CN108141178A - 压电振子、压电振子的温度控制方法以及压电振荡器 - Google Patents

压电振子、压电振子的温度控制方法以及压电振荡器 Download PDF

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Abstract

本发明提供压电振子、压电振子的温度控制方法以及压电振荡器。压电振子(1)具备：基座部件(30)，其具有搭载面(32a)；压电振动元件(10)，其搭载于基座部件(30)的搭载面(32a)；盖部件(20)，其与基座部件(30)的搭载面(32a)接合，将压电振动元件(10)密封封装于内部空间(23)；以及热传导路径(38)，其分别与对压电振动元件(10)的温度进行检测的温度传感器(54b)和对压电振动元件(10)放热的加热元件(54c)连接，热传导路径(38)具有配置于内部空间(23)的热传导部(38a)。

Description

压电振子、压电振子的温度控制方法以及压电振荡器
技术领域
本发明涉及压电振子、压电振子的温度控制方法以及压电振荡器。
背景技术
在压电振子中，要求对四周的温度变化具有优异的频率精度。因此，为了实施对压电振动元件的频率控制，而对压电振动元件的温度进行检测，并且为了减少频率特性针对压电振动元件温度所产生的变化，而对压电振动元件进行加热。例如，在专利文献1中公开了如下压电设备，其具有利用与压电振动元件的外侧表面接合的感温部件对压电振动元件的温度进行检测的结构。
专利文献1：日本特开2013-62707号公报
然而，采用专利文献1的结构，用于检测温度的感温部件的端子配置于收容有压电振动元件的封装的外侧表面，因此，存在所检测出的温度的误差较大且至检测出温度需要时间的情况。因此，存在无法正确掌握压电振动元件的随温度变化而变化的频率特性、难以恰当地实施与温度变化相对应的频率控制的情况。
发明内容
本发明鉴于这样的情况而产生，目的在于提供能够正确地检测出压电振动元件的温度并且能够恰当地实施对压电振动元件的温度控制的压电振子、压电振子的温度控制方法以及压电振荡器。
本发明的一个侧面的压电振子具有：基座部件，其具有搭载面；压电振动元件，其搭载于所述基座部件的所述搭载面；盖部件，其与所述基座部件的所述搭载面接合，将所述压电振动元件密封封装于内部空间；以及热传导路径，其分别与对所述压电振动元件的温度进行检测的温度传感器和对所述压电振动元件放热的加热元件连接，所述热传导路径具有配置于所述内部空间的热传导部。
采用上述结构，热传导路径的热传导部配置于密封封装有压电振动元件的内部空间，因此能够正确地检测出压电振动元件的温度，并且能够有效地对压电振动元件放热。即，由于基于正确的温度变化，实施对压电振动元件的有效放热，因此能够提供能够恰当地实施对压电振动元件的温度控制的压电振子。
本发明的一个侧面的压电振荡器具备：上述压电振子；振荡电路，其与压电振动元件电连接；温度传感器；加热元件；以及控制电路，其对温度传感器和加热元件进行控制。
采用上述结构，热传导路径的热传导部配置于密封封装有压电振动元件的内部空间，因此能够正确地检测出压电振动元件的温度，并且能够有效地对压电振动元件放热。即，由于基于正确的温度变化实施对压电振动元件的有效放热，因此能够提供能够恰当地实施对压电振动元件的温度控制的压电振荡器。
本发明的一个侧面的压电振荡器的温度控制方法包括：(a)利用温度传感器，借助热传导路径的热传导部对压电振动元件的温度进行检测；(b)基于在(a)中检测出的温度，来决定由加热元件向热传导路径的热传导部供给的供给热量；以及，(c)基于在(b)中决定的供给热量，利用加热元件经由热传导路径的热传导部对压电振动元件放热。
采用上述结构，热传导路径的热传导部配置于密封封装有压电振动元件的内部空间，因此能够正确地检测出压电振动元件的温度，并且对压电振动元件有效地放热。即，由于基于正确的温度变化实施对压电振动元件的有效放热，因此能够提供能够恰当地实施对压电振动元件的温度控制的温度控制方法。
根据本发明，能够提供能够正确地检测出压电振动元件的温度并能恰当地实施对压电振动元件的温度控制的压电振子及其温度控制方法以及压电振荡器。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的压电振子的分解立体图。
图2是图1的II-II线剖视图。
图3是本发明的第一实施方式的压电振荡器的剖视图。
图4是示出本发明的第一实施方式的压电振子的温度控制方法的流程图。
图5是本发明的第二实施方式的压电振子的分解立体图。
图6是图5的VI-VI线剖视图。
图7是用于对本发明的第二实施方式的第一变形例的压电振子进行说明的图。
图8是用于对本发明的第二实施方式的第二变形例的压电振子进行说明的图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行说明。在以下附图记载中，相同或者类似的构成要素用相同或者类似的附图标记表示。附图为例示，各部分的尺寸、形状都是示意性的，不应将本申请技术方案的技术保护范围限定为该实施方式加以解释。
(第一实施方式)
参见图1～图3，对本发明的第一实施方式的压电振子(Piezoelectric ResonatorUnit)进行说明。这里，图1是压电振子的分解立体图，图2是图1的II-II线剖视图。此外，在图2中，省略对压电振动元件(Piezoelectric Resonator)的各种电极的图示。
如图1所示，本实施方式的压电振子1具备压电振动元件10、作为盖(Lid)部件的一例的罩盖20以及作为基座部件的一例的基板30。罩盖20和基板30是保持压电振动元件10的保持器。罩盖20和基板30隔着后述的接合材料40而接合，由此形成具有用于收容压电振动元件10的密封空间的壳体或者封装。
压电振动元件10包括压电基板11以及形成于压电基板11的第一激励电极14a和第二激励电极14b。第一激励电极14a形成于压电基板11的主面即第一面12a，另外，第二激励电极14b形成于压电基板11的与第一面12a相反的主面即第二面12b。
压电基板11由给定压电材料形成，其材料并不特别限定。在图1所示的例子中，压电基板11是AT切割出的水晶片(Quartz Crystal Blank)。AT切割的水晶片是在将使人工水晶的结晶轴即X轴、Y轴、Z轴中的Y轴和Z轴绕X轴从Y轴向Z轴的方向旋转35度15分±1度30分而得到的轴分别设定为Y′轴和Z′轴的情况下将与由X轴和Z′轴确定出的面(以下，称“XZ′面”。由其它轴确定出的面亦同)平行的面作为主面切出的。在图1所示的例子中，AT切割水晶片亦即压电基板11具有与Z′轴方向平行的长边方向、与X轴方向平行的短边方向以及与Y′轴方向平行的厚度方向，在俯视观察XZ′面时，压电基板11呈长方形。使用了AT切割水晶片的水晶振动元件(Quartz Crystal Resonator)在较大的温度范围具有极高的频率稳定性，并且不但经时变化特性优异，且能够以低成本制造。AT切割水晶振动元件被以厚度切变振动模式(Thickness Shear Mode)作为主要振动而使用。
此外，本实施方式的压电基板并不局限于上述结构，例如，也可以使用具有与X轴方向平行的长边方向和与Z′轴方向平行的短边方向的AT切割水晶片。或者，也可以是AT切割以外的不同切割(例如BT切割等)的水晶片，还可以使用水晶以外的陶瓷等其它压电材料。
第一激励电极14a形成于压电基板11的第一面12a(Y′轴正方向侧的XZ′面)，并且第二激励电极14b形成于压电基板11的与第一面12a相反的第二面12b(Y′轴负方向侧的XZ′面)。第一激励电极14a和第二激励电极14b是一对电极，在XZ′面上配置为相互大致整体重合。各激励电极14a、14b也可以在XZ′面上呈长方形。在该情况下，也可以将激励电极14a、14b的长边方向配置为与压电基板11的长边方向一致的朝向。
在压电基板11形成有：连接电极16a，其经由引出电极15a与第一激励电极14a电连接；和连接电极16b，其经由引出电极15b与第二激励电极14b电连接。具体而言，一方面，引出电极15a在第一面12a上从第一激励电极14a朝向Z′轴负方向侧短边引出，进而穿过压电基板11的靠Z′轴负方向侧的侧表面，与在第二面12b形成的连接电极16a连接。另一方面，引出电极15b在第二面12b上从第二激励电极14b朝向Z′轴负方向侧短边引出，与在第二面12b形成的连接电极16b连接。连接电极16a、16b沿Z′轴负方向侧的短边配置，这些连接电极16a、16b经由后述的导电性保持部件36a、36b与基板30实现电导通，并且被以机械结构保持。此外，在本实施方式中，连接电极16a、16b和引出电极15a、15b的配置、图案形状并不限定，能够考虑与其它部件的电连接，适当地进行变更。
包括第一激励电极14a和第二激励电极14b在内的上述各电极例如可以由铬(Cr)层形成基底，并在铬层的表面上形成金(Au)层，其材料并不限定。
如图2所示，罩盖(cap)20具有与基板30的第一面32a对置地形成有开口的凹部24。在凹部24设置有侧壁部22，该侧壁部22形成为在开口的整周上从凹部24的底面立起。另外，罩盖20在凹部24的开口缘具有与基板30的第一面32a对置的对置面26。罩盖20也可以具有从侧壁部22进一步向开口外侧方向突出的凸缘部28，在该情况下，凸缘部28具有对置面26。采用该结构，通过将凸缘部28与基板30接合，能够增大两者的接合面积，因此能够提高两者的接合强度。
此外，在本实施方式中，罩盖20的形状并不特别限定，例如，也可以不具有凸缘部28，而将从凹部24的底面近似垂直地立起形成的侧壁部22的顶端与基板30接合。
罩盖20的材质并不特别限定，但例如也可以由金属等导电材料构成。采用该结构，能够通过将罩盖20与接地电位电连接来附加屏蔽功能。或者罩盖20也可以是绝缘材料，或者是导电材料、绝缘材料的复合构造。
在基板30的第一面32a(搭载面)上搭载压电振动元件10。在图1所示的例子中，基板30具有与Z′轴方向平行的长边方向、与X轴方向平行的短边方向、与Y′轴方向平行的厚度方向，在XZ′面上，基板30呈长方形。基板30例如可以由绝缘性陶瓷形成。或者，基板30也可以由玻璃材料(例如硅酸盐玻璃、或者以硅酸盐以外的成分为主要成分的材料中因升温而具有玻璃化转变(Glass Transition)现象的材料)，水晶材料(例如AT切割水晶)或者玻璃环氧树脂等形成。基板30可以是单层，也可以是多层，在为多层的情况下，也可以包括在第一面32a的最表层形成的绝缘层。另外，基板30也可以呈平板的板状，或者也可以呈向与罩盖20对置的朝向形成有开口的凹状。如图2所示，罩盖20和基板30这两者借助接合材料40接合，由此将压电振动元件10密封封装于由罩盖20的凹部24和基板30围起的内部空间(腔室)26。
接合材料40在罩盖20和基板30的各自整周上设置，夹设于罩盖20的侧壁部22的对置面26与基板30的第一面32a之间。接合材料40也可以由绝缘性材料构成。作为绝缘性材料，例如也可以是玻璃材料(例如低熔点玻璃)，或者还可以是树脂材料(例如环氧类树脂)。与金属接合相比，采用这些绝缘性材料成本低，并且能够抑制加热温度，能够实现制造工序的简化。此外，在对罩盖20附加屏蔽功能的情况下，只要确保对罩盖20的电连接并借助接合材料40将罩盖20和基板30接合即可。
在图2所示的例子中，压电振动元件10的一端(靠导电性保持部件36a、36b一侧的端部)为固定端，其另一端为自由端。此外，作为变形例，可以是，压电振动元件10在长边方向上的两端固定于基板30。
如图1所示，基板30包括形成于第一面32a的连接电极33a、33b和从连接电极33a、33b朝向第一面32a的外缘引出的引出电极34a、34b。连接电极33a、33b配置于比基板30的外缘靠内侧，以便能够将压电振动元件10配置于基板30的第一面32a的大致中央。
一方面，压电振动元件10的连接电极16a经由导电性保持部件36a与连接电极33a连接，另一方面，连接压电振动元件10的连接电极16b经由导电性保持部件36b与连接电极33b连接。导电性保持部件36a、36b例如是将导电性粘合剂热固化而形成的部件。
一方面，引出电极34a从连接电极33a朝向基板30的任一个角部引出，另一方面，引出电极34b从连接电极33b朝向基板30的另一个角部引出。另外，在基板30的各角部，形成有多个外部电极35a、35b、35c、35d，在图1所示的例子中，一方面，引出电极34a与在X轴负方向和Z′轴负方向一侧的角部形成的外部电极35a连接，另一方面，引出电极34b与在X轴正方向和Z′轴正方向一侧的角部形成的外部电极35b连接。并且，如图1所示，也可以在剩余的角部形成有外部电极35c、35d，这些外部电极可以是不与压电振动元件10电连接的伪电极。通过形成这样伪电极，对用于形成外部电极的导电材料的提供变得容易，并且由于能够在所有角部都形成外部电极，因此将压电振子与其它部件电连接的处理工序也变得容易。伪电极也可以与在供压电振子安装的安装基板(未图示)上设置的端子中的与在安装基板上安装的其它任何电子元件都不连接的端子电连接。并且，作为伪电极的外部电极35c、35d也可以是被供给接地电位的接地用电极。在罩盖20由导电性材料构成的情况下，通过将罩盖20与作为接地用电极的外部电极35c、35d连接，由此能够对罩盖20附加屏蔽功能。
在图1所示的例子中，基板30的角部具有将其局部呈圆筒曲面状(亦称为堞形状)切断而形成的缺口侧表面，外部电极35a～35d连续地形成至这样的缺口侧表面和第二面32b。此外，基板30的角部的形状并不局限于此，缺口的形状也可以是平面状，还可以是没有缺口且在俯视观察下为四角是直角的矩形状。
此外，基板30的连接电极、引出电极以及外部电极的各结构并不局限于上述例子，能够进行各种变形使用。例如，连接电极33a、33b可以是，一个形成于Z′轴正方向侧，另一个形成于Z′轴负方向侧等，在基板30的第一面32a上配置于互不相同的侧。在这样的结构中，压电振动元件10在长边方向上的一端和另一端这两者被支承于基板30。另外，外部电极的数量并不局限于4个，也可以是例如在对角上配置的2个。另外，外部电极并不局限于配置于角部的情况，也可以形成于除角部以外的基板30的任一侧表面。在该情况下，可以如已经说明的那样，形成将侧表面的局部呈圆筒曲面状切断而成的缺口侧表面，在该侧表面的除角部以外的部分形成外部电极。并且，也可以不形成作为伪电极的其它外部电极35c、35d。另外，还可以在基板30上形成从第一面32a向第二面32b贯通的贯通孔，利用该贯通孔从在第一面32a上形成的连接电极向第二面32b实现电导通。
在图1所示的压电振子1中，经由基板30的外部电极35a、35b，向压电振动元件10中的成对的第一激励电极14a和第二激励电极14b之间施加交流电压，由此压电基板11以厚度切变振动模式等规定振动模式振动，获得与该振动相伴随的共振特性。
在本实施方式中，如图1和图2所示，压电振子1具有热传导路径38。热传导路径38由热传导性大于基板30的材料形成。具体而言，利用由金属材料构成的金属导体形成有热传导路径38。热传导路径38与在基板30上形成的连接电极33a、33b、引出电极34a、34b等相独立地形成。热传导路径38例如可以利用由与基板30的各种电极相同的材料构成的金属导体形成，也可以使用热传导性比这些金属导体优异的材料。
热传导路径38构成为能够分别与对压电振动元件10的温度进行检测的温度传感器和对压电振动元件10放热的加热元件电连接。即，热传导路径38兼具温度传感器的温度检测功能和加热元件的放热功能这两者。此外，温度传感器和加热元件的结构将在后面阐述。
如图1所示，热传导路径38具有配置于供收容压电振动元件10的内部空间23的热传导部38a。热传导部38a也可以形成于基板30的第一面32a。具体而言，热传导部38a形成于基板30的第一面32a中避开连接电极33a、33b和引出电极34a、34b的区域。压电振动元件10由导电性保持部件36a、36b保持，因此能够在压电振动元件10的正下方，在与压电振动元件10空开有规定间隔的基板30的第一面32a上形成热传导部38a。热传导部38a也可以形成于基板30的第一面32a中的例如与压电振动元件10(例如激励电极)的局部重叠的部分。由此，能够使热传导部38a与压电振动元件10靠近配置，能够实现热传导部38a的放热功能和温度检测功能的性能提高。此外，如图1所示，热传导部38a可以与对置的激励电极(在图1所示的例子中，第二激励电极14b)的大部分重叠，也可以与对置的激励电极的整体重叠。
热传导路径38还具有：外部连接部38b，其配置于基板30的第二面32b；和贯通连接部38c，其将热传导部38a和外部连接部38b连接起来。热传导路径38的外部连接部38b与在收容有压电振动元件10的内部空间23的外侧配置的温度传感器和加热元件(都参见后述的图3)电连接和导热连接，由此能够对压电振动元件10的温度进行检测，并且能够对压电振动元件10放热。
接下来，对本实施方式的压电振荡器进行说明。图3是示出本实施方式的压电振荡器60的图。该压电振荡器60具备上述压电振子1和集成电路元件50。
集成电路元件50具备用于使压电振子实施给定动作所必须的规定电路。这样的规定电路形成于集成电路元件50的集成电路面。例如，如图3所示，集成电路元件50包括用于生成时钟信号等基准信号的振荡电路54a、对压电振动元件10的温度进行检测的温度传感器54b、对压电振动元件10放热的加热元件54c以及对温度传感器54b和加热元件54c进行控制的控制电路54d。控制电路54d能够在电子电路上将温度传感器54b的温度检测动作和加热元件54c的放热动作控制为能够相互切换。另外，控制电路54d也可以构成为，基于由温度传感器54b检测出的温度，决定加热元件54c对热传导部38a供给的供给热量，并且由加热元件54c经由热传导部38a对压电振动元件10放热。
如图3所示，集成电路元件50搭载于基板30的第二面32b。具体而言，在集成电路元件50中的集成电路面侧形成的多个电极52处于与基板30的第二面32b对置的朝向地搭载。这些多个电极52中的至少任一者与热传导路径38的外部连接部38b连接。
此外，在本实施方式中，集成电路元件50的搭载方式并不局限于上述例子。即，集成电路元件50并不局限于直接搭载于压电振子1中的任一个的外表面，例如，也可以与压电振子1一起搭载于电路基板(未图示)的一个面上。在该情况下，可以借助电路基板上的布线将集成电路元件50的电极52(具体而言，与温度传感器54b、加热元件54c或者控制电路54d电连接的电极)与热传导路径38相互连接起来。
另外，在图3所示的例子中，说明了振荡电路54a、温度传感器54b、加热元件54c以及控制电路54d这些各种电路内置于一个集成电路元件中的结构，但作为变形例，也可以将内置有这些电路中的任一者或更多的电路而得到的集成电路元件搭载于基板30或者电路基板。
采用本实施方式的压电振子，热传导路径38的热传导部38a配置于密封封装有压电振动元件10的内部空间23，因此能够正确地检测出压电振动元件10的温度，并且能够对压电振动元件10有效地放热。即，由于基于正确的温度变化实施对压电振动元件10的有效放热，因此能够恰当地实施对压电振动元件10的温度控制。另外，热传导路径38兼具温度传感器54b的温度检测功能和加热元件54c的放热功能这两者，因此能够实现图案形成区域的省空间化，能够实现压电振子1的小型化。
另外，采用本实施方式的压电振荡器，具备上述压电振子1，因此如已经说明的那样，能够适当地实施对压电振动元件10的温度控制。
接下来，参照图4，对本实施方式的压电振子的温度控制方法进行说明。图4是示出本实施方式的压电振子的温度控制方法的流程图。该温度控制方法能够使用图3所示的压电振荡器60来执行。
首先，由温度传感器54b检测压电振动元件10的温度(S10)。具体而言，由控制电路54d对温度传感器54b的温度检测动作实施打开控制，借助热传导部38a，对内部空间23的压电振动元件10的温度进行检测。如上所述，热传导部38a配置于内部空间23，与压电振动元件10靠近，因此能够在短时间内检测出压电振动元件10的正确温度。
接下来，基于通过S10检测出的温度，决定由加热元件54c向热传导路径38的热传导部38a供给的供给热量(S12)。在该情况下，可以将检测温度与所希望的阈值(目标温度)进行比较，来决定供给热量。例如，在检测温度大大低于规定阈值的情况下，决定供给较大的热量，在检测温度稍微低于规定阈值的情况下，决定供给较小的热量，另外，在压电振动元件10与规定阈值相等或者超过规定阈值的情况下，决定不供给热量。供给热量能够通过对加热元件54c的消耗电力进行控制来决定。该供给热量的决定能够由控制电路54d执行。
接下来，基于通过S12决定出的供给热量，由加热元件54c经由热传导路径38的热传导部38a对压电振动元件10放热(S14)。具体而言，由控制电路54d对加热元件54c的放热动作实施打开控制，基于根据检测温度决定出的供给热量，经由热传导部38a对压电振动元件10放热。如上所述，热传导部38a配置于内部空间23，且与压电振动元件10靠近，因此能够对压电振动元件10有效地放热。
上述的S10～S14的各处理能够借助控制电路54d在给定时刻反复实施。此外，控制电路54d在对温度传感器54b或者加热元件54c中的任一者实施了打开控制时，对另一者实施关闭控制，以使温度传感器54b或者加热元件54c中仅任一者动作。
采用本实施方式的压电振子的温度控制方法，如已经说明的那样，能够适当地实施对压电振动元件10的温度控制。
此外，在上述实施方式中，说明了利用凹状的罩盖20和平板的基板30将压电振动元件10收容于内部空间的结构，但盖部件和基座部件的结构的组合并不局限于此。例如，也可以将平板的盖部件和凹状的基座部件接合，或者还可以将凹状的盖部件和凹状的基座部件以开口相互对置的朝向接合。另外，通过借助接合材料将平板的盖部件和平板的基座部件接合起来，由此也能够将接合材料作为隔离物形成内部空间。
另外，例如，可以将盖部件和基座部件都使用与压电振动元件的压电材料相同的材料(例如水晶)形成，在这些由水晶构成的盖部件或者基座部件中的任一者形成热传导路径的热传导部。采用该结构，能够将热传导路径的热传导部形成为与温度检测的对象相同的材料，因此能够提高温度检测精度。
(第二实施方式)
参见图5和图6，对本发明的第二实施方式的压电振子进行说明。这里，图5是压电振子的分解立体图，图6是图5的VI-VI线剖视图。在本实施方式中，压电振动元件的封装的方式与第一实施方式不同。此外，在以下说明中，对与第一实施方式的内容的不同点进行说明。
如图5所示，本实施方式的压电振子(水晶振子2)具备水晶振动元件110、第一水晶基板120以及第二水晶基板130。
水晶振动元件110例如由AT切割的水晶基板构成。AT切割的优点等如在第一实施方式中说明的那样。另外，水晶振动元件110也可以也由利用AT切割以外的其它切割而成的水晶基板构成。
第一水晶基板120是盖部件的一例，第二水晶基板130是基座部件的一例。第一水晶基板120和第二水晶基板130是用于收容水晶振动元件110的局部(水晶片)的壳体或者封装。水晶振动元件110、第一水晶基板120以及第二水晶基板130分别具有大致相同的尺寸和外形形状(例如近似矩形的外形形状)。另外，第一水晶基板120和第二水晶基板130也可以是与水晶振动元件110相同切割而成的水晶基板(例如AT切割而成的水晶基板)。
水晶振动元件110具备水晶片102和包围水晶片102的外周的框体104。水晶片102和框体104也可以都由AT切割而成的水晶基板形成。水晶片102和框体104分别具有与X轴方向平行的长边方向、与Z′轴方向平行的短边方向以及与Y′轴方向平行的厚度方向。水晶片102借助连结部118a、118b与框体104连结。连结部118a、118b配置于水晶片102的长边方向上的一端(X轴负方向侧)。即，水晶片102除了连结部118a、118b以外，都与框体104分离设置。此外，连结部的数量、其配置方式等都仅为一例，并不特别限定。
水晶振动元件110具有将角部的局部呈圆筒曲面状(或者堞形状)切断而形成的缺口侧表面108a、108b、108c、108d。另外，同样地，在第一水晶基板120也形成有缺口侧表面122a、122b、122c、122d，在第二水晶基板130也形成有缺口侧表面132a、132b、132c、132d。水晶振动元件110、第一水晶基板120以及第二水晶基板130中的对应的角部处的各缺口侧表面(例如缺口侧表面108a、122a、132a)分别在Y′轴方向上对齐地配置。这样的缺口侧表面与采用在保持被称为晶圆级CSP的晶圆状态下一直实施到封装的制作方法相伴随而形成。此外，缺口侧表面的形状并不局限于圆筒曲面状。
水晶振动元件110具备在水晶片102的主面上形成的第一激励电极114a和第二激励电极114b。水晶片102中的第一激励电极114a和第二激励电极114b对置的部分成为激励部分。水晶片102的厚度并不特别限定，但如图6所示，水晶片102的激励部分的厚度也可以实质上与框体104的厚度相同。或者，水晶片102的激励部分的厚度也可以小于框体104的厚度。另外，连结部118a、118b的厚度也可以与水晶片102的激励部分的厚度相同，或者也可以小于水晶片102的激励部分的厚度。应予说明，水晶片102、连结部118a、118b以及框体104的厚度能够适当地设定。
一方面，第一激励电极114a形成于水晶片102的第一面112a(Y′轴正方向侧的面)，另一方面，第二激励电极114b形成于水晶片102的第二面112b(Y′轴负方向侧的面)。第一激励电极114a和第二激励电极114b配置为作为一对电极大致整体重合。另外，一方面，在框体104的第一面111a形成有与第一激励电极114a电连接的引出电极115a。引出电极115a在从第一激励电极114a起穿过一个连结部118a引出后，在框体104的第一面111a上穿过，朝向角部处的缺口侧表面108a引出，与在框体104的第二面111b形成的连接电极116a电连接。另一方面，在框体104的第二面111b形成有与第二激励电极114b电连接的引出电极115b。引出电极115b在从第二激励电极114b起穿过另一个连结部118b引出后，穿过框体104的第二面111b，朝向角部处的缺口侧表面108b延伸，与在框体104的第二面111b形成的连接电极116b电连接。这样，在图5所示的例子中，与第一激励电极114a和第二激励电极114b电连接的连接电极116a、116b配置于框体104的对置的角部。
此外，与第一激励电极114a和第二激励电极114b电连接的连接电极116a、116b的配置方式并不特别限定，例如，也可以配置于框体104的X轴负方向侧的2个角部(即缺口侧表面108d、108b)。
包括第一激励电极114a和第二激励电极114b在内的上述各电极例如可以由铬(Cr)层形成基底，在铬层的表面上形成金(Au)层，其材料并不限定。
在第二水晶基板130的各角部形成有外部电极134a、134b、134c、134d。作为一例，外部电极134a在第二水晶基板130的角部处一体形成为，从水晶振动元件110的搭载面侧(Y′轴正方向侧)起穿过缺口侧表面132a到达第二水晶基板130的安装面(Y′负方向侧的面)。并且，如图5所示，外部电极134b～134d在分别对应的角部处也以同样方式形成。第二水晶基板130的外部电极134a、134b(即在第二水晶基板130的对置的角部配置的外部电极)与第一激励电极114a和第二激励电极114b电连接。具体而言，将水晶振动元件110借助后述的接合材料142搭载于第二水晶基板130，利用未图示的导电部件将连接电极116a与外部电极134a以及连接电极116b与外部电极134b分别电连接起来。该导电部件例如可以通过涂敷导电性粘合剂并且使之热固化而形成，或者还可以通过利用溅射法等将导电材料成膜而形成。导电部件也可以在第一水晶基板120、水晶振动元件110以及第二水晶基板130的各自对应的缺口侧表面一体形成。此外，将与第一激励电极114a和第二激励电极114b电连接的外部电极134a、134b配置于哪个角部并不特别限定。
第一水晶基板120配置于框体104的第一面111a侧，第二水晶基板130配置于框体104的第二面111b侧，第一水晶基板120、水晶振动元件110以及第二水晶基板130按照该层叠的顺序形成3层构造。
如图5和图6所示，一方面，第一水晶基板120在框体104的第一面111a的整周上借助第一接合材料140接合，另一方面，第二水晶基板130在框体104的111b的整周上借助第二接合材料142接合。第一接合材料140和第二接合材料142设置于框体104的各面的整周上，由此水晶片102被密封封装于内部空间(腔室)123。第一接合材料140和第二接合材料142只要能够将各部件的接合面彼此接合并且密封封装内部空间，其材料就不限定，例如，也可以是低熔点玻璃(例如硼酸铅系、磷酸锡系等)等玻璃粘合材料，或者也可以使用树脂粘合剂。
在本实施方式中，如图5和图6所示，热传导路径170的热传导部170a配置于内部空间123中的水晶振动元件110。具体而言，热传导部170a形成于水晶片102(除连结部118a、118b以外的部分)。在该情况下，热传导部170a避开第一激励电极114a和第二激励电极114b的形成区域而形成。在图示的例子中，热传导部170a形成于水晶片102的第一面112a，但并不局限于此，也可以形成于水晶片102的第二面112b，还可以形成于第一面112和第二面112b之间的水晶片102的侧表面，亦可以形成于它们中的任意2个以上的部位。另外，俯视观察下的位置也不特别限定，可以如图5所示，配置于与连结部118a、118b相反一侧(X轴正方向侧的短边侧)，或者只要存在水晶片102的第一面112a上的空间，也可以将热传导部170a形成为在除了连结部118a、118b侧以外的三条边处包围第一激励电极114a。
热传导路径170的其它结构能够使用已经说明的内容。此外，在图5和图6中，省略从热传导部170a至与温度传感器和加热元件连接为止的电连接部，但电连接部只要避开第一激励电极114a和第二激励电极114b适当地引绕即可。
采用本实施方式的压电振子，将热传导部170a形成于身为温度检测的对象的水晶片102，因此能够检测出更加正确的温度并且能够更加有效地放热。
接下来，参照图7和图8，对本实施方式的变形例的压电振子进行说明。图7和图8是分别用于对本实施方式的第一变形例和第二变形例的压电振子进行说明的图，具体而言是水晶振动元件的俯视图。此外，在图7和图8中，对与在第二实施方式中说明了的内容相同的结构在图中标注相同的附图标记。在各变形例中，热传导路径的热传导部的形成位置与上述内容不同，以下仅说明不同点。
如图7所示，热传导路径172的热传导部172a可以至少形成于连结部118b。在图7所示的例子中，一方面，在2个连结部118a、118b中的连结部118a，在第一面112a侧，形成有与第一激励电极114a电连接的引出电极115a。另一方面，在连结部118b，在第一面112a侧，形成有热传导部172a。此外，在图7所示的例子中，热传导部172a形成于水晶片102的第一面112a侧，但并不局限于此，也可以形成于水晶片102的第二面112b侧，或者还可以形成于连结部的侧表面(也可以是与另一个连结部对置的内侧侧表面，还可以是与框体104对置的外侧侧表面)，亦可以在它们中的任意2个以上的部位一体形成或者各自分别单独形成。
或者，如图8所示，热传导路径174的热传导部174a也可以形成于框体104。在该情况下，热传导部174a形成于比接合材料140靠内侧的区域。由此能够将热传导部174a配置于内部空间。在图示的例子中，热传导部174a形成于水晶片102的第一面112a，但并不局限于此，也可以形成于水晶片102的第二面112b，还可以形成于第一面112a和第二面112b之间的框体104的内周侧表面(即，靠水晶片102侧的侧表面)，亦可以形成于它们中的任意2个以上的部位。另外，俯视观察下的位置也并不特别限定，也可以配置于图8所示的一个长边侧，或者只要存在框体104的第一面112a上的空间，也可以将热传导部174a形成为在除了连结部118a、118b侧以外的三条边包围水晶片102。
采用本实施方式的这些变形例，能够将热传导部172a、174a与温度检测的对象即水晶片102靠近地形成，因此能够检测出更加正确的温度并且能够更加有效地放热。
如上所述，本发明的各实施方式和各变形例的压电振子、压电振子的温度控制方法以及压电振荡器采用上述任一种结构，因此能够起到以下作用效果。
采用上述结构，热传导路径的热传导部配置于密封封装有压电振动元件的内部空间，因此能够正确地检测出压电振动元件的温度，并且能够对压电振动元件有效地放热。即，基于正确的温度变化实施对压电振动元件的有效放热，因此能够恰当地实施对压电振动元件的温度控制。另外，热传导路径兼具温度传感器的温度检测功能和加热元件的放热功能这两者，因此能够实现图案形成区域的省空间化，能够实现压电振子的小型化。
采用上述结构，热传导部形成于基板的第一面中的与压电振动元件的局部重叠的部分，因此能够将热传导部靠近压电振动元件而配置，能够实现热传导部的放热功能和温度检测功能的性能提高。
采用上述结构，压电振动元件、盖部件以及基座部件都由水晶形成，因此能够将热传导路径的热传导部设定为与温度检测的对象相同的材料，能够提高温度检测精度。
采用上述结构，由于将热传导部形成于水晶振动元件的框体、连结部或者水晶片，因此能够将热传导部与温度检测的对象即水晶片靠近地形成。因此，能够检测出更加正确的温度并且能够更加有效地放热。
上述各部位的尺寸、形状以及方向等无论是否标注有“约”、“大致”或者“实质上”等用语，都无需是严密的，包括对于本领域技术人员而言能够理解为等同的情况。
另外，以上说明的各实施方式用于便于理解本发明，并非用于限定解释本发明。本发明能够不脱离其主旨地进行变更/改进，并且本发明亦包括其等同物。即，由本领域技术人员对各实施方式适当地施加了设计变更所得到的技术方案只要具备本发明的特征就包含在本发明的保护范围中。例如，各实施方式所具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并不限定为例示的情况，能够适当地变更。另外，各实施方式所具备的各要素能够在技术上可能的范围进行组合，将它们组合而成的技术方案只要包括本发明的特征就包含在本发明的保护范围中。
附图标记说明
1…压电振子；2…水晶振子(压电振子)；10…压电振动元件；20…罩盖(盖部件)；23…内部空间；30…基板(基座部件)；32a…第一面(搭载面)；32b…第二面；36a…导电保持部件；36b…导电保持部件；38…热传导路径；38a…热传导部；54a…振荡电路；54b…温度传感器；54c…加热元件；54d…控制电路；60…压电振荡器；50…集成电路元件(电子部件)；70…热传导路径；72…第一热传导部；74…第二热传导部；80…电路基板；90…压电振荡器；102…水晶片；104…框体；110…水晶振动元件；114a…第一激励电极；114b…第二激励电极；118a…连结部；118b…连结部。

Claims (11)

1.一种压电振子，其中，具有：
基座部件，其具有搭载面；
压电振动元件，其搭载于所述基座部件的所述搭载面；
盖部件，其与所述基座部件的所述搭载面接合，将所述压电振动元件密封封装于内部空间；以及
热传导路径，其分别与对所述压电振动元件的温度进行检测的温度传感器和对所述压电振动元件放热的加热元件连接，
所述热传导路径具有配置于所述内部空间的热传导部。
2.根据权利要求1所述的压电振子，其中，
所述热传导部配置于所述基座部件的所述搭载面。
3.根据权利要求1或者2所述的压电振子，其中，
所述压电振动元件借助导电性保持部件搭载于所述基座部件，
所述热传导部形成于避开所述导电性保持部件且与所述压电振动元件的局部重叠的部分。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的压电振子，其中，
所述压电振动元件为水晶振动元件。
5.根据权利要求4所述的压电振子，其中，
所述基座部件和所述盖部件分别由水晶构成。
6.根据权利要求5所述的压电振子，其中，
所述水晶振动元件包括：
水晶片，其具有主面；
激励电极，其形成于所述水晶片的主面；以及
框体，其借助连结部与所述水晶片连结并且包围该水晶片的外周。
7.根据权利要求6所述的压电振子，其中，
所述热传导部形成于所述框体。
8.根据权利要求6所述的压电振子，其中，
所述热传导部形成于所述连结部。
9.根据权利要求6所述的压电振子，其中，
所述热传导部形成于所述水晶片。
10.一种压电振荡器，其中，具备：
权利要求1～9中任一项所述的压电振子；
振荡电路，其与所述压电振动元件电连接；
所述温度传感器；
所述加热元件；以及
控制电路，其对所述温度传感器和所述加热元件进行控制。
11.一种压电振子的温度控制方法，其是权利要求1～9中任一项所述的压电振子的温度控制方法，其中，包括：
(a)利用所述温度传感器，借助所述热传导路径的所述热传导部对所述压电振动元件的温度进行检测；
(b)基于在所述(a)中检测出的温度，来决定由所述加热元件向所述热传导路径的所述热传导部供给的供给热量；以及，
(c)基于在所述(b)中决定的供给热量，利用所述加热元件经由所述热传导路径的所述热传导部对所述压电振动元件放热。
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