JP2015012452A - 水晶デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】 金属製の封止蓋体と、基板の上面に設けられている配線パターンとの短絡を低減することが可能な水晶デバイスを提供することにある。【解決手段】 水晶デバイスは、矩形状の基板と１１０、基板１１０の上面に設けられた電極パッド１１１と、基板１１０の下面に設けられた外部端子１１２と、電極パッド１１１上に設けられた水晶素子１２０と、基板１１０の上面の外縁上に設けられたガラス突起部材１５０と、基板１１０の上面の外縁に沿って、ガラス突起部材１５０を跨るように設けられたガラス接合部材１６０と、ガラス接合部材１６０を介して、基板１１０と接合された金属製の封止蓋体１３０と、を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば電子機器等に用いられる水晶デバイスに関するものである。

水晶デバイスは、水晶素子の圧電効果を利用して、特定の周波数を発生させるものである。例えば、矩形状の基板の上面の一辺に沿って設けられた一対の電極パッドに導電性接着剤を介して実装された水晶素子と、基板の上面に接合部材を介して接合され、水晶素子を気密封止するための金属製の封止蓋体と、を備えた水晶振動子が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。接合部材は、ガラスが用いられ、熱を印加することで、金属製の封止蓋体と基板の上面とを接合することができる。また、水晶デバイスを構成する基板の下面の四隅には、外部端子が設けられており、電子機器等のマザーボードに実装されている。

特開２００９−１４１２３４号公報

上述した水晶デバイスは、金属製の封止蓋体と基板の配線パターンが、接合部材により絶縁されている。このような水晶デバイスは、金属製の封止蓋体と基板とを接合する際に、封止蓋体と基板に圧力が掛かり、接合部材が薄くなった状態で、封止蓋体と基板とが密着される場合には、基板の上面に設けられている配線パターンと、金属製の封止蓋体とが接触して短絡してしまう虞があった。

本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、金属製の封止蓋体と、基板の上面に設けられている配線パターンとの短絡を低減することが可能な水晶デバイスを提供することにある。

本発明の一つの態様による水晶デバイスは、矩形状の基板と、基板の上面の四隅に設けられた電極パッドと、基板の下面の四隅に設けられた外部端子と、外部端子が平面透視して重なる四隅の電極パッドと電気的に接続するための配線パターンと、電極パッド上に設けられた水晶素子と、配線パターン上に設けられたガラス突起部材と、基板上の外縁に沿って、ガラス突起部材を跨るように設けられたガラス接合部材と、ガラス接合部材を介して、基板と接合された金属製の封止蓋体と、を備えたことを特徴とするものである。

本発明の一つの態様による水晶デバイスは、矩形状の基板と、基板の上面に設けられた電極パッドと、基板の下面に設けられた外部端子と、電極パッド上に設けられた水晶素子と、基板の外縁上に設けられたガラス突起部材と、基板上の外縁に沿って、ガラス突起部材を跨るように設けられたガラス接合部材と、ガラス接合部材を介して、基板と接合された金属製の封止蓋体と、を備えている。このようにすることより、水晶デバイスは、封止蓋体と基板とを接合する際に、封止蓋体と基板に圧力がかかったとしても、ガラス突起部材の上下方向の厚みが確保されているので、ガラス封止部材の上下方向の厚みも確保することが可能となる。よって、基板の上面に設けられている配線パターンと、金属製の封止蓋体とが短絡してしまうことを低減することができる。

本実施形態における水晶デバイスを示す分解斜視図である。 （ａ）図１に示された水晶デバイスのＡ−Ａにおける断面図であり、（ｂ）図１に示された水晶デバイスのＢ−Ｂにおける断面図であり、（ｃ）図１に示された水晶デバイスのＣ−Ｃにおける断面図である。 本実施形態における水晶デバイスの水晶素子を実装した状態を示す平面図である。 （ａ）本実施形態における水晶デバイスを構成する基板を上面から見た平面図であり、（ｂ）本実施形態における水晶デバイスを構成する基板を下面から見た平面図である。 本実施形態の第一変形例における水晶デバイスの水晶素子を実装した状態を示す平面図である。 本実施形態の第二変形例における水晶デバイスの水晶素子を実装した状態を示す平面図である。 本実施形態の第三変形例における水晶デバイスを示す分解斜視図である。 （ａ）本実施形態の第四変形例における水晶デバイスを構成する基板を上面から見た平面図であり、（ｂ）本実施形態の第四変形例における水晶デバイスを構成する基板を下面から見た平面図である。 （ａ）本実施形態の第五変形例における水晶デバイスを構成する基板を上面から見た平面図であり、（ｂ）本実施形態の第五変形例における水晶デバイスを構成する基板を下面から見た平面図である。

本実施形態における水晶デバイスは、図１及び図２に示されているように、基板１１０と、基板１１０の上面に接合された水晶素子１２０と、水晶素子１２０を気密封止するための蓋体１３０と、を含んでいる。このような水晶デバイスは、電子機器等で使用する基準信号を出力するのに用いられる。

基板１１０は、矩形状であり、上面で実装された水晶素子１２０を実装するための実装部材として機能するものである。基板１１０の上面の対角の位置には、水晶素子１２０を接合するための一対の電極パッド１１１が設けられ、基板１１０の下面の四隅には、外部端子１１２が設けられている。また、四つの外部端子１１２の内の二つが、水晶素子１２０と電気的に接続されて、水晶素子１２０の入出力端子として用いられる。

基板１１０は、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなる。基板１１０は、絶縁層を一層用いたものであっても、絶縁層を複数層積層したものであってもよい。基板１１０の上面及び下面には、上面に設けられた電極パッド１１１と下面の外部端子１１２とを電気的に接続するための配線パターン１１３がそれぞれ設けられている。

基板１１０の電極パッド１１１は、図２に示すように、水晶素子１２０を実装するために用いられている。電極パッド１１１は、図３に示すように、基板１１０の上面の対角の位置に設けられている。電極パッド１１１は、基板１１０の上面及び下面に設けられた配線パターン１１３及び基板１１０の角部に設けられた導体部１１４を介して、電極パッド１１１と平面視して重なる位置に設けられた外部端子１１２と電気的に接続されている。外部端子１１２は、基板１１０の下面の四隅に、基板１１０の外周縁に沿って設けられている。

電極パッド１１１は、第一電極パッド１１１ａ及び第二電極パッド１１１ｂによって構成されている。また、外部端子１１２は、第一外部端子１１２ａ、第二外部端子１１２ｂ、第三外部端子１１２ｃ及び第四外部端子１１２ｄによって構成されている。配線パターン１１３は、第一配線パターン１１３ａ及び第二配線パターン１１３ｂによって構成され、導体部１１４は、第一導体部１１４ａ及び第二導体部１１４ｂによって構成されている。第一電極パッド１１１ａと第一外部端子１１２ａとは、基板１１０の上面及び下面に設けられた第一配線パターン１１３ａと、基板１１０の角部に設けられた第一導体部１１４ａにより接続されており、第二電極パッド１１１ｂと第三外部端子１１２ｃとは、基板１１０の上面及び下面に設けられた第二配線パターン１１３ｂと、基板１１０の角部に設けられた第二導体部１１４ｂにより接続されている。また、第二外部端子１１２ｂ及び第四外部端子１１２ｄは、どこにも接続されておらず、接続用端子として用いられている。

外部端子１１２は、外部の電子機器等を構成する実装基板上に実装するために用いられている。外部端子１１２は、基板１１０の下面の四隅に設けられている。外部端子１１２の内の二つの端子は、基板１１０の上面に設けられた一対の電極パッド１１１とそれぞれ電気的に接続されている。また、電極パッド１１１と電気的に接続されている外部端子１１２は、基板１１０の下面の対角に位置するように設けられている。

また、電極パッド１１１及び外部端子１１２は、基板１１０に沿って設けられた形状となっている。ここで基板１１０を平面視したときの長辺の寸法が、１．２〜２．５ｍｍであり、短辺の寸法が、１．０〜２．０ｍｍである場合を例にして、電極パッド１１１及び外部端子１１２の大きさを説明する。電極パッド１１１の長辺の長さは、０．３０〜０．９０ｍｍであり、短辺の長さは、０．２０〜０．６０ｍｍとなっている。外部端子１１２の長辺の長さは、０．３０〜０．９０ｍｍであり、短辺の長さは、０．２０〜０．６０ｍｍとなっている。

配線パターン１１３は、基板１１０の上下面に設けられ、電極パッド１１１及び外部端子１１２から近傍の基板１１０の角部に向けて引き出されている。第一配線パターン１１３ａの長さと第二配線パターン１１３ｂの長さは、略等しい長さとなる。ここで、略等しい長さとは、基板１１０の上下面に設けられた第一配線パターン１１３ａの長さと基板１１０の上下面に設けられた第二配線パターン１１３ｂの長さとの差が０〜２００μｍ異なるものを含むものとする。配線パターン１１３の長さは、各配線パターン１１３の中心を通る直線の長さを測定したものとする。

導体部１１４は、基板１１０の角部に設けられた切れ込みの内部に設けられている。導体部１１４の両端は、配線パターン１１３と接続されている。このようにすることで、電極パッド１１１は、配線パターン１１３及び導体部１１４を介して外部端子１１２と電気的に接続されている。

ガラス突起部材１５０は、配線パターン１１３が金属製の封止蓋体１３０と接触して短絡することを低減するために用いられている。また、ガラス突起部材１５０は、図１及び図３に示すように、基板１１０の長辺に沿ってそれぞれ二つずつ、計四か所に設けられている。ガラス突起部材１５０は、ガラス接合部材１６０よりも融点が高くなるように設けられ、その融点が５００〜８００℃のものを用いている。これにより、ガラス接合部材１６０で接合する際には、ガラス突起部材１５０は溶融せずに、形成時の形状を保ち、上下方向の厚みを確保することができる。よって、金属製の封止蓋体１３０又は基板１１０に圧力がかかり押し付けられても、ガラス突起部材１５０の上下方向の厚み分確保できているので、ガラス接合部材１６０が押しつぶされて薄くなることを抑えることができる。よって、金属製の封止蓋体１３０と基板１１０の配線パターン１１３とが接触することを抑えつつ、この接触による封止蓋体１３０と配線パターン１１３の短絡を低減することが可能となる。また、ガラス突起部材１５０は、例えば、ガラスフリットペーストをスクリーン印刷法で基板１１０の長辺に沿ってそれぞれ二つずつ塗布され乾燥することで設けられる。また、ガラス突起部材１５０の長辺方向の長さは、０．２０〜０．４５ｍｍであり、短辺方向の長さは、０．１〜０．３ｍｍである。ガラス突起部材１５０の上下方向の厚みは、０．０１〜０．０３ｍｍとなっている。ガラス突起部材１５０の上下方向の厚みは、配線パターン１１３の上下方向の厚みよりも大きくなるようにする方が好ましい。

ここで、基板１１０の作製方法について説明する。基板１１０がアルミナセラミックスから成る場合、まず所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得た複数のセラミックグリーンシートを準備する。また、セラミックグリーンシートの表面或いはセラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内に、従来周知のスクリーン印刷等によって所定の導体ペーストを塗布する。さらに、これらのグリーンシートを積層してプレス成形したものを、高温で焼成する。最後に、導体パターンの所定部位、具体的には、電極パッド１１１、外部端子１１２、配線パターン１１３及び導体部１１４となる部位にニッケルメッキ又、金メッキ、銀パラジウム等を施すことにより作製される。また、導体ペーストは、例えばタングステン、モリブデン、銅、銀又は銀パラジウム等の金属粉末の焼結体等から構成されている。

水晶素子１２０は、図２に示されているように、導電性接着剤１４０を介して電極パッド１１１上に接合されている。水晶素子１２０は、安定した機械振動と圧電効果により、電子装置等の基準信号を発振する役割を果たしている。

水晶素子１２０は、図２に示されているように、水晶素板１２１の上面及び下面のそれぞれに励振用電極１２２及び引き出し電極１２３を被着させた構造を有している。励振用電極１２２は、水晶素板１２１の上下面のそれぞれに金属を所定のパターンで被着・形成したものである。励振用電極１２２は、上面に第一励振用電極１２２ａと、下面に第二励振用電極１２２ｂを備えている。引き出し電極１２３は、励振用電極１２２から水晶素板１２１の向かい合う辺に向かってそれぞれ延出されている。引き出し電極１２３は、上面に第一引き出し電極１２３ａと、下面に第二引き出し電極１２３ｂとを備えている。第一引き出し電極１２３ａは、第一励振用電極１２２ａから引き出されており、水晶素板１２１の一方の辺に向かって延出するように設けられている。第二引き出し電極１２３ｂは、第二励振用電極１２２ｂから引き出されており、水晶素板１２１の他方の辺に向かって延出するように設けられている。

ここで、水晶素子１２０の動作について説明する。水晶素子１２０は、外部からの交番電圧が引き出し電極１２３から励振用電極１２２を介して水晶素板１２１に印加されると、水晶素板１２１が所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。

ここで、水晶素子１２０の作製方法について説明する。まず、水晶素子１２０は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し、水晶素板１２１の外周の厚みを薄くし、水晶素板１２１の外周部と比べて水晶素板１２１の中央部が厚くなるように設けるベベル加工を行う。そして、水晶素子１２０は、水晶素板１２１の両主面にフォトリソグラフィー技術、蒸着技術又はスパッタリング技術によって、金属膜を被着させることにより、励振用電極１２２、引き出し電極１２３を形成することにより作製される。

水晶素子１２０の基板１１０への接合方法について説明する。まず、導電性接着剤１４０は、例えばディスペンサによって電極パッド１１１上に塗布される。水晶素子１２０は、導電性接着剤１４０上に搬送され、導電性接着剤１４０上に載置される。そして導電性接着剤１４０は、加熱硬化させることによって、硬化収縮される。水晶素子１２０は、電極パッド１１１に接合される。つまり、水晶素子１２０の第一引き出し電極１２３ａ及び第二引き出し電極１２３ｂは、第一電極パッド１１１ａ及び第二電極パッド１１１ｂと接合される。これによって、第一外部端子１１２ａと第三外部端子１１２ｃが水晶素子１２０と電気的に接続されることになる。

導電性接着剤１４０は、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム、モリブデン、タングステン、白金、パラジウム、銀、チタン、ニッケル又はニッケル鉄のうちのいずれか、或いはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。また、バインダーとしては、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はビスマレイミド樹脂が用いられる。

封止蓋体１３０は、矩形状の封止基部１３０ａと、封止枠部１３０ｂとで構成されており、封止基部１３０ａの下面と封止枠部１３０ｂの内側側面とで収容空間Ｋが形成されている。封止枠部１３０ｂは、封止基部１３０ａの下面に収容空間Ｋを形成するためのものである。封止枠部１３０ｂは、封止基部１３０ａの下面の外縁に沿って設けられている。

封止基部１３０ａ及び封止枠部１３０ｂは、例えば、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなり、一体的に形成されている。このような封止蓋体１３０は、真空状態にある収容空間Ｋ又は窒素ガスなどが充填された収容空間Ｋを気密的に封止するためのものである。具体的には、封止蓋体１３０は、所定雰囲気で、基板１１０の上面に載置され、基板１１０の上面と封止蓋体１３０の封止枠部１３０ｂの下面との間に設けられたガラス接合部材１６０とが熱が印加されることで、溶融接合される。

ガラス接合部材１６０は、図２に示すように、封止枠部１３０ｂの下面から基板１１０上の外周縁及びガラス突起部材１５０上にかけて設けられている。ガラス接合部材１６０は、３００℃〜４００℃で溶融するガラスである例えばバナジウムを含有した低融点ガラス又は酸化鉛系ガラスから構成されている。ガラスは、バインダーと溶剤とが加えられペースト状であり、溶融された後固化されることで他の部材と接着する。ガラス接合部材１６０は、例えば、ガラスフリットペーストをスクリーン印刷法で基板１１０の外周縁又は封止枠部１３０ｂの下面に沿って塗布され乾燥することで設けられる。また、この酸化鉛系ガラスの組成は、酸化鉛、フッ化鉛、二酸化チタン、酸化ニオブ、酸化ビスマス、酸化ホウ素、酸化亜鉛、酸化第二鉄、酸化銅及び酸化カルシウムとから構成されている。

本実施形態における水晶デバイスは、矩形状の基板１１０と、基板１１０の上面に設けられた電極パッド１１１と、基板１１０の下面に設けられた外部端子１１２と、電極パッド１１１上に設けられた水晶素子１２０と、基板１１０の外縁上に設けられたガラス突起部材１５０と、基板１１０上の外縁に沿って、ガラス突起部材１５０を跨るように設けられたガラス接合部材１６０と、ガラス接合部材１６０を介して、基板１１０と接合された封止蓋体１３０と、を備えている。このようにすることより、水晶デバイスは、封止蓋体１３０と基板１１０とを接合する際に、封止蓋体１３０と基板１１０に圧力がかかったとしても、ガラス突起部材１５０の上下方向の厚みが確保されているので、ガラス接合部材１６０の厚みも確保することができる、よって、封止蓋体１３０と、基板１１０の上面に設けられている配線パターン１１３とが短絡してしまうことを低減することができる。

（第一変形例）
以下、本実施形態の第一変形例における水晶デバイスについて説明する。なお、本実施形態の第一変形例における水晶デバイスのうち、上述した水晶デバイスと同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態の第一変形例における水晶デバイスは、図５に示されているように、ガラス突起部材２５０が基板の四辺にそれぞれ一つずつ設けられており、基板１１０の中心点Ｐを通る基板１１０の長辺と平行となる線分Ｘ、又は短辺と平行となる線分Ｙに対して線対称となる位置に設けられている点において本実施形態と異なる。

ガラス突起部材２５０は、図５に示すように、基板１１０の四辺に少なくとも一つずつ設けられ、基板１１０の中心点Ｐを通る基板１１０の長辺と平行となる線分Ｘ、又は短辺と平行となる線分Ｙに対して線対称となる位置に設けられている。このようにすることにより、金属製の封止蓋体１３０が傾くことをさらに抑えることができるので、金属製の封止蓋体１３０と基板１１０の配線パターン１１３とが接触することを抑えつつ、この接触による封止蓋体１３０と配線パターン１１３の短絡を低減することができる。また、ガラス突起部材２５０は、例えば、ガラスフリットペーストをスクリーン印刷法で基板１１０の中心点Ｐを通る基板１１０の長辺と平行となる線分Ｘ、又は短辺と平行となる線分Ｙに対して線対称となる位置に塗布され乾燥することで設けられる。また、ガラス突起部材２５０の長辺方向の長さは、０．２０〜０．４５ｍｍであり、短辺方向の長さは、０．１〜０．３ｍｍである。ガラス突起部材２５０の上下方向の厚みは、０．０１〜０．０３ｍｍとなっている。ガラス突起部材２５０の上下方向の厚みは、配線パターン１１３の上下方向の厚みよりも大きくなるようにする方が好ましい。

本実施形態の第一変形例における水晶デバイスは、ガラス突起部材２５０が、基板１１０の四辺に少なくとも一つずつ設けられており、基板１１０の中心点Ｐを通る基板１１０の長辺と平行となる線分Ｘ、又は短辺と平行となる線分Ｙに対して線対称となる位置に設けられている。このようにすることにより、金属製の封止蓋体１３０を接合する際に、金属製の封止蓋体１３０がガラス突起部材２５０に接触することになり、金属製の封止蓋体１３０が傾くことをさらに抑えることができるので、金属製の封止蓋体１３０と基板１１０の配線パターン１１３とが接触することを抑えつつ、この接触による封止蓋体１３０と配線パターン１１３の短絡を低減することができる。

（第二変形例）
以下、本実施形態の第二変形例における水晶デバイスについて説明する。なお、本実施形態の第二変形例における水晶デバイスのうち、上述した水晶デバイスと同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態の第二変形例における水晶デバイスは、図６に示されているように、ガラス突起部材３５０が基板１１０の四辺にそれぞれ一つずつ設けられており、配線パターン１１３の近傍で、基板１１０の中心点Ｐに対して点対称となる位置に設けられている点において本実施形態と異なる。

また、ガラス突起部材３５０は、図６に示すように、配線パターン１１３の近傍で、基板１１０の中心点Ｐに対して点対称となる位置に設けられている。このようにすることで、金属製の封止蓋体１３０と基板１１０の配線パターン１１３とがさらに接触することを抑えつつ、この接触による封止蓋体１３０と配線パターン１１３の短絡をさらに低減することが可能となる。また、ガラス突起部材３５０は、例えば、ガラスフリットペーストをスクリーン印刷法で基板１１０の配線パターン１１３の近傍で、基板１１０の中心点Ｐに対して点対称となる位置に塗布され乾燥することで設けられる。また、ガラス突起部材３５０の長辺方向の長さは、０．２０〜０．４５ｍｍであり、短辺方向の長さは、０．１〜０．３ｍｍである。ガラス突起部材３５０の上下方向の厚みは、０．０１〜０．０３ｍｍとなっている。ガラス突起部材３５０の上下方向の厚みは、配線パターン１１３の上下方向の厚みよりも大きくなるようにする方が好ましい。

本実施形態の第二変形例における水晶デバイスは、ガラス突起部材３５０が基板１１０の四辺にそれぞれ一つずつ設けられており、配線パターン１１３の近傍で、基板１１０の中心点Ｐに対して点対称となる位置に設けられている。このようにすることで、金属製の封止蓋体１３０を接合する際に、金属製の封止蓋体１３０がガラス突起部材３５０に接触することになり、金属製の封止蓋体１３０と基板１１０の配線パターン１１３とがさらに接触することを抑えつつ、この接触による封止蓋体１３０と配線パターン１１３の短絡をさらに低減することが可能となる。

（第三変形例）
以下、本実施形態の第三変形例における水晶デバイスについて説明する。なお、本実施形態の第三変形例における水晶デバイスのうち、上述した水晶デバイスと同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態の第三変形例における水晶デバイスは、図７に示されているように、基板１１０の外周縁に沿って囲むようにガラス突起部材４５０が設けられている点において本実施形態と異なる。

ガラス突起部材４５０は、図７示されているように、基板１１０の外周縁を囲むようにして設けられている。このようにすることにより、ガラス突起部材４５０の上下方向の厚みを確実に確保することができる。また、ガラス突起部材４５０は、例えば、ガラスフリットペーストをスクリーン印刷法で基板１１０の外周縁を囲むようにして塗布され乾燥することで設けられる。また、ガラス突起部材４５０の上下方向の厚みは、０．０１〜０．０３ｍｍとなっている。ガラス突起部材４５０の上下方向の厚みは、配線パターン１１３の上下方向の厚みよりも大きくなるようにする方が好ましい。

本実施形態の第三変形例における水晶デバイスは、ガラス突起部材４５０が、基板１１０の外周縁を囲むようにして設けられている。このようにすることにより、水晶デバイスは、金属製の封止蓋体１３０と基板１１０に圧力がかかったとしても、金属製の封止蓋体１３０が、基板１１０の外周縁を囲むようにして設けられたガラス突起部材４５０とが確実に密着されることになり、金属製の封止蓋体１３０と基板１１０の上面に設けられている配線パターン１１３とが短絡してしまうことを防ぐことができる。

（第四変形例）
以下、本実施形態の第四変形例における水晶デバイスについて説明する。なお、本実施形態の第四変形例における水晶デバイスのうち、上述した水晶デバイスと同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態の第四変形例における水晶デバイスは、図８に示されているように、電極パッド２１１が、基板２１０の上面の四隅に設けられており、外部端子２１２が、基板２１０の下面の四隅に設けられていること点において本実施形態と異なる。また、ガラス突起部材１５０が、基板２１０の上面及び下面に設けられている点においても本実施形態と異なる。

基板２１０の上面の四隅には、水晶素子１２０を接合するための電極パッド２１１が設けられ、基板２１０の下面の四隅には、外部端子２１２が設けられている。また、四つの外部端子２１２の内の二つが、水晶素子１２０と電気的に接続されて、水晶素子１２０の入出力端子として用いられる。

電極パッド２１１は、図８に示すように、基板２１０の上面の四隅に設けられている。電極パッド２１１は、基板２１０に上下面に設けられた配線パターン２１３と側面に設けられた導体部２１４を介して、電極パッド２１１と平面視して重なる位置に設けられた外部端子２１２と電気的に接続されている。

電極パッド２１１は、図８（ａ）に示すように、第一電極パッド２１１ａ、第二電極パッド２１１ｂ、第三電極パッド２１１ｃ及び第四電極パッド２１１ｄによって構成されている。また、外部端子２１２は、図８（ｂ）に示すように、第一外部端子２１２ａ、第二外部端子２１２ｂ、第三外部端子２１２ｃ及び第四外部端子２１２ｄによって構成されている。配線パターン２１３は、図８に示すように、第一配線パターン２１３ａ、第二配線パターン２１３ｂ、第三配線パターン２１３ｃ及び第四配線パターン２１３ｄによって構成されている。導体部２１４は、図８に示すように、第一導体部２１４ａ、第二導体部２１４ｂ、第三導体部２１４ｃ及び第四導体部２１４ｄによって構成されている。第一電極パッド２１１ａと第一外部端子２１２ａとは、基板２１０の上下面に設けられた第一配線パターン２１３ａと、基板２１０の角の１つに設けられた第一導体部２１４ａにより接続されており、第二電極パッド２１１ｂと第二外部端子２１２ｂとは、基板２１０の上下面に設けられた第二配線パターン２１３ｂと、基板２１０の角の一つに設けられた第二導体部２１４ｂにより接続されている。また、第三電極パッド２１１ｃと第三外部端子２１２ｃとは、基板２１０の上下面に設けられた第三配線パターン２１３ｃと、基板２１０の角の一つに設けられた第三導体部２１４ｃにより接続されており、第四電極パッド２１１ｄと第四外部端子２１２ｄとは、基板２１０上下面に設けられた第四配線パターン２１３ｄと、基板２１０の角の１つに設けられた第四導体部２１４ｄにより接続されている。

また、電極パッド２１１と外部端子２１２とが、それぞれ平面視して重なる位置に配置され、重なる位置にある電極パッド２１１と外部端子２１２が電気的に接続されている。このようにすることにより、基板２１０の上面と下面との熱膨張係数が近似することになるので、基板２１０の反りを低減することができる。また、仮に、基板２１０が反ったとしても、水晶素子１２０を対角にて保持することにより、水晶素子１２０にかかる応力を両保持により均等にすることができる。よって、導電性接着剤１４０にかかる応力が水晶素子１２０に伝わることにより生じる水晶素子１２０の発振周波数の変動を低減することができる。

水晶デバイスに構成されている基板２１０は、上面及び下面に設けられている電極パッド２１１と外部端子２１２が平面透視して重なる位置に設けられている。また、基板２１０は、配線パターン１１３の上面及び下面に設けられているガラス突起部材１５０が平面視して重なる位置に設けられている。また、基板２１０の上面及び下面は、基板２１０の長辺の中間点を通る軸線に対して左右対称となっている。この基板２１０を製造装置に搬入させる際に、整列治具に整列させると、基板２１０の上面及び下面の確認や基板２１０の方向の確認を画像処理で確認する必要がない。仮に、従来の水晶デバイスで使用されている基板を用いた場合、製造装置に搬入する際に、整列治具に基板を整列させると、基板の上面及び下面の確認や基板の方向の確認を画像処理等で行う必要があり、生産性が低下してしまう。このようにすることで、整列させた基板２１０を画像処理で確認する必要がないので、水晶デバイスの生産性を向上させることができる。

また、水晶素子１２０の第一引き出し電極１２３ａ及び第二引き出し電極１２３ｂと、第一電極パッド２１１ａ及び第三電極パッド２１１ｃとが接合している箇所を軸として傾いても、水晶素子１２０の接合していない角が第二電極パッド２１１ｂ又は第四電極パッド２１１ｄに接触するので、基板２１０の上面に水晶素子１２０の接合していない角が接触することを抑制することできる。仮に、水晶素子１２０の接合していない角が基板２１０に接触した状態で、落下試験等を行うと、水晶素子１２０の接合していない角が欠けてしまう虞がある。このようにすることで、水晶素子１２０の角が欠けてしまうことを抑え、水晶素子１２０の発振周波数が変動することを低減することができる。

本実施形態の第四変形例における水晶デバイスは、電極パッド２１１が、基板２１０の上面の四隅に設けられており、外部端子２１２が、基板２１０の下面の四隅に設けられている。また、ガラス突起部材１５０が、基板２１０の上面及び下面に設けられている。このようにすることにより、基板２１０の上面及び下面のどちらにでも水晶素子１２０を実装することが可能となるので、整列させた基板２１０を画像処理で確認する必要がないので、水晶デバイスの生産性を向上させることができる。

（第五変形例）
以下、本実施形態の第五変形例における水晶デバイスについて説明する。なお、本実施形態の第五変形例における水晶デバイスのうち、上述した水晶デバイスと同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態の第五変形例における水晶デバイスは、図９に示されているように、電極パッド３１１は矩形状であり、平面視して、励振用電極１２２と重なる位置にある電極パッド３１１に面取り部３１５が設けられている点において本実施形態と異なる。

面取り部３１５は、励振用電極１２２側を向いている角に、電極パッド３１１の一辺から一辺と隣接する一辺にかけて横断するようにして直線状に設けられている。このようにすることによって、電極パッド３１１を大きくしても、励振用電極１２２と電極パッド３１１との間で十分な距離が確保できているため、励振用電極１２２と電極パッド３１１との接触を低減することができる。

また、電極パッド３１１は、基板３１０に沿って設けられた形状となっている。ここで基板３１０を平面視したときの長辺の寸法が、１．２〜２．５ｍｍであり、短辺の寸法が、１．０〜２．０ｍｍである場合を例にして、電極パッド３１１の大きさを説明する。電極パッド３１１の長辺の長さは、０．４０〜０．９０ｍｍであり、短辺の長さは、０．３０〜０．６０ｍｍとなっている。また、面取り部３１５は、矩形状の電極パッド３１１の角を三角形状に除去したものであり、電極パッド３１１を平面視したときの縦寸法と平行となる寸法が０．０５〜０．１５ｍｍであり、平面視したときの横寸法が０．０５〜０．１５ｍｍである。また、面取り部３１５が設けられた電極パッド３１１は、矩形状の電極パッド３１１に比べて、その面積が９７〜９９％となるように形成されている。

本実施形態の第五変形例における水晶デバイスは、電極パッド３１１及び外部端子３１２は矩形状であり、電極パッド３１１に面取り部３１５が設けられている。このようにすることによって、励振用電極１２２と電極パッド３１１との間で十分な距離が確保できているため、励振用電極１２２と電極パッド３１１との接触を低減することができる。よって、水晶デバイスは、水晶素子１２０の発振周波数が変動することを低減することができる。

尚、本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。上記の実施形態では、水晶素子は、ＡＴ用水晶素子を用いた場合を説明したが、基部と、基部の側面より同一の方向に延びる二本の平板形状の振動腕部とを有する音叉型屈曲水晶素子を用いても構わない。

また、水晶素子１２０は、水晶素板１２１の外周の厚みを薄くし、水晶素板１２１の外周部と比べて水晶素板１２１の中央部が厚くなるように設けるベベル加工を用いても構わない。また、水晶素子１２０のベベル加工方法について説明する。所定の粒度のメディアと砥粒とを備えた研磨材と、所定の大きさに形成された水晶素板１２１とを用意する。円筒体に用意した研磨材と水晶素板１２１とを入れ、円筒体の開口した端部をカバーで塞ぐ。研磨材と水晶素板１２１とを入れた円筒体を、円筒体の中心軸線を回転軸として回転させる水晶素板１２１が研磨材で研磨されてベベル加工が行われる。

上記の実施形態では、ガラス接合部材が基板上に設けられた場合を説明したが、ガラス接合部材が封止蓋体の封止枠部の下面に設けられるようにしても構わない。このようなガラス接合部材は、例えば、ガラスフリットペーストがスクリーン印刷法で封止枠部の下面に沿って塗布され乾燥することで設けられる。

１１０、２１０、３１０・・・基板
１１１、２１１、３１１・・・電極パッド
１１２、２１２、３１２・・・外部端子
１１３、２１３、３１３・・・配線パターン
１１４、２１４、３１４・・・導体部
３１５・・・面取り部
１２０・・・水晶素子
１２１・・・水晶素板
１２２・・・励振用電極
１２３・・・引き出し電極
１３０・・・封止蓋体
１３１・・・封止基部
１３２・・・封止枠部
１４０・・・導電性接着剤
１５０・・・ガラス突起部材
１６０・・・ガラス接合部材
Ｋ・・・収容空間

Claims (6)

1. 矩形状の基板と、
   前記基板の上面に設けられた電極パッドと、
   前記基板の下面に設けられた外部端子と、
   前記電極パッド上に設けられた水晶素子と、
   前記基板の上面の外縁上に設けられたガラス突起部材と、
   前記基板の上面の外縁に沿って、前記ガラス突起部材を跨るように設けられたガラス接合部材と、
   前記ガラス接合部材を介して、前記基板と接合された金属製の封止蓋体と、を備えたことを特徴とする水晶デバイス。
2. 請求項１記載の水晶デバイスであって、
   前記ガラス突起部材は、前記基板の長辺にそれぞれ一対ずつ設けられていることを特徴とする水晶デバイス。
3. 請求項１記載の水晶デバイスであって、
   前記ガラス突起部材は、前記基板の四辺に少なくとも一つずつ設けられていることを特徴とする水晶デバイス。
4. 請求項１に記載の水晶デバイスであって、
   前記ガラス突起部材は、前記基板の外縁に沿って環状に設けられていることを特徴とする水晶デバイス。
5. 請求項１記載の水晶デバイスであって、
   前記電極パッドが、前記基板の上面の四隅に設けられており、
   前記外部端子が、前記基板の下面の四隅に設けられており、
   前記ガラス突起部材が、前記基板の下面にも設けられていることを特徴とする水晶デバイス。
6. 請求項１乃至請求項５記載の水晶デバイスであって、
   前記電極パッドは矩形状であり、
   平面視して、前記電極パッドの角に面取り部が設けられていることを特徴とする水晶デバイス。

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