JP2016072650A - 圧電デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】 電子機器等の実装基板と基板の外部端子との接合強度を向上させることができる圧電デバイスを提供する。【解決手段】 圧電デバイスは、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に実装された水晶素子１２０と、基板１１０と接合された封止蓋体１３０と、を備え、外部端子１１２の基板１１０の短辺を向く外周縁が、基板１１０の中心点Ｐを中心とした楕円又は円の曲線状に形成されていることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば電子機器等に用いられる圧電デバイスの製造方法に関するものである。

圧電デバイスは、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、基板の下面に矩形状の外部端子が設けられている構造が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００９−１００３５３号公報

上述した圧電デバイスは、電子機器等の実装基板の上面に設けられた実装パッドと基板矩形状の外部端子とを半田等の導電性接合材にて接合することで実装されている。このような圧電デバイスに冷熱サイクルを行うことで導電性接合材に大きな負荷がかかり、導電性接合材に残留応力がかかることなる。そして、導電性接合材に残留応力が印加されることで、外部端子の角部に位置する箇所からクラックが発生し、電子機器等の実装基板から圧電デバイスが剥がれ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、電子機器等の実装基板と基板の外部端子との接合強度を向上させることができる圧電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圧電デバイスは、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、電極パッドに実装された水晶素子と、基板と接合された封止蓋体と、を備え、外部端子の前記基板の短辺を向く外周縁が、基板の中心点を中心とした楕円又は円の曲線状に形成され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圧電デバイスは、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、電極パッドに実装された水晶素子と、基板と接合された封止蓋体と、を備え、外部端子の基板の短辺を向く外周縁が、基板の中心点を中心とした楕円又は円の曲線状に形成されている。このような圧電デバイスを電子機器等の実装基板の上面に設けられた実装パッドと外部端子とを半田等の導電性接合材にて接合し、冷熱サイクルを行い、導電性接合材に大きな負荷をかけたとしても、円弧上の外周縁に沿って導電性接合材が設けられているため、残留応力が分散することで、導電性接合材にクラックが発生することを抑えることができるので、電子機器等の実装基板から圧電デバイスが剥がれ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圧電デバイスを示す分解斜視図である。 （ａ）図１に示された圧電デバイスのＡ−Ａにおける断面図であり、（ｂ）図１に示された圧電デバイスのＢ−Ｂにおける断面図である。 （ａ）本実施形態における圧電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圧電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圧電デバイスを示す分解斜視図である。 図４に示された圧電デバイスのＣ−Ｃにおける断面図である。 （ａ）本実施形態の第一変形例における圧電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）本実施形態の第一変形例における圧電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圧電デバイスは、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封止蓋体１３０を含んでいる。このような圧電デバイスは、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に外周縁に沿っ
、水晶素子１２０を接合するための第一電極パッド１１１ａ、第二電極パッド１１１ｂ、第三電極パッド１１１ｃ及び第四電極パッド１１１ｄが設けられている。第一電極パッド１１１ａ及び第四電極パッド１１１ｄが設けられている対角とは異なる対角の位置に、第二電極パッド１１１ｂ及び第三電極パッド１１１ｃが設けられている。基板１１０の下面には、外部端子１１２が設けられている。また、外部端子１１２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ている。

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。また、基板１１０の上面の外周縁に沿って、配線パターン１１３と電気的に接続されている導体部１１４が設けられている。

基板１１０の第一電極パッド１１１ａ、第二電極パッド１１１ｂ、第三電極パッド１１１ｃ及び第四電極パッド１１１ｄは、図１及び図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。また、第二電極パッド１１１ｂ及び第三電極パッド１１１ｃは、水晶素子１２０が第一電極パッド１１１ａ及び第四電極パッド１１１ｄ上に実装されている場合には、水晶素子１２０の外周縁を固定し、水晶素子１２０の外周縁が基板１１０に接触することを抑制するために用いられている。第一電極パッド１１１ａ及び第四電極パッド１１１ｄは、図３（ａ）に示すように、基板１１０の対角に位置するように設けられており、第二電極パッド１１１ｂ及び第三電極パッド１１１ｃは、第一電極パッド１１１及び第四電極パッド１１１ｄが設けられている対角とは異なる対角の位置に設けられている。また、第一電極パッド１１１ａと第四電極パッド１１１ｄとは、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。また、電極パッド１１１は、基板１１０の上面に設けられた配線パターン１１３及び基板１１０の外周縁に設けられた導体部１１４を介して、基板１１０の下面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の下面に、基板１１０の外周縁に沿って一対で設けられている。

電極パッド１１１は、図３（ａ）に示すように、第一電極パッド１１１ａ、第二電極パッド１１１ｂ、第三電極パッド１１１ｃ及び第四電極パッド１１１ｄによって構成されている。また、外部端子１１２は、図３（ｂ）に示すように第一外部端子１１２ａ及び第二外部端子１１２ｂによって構成されている。配線パターン１１３は、図３に示すように、第一配線パターン１１３ａ、第二配線パターン１１３ｂ、第三配線パターン１１３ｃ及び第四配線パターン１１３ｄによって構成されている。導体部１１４は、第一導体部１１４ａ、第二導体部１１４ｂ、第三導体部１１４ｃ及び第四導体部１１４ｄ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の上面に設けられた第一配線パターン１１３ａと、基板１１０の外周縁に設けられた第一導体部１１４ａにより接続されている。第二電極パッド１１１ｂと第一外部端子１１２ａとは、基板１１０の上面に設けられた第二配線パターン１１３ｂと、基板１１０の外周縁に設けられた第二導体部１１４ｂにより接続されている。第三電極パッド１１１ｃと第二外部端子１１２ｂとは、基板１１０の上面に設けられた第三配線パターン１１３ｃと、基板１１０の外周縁に設けられた第三導体部１１４ｃにより接続されている。第四電極パッド１１１ｄと第二外部端子１１２ｂとは、基板１１０の上面に設けられた第四配線パターン１１３ｄと、基板１１０の外周縁に設けられた第四導体部１１４ｄにより接続されている。

外部端子１１２は、外部の電子機器等を構成する実装基板（図示せず）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の下面に一対で設けられている。外部端子１１２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。外部端子１１２の基板１１０の短辺を向く外周縁が、基板１１０の下面の中心点Ｐを中心とした楕円又は円の曲線状になるように形成されている。このような外部端子１１２を有する圧電デバイスを電子機器等の実装基板の上面に設けられた実装パッド（図示せず）と外部端子１１２とを半田等の導電性接合材（図示せず）にて接合し、冷熱サイクルを行い、導電性接合材に大きな負荷をかけたとしても、曲線状の外周縁に沿って導電性接合材が設けられているため、残留応力が分散することで、導電性接合材にクラックが発生することを抑えることができるので、電子機器等の実装基板から圧電デバイスが剥がれてしまうことを低減することができる。また、中心点Ｐは、基板１１０の短辺を二等分する二等分線と、基板１１０の長辺を二等分する二等分線とが交わる点である。

また、外部端子１１２間の間隔ｄ１は、図３（ｂ）に示すように、基板１１０の短辺と外部端子１１２の基板１１０の短辺を向く外周縁との間隔ｄ２よりも短くなっている。基板１１０の長辺方向の長さを変更することなく、基板１１０に対する外部端子１１２の配置を検討したところ、外部端子１１２の位置が基板１１０の外周縁に近付くにつれて、実装基板（図示せず）が反った場合に、外部端子１１２に設けられた導電性接合材（図示せず）にかかる応力が大きくなり、導電性接合材にクラックが生じてしまう可能性があった。また、外部端子１１２の位置が基板１１０の中心に近付くにつれて、基板１１０の中心点Ｐの付近に集中して応力が加わることになり、基板１１０にクラックが生じてしまう可能性があった。本実施形態のように、第一外部端子１１２ａと第二外部端子１１２ｂの間の間隔ｄ１が、基板１１０の短辺と外部端子１１２の基板１１０の短辺を向く外周縁との間隔ｄ２よりも小さくなるようにすることで、本実施形態の圧電デバイスを電子機器等の実装基板上に導電性接合材を介して実装した際に、仮に実装基板が反ったとしても、基板の外周縁に沿って外部端子が設けられている圧電デバイスと比較し、導電性接合材にかかる応力を小さくすることができるので、導電性接合材にクラックが発生することをさらに抑えることができる。また、このようにすることにより、基板１１０の中心点Ｐの付近に応力が集中して加わることを低減することができるので、基板１１０にクラックが生じてしまうことを低減することができる。よって、このような圧電デバイスは、電子機器等の実装基板から剥がれてしまうことをさらに低減することができると共に、基板１１０にクラックが生じることを低減することができる。外部端子１１２間の間隔ｄ１は、第一外部端子１１２ａの内側を向く外周縁と第二外部端子１１２ｂの内側を向く外周縁との間隔のことである。また、基板１１０の短辺と外部端子１１２の基板１１０の短辺を向く外周縁との間隔ｄ２は、基板１１０の短辺と第一外部端子１１２ａの外周縁との接線Ｌ１との間隔又は基板１１０の短辺と第二外部端子１１２ｂの外周縁との接線Ｌ２との間隔のことである。

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、１．２〜８．０ｍｍであり、短辺の寸法が、１．０〜４．５ｍｍ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。第一電極パッド１１１ａ及び第四電極パッド１１１ｄの長辺の長さは、０．２０〜１．５ｍｍであり、短辺の長さは、０．１０〜１．０ｍｍとなっている。第二電極パッド１１１ｂ及び第三電極パッド１１１ｃは、長辺の長さが、０．２０〜１．５ｍｍであり、短辺の長さは、０．１０〜１．０ｍｍとなっている。外部端子１１２の長辺の長さは、０．９〜４．４ｍｍであり、短辺の長さは、０．３５〜１．８ｍｍとなっている。また、外部端子１１２間の間隔ｄ１は、０．１〜１．４ｍｍであり、基板１１０の短辺と外部端子１１２の基板１１０の短辺を向く外周縁との間隔ｄ２は、０．２〜１．５ｍｍである。また、外部端子１１２の間の間隔ｄ１は、第一外部端子１１２ａと第二外部端子１１２ｂとが短絡してしまうことを抑えることができる間隔を設ける必要がある。

配線パターン１１３は、基板１１０の上面に設けられ、電極パッド１１１及び外部端子１１２から近傍の基板１１０の外周縁に向けて引き出されている。第一配線パターン１１３ａの長さ、第四配線パターン１１３ｄ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の上面に設けられた第四配線パターン１１３ｄ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の外周縁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。導体部１１４は、切り込み内に導体ペーストを印刷するようにして設けられているため、基板１１０の上面の外周縁と導体部１１４との境界線箇所の導体部１１４の厚みが薄くなっている。よって、接合部材１５０が導体部１１４の上端にかかるように設けられていることで、境界線箇所の導体部１１４が半田と接触しないことで、導体部１１４の材質が半田内に拡散することで生じる半田食われを低減することができる。従って、半田食われによりに生じる電極パッド１１１と外部端子１１２との導通不良も低減することができる。また、半田食われとは、配線パターン１１３又は導体部１１４の材質が半田内に拡散し、配線パターン１１３又は導体部１１４がなくなってしまうことをいう。

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は金メッキ、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１及び図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１２１ｂ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。また、このような水晶素子１２０は、水晶素板１２１の対角に位置する箇所で支持する両持ち支持構造にて基板１１０上に固定されている。

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第一電極パッド１１１ａ、第二電極パッド１１１ｂ、第三電極パッド１１１ｃ及び第四電極パッド１１１ｄ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は、第一電極パッド１１１ａと接合され、第二引き出し電極１２３ｂは、第四電極パッド１１１ｄと接合される。これによって、第一外部端子１１２ａ及び第二外部端子１１２ｂ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、封止基部１３０ａの下面の外周縁に沿って設けられている封止枠部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の上面と封止枠部１３０ｂの下面との間に設けられた接合部材１５０とが熱が印加されることで、溶融接合される。

接合部材１５０は、封止蓋体１３０の下面と基板１１０の上面の外周縁とを接合するために用いられている。接合部材１５０は、３００℃〜４００℃で溶融するガラスであり、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。接合部材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封止枠部１３０ｂの下面に沿って環状に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。

保護部材１７０は、金属製の封止蓋体１３０を使用した場合に、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、保護部材１７０は、図１及び図３（ａ）に示すように、基板１１０の上面に設けられた配線パターン１１３を被覆するようにして設けられている。保護部材１７０は、接合部材１５０よりも融点が高い５００〜８００℃のものを用いている。これにより、接合部材１５０で接合する際には、保護部材１７０は溶融せずに、形成時の形状を保つことができる。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、金属製の封止蓋体１３０と基板１１０の配線パターン１１３とが接触することによる短絡を低減することができる。また、保護部材１７０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に設けられた配線パターン１１３の上面に塗布され乾燥することで設けられる。また、保護部材１７０の上下方向の厚みは、０．０１〜０．０３ｍｍとなっている。

また、保護部材１７０は、基板１１０の外周縁に位置する配線パターン１１３上に設けられている。このようにすることによって、例えば、金属製の封止蓋体１３０を用いた場合に金属製の封止蓋体１３０が配線パターン１１３に接触することを抑えることが可能となる。また、保護部材１７０が、基板１１０の角に、平面視して円弧状になるように設けられており、導体部１１４が設けられている切欠き内には、保護部材１７０が設けられていない。このようにすることにより、基板１１０が電子機器等を構成する実装基板上に実装される際に、外部端子１１２に付着した半田が、導体部１１４に這い上がるようにして形成されるため、半田フィレットが形成される。また、半田が、保護部材１７０で覆われている基板１１０の配線パターン１１３上には、這い上がらないため、半田と金属製の封止蓋体１３０との短絡を低減することができる。

本発明の圧電デバイスは、矩形状の基板１１０と、基板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に実装された水晶素子１２０と、基板１１０と接合された封止蓋体１３０と、を備え、外部端子１１２の基板１１０の短辺を向く外周縁が、基板１１０の中心点Ｐを中心とした楕円又は円の曲線状に形成されている。このような圧電振動子を電子機器等の実装基板（図示せず）の上面に設けられた実装パッド（図示せず）と外部端子１１２とを半田等の導電性接合材（図示せず）にて接合し、冷熱サイクルを行い、導電性接合材に大きな負荷をかけたとしても、曲線上の外周縁に沿って導電性接合材が設けられているため、残留応力が分散することで、導電性接合材にクラックが発生することを抑えることができるので、電子機器等の実装基板から圧電デバイスが剥がれてしまうことを低減することができる。

また、本発明の圧電デバイスは、外部端子１１２の間の間隔ｄ１が、基板１１０の短辺と外部端子１１２の基板１１０の短辺を向く外周縁との間隔ｄ２よりも短くなっている。基板１１０の長辺方向の長さを変更することなく、基板１１０に対する外部端子１１２の配置を検討したところ、外部端子１１２の位置が基板１１０の外周縁に近付くにつれて、実装基板（図示せず）が反った場合に、外部端子１１２に設けられた導電性接合材（図示せず）にかかる応力が大きくなり、導電性接合材にクラックが生じてしまう可能性があった。また、外部端子１１２の位置が基板１１０の中心点Ｐに近付くにつれて、基板１１０の中心点Ｐの付近に集中して応力が加わることになり、基板１１０にクラックが生じてしまう可能性があった。本実施形態のように、第一外部端子１１２ａと第二外部端子１１２ｂの間の間隔ｄ１が、基板１１０の短辺と外部端子１１２の基板１１０の短辺を向く外周縁との間隔ｄ２よりも小さくなるようにすることで、本実施形態の圧電デバイスを電子機器等の実装基板上に導電性接合材を介して実装した際に、例え実装基板が反ったとしても、基板の外周縁に沿って外部端子が設けられている圧電デバイスと比較し、導電性接合材にかかる応力を小さくすることができるので、導電性接合材にクラックが発生することをさらに抑えることができる。また、このようにすることにより、基板１１０の中心点Ｐの付近に応力が集中して加わることを低減することができるので、基板１１０にクラックが生じてしまうことを低減することができる。よって、このような圧電デバイスは、電子機器等の実装基板から剥がれてしまうことをさらに低減することができると共に、基板１１０にクラックが生じることを低減することができる。

圧電デバイスは、電極パッド１１１と電気的に接続されており、基板１１０の上面に設けられている配線パターン１１３と、配線パターン１１３と電気的に接続されており、基板１１０の側面に設けられている導体部１１４と、配線パターン１１３を覆うように設けられている保護部材１７０と、備えている。このようにすることによって、例えば、金属製の封止蓋体１３０を用いた場合に金属製の封止蓋体１３０が配線パターン１１３に接触することを抑えることが可能となる。また、保護部材１７０が、基板１１０の角に、平面視して円弧状になるように設けられており、導体部１１４が設けられている切欠き内には、保護部材１７０が設けられていない。このようにすることにより、基板１１０が電子機器等を構成する実装基板上に実装される際に、外部端子１１２に付着した半田が、導体部１１４に這い上がるようにして形成されるため、半田フィレットが形成される。また、半田が、保護部材１７０で覆われている基板１１０の配線パターン１１３上には、這い上がらないため、半田と金属製の封止蓋体１３０との短絡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圧電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圧電デバイスのうち、上述した圧電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圧電デバイスは、図４〜図６に示されているように、四つの外部端子２１２が設けられた基板２１０が用いられ、水晶素子２２０が片持ち支持構造である点において本実施形態と異なる。

電極パッド２１１は、図６（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６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６に示すように、第一配線パターン２１３ａ及び第二配線パターン２１３ｂによって構成され、導体部２１４は、第一導体部２１４ａ及び第二導体部２１４ｂ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の上面に設けられた第一配線パターン２１３ａと、基板２１０の外周縁に設けられた第一導体部２１４ａにより接続されている。第二電極パッド２１１ｂと第四外部端子２１２ｄとは、基板２１０の上面に設けられた第二配線パターン２１３ｂと、基板２１０の外周縁に設けられた第二導体部２１４ｂにより接続されている。また、第二電極パッド２１１ｂと第四電極パッド２１１ｄとは、基板２１０の上面に設けられている第二配線パターン２１３ｂにより電気的に接続されている。よって、第四電極パッド２１１ｃは、第二電極パッド２１１ｂを介して第二外部端子２１２ｂと電気的に接続されることになる。また、第三電極パッド２１１ｃ及び第三外部端子２１２ｃは、電気的にどこにも接続されていない状態となっている。

部端子２１２は、基板２１０の下面の四隅に設けられている。外部端子２１２は、基板２１０の上面に設けられた電極パッド２１１とそれぞれ電気的に接続されている。また、電極パッド２１１と電気的に接続されている外部端子２１２は、基板２１０の下面に位置するように設けられている。

また、水晶素子２２０は、図４及び図５に示されているように、水晶素板２２１の上面及び下面のそれぞれに励振用電極２２２及び引き出し電極２２３を被着させた構造を有している。励振用電極２２２は、水晶素板２２１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。励振用電極２２２は、上面に第一励振用電極２２２ａと、下面に第二励振用電極２２２ｂを備えている。引き出し電極２２３は、励振用電極２２２から水晶素板２２１の一辺に向かってそれぞれ延出されている。引き出し電極２２３は、上面に第一引き出し電極２２３ａと、下面に第二引き出し電極２２３ｂとを備えている。第一引き出し電極２２３ａは、第一励振用電極２２２ａから引き出されており、水晶素板２２１の一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２２３ｂは、第二励振用電極２２２ｂから引き出されており、水晶素板２２１の一辺に向かって延出するように設けられている。つまり、引き出し電極２２３は、水晶素板２２１の長辺又は短辺に沿った形状で設けられている。また、本実施形態においては、第一電極パッド２１１ａ及び第二電極パッド２１１ｂと接続されている水晶素子２２０の一端を基板２１０の上面と接続した固定端とし、他端を基板２１０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２２０が基板２１０上に固定されている。

また、水晶素子２２０は、水晶素子２２０の自由端と対向する位置に第三電極パッド２１１ｃ及び第四電極パッド２１１ｄが配置されているように実装されている。このようにすることによって、水晶素子２２０の引き出し電極２２３と、電極パッド２１１とが接合している箇所を軸として傾いても、水晶素子２２０の自由端が第三電極パッド２１１ｃ及び第四電極パッド２１１ｄに接触するので、基板２１０の上面に水晶素子２２０の自由端が接触することを抑制することできる。仮に、水晶素子２２０の自由端が基板２１０に接触した状態で、落下試験等を行うと、水晶素子２２０の自由端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２２０の自由端側が欠けてしまうことを抑えつつ、水晶素子２２０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。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、接合部材１５０が封止蓋体１３０の封止枠部１３０ｂの下面に設けられた場合を説明したが、接合部材１５０が基板１１０上面の外周縁に環状に設けられるようにしても構わない。このような接合部材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基板１１０の外周縁に沿って塗布され乾燥することで設けられる。

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。このような音叉型屈曲水晶素子は、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。

１１０、２１０・・・基板
１１１、２１１・・・電極パッド
１１２、２１２・・・外部端子
１１３、２１３・・・配線パターン
１１４、２１４・・・導体部
１２０、２２０・・・水晶素子
１２１、２２１・・・水晶素板
１２２、２２２・・・励振用電極
１２３、２２３・・・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・・・接合部材
１７０・・・保護部材
Ｋ・・・収容空間

Claims (3)

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、
   前記電極パッドに実装された水晶素子と、
   前記基板と接合された封止蓋体と、を備え。
   前記外部端子の前記基板の短辺を向く外周縁が、前記基板の中心点を中心とした楕円又は円の曲線状に形成されていることを特徴とする圧電デバイス。
2. 請求項１記載の圧電デバイスであって、
   前記外部端子の間の間隔が、前記基板の短辺と前記外部端子の前記基板の短辺を向く外周縁との間隔よりも短くなっていることを特徴とする圧電デバイス。
3. 請求項１乃至請求項２記載の圧電デバイスであって、
   前記電極パッドと電気的に接続されており、前記基板の上面に設けられている配線パターンと、
   前記配線パターンと電気的に接続されており、前記基板の側面に設けられている導体部と、
   前記配線パターンを覆うように設けられている保護部材と、を備えていることを特徴とする圧電デバイス。

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