JP2015088865A - 圧電振動片、及び圧電振動子 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱してパッケージに実装される際に、熱変形することが抑制される圧電振動片、及びそのような圧電振動片を備えた圧電振動子を提供する。
【解決手段】本発明の圧電振動片は、幅方向に並んで配置された一対の振動腕部と、前記一対の振動腕部の基端部が連結される基部と、前記基部から前記振動腕部の先端部側へ延出する枠状の支持腕部と、前記支持腕部において前記基部との連結点よりも前記振動腕部の先端部側に設けられた複数のマウント部と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧電振動片、及び圧電振動子に関する。

近年、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等として水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが知られており、例えば、その１つとして、一対の振動腕部の端部を連結する基部から、振動腕部の外側に振動腕部と同じ方向に延びる一対の支持腕部を備えた圧電振動片を有するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−７２７０５号公報

上記のような圧電振動片をパッケージに実装する際、例えば圧電振動片とパッケージとを接着する導電性の接着剤を溶かす等の理由から、圧電振動片のマウント部を加熱する場合がある。この場合においては、圧電振動片のマウント部が熱変形した状態でパッケージに実装され、所望の振動特性が得られない場合があった。

本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて成されたものであって、加熱してパッケージに実装される際に、熱変形することが抑制される圧電振動片、及びそのような圧電振動片を備えた圧電振動子を提供することを目的の一つとする。

本発明の圧電振動片の一つの態様は、幅方向に並んで配置された一対の振動腕部と、前記一対の振動腕部の基端部が連結される基部と、前記基部から前記振動腕部の先端部側へ延出する枠状の支持腕部と、前記支持腕部において前記基部との連結点よりも前記振動腕部の先端部側に設けられた複数のマウント部と、を備えたことを特徴とする。

また、前記枠状の支持腕部は、前記連結点から前記振動腕部に沿って延びる接続辺部と、前記接続辺部から前記振動腕部の幅方向に沿って延び、他方の前記接続辺部と接続する対向辺部と、を有しており、前記マウント部は前記対向辺部に形成されていてもよい。

また、複数の前記マウント部は、前記対向辺部において互いに近接配置されていてもよい。

また、前記マウント部は前記接続辺部に形成されているとよい。

また、前記接続辺部の幅は、前記対向辺部の幅よりも狭くともよい。

また、本発明の圧電振動子の一つの態様は、ベース部材と、前記ベース部材に重ね合わされて接合されると共に前記ベース部材との間に気密封止されたキャビティを形成するリッド部材と、を有するパッケージと、前記ベース部材における実装面にマウントされ、前記キャビティ内に収容された上記の圧電振動片と、を備えることを特徴とする。

本発明の一つの態様によれば、加熱してパッケージに実装される際に、熱変形することが抑制される圧電振動片、及びそのような圧電振動片を備えた圧電振動子が提供される。

第１実施形態の圧電振動子を示す分解斜視図である。 第１実施形態の圧電振動子を示す断面図である。 第１実施形態の圧電振動片を示す平面図である。 第１実施形態の圧電振動片を示す図であって、図３におけるIV−IV断面図である。 第２実施形態の圧電振動子を示す分解斜視図である。 第２実施形態の圧電振動片を示す平面図である。 発振器の実施形態の一例を示す図である。 電子機器の実施形態の一例を示す図である。 電波時計の実施形態の一例を示す図である。

以下、図を参照しながら、本発明の実施形態に係る圧電振動片、及び圧電振動子について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

（第１実施形態）
［圧電振動子］
図１及び図２は、本実施形態の圧電振動子１００を示す図である。図１は、分解斜視図である。図２は、断面図である。
本実施形態の圧電振動子１００は、図１に示すように、外形が略直方体状の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１００は、気密に封止されたキャビティＣ１を有するパッケージ２と、キャビティＣ１に収容された圧電振動片５０とを備える。

なお、以下の説明においては、ＸＹＺ軸を設定し、このＸＹＺ座標系を参照しつつ各部材の位置関係を説明する。この際、圧電振動片５０（図１参照）の厚み方向と平行な方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向と垂直で、圧電振動子１００（図１参照）の長さ方向と平行な方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向と垂直で、圧電振動子１００の幅方向と平行な方向をＹ軸方向とする。

パッケージ２は、図１に示すように、パッケージ本体（ベース部材）３と、封口板（リッド部材）４とを備える。パッケージ本体３は、有底の凹部３ａを有する部材である。凹部３ａは、後述するシールリング１２の内側面１２ａと、後述する第２ベース基板１１に形成された貫通孔１１ａの内側面と、後述する第１ベース基板１０の上面１０ａとで構成されている。

封口板４は、パッケージ本体３の凹部３ａの開口を塞いでおり、パッケージ本体３と接合されている。キャビティＣ１は、パッケージ本体３の凹部３ａの内側に相当する内部空間であり、パッケージ本体３と封口板４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３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。なお、パッケージ本体３の構造はこれに限られるものではなく、ここでは２枚のベース基板を用いているが、１枚のベース基板のみでパッケージ本体３を構成しても良いし、３枚以上のベース基板でパッケージ本体３を構成してもよい。

第１ベース基板１０と第２ベース基板１１とは、それぞれ、平面視（ＸＹ面視）において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、平面視（ＸＹ面視）において外形寸法が第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とは、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との形成材料は、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：Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−Ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）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：Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−Ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）であってもよい。

第１ベース基板１０において、第２ベース基板１１側（＋Ｚ側）の上面１０ａの一部は、パッケージ本体３の凹部３ａの底面に相当する。
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には、図１及び図２に示すように、貫通孔１１ａが形成されている。貫通孔１１ａの内側面は、パッケージ本体３の凹部３ａの側壁の一部を構成している。貫通孔１１ａの長さ方向の一方側（＋Ｘ側）の内側面には、貫通孔１１ａに突出して実装部６０及び実装部６１が設けられている。実装部６０と実装部６１とは、圧電振動子１００の幅方向（Ｙ軸方向）に間隔をあけて設けられている。貫通孔１１ａの平面視（ＸＹ面視）形状は、矩形から実装部６０，６１の平面視（ＸＹ面視）形状を除いた形状である。

実装部６０，６１のシールリング１２側（＋Ｚ側）の面は、圧電振動片５０がマウントされる実装面６０ａ，６１ａである。実装面６０ａには、電極パッド１４が設けられている。実装面６１ａには、電極パッド１５が設けられている。実装部６０，６１の平面視（ＸＹ面視）形状は、本実施形態においては、例えば、矩形状である。実装部６０，６１は、図２に示すように、電極パッド１４，１５を介して圧電振動片５０と接触する。

電極パッド１４と電極パッド１５とは、圧電振動片５０と電気的に接続される一対の端子である。電極パッド１４及び電極パッド１５は、金属バンプあってもよいし、導電性接着剤であってもよい。
なお、詳しくは後述するが、圧電振動片５０には、基板実装用のマウント部１６及びマウント部１７が設けられている。電極パッド１４は、圧電振動片５０のマウント部１６に形成されたマウント電極と電気的に接続され、電極パッド１５は、圧電振動片５０のマウント部１７に形成されたマウント電極と電気的に接続される。

シールリング１２は、平面視（ＸＹ面視）で矩形状の枠状部材であり、パッケージ本体３の凹部３ａの側壁の一部を構成する。シールリング１２は、平面視（ＸＹ面視）における外形寸法が、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、第２ベース基板１１のシールリング１２側（＋Ｚ側）の面（以下、第２ベース基板１１の上面）に接合されている。シールリング１２は、第２ベース基板１１の上面に形成された金属接合層に対する溶着等によって、第２ベース基板１１の上面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。

シールリング１２の内形は、実装部６０，６１が形成されている箇所を除いて、貫通孔１１ａと平面視（ＸＹ面視）で重なっている。

封口板４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（凹部３ａの開口）を塞いでいる。上述のキャビティＣ１は、第１ベース基板１０と第２ベース基板１１とシールリング１２と封口板４とに囲まれる空間である。すなわち、圧電振動片５０は、平面視（ＸＹ面視）で、シールリング１２の内側に収容されている。

封口板４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４と接合される。封口板４とシールリング１２とを溶接する場合に、封口板４の下面（−Ｚ側の面）とシールリング１２の上面（＋Ｚ側の面）と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Ｃ１の気密性を確保しやすくなる。

第１ベース基板１０の下方側（−Ｚ側）の面には、外部電極１８及び外部電極１９が設けられている。
外部電極１８及び外部電極１９は、圧電振動子１００の外部のデバイス、例えば、圧電振動子１００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３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（図示せず）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（図示せず）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配線及び電極パッド１４を介して、圧電振動片５０のマウント部１６に形成されたマウント電極に印加される。また、外部電極１９に印加された電位は、第２配線及び電極パッド１５を介して、圧電振動片５０のマウント部１７に形成されたマウント電極に印加される。圧電振動片５０は、各マウント電極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（Ｚ軸方向）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（Ｚ軸方向）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。

［圧電振動片］
次に、本実施形態の圧電振動片５０について説明する。
図３及び図４は、本実施形態の圧電振動片５０を示す図である。図３は、平面図（ＸＹ面図）である。図４は、図３におけるIV−IV断面図である。
圧電振動片５０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体に、電極あるいは配線として機能する導電膜パターンなどの付帯物が形成された板状の部品である。本実施形態の圧電振動片５０は、一対の振動腕部２０の幅方向両側に支持腕部４０が延びている、いわゆるサイドアーム型の圧電振動片である。

圧電振動片５０は、図３に示すように、幅方向（Ｙ軸方向）に並んで配置された一対の振動腕部２０（振動腕部２１，２４）と、一対の振動腕部２０の基端部が連結される基部４１から延出する枠状の支持腕部４０と、支持腕部４０に設けられたマウント部１６，１７とを備える。詳細は後述するが、支持腕部４０は、基部４１から振動腕部２１、２４に沿って延びる接続辺部４２ａ，４２ｂと、対向辺部４３とを備える。

本実施形態において、一対の振動腕部２０と支持腕部４０とは、一体的に形成されている。図３においては、振動腕部２０と支持腕部４０との範囲を示すために、振動腕部２０の基端を２点鎖線で示している。

一対の振動腕部２０は、図３に示すように、振動腕部２１と振動腕部２４とを含む。
振動腕部２１，２４は、それぞれ長さ方向の一方側（−Ｘ側）の端部（基端部）で基部４１と接続されている。振動腕部２１と振動腕部２４とは、圧電振動片５０の幅方向（Ｙ軸方向）における中心を通り、長さ方向（Ｘ軸方向）に平行な線に対して、線対称に設けられている。振動腕部２１と振動腕部２４とは、形状及び寸法が同一であるため、以下の説明においては、代表して、振動腕部２１についてのみ説明する場合がある。

振動腕部２１は、略均一な幅で直線的に延びる帯状部２２と、幅（Ｙ軸方向長さ）が帯状部２２よりも広いハンマー部２３とを備える。同様にして、振動腕部２４は、帯状部２５と、ハンマー部２６とを備える。なお、本実施形態ではハンマー部２６が形成されている形態について説明しているが、圧電振動片５０の形状はこれに限られるものではなく、ハンマー部２６が形成されていないタイプであっても良い。

振動腕部２１の帯状部２２は、基部４１から、圧電振動子１００の長さ方向（Ｘ軸方向）に沿って、支持腕部４０の接続辺部４２ａ，４２ｂと同じ側（＋Ｘ側）に直線的に延びている。すなわち、帯状部２２（振動腕部２１）の長さ方向は、圧電振動子１００の長さ方向（Ｘ軸方向）とほぼ平行であり、支持腕部４０の長さ方向（Ｘ軸方向）ともほぼ平行である。ここで「ほぼ平行」とは、厳密な平行関係のみならず、両者の交差角が５度未満程度の関係も含むものとする。

帯状部２２には、溝部２７が形成されている。溝部２７は、振動腕部２１の長さ方向（Ｘ軸方向）とほぼ平行に延びている。溝部２７は、図３に示すように、圧電振動片５０の表面（＋Ｚ側の面）５０ａ及び裏面（−Ｚ側の面）５０ｂに形成されており、その深さ方向が圧電振動片５０の厚さ方向（Ｚ軸方向）とほぼ平行である。同様にして、振動腕部２４の帯状部２５には、溝部２８が形成されている。

ハンマー部２３は、帯状部２２における支持腕部４０と接続されている側と逆側（＋Ｘ側）の端部に設けられている。同様にして、ハンマー部２６は、帯状部２５における支持腕部４０と接続されている側と逆側（＋Ｘ側）の端部に設けられている。

振動腕部２１の表面には、図４に示すように、励振電極３２と、励振電極３３とが形成されている。
励振電極３２は、溝部２７における振動腕部２１の表面と、溝部２７の周囲における振動腕部２１の表面とに連続して形成されている。励振電極３２は、支持腕部４０に設けられた引き出し電極（図示せず）を介して、後述するマウント部１６に形成されたマウント電極と電気的に接続されている。すなわち、励振電極３２は、図１に示した外部電極１８と電気的に接続されている。

励振電極３３は、励振電極３２と不連続に形成されており、励振電極３２と絶縁である。励振電極３３は、振動腕部２１のうち、圧電振動片５０の表面５０ａと、圧電振動片５０の表面５０ａと交差する側面（Ｙ軸方向に垂直な面）と、圧電振動片５０の裏面５０ｂとに連続して形成されている。
励振電極３３は、支持腕部４０に設けられた引き出し電極（図示せず）を介して、後述するマウント部１７に形成されたマウント電極と電気的に接続されている。すなわち、励振電極３３は、図１に示した外部電極１９と電気的に接続されている。

励振電極３２及び励振電極３３は、外部電極１８及び外部電極１９から電力の供給を受けて、振動腕部２１を構成する圧電体に電界を印加する。振動腕部２１は、励振電極３２及び励振電極３３から電界が印加されると、支持腕部４０の接続辺部４２ａ，４２ｂに近づく向きと離れる向きとに、基部４１との接続端を起点として振動する（図３参照）。

振動腕部２４の表面には、図４に示すように、励振電極３４と、励振電極３５とが形成されている。
励振電極３４は、振動腕部２１における励振電極３３に対応する位置に形成されている。励振電極３４は、支持腕部４０に設けられた引き出し電極（図示せず）を介して、後述するマウント部１６に形成されたマウント電極と電気的に接続されている。

励振電極３５は、振動腕部２１における励振電極３２に対応する位置に形成されている。励振電極３５は、支持腕部４０に設けられた引き出し電極（図示せず）を介して、後述するマウント部１７に形成されたマウント電極と電気的に接続されている。

振動腕部２４は、振動腕部２１と同様に、外部電極１８及び外部電極１９から供給される電力によって、励振電極３２及び励振電極３３から振動腕部を構成する圧電体に電界が印加され、支持腕部４０の接続辺部４２ａ，４２ｂに近づく向きと離れる向きとに、基部４１との接続端を起点として振動する。

支持腕部４０は、平面視（ＸＹ面視）で枠状に形成されている。支持腕部４０の外形は、平面視（ＸＹ面視）で矩形状である。支持腕部４０の長さ方向は、圧電振動子１００の長さ方向（Ｘ軸方向）とほぼ平行である。支持腕部４０は、一対の振動腕部２０が連結された基部４１と、基部４１と対向する対向辺部４３と、基部４１と対向辺部４３とを接続し、互いに対向する２つの接続辺部４２ａ，４２ｂとを備える。

基部４１は、圧電振動片５０の幅方向（Ｙ軸方向）に延在する板状に形成されている。基部４１における支持腕部４０の内側（＋Ｘ側）には、一対の振動腕部２０が連結されている。すなわち、一対の振動腕部２０は、支持腕部４０の内側に配置されている。

接続辺部４２ａ及び接続辺部４２ｂは、それぞれ基部４１の両端部から、圧電振動子１００の長さ方向（Ｘ軸方向）に沿って、振動腕部２０と同じ側（＋Ｘ側）に直線的に延びている。接続辺部４２ａ及び接続辺部４２ｂの長さは、振動腕部２１，２４の長さよりも長い。

対向辺部４３は、圧電振動片５０の幅方向（Ｙ軸方向）に延在する板状に形成されている。対向辺部４３は、接続辺部４２ａ，４２ｂにおける基部４１から延びる側（＋Ｘ側）の端部同士を接続している。対向辺部４３における裏面５０ｂ側には、マウント部１６及びマウント部１７が設けられている。対向辺部４３の幅Ｗ１は、接続辺部４２ａ，４２ｂの幅Ｗ２よりも大きい。

マウント部１６，１７は、図２に示すように、電極パッド１４，１５を介して第２ベース基板１１の実装部６０，６１と接触する部分である。マウント部１６，１７は、対向辺部４３における裏面５０ｂ側に、対向辺部４３の長さ方向（Ｙ軸方向）に沿って、並んで設けられている。マウント部１６は、マウント部１７よりも図示上側（＋Ｙ側）に設けられている。なお、本実施形態では、マウント部１６、１７が互いに近接配置されている。ここで近接配置とは、両者の間隙が5μｍ〜70μｍ程度のことを指す。また、ハンマー部の間隔よりも狭い間隔のことであってもよい。

マウント部１６には、マウント電極（図示せず）が形成されている。マウント部１６に形成されたマウント電極は、図１に示した電極パッド１４と電気的に接続される。例えば、図２に示すように、マウント部１６が電極パッド１４と導電性接着剤（図示せず）を介して接触することで、マウント部１６に形成されたマウント電極は、電極パッド１４と導通する。

同様にして、マウント部１７には、マウント電極（図示せず）が形成されている。マウント部１７に形成されたマウント電極は、マウント部１６と同様にして、電極パッド１５と電気的に接続される。

マウント部１６，１７のマウント電極と、電極パッド１４，１５とを接続する方法としては、例えば、導電性接着剤を用いて接着する方法を選択できる。この場合においては、圧電振動片５０を実装する際に、導電性接着剤を溶融させるためにマウント部１６，１７を加熱してもよい。また、例えば、マウント部１６，１７のマウント電極と、電極パッド１４，１５とを接続する方法としては、マウント部１６，１７のマウント電極と、電極パッド１４，１５とを導電性接着剤を介さずに接触させ、加熱圧着する方法を選択することもできる。

本実施形態によれば、支持腕部４０が枠状に形成されているため、圧電振動片５０を実装する際に、マウント部１６，１７の熱変形を抑制することができる。以下、詳細に説明する。

圧電振動片を実装する際には、上述したように、例えば、マウント部を加熱することによって圧電振動片と第２ベース基板、より詳細には、実装部とを接着する実装方法を選択できる。しかし、実装時にマウント部を加熱すると、マウント部が熱変形し、マウント部及び支持腕部が歪んだ状態のまま、圧電振動片５０が実装されてしまう場合がある。このような場合においては、マウント部及び支持腕部の歪みが、一体的に形成される振動腕部にも影響し、振動腕部の振動特性を変化させてしまう場合がある。また、マウント部が歪んでいることにより、マウント部に応力が溜めこまれることで、振動腕部にも応力がかかり、振動腕部の振動特性に影響を与える場合がある。これにより、所望の振動特性を有する圧電振動子を得ることが困難であるという問題があった。

これに対して、本実施形態によれば、マウント部１６，１７が設けられた支持腕部４０が枠状、すなわち閉じた状態で形成されているため、支持腕部４０の一端が解放されているような場合に比べて、マウント部１６，１７の熱変形が抑制される。そのため、マウント部１６，１７を加熱して、圧電振動片５０を実装する場合であっても、マウント部１６，１７及び支持腕部４０の熱変形による歪みが抑制された状態で、圧電振動片５０が実装される。したがって、本実施形態によれば、所望の振動特性を有する圧電振動子を得ることが容易である。

また、本実施形態によれば、マウント部１６，１７は、支持腕部４０における対向辺部４３に設けられているため、支持腕部４０上において、基部４１における振動腕部２０が接続されている箇所から、マウント部１６，１７が設けられている箇所までを辿る距離を長くできる。これにより、振動腕部２０から支持腕部４０に伝達される振動が、マウント部１６，１７に伝達される間に減衰され、マウント部１６，１７からパッケージ本体３（第２ベース基板１１）に漏れる振動を小さくすることができる。特にマウント部１６、１７を互いに近接配置することで、それだけマウント部１６、１７までの振動伝達距離を長くとることができるので、振動漏れを低減することができる。

また、本実施形態によれば、支持腕部４０の対向辺部４３の幅Ｗ１は、支持腕部４０の接続辺部４２ａ，４２ｂの幅Ｗ２よりも大きくなることが多い。振動が伝達される際には、相対的に幅が小さい部材から、相対的に幅が大きい部材へと伝達されるときに、振動が減衰されやすい。本実施形態では、振動腕部２０の振動は、支持腕部４０の基部４１から接続辺部４２ａ，４２ｂを介して対向辺部４３へと伝達されるため、接続辺部４２ａ，４２ｂから対向辺部４３に振動が伝達される際に、振動を伝達する部材の幅が相対的に大きくなり、振動が減衰されやすい。これにより、本実施形態によれば、マウント部１６，１７に伝達される振動を減衰することができ、マウント部１６，１７からパッケージ本体３（第２ベース基板１１）に漏れる振動を小さくすることができる。

また、本実施形態によれば、対向辺部４３の幅Ｗ１を接続辺部４２ａ，４２ｂの幅Ｗ２に対して相対的に大きく設定することで、接続辺部４２ａ，４２ｂに対する対向辺部４３の重量比を大きくすることができ、圧電振動片５０の重心位置を、マウント部１６，１７が設けられた対向辺部４３側に接近させることができる。これにより、本実施形態によれば、圧電振動片５０を安定して実装することが容易である。

また、本実施形態によれば、支持腕部４０において基部４１との連結点よりも振動腕部２０の先端部側にマウント部１６，１７が設けられている。これにより、圧電振動片５０を側面から見た場合、マウント部１６、１７よりも連結点側の部分がマウント部１６、１７を支点として下方に沈み込む。さらに、それに伴って振動腕部２０の先端（ハンマー部２３，２６側の端部）が、封口板４に接近する向き（＋Ｚ向き）に傾く。特にマウント部１６、１７が対向辺部４３にある場合は、図２に示すように、圧電振動片５０が片持ちで支持された状態で実装される。そのため、圧電振動片５０において自由端部となり得る基部４１側（−Ｘ側）が、自重により曲げ変形しやすい。すなわち、圧電振動片５０の基部４１側（−Ｘ側）が、第１ベース基板１０に接近する向き（−Ｚ向き）に傾きやすい。圧電振動片５０の基部４１側（−Ｘ側）が曲げ変形により、第１ベース基板１０側に傾くと、それに伴って振動腕部２０の先端（ハンマー部２３，２６側の端部）が、封口板４に接近する向き（＋Ｚ向き）に傾く。

これにより、振動腕部２０の先端側（＋Ｘ側）において、第２ベース基板１１の実装面６０ａ，６１ａに対する振動腕部２０の傾きと支持腕部４０の傾きとが異なる状態となる。すなわち、振動腕部２０の先端側（＋Ｘ側）において、側面視（ＺＸ面視）で、振動腕部２０と支持腕部４０との厚み方向（Ｚ軸方向）の位置が互いにずれた状態となる。したがって、本実施形態によれば、振動腕部２０が幅方向（Ｙ軸方向）に振動する際に、振動腕部２０と支持腕部４０とが接触することを抑制できる。さらには、外部衝撃等で振動腕部２０の先端が撓み、第１ベース基板１０に接触する可能性を低減できる。即ち、圧電振動片の耐久性を大幅に向上させることが可能になる。なお、本実施形態のようにマウント部１６，１７を近接配置することで、これらを所定以上離して配置する場合よりも、第２ベース基板１１の実装面６０ａ，６１ａに対する支持腕部４０の傾きを大きくすることができ、その結果、振動腕部２０と支持腕部４０との厚み方向の位置のずれ度合いをさらに大きくすることができる。

また、本実施形態によれば、振動腕部２０が、枠状の支持腕部４０の内側に配置されているため、圧電振動片５０の長さが増大することを抑制できる。

なお、本実施形態においては、下記の構成を採用することもできる。

上記説明した実施形態においては、振動腕部２０が枠状の支持腕部４０の内側に配置される構成としたが、これに限られない。本実施形態においては、例えば、振動腕部２０の先端が枠状の支持腕部４０の外側に配置されるような構成であってもよい。

また、上記説明した実施形態においては、基部４１を介して支持腕部４０と振動腕部２０とが連結されている構成としたが、これに限られない。例えば基部４１を形成せず、振動腕部２０の基端部と支持腕部４０とを直接接続する形態でもよい。

また、上記説明した実施形態においては、対向辺部４３の長さ方向（Ｙ軸方向）の全体に亘って、対向辺部４３の幅Ｗ１が、接続辺部４２ａ，４２ｂの幅Ｗ２よりも大きい構成としたが、これに限られない。本実施形態においては、例えば、対向辺部４３におけるマウント部１６，１７が設けられている箇所の幅のみが接続辺部４２ａ，４２ｂの幅よりも大きいような構成であってもよい。また、本実施形態においては、例えば、対向辺部４３の幅が、接続辺部４２ａ，４２ｂの幅以下であるような構成であってもよい。

また、上記説明した実施形態においては、支持腕部４０の外形は、平面視（ＸＹ面視）で矩形状としたが、これに限られない。本実施形態においては、支持腕部４０の平面視（ＸＹ面視）形状は、支持腕部４０が枠状で、端部が解放されていない範囲内において、特に限定されず、例えば、円形状であっても、その他の形状（例えば、多角形状）であってもよい。

また、本実施形態においては、マウント部１６，１７と電極パッド１４，１５との電気的な接続に、電極パッド１４，１５をバンプ電極とする方法以外の接続方法が用いてもよい。

（第２実施形態）
［圧電振動子］
第２実施形態の圧電振動子は、第１実施形態の圧電振動子１００に対して、実装された圧電振動片が異なる点、及び第２ベース基板における実装部の位置が異なる点において異なる。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す等により、説明を省略する場合がある。

図５は、本実施形態の圧電振動子２００を示す分解斜視図である。
本実施形態の圧電振動子２００は、図５に示すように、気密に封止されたキャビティＣ２を有するパッケージ１２０と、キャビティＣ２に収容された圧電振動片１５０とを備える。
パッケージ１２０は、パッケージ本体（ベース部材）１３０と、封口板４とを備える。パッケージ本体１３０は、有底の凹部１３０ａを有する部材である。凹部１３０ａは、シールリング１２の内側面１２ａと、後述する第２ベース基板１１１に形成された貫通孔１１１ａの内側面と、第１ベース基板１０の上面１０ａとで構成されている。

パッケージ本体１３０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１１１と、第２ベース基板１１１上に配置されたシールリング１２とを含む。

第２ベース基板１１１には、貫通孔１１１ａが形成されている。貫通孔１１１ａの内側面は、パッケージ本体１３０の凹部１３０ａの側壁の一部を構成している。貫通孔１１１ａの幅方向の一方側（＋Ｙ側）の内側面には、貫通孔１１１ａに突出して実装部１６０が設けられている。貫通孔１１１ａの幅方向の他方側（−Ｙ側）の内側面には、貫通孔１１１ａに突出して実装部１６１が設けられている。実装部１６０と実装部１６１とは、対向して設けられている。貫通孔１１１ａの平面視（ＸＹ面視）形状は、矩形から実装部１６０，１６１の平面視（ＸＹ面視）形状を除いた形状である。

実装部１６０，１６１のシールリング１２側（＋Ｚ側）の面は、圧電振動片１５０がマウントされる実装面１６０ａ，１６１ａである。実装面１６０ａには、電極パッド１１４が設けられている。実装面１６１ａには、電極パッド１１５が設けられている。実装部１６０，１６１の平面視（ＸＹ面視）形状は、本実施形態においては、例えば、矩形状である。実装部１６０，１６１は、電極パッド１１４，１１５を介して圧電振動片１５０と接触する。

［圧電振動片］
本実施形態の圧電振動片１５０は、第１実施形態の圧電振動片５０に対して、マウント部が支持腕部の接続辺部に設けられている点において異なる。
図６は、本実施形態における圧電振動片１５０を示す平面図である。
本実施形態の圧電振動片１５０は、図６に示すように、一対の振動腕部２０と、枠状の支持腕部１４０と、マウント部１１６，１１７とを備える。

支持腕部１４０は、平面視（ＸＹ面視）で枠状に形成されている。支持腕部１４０の外形は、平面視（ＸＹ面視）で矩形状である。支持腕部１４０は、一対の振動腕部２０が連結された基部１４１と、基部１４１と対向する対向辺部１４３と、基部１４１と対向辺部１４３とを接続し、互いに対向する２つの接続辺部１４２ａ，１４２ｂと、接続辺部１４２ａ，１４２ｂにそれぞれ設けられたマウント辺部１４４ａ，１４４ｂとを備える。支持腕部１４０の表面１５０ａ側（＋Ｚ側）及び裏面１５０ｂ側（−Ｚ側）には、引き出し電極（図示せず）が形成されている。

マウント辺部１４４ａは、接続辺部１４２ａの長さ方向（Ｘ軸方向）の中央に設けられている。また、同様に、マウント辺部１４４ｂは、接続辺部１４２ｂの長さ方向（Ｘ軸方向）の中央に設けられている。マウント辺部１４４ａの幅Ｗ３は、接続辺部１４２ａの幅Ｗ４よりも大きい。マウント辺部１４４ｂと、接続辺部１４２ｂとの関係においても同様である。

マウント部１１６は、マウント辺部１４４ａの裏面１５０ｂ側（−Ｚ側）に設けられている。マウント部１１７は、マウント辺部１４４ｂの裏面１５０ｂ側（−Ｚ側）に設けられている。すなわち、マウント部１１６とマウント部１１７とは、圧電振動片１５０の幅方向（Ｙ軸方向）の両端部に、振動腕部２０を挟んで設けられている。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様にして、支持腕部１４０が枠状であるため、マウント部１１６，１１７を加熱して圧電振動片１５０を実装する際に、マウント部１１６，１１７の熱変形が抑制される。

また、本実施形態によれば、マウント部１１６，１１７が、接続辺部１４２ａ，１４２ｂに設けられたマウント辺部１４４ａ，１４４ｂに設けられているため、圧電振動片１５０を実装した際に、幅方向（Ｙ軸方向）の両端部で支持することができる。これにより、本実施形態によれば、圧電振動片１５０を安定して実装することが容易である。

また、本実施形態によれば、マウント部１１６，１１７は、接続辺部１４２ａ，１４２ｂにおける長さ方向（Ｘ軸方向）の中央に設けられているため、圧電振動片１５０をより安定して実装することが容易である。

また、本実施形態によれば、マウント部１１６が設けられているマウント辺部１４４ａの幅Ｗ３が、接続辺部１４２ａの幅Ｗ４よりも大きい。そのため、振動腕部２０の振動が、接続辺部１４２ａからマウント辺部１４４ａへと伝達される際に、減衰されやすい。これにより、マウント辺部１４４ａに設けられたマウント部１１６に伝達される振動が減衰され、その結果、本実施形態によれば、マウント部１１６からパッケージ本体１３０（第２ベース基板１１１）に漏れる振動を小さくすることができる。マウント部１１７においても同様である。

なお、上記説明においては、マウント部が支持腕部の対向辺部に設けられている構成、及びマウント部が支持腕部の接続辺部に設けられている構成を、それぞれ第１実施形態及び第２実施形態として例示したが、これに限られない。本実施形態においては、複数のマウント部が、それぞれ支持腕部における異なる辺部に設けられていてもよい。

（圧電振動子を備える機器の実施形態）
［発振器］
次に、圧電振動子１００を備える本実施形態の発振器について説明する。
図７は、本実施形態の発振器１０００を示す図である。
発振器１０００は、基板１０１０と、集積回路１０２０と、電子部品１０３０と、圧電振動子１００とを備える。
電子部品１０３０は、例えば、キャパシタなどであり、基板１０１０に実装されている。集積回路１０２０は、発振器用であり、基板１０１０に実装されている。

集積回路１０２０は、圧電振動子１００と電子部品１０３０とのそれぞれと、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１００は、例えば、基板１０１０において集積回路１０２０の近傍に実装される。圧電振動子１００は、図１などを参照して上記説明した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１０００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１０００は、圧電振動子１００に電力が供給されると、圧電振動子１００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１００から集積回路１０２０へ出力される。集積回路１０２０は、圧電振動子１００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１０００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１０２０は、発振器１０００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。

本実施形態によれば、圧電振動子１００を備えているため、上述したのと同様にして、信頼性に優れた発振器１０００が得られる。

［電子機器］
次に、圧電振動子１００を備える本実施形態の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かつ軽量であるが、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８は、本実施形態の携帯情報機器１１００の一例を示す図である。
図８に示す携帯情報機器１１００は、計時部１１１０と、表示部１１２０と、通信部１１３０と、制御部１１４０と、電源部１１５０と、電圧検出部１１６０と、電源遮断部１１７０とを備える。

制御部１１４０は、携帯情報機器１１００の各部を総括的に制御する。例えば、制御部１１４０は、計時部１１１０による時刻の計測、表示部１１２０による情報の表示、通信部１１３０による外部との通信などを制御する。制御部１１４０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１１１０は、集積回路と、圧電振動子１００とを備える。この集積回路は、発振回路と、レジスタ回路と、カウンタ回路と、インターフェース回路とを含む。圧電振動子１００は、上記説明した実施形態に係る圧電振動子である。圧電振動子１００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１００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１１１０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１１４０に供給される。制御部１１４０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１１２０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１１３０は、外部との通信、すなわち外部へのデータの送信及び外部からのデータの受信を行う。通信部１１３０は、無線部１２００と、音声処理部１２１０と、切替部１２２０と、増幅部１２３０と、音声入出力部１２４０と、電話番号入力部１２５０と、着信音発生部１２６０と、呼制御メモリ部１２７０とを含む。

無線部１２００は、符号化された音声データ等の各種データを、アンテナ１２８０を介して基地局とやりとりする。音声処理部１２１０は、無線部１２００から入力されたデータを、復号化して増幅部１２３０へ出力する。また、音声処理部１２１０は、増幅部１２３０から入力されたデータを、符号化して無線部１２００へ出力する。増幅部１２３０は、音声処理部１２１０と音声入出力部１２４０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１２４０は、スピーカ及びマイクロフォンなどを含み、増幅部１２３０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１２２０は、基地局からの呼び出しなどに応じた制御部１１４０からの指令により、着信音発生部１２６０を増幅部１２３０と接続する。着信音発生部１２６０は、基地局からの呼び出しに応じた制御部１１４０からの指令により、着信音のデータを切替部１２２０に出力する。すなわち、制御部１１４０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１２３０へ出力させることにより、音声入出力部１２４０によって着信音を出力させる。

呼制御メモリ部１２７０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１２５０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１１５０は、例えば、リチウムイオン二次電池を含み、携帯情報機器１１００の各部へ電力を供給する。電圧検出部１１６０は、電源部１１５０から携帯情報機器１１００の各部へ供給されている電圧を検出する。電圧検出部１１６０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１１４０に通知する。この所定値は、通信部１１３０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１１６０から電圧降下の通知を受けた制御部１１４０は、無線部１２００、音声処理部１２１０、切替部１２２０、及び着信音発生部１２６０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１１４０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１１４０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１１２０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１１２０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１１７０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。

本実施形態によれば、圧電振動子１００を備えているため、上述したのと同様にして、信頼性に優れた携帯情報機器１１００が得られる。

［電波時計］
次に、圧電振動子１００を備える本実施形態の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９は、本実施形態の電波時計１３００を示す図である。この電波時計１３００は、アンテナ１３１０と、アンプ１３２０と、フィルタ部１３３０と、検波整流回路１３４０と、波形整形回路１３５０と、ＣＰＵ１３６０と、ＲＴＣ１３７０とを備える。

アンテナ１３１０は、標準電波を受信する。アンプ１３２０は、アンテナ１３１０が受信した標準電波の信号を、増幅してフィルタ部１３３０へ出力する。フィルタ部１３３０は、アンプ１３２０からの信号を、濾波、同調して検波整流回路１３４０へ出力する。検波整流回路１３４０は、フィルタ部１３３０からの信号を、検波復調して波形整形回路１３５０へ出力する。波形整形回路１３５０は、検波整流回路１３４０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ＣＰＵ１３６０へ供給する。ＣＰＵ１３６０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。ＲＴＣ１３７０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。ＣＰＵ１３６０は、タイムコードから取得した時刻に関する情報を、ＲＴＣ１３７０が保持する情報に反映させる。ＲＴＣ１３７０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１３３０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１３３０において、圧電振動子は、共振子として機能する。例えば、図９の電波時計１３００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１３３０は、共振周波数が４０ｋＨｚの圧電振動子１００ａと、共振周波数が６０ｋＨｚの圧電振動子１００ｂ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１３００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１３３０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１３３０の圧電振動子１００ａと圧電振動子１００ｂとは、それぞれ、上記説明した実施形態の圧電振動子１００と同様の圧電振動子である。

本実施形態によれば、圧電振動子１００と同様の構成を有する圧電振動子１００ａ，１００ｂを備えているため、上述したのと同様にして、信頼性に優れた電波時計１３００が得られる。

なお、上記の実施形態においては、発振器、電子機器、及び電波時計の実施形態の例として、第１実施形態の圧電振動子１００を備える例を示したが、これに限られない。発振器、電子機器、及び電波時計の実施形態としては、第２実施形態の圧電振動子２００を備えていてもよい。

１，１００，１００ａ，１００ｂ，２００…圧電振動子、２，１２０…パッケージ、３，１３０…パッケージ本体（ベース部材）、４…封口板（リッド部材）、１６，１７，１１６，１１７…マウント部、２０，２１，２４…振動腕部、４０，１４０…支持腕部、４１，１４１…基部、４２ａ，４２ｂ，１４２ａ，１４２ｂ…接続辺部、４３，１４３…対向辺部、５０，１５０…圧電振動片、６０ａ，６１ａ，１６０ａ，１６１ａ…実装面、Ｃ１，Ｃ２…キャビティ、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４…幅（接続辺部の幅）

Claims (6)

1. 幅方向に並んで配置された一対の振動腕部と、
   前記一対の振動腕部の基端部が連結される基部と、
   前記基部から前記振動腕部の先端部側へ延出する枠状の支持腕部と、
   前記支持腕部において前記基部との連結点よりも前記振動腕部の先端部側に設けられた複数のマウント部と、を備えた圧電振動片。
2. 前記枠状の支持腕部は、
   前記連結点から前記振動腕部に沿って延びる接続辺部と、
   前記接続辺部から前記振動腕部の幅方向に沿って延び、他方の前記接続辺部と接続する対向辺部と、を有しており、
   前記マウント部は前記対向辺部に形成されている請求項１に記載の圧電振動片。
3. 複数の前記マウント部は、
   前記対向辺部において互いに近接配置されている請求項２に記載の圧電振動片。
4. 前記マウント部は前記接続辺部に形成されている請求項１に記載の圧電振動片。
5. 前記接続辺部の幅は、前記対向辺部の幅よりも狭い請求項２乃至４のいずれか１項に記載の圧電振動片。
6. ベース部材と、前記ベース部材に重ね合わされて接合されると共に前記ベース部材との間に気密封止されたキャビティを形成するリッド部材と、を有するパッケージと、
   前記マウント部において前記ベース部材にマウントされ、前記キャビティ内に収容された請求項１乃至５のいずれか１項に記載の圧電振動片と、を備えることを特徴とする圧電振動子。

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