JP2003133897A - 圧電デバイスと圧電デバイスを利用した携帯電話装置及び圧電デバイスを利用した電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】パッケージ内部に収容した圧電振動片の先端部
の変位を抑制して、優れた耐衝撃性を備える圧電デバイ
スと、このデバイスを利用した携帯電話装置及び電子機
器を提供すること。 【解決手段】音叉型の圧電振動片３２が、パッケージ３
６側に固定される基部５１と、この基部５１から平行に
延びる一対の振動腕３４，３５とを備えており、前記各
振動腕３４，３５には、長さ方向に延びる溝４５，４６
が、各振動腕３４，３５の先端４７まで形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音叉型の圧電振動
片をパッケージに内蔵した圧電デバイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライ
ブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等の
小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはペー
ジングシステム等の移動体通信機器において、近年、装
置の小型薄型化がめざましく、それらに用いられる圧電
デバイスも小型薄型化が要求されている。また、それと
ともに、装置の回路基板に両面実装が可能な表面実装タ
イプの圧電デバイスが求められている。図１６及び図１
７は、このような圧電デバイスの構成例を示す概略図で
あり、図１６は、圧電デバイスの構成を示す概略平面
図、図１７は、図１６の圧電デバイスのＡ−Ａ線概略断
面図である。

【０００３】図１６及び図１７において、従来の圧電デ
バイス１は、パッケージ６の内部に、圧電振動片２を収
容している。この圧電振動片２は、例えば水晶基板を利
用して形成されている。この圧電振動片２は、パッケー
ジ６の電極部に接合される基部１１と、この基部１１か
ら平行に延びる一対の振動腕４，５を有する音叉型に形
成され、その表面に図示しない駆動用の金属電極が形成
されている。

【０００４】パッケージ６は、セラミック製の複数の基
板を積層して内側に所定の内部空間Ｓを形成するように
されている。この内部空間Ｓにおいて、パッケージ６の
内側の底部には、導電性の接着剤７，７等を介して、上
述した圧電振動片２の基部１１が電極部３，３上に接合
固定されており、圧電振動片２の先端部は自由端とされ
ている。そして、パッケージ６の開放された上端には、
低融点ガラス等のロウ材８を介して、ガラス等の光を透
過する材料、すなわち光透過性の材料で形成された蓋体
９が接合されることにより、封止されている。

【０００５】圧電デバイス１は、以上のように構成され
ており、外部からの駆動電圧が、電極部３及び導電性接
着剤７を介して、圧電振動片２に伝えられると、圧電振
動片２の図示しない励振電極からの電圧が圧電材料に伝
えられることで、一対の振動腕４，５が屈曲振動を生
じ、所定の周波数で振動する。この振動周波数を外部に
取り出すことによって、所定の周波数の出力を得ること
ができるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな圧電デバイス１では、圧電デバイス１自体もしく
は、この圧電デバイス１を各種機器に実装した後で、こ
れらの電子機器を取り落としたりすると、圧電デバイス
１に外部から衝撃が加わることがある。また、圧電デバ
イス１の耐衝撃試験の際にも、例えば、圧電デバイス１
を１５０センチメートル程度の高さから数十回にわたっ
て落とすことで、外部から繰り返し衝撃を加えることが
ある。この場合、圧電デバイス１の内部に収容されてい
る圧電振動片２は、上述したようにパッケージ６に片持
ち式に固定されていることから、その先端部１２が、厚
み方向に振れて、図１７の矢印Ｂの方向に変位し、パッ
ケージ６の内側底部と衝突して、損傷する場合がある。

【０００７】特に、圧電振動片２の先端部１２には、図
１７に示すように、透明な蓋体９の外部からレーザ光Ｌ
１を照射して、質量削減方式により、振動周波数を調整
するために、図１６に示すように金属被膜１３，１４が
形成されている。この金属被膜１３，１４は、圧電振動
片２の錘として機能するようにされており、圧電振動片
２の振動周波数を変化させるためのものである。

【０００８】このため、圧電振動片２が外部からの衝撃
により、図１７の矢印Ｂのように変位して、先端部１２
がパッケージ６の内側底部と衝突して、金属被膜１３，
１４が損傷すると、振動周波数が変化してしまい、圧電
デバイス１の性能に悪影響を及ぼすという問題がある。

【０００９】本発明の目的は、上述の問題を解決するた
めになされたものであり、パッケージ内部に収容した圧
電振動片の先端部の変位を抑制して、優れた耐衝撃性を
備える圧電デバイスと、このデバイスを利用した携帯電
話装置及び電子機器を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的は、請求項１
の発明によれば、音叉型の圧電振動片を片持ち式に固定
して内部に収容するようにしたパッケージと、このパッ
ケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスであっ
て、前記音叉型の圧電振動片が、パッケージ側に固定さ
れる基部と、この基部から平行に延びる一対の振動腕と
を備えており、前記各振動腕には、長さ方向に延びる溝
が、各振動腕の先端まで形成されている、圧電デバイス
により、達成される。請求項１の構成によれば、パッケ
ージ内には圧電振動片が片持ち式に固定されている。こ
の圧電振動片は基部側が固定されており、先端側は自由
端となっている。この基部以外の自由端は、平行に延び
る一対の振動腕で構成されており、各振動腕には、長さ
方向に延びる溝が、各振動腕の先端まで形成されてい
る。このため、基部側の重量は重く、各振動腕側の重量
は軽くされているので、圧電振動片の全体の重心は、よ
り基部側に移動することになる。これにより、外部から
衝撃を受けた場合に、圧電振動片の自由端である先端部
が厚み方向に振れる変位量を効果的に抑制することがで
き、圧電振動片の先端部がパッケージ内側底部と衝突す
ることを有効に回避でき、その損傷を防止することがで
きる。尚、本発明で、「圧電デバイス」とは圧電振動子
や圧電発振器等の名称を問わず、パッケージ内に圧電振
動片を収容したあらゆる圧電デバイスを含むものであ
る。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、前記基部は、前記圧電振動片の前記パッケージと固
定された固定領域と前記振動腕との間に、切り欠き部を
有することを特徴とする。請求項２の構成によれば、圧
電振動片のパッケージに固定された固定領域と振動腕と
の間に切り欠き部が有るために、振動腕の振動がこの固
定領域に伝達し難くなり、クリスタルインピーダンス値
（以下、「ＣＩ値」という。）を低く抑えることができ
る。また、基部を切り欠くことで圧電振動片の質量も低
減されるため、ＣＩ値はさらに低く抑えられる。

【００１２】請求項３の発明は、請求項２の構成におい
て、前記パッケージの内側底部であって、前記振動腕の
先端に対応する箇所に、凹部が形成されていることを特
徴とする。圧電振動片の基部に切り欠き部を設けると、
基部の強度が弱まるため、外部から衝撃が加わった場合
に、圧電振動片がパッケージの厚み方向に振れ易くなっ
てしまう。ところが、請求項３の構成によれば、パッケ
ージの内側底部であって、振動腕の先端に対応する箇所
に、凹部が形成されている。したがって、パッケージに
外部から衝撃が加わった場合に、圧電振動片の振動腕の
先端が、もし振れた場合においても、パッケージの内側
底部と当接されることを有効に防止できる。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１ないし３の構
成において、前記パッケージの底部に開口を形成して、
この開口に封止材を充填したことを特徴とする。請求項
４の構成によれば、圧電振動片をパッケージ内にマウン
トして、蓋体を封止固定した後において、前記開口から
パッケージ内を真空に引きつつ前記封止材を充填するこ
とができる。その後、前記蓋体を透明な材料で構成して
おくことによって、外部から蓋体を透過させてレーザ光
を照射し、圧電振動片の上に、予め設けた周波数調整用
の金属被膜を蒸散させて周波数調整することができる。

【００１４】上述の目的は、請求項５の発明によれば、
音叉型の圧電振動片を片持ち式に固定して内部に収容す
るようにしたパッケージと、このパッケージに固定され
る蓋体とを有する圧電デバイスであって、前記音叉型の
圧電振動片が、パッケージ側に固定される基部と、この
基部から平行に延びる一対の振動腕とを備えており、前
記各振動腕には、長さ方向に延びる溝が、各振動腕の長
さ方向の中間付近まで形成されており、さらに、各振動
腕の前記溝よりも先端側が各振動腕の基端部の厚みより
も薄く形成されている、圧電デバイスにより、達成され
る。請求項５の構成によれば、パッケージ内には圧電振
動片が片持ち式に固定されている。この圧電振動片は基
部側が固定されており、先端側は自由端となっている。
この基部以外の自由端は、平行に延びる一対の振動腕で
構成されており、各振動腕には、長さ方向に延びる溝
が、各振動腕の長さ方向の中間付近まで形成されてい
る。しかも、この部分よりも先端側は、各振動腕の基端
部の厚みよりも薄く形成されている。このため、基部側
の重量は重く、各振動腕側の重量は溝を形成したり、厚
みを薄くしたりすることにより軽くされているので、圧
電振動片の全体の重心は、より基部側に移動することに
なる。これにより、外部から衝撃を受けた場合に、圧電
振動片の自由端である先端部が厚み方向に振れる変位量
を効果的に抑制することができ、圧電振動片の先端部が
パッケージ内側底部と衝突することを有効に回避でき、
その損傷を防止することができる。

【００１５】請求項６の発明は、請求項５の構成におい
て、前記パッケージの底部に開口を形成して、この開口
に封止材を充填したことを特徴とする。請求項６の構成
によれば、圧電振動片をパッケージ内にマウントして、
蓋体を封止固定した後において、前記開口からパッケー
ジ内を真空に引きつつ前記封止材を充填することができ
る。その後、前記蓋体を透明な材料で構成しておくこと
によって、外部から蓋体を透過させてレーザ光を照射
し、圧電振動片の上に、予め設けた周波数調整用の金属
被膜を蒸散させて周波数調整することができる。

【００１６】上述の目的は、請求項７の発明によれば、
音叉型の圧電振動片を片持ち式に固定して内部に収容す
るようにしたパッケージと、このパッケージに固定され
る蓋体とを有する圧電デバイスであって、前記音叉型の
圧電振動片が、パッケージ側に固定される基部と、この
基部から平行に延びる一対の振動腕とを備えており、前
記振動腕には、それぞれ長さ方向に延びる溝を形成する
と共に、各振動腕が先端に向かうにしたがって、次第に
縮幅されている、圧電デバイスにより、達成される。請
求項７の構成によれば、パッケージ内には圧電振動片が
片持ち式に固定されている。この圧電振動片は基部側が
固定されており、先端側は自由端となっている。この基
部以外の自由端は、平行に延びる一対の振動腕で構成さ
れている。各振動腕には、長さ方向に延びる溝が形成さ
れている。しかも、各振動腕は先端に向かうにしたがっ
て、次第に縮幅されている。このため、基部側の重量は
重く、各振動腕側の重量は溝を形成したり、幅が縮幅さ
れたりしているので、その分軽くなる。このため、圧電
振動片の全体の重心は、より基部側に移動することにな
る。これにより、外部から衝撃を受けた場合に、圧電振
動片の自由端である先端部が厚み方向に振れる変位量を
効果的に抑制することができ、圧電振動片の先端部がパ
ッケージ内側底部と衝突することを有効に回避でき、そ
の損傷を防止することができる。

【００１７】請求項８の発明は、請求項７の構成におい
て、前記パッケージの底部に開口を形成して、この開口
に封止材を充填したことを特徴とする。請求項８の構成
によれば、圧電振動片をパッケージ内にマウントして、
蓋体を封止固定した後において、前記開口からパッケー
ジ内を真空に引きつつ前記封止材を充填することができ
る。その後、前記蓋体を透明な材料で構成しておくこと
によって、外部から蓋体を透過させてレーザ光を照射
し、圧電振動片の上に、予め設けた周波数調整用の金属
被膜を蒸散させて周波数調整することができる。

【００１８】上述の目的は、請求項９の発明によれば、
音叉型の圧電振動片を片持ち式に固定して内部に収容す
るようにしたパッケージと、このパッケージに固定され
る蓋体とを有する圧電デバイスを利用した携帯電話装置
であって、前記音叉型の圧電振動片が、パッケージ側に
固定される基部と、この基部から平行に延びる一対の振
動腕とを備えており、前記各振動腕に、長さ方向に延び
る溝が、各振動腕の先端まで形成された圧電デバイスに
より、制御用のクロック信号を得るようにした、携帯電
話装置により、達成される。

【００１９】上述の目的は、請求項１０の発明によれ
ば、音叉型の圧電振動片を片持ち式に固定して内部に収
容するようにしたパッケージと、このパッケージに固定
される蓋体とを有する圧電デバイスを利用した電子機器
であって、前記音叉型の圧電振動片が、パッケージ側に
固定される基部と、この基部から平行に延びる一対の振
動腕とを備えており、前記各振動腕に、長さ方向に延び
る溝が、各振動腕の先端まで形成された圧電デバイスに
より、制御用のクロック信号を得るようにした、電子機
器により、達成される。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明の圧電
デバイスの第１の実施の形態を示しており、図１はその
概略平面図、図２は図１のＣ−Ｃ線概略断面図である。
これらの図において、圧電デバイス１０は、圧電振動子
を構成した例を示しており、圧電デバイス１０は、パッ
ケージ３６内に圧電振動片３２を収容している。パッケ
ージ３６は、例えば、セラミックグリーンシートを成形
して焼結した酸化アルミニウム質焼結体等を利用した複
数の基板３６ａ，３６ｂ，３６ｃを積層して形成されて
いる。パッケージ３６は、基板３６ｃの内側に所定の孔
を形成することで、基板３６ｃを基板３６ｂに積層した
場合に内側に所定の内部空間Ｓを形成するようにされて
いる。

【００２１】パッケージ３６の内部空間Ｓ内の図におい
て左端部付近において、内部空間Ｓに露出して底部を構
成するベースとなる積層基板３６ｂには、Ａｕ及びＮｉ
メッキが施された電極部３１，３１が図１に示すように
所定の間隔を隔てて形成されている。電極部３１，３１
は、外部と接続されて、駆動電圧を供給するものであ
る。この各電極部３１，３１の上に導電性接着剤４３，
４３が塗布されており、この導電性接着剤４３，４３の
上に圧電振動片３２の基部５１が載置されて、導電性接
着剤４３，４３が硬化されることにより接合されてい
る。

【００２２】圧電振動片３２の基部５１の導電性接着剤
４３，４３と触れる部分には、駆動電圧を伝えるための
引出電極（図示せず）が形成されており、これにより、
圧電振動片３２は、駆動用電極がパッケージ３６側の電
極部３１，３１と導電性接着剤４３，４３を介して、電
気的に接続されている。

【００２３】圧電振動片３２は、例えば水晶で形成され
ており、水晶以外にもタンタル酸リチウム、ニオブ酸リ
チウム等の圧電材料を利用することができる。本実施形
態の場合、圧電振動片３２は、小型に形成して、必要な
性能を得るために、特に図示する形状とされている。す
なわち、圧電振動片３２は、導電性接着剤４３，４３を
介してパッケージ３６と固定される部分である固定領域
３２ａを有する基部５１から、図において右方に向け
て、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕３４，３５
を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所
謂、音叉型圧電振動片が利用されている。

【００２４】パッケージ３６の開放された上端には、低
融点ガラス等のロウ材３３を介して、蓋体３９が接合さ
れることにより、封止されている。蓋体３９は、後述す
る周波数調整を行うために、光を透過する材料，例え
ば、ガラスで形成されている。

【００２５】また、パッケージ３６の底面のほぼ中央付
近には、パッケージ３６を構成する２枚の積層基板３６
ａ，３６ｂに連続する貫通孔３７ｂ，３７ａを形成する
ことにより、開口３７が設けられている。この開口３７
を構成する２つの貫通孔のうち、パッケージ内部に開口
する第１の貫通孔３７ａに対して、外側の第２の貫通孔
３７ｂは、より大きな内径を備えるようにされている。
これにより、開口３７は段つき開口とされており、好ま
しくは、第２の貫通孔３７ｂの段部と、第１の貫通孔３
７ａの孔内周面には金属が被覆されている。

【００２６】すなわち、パッケージ３６内に圧電振動片
３２を固定した後で、開口３７には、金属製の封止材３
８が充填されることにより、パッケージ３６内を気密状
態に封止する。その後、透明な蓋体３９を介して、図１
７で説明したのと同じように、外部からレーザ光を圧電
振動片３２の図示しない金属被膜に照射し、その一部を
蒸散させることにより、質量削減方式の周波数調整を行
うことができるようにされている。

【００２７】ここで、開口３７に充填される金属製封止
材３８としては、例えば、金（Ａｕ）と錫（Ｓｎ）によ
る合金が用いられ、第２の貫通孔３７ｂの段部と、第１
の貫通孔３７ａの内周面の金属被覆部には、ニッケルメ
ッキによる下地層の上に金メッキを被覆した構成が適し
ている。

【００２８】次に、本実施形態における圧電振動片３２
の特徴的構成を詳しく説明する。本実施形態の圧電デバ
イス１０では、上述したように、その圧電振動片３２
が、基部５１から、図において右方に向けて、二股に別
れて平行に延びる一対の振動腕３４，３５を備えてお
り、全体が音叉のような形状とされている。

【００２９】この一対の振動腕３４，３５には、長さ方
向に延びる溝４５，４６が、各振動腕３４，３５の先端
４７まで形成されている。この溝４５，４６は同じ構成
であり、溝４５について説明する。図１の圧電振動片３
２に係るＥ−Ｅ線切断端面図である図３に示されている
ように、振動腕３４の上面及び下面がその幅方向の端部
に枠３４ａを残して、薄肉に成形されることにより形成
されており、上下の溝４５，４５の表面には、図示しな
い励振電極が形成されている。

【００３０】また、先端４７側の溝４５については、振
動腕３４，３５の先端４７付近を拡大した図４に示すよ
うに、振動腕３４の先端４７の開放端面４７ａにかかる
ように設けられても勿論よい。しかし、本実施形態で
は、溝４５は、図１および図２に示すように、振動腕３
４の先端４７の開放端面４７ａ付近に、振動腕３４の強
度を確保することができる枠３２ｃを残すようにして、
先端４７まで形成されている。また、基部５１側の溝４
５については、圧電振動片３２は、基部５１と振動腕３
４とが一体的につながって形成されているため、上述の
ような強度確保のための枠３２ｃを設ける必要はなく、
振動腕３４の基端部まで設けられている。また、溝４５
の基部５１側の端部は、導電性接着剤４３によりパッケ
ージ３６と固定される固定領域３２ａを避けて、基部５
１に入り込むように設けてもよい。

【００３１】本発明の第１の実施形態は以上のように構
成されており、これにより、圧電振動片３２において
は、基部５１よりも先端側である各振動腕３４，３５の
重量が格段に軽量化されることになる。そうすると、図
２において、圧電振動片３２の重心Ｇは、図１６及び図
１７に示した従来の圧電振動片２と比べると、図におい
て左寄り、すなわち、圧電振動片の基部５１側に移動す
ることになる。つまり、図２において、圧電振動片３２
の全長Ｌに対して、圧電振動片３２の基端部からの重心
の位置ＧＬは小さくなり、ＧＬ／Ｌの値が小さくなる。

【００３２】このため、圧電デバイス１０が外部から衝
撃を受けた場合に、圧電振動片３２の自由端である先端
４７が厚み方向Ｄに振れる変位量を効果的に抑制するこ
とができ、圧電振動片３２の先端４７がパッケージ３６
内側底部と衝突することを有効に回避でき、その損傷を
防止することができる。したがって、外部からの衝撃に
より、圧電振動片３２の先端４７を損傷することを原因
とする振動周波数の変動が生じることがなく、耐衝撃性
能を格段に向上させることができる。

【００３３】なお、各振動腕３４，３５に設けられた溝
４５，４６は、圧電振動片３２のパッケージ３６と固定
される部分である固定領域３２ａにかからなければ、上
述のように基部５１に入り込むようにしてもよく、これ
により、圧電振動片３２の質量が低減され、振動効率を
上げることができる。

【００３４】図５は、本発明の第１の実施形態にかかる
第１の変形例であって、圧電デバイス２０の概略平面図
である。この図において、図１ないし図４の圧電デバイ
ス１０と同一の構成には、共通する符号を付して重複す
る説明は省略し、相違点を中心に説明する。この圧電デ
バイス２０において、第１の実施形態と異なるのは、圧
電振動片３２の基部５１に切り欠き部５３を設けた点で
ある。

【００３５】すなわち、圧電振動片３２の基部５１は、
導電性接着剤４３，４３を介してパッケージ３６と固定
された固定領域３２ａ，３２ａを有している。また、こ
の固定領域３２ａ，３２ａと振動腕３４，３５との間で
あって、基部５１の一端部において、好ましくは、部分
的に両側（図５における上下部）から縮幅することで、
括れるようにして設けられた切り欠き部５３，５３を有
している。また、この切り欠き部５３，５３と振動腕３
４，３５との間において、切り欠き部５３，５３より幅
広く形成された領域である拡幅部５２，５２を有してい
る。

【００３６】本発明の第１の実施形態の第１の変形例
は、以上のように構成されており、このため、第１の変
形例の圧電デバイス２０においては、振動腕３４，３５
からの振動が、導電接着剤４３，４３で固定された固定
領域３２ａ，３２ａに伝わり難くなるため、振動腕３
４，３５のＣＩ値を低くすることができる。また、基部
５１を切り欠くことで圧電振動片３２の質量も低減さ
れ、ＣＩ値はさらに低く抑えられる。

【００３７】図６は、本発明の第１の実施形態にかかる
第２の変形例であって、圧電デバイス３０の概略平面図
である。図７は、図６のＦ−Ｆ線概略断面図である。こ
れらの図において、図１ないし図４の圧電デバイス１
０、及び図５の圧電デバイス２０と同一の構成には、共
通する符号を付して重複する説明は省略し、相違点を中
心に説明する。この圧電デバイス３０において、第１の
実施形態の第１の変形例と異なるのは、パッケージ３６
の内側底部に凹部４２を設けた点である。

【００３８】すなわち、パッケージ３６を構成する積層
基板のうち、パッケージ３６の内部空間Ｓに面する積層
基板であって、パッケージ３６の内側底部を形成する積
層基板３６ｃには、図６および図７において右端部付近
に孔３６ｂ−１を形成することにより、この積層基板３
６ｃに対応した凹部４２が形成されている。この凹部４
２は、振動腕３４，３５の先端４７に対応する箇所、す
なわち、圧電振動片３２の自由端３２ｂの下方に位置し
ている。

【００３９】これにより、本実施形態では、パッケージ
３６に外部から衝撃が加わった場合に、圧電振動片３２
の自由端３２ｂが、矢印Ｄ方向に変位することを抑制す
るだけでなく、もし振れた場合においても、パッケージ
３６の内側底部と当接されることを有効に防止されるよ
うになっている。特に、図６および図７に示すように、
圧電振動片３２の基部５１に切り欠き部５３，５３を設
けた場合においては、基部５１の強度が弱まってしまう
ため、外部からの衝撃で、圧電振動片３２がパッケージ
３６の厚み方向Ｄに振れ易くなってしまう。しかし、積
層基板３６ｃに設けた凹部４２により、圧電振動片３２
の自由端３２ｂが振れた場合においても、先端部４７が
パッケージ３６の内側底部と衝突することを有効に回避
でき、先端部４７の損傷をほぼ完全に防止することがで
きる。

【００４０】図８は、本発明の圧電デバイスの第２の実
施形態を示す概略平面図である。図において、第１の実
施形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成である
から、重複する説明は省略し、相違点を中心に説明す
る。

【００４１】第２の実施形態に係る圧電デバイス５０
は、圧電振動片３２の各振動腕３４，３５の構成を除
き、第１の実施形態と同じ構成である。図９は、図８の
圧電デバイス５０の圧電振動片３２の各振動腕３４，３
５の部分的構成を示す図であり、図９（ａ）は、図８の
Ｇ−Ｇ線切断端面図、図９（ｂ）は、図８のＨ−Ｈ線切
断端面図である。

【００４２】図８において、圧電振動片３２の各振動腕
３４，３５は、その基端付近から、長さ方向の中間Ｃの
付近まで、図９（ａ）に示されているように、第１の実
施形態で説明したのと同様の形態の溝４５及び４６が形
成されている。さらに、この長さ方向の中間Ｃの付近
で、溝４５，４６は終わっており、それよりもさらに先
端側は、図９（ｂ）に示されているように、各振動腕３
４，３５の厚み方向の肉厚が、少なくとも圧電振動片３
２の各振動腕３４，３５の基端である基部５１よりも薄
くされており、この実施形態では、さらに極端に薄くさ
れて偏平な形態とされた偏平部４８，４９となってい
る。

【００４３】第２の実施形態は以上のように構成されて
おり、各振動腕３４，３５には、長さ方向に延びる溝４
５，４６が、各振動腕の長さ方向の中間Ｃ付近まで形成
されている。しかも、この部分よりも先端側は、偏平部
４８，４９を設けることで、軽くされているので、圧電
振動片３２の全体の重心は、より基部側に移動すること
になる。これにより、第１の実施形態と同様に、外部か
ら衝撃を受けた場合に、圧電振動片３２の自由端である
先端部４７が厚み方向に振れる変位量を効果的に抑制す
ることができ、圧電振動片３２の先端部４７がパッケー
ジ３６内側底部と衝突することを有効に回避でき、その
損傷を防止することができる。

【００４４】図１０は、本発明の圧電デバイスの第３の
実施形態を示す概略平面図である。図において、第１の
実施形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であ
るから、重複する説明は省略し、相違点を中心に説明す
る。

【００４５】第３の実施形態に係る圧電デバイス６０
は、圧電振動片３２の各振動腕３４，３５の構成を除
き、第１の実施形態と同じ構成である。すなわち、この
実施形態では、圧電振動片３２が、パッケージ３６側に
固定される基部５１と、この基部から平行に延びる一対
の振動腕３４，３５とを備えている。振動腕３４，３５
には、図１０のＩ−Ｉ線切断端面図である図１１に示す
ように、それぞれ長さ方向に延びる溝４５，４６が形成
されている。さらに本実施形態では、各振動腕３４，３
５は、先端に向かうにしたがって、次第に縮幅されてい
る。このため、圧電振動片３２においては、基部５１に
近い方は重量が重く、各振動腕３４，３５は溝４５，４
６を形成したり、幅が縮幅されて材料が少なくなってい
る分軽くなる。このため、圧電振動片３２の全体の重心
は、より基部側に移動させることができる。

【００４６】これにより、本実施形態も、第１及び第２
の実施形態と同様の作用効果を発揮することができる。
ここで、第２の実施形態に本実施形態の構成をあわせて
採用し、図８に示した偏平部４８，４９を備える圧電振
動片の各振動腕の幅が先端にいくにしたがって、縮幅す
るように構成することで、圧電振動片の重心を、より効
果的に、図において左よりに、すなわち、圧電振動片の
固定部よりに、移動させることができる。

【００４７】図１２は、本発明の圧電デバイスの第４の
実施の形態の構成を示す概略断面図である。図におい
て、圧電デバイス７０は、圧電振動片３２を用いて、圧
電発振器を形成した例を示しており、第１の実施の形態
と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、
重複した説明は省略し、相違点を中心に説明する。

【００４８】圧電デバイス７０のパッケージ７６には、
中央付近に凹部７２が形成されており、その内側底部に
は、図示しない電極が設けられている。この電極上に
は、集積回路７３が実装されており、集積回路７３は、
所定の分周回路等を構成していて、圧電振動片３２の駆
動電極と電気的に接続され、集積回路７３から出力され
た駆動電圧が圧電振動片３２に与えられるようになって
いる。また、圧電振動片３２の各振動腕３４，３５に
は、第１の実施形態と同様の溝４５，４６が形成されて
いる。あるいは、圧電振動片３２の構成は、上述した第
２または第３の実施形態の構成を択一的に採用してもよ
い。

【００４９】本実施形態は以上のように構成されてお
り、圧電発振器である圧電デバイス７０においても、第
１の実施形態ないし第３の実施形態と同様に、外部から
衝撃を受けた場合に、圧電振動片３２の自由端である先
端部４７が厚み方向Ｄに振れる変位量を効果的に抑制す
ることができ、圧電振動片３２の先端部４７がパッケー
ジ７６内側底部と衝突することを有効に回避でき、その
損傷を防止することができる。

【００５０】図１３及び図１４は、圧電振動片を収容し
たパッケージを備える本発明の圧電デバイスにおいて、
外部からの衝撃を受けた際の圧電振動片の先端部の変位
量を試験して記録したものである。図１３は圧電振動片
３２の全長Ｌを３ｍｍに、図１４は圧電振動片３２の全
長Ｌを２ｍｍに構成した場合に、図２で説明したＧＬ／
Ｌの値で表される重心位置を横軸にとり、縦軸に矢印Ｄ
方向の変位量を記録したグラフである。図１３及び図１
４は、変位量である縦軸だけ対数目盛りとした片対数の
グラフとなっている。

【００５１】図１３及び図１４からもわかるとおり、横
軸のＧＬ／Ｌが小さくなること、すなわち、重心Ｇが図
２において左に移動することにより、圧電デバイスに対
して外部からの衝撃があった場合の矢印Ｄ方向の変位量
は極端に低減される。例えば、第１の実施形態において
は、圧電振動片の先端部の変位量は、図１６のものと比
べると、図１３の場合で、３パーセント程度まで、図１
４の場合でも６．２パーセント程度まで低減できた。ま
た、第３の実施形態では、圧電振動片の先端部の変位量
は、図１６のものと比べると、図１３の場合で２．８パ
ーセント程度まで、図１４の場合でも５．６パーセント
程度まで低減することができた。

【００５２】図１５は、本発明の上述した実施形態に係
る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジ
タル式携帯電話装置の概略構成を示す図である。図にお
いて、送信者の音声を受信するマイクロフォン３０８及
び受信内容を音声出力とするためのスピーカ３０９を備
えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続
された制御部としての集積回路等でなるＣＰＵ３０１を
備えている。ＣＰＵ３０１は、送受信信号の変調及び復
調の他に画像表示部としてのＬＣＤや情報入力のための
操作キー等でなる情報の入出力部３０２や、ＲＡＭ，Ｒ
ＯＭ等でなるメモリ３０３の制御を行うようになってい
る。このため、ＣＰＵ３０１には、圧電デバイス１０が
取り付けられて、その出力周波数をＣＰＵ３０１に内蔵
された所定の分周回路（図示せず）等により、制御内容
に適合したクロック信号として利用するようにされてい
る。このＣＰＵ３０１に取付けられる圧電デバイス１０
は、圧電デバイス１０単体でなくても、圧電デバイス１
０と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器である
図１２のような圧電デバイス７０であってもよい。

【００５３】ＣＰＵ３０１は、さらに、温度補償水晶発
振器（ＴＣＸＯ）３０５と接続され、温度補償水晶発振
器３０５は、送信部３０７と受信部３０６に接続されて
いる。これにより、ＣＰＵ３０１からの基本クロックの
周波数が、環境温度が変化した場合に変動しても、温度
補償水晶発振器３０５により修正されて、送信部３０７
及び受信部３０６に与えられるようになっている。

【００５４】このように、制御部を備えたデジタル式携
帯電話装置３００のような電子機器に、上述した実施形
態に係る圧電デバイスを利用することにより、装置全体
としても優れた耐衝撃性を備えることができる。

【００５５】本発明は上述の実施形態に限定されない。
各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省
略し、図示しない他の構成と組み合わせることができ
る。

【００５６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、パ
ッケージ内部に収容した圧電振動片の先端部の変位を抑
制して、優れた耐衝撃性を備える圧電デバイスと、この
デバイスを利用した携帯電話装置及び電子機器を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の圧電デバイスの第１の実施形態を示
す概略平面図。

【図２】 図１のＣ−Ｃ線概略断面図。

【図３】 図１の圧電振動片に係るＥ−Ｅ線切断端面
図。

【図４】 図１の振動腕の先端付近を拡大した概略斜視
図。

【図５】 本発明の第１の実施形態の第１の変形例を示
す概略平面図。

【図６】 本発明の第１の実施形態の第２の変形例を示
す概略平面図。

【図７】 図６のＦ−Ｆ線概略断面図。

【図８】 本発明の圧電デバイスの第２の実施形態を示
す概略平面図。

【図９】 図８の部分切断端面図であり、（ａ）は図８
のＧ−Ｇ線切断端面図、（ｂ）は図８のＨ−Ｈ線切断端
面図。

【図１０】 本発明の圧電デバイスの第３の実施形態の
概略平面図。

【図１１】 図１０のＩ−Ｉ線切断端面図。

【図１２】 本発明の圧電デバイスの第４の実施形態の
構成を示す概略断面図。

【図１３】 本発明の圧電デバイスにおいて、圧電振動
片の全長が３ｍｍのものについて外部からの衝撃の際に
おける圧電振動片の先端部の変位量を試験して記録した
グラフ。

【図１４】 本発明の圧電デバイスにおいて、圧電振動
片の全長が２ｍｍのものについて外部からの衝撃の際に
おける圧電振動片の先端部の変位量を試験して記録した
グラフ。

【図１５】 本発明の各実施形態に係る圧電デバイスを
利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装
置の概略構成を示す図。

【図１６】 音叉型圧電振動片を収容した圧電デバイス
の一例を示す概略平面図。

【図１７】 図１６の圧電デバイスのＡ−Ａ線概略断面
図。

【符号の説明】

１０，２０，３０，５０，６０，７０・・・圧電デバイ
ス、３２・・・圧電振動片、５１・・・基部、５３・・
・切り欠き部、３４，３５・・・振動腕、４５，４６・
・・溝、４７・・・先端、３６，７６・・・パッケー
ジ、３７・・・開口、３８・・・封止材、３９・・・蓋
体、４２・・・凹部、Ｇ・・・重心

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音叉型の圧電振動片を片持ち式に固定し
   て内部に収容するようにしたパッケージと、このパッケ
   ージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスであっ
   て、 前記音叉型の圧電振動片が、 パッケージ側に固定される基部と、この基部から平行に
   延びる一対の振動腕とを備えており、 前記各振動腕には、長さ方向に延びる溝が、各振動腕の
   先端まで形成されていることを特徴とする、圧電デバイ
   ス。
2. 【請求項２】 前記基部は、前記圧電振動片の前記パッ
   ケージと固定された固定領域と前記振動腕との間に、切
   り欠き部を有することを特徴とする、請求項１に記載の
   圧電デバイス。
3. 【請求項３】 前記パッケージの内側底部であって、前
   記振動腕の先端に対応する箇所に、凹部が形成されてい
   ることを特徴とする、請求項２に記載の圧電デバイス。
4. 【請求項４】 前記パッケージの底部に開口を形成し
   て、この開口に封止材を充填したことを特徴とする、請
   求項１ないし３のいずれかに記載の圧電デバイス。
5. 【請求項５】 音叉型の圧電振動片を片持ち式に固定し
   て内部に収容するようにしたパッケージと、このパッケ
   ージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスであっ
   て、 前記音叉型の圧電振動片が、 パッケージ側に固定される基部と、この基部から平行に
   延びる一対の振動腕とを備えており、 前記各振動腕には、長さ方向に延びる溝が、各振動腕の
   長さ方向の中間付近まで形成されており、さらに、各振
   動腕の前記溝よりも先端側が各振動腕の基端部の厚みよ
   りも薄く形成されていることを特徴とする、圧電デバイ
   ス。
6. 【請求項６】 前記パッケージの底部に開口を形成し
   て、この開口に封止材を充填したことを特徴とする、請
   求項５に記載の圧電デバイス。
7. 【請求項７】 音叉型の圧電振動片を片持ち式に固定し
   て内部に収容するようにしたパッケージと、このパッケ
   ージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスであっ
   て、 前記音叉型の圧電振動片が、 パッケージ側に固定される基部と、この基部から平行に
   延びる一対の振動腕とを備えており、 前記振動腕には、それぞれ長さ方向に延びる溝を形成す
   ると共に、各振動腕が先端に向かうにしたがって、次第
   に縮幅されていることを特徴とする、圧電デバイス。
8. 【請求項８】 前記パッケージの底部に開口を形成し
   て、この開口に封止材を充填したことを特徴とする、請
   求項７に記載の圧電デバイス。
9. 【請求項９】 音叉型の圧電振動片を片持ち式に固定し
   て内部に収容するようにしたパッケージと、このパッケ
   ージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスを利用し
   た携帯電話装置であって、 前記音叉型の圧電振動片が、 パッケージ側に固定される基部と、この基部から平行に
   延びる一対の振動腕とを備えており、 前記各振動腕に、長さ方向に延びる溝が、各振動腕の先
   端まで形成された圧電デバイスにより、制御用のクロッ
   ク信号を得るようにしたことを特徴とする、携帯電話装
   置。
10. 【請求項１０】 音叉型の圧電振動片を片持ち式に固定
    して内部に収容するようにしたパッケージと、このパッ
    ケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスを利用
    した電子機器であって、 前記音叉型の圧電振動片が、 パッケージ側に固定される基部と、この基部から平行に
    延びる一対の振動腕とを備えており、 前記各振動腕に、長さ方向に延びる溝が、各振動腕の先
    端まで形成された圧電デバイスにより、制御用のクロッ
    ク信号を得るようにしたことを特徴とする、電子機器。