２励振電極２５との間に位置し、固定部２６１から第２励振電極２５への第２引出電極２６を伝った未硬化の導電性接合材８の流動を規制する規制部２６２と、を有している。
【００４２】
第２引出電極２６は、水晶基板２１の径方向に沿って水晶基板２１の外縁部まで直線的に延在している。そして、第２引出電極２６の一端部（水晶基板２１の外縁側にある端部）に固定部２６１が設けられている。
【００４３】
規制部２６２は、導電性接合材８が未硬化のとき（すなわち、導電性接合材８が流動性を有しているとき）の導電性接合材８の固定部２６１から第２励振電極２５への流動を規制する機能を有している。規制部２６２は、固定部２６１と第２励振電極２５との間に位置しており、規制部２６２での第２引出電極２６の幅（＝Ｗ１’＋Ｗ１”。第２引出電極２６の延在方向に直交する方向の長さ）が、固定部２６１の幅Ｗ２よりも狭くなっている。このように、規制部２６２の幅を固定部２６１の幅よりも狭くすることで、固定部２６１から第２励振電極２５への導電性接合材８の流動を効果的に規制することができる。また、規制部２６２の構成が簡単となる。
【００４４】
このような規制部２６２には開口部２６２ａが設けられている。開口部２６２ａを設けることで、規制部２６２での第２引出電極２６の幅Ｗ１を固定部２６１の幅Ｗ２よりも狭くすることができ、規制部２６２の構成が簡単となる。また、開口部２６２ａの両側に２本の配線部２６２ｂ、２６２ｃを配置した構成とすることができ、第２引出電極２６の電気抵抗の増加を低減しつつ、配線部２６２ｂ、２６２ｃをより細くすることができる。そのため、振動素子２のＣＩ値の増加を低減しつつ、固定部２６１から第２励振電極２５への導電性接合材８の流動をより効果的に低減することができる。
【００４５】
以上のような第２引出電極２６によれば、未硬化の導電性接合材８の固定部２６１から第２励振電極２５への流動をより確実に規制することができるため、振動素子２の振動特性の悪化や個体差（ばらつき）が生じる可能性を低減することができる。
【００４６】
一方、第１引出電極２４は、水晶基板２１の平面視で、開口部２６２ａ内に配置されている。言い換えると、第１引出電極２４は、水晶基板２１の平面視で、第２引出電極２６の固定部２６１および配線部２６２ｂ、２６２ｃと重ならないように配置されている。第１引出電極２４をこのような配置とすることで、第１引出電極２４と第２引出電極２６との容量結合を低減することができる。また、第１引出電極２４は、その一端部（水晶基板２１の外縁側の端部）にボンディングワイヤーが接続される接続部２４１を有している。このように、第１引出電極２４の端部に接続部２４１を配置することで、接続部２４１を固定部２６１の近傍に配置することができる。これにより、ワイヤーボンディングの際に接続部２４１に超音波を効果的に印加することができるため、より確実かつ強固に接続部２４１にボンディングワイヤーを接続することができる。
【００４７】
［回路素子］
図２に示すように、回路素子４は、第４凹部５１１ｄの底面に接着剤等を介して固定されている。また、回路素子４は、ボンディングワイヤーを介して内部端子６１と電気的に接続されている。このような回路素子４は、少なくとも、振動素子２を発振させる発振回路４１と、温度検出回路３２の出力に基づいて発熱回路３１の作動を制御する温度制御回路４２と、を有している。
【００４８】
このような回路素子４の上面には複数の端子が設けられており、これら複数の端子がそれぞれボンディングワイヤーを介して対応する内部端子６１と電気的に接続されている。
【００４９】
［外側パッケージ］
図１に示すように、外側パッケージ７は、プリント配線基板からなるベース基板７１と、ベース基板７１に接合されたキャップ７２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９が収容されている。外側パッケージ７は、リードフレーム７３を介してベース基板７１に接合され、ベース基板７１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７３は、パッケージ５をベース基板７１に固定すると共に、パッケージ５の外部端子６３とベース基板７１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。
【００５０】
内部空間Ｓ１は、気密封止されており、減圧状態（例えば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の温度をより精度よく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、大気開放していてもよい。
【００５１】
以上、発振器１について説明した。このような発振器１によれば、振動素子２の振動特性の悪化や個体差（ばらつき）も発生を低減することができるため、高い信頼性を発揮することができる。また、製造の歩留まりも向上する。
【００５２】
次に、振動素子２の製造方法について説明する。図８に示すように、振動素子２の製造方法は、表裏関係にある一対の主面を有している水晶基板２１を準備する準備工程と、水晶基板２１の一方の主面に、第１、第２励振電極２３、２５と、第１、第２励振電極２３、２５と接続している第１、第２引出電極２４、２６と、を形成する形成工程と、を含んでいる。そして、形成工程では、第２引出電極２６に、導電性接合材８を介して対象物としての発熱素子３に固定される固定部２６１と、固定部２６１と第２励振電極２５との間に位置し、固定部２６１から第２励振電極２５への第２引出電極２６を伝った導電性接合材８の流動を規制する規制部２６２と、を形成する。以下、各工程について順次説明する。
【００５３】
［準備工程］
まず、図９に示すように、ＳＣカット水晶基板から形成された水晶基板２１を準備する。
【００５４】
［形成工程］
次に、図１０に示すように、水晶基板２１の両主面に金属膜Ｍを成膜する。次に、フォトリソグラフィー法およびエッチング法を用いて、図１１に示すように金属膜Ｍをパターニングし、水晶基板２１の上面（他方の主面）に第１励振電極２３および第１引出電極２４を形成すると共に、水晶基板２１の下面（一方の主面）に第２励振電極２５および第２引出電極２６を形成する。また、この際、第２引出電極２６には固定部２６１および規制部２６２（開口部２６２ａおよび配線部２６２ｂ、２６２ｃ）が形成される。
【００５５】
以上の工程により振動素子２が得られる。このような製造方法によれば、未硬化の導電性接合材８の固定部２６１から第２励振電極２５への流動を低減することができ、振動特性の悪化や個体差（ばらつき）の発生を低減することのできる振動素子２が得られる。
【００５６】
以上、第１実施形態について説明した。なお、本実施形態では、規制部２６２が開口部２６２ａを有しているが、図１２に示すように、切り欠き部２６２ａ’を有していてもよい。切り欠き部２６２ａ’を有する構成によっても、開口部２６２ａを有する構成と同様に、規制部２６２での第２引出電極２６の幅Ｗ１を固定部２６１の幅Ｗ２よりも狭くすることができ、規制部２６２の構成が簡単となる。
【００５７】
また、本実施形態では、規制部２６２が１つの開口部２６２ａを有しているが、図１３に示すように、複数の開口部２６２ａを有していてもよい。また、開口部２６２ａの形成方法としては特に限定されず、例えば、まず、開口部２６２ａを有さない第２引出電極２６を形成し、その後に、第２引出電極２６にレーザー（例えば、ＹＡＧ２次レーザー）を照射して第２引出電極２６の一部を除去することで開口部２６２ａを形成することができる。このような方法によれば、径の小さい開口部２６２ａを精度よく形成することができる。
【００５８】
＜第２実施形態＞
図１４は、本発明の第２実施形態に係る発振器が有する振動素子の平面図である。
【００５９】
本実施形態に係る発振器は、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。
【００６０】
なお、以下の説明では、第２実施形態の発振器に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１４では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【００６１】
図１４に示すように、本実施形態の振動素子２では、第２引出電極２６が固定部２６１および規制部２６２に加えて、さらに、導電性接合材８の形状を整える整形部２６３を有している。この整形部２６３は、後述するように、固定部２６１の両側部にそれぞれ突出した複数の突起で構成され、いわゆる櫛歯状をなしている。このような整形部２６３を有することで、導電性接合材８の振動素子２との接合面の形状をある程度定めることができ、振動素子２と導電性接合材８との接合強度の個体差（ばらつき）を低減することができる。
【００６２】
整形部２６３は、第２引出電極２６の固定部２６１の周囲から延出する少なくとも１つの延出部２６３ａを有している。本実施形態では、３本の延出部２６３ａが固定部２６１の幅方向の一方側から延出し、３本の延出部２６３ａが固定部２６１の幅方向の他方側から延出している。このような延出部２６３ａを備えることで、簡単な構成で、整形部２６３としての機能を有効に発揮することができる。
【００６３】
このような整形部２６３によれば、固定部２６１と接触した未硬化の導電性接合材８が各延出部２６３ａに流動することで、硬化時の導電性接合材８の振動素子２との接合面の形状をある程度定めることができ、振動素子２と導電性接合材８との接合強度の個体差（ばらつき）を低減することができる。なお、「ある程度」と記載しているのは、導電性接合材８の塗布量に個体差が生じる場合もあり、この場合には延出部２６３ａへの流動量にズレが生じ、これに起因してある程度の接合面の形状ずれが発生するためである。なお、延出部２６３ａの数や配置は、上記のものに限定されない。
【００６４】
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。
【００６５】
＜第３実施形態＞
図１５は、本発明の第３実施形態に係る発振器が有する振動素子の平面図である。図１６は、図１５に示す振動素子の断面図である。
【００６６】
本実施形態に係る発振器は、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。
【００６７】
なお、以下の説明では、第３実施形態の発振器に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１５および図１６では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【００６８】
図１５に示すように、本実施形態の振動素子２では、第２引出電極２６の規制部２６２は、固定部２６１との間に段差部２６２ｄを有している。具体的には、図１６に示すように、第２引出電極２６は、第１層２６ａと、第１層２６ａ上に形成された第２層２６ｂと、を有し、第２層２６ｂによって固定部２６１が構成されている。そして、第１層２６ａと第２層２６ｂとの境界部に形成された段差部２６２ｄで規制部２６２が構成されている。このような構成によれば、未硬化の導電性接合材８の流動が段差部２６２ｄで規制されるため、固定部２６１から第２励振電極２５への未硬化の導電性接合材８の流動を低減することができる。特に本実施形態では、固定部２６１の全周が段差部２６２ｄで囲まれているため、例えば、導電性接合材８を固定部２６１の全域に広げて配置することで、硬化時の導電性接合材８の振動素子２との接合面の形状の個体差を小さくすることができる。そのため、振動素子２と導電性接合材８との接合強度の個体差（ばらつき）を低減することもできる。また、このような構成によれば、規制部２６２の構成が簡単となる。
【００６９】
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。なお、本実施形態では、第１層２６ａと第２層２６ｂとを積層することで段差部２６２ｄを形成しているが、段差部２６２ｄの形成方法としては特に限定されない。例えば、１つの層に厚い部分と薄い部分とを設け、これらの境界部によって段差部２６２ｄを形成してもよい。
【００７０】
＜第４実施形態＞
図１７は、本発明の第４実施形態に係る発振器が有する振動素子の平面図である。図１８は、図１７に示す振動素子の変形例を示す平面図である。
【００７１】
本実施形態に係る発振器は、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。
【００７２】
なお、以下の説明では、第４実施形態の発振器に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１７および図１８では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【００７３】
図１７に示すように、本実施形態の振動素子２では、規制部２６２が備える配線部２６２ｂ、２６２ｃが、湾曲した部分を有している。すなわち、配線部２６２ｂ、２６２ｃが固定部２６１から第２励振電極２５に向かって最短で配置されているのではなく、水晶基板２１の周方向に沿って迂回して配置されている。これにより、配線部２６２ｂ、２６２ｃを長くすることができ、固定部２６１から第２励振電極２５への未硬化の導電性接合材８の流動をより確実に規制することができる。また、本実施形態では、配線部２６２ｂ、２６２ｃは、第２励振電極２５の外縁の固定部２６１と対向する部分から離間した部分と、固定部２６１の外縁の第２励振電極２５と対向する部分から離間した部分と、を接続して配置されている。具体的には、第２励振電極２５と固定部２６１との並び方向に直交する方向を第１方向としたとき、規制部２６２は、第２励振電極２５の第１方向の端部と、固定部２６１の第１方向の端部と、を接続して配置されている。このような構成とすることで、規制部２６２をより長くすることができる。
【００７４】
このような第４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。なお、本実施形態では、配線部２６２ｂ、２６２ｃが湾曲した部分を有しているが、例えば、図１８に示すように、屈曲した部分を有していてもよい。このような構成でも図１７に示す形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７５】
＜第５実施形態＞
図１９は、本発明の第５実施形態に係る発振器が有する振動素子の平面図である。
【００７６】
本実施形態に係る発振器は、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。
【００７７】
なお、以下の説明では、第５実施形態の発振器に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１９では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【００７８】
本実施形態の規制部２６２は、固定部２６１と第２励振電極２５とを電気的に接続する配線部２６２ｂ、２６２ｃの他に、さらに、固定部２６１から延出する一対の延出部２６２ｅを有している。なお、延出部２６２ｅの先端部は、閉じており、第２励振電極２５と接続されていない。また、延出部２６２ｅは、配線部２６２ｂ、２６２ｃよりも幅が広くなっている。このような延出部２６２ｅに未硬化の導電性接合材８が流動することで、その分、配線部２６２ｂ、２６２ｃを流動する導電性接合材８の量が減る。そのため、固定部２６１から第２励振電極２５への未硬化の導電性接合材８の流動をより確実に規制することができる。なお、延出部２６２ｅの配置、形状、数等については、特に限定されない。
【００７９】
このような第５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。
【００８０】
＜第６実施形態＞
図２０は、本発明の第５実施形態に係る振動子の断面図である。図２１は、図２０に示す振動子の製造方法を示すフローチャートである。図２２および図２３は、それぞれ、図２０に示す振動子の製造方法を説明する断面図である。
【００８１】
なお、以下の説明では、第６実施形態の振動子に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図２０ないし図２３では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【００８２】
図２０に示す振動子１０は、振動素子２と、振動素子２を加熱する発熱素子３と、振動素子２および発熱素子３を収容するパッケージ５と、を有している。すなわち、前述した第１実施形態の発振器から回路素子４および外側パッケージ７を省略した構成となっている。このような振動子１０によれば、振動素子２の振動特性の悪化を低減することができるため、高い信頼性を発揮することができる。
【００８３】
このような振動子１０の製造方法は、図２１に示すように、前述した振動素子２の製造方法により製造された振動素子２と、対象物としての発熱素子３と、を準備する準備工程と、発熱素子３に、導電性接合材８を介して振動素子２の固定部２６１を接合する接合工程と、を含んでいる。以下、各工程について順次説明する。
【００８４】
［準備工程］
まず、前述した第１実施形態で説明した製造方法によって製造された振動素子２と、発熱素子３が配置されたベース５１と、を準備する。
【００８５】
［接合工程］
次に、図２２に示すように、振動素子２の固定部２６１を未硬化の導電性接合材８を介して発熱素子３の振動素子接続用端子３３１上に配置する。次に、加熱によって導電性接合材８を硬化し、振動素子２を発熱素子３に接合する。
【００８６】
次に、図２３に示すように、第１引出電極２４と内部端子６２とをボンディングワイヤーで接続した後、リッド５２をベース５１に接合する。以上により、振動子１０が得られる。なお、前述したように、振動素子２では固定部２６１から第２励振電極２５への未硬化の導電性接合材８の流動が規制されているため、導電性接合材８が硬化するまでの間に、導電性接合材８が第２励振電極２５に流動してしまう可能性を低減することができ、振動特性の悪化や個体差（ばらつき）の発生を低減することのできる振動子１０が得られる。
【００８７】
［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。
【００８８】
図２４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。
【００８９】
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が内蔵されている。
【００９０】
図２５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。
【００９１】
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が内蔵されている。
【００９２】
図２６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。
【００９３】
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が内蔵されている。
【００９４】
このような電子機器は、発振器１（振動素子２）を有しているため、前述した発振器１（振動素子２）の効果を奏することができ、優れた信頼性を発揮することができる。
【００９５】
なお、本発明の電子機器は、図２４のパーソナルコンピューター、図２５の携帯電話機、図２６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ー、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、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、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）、フライトシュミレーター、ネットワークサーバー等に適用することができる。
【００９６】
［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。
【００９７】
図２７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２７に示すように、自動車１５００には発振器１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。
【００９８】
このような自動車１５００は、発振器１（振動素子２）を有しているため、前述した発振器１（振動素子２）の効果を奏することができ、優れた信頼性を発揮することができる。
【００９９】
以上、本発明の振動素子、振動素子の製造方法、振動子の製造方法、振動子、発振器、電子機器および移動体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。
【０１００】
また、前述した実施形態では、振動片として水晶基板を用いた構成について説明したが、振動片としては、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、ランガサイト（Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、リン酸ガリウム（ＧａＰＯ４）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ、Ｚｎ２Ｏ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＰＯ３）、ニオブ酸ナトリウムカリウム（（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３）、ビスマスフェライト（ＢｉＦｅＯ３）、ニオブ酸ナトリウム（ＮａＮｂＯ３）、チタン酸ビスマス（Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２）、チタン酸ビスマスナトリウム（Ｎａ０．５Ｂｉ０．５ＴｉＯ３）などの酸化物基板や、ガラス基板上に窒化アルミニウムや五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）などの圧電体材料を積層させて構成された積層圧電基板、あるいは圧電セラミックスなどを用いることができる。また、水晶基板のカット角としては、ＳＣカットに限定されず、例えば、ＡＴカット、ＢＴカット、Ｚカットであってもよい。
【０１０１】
また、前述した実施形態では、発振器として恒温槽付水晶発振器（ＯＣＸＯ）について説明したが、発振器としては、これに限定されない。例えば、発熱素子を省略してもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１…発振器、１０…振動子、２…振動素子、２１…水晶基板、２２…電極、２３…第１励振電極、２４…第１引出電極、２４１…接続部、２５…第２励振電極、２６…第２引出電極、２６ａ…第１層、２６ｂ…第２層、２６１…固定部、２６２…規制部、２６２ａ…開口部、２６２ａ’…切り欠き部、２６２ｂ…配線部、２６２ｃ…配線部、２６２ｄ…段差部、２６２ｅ…延出部、２６３…整形部、２６３ａ…延出部、３…発熱素子、３１…発熱回路、３２…温度検出回路、３３…端子、３３１…振動素子接続用端子、４…回路素子、４１…発振回路、４２…温度制御回路、５…パッケージ、５１…ベース、５１１…凹部、５１１ａ…第１凹部、５１１ｂ…第２凹部、５１１ｃ…第３凹部、５１１ｄ…第４凹部、５２…リッド、６１…内部端子、６２…内部端子、６３…外部端子、６４…内部配線、７…外側パッケージ、７１…ベース基板、７２…キャップ、７３…リードフレーム、８…導電性接合材、９…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、Ｍ…金属膜、Ｓ…収容空間、Ｓ１…内部空間、Ｗ１’、Ｗ１”、Ｗ２…幅
【図１】
2017220702.tif 000003
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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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２５】
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【図２６】
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【図２７】
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