JP2011166309A - 圧電振動子及びこれを用いた発振器 - Google Patents

圧電振動子及びこれを用いた発振器 Download PDF

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Abstract

【課題】ベース基板２の表面に設置した実装部９に圧電振動片４を片持ち状態で実装し、圧電振動片４をリッド基板３により覆うように収納した圧電振動子１において、圧電振動片４に駆動電力を供給する引回し電極５の抵抗を小さくして振動性能の低下を防止する。
【解決手段】ベース基板２に形成した第一貫通電極１０ａと実装部９との間に第一引回し電極５ａを形成し、ベース基板２とリッド基板３が接合する接合面に接合部材１３からなる導体膜を形成して、第一引回し電極５ａと導体膜とを、実装部９の近傍において第一接続部７ａを介して、また、第一貫通電極１０ａの近傍において第二接続部７ｂを介してそれぞれ電気的に接続し、第一引回し電極５ａの抵抗を低下させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板間に形成したキャビティに圧電振動片を封入した圧電振動子及びこれを用いた発振器に関し、特に小型の圧電振動子に関する。
近年、携帯電話や携帯情報端末の時刻源やタイミング源に水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。圧電振動子には様々なものが知られているが、その一つとして表面実装型の圧電振動子が知られている。表面実装型の圧電振動子として、圧電振動片が形成された圧電基板をベース基板とリッド基板により上下から挟み込んだ３層構造タイプのものが知られている。圧電振動片はベース基板とリッド基板の間に形成されるキャビティ内に収納される。最近では、２層構造タイプの圧電振動子が開発されている。このタイプは、ベース基板又はリッド基板の内面に凹部からなるキャビティを形成し、ベース基板の表面に圧電振動片を実装し、ベース基板の周囲にリッド基板を直接接合して当該キャビティに圧電振動片を収納する。この２層構造タイプの圧電振動子は３層構造タイプに比べて薄型化を図ることができるなどの点において優れている（例えば、特許文献１を参照）。
図５は、２層構造タイプの圧電振動子１００を説明図である。図５（ａ）が圧電振動子１００の断面模式図であり、（ｂ）が下側基板であるベース基板１０１の上面模式図であり、（ｃ）が上側基板であるリッド基板１０２の上面模式図である。なお、図５（ａ）は、図５（ｂ）、（ｃ）の上面図に示す部分ＣＣの断面を表す。
図５（ａ）に示すように、圧電振動子１００は、ベース基板１０１と、ベース基板１０１の外周上面に接合材１０６を介して接合されたリッド基板１０２と、ベース基板１０１の上面に片持ち状態で実装された圧電振動片１０３から構成されている。リッド基板１０２のベース基板１０１側の表面には、凹部からなるキャビティ１１０が形成され、圧電振動片１０３を収納している。
圧電振動片１０３として水晶板が使用される。ベース基板１０１には貫通電極１０４ａ、１０４ｂが埋め込まれ、外面において外部電極１０５ａ、１０５ｂに、内面において引回し電極１０７ａ、１０７ｂにそれぞれ接続される。引回し電極１０７ａ、１０７ｂの上に圧電振動片１０３が実装されている。
図５（ｂ）に示すように、２つの貫通電極１０４ａ、１０４ｂは略対角部に形成され、引回し電極１０７ｂは上辺の角部から下辺角部まで形成され、引回し電極１０７ａは貫通電極１０４ａの上面とその近傍のベース基板１０１上に形成されている。そして、引回し電極１０７ａ、１０７ｂのそれぞれの上面に実装部材１０８が形成され、その上に圧電振動片１０３が片持ち状に保持されている。
圧電振動片１０３の両面には対向して励振電極１０９ａ、１０９ｂが形成され、圧電振動片１０３の下辺端部に形成された端子電極１１１ａ、１１１ｂに電気的に接続し、実装部材１０８を介して各引回し電極１０７ａ、１０７ｂに接続されている。従って、外部電極１０５ａは、貫通電極１０４ａ、引回し電極１０７ａ、実装部材１０８、端子電極１１１ａを介して励振電極１０９ａに電気的に接続する。また、外部電極１０５ｂは、貫通電極１０４ｂ、引回し電極１０７ｂ、実装部材１０８、端子電極１１１ｂを介して励振電極１０９ｂに電気的に接続する。即ち、外部電極１０５ａ、１０５ｂから励振電極１０９ａ、１０９ｂに駆動電力を与えて圧電振動片１０３を励振させ、一定周期の信号を取り出すことができる。
特開２００９−２３２４４９号公報
近年、携帯機器や携帯端末の小型化が進んでいる。これに伴い、圧電振動子１００も小型化が要求されている。圧電振動子１００を小型化すると、圧電振動片１０３や引回し電極１０７のサイズや、接合材１０６の面積も小さくする必要がある。しかし、例えば圧電振動片１０３として水晶板を用いた場合に、圧電振動片１０３を小さくするとＣＩ値（クリスタル・インピーダンス値）が大きくなって振動特性が劣化する。また、キャビティ１１０内は圧電振動片１０３の振動を安定させるために大気から遮断しておく必要がある。例えば、キャビティ１１０内を真空に維持する。そのために、接合材１０６はある程度の幅を持たせる必要がある。
また、引回し電極１０７ｂと励振電極１０９との間の寄生容量が形成されると、振動特性が劣化する。そのために、引回し電極１０７ｂと励振電極１０９とは平面視重ならないように形成する必要がある。また、ベース基板１０１とリッド基板１０２を、接合材１０６を介して接合する際に加熱する。すると引回し電極１０７ａ、１０７ｂの配線抵抗が増加してしまうことがある。これらの事情から、圧電振動子１００を小型化する場合に、圧電振動片１０３の大きさや、接合材１０６の幅を必要以上に小さくすることができず、その結果、引回し電極１０７ｂの電極幅が狭くなり、その抵抗が増加してやはり振動特性が劣化する、という課題があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、振動特性を劣化させないで小型化することができる圧電振動子を提供することを目的としてなされた。
本発明による圧電振動子は、ベース基板と、前記ベース基板の表面に形成した実装部において片持ち状態で保持される圧電振動片と、前記ベース基板に接合し、前記圧電振動片を覆うように収納するリッド基板と、を備える圧電振動子であって、前記圧電振動片は、その外表面に駆動用の第一及び第二励振電極を有し、前記ベース基板は、その表面から反対側の裏面にかけて貫通する第一及び第二貫通電極と、前記表面に形成され、一端が前記第一貫通電極に接続し他端が前記実装部に接続する第一引回し電極と、前記第一引回し電極に電気的に接続し、前記実装部の近傍に位置する第一接続部と前記第一貫通電極の近傍に位置する第二接続部と、を有し、前記ベース基板と前記リッド基板が接合する接合面には導体膜が形成されており、前記第一引回し電極と前記導体膜とは前記第一及び第二接続部において電気的に接続し、前記第一励振電極は、前記実装部と前記第一引回し電極及び前記導体膜を介して前記第一貫通電極と電気的に接続し、前記第二励振電極は、前記実装部を介して前記第二貫通電極と電気的に接続するようにした。
また、前記圧電振動片は平板形状を有し、前記第一励振電極と前記第二励振電極はそれぞれ前記平板形状の表面及び裏面に対面して形成されており、前記第一引回し電極は、前記ベース基板をその表面の法線方向から見たときに、前記第一及び第二励振電極と重ならない位置に設置されるようにした。
また、前記リッド基板は、前記圧電振動片を収納するための凹部を有し、前記凹部を構成する側壁の上面が前記ベース基板に接合し、前記側壁の上面と前記凹部の底面との間に第一及び第二段差部が形成されており、前記側壁の内側面から前記第一及び第二段差部の上面にかけてそれぞれ第一及び第二段差電極が形成されており、前記第一段差電極は前記導体膜と前記第一接続部とを電気的に接続し、前記第二段差電極は前記導体膜と前記第二接続部とを電気的に接続するようにした。
本発明による発振器は、上記いずれかに記載の圧電振動子と、前記圧電振動子に駆動信号を供給する駆動回路と、を備えるようにした。
本発明によれば、実装部と第一貫通電極との間の配線を、ベース基板上に形成した第一引回し電極とリッド基板とベース基板を接合する接合面に形成した導体膜との並列接続としたので、配線抵抗を低減し、振動特性の低下を防止した小型の圧電振動子を提供することができる。
本発明の実施形態に係る圧電振動子の説明図である。 本発明の実施形態に係る圧電振動子の説明図である。 本発明の実施形態に係る圧電振動子の説明図である。 本発明の実施形態に係る発振器の上面模式図である。。 従来公知の圧電振動子の説明図である。
本発明の圧電振動子は、ベース基板と、ベース基板の表面に実装部において片持ち状態で保持した圧電振動片と、圧電振動片を覆うように収納し、ベース基板周辺部の接合部において接合したリッド基板を備えている。圧電振動片は、その表面と裏面に圧電振動片を励振させるための第一励振電極及び第二励振電極を有している。ベース基板は、その表面から反対側の裏面にかけて貫通する第一及び第二貫通電極と、その表面に形成され、一端が第一貫通電極に接続し他端が実装部に接続する第一引回し電極と、第一引回し電極と電気的に接続し、実装部の近傍に位置する第一接続部と第一貫通電極の近傍に位置する第二接続部と、を有している。更に、ベース基板とリッド基板が接合する接合面には導体膜が形成されており、第一引回し電極と導体膜とは上記第一及び第二接続部において電気的に接続している。その結果、第一励振電極は、実装部と第一引回し電極及び導体膜を介して第一貫通電極と電気的に接続し、第二励振電極は、実装部を介して第二貫通電極と電気的に接続している。
圧電振動子の外形を小さくすると、ベース基板の一辺に第一及び第二貫通電極を近接形成することが難しくなる。そこで、第一及び第二貫通電極をベース基板面のできるだけ離間した位置に形成する。一方、圧電振動片は実装部に片持ち状に設置する必要がある。そのため、ベース基板上に引回し電極を形成して、互いに離間する第一及び第二貫通電極のいずれか又は両方から引回し電極を引いて実装部に接続する必要がある。本発明では、第一引回し電極をベース基板に形成するとともに、ベース基板とリッド基板を接合する接合部に形成した導体膜と第一引回し電極を第一及び第二接続部を介して電気的に接続し、接合部に形成した導体膜を引回し電極として利用した。即ち、実装部と第一貫通電極の間は、ベース基板上に形成した第一引回し電極と接合部に形成した導体膜とを並列接続し、実装部と第一貫通電極との間の抵抗を引き下げるようにした。
なお、ベース基板及びリッド基板をガラス基板とすることができる。ガラス基板にすれば、セラミックス基板を用いる場合と比較して成型加工が容易となる。また。ガラス材料は熱伝導率が低いので、外部温度変化が圧電振動片に伝達され難く、急激な温度変化の影響を受け難くできる。また、ガラス基板は透明なので、パッケージに組み立てた後にレーザー光を用いてトリミングを行うこともできる。また、ベース基板とリッド基板は導体膜を介在した陽極接合が可能なのでパッケージ内の気密性を長期間保持することができる。また、陽極接合に代えて導電性接着剤を使用することができる。
圧電振動片として、ＡＴモードの水晶基板を使用することができる。実装部は導電性接着材や金属バンプを使用することができる。金属バンプを用いれば、圧電振動片を短時間で実装することができるので、片持ち状に接着することが容易となる。第一及び第二接続部は、陽極接合の際に形成する導体膜や、第一引き回し電極を接合面まで延設して利用することができる。また、ベース基板とリッド基板を導電性接着剤により接合する場合は、その導電性接着剤を利用することができる。第一及び第二実装部は金属バンプや導電接着剤を利用することができる。
また、第一励振電極と第二励振電極とを圧電振動片を介して対面させて形成し、第一引回し電極は、ベース基板をその表面の法線方向から見たときに、第一及び第二励振電極と重ならない位置に設置する。これにより、第一及び第二引回し電極と第一及び第二励振電極との間に形成される寄生容量を低減させ、圧電振動片の振動を安定させることができる。
また、リッド基板に圧電振動片を収納するための凹部を形成することができる。この凹部の側壁上面をベース基板の周辺部に接合する。この場合に、凹部の底面と側壁上面との間に第一及び第二段差部を形成し、側壁の内側面から第一及び第二段差部の上面にかけて第一及び第二段差電極を形成する。この第一段差電極は導体膜と第一接続部とを電気的に接続し、第二段差電極は導体膜と第二接続部とを電気的に接続する。
このように、第一及び第二接続部が設置される位置にそれぞれ第一及び第二段差部を形成し、この第一及び第二段差電極を介して導体膜に接続すれば、第一及び第二接続部の高さを低くすることができる。例えば、圧電振動片の実装部側の表面と第一及び第二段差部の上面とをベース基板の表面から同程度の距離となるように形成すれば、実装部と第一及び第二接続部を同一工程で同時に形成することができる。例えば、実装部と第一及び第二接続部を金属バンプにより形成する場合は、同一金属のバンプを同一工程で載置し、同一工程で接続（フリップチップ接続）することができる。以下、図面を用いて詳細に説明する。
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態に係る圧電振動子１を、図１、図２を用いて説明する。図１は圧電振動子１の説明図であり、図１（ａ）が圧電振動子１の外観図、図１（ｂ）が分解斜視図である。図２は圧電振動子１の説明図であり、図２（ａ）がベース基板２の上面模式図であり、図２（ｂ）が部分ＢＢの断面模式図であり、図２（ｃ）が部分ＡＡの断面模式図である。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。
図１に示すように、圧電振動子１は、ベース基板２と、ベース基板２の表面に実装した圧電振動片４と、凹部１６を形成し、凹部１６の側壁上面とベース基板２の周辺部とを接合部材１３を介して接合したリッド基板３を備えている。ここで、圧電振動片４はＡＴモードで振動する水晶板を用いた。ベース基板２とリッド基板３はガラス材料を使用した。ベース基板２とリッド基板３とは陽極接合により接合した。矩形状の圧電振動子１の長辺は数ｍｍ以下であり、厚さは０．１ｍｍ以下である。
ベース基板２は矩形形状を有する。ベース基板２は、その対角領域に表面Ｈから裏面Ｒにかけて貫通する２つの貫通電極１０ａ、１０ｂを備え、その表面Ｈの周辺部に接合部材１３を備えている。ベース基板２は、その表面Ｈの一方の短辺近傍であり接合部材１３の内周側に、第一及び第二引回し電極５ａ、５ｂと、第一及び第二引回し電極５ａ、５ｂの上に形成した第一及び第二実装部９ａ、９ｂを備えている。ベース基板２は、その表面Ｈの他方の短辺近傍であり接合部材１３の内周側に、上記一方の短辺近傍から延設した第一引回し電極５ａを備えている。接合部材１３は、例えばアルミニウムやシリコンなどの導体膜から形成した。
ベース基板２は、更に第一実装部９ａの近傍と第一貫通電極１０ａの近傍において接合部材１３を延設した第一接続部７ａと第二接続部７ｂを備えている。第一接続部７ａは第一実装部９ａの近傍において第一引回し電極５ａと接合部材１３とを電気的に接続し、第二接続部７ｂは第一貫通電極１０ａの近傍において第一引回し電極５ａと接合部材１３とを電気的に接続している。従って、第一実装部９ａと第一貫通電極１０ａの間の抵抗は、接合部材１３による電流経路が増えた分低下する。ベース基板２は、その裏面Ｒの一方の短辺の他方の角部に形成した第二外部電極１１ｂと、他方の短辺の一方の角部に形成した第一外部電極１１ａと、その他の角部に形成したダミー電極１１ｃを備えている。第二外部電極１１ｂと第二貫通電極１０ｂ、及び、第一外部電極１１ａと第一貫通電極１０ａはそれぞれ電気的に接続している。
圧電振動片４は、矩形形状の薄板からなり、その両表面に圧電振動片４を駆動するための第一及び第二励振電極６ａ、６ｂ（図２（ｂ）を参照）を備えている。圧電振動片４は、更に、一方の短辺近傍の一方の表面からその短辺の側面を介して他方の表面にかけて第一及び第二端子電極１２ａ、１２ｂを備えており、第一端子電極１２ａは第一励振電極６ａに接続し、第二端子電極１２ｂは第二励振電極６ｂに接続する。圧電振動片４は、第一及び第二実装部９ａ、９ｂに片持ち状態で実装されている。リッド基板３は、そのベース基板２側の表面に凹部１６を備え、圧電振動片４を収納している。凹部１６の底面１５は平坦面である。
図２を用いてより具体的に説明する。ベース基板２の外周部に、例えばアルミニウムやシリコンなどからなる接合部材１３を設置している。ベース基板２の外周部に形成した接合部材１３の内周側であり、一方の短辺（以下、下辺という）と右辺の角部に第二貫通電極１０ｂを設置し、他方の短辺（以下、上辺という）と左辺の角部領域に第一貫通電極１０ａを設置した。第一及び第二貫通電極１０ａ、１０ｂは導電接着材や金属を使用することができる。金属を使用してその表面をガラス材料と融着すれば、長期間気密性を保持することができる。
ベース基板２の表面Ｈであり接合部材１３の内周側に、第一及び第二引回し電極５ａ、５ｂを互いに離間して形成した。第一引回し電極５ａは、接合部材１３の内周側の下辺と左辺の角部領域から左辺に沿って他方の短辺（以下、上辺という）まで延在し、第一貫通電極１０ａの上面を覆って、第一貫通電極１０ａと電気的に接続している。第二引回し電極５ｂは、接合部材１３の内周側の下辺と左辺の角部領域に第二貫通電極１０ｂの上面を覆って、第二貫通電極１０ｂと電気的に接続している。リッド基板３の圧電振動片４側の表面に凹部１６を形成し、凹部１６の側壁上面とベース基板２の周辺とを接合部材１３を介して陽極接合した。第一及び第二引回し電極５ａ、５ｂとして、金属膜、例えばＡｕ／Ｃｒなどを使用することができる。
下辺近傍の第一及び第二引回し電極５ａ、５ｂの上には、たがいに分離した第一及び第二実装部９ａ、９ｂ（図１を参照）を設置し、その上に圧電振動片４を片持ち状に実装した。また、下辺と左辺の角部領域と上辺と左辺の角部領域の第一引回し電極５ａの上には接合部材１３を延在させた第一及び第二接続部７ａ、７ｂを形成した。第一及び第二実装部９ａ、９ｂとして導電性接着材や金属バンプを用いることができる。金属バンプを使用すれば、圧電振動片４を圧接したときに短時間で固化し、また横方向への広がりも少ないので第一実装部９ａと第二実装部９ｂを電気的に容易に分離でき、圧電振動片４の片持ち状実装に好適である。なお、第一及び第二接続部７ａ、７ｂとして接合部材１３を第一引回し電極５ａの側に延在させることに代えて、第一引回し電極５ａを接合面に延設して接合部材１３に接続してもよい。また、接合面に形成した導体膜としての接合部材１３と第一引回し電極５ａとを第一接続部７ａから第二接続部７ｂにかけて連続的に接続してもよい。
第一実装部９ａは圧電振動片４の下辺に形成した第一端子電極１２ａと電気的に接続し、第二実装部９ｂは圧電振動片４の下辺に形成した第二端子電極１２ｂと電気的に接続する。また、第一引回し電極５ａと接合部材１３は、第一接続部７ａと第二接続部７ｂにおいて導通する。更に、ベース基板２の表面Ｈの法線方向から見て、圧電振動片４に形成した第一及び第二励振電極６ａ、６ｂと、第一及び第二引回し電極５ａ、５ｂは重ならないように設置した。
この結果、第一励振電極６ａは、第一端子電極１２ａ、第一実装部９ａ、第一引回し電極５ａと接合部材１３、及び第一貫通電極１０ａを介して第一外部電極１１ａに電気的に接続し、第二励振電極６ｂは、第二端子電極１２ｂ、第二実装部９ｂ、第三引回し電極５ｃ及び第二貫通電極１０ｂを介して第二外部電極１１ｂと電気的に接続する。これにより、第一及び第二外部電極１１ａ、１１ｂに駆動用の電力を与えて圧電振動片４を振動させて、第一及び第二外部電極１１ａ、１１ｂから周波数信号を取り出すことができる。
第一引回し電極５ａと接合部材１３は第一及び第二接続部７ａ、７ｂにおいて電気的に接続するので並列接続となり、引回し抵抗を低減することができる。また、第一及び第二引回し電極５ａ、５ｂと第一及び第二励振電極６ａ、６ｂとが平面視重ならないように形成したので引回し電極の寄生容量が低減し、振動の安定化を図ることができる。なお、上記第一実施形態では、リッド基板３に凹部を形成したが、これに代えてベース基板２に凹部を形成してもよい。この場合、第一引回し電極５ａや第一及び第二実装部９ａ、９ｂを凹部底面に形成し、第一及び第二接続部７ａ、７ｂは凹部上面からその内側面を介して凹部底面に形成すればよい。
（第二実施形態）
図３は、本発明の第二実施形態に係る圧電振動子１の説明図である。図３（ａ）が、リッド基板３の上面模式図であり、図３（ｂ）が図３（ａ）の部分ＢＢにおける圧電振動子１の断面模式図であり、図３（ｃ）が図３（ａ）の部分ＡＡにおける圧電振動子１の断面模式図である。第一実施形態と異なる部分はリッド基板３の凹部１６の内側壁と底面１５の間に段差部１７を設け、その段差部１７の表面から内側面の上面にかけて段差電極１８を設けた点と、段差電極１８と引回し電極５との間に接続部７を設けた点であり、その他の部分は第一実施形態と同じである。従って、以下、主に第一実施形態と異なる部分について説明する。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
図２に示すように、リッド基板３のベース基板２側に凹部１６を設け、この凹部１６の側壁と底面１５との間であり、下辺と左辺の角部と上辺と左辺の角部にそれぞれ第一段差部１７ａと第二段差部１７ｂを形成した。第一及び第二段差部１７ａ、１７ｂの各段差上面から凹部１６の内側面を介し、凹部１６の上面にかけて、接合部材１３と電気的に接続する第一及び第二段差電極１８ａ、１８ｂを形成した。更に、第一実装部９ａに近接する下辺と左辺の角部の第一引回し電極５ａの上に第一接続部７ａを設置し、第一貫通電極１０ａに近接する上辺と左辺の角部の第一引回し電極５ａの上に第二接続部７ｂを設置した。第一接続部７ａの上面が第一段差電極１８ａに接触して電気的に接続し、第二接続部７ｂの上面が第二段差電極１８ｂに接触して電気的に接続している。これにより、ベース基板２の下辺から上辺にかけて、第一引回し電極５ａと接合部材１３は並列接続する。なお、接合部材１３の電流通路は、左辺側と下辺、右辺及び上辺側の２つ存在するので、第一実装部９ａから第一貫通電極１０ａの間の抵抗を一層低減することができる。
第一及び第二段差部１７ａ、１７ｂの各段差上面からベース基板２の表面Ｈまでの距離を、概ね圧電振動片４のベース基板２側の表面から表面Ｈまでの距離とほぼ同じに形成した。そのため、第一及び第二接続部７ａ、７ｂに第一及び第二実装部９ａ、９ｂと同じ実装部材、例えば金属バンプを形成し、圧電振動片４をフリップチップボンディングにより同時に形成することができる。第一及び第二引回し電極５ａ、５ｂは圧電振動片４の両面に形成した第一及び第二励振電極６ａ、６ｂと平面視重ならないように形成した。
なお、第一及び第二段差部１７ａ、１７ｂは、下辺と左辺の角部と上辺と左辺の角部のみに形成することに代えて、左辺の内側壁全体に亘って形成してもよいし、凹部１６の内側壁全体に亘って形成してもよい。また、上記第一又は第二実施形態において、第一及び第二貫通電極１０ａ、１０ｂを矩形状ベース基板２の対角領域に設置したが、本発明はこれに限定されず、第一又は第二貫通電極１０ａ、１０ｂをそれぞれ対向する辺に設置してもよいし、一つの片に設置してもよい。
（第三実施形態）
図４は、本発明の第三実施形態に係る発振器４０の上面模式図である。図４に示すように、発振器４０は、基板４３、この基板上に設置した上記第一又は第二実施形態に係る圧電振動子１、集積回路４１及び電子部品４２を備えている。圧電振動子１は、外部電極１１ａ、１１ｂに与えられる駆動信号に基づいて一定周波数の信号を生成し、集積回路４１及び電子部品４２は、圧電振動子１から供給される一定周波数の信号を処理して、クロック信号等の基準信号を生成する。本発明による圧電振動子１は、高信頼性でかつ小型に形成することができるので、発振器４０の全体を一層コンパクトに構成することができる。
１ 圧電振動子
２ ベース基板
３ リッド基板
４ 圧電振動片
５ａ 第一引回し電極、５ｂ 第二引回し電極
６ａ 第一励振電極、６ｂ 第二励振電極
９ａ 第一実装部、９ｂ 第二実装部
１０ａ 第一貫通電極、１０ｂ 第二貫通電極
１１ａ 第一外部電極、１１ｂ 第二外部電極
１２ａ 第一端子電極、１２ｂ 第二端子電極
１３ 接合部材
１７ａ 第一段差部、１７ｂ 第二段差部
１８ａ 第一段差電極、１８ａ 第一段差電極
４０ 発振器

Claims (4)

  1. ベース基板と、
    前記ベース基板の表面に形成した実装部において片持ち状態で保持される圧電振動片と、
    前記ベース基板に接合し、前記圧電振動片を覆うように収納するリッド基板と、を備える圧電振動子であって、
    前記圧電振動片は、その外表面に駆動用の第一及び第二励振電極を有し、
    前記ベース基板は、その表面から反対側の裏面にかけて貫通する第一及び第二貫通電極と、前記表面に形成され、一端が前記第一貫通電極に接続し他端が前記実装部に接続する第一引回し電極と、前記第一引回し電極に電気的に接続し、前記実装部の近傍に位置する第一接続部と前記第一貫通電極の近傍に位置する第二接続部と、を有し、
    前記ベース基板と前記リッド基板が接合する接合面には導体膜が形成されており、前記第一引回し電極と前記導体膜とは前記第一及び第二接続部において電気的に接続し、
    前記第一励振電極は、前記実装部と前記第一引回し電極及び前記導体膜を介して前記第一貫通電極と電気的に接続し、前記第二励振電極は、前記実装部を介して前記第二貫通電極と電気的に接続する圧電振動子。
  2. 前記圧電振動片は平板形状を有し、前記第一励振電極と前記第二励振電極はそれぞれ前記平板形状の表面及び裏面に対面して形成されており、
    前記第一引回し電極は、前記ベース基板をその表面の法線方向から見たときに、前記第一及び第二励振電極と重ならない位置に設置されている請求項１に記載の圧電振動子。
    電振動子。
  3. 前記リッド基板は、前記圧電振動片を収納するための凹部を有し、
    前記凹部を構成する側壁の上面が前記ベース基板に接合し、
    前記側壁の上面と前記凹部の底面との間に第一及び第二段差部が形成されており、
    前記側壁の内側面から前記第一及び第二段差部の上面にかけてそれぞれ第一及び第二段差電極が形成されており、
    前記第一段差電極は前記導体膜と前記第一接続部とを電気的に接続し、前記第二段差電極は前記導体膜と前記第二接続部とを電気的に接続する請求項１又は２に記載の圧電振動子。
  4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧電振動子と、
    前記圧電振動子に駆動信号を供給する駆動回路と、を備える発振器。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014110449A (ja) * 2012-11-30 2014-06-12 Kyocera Corp 圧電部品
JP2014179771A (ja) * 2013-03-14 2014-09-25 Sii Crystal Technology Inc 水晶振動子、発振器、電子機器及び電波時計
JP2017011594A (ja) * 2015-06-25 2017-01-12 京セラクリスタルデバイス株式会社 水晶デバイス

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012186709A (ja) * 2011-03-07 2012-09-27 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電振動片及び圧電デバイス
JP6641859B2 (ja) * 2015-10-06 2020-02-05 セイコーエプソン株式会社 振動デバイス、発振器、電子機器、および移動体
JP6822380B2 (ja) * 2017-11-02 2021-01-27 Tdk株式会社 振動デバイス
KR102444727B1 (ko) * 2017-12-22 2022-09-16 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성파 장치, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치
JP7413682B2 (ja) * 2019-08-29 2024-01-16 セイコーエプソン株式会社 振動デバイス、電子機器および移動体

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004297384A (ja) * 2003-03-26 2004-10-21 Kyocera Corp 振動子搭載用基板及び発振子
JP2005143042A (ja) * 2003-11-10 2005-06-02 Seiko Epson Corp 圧電デバイス
JP2009111930A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Kyocera Kinseki Corp 圧電振動子の製造方法
JP2009152824A (ja) * 2007-12-20 2009-07-09 Seiko Instruments Inc 圧電振動子の製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計
WO2009104327A1 (ja) * 2008-02-18 2009-08-27 セイコーインスツル株式会社 圧電振動子の製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7034441B2 (en) * 2002-11-13 2006-04-25 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd Surface mount crystal unit and surface mount crystal oscillator
JP2004248243A (ja) * 2002-12-19 2004-09-02 Murata Mfg Co Ltd 電子部品およびその製造方法
WO2006098339A1 (ja) * 2005-03-16 2006-09-21 Yamaha Corporation 半導体装置、半導体装置の製造方法、および蓋体フレーム
JPWO2006114936A1 (ja) * 2005-04-18 2008-12-18 株式会社大真空 圧電振動片及び圧電振動デバイス
JP5111043B2 (ja) * 2006-11-30 2012-12-26 セイコーインスツル株式会社 圧電振動子及び圧電振動子の製造方法、並びに、圧電振動子を備える発振器、電子機器、及び電波時計
JP5184142B2 (ja) * 2008-02-26 2013-04-17 セイコーインスツル株式会社 圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計並びに圧電振動片の製造方法
JP2009232449A (ja) 2008-02-27 2009-10-08 Seiko Instruments Inc 圧電振動子及び発振器
JP2009239823A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Epson Toyocom Corp 圧電デバイス

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004297384A (ja) * 2003-03-26 2004-10-21 Kyocera Corp 振動子搭載用基板及び発振子
JP2005143042A (ja) * 2003-11-10 2005-06-02 Seiko Epson Corp 圧電デバイス
JP2009111930A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Kyocera Kinseki Corp 圧電振動子の製造方法
JP2009152824A (ja) * 2007-12-20 2009-07-09 Seiko Instruments Inc 圧電振動子の製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計
WO2009104327A1 (ja) * 2008-02-18 2009-08-27 セイコーインスツル株式会社 圧電振動子の製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014110449A (ja) * 2012-11-30 2014-06-12 Kyocera Corp 圧電部品
JP2014179771A (ja) * 2013-03-14 2014-09-25 Sii Crystal Technology Inc 水晶振動子、発振器、電子機器及び電波時計
JP2017011594A (ja) * 2015-06-25 2017-01-12 京セラクリスタルデバイス株式会社 水晶デバイス

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