JP2015050531A - 水晶デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】水晶素子に於ける発振周波数の変動を低減可能とする水晶デバイスの提供。
【解決手段】水晶デバイスは、基板１１０と、基板１１０上に設けられた電極パッド１１１と、一対の電極パッド１１１上に設けられた第一凸部１１２と、第一凸部１１２の一端から延出された第二凸部１１３と、第一凸部１１２の他端から延出された第三凸部１１４と、水晶素板１２１と、水晶素板１２１の上下面に設けられた励振用電極１２２と、水晶素板の下面に設けられた一対の引き出し用電極１２３とを有し、基板１１０上に設けられた水晶素子１２０とを備え、一対の引き出し電極１２３の一方と第一凸部１１２の一方、第二凸部１１３の一方及び第三凸部１１４の一方が接触し、一対の引き出し電極１２３の他方と第一凸部１１２の他方、第二凸部１１３の他方及び第三凸部１１４の他方が接触している。
【選択図】図１

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、水晶素板の両面が互いにずれるように厚みすべり振動を起こし、特定の周波数を発生させるものである。基板上に設けられた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を備えた水晶デバイスが提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。水晶素子は、水晶素板の両主面に励振用電極を有しており、水晶素子の一端を基板の上面と接続した固定端とし、他端を基板の上面と間を空けた自由端とした片持ち支持構造となる。

特開２００２−１１１４３５号公報

上述した水晶デバイスは、小型化が顕著であるが、基板に実装する水晶素子も小型化になっている。従来の電極パッド上に導電性接着剤を塗布し、水晶素子を導電性接着剤の上面に載置すると、水晶素子の自由端又は励振用電極が基板に接触する虞がある。水晶素子の自由端又は励振用電極が基板に接触することで、水晶素子の厚みすべり振動が阻害されて、水晶素子の発振周波数が変動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、水晶素子の発振周波数が変動することを低減することが可能な水晶デバイスを提供することを目的とする。

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、基板上に基板の一辺に沿って隣接するように設けられた一対の電極パッドと、一対の電極パッド上のそれぞれに基板の長辺に沿って設けられた一対の第一凸部と、一対の第一凸部の一端から、基板の短辺に沿って、それぞれ向かい合うように延出された一対の第二凸部と、一対の第一凸部の他端から、基板の短辺に沿って、それぞれ向かい合うように延出された一対の第三凸部と、水晶素板と、水晶素板の上下面に設けられた励振用電極と、水晶素板の下面に励振用電極と間を空けて設けられた一対の引き出し用電極とを有し、基板上に設けられた水晶素子とを備え、一対の引き出し電極の一方と第一凸部の一方、第二凸部の一方及び第三凸部の一方が接触し、一対の引き出し電極の他方と第一凸部の他方、第二凸部の他方及び第三凸部の他方が接触している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、一対の引き出し電極の一方と第一凸部の一方、第二凸部の一方及び第三凸部の一方が接触し、一対の引き出し電極の他方と第一凸部の他方、第二凸部の他方及び第三凸部の他方が接触している水晶素子を備えている。このようにすることによって、水晶デバイスは、導電性接着剤の硬化収縮時に水晶素子の固定端側が下方向に引っ張られ、第二凸部を支点とした梃子の原理により、水晶素子の自由端が上方向に浮き上がる。また、導電性接着剤の硬化収縮時に水晶素子の固定端側が下方向に引っ張られた際に、第三凸部と水晶素子の外周縁にある引き出し電極とが接触しているため、水晶素子の固定端側が第三凸部よりも基板側に近づくことを抑えつつ、水晶素子の自由端が蓋体に接触することを抑制することができる。よって、水晶素子の厚みすべり振動が阻害されることを低減することができるので、水晶素子の発振周波数を安定して出力することが可能となる。

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。 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る。 （ａ）本実施形態における水晶デバイスの蓋体を外した状態を示す平面図であり、（ｂ）本実施形態における水晶デバイスの蓋体及び水晶素子を外した状態を示す平面図である。 本実施形態の第一変形例における水晶デバイスを示す断面図である。

本実施形態における水晶デバイスは、図１〜図３に示されているように、パッケージ１１０と、パッケージ１１０の上面に接合された水晶素子１２０と、パッケージ１１０の上面に接合された蓋体１３０とを含んでいる。パッケージ１１０には、基板１１０ａの上面と枠体１１０ｂの内側面によって囲まれた凹部Ｋが形成されている。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１１０ａ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１１０ａは、上面に、水晶素子１２０を接合するための一対の電極パッド１１１が設けられている。

基板１１０ａ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１１０ａ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１１０ａの表面及び内部には、上面に設けられた電極パッド１１１と、基板１１０ａの下面に設けられた外部端子Ｇとを電気的に接続するための配線パターン及びビア導体が設けられている。

枠体１１０ｂは、基板１１０ａの上面に配置され、基板１１０ａの上面に凹部Ｋを形成するためのものである。枠体１１０ｂ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からなり、基板１１０ａと一体的に形成されている。

ここでパッケージ１１０を平面視したときの一辺の寸法が、１．０〜３．０ｍｍであり、パッケージ１１０の上下方向の寸法が、０．７〜１．５ｍｍである場合を例にして、凹部Ｋの大きさを説明する。凹部Ｋの長辺の長さは、０．７〜２．０．ｍｍであり、短辺の長さは、０．５〜１．５ｍｍとなっている。また、凹部Ｋの上下方向の長さは、０．２〜０．５ｍｍとなっている。

また、基板１１０ａの下面の四隅には、外部端子Ｇが設けられている。外部端子Ｇの内の二つの端子は、基板１１０ａの上面に設けられた電極パッド１１１と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Ｇは、基板１１０ａの下面の対角に位置するように設けられている。

電極パッド１１１は、水晶素子１２０を実装するためのものである。電極パッド１１１は、基板１１０ａの上面に一対で設けられており、基板１１０ａの一辺に沿うように隣接して設けられている。電極パッド１１１は、一方の電極パッド１１１ａと他方の電極パッド１１１ｂとによって構成されている。電極パッド１１１は、基板１１０ａに設けられた配線パターン及びビア導体を介して、基板１１０ａの下面に設けられた外部端子Ｇと電気的に接続されている。

一対の電極パッド１１１上には、基板１１０ａの長辺に沿って設けられた一対の第一凸部１１２が設けられている。また、一対の電極パッド１１１上には、一対の第一凸部１１２の一端から、基板１１０ａの短辺に沿って、それぞれ向かい合うように延出された一対の第二凸部１１３と、一対の第一凸部１１２の他端から、基板１１０ａの短辺に沿って、それぞれ向かい合うように延出された一対の第三凸部１１４とが設けられている。

第一凸部１１２は、水晶素子１２０の短辺の上下方向の傾きが抑制され、水晶素子１２０の長辺側端部が基板１１０ａや蓋体１３０に接触することを抑制するためのものである。第一凸部１１２は、一対の電極パッド１１１の上面に、基板１１０ａの長辺に沿って設けられている。第一凸部１１２は、一方の第一凸部１１２ａと他方の第一凸部１１２ｂによって構成されている。一方の第一凸部１１２ａは、図１及び図３（ｂ）に示すように、一方の電極パッド１１１ａ上に設けられ、他方の第一凸部１１２ｂは、他方の電極パッド１１１ｂ上に設けられている。

第二凸部１１３は、水晶素子１２０の自由端が基板１１０ａに接触することを抑制するためものである。第二凸部１１３は、一対の第一凸部１１２の一端から、基板１１０ａの短辺に沿って、それぞれ向かい合うように延出されている。第二凸部１１３は、水晶素子１２０の引き出し電極１２３と対向する位置に設けられている。第二凸部１１３は、一方の第二凸部１１３ａと他方の第二凸部１１３ｂによって構成されている。一方の第二凸部１１３ａは、図１に示すように、一方の電極パッド１１１ａ上に設けられ、他方の第二凸部１１３ｂは、他方の電極パッド１１１ｂ上に設けられている。

また、一対の第二凸部１１３は、図３に示されているように、基板１１０ａの一辺と平行となる直線に対して同一直線上に並ぶようにして設けられている。このようにすることによって、水晶素子１２０の引き出し電極１２３を一対の第二凸部１１３に接触させながら電極パッド１１１に実装する際に、水晶素子１２０が傾くことなく安定した状態で実装することができる。

第三凸部１１４は、水晶素子１２０の自由端が蓋体１３０に接触することを抑制しつつ、水晶素子１２０の固定端が基板１１０ａの上面に接触することを低減するためのものである。第三凸部１１４は、一対の第一凸部１１２の他端から、基板１１０ａの短辺に沿って、それぞれ向かい合うように延出されている。第三凸部１１４は、第二凸部１１３に対して水晶素板１２１の自由端とは反対側となる電極パッド１１１の上面に設けられており、水晶素子１２０の外周縁にある引き出し電極１２３と対向する位置に設けられている。つまり、第二凸部１１３は、第一凸部１１２と比べて、基板１１０の外周縁に近接するようにして設けられている。第三凸部１１４は、一方の第三凸部１１４ａと他方の第三凸部１１４ｂによって構成されている。一方の第三凸部１１４ａは、図１及び図３（ｂ）に示すように、一方の電極パッド１１１ａ上に設けられ、他方の第三凸部１１４ｂは、他方の電極パッド１１１ｂ上に設けられている。

また、一対の第三凸部１１４は、図３に示されているように、基板１１０ａの一辺と平行となる直線に対して同一直線上に並ぶようにして設けられている。このようにすることによって、水晶素子１２０の引き出し電極１２３を一対の第三凸部１１４に接触させながら電極パッド１１１に実装する際に、水晶素子１２０が傾くことなく安定した状態で実装することができる。また、第三凸部１１４は、平面視して、水晶素板１２１の固定端側の外周縁にある引き出し電極１２３と重なる位置に設けられている。このようにすることにより、水晶素子１２０の固定端が基板１１０ａの上面に接触することを低減することができる。

第一凸部１１２、第二凸部１１３及び第三凸部１１４は、一体で形成されている。また、第一凸部１１２、第二凸部１１３及び第三凸部１１４は、電極パッド１１１と同様に、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上面に金メッキ、ニッケルメッキを施すことにより設けられている。

ここでパッケージ１１０を平面視したときの一辺の寸法が、１．０〜３．０ｍｍであり、パッケージ１１０の上下方向の寸法が、０．７〜１．５ｍｍである場合を例にして、電極パッド１１１、第一凸部１１２、第二凸部１１３及び第三凸部１１４の大きさを説明する。電極パッド１１１の辺の長さは、２５０〜４００μｍとなる。電極パッド１１１の上下方向の厚みの長さは、１０〜５０μｍとなる。第一凸部１１２の長辺の長さは、１５０〜３００μｍとなり、第一凸部１１２の短辺の長さは、５０〜１００μｍとなる。第一凸部１１２の上下方向の厚みの長さは、７〜３０μｍとなる。第二凸部１１３の長辺の長さは、１５０〜３００μｍとなり、第二凸部１１３の短辺の長さは、５０〜１００μｍとなる。第二凸部１１３の上下方向の厚みの長さは、７〜３０μｍとなる。第三凸部１１４の長辺の長さは、１５０〜３００μｍとなり、第三凸部１１４の短辺の長さは、５０〜１００μｍとなる。第三凸部１１４の上下方向の厚みの長さは、７〜３０μｍとなる。また、第二凸部１１３と第三凸部１１４の間の長さは、８０〜１００μｍである。

第一凸部１１２、第二凸部１１３及び第三凸部１１４により囲まれた一対の電極パッド１１１上に導電性接着剤１４０が設けられている。このようにすることで、水晶デバイスは、導電性接着剤１４０の塗布量及び塗布位置を視覚的によりわかりやすくすることができる。また、第一凸部１１２、第二凸部１１３及び第三凸部１１４が設けられていない場合、隣接する電極パッド１１１の方向に向かって導電性接着剤１４０が広がることになる。よって、第一凸部１１２、第二凸部１１３及び第三凸部１１４は、導電性接着剤１４０が基板１１０の外周縁に向かって広がることを抑えることになるので、水晶素子１２０の固定端側が、基板１１０の外周縁方向に引っ張られる力を低減することができる。このようにすることで、水晶素子１２０の自由端側が浮きすぎることを抑え、水晶素子１２０の自由端が蓋体１３０に接触し、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。

また、電極パッド１１１の算術平均表面粗さは、０．０２〜０．１０μｍであり、基板１１０ａ表面の算術平均表面粗さは、０．５〜１．５μｍである。よって、導電性接着剤１４０は、電極パッド１１１上の第一凸部１１２、第二凸部１１３及び第三凸部１１４が設けられていない箇所である隣接する電極パッド１１１の方向に向かって導電性接着剤１４０が広がることになるが、電極パッド１１１から基板１１０ａ上に向かって広がりにくくなる。

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。

導電性接着剤１４０は、平面視して第二凸部１１２に重ならないように電極パッド１１１上に広がって形成され、水晶素子１２０の励振用電極１２２と間をあけて配置されている。水晶デバイスは、導電性接着剤１４０と励振用電極１２２とが間を空けて配置されていることにより、導電性接着剤１４０が励振用電極１２２に付着することで生じる短絡を低減することができる。

また、導電性接着剤１４０の粘度が、３５〜４５Ｐａ・ｓのものを使用することによって、塗布した際に、導電性接着剤１４０は、電極パッド１１１上から基板１１０ａ上面に流れ出ることなく、電極パッド１１１上に留まるので、導電性接着剤１４０の上下方向の厚みも確保することができる。導電性接着剤１４０の上下方向の厚みの長さは、１０〜２５μｍである。このように導電性接着剤１４０の厚みを確保できることによって、落下等により加わった衝撃が水晶素子１２０に対して導電性接着剤１４０を中心にして上下方向へ加わったとしても、その衝撃を導電性接着剤１４０で十分に吸収緩和することができる。

ここで、パッケージ１１０の作製方法について説明する。基板１１０ａ及び枠体１１０ｂ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、一対の電極パッド１１１又は外部端子Ｇ、第一凸部１１２、第二凸部１１３及び第三凸部１１４となる部位にニッケルメッキ又は金メッキ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及び図３（ａ）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の上面及び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。引き出し電極１２３は、励振用電極１２２から水晶素板１２１の短辺に向かって延出されている。引き出し電極１２３は、水晶素板１２１の長辺又は短辺に沿った形状で設けられている。

本実施形態においては、電極パッド１１１と接続されている水晶素子１２０の一端を基板１１０ａの上面と接続した固定端とし、他端を基板１１０ａの上面と間を空けた自由端とした片持ち支持構造にて水晶素子１２０が基板１１０ａ上に固定されている。

水晶素子１２０の一方の引き出し電極１２３ａは、図３（ａ）に示されているように、一方の第一凸部１１２ａと接触し、水晶素子１２０の他方の引き出し電極１２３ｂは、他方の第一凸部１１２ｂと接触している。このように水晶素子１２０の引き出し電極１２３を第一凸部１１２に接触させることにより、電極パッド１１１上に水晶素子１２０を搭載する工程において、水晶素子１２０の搭載位置がずれて搭載角度が傾いた場合でも、第一水晶素子１２０の長辺側端部が第一凸部１１２に当接して支持され、水晶素子１２０の短辺の傾きが抑制され、水晶素子１２０の長辺側端部が基板１１０ａや蓋部材１３０に接触するのを防ぐことができる。よって、水晶素子１２０の発振周波数の変動が防止され、生産性を向上させることができる。

水晶素板１２１の固定端側の外周縁は、図３（ａ）に示されているように、平面視して、基板１１０ａの一辺と平行であり、第三凸部１１４と重なるようにして設けられている。このようにすることにより、水晶素子１２０の実装位置を視覚的によりわかりやすくすることができるので、水晶デバイスの生産性を向上させることが可能となる。また、このようにすることによって、パッケージ１１０の枠体１１０ｂと、水晶素子１２０の外周縁とが接触することを低減することができ、水晶素子１２０の欠けを防ぐことが可能となる。

また、水晶素子１２０の引き出し電極１２３は、第三凸部１１４と接触することになるので、水晶素子１２０の固定端側の外周縁が基板１１０ａの上面に接触することを低減するためのものである。このようにすることで、水晶素子１２０の固定端側の外周縁が、基板１１０ａに接触することで生じる水晶素子１２０の欠けを防ぐことができる。また、水晶素子１２０の引き出し電極１２３は、第三凸部１１４と接触することで、水晶素子１２０の固定端側が第三凸部１１４の上下方向の厚み分の距離を確保できるので、水晶素子１２０の自由端が浮きすぎることがなく、水晶素子１２０の自由端が蓋体１３０に接触することを抑制することができる。

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及び引き出し電極１２３を形成することにより作製される。

水晶素子１２０の基板１１０ａ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上に拡がるようにして塗布される。水晶素子１２０は、導電性接着剤１４０上に搬送される。さらに、水晶素子１２０は、水晶素子１２０の長辺側の外周縁が、平面視して、第一凸部１１１と重なるようにすると共に、水晶素子１２０の固定端側の外周縁にある引き出し電極１２３が、平面視して、第三凸部１１４と重なるようにして導電性接着剤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、導電性接着剤１４０が硬化収縮する際に、水晶素子１２０の固定端側が下方向に引っ張られ、第二凸部１１３を支点とした梃子の原理が働くことになり、水晶素子１２０の自由端側が上方向に浮くようにして、一対の電極パッド１１１に接合される。また、導電性接着剤１４０の硬化収縮時に水晶素子１２０の固定端側が下方向に引っ張られた際に、第三凸部１１５と水晶素子１２０の外周縁にある引き出し電極１２３が接触した状態で電極パッド１１１に接合される。

蓋体１３０は、矩形状であり、真空状態にある凹部Ｋ、あるいは窒素ガスなどが充填された凹部Ｋを気密的に封止するためのものである。
具体的には、蓋体１３０は、所定雰囲気で、枠体１１０ｂ上に設けられた接合部材１５０の上面に載置される。枠体１１０ｂの上面に設けられた接合部材１５０に熱が印加されることで、溶融接合される。また、蓋体１３０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
合金からなる。

接合部材１５０は、枠体１１０ｂ上面から蓋体１３０の下面にかけて設けられている。接合部材１５０は、例えば、ガラスの場合には、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フリット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たペースト状であり、溶融された後固化されることで他の部材と接合する。接合部材１５０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塗布され乾燥することで設けられる。また、接合部材１５０は、枠体１１０ｂの上面に印刷する際に、枠体１１０の四隅に接合部材１５０が重なるようにして印刷される。よって、四隅の接合部材１５０の厚みは、接合部材１５０が設けられている他の箇所の厚みよりも厚くなるように設けられている。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。

接合部材１５０は、例えば、絶縁性樹脂の場合には、エポキシ樹脂又はポリイミド樹脂から構成されている。枠体１１０ｂと蓋体１３０との間に設けられた接合部材１５０の厚みは、３０〜１００μｍとなっている。

接合部材１５０は、例えば、金錫の場合には、接合部材１５０の層の厚みは、１０〜４０μｍであり、例えば、成分比率が、金が７０〜８０％、錫が２０〜３０％のものを使用しても良い。また、接合部材１５０は、例えば、銀ロウの場合には、接合部材１５０の層の厚みは、１０〜４０μｍであり、例えば、成分比率が、銀が７０〜８０％、銅が２０〜３０％のものを使用しても良い。

本実施形態における水晶デバイスは、一対の引き出し電極１２３の一方と第一凸部１１２の一方、第二凸部１１３の一方及び第三凸部１１４の一方が接触し、一対の引き出し電極１２３の他方と第一凸部１１２の他方、第二凸部１１３の他方及び第三凸部１１４の他方が接触している水晶素子１２０と、を備えている。このように、水晶素子１２０が、引き出し電極１２３が電極パッド１１１と導電性接着剤１４０を介して接続されたことにより、導電性接着剤１４０の硬化収縮時に水晶素子１２０の固定端側が下方向に引っ張られ、第二凸部１１３を支点とした梃子の原理により、水晶素子１２０の自由端が上方向に浮き上がる。また、水晶素子１２０の搭載位置がずれて搭載角度が傾いた場合でも、第一水晶素子１２０の引き出し電極１２３の長辺側端部が第一凸部１１２に当接して支持されるため、水晶素子１２０の短辺方向の傾きが抑制され、水晶素子１２０の長辺側端部が基板１１０ａや蓋部材１３０に接触するのを低減することができる。よって、水晶素子１２０の発振周波数の変動が防止され、生産性を向上させることができる。

また、導電性接着剤１４０の硬化収縮時に水晶素子１２０の固定端側が下方向に引っ張られた際に、第三凸部１１３と水晶素子１２０の外周縁にある引き出し電極１２３とが接触しているため、水晶素子１２０の固定端側が第三凸部１１３よりも基板１１０ａ側に近づくことを抑えつつ、水晶素子１２０の自由端が蓋体１３０に接触することを抑制することができる。よって、水晶デバイスは、水晶素子１２０の自由端及び励振用電極１２２が基板１１０ａに接触することを低減しつつ、水晶素子１２０の自由端が蓋体１３０に接触することを低減することができる。このようにすることで、水晶デバイスは、水晶素子１２０の厚みすべり振動が阻害されることがないため、安定して発振周波数を出力することができる。

（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４に示されているように、第三凸部２１４の上下方向の厚みが、第二凸部２１３の上下方向の厚みに比べて薄くなっている点で本実施形態と異なる。

本実施形態の第一変形例における水晶デバイスは、第三凸部２１４の上下方向の厚みが、第二凸部２１３の上下方向の厚みに比べて薄くなっている。ここでパッケージ２１０を平面視したときの一辺の寸法が、１．０〜２．５ｍｍである場合を例にして、第二凸部２１３及び第三凸部２１４の大きさを説明する。第二凸部２１３の上下方向の厚みの長さは、７〜３０μｍとなる。第三凸部２１４の上下方向の厚みの長さは、５〜２０μｍとなる。

本実施形態の第一変形例における水晶デバイスは、第三凸部２１４の上下方向の厚みが、第二凸部２１３の上下方向の厚みに比べて短くなっていることによって、導電性接着剤１４０の硬化収縮時に水晶素子１２０の固定端側が下方向に引っ張られ、第二凸部２１３を支点にした梃子の原理がさらに働き、水晶素子１２０の自由端がさらに浮くようにして実装することができる。よって、水晶デバイスは、水晶素子１２０の自由端及び励振用電極１２２が基板２１０ａに接触することを低減し、水晶素子１２０の厚みすべり振動が阻害されることがないため、さらに安定して発振周波数を出力することができる。

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。上記実施形態では、基板１１０ａの上面に枠体１１０ｂが設けられている場合について説明したが、基板に水晶素子を実装した後に、封止基部の下面に封止枠部が設けられた封止蓋体を用いて、水晶素子を気密封止する構造であっても構わない。封止蓋体は、矩形状の封止基部と、封止基部の下面の外周縁に沿って設けられている封止枠部とで構成されており、封止基部の下面と封止枠部の内側側面とで収容空間が形成されている。封止枠部は、封止基部の下面に収容空間を形成するためのものである。封止枠部は、封止基部の下面の外縁に沿って設けられている。

上記実施形態では、基板１１０ａの上面に枠体１１０ｂが設けられている場合について説明したが、基板に水晶素子を実装した後に、下面に壁部が設けられた蓋体を用いて、水晶素子を気密封止する構造であっても構わない。

上記実施形態では、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。水晶素子は、水晶片と、その水晶片の表面に設けられた励振電極と、引き出し用電極と、周波数調整用金属膜とにより構成されている。水晶片は、水晶基部と水晶振動部とからなり、水晶振動部が第一水晶振動部及び第二水晶振動部とから成る。水晶基部は、結晶の軸方向として電気軸がＸ軸、機械軸がＹ軸、及び光軸がＺ軸となる直交座標系としたとき、Ｘ軸回りに−５°〜＋５°の範囲内で回転させたＺ′軸の方向が厚み方向となる平面視略四角形の平板である。第一水晶振動部及び第二水晶振動部は、水晶基部の一辺からＹ′軸の方向に平行に延設されている。このような水晶片は、水晶基部と各水晶振動部とが一体となって音叉形状を成しており、フォトリソグラフィー技術と化学エッチング技術により製造される。

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。

１１０、２１０・・・パッケージ
１１０ａ、２１０ａ・・・基板
１１０ｂ、２１０ｂ・・・枠体
１１１、２１１・・・電極パッド
１１２、２１２・・・第一凸部
１１３、２１３・・・第二凸部
１１４、２１４・・・第三凸部
１２０・・・水晶素子
１２１・・・水晶素板
１２２・・・励振用電極
１２３・・・引き出し電極
１３０・・・蓋体
１４０・・・導電性接着剤
１５０・・・接合部材
Ｋ・・・収容空間
Ｇ・・・外部端子

Claims (3)

1. 矩形状の基板と、
   前記基板上に前記基板の一辺に沿って隣接するように設けられた一対の電極パッドと、
   前記一対の電極パッド上のそれぞれに前記基板の長辺に沿って設けられた一対の第一凸部と、
   前記一対の第一凸部の一端から、前記基板の短辺に沿って、それぞれ向かい合うように延出された一対の第二凸部と、
   前記一対の第一凸部の他端から、前記基板の短辺に沿って、それぞれ向かい合うように延出された一対の第三凸部と、
   水晶素板と、前記水晶素板の上下面に設けられた励振用電極と、前記水晶素板の下面に前記励振用電極と間を空けて設けられた一対の引き出し用電極とを有し、前記基板上に設けられた水晶素子とを備え、
   前記一対の引き出し電極の一方と前記第一凸部の一方、前記第二凸部の一方及び前記第三凸部の一方が接触し、前記一対の引き出し電極の他方と前記第一凸部の他方、前記第二凸部の他方及び前記第三凸部の他方が接触している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、
   前記一対の第二凸部は、同一直線上に並ぶようにして設けられ、前記一対の第三凸部は、同一直線上に並ぶようにして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、
   前記第三凸部の上下方向の厚みが、前記第二凸部の上下方向の厚みに比べて薄くなっていることを特徴とする水晶デバイス。

Images