JP2015188187A - 振動デバイスの周波数調整方法、および振動デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】振動片を実使用状態で要求される周波数に高精度に合わせることができる振動デバイスの周波数調整方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る振動デバイス１００の周波数調整方法は、振動片３０と、発熱体２０と、を含む振動デバイス１００の周波数調整方法であって、振動片３０を発熱体２０により加熱しながら、振動片３０の周波数調整を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動デバイスの周波数調整方法、および振動デバイスの製造方法に関する。

通信機器あるいは測定器等の基準の周波数信号源に用いられる振動デバイスとして、水晶発振器が知られている。一般に、水晶発振器は、高い精度で出力周波数が安定していることが要求される。水晶発振器は、例えば、容器内に水晶振動片と水晶振動片を発振させるための回路とが配置されており、高い精度で出力周波数を安定させるために、水晶振動片の周波数調整を行う必要がある。

例えば特許文献１には、ＩＣ回路が形成されたチップ基板上に圧電振動素子（圧電振動片）を配置し、圧電振動素子の周波数調整を行う方法が開示されている。

また特許文献２には、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ：Temperature-Compensated Crystal Oscillators）に用いられる振動片の周波数調整を、温度補償回路を通常動作させた状態で行う方法が開示されている。特許文献２に開示されている方法では、温度補償回路を実際の動作時と同じように動作させた状態で、振動片の周波数調整を行うことができる。

水晶発振器としては、上記例以外にも、極めて高い周波数安定度が得られるものとして、恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ：Oven Controlled Crystal Oscillator）が知られている。ＯＣＸＯは、一般に、常温（例えば２５℃）よりも高い一定の温度（例えば８５℃）に保たれるように発熱体等で温度制御された恒温槽を備えており、その恒温槽内に水晶振動片を収納したものである。また、一般に、水晶振動片の周波数調整は、常温雰囲気中にさらされた、または常温の筐体に保持された状態で周波数調整が行われる。

しかしながら、ＯＣＸＯのような振動デバイスの場合、周波数調整時と発熱体が駆動している状態（発熱体を動作させて、発振器として使用されている状態、すなわち実使用状態）とでは、振動デバイスの回路の動作状態に差がある、または水晶振動片の温度に差がある等、環境状態に差がある場合がある。これにより、例えば、水晶振動片の周波数が、周波数調整時と発熱体が駆動している状態との間で差が生じる場合があるため、ＯＣＸＯ個体間で、周波数温度特性が極大値および極小値となる周波数に大きな差が生じてしまう可能性もある。このため、水晶振動片の周波数調整の結果に基づいて、所望の周波数精度が得られるように発熱体の加熱温度を設定しても、要求される周波数精度が得られない可能性があった。

その場合、例えば、ＯＣＸＯ個体ごとに発熱体の発熱条件を調整する必要があるが、ＯＣＸＯ個体ごとの周波数温度特性のずれが大きい場合には、ＯＣＸＯ個体ごとに発熱条件を変更するような設定を行う等の作業を行わなければならず、生産効率が低下する可能性があった。

特開２００８−９１９７０号公報 特表平９−５０３３６１号公報

本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、振動片を実使用状態で要求される周波数に高精度に合わせることができる振動デバイスの周波数調整方法を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、振動片を実使用状態で要求される周波数に高精度に合わせることができる振動デバイスの製造方法を提供することにある。

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本適用例に係る振動デバイスの周波数調整方法は、
振動片と、発熱体と、を含む振動デバイスの周波数調整方法であって、
前記振動片を前記発熱体により加熱しながら、前記振動片の周波数調整を行う。

本適用例に係る振動デバイスの周波数調整方法では、周波数調整時の振動片の温度を、実使用状態の振動片の温度と同じにする、または周波数調整時の振動片の温度を、実使用状態の振動片の温度に近づけることができる。これにより、周波数調整によって調整された振動片の周波数と、実使用状態の振動片の周波数と、の差を小さくすることができる。したがって、本適用例に係る振動デバイスの周波数調整方法では、振動片を実使用状態で要求される周波数に高精度に合わせることができる。さらに、本適用例に係る振動デバイスの周波数調整方法では、複数の振動デバイスごとに発熱条件を変更するような設定を行う等の作業を行う必要がなく、高い生産効率を有することができる。

［適用例２］
上記適用例に係る振動デバイスの周波数調整方法において、
前記振動片は、前記発熱体に配置されていてもよい。

本適用例に係る振動デバイスの周波数調整方法では、発熱体によって、効率よく（短時間で）振動片を加熱することができるため、振動片の温度をさらに高精度に制御することができる。

［適用例３］
上記適用例に係る振動デバイスの周波数調整方法において、
前記発熱体は、感温素子を備えており、前記感温素子の温度検出結果に基づいて前記発熱体の温度を制御しながら前記振動片の周波数調整を行ってもよい。

本適用例に係る振動デバイスの周波数調整方法では、発熱体の温度を高精度に測定できるため発熱体の温度を高精度に制御することができるので、振動片の温度を高精度に制御することができる。

［適用例４］
上記適用例に係る振動デバイスの周波数調整方法において、
前記振動片の周波数調整は、大気よりも低圧の雰囲気中で行われてもよい。

本適用例に係る振動デバイスの周波数調整方法では、実使用状態の雰囲気中で振動片の周波数調整を行うため、周波数調整によって調整された振動片の周波数と、実使用状態の振動片の周波数と、の差を小さくすることができる。

［適用例５］
上記適用例に係る振動デバイスの周波数調整方法において、
前記振動デバイスは、前記振動片および前記発熱体が搭載される基板を備えていてもよい。

本適用例に係る振動デバイスの周波数調整方法では、発熱体および振動片が基板、例えば、パッケージ内に搭載されているため、周波数調整時の振動片の温度を、より一層、実使用状態の振動片の温度と同じにする、または実使用状態の振動片の温度に近づけることができる。これにより、周波数調整によって調整された振動片の周波数と、実使用状態の振動片の周波数と、の差を小さくすることができる。したがって、本適用例に係る振動デバイスの周波数調整方法では、振動片を実使用状態で要求される周波数に高精度に合わせることができる。

［適用例６］
上記適用例に係る振動デバイスの周波数調整方法において、
前記振動デバイスは、さらに、前記振動片を発振させるための発振用回路を含み、
前記発振用回路は、前記発熱体と離間して前記基板に配置されており、前記発振器用回路を動作させて前記振動片を発振させながら前記振動片の周波数調整を行ってもよい。

本適用例に係る振動デバイスの周波数調整方法では、発熱体によって、電子素子の温度が上昇することを抑制することができる。このような形態は、電子素子の高温化を避けたい場合に、特に有効である。

［適用例７］
上記適用例に係る振動デバイスの周波数調整方法において、
前記発振用回路は、平面視で、前記振動片に覆われていてもよい。

本適用例に係る振動デバイスの周波数調整方法では、例えば、レーザーやイオンビームによって振動片上に設けられた励振電極をエッチングして、振動片の周波数調整を行う場合に、電子素子がレーザーやイオンビームに照射されることによって性能が劣化する可能性を低減することができる。

［適用例８］
上記適用例に係る振動デバイスの周波数調整方法において、
前記振動片の周波数調整は、さらに、前記振動デバイスの外部からの熱によって前記振動片を加熱しながら行われてもよい。

本適用例に係る振動デバイスの周波数調整方法では、振動片は発熱体による加熱と振動デバイス外部からの加熱の両方により温度制御されるため、より確実に、振動片を加熱することができる。

［適用例９］
本適用例に係る振動デバイスの製造方法は、
振動片と、発熱体と、前記振動片および前記発熱体が搭載された基板と、を含む振動デバイスの製造方法であって、
前記基板に前記振動片および前記発熱体を搭載する工程と、
前記発熱体を発熱させて前記振動片の温度を制御した状態で前記振動片の周波数調整を行う工程と、
を含む。

本適用例に係る振動デバイスの製造方法では、周波数調整時の振動片の温度を、実使用
状態の振動片の温度と同じにする、または周波数調整時の振動片の温度を、実使用状態の振動片の温度に近づけることができる。これにより、周波数調整によって調整された振動片の周波数と、実使用状態の振動片の周波数と、の差を小さくすることができる。したがって、本適用例に係る振動デバイスの製造方法では、振動片を実使用状態で要求される周波数に高精度に合わせることができる。さらに、本適用例に係る振動デバイスの製造方法では、複数の振動デバイスごとに発熱条件を変更するような設定を行う等の作業を行う必要がなく、高い生産効率を有することができる。

［適用例１０］
上記適用例に係る振動デバイスの製造方法において、
前記振動片の周波数調整を行う工程は、さらに、前記振動デバイスの外部からの熱によって前記振動片を加熱しながら行われてもよい。

本適用例に係る振動デバイスの製造方法では、振動片は発熱体による加熱と振動デバイス外部からの加熱の両方により温度制御されるため、より確実に、振動片を加熱して温度制御することができる。

［適用例１１］
上記適用例に係る振動デバイスの製造方法において、
前記振動片の周波数を調整する工程は、大気圧よりも低圧の雰囲気で行われてもよい。

本適用例に係る振動デバイスの製造方法では、実使用状態の雰囲気中で、振動片の周波数調整を行うため、周波数調整によって調整された振動片の周波数と、実使用状態の振動片の周波数と、の差を小さくすることができる。

本実施形態に係る振動デバイスを模式的に示す断面図。 本実施形態に係る振動デバイスを模式的に示す平面図。 本実施形態に係る振動デバイスの製造方法を説明するためのフローチャート。 本実施形態に係る振動デバイスの製造工程を模式的に示す断面図。 本実施形態の第１変形例に係る振動デバイスを模式的に示す断面図。 本実施形態の第２変形例に係る振動デバイスを模式的に示す断面図。 本実施形態に係る電子機器の機能ブロック図。 本実施形態に係る移動体の一例を示す図。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

また、以下では、本発明に係る振動デバイスとして、恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）を例に挙げて説明するが、本発明に係る振動デバイスは、発熱体および振動片を含む他の種類のデバイス、例えば、ＯＣＸＯ以外の発振器、物理量を検出するセンサーである慣性センサー（加速度センサー、ジャイロセンサー等）、力センサー（傾斜センサー等）等であってもよい。

１． 振動デバイス
まず、本実施形態に係る振動デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図１は
、本実施形態に係る振動デバイス１００を模式的に示す断面図である。図２は、本実施形態に係る振動デバイス１００を模式的に示す平面図である。なお、図１は、図２のＩ−Ｉ線断面図である。

振動デバイス１００は、図１および図２に示すように、基板１０と、発熱体２０と、振動片３０と、第１励振電極３２と、第２励振電極３４と、電子素子（発振用ＩＣ）４０と、リッド５０と、を含む。なお、便宜上、図２では、基板１０およびリッド５０を省略して図示している。

基板１０は、例えば、セラミックパッケージである。図示の例では、基板１０は、セラミックグリーンシートを成形して積層した後、焼成して形成されたセラミック積層パッケージである。基板１０は、例えば、６つの層によって構成されている。

基板１０は、凹部を有し、凹部内の空間（収容室）１２に発熱体２０、振動片３０、および電子素子４０が収容されている。図示の例では、基板１０の上部には開口部が設けられ、当該開口部をリッド５０で覆うことにより収容室１２が形成されている。収容室１２は、例えば、低圧雰囲気である。これにより、振動片３０の振動現象が気体の粘性によって減衰することを抑制することができる。なお、低圧雰囲気とは、通常の大気圧より低い圧力（１×１０^５Ｐａ〜１×１０^−１０Ｐａ以下（ＪＩＳ Ｚ ８１２６−１：１９９９））の気体で満たされた空間の状態のことである。

発熱体２０は、基板１０に配置（搭載）されている。図示の例では、発熱体２０は、基板１０の下から４番目の層の上面に接着剤（図示せず）等で固定されている。発熱体２０の上面には、複数のパッド（図示せず）が設けられている。発熱体２０の上面に設けられている各パッドと、基板１０の下から５番目の層の上面に設けられている各電極（図示せず）とは、ワイヤー７０により電気的に接続されている。

発熱体２０は、例えば、発熱用ＩＣである。発熱用ＩＣは、例えば、発熱回路と温度センサー（感温素子）とを備えている。発熱回路は、例えば、抵抗に電流が流れることで発熱する回路である。なお、発熱回路は、パワートランジスタ等の電力を入力することで発熱する素子であってもよい。振動デバイス１００では、例えば、発熱回路上に振動片３０が配置される。温度センサーは、振動片３０に近在して設置され、温度に応じた信号（例えば、温度に応じた電圧を有する信号）を出力する。温度センサーは、例えば、ダイオードやサーミスターによって構成されている。

振動片３０は、基板１０に配置（搭載）されている。図示の例では、振動片３０は、発熱体２０に配置されている。すなわち、振動片３０は、発熱体２０を介して基板１０に配置されている。振動片３０は、接続部材６０を介して、発熱体２０上に接続されている。接続部材６０は、例えば、接着剤（ポリイミド、エポキシ、シリコン等を含む接着剤）、ろう材（はんだ、Ａｇろう等）、反応層等である。図２に示す例では、振動片３０の平面形状は、円形であるが、特に限定されず、例えば矩形であってもよい。

なお、図示はしないが、振動片３０は、発熱体２０上ではなく、基板１０上に接続部材を介して直接接続されていてもよい。すなわち、平面視において、振動片３０と発熱体２０とは、重なっていなくてもよい。このような形態では、基板１０の低背化を図ることができる。

振動片３０は、出力周波数が温度特性を持つ素子である。具体的には、振動片３０は、基板材料として水晶を用いた振動片（水晶振動子）であり、例えば、ＳＣカットやＡＴカットの水晶振動子が用いられる。このような水晶振動子として、例えば、中央部を周辺部
に比べて厚くし、この中央部（厚肉部分）を振動部とするメサ型の水晶振動子を用いてもよい。ただし、振動片３０は、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）共振子やＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）振動子であってもよい。また、振動片３０の基板材料としては、水晶の他、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電単結晶や、ジルコン酸チタン酸鉛等の圧電セラミックス等の圧電材料、またはシリコン半導体材料等を用いることもできる。また、振動片３０の励振手段としては、圧電効果によるものを用いてもよいし、クーロン力による静電駆動を行ってもよい。

第１励振電極３２は、振動片３０の上面に設けられている。図２に示す例では、第１励振電極３２の平面形状は、円である。第１励振電極３２は、パッド３３に接続されている。第２励振電極３４は、振動片３０の下面に設けられている。第２励振電極３４の平面形状は、例えば、第１励振電極３２の平面形状と同じである。第２励振電極３４は、図示せぬパッドと接続されている。励振電極３２，３４は、振動片３０挟んで設けられている。励振電極３２，３４およびパッド３３としては、例えば、振動片３０側から、クロム、金をこの順で積層したものを用いる。励振電極３２，３４は、振動片３０を振動させるための電極である。

第１励振電極３２に接続されたパッド３３と、基板１０の下から５番目の層の上面に電極（第１電極）とは、ワイヤー７２により電気的に接続されている。第２励振電極３４に接続されたパッドと、基板１０の下から５番目の層の上面に電極（第１電極と分離された第２電極）とは、図示せぬワイヤーにより電気的に接続されている。

なお、図示しないが、第１励振電極３２に接続されたパッド３３を振動片３０の下面に設け、第１励振電極３２に接続されたパッド３３および第２励振電極３４に接続されたパッドと、発熱体２０の上面に設けられているパッドとが、導電性の接続部材６０を介して接続されていてもよい。

電子素子４０は、基板１０に配置（搭載）されている。電子素子４０は、基板１０の下から２番目の層の上面に接着剤（図示せず）等を介して接続されている。図示の例では、電子素子４０は、発熱体２０と離間して基板１０に配置されている。電子素子４０は、電子素子４０の上面に設けられた複数のパッド（図示せず）を有している。電子素子４０の上面に設けられている各パッドと、基板１０の下から２番目の層の上面に設けられている各電極（図示せず）とは、ワイヤー７４により電気的に接続されている。

電子素子４０は、図２に示すように平面視で、振動片３０の外周（外縁）以内に、すなわち振動片３０に覆われるように配置されている。ここで、電子素子４０が、平面視で振動片３０の外周（外縁）以内に配置されているとは、電子素子４０の外縁が平面視で振動片３０の外縁よりも内側にある場合と、電子素子４０の外縁の一部が平面視で振動片３０の外縁の一部と重なり、かつ、電子素子４０の外縁の他の一部が平面視で振動片３０の外縁の内側にある場合と、電子素子４０の外縁が平面視で振動片３０の外縁と重なるとともに、電子素子４０の外縁より内側の領域が振動片３０の外縁の内側にある場合と、を含む。

電子素子４０は、例えば、発振用ＩＣである。発振用ＩＣには、例えば、発振用回路と温度制御用回路とが含まれている。

発振用回路は、振動片３０の両端に接続され、振動片３０から出力される信号を増幅して振動片３０にフィードバックさせることにより、振動片３０を発振させるための回路である。振動片３０と発振用回路で構成された回路は、例えば、ピアース発振回路、インバーター型発振回路、コルピッツ発振回路、ハートレー発振回路などの種々の発振回路であ
ってもよい。電子素子４０は、発振用回路とは別に、振動片３０から出力される信号を増幅させるための出力用回路を含んでいてもよい。

温度制御用回路は、温度センサーの出力信号（温度情報）に基づき、発熱回路の抵抗を流れる電流量を制御し、振動片３０を一定温度に保つための回路である。例えば、温度制御用回路は、温度センサーの出力信号から判定される現在の温度が設定された基準温度よりも低い場合には、発熱回路の抵抗に所望の電流を流し、現在の温度が基準温度よりも高い場合には発熱回路の抵抗に電流が流れないように制御する。また、例えば、温度制御用回路は、現在の温度と基準温度との差に応じて、発熱回路の抵抗を流れる電流量を増減させるように制御してもよい。

リッド５０は、基板１０の開口部を覆っている。リッド５０の形状は、例えば、板状である。リッド５０としては、例えば、基板１０と同じ材料や、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼などの金属板を用いることができる。リッド５０は、例えば、シームリング、低融点ガラス、接着剤などの接続部材６２を介して、基板１０に接合されている。

なお、図示はしないが、基板１０の内部または表面には、第１励振電極３２に接続されているパッド３３とワイヤーボンディングされている電極、第２励振電極３４に接続されているパッドとワイヤーボンディングされている電極、また、発熱体２０の各パッドとワイヤーボンディングされている各電極や、電子素子４０の各電極とワイヤーボンディングされている各電極とを電気的に接続するための配線が設けられていてもよい。

また、図示はしないが、基板１０の下面には、電源端子や接地端子、その他の外部端子（発振信号の出力端子、電子素子４０の調整用端子や制御用端子、発熱体２０の調整用端子や制御用端子、振動片３０の特性モニター用端子等）が設けられており、基板１０の内部または表面には、電源端子および接地端子と発熱体２０および電子素子４０とを電気的に接続するための配線やその他の外部端子と電子素子４０とを電気的に接続するための配線が設けられていてもよい。

２． 振動デバイスの製造方法
次に、本実施形態に係る振動デバイス１００の製造方法について（振動デバイス１００の周波数調整方法について）、図面を参照しながら説明する。図３は、本実施形態に係る振動デバイス１００の製造方法を説明するためのフローチャートである。図４は、本実施形態に係る振動デバイス１００の製造工程を模式的に示す断面図であって、図１に対応している。

まず、基板１０を準備する（Ｓ１）。基板１０は、例えば、セラミックグリーンシートを成形して積層した後に、焼成することで形成される。

次に、振動片３０を準備する（Ｓ２）。振動片３０は、例えば、水晶基板（図示せず）をパターニング（フォトリソグラフィーおよびエッチングによるパターニング）することにより形成される。次に、振動片３０に励振電極３２，３４を形成する。励振電極３２，３４は、例えば、振動片３０に導電層（図示せず）を成膜し、該導電層をパターニングすることにより形成される。導電膜の成膜は、例えば、スパッタ法、真空蒸着法、めっき等によって行われる。以上により、励振電極３２，３４が設けられている振動片３０を形成することができる。

なお、基板１０を準備する工程（Ｓ１）と、励振電極３２，３４が設けられている振動片３０を準備する工程（Ｓ２）と、の順序は、特に限定されない。

次に、図１に示すように、基板１０に、励振電極３２，３４が設けられている振動片３０、発熱体２０、および電子素子４０を配置（搭載）する（Ｓ３）。具体的には、基板１０に電子素子４０を接着剤で接続し、電子素子４０の上面に設けられている各パッドと、基板１０の下から３番目の層の上面に設けられている各電極とを、ワイヤー７４により電気的に接続する。次に、基板１０に発熱体２０を接着剤で接続し、発熱体２０上に振動片３０を接続部材６０で接続する。次に、発熱体２０の上面に設けられている各パッドと、基板１０の下から５番目の層の上面に設けられている各電極とを、ワイヤー７０により電気的に接続する。さらに、第１励振電極３２に接続されているパッド３３と、基板１０の下から５番目の層の上面に設けられている電極（第１電極）とを、ワイヤー７２により電気的に接続する。さらに、第２励振電極３４に接続されているパッドと、基板１０の下から５番目の層の上面に設けられている電極（第２電極）とを、ワイヤー（図示せず）により電気的に接続する。

次に、発熱体２０を発熱させて振動片３０の温度を制御した状態で、振動片３０の周波数調整を行う（Ｓ４）。具体的には、まず、基板１０の下面に設けられた電源端子に電圧を印加することにより、発熱体２０を動作（発熱）させて、振動片３０の温度を、例えば、実使用状態での振動片３０の温度と同じにする。より具体的には、発熱体２０を動作（発熱）させて、振動片３０の温度を８５℃程度にする。ここで、実使用状態とは、例えば、振動デバイス１００が後述する電子機器１０００や移動体１１００に搭載され、発熱体２０を動作（発熱）させて、発振器として使用されている状態のことをいう。

振動片３０の周波数調整を行う工程（Ｓ４）では（振動片３０の周波数調整では）、さらに、振動デバイス１００の外部からの熱によって振動片３０を加熱しながら行われてもよい。すなわち、基板１０は、振動デバイス１００の外部から加熱されてもよい。具体的には、図４に示すように、振動片３０が配置（搭載）された基板１０をステージ８０に配置し、ステージ８０を加熱することにより、振動片３０を加熱させることができる。ステージ８０の材質は、例えば、金属である。

次に、振動片３０の周波数を調整する。振動片３０の周波数調整は、振動片３０の温度が制御されている状態で行われる。すなわち、振動デバイス１００の周波数調整方法では、振動片３０を発熱体２０により加熱して温度制御しながら、振動片３０の周波数調整を行う。振動片３０の周波数調整は、例えば、電子素子４０を動作させて振動片３０を発振させ、振動片３０の発振信号の周波数を（振動片３０から出力される信号を）モニターしながらその結果を見て、第１励振電極３２をレーザーやイオンビームでエッチングする。一例として、振動デバイス１００の周波数調整方法では、振動片３０の周波数が、周波数温度特性の極大値または極小値となるように、第１励振電極３２をエッチングする。なお、振動片３０の周波数調整は、振動片３０に質量を付加すること（例えば、振動片３０に金などの金属を、蒸着、スパッタリング、噴霧、塗布等で付加すること）で行われてもよい。また、振動片３０の周波数調整は、電子素子４０を動作させずに振動片３０の特性をモニターしながら行ってもよい。また、電子素子４０へ電源を供給する場合や、振動片３０の発振信号の周波数または振動片３０の特性をモニターする場合は、図示はしないが、基板１０の下面に設けられた電源端子や接地端子、その他の外部端子を用いてもよいし、図示はしないが、基板１０の内部または表面に設けられた配線を用いてもよいし、電子素子４０や振動片３０にプローブ等を接触させて行ってもよい。

振動片３０の周波数調整を行う工程（Ｓ４）では（振動片３０の周波数調整では）、例えば、発振用回路を動作させて振動片３０を発振させながら振動片３０の周波数調整を行う。

振動片３０の周波数調整を行う工程（Ｓ４）では（振動片３０の周波数調整では）、例
えば、発熱体２０は、感温素子を備えており、感温素子の温度検出結果に基づいて発熱体２０の温度を制御しながら振動片３０の周波数調整を行う。例えば、発熱体２０は、感温素子から出力された信号を受けて、感温素子の温度が設定された温度となるように、発熱する。

振動片３０の周波数を調整する工程（Ｓ４）は、例えば、大気圧よりも低圧の雰囲気で行われる。すなわち、振動片３０の周波数調整は、大気圧よりも低圧の雰囲気中で行われる。具体的には、振動片３０等が配置された基板１０を容器（図示せず）に配置し、該容器内を大気圧よりも低圧の雰囲気にした状態で、振動片３０の周波数調整を行う。

次に、基板１０にリッド５０を接続部材６２で接合する（Ｓ５）。本工程を大気圧よりも低圧の雰囲気で行うことにより、振動片３０等を収容する収容室１２を大気圧よりも低圧の雰囲気にすることができる。なお、振動片３０の周波数調整を行う工程（Ｓ４）を、本工程の後に行ってもよい。この場合には、リッド５０は、レーザーやイオンビームに対して透明な材料とする。また、基板１０にリッド５０を接続部材６２で接合する工程は、大気圧よりも低圧の雰囲気中に限らず、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性気体雰囲気中で行ってもよい。

以上により、振動デバイス１００を製造することができる。

なお、図示はしないが、振動デバイス１００は、電子素子４０を含んでいなくてもよい。この場合は、例えば、ネットワークアナライザーを用いて、周波数調整を行うことができる。

振動デバイス１００の製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。

振動デバイス１００の製造方法では、基板１０に振動片３０および発熱体２０を搭載する工程と、発熱体２０を発熱させて振動片３０の温度を制御した状態で振動片３０の周波数調整を行う工程と、を含む。すなわち、振動デバイス１００では、振動片３０を発熱体２０により加熱しながら、振動片３０の周波数調整を行う。そのため、振動デバイス１００の製造方法（周波数調整方法）では、周波数調整時の振動片３０の温度を、実使用状態の振動片３０の温度と同じにする、または周波数調整時の振動片３０の温度を、実使用状態の振動片３０の温度に近づけることができる。これにより、周波数調整によって調整された振動片３０の周波数と、実使用状態の振動片３０の周波数と、の差を小さくすることができる。したがって、振動デバイス１００の製造方法では、振動片３０を実使用状態で要求される周波数に高精度に合わせることができる。その結果、振動デバイス１００の出力周波数を高精度にすることができる。さらに、振動デバイス１００の製造方法では、複数の振動デバイス１００ごとに発熱条件を変更するような設定を行う等の作業を行う必要がなく、高い生産効率を有することができる。

振動デバイス１００の製造方法（周波数調整方法）では、振動片３０は、発熱体２０に配置されている。そのため、振動デバイス１００の製造方法では、発熱体２０によって、効率よく（短時間で）振動片３０を加熱することができるため、振動片３０の温度をさらに高精度に制御することができる。

振動デバイス１００の製造方法（周波数調整方法）では、発熱体２０は、温度センサー（感温素子）を備えており、感温素子の温度検出結果に基づいて発熱体２０の温度を制御しながら振動片３０の周波数調整を行う。そのため、振動デバイス１００の製造方法では、発熱体２０の温度を高精度に測定できるため発熱体２０の温度を高精度に制御することができるので、振動片３０の温度を、高精度に制御することができる。

振動デバイス１００の製造方法（周波数調整方法）では、振動片３０の周波数調整は、大気圧よりも低圧の雰囲気中で行われる。このように振動デバイス１００の製造方法では、実使用状態の雰囲気中で振動片３０の周波数調整を行うため、周波数調整によって調整された振動片３０の周波数と、実使用状態の振動片３０の周波数と、の差を小さくすることができる。

振動デバイス１００の製造方法（周波数調整方法）では、振動デバイス１００は、振動片３０および発熱体２０が搭載される基板１０を備えている。そのため、振動デバイス１００の製造方法では、発熱体２０および振動片３０が基板１０、例えば、パッケージ内に搭載されているため、周波数調整時の振動片３０の温度を、より一層、実使用状態の振動片の温度と同じにする、または実使用状態の振動片３０の温度に近づけることができる。これにより、周波数調整によって調整された振動片３０の周波数と、実使用状態の振動片３０の周波数と、の差を小さくすることができる。したがって、振動デバイス１００の製造方法では、振動片３０を実使用状態で要求される周波数に高精度に合わせることができる。

振動デバイス１００の製造方法（周波数調整方法）では、発振用回路を含む電子素子４０は、発熱体２０と離間して基板１０に配置されており、発振用回路を動作させて振動片３０を発振させながら振動片３０の周波数調整を行う。そのため、振動デバイス１００の製造方法では、発熱体２０によって、電子素子４０の温度が上昇することを抑制することができる。このような形態は、電子素子４０の高温化を避けたい場合に、特に有効である。

振動デバイス１００の製造方法（周波数調整方法）では、発振用回路を含む電子素子４０は、平面視で、振動片３０に覆われている。そのため、例えば、レーザーやイオンビームによって第１励振電極３２をエッチングして、振動片３０の周波数調整を行う場合に、電子素子４０がレーザーやイオンビームに照射されることによって性能が劣化する可能性を低減することができる。

振動デバイス１００の製造方法（周波数調整方法）では、振動片３０の周波数調整は、さらに、振動デバイス１００の外部からの熱によって振動片３０を加熱しながら行われる。そのため、振動デバイス１００の製造方法では、振動片３０は発熱体２０による加熱と振動デバイス１００外部からの加熱の両方により温度制御されるため、より確実に、振動片３０を加熱して温度制御することができる。

３． 振動デバイスの変形例
３．１． 第１変形例
次に、本実施形態の第１変形例に係る振動デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図５は、本実施形態の第１変形例に係る振動デバイス２００を模式的に示す断面図であって、図１に対応している。

以下、本実施形態の第１変形例に係る振動デバイス２００において、上述した本実施形態に係る振動デバイス１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。このことは、以下に示す本実施形態の第２変形例に係る振動デバイスについても同様である。

上述した振動デバイス１００は、図１に示すように、電子素子４０は、収容室１２に収容されていた。これに対し、振動デバイス２００では、図５に示すように、電子素子４０は、収容室１２外に配置されている。すなわち、電子素子４０は、収容室１２に収容され
ていない。

振動デバイス２００は、支持基板９０を含む。支持基板９０は、例えば、プリント基板である。基板１０は、支持基板９０上に設けられている。支持基板９０上には、電子素子４０の発振用回路を構成する電子部品４２が設けられている。図示の例では、電子部品４２は、基板１０と離間して設けられている。電子部品４２は、例えば、発振用回路を構成する抵抗やコンデンサー、トランジスター等である。振動デバイス２００の基板１０は、４つの層によって構成されている。

振動デバイス２００では、電子素子４０は、収容室１２外に配置されているため、基板１０の低背化を図ることができる。

３．２． 第２変形例
次に、本実施形態の第２変形例に係る振動デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図６は、本実施形態の第２変形例に係る振動デバイス３００を模式的に示す断面図であって、図１に対応している。

上述した振動デバイス１００は、図１に示すように、発熱体２０および電子素子４０は、互いに離間して配置されていた。これに対し、振動デバイス３００では、図６に示すように、発熱体２０および電子素子４０は、一体的に設けられている。具体的には、発熱体２０および電子素子４０は、１つの回路基板（プリント基板、シリコン等の半導体集積回路基板等）上に設けられている。振動デバイス３００の基板１０は、４つの層によって構成されている。

振動デバイス３００では、発熱体２０および電子素子４０は、一体的に設けられているため、発熱体２０によって、電子素子４０の温度を効率よく制御することができる。したがって、振動デバイス３００では、例えば、周波数調整時の電子素子４０の温度と、実使用状態の電子素子４０の温度と、を同じにすることができる。これにより、電子素子４０の温度により、周波数調整によって調整された振動片３０の周波数と、実使用状態の振動片３０の周波数と、に差が生じることを抑制することができる。

振動デバイス３００では、発熱体２０および電子素子４０は、一体的に設けられているため、さらに、基板１０の低背化を図ることができる。

４． 電子機器
次に、本実施形態に係る電子機器について、図面を参照しながら説明する。図７は、本実施形態の電子機器の機能ブロック図である。

電子機器１０００は、本発明に係る振動デバイスを含む。ここでは、図７に示すように、本発明に係る振動デバイスとして、振動デバイス１００を用いた場合について説明する。

電子機器１０００は、さらに、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２０、操作部１０３０、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０４０、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０５０、通信部１０６０、表示部１０７０を含んで構成されている。なお、本実施形態の電子機器は、図７の構成要素（各部）の一部を省略または変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。

振動デバイス１００は、図示はしないが振動片と発熱体とを備え、発熱体で加熱された振動片の発振に基づく発振信号を発生させる。この発振信号はＣＰＵ１０２０に出力され
る。

ＣＰＵ１０２０は、ＲＯＭ１０４０等に記憶されているプログラムに従い、振動デバイス１００から入力される発振信号に基づき各種の計算処理や制御処理を行う。その他、ＣＰＵ１０２０は、操作部１０３０からの操作信号に応じた各種の処理、外部装置とデータ通信を行うために通信部１０６０を制御する処理、表示部１０７０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理等を行う。

操作部１０３０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号をＣＰＵ１０２０に出力する。

ＲＯＭ１０４０は、ＣＰＵ１０２０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。

ＲＡＭ１０５０は、ＣＰＵ１０２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ１０４０から読み出されたプログラムやデータ、操作部１０３０から入力されたデータ、ＣＰＵ１０２０が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。

通信部１０６０は、ＣＰＵ１０２０と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。

表示部１０７０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成される表示装置であり、ＣＰＵ１０２０から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。表示部１０７０には操作部１０３０として機能するタッチパネルが設けられていてもよい。

このような電子機器１０００としては種々の電子機器が考えられ、例えば、パーソナルコンピューター（例えば、モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター）、スマートフォンや携帯電話機などの移動体端末、ディジタルスチールカメラ、インクジェット式吐出装置（例えば、インクジェットプリンター）、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、リアルタイムクロック装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ゲーム用コントローラー、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレーター、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等が挙げられる。

５．移動体
次に、本実施形態に係る移動体について、図面を参照しながら説明する。図８は、本実施形態の移動体の一例を示す図（上面図）である。

移動体１１００は、本発明に係る振動デバイスを含む。ここでは、図８に示すように、本発明に係る振動デバイスとして、振動デバイス１００を用いた場合について説明する。

移動体１１００は、さらに、エンジンシステム、ブレーキシステム、キーレスエントリーシステム等の各種の制御を行うコントローラー１１２０，１１３０，１１４０、バッテリー１１５０、バックアップ用バッテリー１１６０を含んで構成されている。なお、本実
施形態の移動体は、図８の構成要素（各部）の一部を省略または変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。

振動デバイス１００は、図示はしないが振動片と発熱体とを備えており、発熱体で加熱された振動片の発振に基づく発振信号を発生させる。この発振信号は振動デバイス１００からコントローラー１１２０，１１３０，１１４０に出力される。

バッテリー１１５０は、振動デバイス１００およびコントローラー１１２０，１１３０，１１４０に電力を供給する。バックアップ用バッテリー１１６０は、バッテリー１１５０の出力電圧が閾値よりも低下した時、振動デバイス１００およびコントローラー１１２０，１１３０，１１４０に電力を供給する。

このような移動体１１００としては種々の移動体が考えられ、例えば、自動車（電気自動車も含む）、ジェット機やヘリコプター等の航空機、船舶、ロケット、人工衛星等が挙げられる。

上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１０…基板、１２…収容室、２０…発熱体、３０…振動片、３２…第１励振電極、３３…パッド、３４…第２励振電極、４０…電子素子、４２…電子部品、５０…リッド、６０，６２…接続部材、７０，７２，７４…ワイヤー、８０…ステージ、９０…支持基板、１００，２００，３００…振動デバイス、１０００…電子機器、１０２０…ＣＰＵ、１０３０…操作部、１０４０…ＲＯＭ、１０５０…ＲＡＭ、１０６０…通信部、１０７０…表示部、１１００…移動体、１１２０，１１３０，１１４０…コントローラー、１１５０…バッテリー、１１６０…バックアップ用バッテリー

Claims (11)

1. 振動片と、発熱体と、を含む振動デバイスの周波数調整方法であって、
   前記振動片を前記発熱体により加熱しながら、前記振動片の周波数調整を行う、振動デバイスの周波数調整方法。
2. 前記振動片は、前記発熱体に配置されている、請求項１に記載の振動デバイスの周波数調整方法。
3. 前記発熱体は、感温素子を備えており、前記感温素子の温度検出結果に基づいて前記発熱体の温度を制御しながら前記振動片の周波数調整を行う、請求項１または２に記載の振動デバイスの周波数調整方法。
4. 前記振動片の周波数調整は、大気圧よりも低圧の雰囲気中で行われる、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の振動デバイスの周波数調整方法。
5. 前記振動デバイスは、前記振動片および前記発熱体が搭載される基板を備えている、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の振動デバイスの周波数調整方法。
6. 前記振動デバイスは、さらに、前記振動片を発振させるための発振用回路を含み、
   前記発振用回路は、前記発熱体と離間して前記基板に配置されており、前記発振用回路を動作させて前記振動片を発振させながら前記振動片の周波数調整を行う、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の振動デバイスの周波数調整方法。
7. 前記発振用回路は、平面視で、前記振動片に覆われている、請求項６に記載の振動デバイスの周波数調整方法。
8. 前記振動片の周波数調整は、さらに、前記振動デバイスの外部からの熱によって前記振動片を加熱しながら行われる、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の振動デバイスの周波数調整方法。
9. 振動片と、発熱体と、前記振動片および前記発熱体が搭載された基板と、を含む振動デバイスの製造方法であって、
   前記基板に前記振動片および前記発熱体を搭載する工程と、
   前記発熱体を発熱させて前記振動片の温度を制御した状態で前記振動片の周波数調整を行う工程と、
   を含む、振動デバイスの製造方法。
10. 前記振動片の周波数調整を行う工程は、さらに、前記振動デバイスの外部からの熱によって前記振動片を加熱しながら行われる、請求項９に記載の振動デバイスの製造方法。
11. 前記振動片の周波数を調整する工程は、大気圧よりも低圧の雰囲気で行われる、請求項９または１０に記載の振動デバイスの製造方法。

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