JP2014171150A - 振動素子、振動子、発振器、電子機器および移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】対象物への固定時における不本意な変位を低減することのできる振動素子、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。
【解決手段】振動素子１は、厚肉部２２および厚肉部２２よりも厚みが薄い振動部２１を有する圧電基板２と、振動部２１に設けられている励振電極３１、３２とを備え、厚肉部２２にて接着剤を介して対象物に固定される。圧電基板２は、長手形状をなし、圧電基板２の平面視にて、振動素子１の重心Ｇは、圧電基板２の短手方向の中央に対して短手方向の一方側にずれており、厚肉部２２の一方の主面であって、振動部２１に対して圧電基板２の長手方向の一方側に位置する領域には接着剤が供給される凹部２３が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動素子、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。

ＡＴカット水晶振動子は、励振する主振動の振動モードが厚みすべり振動であり、小型化、高周波数化に適し、且つ周波数温度特性が優れた三次曲線を呈するので、圧電発振器、電子機器等の多方面で使用されている。
特許文献１には、主面の一部に凹陥部を形成して高周波化を図った逆メサ構造のＡＴカット水晶振動子が開示されており、このＡＴカット水晶振動子は、２つの導電性接着剤を介してパッケージに固定されている。振動部の上面および下面には励振電極が形成されており、それぞれ、異なる導電性接着剤を介してパッケージの実装端子に電気的に接続されている。

ここで、近年のＡＴカット水晶振動子の小型化に伴って、導電性接着剤の配置スペースが小さくなってきている。そのため、導電性接着剤同士が接触して短絡が発生したり、導電性接着を小さくせざるを得ず、ＡＴカット水晶振動子のパッケージへの固定強度の低下が発生したりする場合があった。このような問題を解決するために、ＡＴカット振動子を１つの導電性接着剤でパッケージに固定する方法が用いられることがある。この方法によれば、前述の場合と比較して導電性接着剤を大きくすることができるため、接合強度を向上させることができ、さらには、導電性接着剤が１つのため短絡の発生も防止することができる。なお、この方法では、一方の励振電極が導電性接着剤を介して実装端子に電気的に接続され、他方の励振電極がボンディングワイヤー（金属ワイヤ）によって実装端子に電気的に接続されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、１つの導電性接着剤によってＡＴカット水晶振動子をパッケージに固定する場合には、次のような問題が生じる。パッケージへのＡＴカット水晶振動子の固定は、ＡＴカット水晶振動子をパッケージに塗布された未硬化の導電性接着剤に押し付け、導電性接着剤を硬化させることによって行われる。ここで、特許文献１の図２３〜図２８に示すような振動部が中心から短手方向側にずれている場合等、ＡＴカット水晶振動子の重心が短手方向の中心からずれている場合、ＡＴカット水晶振動子を導電性接着剤に押し当てた後、導電性接着剤が硬化するまでの間（すなわち、導電性接着剤が柔らかい状態のとき）に、ＡＴカット水晶振動子が重心のずれに伴って変位（平面視にて、導電性接着剤との接触部を中心として回転）してしまい、ＡＴカット水晶振動子の位置ずれが発生し、さらには、位置ずれによってＡＴカット水晶振動子がパッケージに接触したりする問題がある。

特開２００９−１６４８２４号公報 特開平０４−０６１５０７号公報

本発明の目的は、対象物への固定時における不本意な変位を低減することのできる振動素子、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。

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。
［適用例１］
本発明の振動素子は、１つの固定部材を介して対象物に固定される厚肉部と、
前記厚肉部よりも厚みが薄く、励振電極が設けられている振動部と、
を含む基板を備え、
前記基板は、平面視で長手形状であり、
前記基板の重心は、平面視で、前記基板の短手方向の中央に対して短手方向の一方側にずれており、
前記厚肉部の一方の主面のうち、前記振動部に対して前記基板の長手方向の一方側に位置する領域には、前記固定部材が供給される凹部が設けられていることを特徴とする。
これにより、対象物への固定時における不本意な変位を低減することのできる振動素子が得られる。

［適用例２］
本発明の振動素子では、前記凹部は、前記基板の長手方向の前記一方側の側面に開口していることが好ましい。
これにより、余剰な固定部材を凹部から逃がすことができる。そのため、振動部と固定部材との離間距離の減少を低減でき、振動素子の振動漏れを低減することができる。

［適用例３］
本発明の振動素子では、前記凹部の重心は、前記基板の平面視にて、前記基板の短手方向の中央に対して短手方向の前記一方側にずれていることが好ましい。
これにより、対象物への固定時における不本意な変位をより効果的に低減することができる。

［適用例４］
本発明の振動素子では、前記振動部の外縁の少なくとも一部は、前記基板の短手方向の他方側の側面に露出していることが好ましい。
これにより、振動素子の小型化を図ることができる。
［適用例５］
本発明の振動素子では、前記振動部の外縁の少なくとも一部は、前記基板の長手方向の他方側の側面に露出していることが好ましい。
これにより、振動素子の小型化を図ることができる。

［適用例６］
本発明の振動子は、本発明の振動素子と、
前記振動素子を収容するパッケージと、を備え、
前記固定部材が、前記凹部の内面および前記一方の主面の前記凹部の開口に沿った領域周囲に接触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。

［適用例７］
本発明の振動子では、前記固定部材は、導電性接着剤であることが好ましい。
これにより、対象物と振動素子とを電気的に接続することができる。
［適用例８］
本発明の発振器は、本発明の振動子と、
発振回路と、を備え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。

［適用例９］
本発明の電子機器は、本発明の振動子を備え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。
［適用例１０］
本発明の移動体は、本発明の振動子を備え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。

本発明の第１実施形態にかかる振動素子の平面図である。 図１中のＡ−Ａ線断面図である。 ＡＴカット水晶基板と結晶軸との関係を説明する図である。 図１に示す振動素子を対象物に固定した状態を示す断面図である。 本発明の第２実施形態にかかる振動素子の平面図である。 図５中のＢ−Ｂ線断面図である。 図５に示す振動素子を対象物に固定した状態を示す断面図である。 本発明の第３実施形態にかかる振動素子の平面図である。 本発明の第４実施形態にかかる振動素子の断面図である。 本発明の振動子の好適な実施形態を示す断面図である。 本発明の発振器の好適な実施形態を示す断面図である。 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。 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。 本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。 本発明の移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。

以下、本発明の振動素子、振動子、発振器、電子機器および移動体を図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
１．振動素子
まず、本発明の振動素子について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態にかかる振動素子の平面図、図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図、図３は、ＡＴカット水晶基板と結晶軸との関係を説明する図、図４は、図１に示す振動素子を対象物に固定した状態を示す断面図である。
図１および図２に示すように、振動素子１は、圧電基板（基板）２と、圧電基板２上に形成された電極３とを有している。

（圧電基板２）
圧電基板２は、板状の水晶基板である。ここで、圧電基板２の材料である水晶は、三方晶系に属しており、図３に示すように互いに直交する結晶軸Ｘ、Ｙ、Ｚを有している。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれ、電気軸、機械軸、光学軸と呼称される。本実施形態の圧電基板２は、ＸＺ面をＸ軸を中心に所定の角度θだけ回転させた平面に沿って切り出された「回転Ｙカット水晶基板」からなる。例えば、ＡＴカット水晶基板の場合は、角度θは略３５°１５’である。

以下では、角度θに対応してＸ軸まわりに回転したＹ軸およびＺ軸を、Ｙ’軸およびＺ’軸とする。すなわち、板状の圧電基板２は、Ｙ’軸方向に厚みを有し、ＸＺ’面方向に広がりを有する。なお、圧電基板２としては、厚みすべり振動を励振することができれば、ＡＴカットの圧電基板に限定されず、例えば、ＢＴカットの圧電基板を用いてもよい。
圧電基板２は、平面視にて矩形をなしている。より具体的には、圧電基板２は、平面視にて、Ｘ軸方向を長辺（長手）とし、Ｚ’軸方向を短辺（短手）とする略長方形をなしている。ここで、圧電基板２のＸ軸方向の両端に圧力を加えたときの周波数変化と、Ｚ’軸方向の両端に同じ圧力を加えたときの周波数変化とを比較すると、Ｚ’軸方向の両端に圧力を加えたときの方がＸ軸方向の両端に圧力を加えたときよりも周波数変化が小さい。そのため、本実施形態のように、圧電基板２の外形をＺ’軸方向よりもＸ軸方向が長い矩形とし、後述するように、Ｘ軸方向の一端部にて圧電基板２を固定することにより、応力による周波数変化を小さくすることができる。圧電基板２の長さ（Ｘ軸方向の長さ）と幅（Ｚ’軸方向の長さ）の比としては、特に限定されないが、例えば、１．２６：１程度とすることが好ましい。なお、圧電基板２の外形形状は、長方形に限定されず、例えば、正方形、五角形以上の多角形、円形（真円、長円、楕円等を含む）であってもよい。また、平面視形状が多角形の場合には、角部が面取り等されていてもよい。

圧電基板２は、薄肉の振動領域２１９を含む振動部２１と、振動部２１と一体化され振動領域２１９よりも厚肉な厚肉部２２とを有している。このような圧電基板２は、水晶基板をウエットエッチングによってパターニングすることにより簡単に形成することができる。なお、振動領域２１９とは、振動素子１の振動エネルギーが閉じ込められる領域である。

振動部２１は、平面視にて、矩形状をなしている。また、振動部２１の輪郭は、第１の辺２１１と、第２の辺２１２と、第３の辺２１３と、第４の辺２１４とを有している。第１の辺２１１および第２の辺２１２は、Ｘ軸方向に対向しており、共に、Ｚ’軸方向に延在している。第３の辺２１３は、Ｘ軸方向に延在しており、第１の辺２１１と第２の辺２１２の＋Ｚ’軸側の端同士を連結している。第４の辺２１４は、Ｘ軸方向に延在しており、第１の辺２１１と第２の辺２１２の−Ｚ’軸側の端同士を連結している。
厚肉部２２の表面（＋Ｙ’軸方向側の主面）は、振動部２１の表面（＋Ｙ’軸方向側の主面）よりも＋Ｙ’軸方向側へ突出して設けられている。一方、厚肉部２２の裏面（−Ｙ’軸方向側の主面）は、振動部２１の裏面（−Ｙ’軸方向側の主面）と同一平面上に設けられている。

厚肉部２２は、振動部２１の第１の辺２１１に沿って配置された第１の厚肉部（振動部２１に対して圧電基板２の長手方向の一方側に位置する領域）２２１と、第２の辺２１２に沿って配置された第２の厚肉部２２２と、第３の辺２１３に沿って配置された第３の厚肉部２２３とを有している。すなわち、厚肉部２２は、振動部２１の３辺に沿って一体化された略「コ」字状をなしている。そのため、振動部２１は、第４の辺２１４にて厚肉部２２から開口（露出）している。このように、振動部２１を第４の辺２１４にて厚肉部２２から開口させることにより、言い換えれば、第４の辺２１４に沿って厚肉部を設けないことにより、振動素子１の小型化（軽量化）を図ることができる。また、振動部２１の３辺を厚肉部２２で囲むことによって、振動部２１の剛性を十分に高めることができるため、振動部２１の不要振動（不要振動モードの発生）を低減することができる。

第１の厚肉部２２１は、振動部２１の第１の辺２１１に連設され、＋Ｘ軸方向に向けて厚みが漸増する傾斜部（残渣部）２２１ａと、傾斜部２２１ａの＋Ｘ軸方向側の端縁に連接する厚みがほぼ一定の厚肉部本体２２１ｂとを備えている。同様に、第２の厚肉部２２２は、振動部２１の第２の辺２１２に連設され、−Ｘ軸方向に向けて厚みが漸増する傾斜部（残渣部）２２２ａと、傾斜部２２２ａの−Ｘ軸方向側の端縁に連接する厚みがほぼ一定の厚肉部本体２２２ｂとを備えている。同様に、第３の厚肉部２２３は、振動部２１の第３の辺２１３に連設され、＋Ｚ’軸方向に向けて厚みが漸増する傾斜部（残渣部）２２３ａと、傾斜部２２３ａの＋Ｚ’軸方向側の端縁に連接する厚みがほぼ一定の厚肉部本体２２３ｂとを備えている。

また、第１の厚肉部２２１（厚肉部本体２２１ｂ）の表面には、有底の凹部２３が形成されている。図４に示すように、この凹部２３は、振動素子１を対象物７に固定するための接着剤（固定部材）６が供給される凹部である。凹部２３内に接着剤６を供給することにより、接着剤６と振動素子１の表面との接触面積を広く確保することができるため、接着剤６と振動素子１との接着強度を高めることができる。ここで、振動素子１の重心Ｇは、振動部２１が−Ｚ’軸側へ偏在している関係で、Ｚ軸方向（短手方向）の中心Ｏよりも＋Ｚ’側にずれている（図１参照）。そのため、接着剤６を介して振動素子１を対象物７に固定する際であって、接着剤６が硬化するまでの間（すなわち接着剤６が柔らかい状態のとき）に振動素子１が接着剤を軸として回転してしまうおそれがあった。しかしながら、上述のように、凹部２３を設けて接着剤６との接着強度を高めることによって、前記回転を低減することができ、振動素子１を所望の姿勢で対象物７に固定することができる。このように、振動素子１を所望の姿勢で対象物７に固定できることにより、振動素子１の姿勢の異なりによる振動特性の変化や、振動素子１の対象物７への接触等を防止でき、対象物７に固定された状態にて所望の振動特性を発揮することができる振動素子１となる。

また、凹部２３を設けることにより、振動素子１と接着剤６との接触領域を正確に規定することができる。そのため、例えば、シミュレーション等によって前記回転を効果的に低減することのできる位置を決定し、決定した位置に凹部２３を精度よく形成しておけば、接着剤６が硬化するまでの間の振動素子１の回転を効果的に低減することができる。また、凹部２３を設けることにより、凹部２３内に接着剤を溜めることができ、凹部２３外への接着剤６の過度なはみ出しを抑えることができる。

なお、接着剤６によって振動素子１が対象物に固定された状態では、凹部２３の内面に加え、厚肉部２２の表面の凹部２３の周囲にも接着剤６が接触しているのが好ましい。これにより、接着剤６によって、振動素子１をより強固に対象物７に固定することができる。また、凹部２３を設けることにより、振動素子１の接着剤６の供給領域（接着剤６と接触させる領域）を視覚的に明確化することができるため、ハンドリングが容易となるとともに、振動素子１を所望の領域にて対象物７に固定することができる。

凹部２３の重心Ｇ’は、振動素子１の重心Ｇのずれに対応させて中心Ｏよりも＋Ｚ’側にずれている。すなわち、ＸＺ’平面視にて、中心Ｏと交わりＸ軸に平行な線分Ａによって二分される領域をＳ１、Ｓ２としたとき、重心Ｇ、Ｇ’が共に領域Ｓ１、Ｓ２のいずれか一方の領域に位置している。凹部２３をこのような配置とすることにより、接着剤６と重心ＧのＺ’軸方向のずれを低減することができ、接着剤６を介して振動素子１を対象物７に固定する際であって、接着剤６が硬化するまでの間（すなわち接着剤６が柔らかい状態のとき）の振動素子１の接着剤６を軸とした回転をより効果的に低減することができる。このような構成によれば、より確実に、振動素子１を所望の姿勢で対象物７に固定することができる。

特に、重心Ｇ’は、ＸＺ’平面視にて、重心Ｇと交わりＸ軸に平行な直線Ｂと重なるように位置しているのが好ましい。凹部２３をこのような配置とすることによって、上記の効果（回転防止効果）をより効果的に発揮することができる。また、例えば、振動素子１に衝撃、振動等に起因したＹ’軸方向の加速度が加わったときに、振動素子１に接着剤６を中心とする回転モーメントが加わることを低減でき、加速度による振動特性の変化を抑えることができる。そのため、振動（加速度）の有無に関係なく、安定した振動特性を発揮することのできる振動素子１となる。

なお、接着剤６を用いて振動素子１を対象物７に固定する方法としては、まず、接着剤６の一部が突出する程度に凹部２３内に接着剤６を充填し、次に、接着剤６を対象物７に押し付ける方法が挙げられる。また、反対に、まず、対象物７に接着剤６を塗布し、次に、接着剤６が凹部２３内に供給されるように、接着剤６に振動素子１を押し付ける方法が挙げられる。

なお、本実施形態では、凹部２３の平面視形状（輪郭形状）が略正方形であるが、凹部２３の平面視形状としては特に限定されず、例えば、長方形であってもよいし、五角形以上の多角形であってもよいし、円形、楕円形、長円形であってもよい。また、本実施形態では、凹部２３が厚肉部２２の表面に形成されているが、反対に、凹部２３が厚肉部２２の裏面に形成されていてもよい。

（電極３）
電極３は、一対の励振電極３１、３２と、一対のパッド電極３３、３４と、一対のリード電極３５、３６とを有している。
励振電極３１は、振動領域２１９の表面に形成されている。励振電極３２は、振動領域２１９の裏面に、励振電極３１と対向して配置されている。励振電極３１、３２は、それぞれ、四角形状をなしている。また、裏面側の励振電極３２の面積は、表面側の励振電極３１よりも大きく設定されている。これは、励振電極３１、３２の質量効果によるエネルギー閉じ込め係数を必要以上に大きくしないためである。

パッド電極３３は、凹部２３内に形成されている。また、パッド電極３３は、リード電極３５を介して励振電極３１に電気的に接続されている。パッド電極３３から延出したリード電極３５は、振動部２１の表面上から傾斜部２２３ａと、厚肉部本体２２３ｂとを経由してパッド電極３３に接続されている。一方、パッド電極３４は、厚肉部本体２２１ｂの裏面に形成されている。また、パッド電極３４は、リード電極３６を介して励振電極３２に電気的に接続されている。パッド電極３４から延出したリード電極３６は、圧電基板２の裏面の縁部を経由してパッド電極３４に接続されている。

ここで、本実施形態では、リード電極３５、３６は、圧電基板２を介して互いに交差（対向）しないように設けられている。このような配置とすることによって、静電容量の増加を抑えることができる。なお、パッド電極３３、３４の配置やリード電極３５、３６の経路は、本実施形態のものに限定されない。また、本実施形態では、パッド電極３３、３４が圧電基板２を介して対向して配置されている。このような配置とすることにより、後述する振動子１０で述べるように、ワイヤーボンディングによる電気的な接続をより確実に行うことができる。

このような励振電極３１、３２、パッド電極３３、３４およびリード電極３５、３６は、それぞれ、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）等の下地層に、Ａｕ（金）を積層した金属被膜で構成することができる。なお、例えば、励振電極３１、３２と、パッド電極３３、３４およびリード電極３５、３６とで構成（各層の材料および厚さ）を異ならせてもよい。例えば、励振電極３１、３２をＮｉの下地層にＡｕの薄膜を積層させた構成とし、パッド電極３３、３４およびリード電極３５、３６をＣｒの下地層にＡｕの薄膜を積層させた構成としてもよい。なお、励振電極３１、３２のＡｕ薄膜の厚さは、オーミックロスが大きくならない範囲で、主振動を閉じ込めモードとし、近接したインハーモニック・モードはできるだけ伝搬モード（非閉じ込めモード）となるように設定するのが好ましい。

なお、励振電極３１、３２の形状が四角形の構成を説明したが、励振電極３１、３２の形状は、これに限定されない。例えば、励振電極３１が円形であり、励振電極３２が励振電極３１の面積より十分に大きな四角形であってもよい。また、例えば、励振電極３１が楕円形であり、励振電極３２が励振電極３１の面積より十分に大きな四角形であってもよい。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の振動素子の第２実施形態について説明する。
図５は、本発明の第２実施形態にかかる振動素子の平面図、図６は、図５中のＢ−Ｂ線断面図、図７は、図５に示す振動素子を対象物に固定した状態を示す断面図である。
以下、第２実施形態の振動素子について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第２実施形態にかかる振動素子は、凹部の構成が異なっている以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。

図５および図６に示す振動素子１Ａでは、凹部２３は、厚肉部２２の＋Ｘ軸方向側の側面に開口している。これにより、図７に示すように、接着剤６を用いて振動素子１Ａを対象物７に固定する際に、余剰な接着剤６を凹部２３の開口部分から振動素子１Ａの側面へ逃がすことができる。そのため、余剰な接着剤６が厚肉部２２の表面を伝って振動部２１側へ広がるのを防止することができる。これにより、振動部２１と接着剤６との離間距離の減少を低減でき、振動部２１で発生する振動の伝搬距離を長く確保することができる。そのため、振動素子１Ａの駆動時の振動漏れを効果的に低減することができる。
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。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の振動素子の第３実施形態について説明する。
図８は、本発明の第３実施形態にかかる振動素子の平面図である。
以下、第３実施形態の振動素子について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第３実施形態にかかる振動素子は、第２の厚肉部が省略されている以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。

図８に示す振動素子１Ｂでは、厚肉部２２は、振動部２１の第１の辺２１１に沿って設けられた第１の厚肉部２２１と、第３の辺に沿って設けられた第３の厚肉部２２３とにより構成されている。すなわち、振動素子１Ｂは、前述した第１実施形態の振動素子１から、第２の厚肉部２２２を省略した構成となっている。このような構成とすることによって、より小型な振動素子が得られる。
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。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の振動素子の第４実施形態について説明する。
図９は、本発明の第４実施形態にかかる振動素子の断面図である。
以下、第４実施形態の振動素子について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第４実施形態にかかる振動素子は、厚肉部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。

図９に示す振動素子１Ｃでは、厚肉部２２の表面（＋Ｙ’軸方向側の主面）は、振動部２１の表面（＋Ｙ’軸方向側の主面）よりも＋Ｙ’軸方向側へ突出して設けられている。一方、厚肉部２２の裏面（−Ｙ’軸方向側の主面）は、振動部２１の裏面（−Ｙ’軸方向側の主面）よりも−Ｙ’軸方向側へ突出して設けられている。
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。

２．振動子
次に、前述した振動素子１を適用した振動子（本発明の振動子）について説明する。
図１０は、本発明の振動子の好適な実施形態を示す断面図である。
図１０に示す振動子１０は、前述した振動素子１と、振動素子１を収容するパッケージ４とを有している。

（パッケージ）
パッケージ４は、上面に開放する凹部４１１を有する箱状のベース４１と、凹部４１１の開口を塞いでベース４１に接合された板状のリッド４２とを有している。そして、凹部４１１がリッド４２によって塞がれることにより形成された収納空間Ｓに振動素子１が収納されている。収納空間Ｓは、減圧（真空）状態となっていてもよいし、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されていてもよい。

ベース４１の構成材料としては、特に限定されないが、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。また、リッド４２の構成材料としては、特に限定されないが、ベース４１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４１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。なお、ベース４１とリッド４２の接合は、特に限定されず、例えば、接着剤を介して接合してもよいし、シーム溶接等により接合してもよい。

ベース４１の凹部４１１の底面には、接続電極４５１、４６１が形成されている。また、ベース４１の下面には、外部実装端子４５２、４６２が形成されている。接続電極４５１は、ベース４１に形成された図示しない貫通電極を介して外部実装端子４５２と電気的に接続されており、接続電極４６１は、ベース４１に形成された図示しない貫通電極を介して外部実装端子４６２と電気的に接続されている。
接続電極４５１、４６１、外部実装端子４５２、４６２の構成としては、それぞれ、導電性を有していれば、特に限定されないが、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）などのメタライズ層（下地層）に、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）などの各被膜を積層した金属被膜で構成することができる。

収納空間Ｓ内に収容されている振動素子１は、凹陥面をベース４１側に向けて、導電性接着剤（固定部材）５１によってベース（対象物）４１に固定されている。導電性接着剤５１は、凹部２３内に充填されている。また、導電性接着剤５１は、さらに、接続電極４５１とパッド電極３３とに接触して設けられている。これにより、導電性接着剤５１を介して接続電極４５１とパッド電極３３とが電気的に接続される。導電性接着剤５１を用いて振動素子１を一カ所（一点）で支持することによって、例えば、ベース４１と圧電基板２の熱膨張率の差によって振動素子１に発生する応力を抑えることができる。

導電性接着剤５１としては、導電性および接着性を有していれば特に限定されず、例えば、シリコーン系、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、ビスマレイミド系等の接着剤に導電性フィラーを分散させたものを用いることができる。
振動素子１のパッド電極３４は、ボンディングワイヤー５２を介して接続電極４６１に電気的に接続されている。前述したように、パッド電極３４は、パッド電極３３と対向して配置されているため、振動素子１がベース４１に固定されている状態では、導電性接着剤５１の直上に位置している。そのため、ワイヤーボンディング時にパッド電極３４に与える振動（超音波振動）の漏れを低減することができ、パッド電極３４へのボンディングワイヤー５２の接続をより確実に行うことができる。

３．発振器
次に、本発明の振動子を適用した発振器（本発明の発振器）について説明する。
図１１は、本発明の発振器の好適な実施形態を示す断面図である。
図１１に示す発振器１００は、振動子１０と、振動素子１を駆動するためのＩＣチップ１１０とを有している。以下、発振器１００について、前述した振動子との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

図１１に示すように、発振器１００では、ベース４１の凹部４１１にＩＣチップ１１０が固定されている。ＩＣチップ１１０は、凹部４１１の底面に形成された複数の内部端子１２０と電気的に接続されている。複数の内部端子１２０には、接続電極４５１、４６１と接続されているものと、外部実装端子４５２、４６２と接続されているものがある。ＩＣチップ１１０は、振動素子１の駆動を制御するための発振回路を有している。ＩＣチップ１１０によって振動素子１を駆動すると、所定の周波数の信号を取り出すことができる。

４．電子機器
次に、本発明の振動子を適用した電子機器（本発明の電子機器）について説明する。
図１２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。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２０００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、フィルター、共振器、基準クロック等として機能する振動子１０（振動素子１）が内蔵されている。

図１３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。この図において、携帯電話機１２００は、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２０００が配置されている。このような携帯電話機１２００には、フィルター、共振器等として機能する振動子１０（振動素子１）が内蔵されている。

図１４は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。

ディジタルスチルカメラ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。

撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、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。また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなディジタルスチルカメラ１３００には、フィルター、共振器等として機能する振動子１０（振動素子１）が内蔵されている。

なお、本発明の振動素子を備える電子機器は、図１２のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１３の携帯電話機、図１４のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、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ー）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、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、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等に適用することができる。

５．移動体
次に、本発明の振動子を適用した移動体（本発明の移動体）について説明する。
図１５は、本発明の移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車１５００には、振動子１０（振動素子１）が搭載されている。振動子１０は、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。

以上、本発明の振動素子、振動子、発振器、電子機器および移動体について、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。また、前述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

また、前述した実施形態では、平面視にて、振動部が矩形をなしているが、振動部の形状は、これに限定されない。言い換えると、前述した実施形態では、振動部の輪郭が有する第１、第２、第３、第４の辺がそれぞれ直線で構成されているものについて説明したが、各辺は、全体的に湾曲していてもよいし、途中で屈曲していてもよい。また、辺同士が連続して接続されていてもよい。

また、前述した実施形態では、振動部の輪郭の一部が厚肉部から開口している構成について説明したが、振動部は、厚肉部から開口した部分を有していなくてもよい。すなわち、振動部の輪郭の全域に沿って厚肉部が形成されていてもよい。
また、前述した実施形態では、圧電基板として水晶基板を用いているが、これに替えて、例えば、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の各種圧電基板を用いてもよい。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…振動素子 ２…圧電基板 ２１…振動部 ２１１…第１の辺 ２１２…第２の辺 ２１３…第３の辺 ２１４…第４の辺 ２１９…振動領域 ２２…厚肉部 ２２１…第１の厚肉部 ２２１ａ…傾斜部 ２２１ｂ…厚肉部本体 ２２２…第２の厚肉部 ２２２ａ…傾斜部 ２２２ｂ…厚肉部本体 ２２３…第３の厚肉部 ２２３ａ…傾斜部 ２２３ｂ…厚肉部本体 ２３…凹部 ３…電極 ３１、３２…励振電極 ３３、３４…パッド電極 ３５、３６…リード電極 ４…パッケージ ４１…ベース ４１１…凹部 ４２…リッド ４５１…接続電極 ４５２…外部実装端子 ４６１…接続電極 ４６２…外部実装端子 ５１…導電性接着剤 ５２…ボンディングワイヤー ６…接着剤 ７…対象物 １０…振動子 １００…発振器 １１０…ＩＣチップ １２０…内部端子 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 １２００…携帯電話機 １２０２…操作ボタン １２０４…受話口 １２０６…送話口 １３００…ディジタルスチルカメラ 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 １３１２…ビデオ信号出力端子 １３１４…入出力端子 １４３０…テレビモニター １４４０…パーソナルコンピューター １５００…自動車 ２０００…表示部 Ａ…線分 Ｂ…直線 Ｇ…重心 Ｏ…中心 Ｓ…収納空間 Ｓ１、Ｓ２…領域

Claims (10)

1. １つの固定部材を介して対象物に固定される厚肉部と、
   前記厚肉部よりも厚みが薄く、励振電極が設けられている振動部と、
   を含む基板を備え、
   前記基板は、平面視で長手形状であり、
   前記基板の重心は、平面視で、前記基板の短手方向の中央に対して短手方向の一方側にずれており、
   前記厚肉部の一方の主面のうち、前記振動部に対して前記基板の長手方向の一方側に位置する領域には、前記固定部材が供給される凹部が設けられていることを特徴とする振動素子。
2. 前記凹部は、前記基板の長手方向の前記一方側の側面に開口している請求項１に記載の振動素子。
3. 前記凹部の重心は、前記基板の平面視にて、前記基板の短手方向の中央に対して短手方向の前記一方側にずれている請求項１または２に記載の振動素子。
4. 前記振動部の外縁の少なくとも一部は、前記基板の短手方向の他方側の側面に露出している請求項１ないし３のいずれか１項に記載の振動素子。
5. 前記振動部の外縁の少なくとも一部は、前記基板の長手方向の他方側の側面に露出している請求項１ないし４のいずれか１項に記載の振動素子。
6. 請求項１ないし５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、を備え、
   前記固定部材が、前記凹部の内面および前記一方の主面の前記凹部の開口に沿った領域周囲に接触していることを特徴とする振動子。
7. 前記固定部材は、導電性接着剤である請求項６に記載の振動子。
8. 請求項６または７に記載の振動子と、
   発振回路と、を備えていることを特徴とする発振器。
9. 請求項６または７に記載の振動子を備えていることを特徴とする電子機器。
10. 請求項６または７に記載の振動子を備えていることを特徴とする移動体。

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