JP2015109491A - 圧電デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】圧電振動片に作用する応力の緩和を図りつつ、衝撃等を受けた場合であっても圧電振動片が大きく振られることを抑制し、圧電振動片の破損や周波数特性の変動等を防止して耐衝撃性が向上した信頼性の高い圧電デバイスを提供する。【解決手段】ベース１１０を貫通する２本のリード１４１、１４２と、リード１４１、１４２のそれぞれの先端部１４１ａ、１４２ａに取り付けられかつ圧電振動片１３０を保持する保持部１５３、１５４が形成された２本のサポータ１５１、１５２と、を有し、サポータ１５１、１５２は、保持部１５３、１５４を含む直線部分１５１ｃ、１５２ｃのうち少なくとも保持部１５３、１５４から離れた部分に、他の部分より剛性が低い低剛性部１５５、１５６を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、圧電デバイスに関する。

携帯端末や携帯電話などにおいて水晶振動子や水晶発振器などの圧電デバイスが搭載されている。このような圧電デバイスとしては、ベースとカバーとからなるパッケージの内部に円板状の圧電振動片を収容し、この圧電振動片を２つのサポータにより側面側から挟み込んで保持する構成が知られている（例えば特許文献１参照）。

この圧電振動片には、２つのサポータから挟み込む力が作用しているため応力が作用しており、この状態で周波数特性等が調整される。従って、この圧電デバイスを長期間使用した場合や高温環境下で使用した場合などではサポータによる挟み込む力が弱くなり、圧電振動片に作用する応力が減少する。この応力の減少に伴い、圧電振動片の周波数特性が設計値から変化してしまう。そこで、このような周波数特性の変化を回避するために、サポータを板状にして剛性を低く設定し、サポータによって圧電振動片に作用する応力の緩和が図られている。

実開平０１−１３２１２１号公報

圧電振動片を挟む２つのサポータは、ベースを貫通する２本のリードに取り付けられるが、サポータの剛性が低いと、このサポータに保持される圧電振動片は、ベースに対して大きく振れてしまう。その結果、落下等により圧電デバイスに衝撃が加えられた場合、圧電振動片が大きく振られてカバーの内壁に衝突し、圧電振動片の周波数特性の変動を招くだけでなく、圧電振動片の破損や、圧電振動片がサポータから外れるおそれがある。

以上のような事情に鑑み、本発明では、圧電振動片に作用する応力の緩和を図りつつ、衝撃等を受けた場合であっても圧電振動片が大きく振られることを抑制し、圧電振動片の破損や周波数特性の変動等を防止して耐衝撃性が向上した圧電デバイスを提供することを目的とする。

本発明では、ベースを貫通する２本のリードと、リードのそれぞれの先端部に取り付けられかつ圧電振動片を保持する保持部が形成された２本のサポータと、を有する圧電デバイスであって、サポータは、保持部を含む直線部分のうち少なくとも保持部から離れた部分に、他の部分より剛性が低い低剛性部を備える。

また、低剛性部は、保持部を含んで形成されてもよい。また、低剛性部は、他の部分に対して厚さ及び幅の少なくても一方が小さくなるように形成されてもよい。また、サポータの少なくとも一方は、リードの先端部から直線部分までの間がクランク形状に屈曲された屈曲部を備えてもよい。また、リードの少なくても一方は、ベースから先端部までの間の一部がクランク状に屈曲された屈曲部を備えてもよい。また、ベースにおける２本のリードの間隔は、保持部同士の間隔より小さくてもよい。

また、本発明では、ベースを貫通しかつ圧電振動片を保持する保持部が形成された２本のリードを有する圧電デバイスであって、リードのそれぞれは、ベースから保持部までの間の一部がクランク形状に屈曲された屈曲部を備え、リードの、保持部を含む直線部分は、他の部分に対して厚さ及び幅の少なくとも一方が小さい低剛性部が形成される。また、圧電振動片を含んだ空間を覆うように、ベースに取り付けられるカバーを備えてもよい。

本発明によれば、圧電振動片に作用する応力の緩和を図りつつ、衝撃等を受けた場合であっても圧電振動片の破損や周波数特性の変動等を防止して、耐衝撃性が向上した信頼性の高い圧電デバイスを提供できる。

第１実施形態に係る圧電デバイスの一例を示す断面図である。 図１に示す圧電デバイスの要部を示し、（ａ）正面図、（ｂ）は側面図である。 図１に示す圧電デバイスの要部を示す斜視図である。 第２実施形態に係る圧電デバイスの要部を示し、（ａ）正面図、（ｂ）は側面図である。 第３実施形態に係る圧電デバイスの要部を示し、（ａ）正面図、（ｂ）は側面図である。 第４実施形態に係る圧電デバイスの要部を示し、（ａ）正面図、（ｂ）は側面図である。 第５実施形態に係る圧電デバイスの一例を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、以下の実施形態を説明するため、図面においては一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。また、図面においてハッチングした部分は、断面、金属膜、及び導電性接着剤を表している。

以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、ＳＣカットの圧電振動片（水晶ブランク）１３０の結晶軸（ｘ′軸、ｙ″軸、ｚ′軸）のうちｘ′軸に平行な方向をＸ方向とし、ｚ´軸に平行な方向をＺ方向とする。また、ＸＺ平面に垂直な方向（圧電振動片１３０の厚さ方向）はＹ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。

＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る圧電デバイスの一例について図面を参照して説明する。図１に示すように、圧電デバイス１００は、ベース１１０と、カバー１２０と、圧電振動片１３０と、リード１４１、１４２と、サポータ１５１、１５２と、を有している。なお、この圧電デバイス１００は、圧電振動子である。ベース１１０及びカバー１２０は、例えば銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、４２アロイ、コバールなどの金属製の板状の部材が用いられる。ベース１１０及びカバー１２０に、金属製の部材が採用されることにより、収容空間１６０に収容される圧電振動片１３０の周波数の安定性が維持されるという利点がある。なお、ベース１１０とカバー１２０とで別の素材が用いられてもよい。

また、ベース１１０及びカバー１２０に、同一の材料が採用されることにより、ベース１１０及びカバー１２０の熱膨張係数が異なることを回避して、高温下での使用や、接合時の熱により生じる変形や割れ等を抑制することができる。また、ベース１１０及びカバー１２０は、金属製に代えて、例えば、安価かつ形成容易なセラミックス（アルミ化合物など）や、シリコン、ガラス、樹脂などが用いられてもよい。

ベース１１０は、Ｘ方向から見たとき、Ｚ方向を長手方向としかつＹ方向を短手方向とした矩形状または長円状に形成される。ベース１１０は、平面部（＋Ｘ側の面）１１１と、平面部１１１の周囲から−Ｘ方向に延びる筒状の胴部１１２と、胴部１１２の端部から外側に向けて突出する鍔部１１３と、を有している。鍔部１１３の＋Ｘ側の面には、後述するカバー１２０の接合面１２３ｂに接合される接合面１１３ａが形成される。なお、ベース１１０は、上記した構成に限定されず、例えば、Ｘ方向から見たときの形状が、円形あるいは四角以外の多角形などの形状であってもよい。

ベース１１０の平面部１１１には、ベース１１０を厚さ方向（Ｘ方向）に貫通する２つの貫通孔１１４、１１５が設けられている。貫通孔１１４、１１５は、それぞれリード１４１、１４２が挿通可能に形成されている。貫通孔１１４、１１５は、ベース１１０においてＺ方向に並んで設けられている。また、貫通孔１１４、１１５は、同一の形状となっている。なお、貫通孔１１４、１１５は、上記した構成に限定されず、例えば、貫通孔１１４、１１５は、互いに異なる形状でもよく、互いの間隔が図示のものより広くまたは狭くてもよい。

貫通孔１１４、１１５には、リード１４１、１４２が挿通された後、封止材１７０が充填される。これにより、貫通孔１１４、１１５はハーメチック封止される。このハーメチック封止により、リード１４１、１４２は、ベース１１０に固定される。封止材１７０としては、例えばガラス材や樹脂材などの非電導性の材料が用いられる。従って、ベース１１０に金属などの導電性材料が用いられた場合であっても、ベース１１０とリード１４１、１４２との電気的な接続が防止される。なお、貫通孔１１４、１１５をガラス材等でハーメチック封止するとともに、ベース１１０の内側を樹脂等で充填してもよい。

カバー１２０は、平面部（＋Ｘ側の面）１２１と、平面部１２１の周囲から−Ｘ方向に延びる筒状の胴部１２２と、胴部１２２の端部から外側に向けて突出する鍔部１２３と、を有している。胴部１２２は、ベース１１０の胴部１１２が嵌入可能に形成される。鍔部１２３の−Ｘ側の面は、ベース１１０の接合面１１３ａに接合される接合面１２３ｂが形成される。接合面１２３ｂは、接合面１１３ａに対向して配置される。なお、カバー１２０は、上記した構成に限定されず、ベース１１０と接合して収容空間１６０を形成する任意の形状が適用されてもよい。

ベース１１０の接合面１１３ａとカバー１２０の接合面１２３ｂとは、シーム溶接やスポット溶接などの抵抗溶接により接合される。ベース１１０とカバー１２０とが接合されて形成される収容空間１６０は、後述する圧電振動片１３０が収容され、真空雰囲気あるいは窒素ガスなど、圧電振動片１３０に対して不活性な雰囲気に設定される。なお、ベース１１０とカバー１２０とは、溶接による接合に代えて、各種接合材が用いられて接合されてもよい。

圧電振動片１３０は、例えばＳＣカットの水晶ブランクが用いられる。ＳＣカットは、水晶の結晶軸（電気軸：ｘ軸、機械軸：ｙ軸、光学軸：ｚ軸）のうち、まずｙ軸に直交する平面を、ｘ軸を中心にして約３３°〜３５°回転し、さらに、この平面をこの位置からｚ軸を中心にして約２２°〜２４°回転したときの方向から切り出すものである。ＳＣカットの圧電振動片１３０は、新たな結晶軸（ｘ′軸、ｙ″軸、ｚ′軸）が設定される。圧電振動片１３０としては、ＳＣカットの水晶ブランクに限定されず、ＡＴカットやＢＴカットなどの水晶片が用いられてもよい。また、水晶片に限定されず、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）などが用いられてもよい。

圧電振動片１３０は、円板状に形成される。また、圧電振動片１３０の＋Ｘ側及び−Ｘ側のそれぞれの端部には、端部をＸＹ平面に沿って切り欠いた切り欠き部１３０ａ、１３０ｂが設けられる。切り欠き部１３０ａ、１３０ｂは、圧電振動片１３０の結晶軸に対応して形成されており、位置合わせ等に用いられる。ただし、切り欠き部１３０ａ、１３０ｂを設けるか否かは任意である。なお、圧電振動片１３０は、円板状に代えて、長円、楕円、あるいは多角形状に形成されてもよい。また、圧電振動片１３０の中央部は、周辺部に対して肉厚の厚いメサ部が形成されてもよい。

圧電振動片１３０の中央部の＋Ｙ側の表面には、励振電極１３３ａが形成されている。また、圧電振動片１３０の中央部の−Ｙ側の表面には、励振電極１３３ｂが形成されている。励振電極１３３ａ、１３３ｂは、それぞれ同一の円形状に形成され、Ｙ方向から見て、重なる領域に形成されている。これら励振電極１３３ａと励振電極１３３ｂとの間に所定の電圧が印加されることにより、圧電振動片１３０は、所定の振動数で振動する。なお、励振電極１３３ａ、１３３ｂは、Ｙ方向から見た場合の領域が重ならないように形成されてもよい。

圧電振動片１３０の−Ｙ側の表面には、励振電極１３３ａから＋Ｚ方向に帯状に引き出され、＋Ｘ側の側面まで形成された引出電極１３４ａが設けられている。また、圧電振動片１３０の−Ｙ側の表面には、励振電極１３３ｂから−Ｚ方向に帯状に引き出され、−Ｚ側の側面まで形成された引出電極１３４ｂが設けられている。引出電極１３４ａ、１３４ｂは、Ｚ方向において互いに反対方向に向けて延びるように形成される。

励振電極１３３ａ、１３３ｂ及び引出電極１３４ａ、１３４ｂは、導電性を有する金属膜である。励振電極１３３ａ等の金属膜は、例えば、圧電振動片１３０である水晶材との密着性を確保するための下地膜としてクロム（Ｃｒ）や、チタン（Ｔｉ）、ニッケル、あるいはニッケルクロム（ＮｉＣｒ）や、ニッケルチタン（ＮｉＴｉ）、ニッケルタングステン（ＮｉＷ）合金を成膜し、その上に導電膜として金（Ａｕ）や銀を成膜した積層構造が採用される。なお、励振電極１３３ａ、１３３ｂ及び引出電極１３４ａ、１３４ｂは、上記した構成に限定されず、例えば、それぞれの電極の膜構成は異なってもよい。

圧電振動片１３０は、収容空間１６０において、後述するサポータ１５１、１５２により支持される。圧電振動片１３０の＋Ｚ側及び−Ｚ側の端部は、サポータ１５１、１５２の保持部１５３、１５４により支持される。なお、圧電振動片１３０は、励振電極１３３ａ等を形成した平面がＸＺ平面と平行となるように、ベース１１０に対して立てた状態で配置される。ただし、図示の配置に限定されず、圧電振動片１３０をＸＺ面に対して傾けることや、ＹＺ平面と平行となるように配置されてもよい。圧電振動片１３０をＹＺ平面と平行に配置する場合、圧電デバイス１００を低背化することができる。

圧電振動片１３０の引出電極１３４ａ、１３４ｂは、導電性接着剤１８１、１８２を介して保持部１５３、１５４に接合される。これにより、励振電極１３３ａ、１３３ｂとサポータ１５１、１５２とのそれぞれ電気的な接続が確保される。なお、圧電振動片１３０は、＋Ｚ側及び−Ｚ側の端部を保持されることに限定されず、他の部分であってもよい。この場合、圧電振動片１３０の引出電極１３４ａ、１３４ｂは、保持部１５３、１５４に対応して引き出される。

リード１４１、１４２は、それぞれベース１１０の貫通孔１１４、１１５をＸ方向に貫通するようにＸ方向に沿って配置され、封止材１７０によりベース１１０に支持される。封止材１７０としては、例えばガラス材や樹脂等が用いられる。リード１４１、１４２は、例えば、銅（Ｃｕ）、鉄とニッケルの合金、コバール、ステンレス鋼などの導電性の金属材料が使用される。リード１４１、１４２は、直線状に形成されかつ同一の円形断面を有する棒状または線状の部材である。また、リード１４１、１４２の断面の形状は、円形状に代えて、長円形状、楕円形状、多角形状であってもよい。なお、リード１４１、１４２の一方または双方は、Ｘ方向に対して傾斜して配置されてもよい。また、リード１４１、１４２は、同一の長さ及び断面形状であることに限定されず、異なってもよい。

リード１４１、１４２のうち、ベース１１０の平面部１１１から＋Ｘ方向に延びた部分（インナーリード）の先端部１４１ａ、１４２ａには、それぞれサポータ１５１、１５２が取り付けられている。また、リード１４１、１４２のベース１１０から−Ｘ方向に延びた部分（アウターリード）は、基板等に電気的に接続するための外部端子として用いられる。

サポータ１５１、１５２は、それぞれリード１４１、１４２の先端部１４１ａ、１４２ａに取り付けられる。サポータ１５１は、接続部１５１ａが先端部１４１ａの＋Ｚ側の側面に抵抗溶接等により接合される。サポータ１５２は、接続部１５２ａが先端部１４２ａの−Ｚ側の側面に抵抗溶接等により接合される。これにより、リード１４１、１４２とサポータ１５１、１５２とはそれぞれ電気的に接続される。なお、リード１４１、１４２とサポータ１５１、１５２との接合は、抵抗溶接に代えて、例えば、導電性接着剤等が用いられてもよい。

図２（ａ）に示すように、サポータ１５１は、矩形状の断面を有する板状の部材である。サポータ１５１としては、例えば、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）とニッケルの合金、コバール、ステンレス鋼などの導電性を有する金属材料が用いられ、例えば薄肉状のフープ材が使用される。また、洋白、リン青銅などの軟質の金属材料が用いられてもよい。また、金属材料に代えて、導電性物の樹脂などが用いられてもよい。

サポータ１５１は、Ｚ方向が厚さ方向、Ｙ方向が幅方向となるように配置される。従って、サポータ１５１は、リード１４１と比較してＺ方向に剛性が低く、変形が容易となっている。サポータ１５１は、断面形状が板状であることに限定されず、円形状や楕円形状、長円形状、矩形以外の多角形状、コの字形などであってもよい。ただし、いずれの形状が用いられる場合でも、リード１４１に対してＺ方向に剛性が低いものが用いられる。サポータ１５１の材質や断面形状に関する事項は、後述する他の実施形態のサポータ２５１等についても同様である。

サポータ１５１は、＋Ｘ方向に延びる接続部１５１ａと、屈曲部１５１ｂと、＋Ｘ方向に延びる直線部分１５１ｃと、直線部分１５１ｃの一部に形成された保持部１５３と、を有している。屈曲部１５１ｂは、接続部１５１ａの＋Ｘ側の端部からクランク形状に屈曲されて形成される。なお、クランク形状は、Ｘ方向から、Ｚ方向またはＺ方向と傾斜した方向（図２（ａ）参照）に折れ曲がり、再びＸ方向に向けて折れ曲がった形状をいう。以下の実施形態の屈曲部２５１ｂ等についても同様である。

サポータ１５１は、他の部分より剛性が低い低剛性部１５５を備えている。低剛性部１５５は、直線部分１５１ｃのうち、保持部１５３を含みかつ保持部１５３から離れた境界部分１５７の＋Ｘ側の部分に設けられる。なお、低剛性部１５５は、直線部分１５１ｃの一部に形成されるが全部に形成されてもよい。また、直線部分１５１ｃにおいて、低剛性部１５５は、低剛性部１５５以外の部分より長く設定される。ただし、直線部分１５１ｃにおいて、低剛性部１５５は、低剛性部１５５以外の部分と同一の長さでもよく、低剛性部１５５以外の部分より短くてもよい。境界部分１５７は、保持部１５３から離れた任意の位置に設定可能である。

低剛性部１５５は、他の部分に対して厚さ（Ｚ方向の長さ）が薄くなるように形成される。そのため、低剛性部１５５は、他の部分に比べて剛性が低くなっている。低剛性部１５５の厚さＬ１は、例えば、他の部分の厚さＬ２の半分の厚さに設定されるが、これに限定されず、例えば厚さＬ１を厚さＬ２の１／３や２／３としてもよい。低剛性部１５５を除く部分は、同一の厚さに形成されている。

図２（ｂ）に示すように、サポータ１５１は、Ｚ方向から見て、Ｘ方向に沿って形成されている。また、接続部１５１ａ、屈曲部１５１ｂ、及び直線部分１５１ｃの幅（Ｙ方向の長さ）は、低剛性部１５５を含めて同一に形成されている。また、サポータ１５１の幅は、リード１４１に対応させてもよく、例えば、リード１４１の外径と同一としてもよい。サポータ１５１の接続部１５１ａ及び直線部分１５１ｃの一方あるいは両方は、Ｘ方向に対して傾斜して形成されてもよい。また、直線部分１５１ｃは、Ｙ方向から見て曲線状に形成されてもよい。

サポータ１５２は、サポータ１５１の低剛性部１５５と同様に低剛性部１５６を備えている。サポータ１５２の接続部１５２ａ、屈曲部１５２ｂ、直線部分１５２ｃ、保持部１５４、低剛性部１５６、及び境界部分１５８については、サポータ１５１のそれぞれと同様の構成が採用されるため、説明を省略する。サポータ１５１、１５２は、圧電振動片１３０の中心を含むＸＹ平面に対して対称に配置されている。なお、サポータ１５１、１５２は、互いに異なる構成でもよく、例えばサポータ１５１、１５２の一方のみに屈曲部１５１ｂ、１５２ｂあるいは低剛性部１５５、１５６が設けられてもよい。また、サポータ１５１、１５２は、圧電振動片１３０の中心を含むＸＹ平面に対して非対称に配置されてもよい。

なお、サポータ１５１、１５２が対称に配置されることにより、図１に示すように、ベース１１０における２本のリードの間隔Ｄ１は、保持部１５３、１５４同士の間隔Ｄ２よりも小さく設定される。これにより、ベース１１０のＺ方向を小さくすることができ、圧電デバイス１００を小型化できる。なお、間隔Ｄ１は、間隔Ｄ２と同一または大きく設定されてもよい。

図３は、保持部１５３が圧電振動片１３０を保持した状態を示す斜視図である。図３に示すように、保持部１５３は、スリット１５３ａと挟持片１５３ｂとを有し、圧電振動片１３０側に湾曲して形成される。スリット１５３ａは、２つの挟持片１５３ｂに挟まれて形成され、圧電振動片１３０の＋Ｚ側端部を挿入可能に形成される。挟持片１５３ｂは、圧電振動片１３０の＋Ｚ側の端部を、それぞれ＋Ｙ側及び−Ｙ側から挟み込んで保持する。保持部１５３は、圧電振動片１３０側に湾曲させることに限定されず、Ｘ方向に直線状に形成されてもよい。また、圧電振動片１３０の保持方式としては、上記したスリット１５３ａを用いることに代えて、クランプ等が使用されてもよい。図示しないが、保持部１５４についても同様に構成される。また、後述する他の実施形態の保持部２５３等についても同様である。

圧電振動片１３０は、図１に示すように、導電性接着剤１８１、１８２を介して保持部１５３、１５４にそれぞれ固定されるとともに電気的に接続される。導電性接着剤１８１、１８２としては、エポキシ系、シリコン系、ポリイミド系、あるいはウレタン系などの接着剤が用いられる。なお、導電性接着剤１８１、１８２に、シリコン系などの軟質系の接着剤が用いられた場合、圧電振動片１３０に作用する応力及び落下等の衝撃は、導電性接着剤１８１、１８２で吸収することができる。なお、導電性接着剤１８１、１８２を用いるか否かは任意である。

このように、圧電デバイス１００によれば、保持部１５３、１５４から離れた部分を含む直線部分１５１ｃ、１５２ｃに低剛性部１５５、１５６が設けられるので、圧電振動片１３０に対する応力を低減させ、経時変化等の影響を軽減できる。また、直線部分１５１ｃ、１５２ｃに低剛性部１５５、１５６が設けられるので、圧電振動片１３０が振れる範囲が小さくなり、保持部１５３等がカバー１２０に当たることを抑制し、衝撃等を受けた場合であっても圧電振動片１３０の破損や周波数特性の変動等を防止して、耐衝撃性を向上させることができる。

次に、圧電デバイス１００の製造方法の一例について説明する。
先ず、ベース１１０、カバー１２０、及び圧電振動片１３０がそれぞれ用意される。また、リード１４１、１４２及びサポータ１５１、１５２がそれぞれ用意される。

ベース１１０及びカバー１２０は、例えば、鋳造や、板状部材のプレス加工等により形成される。圧電振動片１３０は、例えば、水晶結晶体からＳＣカットにより水晶ブランクが形成され、所定の振動数で振動するように中央部の厚さが調整される。また、＋Ｘ側及び−Ｘ側の端部には、それぞれ切り欠き部１３０ａ、１３０ｂが形成される。また、圧電振動片１３０の両面には、それぞれ励振電極１３３ａ、１３３ｂ及び引出電極１３４ａ、１３４ｂが、例えば、メタルマスクを介したスパッタ蒸着あるいは真空蒸着により所定の金属膜を成膜して形成される。なお、金属膜の成膜は、フォトリソグラフィー及びエッチング、スクリーン印刷等の印刷手法、メッキなどの手法が使用されてもよい。

次に、所定の長さに切断されたリード１４１、１４２は、ベース１１０の貫通孔１１４、１１５に挿通した状態で配置される。続いて、貫通孔１１４、１１５に封止材１７０が充填されてハーメチック封止されるとともに、リード１４１、１４２は、ベース１１０に固定される。なお、リード１４１、１４２は、ベース１１０に固定された後に、所定長さに切断されてもよい。

サポータ１５１、１５２は、所定厚さのフープ材がクランク状に折り曲げられて屈曲部１５１ｂ、１５２ｂが形成されるとともに、所定の幅及び長さに切断される。また、エッチング等により表面部分が削除されて厚さが薄くなった低剛性部１５５、１５６が形成される。なお、サポータ１５１、１５２は、上記の方法に代えて、鋳造などにより形成されてもよい。

次に、サポータ１５１、１５２の接続部１５１ａ、１５２ａと、リード１５１、１５２の先端部１４１ａ、１４２ａとが抵抗溶接等により接合される。続いて、圧電振動片１３０は、サポータ１５１、１５２間に差し込まれ、保持部１５３、１５４のスリット１５３ａ等に＋Ｚ側及び−Ｚ側の端部が嵌め込まれる。続いて、保持部１５３、１５４に導電性接着剤１８１、１８２が塗布されることにより、圧電振動片１３０は保持部１５３、１５４に固定され、引出電極１３４ａ、１３４ｂとサポータ１５１、１５２とが電気的に接続される。

次に、真空雰囲気下において、ベース１１０の胴部１１２がカバー１２０の胴部１２２に嵌め込まれる。続いて、ベース１１０の接合面１１３ａと、カバー１２０の接合面１２３ｂとが抵抗溶接される。これにより、ベース１１０とカバー１２０とが接合されて、収容空間１６０が形成されるとともに、収容空間１６０は真空状態で気密封止される。なお、収容空間１６０は、真空雰囲気下に代えて、窒素ガスなど圧電振動片１３０に対して不活性なガスの雰囲気下であってもよい。以上の工程により、圧電デバイス１００が完成する。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る圧電デバイスの一例について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図４に示すように、圧電デバイス２００は、サポータ２５１、２５２が使用される。なお、図４では、要部のみを示しており、他の構成については、第１実施形態に示す圧電デバイス１００と同一の構成が適用される。なお、この圧電デバイス２００は圧電振動子である。

サポータ２５１、２５２は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、矩形状の断面を有する板状の部材である。サポータ２５１等は、Ｚ方向が厚さ方向、Ｙ方向が幅方向となるように配置される。従って、サポータ２５１等は、リード１４１と比較してＺ方向に剛性が低く、変形が容易となっている。

サポータ２５１、２５２は、他の部分より剛性が低い低剛性部２５５、２５６を備えている。低剛性部２５５、２５６は、直線部分２５１ｃ、２５２ｃのうち、保持部２５３、２５４を含みかつ保持部２５３、２５４から離れた境界部分２５７、２５８の＋Ｘ側の部分に設けられる。なお、低剛性部２５５、２５６は、直線部分２５１ｃ、２５２ｃの一部に形成されるが全部に形成されてもよい。また、直線部分２５１ｃ、２５２ｃにおいて、低剛性部２５５、２５６は、低剛性部２５５、２５６以外の部分より長く設定される。ただし、直線部分２５１ｃ、２５２ｃにおいて、低剛性部２５５、２５６は、低剛性部２５５、２５６以外の部分と同一の長さでもよく、低剛性部２５５、２５６以外の部分より短くてもよい。境界部分２５７は、保持部２５３、２５４から離れた任意の位置に設定可能である。

低剛性部２５５、２５６は、他の部分に対して幅（Ｙ方向の長さ）が狭くなるように形成される。そのため、低剛性部２５５等は、他の部分に比べて剛性が低くなっている。低剛性部２５５等の幅Ｗ１は、例えば、他の部分の幅Ｗ２の半分に設定されるが、これに限定されず、例えば幅Ｗ１を幅Ｗ２の１／３や２／３としてもよい。

なお、低剛性部２５５、２５６の幅が狭くなることに伴い、保持部２５３、２５４の幅も狭くなる。従って、圧電振動片１３０を挟む挟持片１５３ｂ（図３参照）の幅も第１実施形態と比較して狭く形成される。低剛性部２５５等を除く部分は、同一の幅に形成されている。低剛性部２５５、２５６を除く直線部分２５１ｃ、２５２ｃの幅は、接続部１５１ａ等と同一となっている。また、サポータ２５１、２５２の断面が円形状である場合、低剛性部２５５、２５６の外径が他の部分の外径に対して小さくなるように形成されてもよい。

サポータ２５１、２５２は、直線部分２５１ｃ、２５２ｃがＸ方向に対して傾斜して配置されてもよい。また、サポータ２５１、２５２は、圧電振動片１３０の中心を含むＸＹ平面に対して対称に配置されている。サポータ２５１、２５２は、同一の構成であるが、異なる構成であってもよく、サポータ２５１、２５２の一方に低剛性部２５５等が設けられてもよい。

このように、圧電デバイス２００によれば、上記した圧電デバイス１００と同様に、低剛性部２５５、２５６によって圧電振動片１３０に対する応力を低減させ、経時変化等の影響を軽減できる。また、低剛性部２５５、２５６によって圧電振動片１３０が振れる範囲が小さくなり、耐衝撃性を向上させることができる。なお、圧電デバイス２００の製造方法は、上記した圧電デバイス１００の製造方法とほぼ同様である。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る圧電デバイスの一例について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図５に示すように、圧電デバイス３００は、サポータ３５１、３５２が使用される。なお、図５では、要部のみを示しており、他の構成については、第１実施形態に示す圧電デバイス１００と同一の構成が適用される。なお、圧電デバイス３００は、圧電振動子である。

サポータ３５１、３５２は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、矩形状の断面を有する板状の部材である。サポータ３５１等は、Ｚ方向が厚さ方向、Ｙ方向が幅方向となるように配置される。従って、サポータ３５１等は、リード１４１等と比較してＺ方向に剛性が低く、変形が容易となっている。

サポータ３５１、３５２は、他の部分より剛性が低い低剛性部３５５、３５６を備えている。低剛性部３５５、３５６は、直線部分３５１ｃ、３５２ｃのうち、保持部３５３、３５４から離れた一部に設けられる。なお、低剛性部３５５、３５６のＸ方向の長さは任意に設定可能である。直線部分３５１ｃ、３５２ｃにおいて、低剛性部３５５、３５６のＸ方向の長さは、低剛性部３５５以外の部分に対して短い。低剛性部３５５、３５６は、他の部分に対して幅が狭くかつ厚さが薄く形成される。ただし、低剛性部３５５、３５６は、他の部分に対して幅が狭くするか、厚さを薄くするかのいずれか一方のみであってもよい。

このサポータ３５１、３５２は、保持部３５３、３５４及びその近傍は、幅及び厚さが屈曲部１５１ｂ等と同一である。従って、上記した第１実施形態のサポータ１５１、１５２と比較して保持部３５３、３５４を厚く、かつ上記した第２実施形態のサポータ２５１、２５２と比較して保持部３５３、３５４の幅を広くすることができ、圧電振動片１３０を挟む挟持片１５３ｂ（図３参照）の剛性を確保できる。

サポータ３５１、３５２は、直線部分３５１ｃ、３５２ｃがＸ方向に対して傾斜して配置されてもよい。また、サポータ３５１、３５２は、圧電振動片１３０の中心を含むＸＹ平面に対して対称に配置されている。サポータ３５１、３５２は、同一の構成であるが、異なる構成であってもよく、サポータ３５１、３５２の一方に低剛性部３５５等が設けられてもよい。

このように、圧電デバイス３００によれば、上記した圧電デバイス１００と同様に、低剛性部３５５、３５６によって圧電振動片１３０に対する応力を低減させ、経時変化等の影響を軽減できる。また、低剛性部３５５、３５６によって圧電振動片１３０が振れる範囲が小さくなり、耐衝撃性を向上させることができる。また、保持部３５３、３５４の剛性が確保されるため、圧電振動片１３０を確実に保持することができる。なお、圧電デバイス３００の製造方法は、上記した圧電デバイス１００の製造方法とほぼ同様である。

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態に係る圧電デバイスの一例について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図６に示すように、圧電デバイス４００は、リード４４１、４４２及びサポータ４５１、４５２が使用される。なお、図６では、要部のみを示しており、他の構成については、第１実施形態に示す圧電デバイス１００と同一の構成が適用される。なお、圧電デバイス４００は、圧電振動子である。

リード４４１、４４２は、図６（ａ）に示すように、ベース１１０の貫通孔１１４、１１５から＋Ｘ方向に延びる部分（インナーリード）から先端部４４１ａ、４４２ａまでの間に屈曲部４４１ｂ、４４２ｂが形成される。なお、リード４４１、４４２は、材質や断面形状、封止材１７０によりベース１１０に支持される点について、第１実施形態のリード１４１、１４２と同様である。屈曲部４４１ｂ、４４２ｂは、先端部４４１ａ、４４２ａ同士の間隔を拡げるように、それぞれクランク形状に屈曲される。

サポータ４５１、４５２は、それぞれリード４４１、４４２の先端部４４１ａ、４４２ａに溶接等により取り付けられる。これにより、サポータ４５１、４５２は、リード４４１、４４２に保持されるとともに、両者間が電気的に接続される。なお、先端部４４１ａ、４４２ａへのサポータ４５１、４５２の取り付けは、溶接に限定されず、例えば導電性接着剤等が用いられてもよい。リード４４１、４４２は、同一の構成であり、圧電振動片１３０の中心を含むＸＹ平面に対して対称に配置されているが、異なる構成であってもよく、また非対称に配置されてもよい。

サポータ４５１、４５２は、屈曲部を含まず、直線部分１５１ｃ、１５２ｃで構成される。従って、図６（ａ）に示すように、ベース１１０における２本のリード４４１、４４２の間隔Ｄ１は、第１実施形態と同様に、保持部１５３、１５４同士の間隔Ｄ２よりも小さく設定される。また、サポータ４５１、４５２は、第１実施形態と同様に、直線部分１５１ｃ、１５２ｃにおいて、保持部１５３、１５４から離れた境界部分１５７より＋Ｘ側の直線部分１５１ｃ、１５２ｃに低剛性部１５５、１５６が形成される。

なお、サポータ４５１、４５２は、Ｘ方向に平行に配置されることに限定されず、例えばＸ方向に対して傾斜させてもよい。また、サポータ４５１、４５２として、第１実施形態のサポータ１５１等に示す屈曲部１５１ｂ等が形成されてもよい。サポータ４５１、４５２は、同一の構成であるが、異なる構成であってもよい。例えば、サポータ４５１、４５２の一方のみに屈曲部や、低剛性部１５５等が設けられてもよい。

このように、圧電デバイス４００によれば、圧電デバイス１００と同様に、経時変化等の影響を軽減でき、耐衝撃性を向上させることができる。また、サポータ４５１、４５２に屈曲部等の加工が不要となり、サポータ４５１、４５２を容易に作成することができる。なお、圧電デバイス４００の製造方法は、リード４４１、４４２に屈曲部４４１ｂ、４４２ｂを形成させることを除き、上記した圧電デバイス１００の製造方法とほぼ同様である。

＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態に係る圧電デバイスの一例について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図７に示すように、圧電デバイス５００は、上記したサポータが使用されず、リード５４１、５４２が使用される。なお、圧電デバイス５００は、圧電振動子である。

圧電デバイス５００は、図７に示すように、ベース１１０を貫通しかつ圧電振動片１３０を保持する保持部５５３、５５４が形成された２本のリード５４１、５４２を有している。リード５４１、５４２は、材質や、後述する低剛性部５５５、５５６を除いた断面形状、封止材１７０によりベース１１０に支持される点について、第１実施形態のリード１４１、１４２と同様である。リード５４１、５４２は、それぞれベース１１０の貫通孔１１４、１１５にＸ方向に沿って挿通され、封止材１７０によりベース１１０に支持される。

リード５４１、５４２は、ベース１１０から保持部５５３、５５４までの一部がクランク形状に屈曲された屈曲部５４１ｂ、５４２ｂを備えている。屈曲部５４１ｂ、５４２ｂより＋Ｘ側の部分は、Ｘ方向に沿って延びる直線部分５４１ａ、５４２ａが形成される。直線部分５４１ａ、５４２ａの一部には、圧電振動片１３０を保持するための保持部５５３、５５４が形成される。この保持部５５３、５５４は、図３に示す保持部１５３、１５４と同様の形状に形成される。

リード５４１、５４２は、保持部５５３、５５４を含みかつ直線部分５４１ａ、５４２ｂの一部に、他の部分に対して剛性が低い低剛性部５５５、５５６が形成される。低剛性部５５５、５５６は、他の部分に対して厚さが薄く形成される。これにより、低剛性部５５５、５５６は、Ｚ方向の剛性が低くなる。なお、低剛性部５５５、５５６は、他の部分に対して厚さを薄くすることに限定されず、他の部分に対して幅が狭く形成されてもよく、また、他の部分に対して厚さを薄くかつ幅が狭く形成されてもよい。また、低剛性部５５５、５５６のＸ方向の長さは任意に設定可能である。直線部分５４１ａ、５４２ａにおいて、低剛性部５５５、５５６は、低剛性部５５５等以外の部分より長く設定される。ただし、直線部分５４１ａ、５４２ａにおいて、低剛性部５５５、５５６は、低剛性部５５５等以外の部分と同一の長さでもよく、低剛性部５５５等以外の部分より短くてもよい。

リード５４１、５４２は、同一の構成であり、圧電振動片１３０の中心を含むＸＹ平面に対して対称に配置されている。従って、図７に示すように、ベース１１０における２本のリード５４１、５４２の間隔Ｄ１は、第１実施形態と同様に、保持部５５３、５５４同士の間隔Ｄ２よりも小さく設定される。なお、リード５４１、５４２は、異なる構成であってもよく、例えばリード５４１、５４２の一方のみに屈曲部５４１ｂ、５４２ｂあるいは低剛性部５５５、５５６が設けられてもよい。また、リード５４１、５４２は、圧電振動片１３０の中心を含むＸＹ平面に対して非対称に配置されてもよい。

このように、圧電デバイス５００によれば、保持部５５３、５５４を含む直線部分５４１ａ、５４２ａに低剛性部５５５、５５６が設けられるので、圧電振動片１３０に対する応力を低減させ、経時変化等の影響を軽減できる。また、直線部分５４１ａ、５４２ａに低剛性部５５５、５５６が設けられるので、圧電振動片１３０が振れる範囲が小さくなり、保持部５５３等がカバー１２０に当たることを抑制し、衝撃等を受けた場合であっても圧電振動片１３０の破損や周波数特性の変動等を防止して、耐衝撃性を向上させることができる。また、サポータが不要のため、サポータの取り付け不良による破損や電気的な接続不良を回避できる。

圧電デバイス５００の製造方法は、先ず、リード５４１、５４２のそれぞれに低剛性部５５５、５５６及び保持部５５３、５５４を形成させる。続いて、リード５４１、５４２は、ベース１１０の貫通孔１１４、１１５に挿通され、封止材１７０によりベース１１０に固定される。続いて、リード５４１、５４２の一部をクランク形状に屈曲させて屈曲部５４１ｂ、５４２ｂが形成される。続いて、保持部５５３、５５４に圧電振動片１３０を差し込み、導電性接着剤１８１、１８２を塗布して保持部５５３、５５４と圧電振動片１３０とを接合した後、ベース１１０にカバー１２０を接合して圧電デバイス５００が完成する。

なお、上記ではリード５４１、５４２に低剛性部５５５、５５６及び保持部５５３、５５４を形成させた後にベース１１０に固定させるが、これに限定されない。例えば、先ず、リード５４１、５４２をベース１１０に固定した後に、低剛性部５５５、５５６、保持部５５３、５５４、及び屈曲部５４１ｂ、５４２ｂが形成されてもよい。

以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明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が可能である。上記した各実施形態を組み合わせてもよい。例えば、第１実施形態のサポータ１５１等の形状と、第２実施形態のサポータ２５１等の形状とが組み合わされ、サポータ１５１等の低剛性部として、他の部分に対して厚さが薄くかつ幅が狭いものが用いられてもよい。

また、上記した各実施形態において、低剛性部１５５等は、他の部分に対して厚さ又は幅を変化させて形成されるが、これに限定されない。例えば、低剛性部１５５等を他の部分に対して剛性が低い異なる素材に変更してもよい。また、低剛性部１５５等を形成する部分に対して化学処理等を施して剛性を低くさせ、低剛性部１５５等が形成されてもよい。

また、上記した各実施形態では、２本のサポータ１５１等またはリード５４１等により圧電振動片１３０を保持しているが、３本以上のサポータ１５１等またはリード５４１等によって圧電振動片１３０を保持してもよい。３本以上のサポータ１５１等で圧電振動片１３０を保持する場合、電気的な接続が不要なものは非導電性材料で形成されたサポータが用いられてもよい。

また、上記した各実施形態は、圧電デバイスとして圧電振動子を示しているが、これに限定されず、例えば発振器であってもよい。発振器の場合、例えば、ベース１１０の平面部１１の＋Ｘ側または−Ｘ側にＩＣが搭載され、リード１４１等と電気的に接続されてもよい。また、ＩＣは、例えばカバー１２０に搭載されてもよい。

１００、２００、３００、４００、５００…圧電デバイス
１１０…ベース
１２０…カバー
１３０…圧電振動片
１４１、１４２、４４１、４４２、５４１、５４２…リード
１４１ａ、１４２ａ、４４１ａ、４４２ａ…先端部
１５１、１５２、２５１、２５２、３５１、３５２、４５１、４５２…サポータ
１５３、１５４、２５３、２５４、３５３、３５４、５５３、５５４…保持部
１５５、１５６、２５５、２５６、３５５、３５６、５５５、５５６…低剛性部
１５１ｃ、１５２ｃ、２５１ｃ、２５２ｃ、３５１ｃ、３５２ｃ、５４１ａ、５４２ａ…直線部分
１５１ｂ、１５２ｂ、２５１ｂ、２５２ｂ、３５１ｂ、３５２ｂ、４４１ｂ、４４２ｂ、５４１ｂ、５４２ｂ…屈曲部

Claims (8)

1. ベースを貫通する２本のリードと、前記リードのそれぞれの先端部に取り付けられかつ圧電振動片を保持する保持部が形成された２本のサポータと、を有する圧電デバイスであって、
   前記サポータは、前記保持部を含む直線部分のうち少なくとも前記保持部から離れた部分に、他の部分より剛性が低い低剛性部を備える圧電デバイス。
2. 前記低剛性部は、前記保持部を含んで形成される請求項１記載の圧電デバイス。
3. 前記低剛性部は、他の部分に対して厚さ及び幅の少なくとも一方が小さくなるように形成される請求項１または請求項２記載の圧電デバイス。
4. 前記サポータの少なくとも一方は、前記リードの前記先端部から前記直線部分までの間がクランク形状に屈曲された屈曲部を備える請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
5. 前記リードの少なくとも一方は、前記ベースから前記先端部までの間の一部がクランク形状に屈曲された屈曲部を備える請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
6. 前記ベースにおける２本の前記リードの間隔は、前記保持部同士の間隔より小さい請求項４または請求項５記載の圧電デバイス。
7. ベースを貫通しかつ圧電振動片を保持する保持部が形成された２本のリードを有する圧電デバイスであって、
   前記リードのそれぞれは、前記ベースから前記保持部までの間の一部がクランク形状に屈曲された屈曲部を備え、
   前記リードの、前記保持部を含む直線部分は、他の部分に対して厚さ及び幅の少なくとも一方が小さい低剛性部が形成される圧電デバイス。
8. 前記圧電振動片を含んだ空間を覆うように、前記ベースに取り付けられるカバーを備える請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の圧電デバイス。

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