JP2020031331A - 振動子、発振器、電子機器、および移動体 - Google Patents

振動子、発振器、電子機器、および移動体 Download PDF

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Abstract

【課題】高い耐衝撃性を有する振動子を提供する。【解決手段】第１基板と、前記第１基板上に設けられる第１リードフレームと、前記第１リードフレームに支持されるパッケージと、前記パッケージに収容される振動片と、を含み、前記第１リードフレームは、前記第１基板に接続される第１部分と、前記パッケージに接続される第２部分と、前記第１部分と前記第２部分とを接続し、湾曲した湾曲部を備える第３部分と、を有し、前記第１基板は、平面視において、互いに対向する第１辺および第２辺を有し、前記第１リードフレームは、前記第１辺に沿って前記第１辺側に複数設けられ、かつ、前記第２辺に沿って前記第２辺側に複数設けられる、振動子。【選択図】図１

Description

本発明は、振動子、発振器、電子機器、および移動体に関する。
水晶発振器は、安定な周波数を供給する周波数発生源として、放送機器、計測機器、デジタル機器のクロック信号源などに広く利用されている。特に、恒温槽型水晶発振器（Oven Controlled Xtal Oscillator、ＯＣＸＯ）は、ケースに小型のヒーターと水晶振動子とを収納して、振動子の周囲温度を一定に保つことにより極めて良好な周波数安定性を持たせたものである。
例えば特許文献１には、導電性接着剤によって、パッケージの底板に片持ち梁状に固定された振動片を含む振動子が記載されている。
特開２０１６−１３１２６６号公報
上記のような振動子では、例えば振動子が落下した場合に、衝撃によって、振動片の周波数が大きく変化したり、振動片がパッケージから剥がれたりすることがある。
本発明に係る振動子の一態様は、
第１基板と、
前記第１基板上に設けられる第１リードフレームと、
前記第１リードフレームに支持されるパッケージと、
前記パッケージに収容される振動片と、
を含み、
前記第１リードフレームは、
前記第１基板に接続される第１部分と、
前記パッケージに接続される第２部分と、
前記第１部分と前記第２部分とを接続し、湾曲した湾曲部を備える第３部分と、
を有し、
前記第１基板は、平面視において、互いに対向する第１辺および第２辺を有し、
前記第１リードフレームは、前記第１辺に沿って前記第１辺側に複数設けられ、かつ、前記第２辺に沿って前記第２辺側に複数設けられる。
前記振動子の一態様において、
前記第１辺側に設けられる前記第１リードフレームは、平面視において、前記第１部分および前記第２部分が、前記湾曲部よりも前記第２辺側に位置し、
前記第２辺側に設けられる前記第１リードフレームは、平面視において、前記第１部分および前記第２部分が、前記湾曲部よりも前記第１辺側に位置してもよい。
前記振動子の一態様において、
前記第１辺側に設けられる前記第１リードフレームは、平面視において、前記湾曲部が、前記第１部分および前記第２部分よりも前記第２辺側に位置し、
前記第２辺側に設けられる前記第１リードフレームは、平面視において、前記湾曲部が、前記第１部分および前記第２部分よりも前記第１辺側に位置してもよい。
本発明に係る発振器の一態様は、
前記振動子の一態様、
前記振動子と電気的に接続される回路素子と、
前記振動子を加熱する加熱素子と、
を含む。
前記発振器の一態様において、
第２基板と、
前記第２基板上に設けられ、前記第１基板を支持する第２リードフレームと、
を含み、
前記第１基板は、平面視において、前記第１辺と交差し互いに対向する第３辺および第４辺を有し、
前記第２リードフレームは、前記第３辺に沿って前記第３辺側に複数設けられ、かつ、前記第４辺に沿って前記第４辺側に複数設けられてもよい。
本発明に係る発振器の一態様は、
前記振動子の一態様を含む。
本発明に係る電子機器の一態様は、
前記振動子の一態様を含む。
本発明に係る移動体の一態様は、
前記振動子の一態様を含む。
本実施形態に係る発振器を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る発振器を模式的に示す斜視図。 本実施形態に係る発振器を模式的に示す断面図。 本実施形態の第１変形例に係る発振器を模式的に示す断面図。 本実施形態の第２変形例に係る発振器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。 シミュレーションに用いたモデルを模式的示す断面図。 シミュレーションに用いたモデルを模式的示す斜視図。 経過時間と規格化した相当応力との関係を示すグラフ。
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。
１． 振動子および発振器
まず、本実施形態に係る振動子および発振器について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る発振器１１０を模式的に示す断面図である。図２は、本実施形態に係る発振器１１０を模式的に示す斜視図である。図３は、本実施形態に係る発振器１１０を模式的に示す断面図である。
発振器１１０は、図１〜図３に示すように、振動子１００と、加熱素子３０と、回路素子６０と、を含む。振動子１００は、例えば、振動片１０と、パッケージ２０と、第１リードフレーム４０と、第１基板５０と、第２リードフレーム７０と、第２基板８０と、ケース９０と、を含む。
なお、便宜上、図１では、振動片１０の図示を省略し、パッケージ２０を簡略化して図示している。また、図２では、ケース９０の図示を省略している。また、図３では、加熱素子３０、リードフレーム４０，７０、基板５０，８０、回路素子６０、およびケース９０の図示を省略している。
振動片１０は、図３に示すように、パッケージ２０に収容されている。振動片１０は、例えば、厚み滑り振動を主振動として振動する。振動片１０の形状は、例えば、円盤状である。振動片１０は、ＳＣカット水晶基板を加工して形成されてもよいし、ＡＴカット水晶基板を加工して形成されてもよい。なお、振動片１０の材質は、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料であってもよい。
振動片１０は、例えば、導電性接着剤１２によって、パッケージ２０の底板２２ａに片持ち梁状に設けられている。導電性接着剤１２は、例えば、ポリイミド系のＡｇペーストである。
振動片１０の表裏面には、振動片１０を振動させる励振電極１４が設けられている。励振電極１４は、振動片１０に設けられた引き出し電極１６と電気的に接続されている。励振電極１４および引き出し電極１６としては、例えば、振動片１０側から、クロム、金をこの順で積層させたものを用いる。引き出し電極１６は、導電性接着剤１２を介して、パッケージ２０に設けられた接続電極１８と電気的に接続されている。
パッケージ２０は、振動片１０を収容している。パッケージ２０は、図１および図２に示すように、第１リードフレーム４０に支持されている。パッケージ２０は、図３に示すように、ベース２２と、リッド２４と、を有している。
ベース２２の材質は、例えば、セラミックである。ベース２２は、所定形状のグリーンシートを積層した後、焼結することで形成されてもよい。ベース２２は、板状の底板２２ａと、底板２２ａの上面の周縁部に設けられた側壁２２ｂと、を有している。振動片１０は、底板２２ａおよび側壁２２ｂによって規定された凹部に配置されている。
リッド２４は、例えば、コバールなどの合金からなるシームリング２６によって、側壁２２ｂに接合されている。リッド２４は、底板２２ａおよび側壁２２ｂによって規定された凹部を気密に封止している。リッド２４およびベース２２によって、振動片１０が収容される空間が形成される。該空間は、窒素ガスなどの不活性ガスが充填されていてもよいし、減圧状態であってもよい。リッド２４の材質は、例えば、コバールである。
加熱素子３０は、図１および図２に示すように、パッケージ２０の下面に設けられている。加熱素子３０は、例えば、図示せぬ半田によって、パッケージ２０の下面に接合されている。図示の例では、加熱素子３０は、パッケージ２０に収容されていない。加熱素子３０は、例えば、ヒーターである。加熱素子３０は、振動子１００の振動片１０を加熱する。発振器１１０は、加熱素子３０を含むＯＣＸＯである。
第１リードフレーム４０は、パッケージ２０を支持している。第１リードフレーム４０は、第１基板５０上に設けられている。第１リードフレーム４０は、導電性を有している
。励振電極１４と回路素子６０とは、図示しない第１基板５０の配線、第１リードフレーム４０、第１リードフレーム４０と接続電極１８とを接続する図示しない配線、接続電極１８、導電性接着剤１２、および引き出し電極１６を介して、電気的に接続される。第１リードフレーム４０の材質は、例えば、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金などである。第１リードフレーム４０の表面には、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｐｄ、半田などのめっきが施されていてもよい。
第１リードフレーム４０は、例えば、Ｊ字状の形状を有している。第１リードフレーム４０は、図１に示すように、第１部分４１と、第２部分４２と、第３部分４３と、を有している。
第１リードフレーム４０の第１部分４１は、第１基板５０に接続されている。第１部分４１は、例えば、図示せぬ半田によって、第１基板５０の上面に接合されている。この場合、第１部分４１は、半田を介して、第１基板５０の上面に接続されている。第１部分４１は、例えば、平面視において、すなわち第１基板５０の厚さ方向（以下、「上下方向」ともいう）からみて、パッケージ２０と重なっていない。
第１リードフレーム４０の第２部分４２は、パッケージ２０に接続されている。第２部分４２は、例えば、図示せぬ半田によって、パッケージ２０の下面に接合されている。第２部分４２は、例えば、平面視において、パッケージ２０と重なっている。
第１リードフレーム４０の第３部分４３は、第１部分４１と第２部分４２とを接続している。第３部分４３は、例えば、平面視において、パッケージ２０と重なっていない。第３部分４３は、湾曲した湾曲部４３ａを有している。図示の例では、第３部分４３は、２つの湾曲部４３ａと、２つの湾曲部４３ａとを接続する直線状の直線部４３ｂと、を有している。湾曲部４３ａの曲率半径は、０．０５ｃｍ以上０．３ｃｍ以下である。なお、湾曲部４３ａの数は、特に限定されない。
第１リードフレーム４０は、図２に示すように、複数設けられている。複数の第１リードフレーム４０のうちの第１リードフレーム４０ａは、第１基板５０の第１辺５１側に設けられている。複数の第１リードフレーム４０のうちの第１リードフレーム４０ｂは、第１基板５０の第２辺５２側に設けられている。平面視において、第１リードフレーム４０ａと第１辺５１との間の距離は、第１リードフレーム４０ａと第２辺５２との間の距離よりも小さい。平面視において、第１リードフレーム４０ｂと第２辺５２との間の距離は、第１リードフレーム４０ｂと第１辺５１との間の距離よりも小さい。
第１リードフレーム４０ａは、第１辺５１に沿って複数設けられている。第１リードフレーム４０ｂは、第２辺５２に沿って複数設けられている。第１リードフレーム４０ａの数および第１リードフレーム４０ｂの数は、複数であれば特に限定されない。加熱素子３０は、第１リードフレーム４０ａと第１リードフレーム４０ｂとの間に設けられている。
第１リードフレーム４０ａは、平面視において、第１部分４１および第２部分４２が、湾曲部４３ａよりも第２辺５２側に位置している。第１リードフレーム４０ｂは、平面視において、第１部分４１および第２部分４２が、湾曲部４３ａよりも第１辺５１側に位置している。このように、第１リードフレーム４０ａ，４０ｂは、外向きに湾曲している。
第１リードフレーム４０ａでは、第３部分４３は、第１部分４１の第１辺５１側の端部と、第２部分４２の第１辺５１側の端部と、を接続している。第１リードフレーム４０ｂでは、第３部分４３は、第１部分４１の第２辺５２側の端部と、第２部分４２の第２辺５２側の端部と、を接続している。
第１リードフレーム４０、加熱素子３０、パッケージ２０、および振動片１０などのパッケージ２０に収容されている部材は、構造体１０１を構成している。構造体１０１の上下方向における固有振動数は、振動片１０の上下方向における固有振動数よりも小さい。構造体１０１の上下方向における固有振動数は、例えば、振動片１０の上下方向における固有振動数の１／１０以上１／５以下である。構造体１０１は、第１リードフレーム４０を有するため、このような低い固有振動数を有することができる。なお、固有振動数は、例えば、光ヘテロダイン微小振動測定装置であるネオアーク社製のレーザードップラー振動計を用いて測定することができる。
第１基板５０は、第１リードフレーム４０を支持している。第１基板５０は、平面視において、互いに対向する第１辺５１および第２辺５２と、第１辺と交差し互いに対向する第３辺５３および第４辺５４と、を有している。第１基板５０の平面形状は、例えば、長方形、正方形などである。第１基板５０は、例えば、プリント基板である。
回路素子６０は、第１基板５０に設けられている。回路素子６０は、振動子１００と電気的に接続されている。回路素子６０は、例えば、振動片１０を発振させるための発振回路、および加熱素子３０の温度制御を行う制御回路を有している。図示の例では、回路素子６０および加熱素子３０は、パッケージ２０と第１基板５０との間に設けられている。
第２リードフレーム７０は、第１基板５０を支持している。第２リードフレーム７０は、第２基板８０上に設けられている。第２リードフレーム７０の一端は、例えば、図示せぬ半田によって、第１基板５０の下面に接合されている。第２リードフレーム７０の他端は、例えば、図示せぬ半田によって、第２基板８０の上面に接合されている。第２リードフレーム７０の材質は、例えば、第１リードフレーム４０と同じである。
第２リードフレーム７０は、図２に示すように、複数設けられている。複数の第２リードフレーム７０のうちの第２リードフレーム７０ａは、第１基板５０の第３辺５３側に設けられている。複数の第２リードフレーム７０のうちの第２リードフレーム７０ｂは、第１基板５０の第４辺５４側に設けられている。平面視において、第２リードフレーム７０ａと第３辺５３との間の距離は、第２リードフレーム７０ａと第４辺５４との間の距離よりも小さい。平面視において、第２リードフレーム７０ｂと第４辺５４との間の距離は、第２リードフレーム７０ｂと第３辺５３との間の距離よりも小さい。
第２リードフレーム７０ａは、第３辺５３に沿って複数設けられている。第２リードフレーム７０ｂは、第４辺５４に沿って複数設けられている。第２リードフレーム７０ａの数および第２リードフレーム７０ｂの数は、複数であれば特に限定されない。
第２基板８０は、第２リードフレーム７０を支持している。第２基板８０は、例えば、プリント基板である。第２基板８０は、例えば、図示せぬ外部部材に接続される。
ケース９０は、第２基板８０に接合されている。ケース９０は、パッケージ２０、加熱素子３０、リードフレーム４０，７０、第１基板５０、回路素子６０を収容可能な凹状の容器である。ケース９０の材質は、例えば、セラミック、ガラス、金属などである。
振動子１００および発振器１１０は、例えば、以下の特徴を有する。
振動子１００では、第１リードフレーム４０は、第１基板５０に接続される第１部分４１と、パッケージ２０に接続される第２部分４２と、第１部分４１と第２部分４２とを接続し、湾曲した湾曲部を備える第３部分４３と、を有する。そのため、例えば第３部分が
第１部分から第２部分まで直線状に設けられている場合に比べて、例えば振動子１００が落下したとしても、落下に起因する衝撃力は、第１リードフレーム４０の第３部分４３の変形によって吸収されて緩和され易い。さらに、振動子１００では、第１リードフレーム４０は、第１辺５１に沿って第１辺５１側に複数設けられ、かつ、第２辺５２に沿って第２辺５２側に複数設けられる。そのため、衝撃力は、第１リードフレーム４０によって吸収されて緩和され易い。したがって、振動子１００は、高い耐衝撃性を有することができる。よって、振動子１００が落下しても、振動片１０の振動数が大きく変化したり、振動片がパッケージから剥がれたりすることを抑制することができる。
振動子１００では、第１辺５１側に設けられる第１リードフレーム４０ａは、平面視において、第１部分４１および第２部分４２が、湾曲部４３ａよりも第２辺５２側に位置し、第２辺５２側に設けられる第１リードフレーム４０ｂは、平面視において、第１部分４１および第２部分４２が、湾曲部４３ａよりも第１辺５１側に位置する。このように、第１リードフレーム４０ａ，４０ｂは、外向きに湾曲している。そのため、振動子１００では、第１リードフレームが内向きに湾曲している場合に比べて、第１リードフレーム４０ａと第１リードフレーム４０ｂとの間に、空間を形成し易すい。そのため、図１に示すように、例えば、第１リードフレーム４０ａと第１リードフレーム４０ｂとの間に、加熱素子３０を配置させることができる。
発振器１１０では、振動子１００と、振動子１００と電気的に接続される回路素子６０と、振動子１００を加熱する加熱素子３０と、を含む。そのため、発振器１１０では、使用環境の温度変化による周波数の変化を抑制することができ、周波数安定度を高めることができる。さらに、発振器１１０では、振動子１００は、高い耐衝撃性を有するため、安定した基準信号を出力することができる。
発振器１１０では、第２リードフレーム７０は、第３辺５３に沿って第３辺５３側に複数設けられ、かつ、第４辺５４に沿って第４辺５４側に複数設けられる。そのため、発振器１１０では、落下に起因する衝撃力を、第２リードフレーム７０によって吸収することができる。さらに、振動子１００では、第２リードフレームが第１辺に沿って第１辺側に複数設けられ、かつ、第２辺に沿って第２辺側に複数設けられる場合に比べて、第１リードフレーム４０の第１部分４１と、第２リードフレーム７０の第１基板５０に接続されている部分と、の間の距離を大きくすることができる。そのため、加熱素子３０の熱は、第１リードフレーム４０および第２リードフレーム７０を伝わって第２基板８０から外部に放熱され難くなる。したがって、発振器１１０では、所望の温度で、振動子１００を加熱し易い。
なお、上記の例では、発振器１１０がＯＣＸＯである場合について説明したが、本発明に係る発振器は、温度補償型水晶発振器（Temperature Coｍpensated X'tal Oscillator、ＴＣＸＯ）であってもよい。
２． 発振器の変形例
２．１． 第１変形例
次に、本実施形態の第１変形例に係る発振器１２０について、図面を参照しながら説明する。図４は、本実施形態の第１変形例に係る発振器１２０を模式的に示す断面図である。以下、本実施形態の第１変形例に係る発振器１２０において、上述した本実施形態に係る発振器１１０の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
上述した発振器１１０では、図１に示すように、第１リードフレーム４０は、外向きに湾曲していた。これに対し、発振器１２０では、図４に示すように、第１リードフレーム４０は、内向きに湾曲している。
発振器１２０では、第１辺５１側に設けられている第１リードフレーム４０ａは、平面視において、湾曲部４３ａが、第１部分４１および第２部分４２よりも第２辺５２側に位置している。第２辺５２側に設けられている第１リードフレーム４０ｂは、平面視において、湾曲部４３ａが、第１部分４１および第２部分４２よりも第１辺５１側に位置している。図示の例では、第３部分４３は、パッケージ２０と第１基板５０との間に位置している。
第１リードフレーム４０ａでは、第３部分４３は、第１部分４１の第２辺５２側の端部と、第２部分４２の第２辺５２側の端部と、を接続している。第１リードフレーム４０ｂでは、第３部分４３は、第１部分４１の第１辺５１側の端部と、第２部分４２の第１辺５１側の端部と、を接続している。図示の例では、加熱素子３０は、パッケージ２０に収容されている。
発振器１２０では、第１リードフレーム４０は、内向きに湾曲している。そのため、発振器１２０では、第１リードフレームが外向きに湾曲している場合に比べて、小型化を図ることができる。
２．２． 第２変形例
次に、本実施形態の第２変形例に係る発振器１３０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２変形例に係る発振器１３０を模式的に示す断面図である。以下、本実施形態の第２変形例に係る発振器１３０において、上述した本実施形態に係る発振器１１０の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
上述した発振器１１０では、図１に示すように、第１リードフレーム４０は、Ｊ字状の形状を有していた。これに対し、発振器１３０では、図５に示すように、第１リードフレーム４０は、Ｓ字状の形状を有している。
発振器１３０では、第１リードフレーム４０は、第１基板５０からパッケージ２０まで、上下方向と直交する方向に往復しながら、上下方向に延出している。図示の例では、第１リードフレーム４０の第３部分４３は、内向きに湾曲した湾曲部４３ａ１と、外向きに湾曲した湾曲部４３ａ２と、を有している。なお、湾曲部４３ａ１の数および湾曲部４３ａ２の数は、特に限定されない。
発振器１３０では、第１リードフレーム４０は、Ｓ字状の形状を有している。そのため、発振器１３０では、第１リードフレームがＪ字状の形状を有している場合に比べて、例えば第１リードフレーム４０の全長を大きくすることができる。したがって、発振器１３０では、第１リードフレーム４０によって、衝撃力をより吸収することができる。
３． 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６は、本実施形態に係る電子機器１０００の機能ブロック図である。
電子機器１０００は、図６に示すように、例えば、振動子１００を有する発振器１１０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２０と、操作部１０３０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０４０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０５０と、通信部１０６０と、表示部１０７０と、を含む。
発振器１１０は、加熱素子３０で加熱された振動片１０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などに記憶されているプログラムに従い、発振器１１０から入力される発振信号をクロック信号として各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、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などを行う。
操作部１０３０は、操作キーやボタンスイッチなど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などを記憶している。
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など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）など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、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、ディジタルカメラ、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、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、魚群探知機、各種測定機器、計器類、フライトシミュレーター、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）などが挙げられる。
また、電子機器１０００の一例として、発振器１１０を基準信号源、あるいは電圧可変型発振器（ＶＣＯ）等として用いて、例えば、端末と有線または無線で通信を行う端末基地局用装置等として機能する伝送装置が挙げられる。
４． 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７は、本実施形態に係る移動体の一例を示す図である。
移動体１１００は、例えば、振動子１００を有する発振器１１０と、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などの各種の制御を行うコントローラー１１２０，１１３０，１１４０と、バッテリー１１５０と、バックアップ用バッテリー１１６０と、を含む。
発振器１１０は、加熱素子３０で加熱された振動片１０の発振に基づく発振信号を発生
させる。この発振信号は、発振器１１０からコントローラー１１２０，１１３０，１１４０に出力され、例えばクロック信号として用いられる。
バッテリー１１５０は、発振器１１０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、発振器１１０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、ジェット機やヘリコプターなどの航空機、船舶、ロケット、人工衛星などが挙げられる。
５． 実験例
以下に実験例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実験例によって何ら限定されるものではない。
有限要素法によるシミュレーションによって、落下による耐衝撃性を調べた。シミュレーションでは、第１モデルと第２モデルとを用いて行った。第１モデルは、図１〜図３に示す発振器１１０に対応するモデルである。第２モデルは、図８および図９に示すモデルである。第２モデルの第１リードフレーム２４０は、第１モデルの第１リードフレームと形状が異なり、第１モデルのような湾曲した湾曲部を有していない。
なお、図８は、第２モデルを模式的に示す断面図である。図９は、第２モデルを模式的に示す斜視図である。便宜上、図９では、振動片などを収容するケースの図示を省略している。
上記のような第１モデルおよび第２モデルを、数十ｃｍの高さから剛体板に向けて自然落下させ、落下の開始から５０μｓｅｃ後に剛体板に衝突させた。そして、衝突によって、振動片をパッケージに接合させる導電性接着剤に発生する相当応力を計算した。
図１０は、落下を開始してからの経過時間と、導電性接着剤に発生する相当応力を規格化した値と、の関係を示すグラフである。横軸は、落下の開始時を０μｓｅｃとして経過時間を示している。縦軸は、第２モデルの導電性接着剤に発生する相当応力の最大値を１００として、規格化した相当応力を示している。
図１０に示すように、第１モデルは、第２モデルに比べて、相当応力が小さく、第２モデルの最大相当応力の１／１０以下であった。これは、第１リードフレームの形状によるものである。図１０より、第１モデルは、第２モデルよりも、耐衝撃性が高いことがわかった。
なお、実際に、第１モデルに対応する製品と、第２モデルに対応する製品と、を作製して試験を行った。その結果、第１モデルに対応する製品は、第２モデルに対応する製品よりも、約８倍〜１０倍の高さから落下させても振動片がパッケージから剥がれなかった。
第１モデルおよび第２モデルにおいて、振動片の固有振動数と、第１リードフレーム、加熱素子、パッケージ、および振動片を含む構造体の固有振動数と、を計算した。固有振動数は、上下方向の固有振動数である。
第１モデルでは、振動片の固有振動数は４７００Ｈｚであり、構造体の固有振動数は６７０Ｈｚであった。第２モデルでは、振動片の固有振動数は４７００Ｈｚであり、構造体の固有振動数は４０６０Ｈｚであった。第１モデルの構造体の固有振動数は、第２モデル
の構造体の固有振動数よりも低いことがわかった。
本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。実質的に同一の構成とは、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である。また、本発明は、実施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…振動片、１２…導電性接着剤、１４…励振電極、１６…引き出し電極、１８…接続電極、２０…パッケージ、２２…ベース、２２ａ…底板、２２ｂ…側壁、２４…リッド、２６…シームリング、３０…加熱素子、４０，４０ａ，４０ｂ…第１リードフレーム、４１…第１部分、４２…第２部分、４３…第３部分、４３ａ，４３ａ１，４３ａ２…湾曲部、４３ｂ…直線部、５０…第１基板、５１…第１辺、５２…第２辺、５３…第３辺、５４…第４辺、６０…回路素子、７０，７０ａ，７０ｂ…第２リードフレーム、８０…第２基板、９０…ケース、１００…振動子、１１０，１２０，１３０…発振器、２４０…第１リードフレーム、１０００…電子機器、１０２０…ＣＰＵ、１０３０…操作部、１０４０…ＲＯＭと、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 (7)

  1. 第１基板と、
    前記第１基板上に設けられる第１リードフレームと、
    前記第１リードフレームに支持されるパッケージと、
    前記パッケージに収容される振動片と、
    を含み、
    前記第１リードフレームは、
    前記第１基板に接続される第１部分と、
    前記パッケージに接続される第２部分と、
    前記第１部分と前記第２部分とを接続し、湾曲した湾曲部を備える第３部分と、
    を有し、
    前記第１基板は、平面視において、互いに対向する第１辺および第２辺を有し、
    前記第１リードフレームは、前記第１辺に沿って前記第１辺側に複数設けられ、かつ、前記第２辺に沿って前記第２辺側に複数設けられる、振動子。
  2. 請求項１において、
    前記第１辺側に設けられる前記第１リードフレームは、平面視において、前記第１部分および前記第２部分が、前記湾曲部よりも前記第２辺側に位置し、
    前記第２辺側に設けられる前記第１リードフレームは、平面視において、前記第１部分および前記第２部分が、前記湾曲部よりも前記第１辺側に位置する、振動子。
  3. 請求項１において、
    前記第１辺側に設けられる前記第１リードフレームは、平面視において、前記湾曲部が、前記第１部分および前記第２部分よりも前記第２辺側に位置し、
    前記第２辺側に設けられる前記第１リードフレームは、平面視において、前記湾曲部が、前記第１部分および前記第２部分よりも前記第１辺側に位置する、振動子。
  4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の振動子と、
    前記振動子と電気的に接続される回路素子と、
    前記振動子を加熱する加熱素子と、
    を含む、発振器。
  5. 請求項４において、
    第２基板と、
    前記第２基板上に設けられ、前記第１基板を支持する第２リードフレームと、
    を含み、
    前記第１基板は、平面視において、前記第１辺と交差し互いに対向する第３辺および第４辺を有し、
    前記第２リードフレームは、前記第３辺に沿って前記第３辺側に複数設けられ、かつ、前記第４辺に沿って前記第４辺側に複数設けられる、発振器。
  6. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の振動子を含む、電子機器。
  7. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の振動子を含む、移動体。
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