JP2014175803A - 圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器、及び電波時計 - Google Patents

Abstract

【課題】安定的に支持可能な圧電振動片を提供する。
【解決手段】第１振動腕部２１と第２振動腕部２２とが接続される基部２０と、基部２０に形成される一対の端子１６，１７と、を備える圧電振動片３において、基部２０の形状が圧電振動片３の重心２０Ｃに対して点対称となる形状であり、かつ、第１振動腕部２１と第２振動腕部２２のそれぞれの形状が圧電振動片３の重心２０Ｃに対して点対称となる形状であると共に、重心２０Ｃからの距離が略等距離となる位置に一対の端子１６，１７が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器、及び電波時計に関する。

圧電振動子は、時刻源、制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として、各種のデバイスに利用されている。圧電振動子は、パッケージに圧電振動片が収容された構造である。

圧電振動片は、例えば下記の特許文献１および２に記載されているように、パッケージに支持される基部と、基部に接続された一対の振動腕部を備える。圧電振動片は、一般的に、基部のうちパッケージに支持されるマウント部に一対の端子を備える。圧電振動片の振動腕部は、一対の端子を介してパッケージ側から供給される電力によって振動する。

圧電振動片の基部は、一対の振動腕部とほぼ平行であって、例えば特許文献１および２のように一対の振動腕部の間に配置される場合もあるし、一対の振動腕部を囲むＵ字型である場合もある。このような基部において、マウント部は、例えば特許文献１および２の導電パッドのように、基部の長手方向の中央付近に並んで配置される。

特開２００６−３４５５１７号公報 特開２００６−３４５５１９号公報

上述のような圧電振動子は、マウント部の配置によっては圧電振動片の支持が不安定になり、圧電振動片が所望の姿勢から傾いてしまうことがありえる。圧電振動片が所望の姿勢から傾いていると、圧電振動片が他の部材と衝突したり、圧電振動片の振動特性が所望の特性からずたりすることで、振動不良が発生することがありえる。結果として、圧電振動子が実装されたデバイスに動作不良が発生することがありえる。

本発明は、安定的に支持可能な圧電振動片を提供することを目的とする。また、本発明は、振動不良の発生を抑制できる圧電振動子、動作不良の発生を抑制できる電子機器及び電波時計を提供することを目的とする。

本発明によれば、第１振動腕部と第２振動腕部とが接続される基部と、前記基部に形成される一対の端子と、を備える圧電振動片において、前記基部の形状が前記圧電振動片の重心に対して点対称となる形状であり、かつ、前記第１振動腕部と前記第２振動腕部のそれぞれの形状が前記圧電振動片の重心に対して点対称となる形状であると共に、前記重心からの距離が略等距離となる位置に前記一対の端子が形成されていることを特徴とする。

上記圧電振動片において、第１振動腕部と第２振動腕部の先端には、幅広のハンマー部が形成されていると好適である。

上記圧電振動片において、第１振動腕部と第２振動腕部の主面及び裏面の少なくとも一方には、溝部が形成されていると好適である。

上記圧電振動片において、基部の一方の端部が第１振動腕部の先端付近まで延びており、基部の他方の端部が第２振動腕部の先端付近まで延びていると好適である。

上記圧電振動片において、一対の端子は基部の両端にそれぞれ配置されていると好適である。

第１の態様の圧電振動片において、基部の一端部は、基部の長手方向と交差する方向に延びており、基部の他端部は、一端部と反対向きに延びていてもよい。

また、本発明の圧電振動子は、上記圧電振動片と、該圧電振動片が内部に実装されるパッケージと、を備え、該圧電振動片における一対の端子がそれぞれパッケージ内におけるマウント電極に電気的に接続されていることを特徴とする。

また、本発明の発振器は、上記圧電振動子と、該圧電振動子と電気的に接続された集積回路と、を備える。

また、本発明の電子機器は、上記圧電振動子を含む計時部を備える。

また、本発明の電波時計は、上記圧電振動子を含むフィルタ部を備える。

本発明は、安定的に支持可能な圧電振動片を提供することができる。また、本発明は、振動不良の発生を抑制できる圧電振動子、動作不良の発生を抑制できる電子機器及び電波時計を提供することができる。

本実施形態の圧電振動子を示す分解斜視図である。 圧電振動片を厚み方向から見た平面図である。 変形例の圧電振動片を厚み方向から見た平面図である。 本実施形態の発振器を示す図である。 本実施形態の携帯情報機器の一例を示す図である。 本実施形態の電波時計を示す図である。

次に、実施形態について説明する。図１は、本実施形態の圧電振動子１を示す分解斜視図である。この圧電振動子１は、いわゆるセラミックパッケージタイプの表面実装型振動子である。圧電振動子１は、気密に封止されたキャビティＣを有するパッケージ２と、キャビティＣに収容された圧電振動片３とを備える。

図１の圧電振動子１は、外形が概ね直方体状である。以下の説明においては、圧電振動片３の厚み方向Ｔからみた場合の圧電振動子１の長手方向を長さ方向Ｌ、圧電振動子１の短手方向を幅方向Ｗという。

パッケージ２は、パッケージ本体（ベース部材）４と、封口板（リッド部材）５とを備える。パッケージ本体４は、有底の凹部を有する部材である。封口板５は、パッケージ本体４の凹部の開口を塞いでおり、パッケージ本体４と接合されている。キャビティＣは、パッケージ本体４の凹部の内側に相当する内部空間であり、パッケージ本体４と封口板５とによって、パッケージ２の外部と仕切られている。

パッケージ本体４は、第１ベース基板１０と、第１ベース基板１０上に配置された第２ベース基板１１と、第２ベース基板１１上に配置されたシールリング１２とを含む。

第１ベース基板１０と第２ベース基板１１は、ぞれぞれ、厚み方向Ｔから見た外形が概ね長方形の板状部材である。第２ベース基板１１は、厚み方向Ｔからみた外形寸法が第１ベース基板１０とほぼ同じである。

第１ベース基板１０と第２ベース基板１１は、それぞれ、セラミックス製である。第１ベース基板１０と第２ベース基板１１の形成材料は、例えば、アルミナを主成分とする高温焼成セラミックス（ＨＴＣＣ）であってもよいし、ガラスセラミックス等の低温焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）であってもよい。

第２ベース基板１１は、第１ベース基板１０に重ねられており、第１ベース基板１０と焼結などで結合されている。すなわち、第２ベース基板１１は、第１ベース基板１０と一体化されている。第２ベース基板１１において、第１ベース基板１０と反対を向く面は、パッケージ本体４の凹部の底面に相当し、圧電振動片３がマウントされる実装面１１ａである。

シールリング１２は、枠状部材であり、パッケージ本体４の凹部の側壁を含む。シールリング１２は、厚み方向Ｔから見た場合の外形寸法が、第２ベース基板１１よりも一回り小さい。シールリング１２は、銀ロウ等のロウ材や半田材等を用いた焼付けによって、実装面１１ａに接合されている。シールリング１２は、実装面１１ａ上に形成された金属接合層に対する溶着等によって、実装面１１ａと接合されていてもよい。この金属接合層は、電解メッキ法、無電解メッキ法、蒸着法、スパッタ法の少なくとも１つを用いて形成されていてもよい。

シールリング１２は、導電性の部材であり、例えばニッケル基合金を含む。このニッケル基合金は、コバール、エリンバー、インバー、４２−アロイのうち１種または２種以上を含んでいてもよい。シールリング１２の形成材料は、第１ベース基板１０及び第２ベース基板１１と熱膨張係数が近い材料から選択されていてもよい。例えば、第１ベース基板１０及び第２ベース基板１１の形成材料として、熱膨張係数が６．８×１０^-6／℃のアルミナを用いる場合には、シールリング１２の形成材料は、熱膨張係数が５．２×１０^-6／℃のコバールであってもよいし、熱膨張係数が４．５〜６．５×１０^-6／℃の４２−アロイであってもよい。

封口板５は、シールリング１２上に重ねられており、シールリング１２の開口を塞いでいる。上述のキャビティＣは、第２ベース基板１１とシールリング１２と封口板５とに囲まれる空間である。すなわち、圧電振動片３は、厚み方向Ｔから見た場合に、シールリング１２の内側に収容されている。

封口板５は、導電性の基板であり、シールリング１２と接合されている。シールリング１２は、例えば、ローラ電極を接触させることによるシーム溶接、レーザ溶接、超音波溶接などの溶接によって、封口板５と接合される。封口板５とシールリング１２とを溶接する場合に、封口板５の下面とシールリング１２の上面の一方または双方にニッケル、金等の接合層が設けられていると、溶接による接合の信頼性が向上し、例えばキャビティＣの気密性を確保しやすくなる。

シールリング１２の内側における第２ベース基板１１の実装面１１ａ上には、電極パッド１４および電極パッド１５が設けられている。電極パッド１４と電極パッド１５は、圧電振動片３と電気的に接続される一対の端子である。詳しくは後述するが、圧電振動片３には、一対の端子をなす第１端子１６および第２端子１７が設けられている。電極パッド１４は、圧電振動片３の第１端子１６と電気的に接続され、電極パッド１５は、圧電振動片３の第２端子１７と電気的に接続される。

第１ベース基板１０の下面には、外部電極１８および外部電極１９が設けられている。外部電極１８および外部電極１９は、圧電振動子１の外部のデバイス、例えば圧電振動子１が実装されるデバイスからの電力の供給を受ける端子である。

パッケージ本体４には、電極パッド１４と外部電極１８とを電気的に接続する第１配線（図示略）と、電極パッド１５と外部電極１９とを電気的に接続する第２配線（図示略）とが設けられている。すなわち、外部電極１８に印加された電位は、第１配線および電極パッド１４を介して、圧電振動片３の第１端子１６に印加される。また、外部電極１９に印加された電位は、第２配線および電極パッド１５を介して、圧電振動片３の第２端子１７に印加される。圧電振動片３は、第１端子１６および第２端子１７に供給される電力によって、振動する。

なお、第１配線は、例えば、第１ベース基板１０を厚み方向Ｔに貫通して外部電極１８と導通する第１貫通電極と、第２ベース基板１１を厚み方向Ｔに貫通して電極パッド１４と導通する第２貫通電極と、第１ベース基板１０と第２ベース基板との間に設けられ、第１貫通電極と第２貫通電極とを電気的に接続する接続配線とを含む。電極パッド１５と外部電極１９とを電気的に接続する第２配線は、第１配線と同様の構成である。第１配線と第２配線の構成は、適宜変更できる。

次に、圧電振動片３について説明する。この圧電振動片３は、図１に示すような板状の部品である。圧電振動片３は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料からなる基板に、エッチングなどで形状加工が施され、電極あるいは配線として導電膜パターンが形成されたものである。

図２は、圧電振動片３を厚み方向Ｔから見た平面図である。圧電振動片３は、基部２０、第１振動腕部２１、及び第２振動腕部２２を備える。本実施形態において、基部２０と第１振動腕部２１と第２振動腕部２２は、一体的に形成されており、隣接する各部が界面なく連続している。図２には、各部の範囲を示すために、各部の基端あるいは先端を２点鎖線で示した。

基部２０は、一対の端子をなす第１端子１６および第２端子１７を備える。また、圧電振動片３の重心２０Ｃに対して点対称な形状を有しており、第１端子１６、第２端子１７は、重心２０Ｃから略等距離の位置にそれぞれ配置されている。また、第１端子１６と第２端子１７のそれぞれは、図１に示したパッケージ側の電極パッド１４、電極パッド１５と電気的に接続される。これらの接続には、導電性接着剤を使用することができる。即ち、このような構成により、重心２０Ｃに対して対称な位置で圧電振動片３を支持することができる。

なお、第１端子１６、第２端子１７は、電極パッド１４、電極パッド１５と導電性接着剤を介することなく直接的に接触していてもよい。また、第１端子１６と電極パッド１４との電気的な接続には、導電性接着剤以外の接続方法（例えば金属バンプなど）が用いられていてもよい。

また、基部２０は少なくとも１カ所の折れ曲がり部を有していてもよい。本実施形態では、第１振動腕部２１、第２振動腕部２２の先端付近で基部２０がぞれぞれの振動腕部の先端から離れる向きに折れ曲がっている。これによれば、基部２０が折れ曲がっている分、圧電振動片３のサイズを大きくすることなく、基部２０の長さを長くすることができるので、第１振動腕部２１、第２振動腕部２２の振動が基部２０の第１端子１６、第２端子１７を介してパッケージ側へ伝播する所謂「振動漏れ」を効果的に防ぐことが可能になる。即ち、基部２０において振動を十分に減衰させることが可能になる。

本実施形態における基部２０は、Ｚ字状に折れ曲がっている。この基部２０は、所定方向に直線的に延びる帯状の中央部２３と、所定方向における中央部２３の一端２３ａに連続する一端部２４と、所定方向における中央部２３の他端２３ｂに連続する他端部２５とを含む。

本実施形態において、中央部２３が延びる所定方向は、基部２０の長手方向に相当し、圧電振動子１の長さ方向Ｔとほぼ平行である。中央部２３は、基部２０のうち、ほぼ均一な幅で直線的に延びる帯状の部分である。

基部２０の一端部２４は、基部２０の長手方向の１つの端部である。一端部２４は、中央部２３から折れ曲がって、幅方向Ｗの−Ｗ側に延びている。第１端子１６は、一端部２４に設けられており、ここでは一端部２４のうち基端２４ａよりも先端２４ｂの近くに配置されている。

基部２０の他端部２５は、基部２０の長手方向のもう１つの端部である。他端部２５は、中央部２３から折れ曲がって、幅方向Ｗの＋Ｗ側に延びている。すなわち、他端部２５の基端２５ａから先端２５ｂへの向きは、一端部２４の基端２４ａから先端２４ｂへの向きと反対である。第２端子１７は、他端部２５に設けられており、ここでは他端部２５のうち基端２５ａよりも先端２５ｂの近くに配置されている。

本実施形態における基部２０は、圧電振動片３の重心２０Ｃに関して点対称な形状であり、重心２０Ｃの周りで１８０°回転させた状態の輪郭が回転前の輪郭とほぼ一致する。すなわち、一端部２４と他端部２５は、圧電振動片３の重心２０Ｃに関して点対称な形状および位置関係である。

第１振動腕部２１と第２振動腕部２２は、それぞれ、第１端子１６と第２端子１７との間の基部２０に接続されており、基部２０に片持ちで支持されている。第１振動腕部２１と第２振動腕部２２は、それぞれ、第１端子１６および第２端子１７から供給される電力によって、基部２０の中央部２３に近づく向きと中央部２３から離れる向きとに振動する。

第１振動腕部２１は、長手方向を有する振動腕部３０と、振動腕部３０と基部２０とを接続する接続部３１と、振動腕部３０の先端３０ｂに設けられた幅広のハンマー部３２とを含む。先端にハンマー部３２を形成することにより、圧電振動片３を大型化することなく、圧電振動片３の周波数を所望の範囲まで抑えることが可能になる。

接続部３１は、基部２０を基端３１ａとして基部２０と連続している。接続部３１の基端３１ａは、長さ方向Ｌにおいて、圧電振動片３の重心２０Ｃを含む範囲に分布している。接続部３１は、その基端３１ａから長さ方向Ｌの＋Ｌ側かつ幅方向Ｗの＋Ｗ側に向かって、基部２０と鋭角をなして延びている。すなわち、接続部３１は、基部２０の長手方向と非垂直に交差する方向へ延びている。接続部３１の先端３１ｂは、基端３１ａよりも長さ方向Ｌの＋Ｌ側に配置されている。

振動腕部３０は、接続部３１の先端３１ｂを基端３０ａとして、接続部３１と連続している。振動腕部３０は、第１振動腕部２１のうち、均一な幅で直線的に延びる帯状の部分である。振動腕部３０の長手方向は、圧電振動子１の長さ方向Ｌと平行であり、基部２０の長手方向とも平行である。振動腕部３０には、その長手方向に沿って溝部３３が形成されている。振動腕部３０の基端３０ａから先端３０ｂへの向きは、長さ方向Ｌの＋Ｌ側から−Ｌ側へ向かう向きである。

振動腕部３０には、図示略の一対の励起電極が形成されている。一対の励起電極のうち第１励起電極は、接続部３１と基部２０とに形成された第１配線パターンを介して、第１端子１６と電気的に接続されている。一対の励起電極のうち第２励起電極は、接続部３１と基部２０とに形成された第２配線パターンを介して、第２端子１７と電気的に接続されている。一対の励起電極は、第１端子１６および第２端子１７を介して供給される電力により、振動腕部３０のうち圧電材料からなる所定部分に電圧を印加する。振動腕部３０は、一対の励起電極から所定部分に電圧が印加されることによって、振動腕部３０の基端３０ａを起点として振動する。

なお、接続部３１の先端３１ｂを含む部分は、振動腕部３０とともに振動することがありえるが、その振幅が振動腕部３０の振幅よりも十分に小さい。すなわち、接続部３１の先端３１ｂは、振動する振動腕部の基本波の節の位置またはその近傍の位置に相当する。

ハンマー部３２は、振動腕部３０の先端３０ｂを基端３２ａとして、振動腕部３０と連続している。ハンマー部３２の幅方向Ｗの寸法（幅）は、振動腕部の幅方向Ｗの寸法（幅）よりも広い。

第２振動腕部２２は、圧電振動片３の重心２０Ｃに関して、第１振動腕部２１と回転対称な形状および位置関係である。第２振動腕部２２は、第１振動腕部２１と同様の構造であり、長手方向を有する振動腕部３４と、振動腕部３４と基部２０とを接続する接続部３５と、振動腕部３４の先端３４ｂに設けられたハンマー部３６とを含む。第２振動腕部２２の各部については、第１振動腕部２１と重複する説明を簡略化あるいは省略する。

接続部３５は、基部２０を基端３５ａとして基部２０と連続している。接続部３５の基端３５ａは、基部２０の中央部２３に対して、第１振動腕部２１における接続部３１の基端３１ａと反対側に配置されている。接続部３５は、その基端３５ａから長さ方向Ｌの−Ｌ側かつ幅方向Ｗの−Ｗ側に向かって、基部２０と鋭角をなして延びている。すなわち、接続部３５の基端３５ａから先端３５ｂへの向きは、第１振動腕部２１における接続部３１の基端３１ａから先端３１ｂへの向きと反対向きである。

振動腕部３４は、接続部３５の先端３５ｂを基端３４ａとして、接続部３５と連続している。振動腕部３４の長手方向は、第１振動腕部２１の振動腕部３４の長手方向と平行である。振動腕部３４には、その長手方向に沿って溝部３７が形成されている。振動腕部３４の基端３４ａから先端３４ｂへの向きは、長さ方向Ｌの−Ｌ側から＋Ｌ側へ向かう向きであり、振動腕部３０の基端３０ａから先端３０ｂへの向きと反対向きである。

振動腕部３４には、第１振動腕部２１の振動腕部と同様に、一対の励起電極が形成されている。振動腕部３４は、その所定部分に一対の励起電極から電圧が印加されることによって、振動腕部３４の基端３４ａを起点として振動する。

次に、第１振動腕部２１と第２振動腕部２２との位置関係について、より詳しく説明する。第２振動腕部２２は、第１端子１６と第２端子１７との間の、仮想線ＣＬに対して第１振動腕部２１と反対側の基部２０に接続されている。仮想線ＣＬは、第１端子１６と第２端子１７とを結ぶ線である。

本実施形態において、第１振動腕部２１は、仮想線ＣＬよりも＋Ｗ側の第１部分２１ａと、仮想線よりも−Ｗ側の第２部分２１ｂとを含み、第１部分２１ａが第２部分２１ｂよりも大きい。また、第２振動腕部２２は、仮想線ＣＬよりも−Ｗ側の第３部分２２ａと、仮想線ＣＬよりも＋Ｗ側の第４部分２２ｂとを含み、第３部分２２ａが第４部分２２ｂよりも大きい。第２振動腕部２２のうち仮想線ＣＬを境界とする２つの部分で相対的に大きい第３部分２２ａは、仮想線ＣＬに対して、第１振動腕部２１のうち仮想線ＣＬを境界とする２つの部分で相対的に大きい第１部分２１ａとは反対側に接続されている。

本実施形態においては、第１振動腕部２１の第１部分２１ａが第２部分２１ｂよりも大きいので、第１振動腕部２１の重心は、仮想線ＣＬよりも＋Ｗ側に配置される。また、第２振動腕部２２の第３部分２２ａが第４部分２２ｂよりも大きいので、第２振動腕部２２の重心は、仮想線ＣＬよりも−Ｗ側に配置される。すなわち、第２振動腕部２２の重心は、第１端子１６と第２端子１７とを結ぶ仮想線ＣＬに対して、第１振動腕部２１の重心と反対側に配置される。

本実施形態において、基部２０は、長手方向を有する中央部２３を含み、第１振動腕部２１は、中央部２３よりも＋Ｗ側に配置される。また、第２振動腕部２２は、中央部２３よりも−Ｗ側に配置されている。換言すると、第２振動腕部２２は、基部２０の中央部２３に対して、第１振動腕部２１と反対側に配置されている。

上述のような圧電振動片３において、基部２０は、第１端子１６を含む第１マウント部、及び第２端子１７を含む第２マウント部によって、両持ちで支持される。そのため、基部２０は、第１端子１６と第２端子１７との間において、所望の姿勢から傾くこと、撓むことなどが抑制される。第１振動腕部２１と第２振動腕部２２のそれぞれは、このような第１端子１６と第２端子１７との間の基部２０に接続されているので、所望の姿勢から傾くことなどが抑制される。

また、圧電振動片３は、第２振動腕部２２が仮想線ＣＬに対して第１振動腕部２１の反対側に接続されているので、仮想線ＣＬを境界として第１振動腕部２１の接続側と第２振動腕部２２の接続側とで重量のバランスをとりやすい。そのため、圧電振動片３は、例えば仮想線ＣＬの周りで回転するように傾くことが抑制され、安定的に支持される。

圧電振動片３は、安定的に支持可能であるので、第１振動腕部２１あるいは第２振動腕部２２とパッケージ２との接触を抑制すること、第１振動腕部２１あるいは第２振動腕部２２が所望の姿勢からのずれることを抑制すること等ができ、例えば所望の振動特性を実現できる。結果として、圧電振動片３を備える圧電振動子１は、振動不良の発生を抑制でき、信頼性が高くなる。

本実施形態において、第１振動腕部２１における振動腕部３０の基端３０ａから先端３０ｂへの向きは、第２振動腕部２２における振動腕部３４の基端３４ａから先端３４ｂへの向きと反対向きである。そのため、一対の振動腕部が同じ方向に延びている場合と比較して、長手方向の一方側と他方側とで重量のバランスをとりやすく、圧電振動片３を安定的に支持できる。

本実施形態において、基部２０の一端部２４は、基部２０の長手方向と交差する幅方向Ｗの＋Ｗ側に延びており、他端部２５は、幅方向Ｗにおいて一端部２４と反対向きの−Ｗ側に延びている。そのため、幅方向Ｗの一方側と他方側とで重量のバランスをとりやすく、圧電振動片３を安定的に支持できる。

本実施形態において、第１振動腕部２１は、振動腕部３０およびハンマー部３２を含み、振動腕部３０が接続部３１により基部２０に接続された構造である。そのため、圧電振動片３は、振動腕部３０を効率よく振動させることができるとともに、振動腕部３０と基部２０との間に接続部３１が介在することで、振動腕部３０と基部２０との間における振動の伝播を抑制できる。

本実施形態において、第１振動腕部２１の接続部３１は、基部２０の長手方向と非垂直に交差する方向に延びている。そのため、接続部３１が基部２０と垂直である場合と比較して、振動腕部３０と基部２０との間の経路長が長くなり、振動腕部３０と基部２０との間の振動の伝播を格段に抑制できる。第２振動腕部２２に関しても同様に、振動腕部３４と基部２０との間の振動の伝播を格段に抑制できる。

本実施形態において、第１端子１６は、基部２０の長手方向の一端部２４に配置されているので、第１振動腕部２１あるいは第２振動腕部２２と基部２０との接続位置から第１端子１６までの経路長が長くなる。そのため、パッケージにマウントされる第１端子１６の位置と、第１振動腕部２１あるいは第２振動腕部２２との間の振動の伝播を抑制できる。第２端子１７に関しても同様に、パッケージにマウントされる第２端子１７の位置と、第１振動腕部２１あるいは第２振動腕部２２との間の振動の伝播を抑制できる。
つまり、基部２０の形状が圧電振動片３の重心に対して点対称となる形状であり、かつ、第１振動腕部２１と第２振動腕部２２のそれぞれの形状が圧電振動片３の重心２０Ｃに対して点対称となる形状であると共に、重心２０Ｃからの距離が略等距離となる位置に一対の端子１６、１７が形成されているので、圧電振動片３をバランスよく支持することができる。よって圧電振動片３の耐衝撃性を向上させることが可能になる。

次に、圧電振動片の変形例について説明する。図３は、変形例の圧電振動片６を厚み方向Ｔから見た平面図である。変形例において、図２の圧電振動片３と同様の構成については、同じ符号を付して説明を簡略化あるいは省略する。

本変形例の圧電振動片６において、基部２０は、長さ方向Ｔに直線的に延びる帯状である。第１端子１６は、基部２０の中心よりも一端２０ａに寄せて配置されており、第２端子１７は、基部２０の中心よりも他端２０ｂに寄せて配置されている。第１端子１６と第２端子１７とを結ぶ仮想線ＣＬは、基部２０の長手方向とほぼ平行である。

図２の圧電振動片３において、第１振動腕部２１は仮想線ＣＬをまたいでいたが、本変形例における第１振動腕部２１は、仮想線ＣＬを境界とする領域の片側（＋Ｗ側）のみに配置されている。第２振動腕部２２は、仮想線ＣＬに対して第１振動腕部２１と反対側（−Ｗ側）のみに配置されている。長さ方向Ｔにおいて、第１振動腕部２１の両端の位置は、基部２０の両端の位置とほぼ同じであり、第２振動腕部２２の両端の位置は、基部２０の両端の位置とほぼ同じである。

本変形例の圧電振動片６は、図２を参照して説明した圧電振動片３と同様に、安定的に支持可能であり、この圧電振動片６を備える圧電振動子１は、振動不良の発生を抑制できる。

ここで、圧電振動片６は、図２の圧電振動片３と外形寸法が同じであるものとする。圧電振動片６は、図２の圧電振動片３と比較して、接続部３１を長さ方向Ｌに長くすることができる。そのため、圧電振動片６は、基部２０と振動腕部３０との間の振動の伝播を抑制できる。また、第２振動腕部２２に関しても同様に、基部２０と振動腕部３４との間の振動の伝播を抑制できる。また、圧電振動片６は、図２の圧電振動片３と比較して、長さ方向Ｌにおける振動腕部３０の長さとハンマー部３２の長さの一方または双方を長くすることができる。そのため、圧電振動片６は、第１振動腕部２１の設計自由度が高くなり、第２振動腕部２２に関しても設計自由度が高くなる。結果として、圧電振動片６は、振動特性の設計自由度が高くなる。

次に、本実施形態に係る発振器について説明する。図４は、本実施形態の発振器１００を示す図である。発振器１００は、基板１０１、電子部品１０２、集積回路１０３、及び圧電振動子１を備える。電子部品１０２は、例えばキャパシタなどであり、基板１０１に実装されている。集積回路１０３は、発振器用であり、基板１０１に実装されている。集積回路１０３は、圧電振動子１と電子部品１０２のそれぞれと、図示略の配線を介して電気的に接続されている。圧電振動子１は、例えば、基板１０１において集積回路１０３の近傍に実装される。圧電振動子１は、図１などを参照して説明した本実施形態の圧電振動子であり、発振子として機能する。発振器１００の少なくとも一部は、適宜、図示しない樹脂によりモールドされていてもよい。

発振器１００は、圧電振動子１に電力が供給されると、圧電振動子１の圧電振動片が振動する。圧電振動片の振動は、圧電振動片が有する圧電特性により、電気信号へ変換される。この電気信号は、圧電振動子１から集積回路１０３へ出力される。集積回路１０３は、圧電振動子１から出力された電気信号に各種処理を実行することで、周波数信号を生成する。

発振器１００は、例えば、時計用の単機能発振器、コンピューターなどの各種装置の動作タイミングを制御するタイミング制御装置、時刻あるいはカレンダーなどを提供する装置などに応用できる。集積回路１０３は、発振器１００に要求される機能に応じて構成され、いわゆるＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュールを含んでいてもよい。

本実施形態の発振器１００は、振動不良の発生が抑制された圧電振動子１を備えているので、例えば圧電振動子１から出力される電気信号のノイズなどが低減される。結果として、例えば集積回路１０３で電気信号の処理の遅延や不良などが低減され、発振器１００は、動作不良の発生が抑制される。

次に、本実施形態に係る電子機器の一つの形態として、携帯情報機器について説明する。この携帯情報機器は、腕時計のような形態であり、一般的な携帯電話よりも格段に小型および軽量であるが、携帯電話と同様の通信が可能である。この携帯情報機器は、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイなどの表示部が配置されており、表示部に時刻情報などを表示可能である。また、この携帯情報機器は、バンドの内側部分にスピーカ、マイクロフォンなどの入出力部が設けられており、入出力部を利用して通話などが可能である。

図５は、本実施形態の携帯情報機器１１０の一例を示す図である。図５に示す携帯情報機器１１０は、計時部１１１、表示部１１２、通信部１１３、制御部１１４、電源部１１５、電圧検出部１１６、及び電源遮断部１１７を備える。

制御部１１４は、携帯情報機器１１０の各部を総括的に制御する。例えば、制御部１１４は、計時部１１１による時刻の計測、表示部１１２による情報の表示、通信部１１３による外部との通信などを制御する。制御部１１４は、例えば、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、このＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出し、このプログラムに従って各種処理を実行するＣＰＵと、このＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭとを含む。

計時部１１１は、集積回路、及び圧電振動子１を備える。この集積回路は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路、及びインターフェース回路を含む。圧電振動子１は、図１を参照して説明したような本実施形態に係る圧電振動子である。圧電振動子１は、電力の供給を受けて圧電振動片が振動し、この振動を、圧電振動片が有する圧電特性に応じた電気信号に変換する。圧電振動子１から出力された電気信号は、集積回路の発振回路へ入力される。

計時部１１１の集積回路において、発振回路の出力は、二値化されてレジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。この計数結果は、インターフェース回路を介して制御部１１４に供給される。制御部１１４は、集積回路からの計数結果に基づいて各種演算などを実行することで時刻や日付などを算出し、その算出結果に基づいて、表示部１１２に時刻、日付、カレンダーなどの各種情報を表示させる。

通信部１１３は、外部との通信、すなわち外部へのデータの送信および外部からのデータの受信を行う。通信部１１３は、無線部１２０、音声処理部１２１、切替部１２２、増幅部１２３、音声入出力部１２４、電話番号入力部１２５、着信音発生部１２６、及び呼制御メモリ部１２７を含む。

無線部１２０は、符号化された音声データ等の各種データを、アンテナ１２８を介して基地局とやりとりする。音声処理部１２１は、無線部１２０から入力されたデータを、復号化して増幅部１２３へ出力する。また、音声処理部１２１は、増幅部１２３から入力されたデータを、符号化して無線部１２０へ出力する。増幅部１２３は、音声処理部１２１と音声入出力部１２４との間の信号の受け渡しを行うとともに、受け渡される信号を適宜、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１２４は、スピーカおよびマイクロフォンなどを含み、増幅部１２３からの信号に応じた音声を外部へ出力し、外部から音声の入力を受け付ける。

また、切替部１２２は、基地局からの呼び出しなどに応じた制御部１１４からの指令により、着信音発生部１２６を増幅部１２３と接続する。着信音発生部１２６は、基地局からの呼び出しに応じた制御部１１４からの指令により、着信音のデータを切替部１２２に出力する。すなわち、制御部１１４は、基地局からの呼び出しなどに応じて、着信音のデータを増幅部１２３へ出力させることにより、音声入出力部１２４によって着信音を出力させる。

呼制御メモリ部１２７は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部１２５は、例えば０から９の番号キー及びその他のキーを備え、これら番号キー等の押下により、通話先の電話番号等の入力に利用される。

電源部１１５は、例えばリチウムイオン二次電池を含み、携帯情報機器１１０の各部へ電力を供給する。電圧検出部１１６は、電源部１１５から携帯情報機器１１０の各部へ供給されている電圧を検出する。電圧検出部１１６は、検出した電圧が所定値以下になった場合に、電圧が所定値以下であることを制御部１１４に通知する。この所定値は、通信部１１３を安定して動作させるために必要とされる電圧として予め設定されている値であり、例えば３Ｖ程度である。電圧検出部１１６から電圧降下の通知を受けた制御部１１４は、無線部１２０、音声処理部１２１、切替部１２２、及び着信音発生部１２６を含む複数の機能部の少なくとも一部の動作を、禁止または制限する。この場合に、制御部１１４は、複数の機能部のうち相対的に消費電力が大きい機能部の動作を、複数の機能部のうち相対的に消費電力が小さい機能部よりも先に禁止または制限する。制御部１１４は、供給電力の低下によって機能が停止または制限されていることを示す情報を、表示部１１２に表示させる。この表示は、文字を含んでいてもよいし、記号を含んでいてもよく、例えば表示部１１２に表示された電話アイコンに×（バツ）印を付ける態様でもよい。電源遮断部１１７は、複数の機能部のうち、電圧低下により機能が停止する機能部への電力の供給を選択的に停止する。

上述の携帯情報機器１１０のような本実施形態の電子機器は、振動不良の発生が抑制された圧電振動子１を備えているので、動作不良の発生が抑制される。

次に、電波時計について説明する。電波時計は、表示する時刻を、標準電波から取得される時刻に合わせる機能を有する。標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を含む変調信号によって、所定周波数の搬送波にＡＭ変調をかけたものである。標準電波は、例えば日本国内では、福島県の送信所と佐賀県の送信所とから送信されている。福島県の送信所から送信される標準電波は、搬送波の周波数が４０ｋＨｚであり、佐賀県の送信所から送信される標準電波は、搬送波の周波数が６０ｋＨｚである。

図６は、本実施形態の電波時計１３０を示す図である。この電波時計１３０は、アンテナ１３１、アンプ１３２、フィルタ部１３３、検波整流回路１３４、波形整形回路１３５、ＣＰＵ１３６、及びＲＴＣ１３７を備える。

アンテナ１３１は、標準電波を受信する。アンプ１３２は、アンテナ１３１が受信した標準電波の信号を、増幅してフィルタ部１３３へ出力する。フィルタ部１３３は、アンプ１３２からの信号を、濾波、同調して検波整流回路１３４へ出力する。検波整流回路１３４は、フィルタ部１３３からの信号を、検波復調して波形整形回路１３５へ出力する。波形整形回路１３５は、検波整流回路１３４からの信号からタイムコードを取得し、このタイムコードをＣＰＵ１３６へ供給する。ＣＰＵ１３６は、タイムコードから現在の年、積算日、曜日、時刻等の時刻に関する情報を取得する。ＲＴＣ１３７は、いわゆるリアルタイムクロックであり、現在の年、月、日、時、分、秒などの情報を保持している。ＣＰＵ１３６は、タイムコードから取得した時刻に関する情報を、ＲＴＣ１３７が保持する情報に反映させる。ＲＴＣ１３７が保持する情報は、適宜読みだされて、時刻の表示に利用される。

フィルタ部１３３は、濾波する信号の周波数に相当する共振周波数の圧電振動子を含む。フィルタ部１３３において、圧電振動子は、共振子として機能する。例えば、図６の電波時計１３０は、日本国内での使用が想定されたものであり、フィルタ部１３３は、共振周波数が４０ｋＨｚの圧電振動子１ａと、共振周波数が６０ｋＨｚの圧電振動子１ｂとを含む。なお、日本国内以外の地域での使用が想定される電波時計１３０は、使用される地域に対応した標準電波の搬送波の周波数に応じて、フィルタ部１３３の圧電振動子の共振周波数が設定される。

本実施形態において、フィルタ部１３３の圧電振動子１ａと圧電振動子１ｂは、それぞれ、図１を用いて説明したような本実施形態の圧電振動子である。本実施形態の電波時計１３０は、振動不良の発生が抑制された圧電振動子１を備えているので、動作不良の発生が抑制される。

なお、本発明の技術範囲は、上述の実施形態あるいは変形例に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態あるいは変形例で説明した要素の１つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態あるいは変形例で説明した要素は、適宜組み合わせることができる。

なお、上述の実施形態において、圧電振動子１は、セラミックパッケージタイプの圧電振動子であるが、いわゆるガラスパッケージタイプの圧電振動子であってもよい。また、第１ベース基板１０及び第２ベース基板１１の２枚の基板でベース基板を構成したが、ベース基板は、１枚の基板で構成されていてもよい。

なお、上述の実施形態において、パッケージ本体４は、ベース基板にシールリング１２を接合することで、キャビティＣとなる凹部が形成されているが、シールリング１２を用いる代わりにベース基板に凹部を形成が形成されていてもよい。

なお、上述の実施形態において、第１振動腕部２１の振動腕部３０と基部２０とを接続する接続部３１は、中央部２３に対して非垂直に延びているが、中央部２３と垂直に延びていてもよい。

１ 圧電振動子、１ａ 圧電振動子、１ｂ 圧電振動子、３ 圧電振動片、６ 圧電振動片、１６ 第１端子、１７ 第２端子、２０ 基部、２１ 第１振動腕部、２２ 第２振動腕部、２４ 一端部、２５ 他端部、３０ 振動腕部、３１ 接続部、３２ ハンマー部、３４ 振動腕部、３５ 接続部、３６ ハンマー部、１００ 発振器、１１０ 携帯情報機器（電子機器）、１１１ 計時部、１３０ 電波時計、１３３ フィルタ部

Claims (10)

1. 第１振動腕部と第２振動腕部とが接続される基部と、
   前記基部に形成される一対の端子と、を備える圧電振動片において、
   前記基部の形状が前記圧電振動片の重心に対して点対称となる形状であり、かつ、前記第１振動腕部と前記第２振動腕部のそれぞれの形状が前記圧電振動片の重心に対して点対称となる形状であると共に、前記重心からの距離が略等距離となる位置に前記一対の端子が形成されていることを特徴とする圧電振動片。
2. 前記第１振動腕部と前記第２振動腕部の先端には、幅広のハンマー部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動片。
3. 前記第１振動腕部と前記第２振動腕部の主面及び裏面の少なくとも一方には、溝部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電振動片。
4. 前記基部の一方の端部が前記第１振動腕部の先端付近まで延びており、前記基部の他方の端部が前記第２振動腕部の先端付近まで延びていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の圧電振動片。
5. 前記一対の端子は前記基部の両端にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の圧電振動片。
6. 前記基部は少なくとも１カ所の折れ曲がり部を有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の圧電振動片。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の圧電振動片と、
   前記圧電振動片が内部に実装されるパッケージと、を備え、
   前記圧電振動片における前記一対の端子がそれぞれ前記パッケージ内におけるマウント電極に電気的に接続されていることを特徴とする圧電振動子。
8. 請求項７に記載の圧電振動子と、
   前記圧電振動子と電気的に接続された集積回路と、を備える発振器。
9. 請求項７に記載の圧電振動子を含む計時部を備える電子機器。
10. 請求項７に記載の圧電振動子を含むフィルタ部を備える電波時計。

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