JP2008193400A - 圧電振動子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、蓋の割れ・クラックを防止し、小さな面積で蓋とパッケージを接合し、封止後の光学的な認識を可能にすることにある。
【解決手段】パッケージ６０は、圧電振動片１が固定される底部６２と、少なくとも上端面６６が金属から形成されて底部６２を囲む枠壁部６４と、を含み、底部６２の上方に開口を有する。蓋１００が、底部６２及び枠壁部６４とオーバーラップしてパッケージ６０の開口を塞ぐ。蓋１００は、枠体１１０を含む。蓋１００は、枠体１１０の内側に取り付けられて上面部が厚み方向の他の部分よりも大きい幅を有するように形成された透明体１２０を含む。蓋１００は、枠体１１０の上面とは面一であるが下面とは段差ができるように枠体１１０の外側に延びるフランジ１３０を含む。枠体１１０及びフランジ１３０は金属からなる。フランジ１３０が、枠壁部６４に金属接合されてなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、圧電振動子及びその製造方法に関する。

圧電振動片をパッケージ内に固定してガラス製の蓋で封止することが知られおり、ガラス製の蓋とパッケージは、低融点ガラスを使用して接合される（特許文献１）。しかし、低融点ガラスの強度が低いため広い接合面積が必要となってパッケージの小型化に適していない。しかも、蓋全体がガラス製であると、割れ・クラックが生じるという問題もある。なお、樹脂接着剤を使用した接合では気密性に劣るので真空封止をすることができない。また、金属製の蓋で封止することも知られている（特許文献２）。しかし、金属製の蓋では、蓋による封止後はパッケージの内部を光学的に認識することができないという問題があった。
特開２００６−１９６９３２号公報 特開平１０−３３５９７０号公報

本発明の目的は、蓋の割れ・クラックを防止し、小さな面積で蓋とパッケージを接合し、封止後の光学的な認識を可能にすることにある。

（１）本発明に係る圧電振動子は、
圧電振動片と、
前記圧電振動片が固定される底部と、少なくとも上端面が金属から形成されて前記底部を囲む枠壁部と、を含み、前記底部の上方に開口を有するパッケージと、
前記底部及び前記枠壁部とオーバーラップして前記パッケージの前記開口を塞ぐ蓋と、
を有し、
前記蓋は、枠体を含み、
前記蓋は、前記枠体の内側に取り付けられて上面部が厚み方向の他の部分よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、前記枠体の内側に取り付けられて下面部が厚み方向の他の部分よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、前記枠体の内側に取り付けられて厚み方向の中間部が前記上面部及び前記下面部よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、前記枠体の内側に取り付けられて厚み方向の中間部が前記上面部及び前記下面部よりも小さい幅を有するように形成された透明体と、からなるグループから選択されたいずれか１つの透明体を含み、
前記蓋は、前記枠体の上面とは面一であるが下面とは段差ができるように前記枠体の外側に延びるフランジと、前記上面及び前記下面の両方と段差が形成されるように前記枠体の外側に延びるフランジと、からなるグループから選択されたいずれか１つのフランジを含み、
前記枠体及び前記フランジは金属からなり、
前記フランジが、前記枠壁部に金属接合されてなる。本発明によれば、枠体が金属からなるので蓋の割れ・クラックを防止することができ、金属接合を適用するので小さな面積で蓋とパッケージを接合することができ、蓋が透明体を有するので封止後の光学的な認識が可能になる。
（２）本発明に係る圧電振動子は、
圧電振動片と、
前記圧電振動片が固定される底部と、少なくとも上端面が金属から形成されて前記底部を囲む枠壁部と、を含み、前記底部の上方に開口を有するパッケージと、
前記底部及び前記枠壁部とオーバーラップして前記パッケージの前記開口を塞ぐ蓋と、
を有し、
前記蓋は、枠体を含み、
前記蓋は、前記枠体の内側に取り付けられて上面部が厚み方向の他の部分よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、前記枠体の内側に取り付けられて下面部が厚み方向の他の部分よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、前記枠体の内側に取り付けられて厚み方向の中間部が前記上面部及び前記下面部よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、からなるグループから選択されたいずれか１つの透明体を含み、
前記蓋は、前記枠体の下面とは面一であるが上面とは段差ができるように前記枠体の外側に延びるフランジを含み、
前記枠体及び前記フランジは金属からなり、
前記フランジが、前記枠壁部に金属接合されてなる。本発明によれば、枠体が金属からなるので蓋の割れ・クラックを防止することができ、金属接合を適用するので小さな面積で蓋とパッケージを接合することができ、蓋が透明体を有するので封止後の光学的な認識が可能になる。
（３）この圧電振動子において、
前記透明体の前記上面部は、前記枠体の前記上面と面一であってもよい。
（４）この圧電振動子において、
前記透明体の前記下面部は、前記枠体の前記下面と面一であってもよい。
（５）この圧電振動子において、
前記蓋の平面形状は、一対の平行辺及び前記一対の平行辺に直交する方向に延びる他の一対の平行辺からなる四辺を含み、
前記透明体は、前記蓋のいずれかの前記一対の平行辺の一方に対して他方よりも接近するように中心からずれて位置してもよい。
（６）この圧電振動子において、
前記圧電振動片は、基部と、前記基部から延びる一対の振動腕と、前記基部から延びる一対の支持腕と、を含み、
前記一対の支持腕が前記パッケージの前記底部に固定されていてもよい。
（７）本発明に係る圧電振動子の製造方法は、
底部と少なくとも上端面が金属から形成されて前記底部を囲む枠壁部とを含み前記底部の上方に開口を有するパッケージを用意して、前記底部に圧電振動片を固定する工程と、
前記底部及び前記枠壁部とオーバーラップするように蓋を配置し、溶接によって、前記枠壁部及び前記蓋を接合して、前記パッケージの前記開口を前記蓋によって塞ぐ工程と、
を含み、
前記蓋は、枠体を含み、
前記蓋は、前記枠体の内側に取り付けられて上面部が厚み方向の他の部分よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、前記枠体の内側に取り付けられて下面部が厚み方向の他の部分よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、前記枠体の内側に取り付けられて厚み方向の中間部が前記上面部及び前記下面部よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、前記枠体の内側に取り付けられて厚み方向の中間部が前記上面部及び前記下面部よりも小さい幅を有するように形成された透明体と、からなるグループから選択されたいずれか１つの透明体を含み、
前記蓋は、前記枠体の上面とは面一であるが下面とは段差ができるように前記枠体の外側に延びるフランジと、前記上面及び前記下面の両方と段差が形成されるように前記枠体の外側に延びるフランジと、からなるグループから選択されたいずれか１つのフランジを含み、
前記枠体及び前記フランジは金属からなり、
前記フランジを、前記枠壁部に溶接する。本発明によれば、枠体が金属からなるので蓋の割れ・クラックを防止することができ、溶接を適用するので小さな面積で蓋とパッケージを接合することができ、蓋が透明体を有するので封止後の光学的な認識が可能になる。
（８）本発明に係る圧電振動子の製造方法は、
底部と少なくとも上端面が金属から形成されて前記底部を囲む枠壁部とを含み前記底部の上方に開口を有するパッケージを用意して、前記底部に圧電振動片を固定する工程と、
前記底部及び前記枠壁部とオーバーラップするように蓋を配置し、溶接によって、前記枠壁部及び前記蓋を接合して、前記パッケージの前記開口を前記蓋によって塞ぐ工程と、
を含み、
前記蓋は、枠体を含み、
前記蓋は、前記枠体の内側に取り付けられて上面部が厚み方向の他の部分よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、前記枠体の内側に取り付けられて下面部が厚み方向の他の部分よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、前記枠体の内側に取り付けられて厚み方向の中間部が前記上面部及び前記下面部よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、からなるグループから選択されたいずれか１つの透明体を含み、
前記蓋は、前記枠体の下面とは面一であるが上面とは段差ができるように前記枠体の外側に延びるフランジを含み、
前記枠体及び前記フランジは金属からなり、
前記フランジを、前記枠壁部に溶接する。本発明によれば、枠体が金属からなるので蓋の割れ・クラックを防止することができ、溶接を適用するので小さな面積で蓋とパッケージを接合することができ、蓋が透明体を有するので封止後の光学的な認識が可能になる。
（９）この圧電振動子の製造方法において、
前記フランジの溶接にシーム溶接を適用し、
前記蓋の平面形状は、一対の平行辺及び前記一対の平行辺に直交する方向に延びる他の一対の平行辺からなる四辺を含み、
前記透明体は、前記蓋のいずれかの前記一対の平行辺の一方に対して他方よりも接近するように中心からずれて位置し、
前記シーム溶接を、前記透明体に接近する前記辺から、前記透明体とは離れる前記辺の方向に進めて行ってもよい。
（１０）この圧電振動子の製造方法において、
前記圧電振動片は、基部と、前記基部から延びる一対の振動腕と、前記基部から延びる一対の支持腕と、を含み、
前記一対の支持腕を前記パッケージの前記底部に固定してもよい。

（圧電振動片）
図１（Ａ）は、本発明の実施の形態に係る圧電振動子に含まれる圧電振動片（音叉型圧電振動片）を示す平面図である。なお、圧電振動片１の底面図は平面図と対称に表れるので記載を省略する。圧電振動片１は、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料からなる。圧電振動片１は、基部１０と、基部１０から延びる一対の振動腕１２と、を含む。

図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す圧電振動片のIB−IB線断面拡大図である。振動腕１２は、相互に反対を向く表裏面１４，１６と、表裏面１４，１６を両側で接続する第１及び第２の側面１８，２０とを有する。圧電振動片１を水晶から構成する場合、結晶方位について、表裏面１４，１６がＺ軸方向を向き、第１の側面１８がＸ軸の＋方向を向き、第２の側面２０がＸ軸の−方向を向くように構成する。

一方（図１（Ａ）で左側）の振動腕１２の第１の側面１８と他方（図１（Ａ）で右側）の振動腕１２の第２の側面２０が対向するように並列している。第１の側面１８は、表裏面１４，１６の間隔によって定義される振動腕１２の厚みの中央方向に高くなる山型となるように形成されている。第１の側面１８が描く山型の高さは、第１及び第２の側面１８，２０の間隔によって定義される振動腕１２の幅の、０％超１２．５％以下である。

振動腕１２は、基部１０に接続される根本部において、基部１０側に向けて幅を拡げてあり、広い幅で基部１０に接続するので剛性が高くなっている。振動腕１２は、第１及び第２の側面１８，２０の間隔によって定義される幅が、基部１０から先端に向けて細くなる第１のテーパ部２２を含む。第１のテーパ部２２を形成することにより、振動腕１２は振動しやすくなっている。振動腕１２は、第１のテーパ部２２よりも先端に近い位置に、幅が第１のテーパ部２２から先端に向けて太くなる第２のテーパ部２４を含む。第２のテーパ部２４は、錘の機能を果たすので、振動周波数を低くすることができる。振動腕１２は、第１及び第２のテーパ部２２，２４が接続される幅変更点が長溝２６よりも先端近くに位置するように形成されている。

振動腕１２には、表裏面１４，１６に、長手方向に延びる長溝２６がそれぞれ形成されている。長溝２６によって振動腕１２が動きやすくなって効率的に振動するのでＣＩ値を下げることができる。長溝２６は、振動腕１２の長さの５０〜７０％の長さを有する。また、長溝２６は、振動腕１２の幅の６０〜９０％の幅を有する。

長溝２６は、第１の側面１８と背中合わせに延びる第１の内面２８と、第２の側面２０と背中合わせに延びる第２の内面３０と、を含む。第１の内面２８は第２の内面３０よりも、表裏面１４，１６に対する角度が垂直に近くなっている。第１の内面２８は平坦面であってもよい。第２の内面３０も平坦面であってもよいが、図１（Ｂ）に示す例では、異なる角度の面が接続されてなる。第１及び第２の側面１８，２０は、第２の内面３０よりも表裏面１４，１６に対する角度（表裏面１４，１６と接続する部分の角度）が垂直に近くなっている。

圧電振動片１は、基部１０から一対の振動腕１２が延びる方向とは交差方向であってそれぞれ相互に反対方向に延び、一対の振動腕１２の延びる方向に屈曲してさらに延びる一対の支持腕３２をさらに含む。屈曲することで、支持腕３２は小型化される。支持腕３２は、パッケージ６０に取り付けられる部分であり、支持腕３２での取り付けによって、振動腕１２及び基部１０は浮いた状態になる。

基部１０には、振動腕１２の表裏面１４，１６と同じ側の面に括れた形状が表れるように、相互に対向方向に一対の切り込み３４が形成されている。一対の切り込み３４は、それぞれ、一対の支持腕３２が基部１０から延びて屈曲する方向の側で一対の支持腕３２に隣接して基部１０に形成されている。切り込み３４によって、振動腕１２の振動の伝達が遮断されるので、振動が基部１０や支持腕３２を介して外部に伝わること（振動漏れ）を抑制し、ＣＩ値の上昇を防止することができる。切り込み３４の長さ（深さ）は、基部１０の強度を確保できる範囲で長い（深い）ほど、振動漏れ抑制効果は大きい。一対の切り込み３４の間の幅（一対の切り込み３４に挟まれた部分の幅）は、一対の振動腕１２の対向する第１及び第２の側面１８，２０の間隔よりも小さくしてもよいし大きくしてもよいし、一対の振動腕１２の相互に反対を向く第１及び第２の側面１８，２０の距離よりも小さくしてもよいし大きくしてもよい。

振動腕１２には、励振電極膜４０が形成されている。励振電極膜４０は、１００Å以上３００Å以下の厚みを有する下地のＣｒ膜と、Ｃｒ膜上に形成された２００Å以上５００Å以下の厚みを有するＡｕ膜と、を含む多層構造であってもよい。Ｃｒ膜は水晶との密着性が高く、Ａｕ膜は電気抵抗が低く酸化し難いことで知られている。励振電極膜４０は、第１及び第２の側面１８，２０にそれぞれ形成された第１及び第２の側面電極膜４２，４４と、第１及び第２の内面２８，３０にそれぞれ形成された第１及び第２の内面電極膜４６，４８と、を含む。励振電極膜４０によって、第１及び第２の励振電極５０，５２が構成される。

第１の励振電極５０は、長溝２６に形成された第１及び第２の内面電極膜４６，４８を含む。１つの長溝２６に形成された第１及び第２の内面電極膜４６，４８は、相互に連続的に形成されて電気的に接続されている。表裏面１４，１６の一方（例えば表面）の長溝２６に形成された第１及び第２の内面電極膜４６，４８と、表裏面１４，１６の他方（例えば裏面）の長溝２６に形成された第１及び第２の内面電極膜４６，４８と、は電気的に接続されている。すなわち、表裏面１４，１６それぞれに形成された一対の第１の励振電極５０は電気的に接続されている。一方の振動腕１２に形成された一対の第１の励振電極５０は、基部１０上の表裏面１４，１６それぞれに形成された引き出し電極５４に接続され、これらの引き出し電極５４が、他方の振動腕１２の第１又は第２の側面電極膜４２，４４に接続されることで電気的に接続される。

第２の励振電極５２は、第１及び第２の側面電極膜４２，４４を含む。また、第１及び第２の側面電極膜４２，４４は電気的に接続されている。その電気的接続は、振動腕１２の長溝２６が形成されていない部分（例えば先端部）において、表裏面１４，１６の少なくとも一方（あるいは両方）上に形成された接続電極５６によってなされている。

一方の振動腕１２に形成された第１の励振電極５０と、他方の振動腕１２に形成された第２の励振電極５２と、は基部１０上の引き出し電極５４で電気的に接続されている。引き出し電極５４は、第２の励振電極５２が形成される振動腕１２の隣に並ぶ支持腕３２上に至るまで形成されている。引き出し電極５４は、支持腕３２の表裏面（あるいはさらに側面）に形成されている。支持腕３２上で、引き出し電極５４を外部との電気的接続部にすることができる。

本実施の形態では、第１の側面電極膜４２と第１の内面電極膜４６との間に電圧を印加し、第２の側面電極膜４４と第２の内面電極膜４８との間に電圧を印加することで、振動腕１２の一方の側端を伸ばし、他方の側端を縮ませて振動腕１２を屈曲させて振動させる。言い換えると、１つの振動腕１２において、第１及び第２の励振電極５０，５２間に電圧を印加して、振動腕１２の第１及び第２の側面１８，２０を伸縮させることで振動腕１２を振動させる。なお、第１及び第２の励振電極５０，５２は、振動腕１２の７０％までは、長いほどＣＩ値が下がることが分かっている。

図２は、本実施の形態に係る圧電振動片の動作を説明する図である。図２に示すように、一方の振動腕１２の第１及び第２の励振電極５０，５２に電圧が印加され、他方の振動腕１２の第１及び第２の励振電極５０，５２に電圧が印加される。ここで、一方（左側）の振動腕１２の第１の励振電極５０と他方（右側）の振動腕１２の第２の励振電極５２が同じ電位（図２の例では＋電位）となり、一方（左側）の振動腕１２の第２の励振電極５２と他方（右側）の振動腕１２の第１の励振電極５０が同じ電位（図２の例では−電位）となるように、第１の励振電極５０及び第２の励振電極５２は、クロス配線によって交流電源に接続され、駆動電圧としての交番電圧が印加されるようになっている。印加電圧によって、図２に矢印で示すように電界が発生し、これにより、振動腕１２は、互いに逆相振動となるように（振動腕１２の先端側が互いに接近・離間するように）励振されて屈曲振動する。また、基本モードで振動するように交番電圧が調整されている。

（第１の実施の形態）
図３〜図５は、本発明の第１の実施の形態に係る圧電振動子の製造方法を説明する図である。本実施の形態では、上述した圧電振動片１を用意する。圧電振動片１の振動腕１２には、錘としての金属膜５８が形成されている。これに加えて、パッケージ６０を用意する。パッケージ６０は、底部６２及びこれに接合された枠壁部６４を含み、圧電振動片１を収納する封止空間を形成し、底部６２の上方に開口を有する。パッケージ６０は、その全体を金属で形成してもよいが、主としてセラミック等の非金属で形成する場合には枠壁部６４の非金属部の上端面６６をメッキなどによって金属にして、その上にシールリング８０が設けられる。シールリング８０は、溶融温度の比較的高いろう材（例えば銀ろう材）で構成される。シールリング８０はメッキされた金属からなる上端面６６に接合（固定）されている。底部６２には、真空引きを行うための貫通穴６８が形成されている。また、底部６２が上下２層のセラミックで形成される場合、底部６２の下層セラミックに貫通穴６８が形成され、上層セラミックは枠壁部６４との接合領域と、貫通穴６８の一部を塞ぐ領域とを残した枠形状に形成されている。

パッケージ６０の底部６２に圧電振動片１を固定する。詳しくは、支持腕３２を接着剤７０によってパッケージ６０に固定して、振動腕１２をパッケージ６０から浮いた状態にする。底部６２は、振動腕１２の先端部と対向する領域が低くなっており、振動腕１２が底部６２に接触しないようになっている。接着剤７０として、導電性接着剤を使用して、支持腕３２の引き出し電極５４（図１参照）と電気的に接続する。接着剤７０を、パッケージ６０の底部６２に形成されている配線パターン（図示せず）上に設けて電気的に接続する。配線パターンがパッケージ６０の外側に至るまで延長されていれば、圧電振動片１の、パッケージ６０の外部との電気的接続が可能である。

また、蓋１００を用意する。蓋１００の平面形状（図４参照）は、一対の平行辺及び一対の平行辺に直交する方向に延びる他の一対の平行辺からなる四辺を含む。蓋１００は、金属からなる枠体１１０を含む。枠体１１０とは、貫通穴を有する部材をいい、貫通穴の大きさを問わない。蓋１００の少なくとも一部が金属から形成されているので、割れ・クラックを防止することができる。枠体１１０は、上面部（上面とはパッケージ６０とは反対に向ける面をいう。以下同様。）の穴が、それ以外の部分（下面部（下面とはパッケージ６０に向ける面をいう。以下同様。）及び中間部（中間とは厚み方向で上面部及び下面部の間をいう。以下同様。））の穴よりも大きくなっている。

蓋１００は、枠体１１０の内側（穴）に取り付けられて上面部が厚み方向の他の部分（下面部及び中間部）よりも大きい幅（上面に平行な方向の長さ）を有するように形成された透明体１２０を含む。透明体１２０の上面部は、枠体１１０の上面と面一である。透明体１２０の下面部は、枠体１１０の下面と面一である。透明体１２０は、蓋１００のいずれかの一対の平行辺の一方（図４では右側の辺）に対して他方（図４では左側の辺）よりも接近するように中心からずれて位置する。透明体１２０は、ガラス等の無機材料から構成されてもよいし、樹脂等の有機材料から構成されてもよい。枠体１１０の内側にこれらの材料を配置して溶融し、再度凝固させて透明体１２０を形成することができる。透明体１２０は、枠体１１０（その内側面）に密着して設けられている。

蓋１００は、枠体１１０の上面とは面一であるが下面とは段差ができるように枠体１１０の外側（外周全体）に延びるフランジ１３０を含む。蓋１００の下面に段差があるので、枠体１１０をパッケージ６０の内側に配置して蓋１００の位置決めを行うことができる。また、枠体１１０の上面とフランジ１３０が面一であるため、枠体１１０よりもフランジ１３０が厚み方向に突出することがなく薄型化が可能である。フランジ１３０も金属（枠体１１０と同じ金属）からなる。フランジ１３０及び枠体１１０は一体的に形成されている。

上述したように、透明体１２０の上面部の幅が大きく、枠体１１０の上面から側方にフランジ１３０が延びている。すなわち、透明体１２０の幅方向に突出した部分の外側で枠体１１０からフランジ１３０が突出している。したがって、フランジ１３０によって、蓋１００の端部から透明体１２０の幅の広い部分の端部までの距離が遠くなるので、フランジ１３０が透明体１２０を保護する機能を果たしている。

そして、蓋１００を、底部６２及び枠壁部６４とオーバーラップするように配置する。枠壁部６４及び蓋１００を接合して、パッケージ６０の開口を蓋１００によって塞ぐ。接合は、溶接（局所的な溶接）によって行う。詳しくは、フランジ１３０を、シールリング８０に溶接する。フランジ１３０の溶接にシーム溶接を適用してもよい。シーム溶接は、ローラ電極（図示せず）をフランジ１３０に接触させながら回転させ、局所的な溶接領域を移動させて行う。ローラ電極が回転しつつも常時フランジ１３０に接触しているため、フランジ１３０及び枠体１１０が累積的に加熱されていく。枠体１１０が加熱されるとこれに接触する透明体１２０にも熱による影響がある。そこで、本実施の形態では、シーム溶接を、透明体１２０に接近する辺（図４では右側の辺）から、透明体１２０とは離れる辺（図４では左側の辺）の方向に進める。こうすることで、熱が加えられる領域が、透明体１２０から離れて行くので、透明体１２０に近づく方向に行う場合よりも透明体１２０への累積的な熱量が少なくなるので、熱による影響を抑えることができる。また、シーム溶接を適用すると、溶接時にフランジ１３０に接触させるローラ電極（図示せず）からの力でパッケージ６０に応力が生じる。しかしながら、本実施の形態では、圧電振動片１を支持腕３２で固定してあるので、溶接によってパッケージ６０に生じている残留応力が振動腕１２に伝わらないので、特性に影響しない。

本実施の形態によれば、枠体１１０が金属からなるので蓋１００の割れ・クラックを防止することができ、溶接を適用するので小さな面積で蓋１００とパッケージ６０を接合することができ、蓋１００が透明体１２０を有するので封止後の光学的な認識が可能になる。

続いて、貫通穴６８を介してパッケージ６０の封止空間の真空引きを行って、図５に示すように貫通穴６８を塞ぐ。あるいは、パッケージ６０の封止空間にガスを注入してもよい。さらに、錘としての金属膜５８の一部を除去し、振動腕１２の重さを減らして、振動腕１２の振動周波数の調整を行う。金属膜５８の除去はレーザによって行ってもよく、その場合、透明体１２０を通して金属膜５８を認識する。

図５には、上記プロセスを経て製造された圧電振動子が示されている。圧電振動子は、上述した圧電振動片１が固定される底部６２と、少なくとも上端面６６が金属から形成されて底部６２を囲む枠壁部６４と、を含み、底部６２の上方に開口を有するパッケージ６０を有する。蓋１００が、底部６２及び枠壁部６４とオーバーラップしてパッケージ６０の開口を塞ぐ。蓋１００は、枠体１１０を含む。さらに、圧電振動子は、上述したその製造方法の説明から当然に導くことができる内容を含む。

（第１の実施の形態の変形例１）
図６（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態の変形例１に係る圧電振動子の蓋を示す図である。この変形例では、透明体１２１の厚み方向の中間部が、上面部及び下面部よりも大きい幅を有する。枠体１１１は、厚み方向の中間部の穴が、上面部及び下面部の穴よりも大きい。この変形例によれば、透明体１２１は、中間部の幅が大きいので、枠体１１１から抜けにくくなっている。また、透明体１２１の突出する部分（中間部）の上下両面が枠体１１１（その穴の内面）と接触しているので、枠体１１１と透明体１２１の接触面積が大きくなって強固に密着する。

この蓋１０１を、第１の実施の形態で説明した蓋１００の代わりに使用してもよい。蓋１０１のその他の構成及びパッケージ６０への取り付け方法並びに効果については、透明体１２１の形状の違いに起因する内容を除き、第１の実施の形態の説明が該当する。

（第１の実施の形態の変形例２）
図６（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態の変形例２に係る圧電振動子の蓋を示す図である。この変形例では、透明体１２２の下面部が、上面部及び中間部よりも大きい幅を有する。枠体１１２は、下面部の穴が、上面部及び中間部の穴よりも大きい。この変形例によれば、透明体１２２の幅方向に突出する部分とフランジ１３０が、蓋１０２の厚み方向に最もずれているので、溶接時にフランジ１３０に加えられる熱が透明体１２２に伝わりにくくなっている。

この蓋１０２を、第１の実施の形態で説明した蓋１００の代わりに使用してもよい。蓋１０２のその他の構成及びパッケージ６０への取り付け方法並びに効果については、透明体１２２の形状の違いに起因する内容を除き、第１の実施の形態の説明が該当する。

（第１の実施の形態の変形例３）
図６（Ｃ）は、本発明の第１の実施の形態の変形例３に係る圧電振動子の蓋を示す図である。この変形例では、透明体１２３の厚み方向の中間部が、上面部及び下面部よりも小さい幅を有する。枠体１１３は、中間部の穴が、上面部及び下面部の穴よりも小さい。この変形例によれば、透明体１２３は、中間部の幅が小さいので、枠体１１３から抜けにくくなっている。また、透明体１２３の括れる部分（中間部）の上下両面が枠体１１３（その穴の内面）と接触しているので、枠体１１３と透明体１２３の接触面積が大きくなって強固に密着する。

この蓋１０３を、第１の実施の形態で説明した蓋１００の代わりに使用してもよい。蓋１０３のその他の構成及びパッケージ６０への取り付け方法並びに効果については、透明体１２３の形状の違いに起因する内容を除き、第１の実施の形態の説明が該当する。

（第２の実施の形態）
図７（Ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る圧電振動子の蓋を示す図である。本実施の形態では、フランジ２３０が、枠体２１０の上面及び下面の両方と段差が形成されるように延びる。すなわち、フランジ２３０は、枠体２１０の厚み方向の中間部から延びる。本実施の形態でも、蓋２００の下面に段差があるので、枠体２１０をパッケージ６０の内側に配置して蓋２００の位置決めを行うことができる。また、フランジ２３０の上下面の両方から枠体２１０が厚み方向に突出するので、枠体２１０が上下面両方を補強しており、シーム接合時にフランジ２３０に力を加えても撓み難くなっている。撓み難いことにより、透明体２２０が外れることを防止できる。

さらに、本実施の形態では、透明体２２０の上面部が、下面部及び中間部よりも大きい幅を有する。枠体２１０は、上面部の穴が、下面部及び中間部の穴より大きい。これらの形状の効果は第１の実施の形態で説明した通りである。

この蓋２００を、第１の実施の形態で説明した蓋１００の代わりに使用してもよい。蓋２００のその他の構成及びパッケージ６０への取り付け方法並びに効果については、フランジ２３０の形状の違いに起因する内容を除き、第１の実施の形態の説明が該当する。

（第２の実施の形態の変形例１）
図７（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態の変形例１に係る圧電振動子の蓋を示す図である。この変形例では、透明体２２１の厚み方向の中間部が、上面部及び下面部よりも大きい幅を有する。この形状の効果及びこの形状から当然に導き出される構成は、第１の実施の形態の変形例１で説明した通りである。

この蓋２０１を、第２の実施の形態で説明した蓋２００の代わりに使用してもよい。蓋２０１のその他の構成及びパッケージ６０への取り付け方法並びに効果については、透明体２２１の形状の違いに起因する内容を除き、第２の実施の形態の説明が該当する。

（第２の実施の形態の変形例２）
図７（Ｃ）は、本発明の第２の実施の形態の変形例２に係る圧電振動子の蓋を示す図である。この変形例では、透明体２２２の下面部が、上面部及び中間部よりも大きい幅を有する。この形状の効果及びこの形状から当然に導き出される構成は、第１の実施の形態の第１の変形例２で説明した通りである。

この蓋２０２を、第２の実施の形態で説明した蓋２００の代わりに使用してもよい。蓋２０２のその他の構成及びパッケージ６０への取り付け方法並びに効果については、透明体２２２の形状の違いに起因する内容を除き、第２の実施の形態の説明が該当する。

（第２の実施の形態の変形例３）
図７（Ｄ）は、本発明の第２の実施の形態の変形例３に係る圧電振動子の蓋を示す図である。この変形例では、透明体２２３の厚み方向の中間部が、上面部及び下面部よりも小さい幅を有する。この形状の効果及びこの形状から当然に導き出される構成は、第１の実施の形態の第１の変形例３で説明した通りである。

この蓋２０３を、第２の実施の形態で説明した蓋２００の代わりに使用してもよい。蓋２０３のその他の構成及びパッケージ６０への取り付け方法並びに効果については、透明体２２３の形状の違いに起因する内容を除き、第２の実施の形態の説明が該当する。

（第３の実施の形態）
図８（Ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る圧電振動子の蓋を示す図である。本実施の形態では、フランジ３３０が、枠体３１０の下面とは面一であるが上面とは段差ができるように延びる。すなわち、フランジ３３０は、枠体３１０の厚み方向の下面部から延びる。

さらに、本実施の形態では、透明体３２０の上面部が、下面部及び中間部よりも大きい幅を有する。枠体３１０は、上面部の穴が、下面部及び中間部の穴より大きい。これらの形状の効果は第１の実施の形態で説明した通りである。

本実施の形態によれば、透明体３２０の幅方向に突出する部分（上面部）とフランジ３３０が、蓋３００の厚み方向に最もずれているので、溶接時にフランジ３３０に加えられる熱が透明体３２０に伝わりにくくなっている。

この蓋３００を、第１の実施の形態で説明した蓋１００の代わりに使用してもよい。蓋３００のその他の構成及びパッケージ６０への取り付け方法並びに効果については、フランジ３３０の形状の違いに起因する内容を除き、第１の実施の形態の説明が該当する。

（第３の実施の形態の変形例１）
図８（Ｂ）は、本発明の第３の実施の形態の変形例１に係る圧電振動子の蓋を示す図である。この変形例では、透明体３２１の厚み方向の中間部が、上面部及び下面部よりも大きい幅を有する。この形状の効果及びこの形状から当然に導き出される構成は、第１の実施の形態の変形例１で説明した通りである。

この蓋３０１を、第３の実施の形態で説明した蓋３００の代わりに使用してもよい。蓋３０１のその他の構成及びパッケージ６０への取り付け方法並びに効果については、透明体３２１の形状の違いに起因する内容を除き、第３の実施の形態の説明が該当する。

（第３の実施の形態の変形例２）
図８（Ｃ）は、本発明の第３の実施の形態の変形例２に係る圧電振動子の蓋を示す図である。この変形例では、透明体３２２の下面部が、上面部及び中間部よりも大きい幅を有する。この形状の効果及びこの形状から当然に導き出される構成は、第１の実施の形態の第１の変形例２で説明した通りである。

この蓋３０２を、第３の実施の形態で説明した蓋３００の代わりに使用してもよい。蓋３０２のその他の構成及びパッケージ６０への取り付け方法並びに効果については、透明体３２２の形状の違いに起因する内容を除き、第３の実施の形態の説明が該当する。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

図１（Ａ）は、本発明の実施の形態に係る圧電振動子に含まれる圧電振動片を示す平面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す圧電振動片のIB−IB線断面拡大図である。 図２は、本実施の形態に係る圧電振動片の動作を説明する図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係る圧電振動子の製造方法を説明する図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態に係る圧電振動子の製造方法を説明する図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態に係る圧電振動子を説明する図である。 図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、それぞれ、本発明の第１の実施の形態の変形例１〜３に係る圧電振動子の蓋を示す図である。 図７（Ａ）〜図７（Ｄ）は、それぞれ、本発明の第２の実施の形態及びその変形例１〜３に係る圧電振動子の蓋を示す図である。 図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、それぞれ、本発明の第３の実施の形態及びその変形例１〜２に係る圧電振動子の蓋を示す図である。

符号の説明

１…圧電振動片、 １０…基部、 １２…振動腕、 １４，１６…表裏面、 １８…第１の側面、 ２０…第２の側面、 ２２…第１のテーパ部、 ２４…第２のテーパ部、 ２６…長溝、 ２８…第１の内面、 ３０…第２の内面、 ３２…支持腕、 ３４…切り込み、 ４０…励振電極膜、 ４２…第１の側面電極膜、 ４４…第２の側面電極膜、 ４６…第１の内面電極膜、 ４８…第２の内面電極膜、 ５０…第１の励振電極、 ５２…第２の励振電極、 ５４…電極、 ５６…接続電極、 ５８…金属膜、 ６０…パッケージ、 ６２…底部、 ６４…枠壁部、 ６６…上端面、 ６８…貫通穴、 ７０…接着剤、 ８０…シールリング、 １００〜１０３…蓋、 ２００〜２０３…蓋、 ３００〜３０２…蓋、 １１０〜１１３…枠体、 １２０〜１２３…透明体、 １３０…フランジ、 ２１０…枠体、 ２２０〜２２３…透明体、 ２３０…フランジ、 ３１０…枠体、 ３２０〜３２２…透明体、 ３３０…フランジ

Claims (10)

1. 圧電振動片と、
   前記圧電振動片が固定される底部と、少なくとも上端面が金属から形成されて前記底部を囲む枠壁部と、を含み、前記底部の上方に開口を有するパッケージと、
   前記底部及び前記枠壁部とオーバーラップして前記パッケージの前記開口を塞ぐ蓋と、
   を有し、
   前記蓋は、枠体を含み、
   前記蓋は、前記枠体の内側に取り付けられて上面部が厚み方向の他の部分よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、前記枠体の内側に取り付けられて下面部が厚み方向の他の部分よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、前記枠体の内側に取り付けられて厚み方向の中間部が前記上面部及び前記下面部よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、前記枠体の内側に取り付けられて厚み方向の中間部が前記上面部及び前記下面部よりも小さい幅を有するように形成された透明体と、からなるグループから選択されたいずれか１つの透明体を含み、
   前記蓋は、前記枠体の上面とは面一であるが下面とは段差ができるように前記枠体の外側に延びるフランジと、前記上面及び前記下面の両方と段差が形成されるように前記枠体の外側に延びるフランジと、からなるグループから選択されたいずれか１つのフランジを含み、
   前記枠体及び前記フランジは金属からなり、
   前記フランジが、前記枠壁部に金属接合されてなる圧電振動子。
2. 圧電振動片と、
   前記圧電振動片が固定される底部と、少なくとも上端面が金属から形成されて前記底部を囲む枠壁部と、を含み、前記底部の上方に開口を有するパッケージと、
   前記底部及び前記枠壁部とオーバーラップして前記パッケージの前記開口を塞ぐ蓋と、
   を有し、
   前記蓋は、枠体を含み、
   前記蓋は、前記枠体の内側に取り付けられて上面部が厚み方向の他の部分よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、前記枠体の内側に取り付けられて下面部が厚み方向の他の部分よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、前記枠体の内側に取り付けられて厚み方向の中間部が前記上面部及び前記下面部よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、からなるグループから選択されたいずれか１つの透明体を含み、
   前記蓋は、前記枠体の下面とは面一であるが上面とは段差ができるように前記枠体の外側に延びるフランジを含み、
   前記枠体及び前記フランジは金属からなり、
   前記フランジが、前記枠壁部に金属接合されてなる圧電振動子。
3. 請求項１又は２に記載された圧電振動子において、
   前記透明体の前記上面部は、前記枠体の前記上面と面一である圧電振動子。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載された圧電振動子において、
   前記透明体の前記下面部は、前記枠体の前記下面と面一である圧電振動子。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載された圧電振動子において、
   前記蓋の平面形状は、一対の平行辺及び前記一対の平行辺に直交する方向に延びる他の一対の平行辺からなる四辺を含み、
   前記透明体は、前記蓋のいずれかの前記一対の平行辺の一方に対して他方よりも接近するように中心からずれて位置している圧電振動子。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載された圧電振動子において、
   前記圧電振動片は、基部と、前記基部から延びる一対の振動腕と、前記基部から延びる一対の支持腕と、を含み、
   前記一対の支持腕が前記パッケージの前記底部に固定されてなる圧電振動子。
7. 底部と少なくとも上端面が金属から形成されて前記底部を囲む枠壁部とを含み前記底部の上方に開口を有するパッケージを用意して、前記底部に圧電振動片を固定する工程と、
   前記底部及び前記枠壁部とオーバーラップするように蓋を配置し、溶接によって、前記枠壁部及び前記蓋を接合して、前記パッケージの前記開口を前記蓋によって塞ぐ工程と、
   を含み、
   前記蓋は、枠体を含み、
   前記蓋は、前記枠体の内側に取り付けられて上面部が厚み方向の他の部分よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、前記枠体の内側に取り付けられて下面部が厚み方向の他の部分よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、前記枠体の内側に取り付けられて厚み方向の中間部が前記上面部及び前記下面部よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、前記枠体の内側に取り付けられて厚み方向の中間部が前記上面部及び前記下面部よりも小さい幅を有するように形成された透明体と、からなるグループから選択されたいずれか１つの透明体を含み、
   前記蓋は、前記枠体の上面とは面一であるが下面とは段差ができるように前記枠体の外側に延びるフランジと、前記上面及び前記下面の両方と段差が形成されるように前記枠体の外側に延びるフランジと、からなるグループから選択されたいずれか１つのフランジを含み、
   前記枠体及び前記フランジは金属からなり、
   前記フランジを、前記枠壁部に溶接する圧電振動子の製造方法。
8. 底部と少なくとも上端面が金属から形成されて前記底部を囲む枠壁部とを含み前記底部の上方に開口を有するパッケージを用意して、前記底部に圧電振動片を固定する工程と、
   前記底部及び前記枠壁部とオーバーラップするように蓋を配置し、溶接によって、前記枠壁部及び前記蓋を接合して、前記パッケージの前記開口を前記蓋によって塞ぐ工程と、
   を含み、
   前記蓋は、枠体を含み、
   前記蓋は、前記枠体の内側に取り付けられて上面部が厚み方向の他の部分よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、前記枠体の内側に取り付けられて下面部が厚み方向の他の部分よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、前記枠体の内側に取り付けられて厚み方向の中間部が前記上面部及び前記下面部よりも大きい幅を有するように形成された透明体と、からなるグループから選択されたいずれか１つの透明体を含み、
   前記蓋は、前記枠体の下面とは面一であるが上面とは段差ができるように前記枠体の外側に延びるフランジを含み、
   前記枠体及び前記フランジは金属からなり、
   前記フランジを、前記枠壁部に溶接する圧電振動子の製造方法。
9. 請求項７又は８に記載された圧電振動子の製造方法において、
   前記フランジの溶接にシーム溶接を適用し、
   前記蓋の平面形状は、一対の平行辺及び前記一対の平行辺に直交する方向に延びる他の一対の平行辺からなる四辺を含み、
   前記透明体は、前記蓋のいずれかの前記一対の平行辺の一方に対して他方よりも接近するように中心からずれて位置し、
   前記シーム溶接を、前記透明体に接近する前記辺から、前記透明体とは離れる前記辺の方向に進めて行う圧電振動子の製造方法。
10. 請求項７から９のいずれか１項に記載された圧電振動子の製造方法において、
    前記圧電振動片は、基部と、前記基部から延びる一対の振動腕と、前記基部から延びる一対の支持腕と、を含み、
    前記一対の支持腕を前記パッケージの前記底部に固定する圧電振動子の製造方法。

Images