JP3975860B2 - 圧電デバイスと圧電デバイスを利用した携帯電話装置及び圧電デバイスを利用した電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音叉型の圧電振動片をパッケージに内蔵した圧電デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、あるいはページングシステム等の移動体通信機器において装置の小型薄型化がめざましく、それらに用いられる圧電デバイスも小型薄型化が要求されている。
また、それとともに、装置の回路基板に両面実装が可能な表面実装タイプの圧電デバイスが求められている。
図３８及び図３９は、このような圧電デバイスの構成例を示す概略図であり、図３８は、圧電デバイスの構成を示す概略平面図、図３９は、図３８の圧電デバイスのＡ−Ａ線概略断面図である。
【０００３】
図３８及び図３９において、従来の圧電デバイス１は、パッケージ６の内部に、圧電振動片２を収容している。この圧電振動片２は、例えば水晶基板を利用して形成されている。この圧電振動片２は、パッケージ６の電極部に接合される基部１１と、この基部１１から平行に延びる一対の振動腕４，５を有する音叉型に形成され、その表面に図示しない駆動用の金属電極が形成されている。
【０００４】
パッケージ６は、セラミック製の２枚の基板１２，１３を積層して内側に所定の内部空間Ｓを形成するようにし、その全体が矩形状に形成されている。この内部空間Ｓにおいて、パッケージ６の内側の底部には、導電性の接着剤７等を介して、上述した圧電振動片２の基部１１が電極部３，３上に接合固定されており、圧電振動片２の先端部は自由端とされている。
そして、パッケージ６の開放された上端には、低融点ガラス等のロウ材８を介して、ガラス等の光を透過する材料，すなわち光透過性の材料で形成された蓋体９が接合されることにより、封止されている。
また、圧電デバイス１は、上述した小型化の要請から、可能な限り小さく形成されており、現在試作が検討されているパッケージ６の全長は、例えば、３．２ｍｍ程度とされている。
【０００５】
圧電デバイス１は、以上のように構成されており、外部からの駆動電圧が、電極部３及び導電性接着剤７を介して、圧電振動片２に伝えられる。これにより、圧電振動片２の図示しない励振電極からの電圧が圧電材料に伝えられることで、一対の振動腕４，５が屈曲振動を生じ、所定の周波数で振動する。
この振動周波数を外部に取り出すことによって、所定の周波数の出力を得ることができるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような圧電デバイス１において、そのパッケージ６内に、圧電振動片２を接合する場合には、図４０に示すようにされている。
図４０は、図３８のｔ−ｔ線切断概略端面図であり、図において、パッケージ６の内側底部に形成された電極部３，３上に、導電性接着剤７，７を適用し、その上に圧電振動片２の基部１１を載せて、矢印に示すように、上から軽く押さえ、導電性接着剤７，７を基部１１の下で拡げてから、硬化させるようにしている。
【０００７】
この場合において、圧電振動片２を確実に接合しようとすると、導電性接着剤７，７の塗布量を増やして、十分な接着面積を得るようにする必要がある。
しかしながら、導電性接着剤７，７の塗布量を増大させると、各電極部３，３上の導電性接着剤７，７が互いに接近し、接触してしまう場合があり、各電極部３，３を短絡させるという問題がある。
特に、上述したように、圧電デバイスは益々小型化されており、例えば、図３８の圧電デバイス１のパッケージ６の全幅も、１．５ｍｍ程度に形成される必要がある。この場合、内部空間Ｓの幅は、これよりもさらに小さく、このような小さな空間内で、圧電振動片２の接合強度を確保するために、図４０のような手法で、電極部３，３どうしの短絡を生じないで導電性接着剤７，７の塗布量を増大させることは、不可能である。
【０００８】
本発明の目的は、上述の問題を解決するためになされたものであり、小型に構成しても、圧電振動片が強固に固定されることで、優れた耐衝撃性を備える圧電デバイスと、このデバイスを利用した携帯電話装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、圧電振動片を片持ち式に固定して内部空間に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスであって、前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、を備え、前記圧電振動片の前記基部の幅方向の両側縁部の下面側に段部が形成されていることを特徴とする、圧電デバイスによって達成される。
【００１０】
また、本発明の圧電デバイスは、圧電振動片を片持ち式に固定して内部空間に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスであって、前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、を備え、前記パッケージ内側底面の電極部が設けられた面に、パッケージ内側の側壁内に入り込むような凹部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の圧電デバイスは、基部から延びる一対の振動腕を有する音叉型圧電振動片を片持ち式に固定して内部空間に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスであって、前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、前記パッケージ内に突出して設けられ、前記第１の接合構造と、前記第２の設合構造とが短絡することを阻止するためのショート防止用突起と、前記圧電振動片基部の端部に設けられて、前記ショート防止用突起と係合される係合凹部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の圧電デバイスは、基部から延びる一対の振動腕を有する音叉型圧電振動片を片持ち式に固定して内部空間に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスであって、前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、を備え、前記パッケージ内側底面の圧電振動片の基部が固定される領域の一部に、厚み方向に段部を形成して設けられた凹部を備え、かつこの凹部が、パッケージ内側の側壁内に入り込む形状とされていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の圧電デバイスは、前記圧電振動片がパッケージ側に固定される基部と、この基部から平行に延びる一対の振動腕とを備えた音叉型の圧電振動片であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の圧電デバイスは、前記一対の振動腕は、それぞれ長手方向に沿って延びる長溝を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の圧電デバイスは、前記圧電振動片が、前記振動腕の基端部と前記基部との間に切り欠き部を有しており、前記第１の接合構造および前記第２の接合構造は、この切り欠き部よりも前記基部の前記一対の振動腕の基端となる側と反対の端部側に塗布されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の圧電デバイスは、前記圧電振動片の前記基部の少なくとも両側縁部の下面側が、楕円もしくは長円の一部を含む曲線状に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の圧電デバイスは、前記パッケージの底部に開口を形成して、この開口に封止材を充填したことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の携帯電話装置は、音叉型の圧電振動片を片持ち式に固定して内部に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、を備え、前記圧電振動片の前記基部の幅方向の両側縁部の下面側に段部が形成されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにしたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の電子機器は、音叉型の圧電振動片を片持ち式に固定して内部に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスを利用した電子機器であって、前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、を備え、前記圧電振動片の前記基部の幅方向の両側縁部の下面側に段部が形成されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにしたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の電子機器は、音叉型の圧電振動片を片持ち式に固定して内部に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスを利用した電子機器であって、前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、を備え、前記パッケージ内側底面の電極部が設けられた面に、パッケージ内側の側壁内に入り込むような凹部が形成されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにしたことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３は、本発明の圧電デバイスの第１の実施の形態を示しており、図１はその概略平面図、図２は図１のＣ−Ｃ線概略断面図、図３は図１のａ−ａ線切断概略端面図である。
これらの図において、圧電デバイス２０は、圧電振動子を構成した例を示しており、圧電デバイス２０は、パッケージ３６内に圧電振動片３２を収容している。パッケージ３６は、例えば、セラミックグリーンシートを成形して焼結した酸化アルミニウム質焼結体等を利用した複数の基板、第１の実施形態の場合には、３枚の基板４４，４５，４６を積層して形成されている。基板４６は、その内側に所定の孔を形成することで、基板４５に積層した場合に内側に所定の内部空間Ｓを形成するようにされている。
【００２２】
パッケージ３６の内部空間Ｓ内の図２における左端部付近において、内部空間Ｓに露出して底部を構成するベースとなる積層基板４５には、Ａｕ及びＮｉメッキが施された電極部３１，３１が図１に示すように所定の間隔を隔てて形成されている。電極部３１，３１は、外部と接続されて、駆動電圧を供給するものである。この各電極部３１，３１の上に導電性接着剤４３，４３が塗布されており、この導電性接着剤４３，４３の上に圧電振動片３２の基部５１が載置されて、導電性接着剤４３，４３が硬化されることにより接合されている。
【００２３】
本実施形態では、後述するように、この導電性接着剤４３，４３の塗布位置をパッケージ３６の側壁４７，４７に寄せるようにして、圧電振動片３２を接合する構造となっている。
圧電振動片３２の基部５１の導電性接着剤４３，４３と触れる部分には、駆動電圧を伝えるための引出電極（図示せず）が形成されており、これにより、圧電振動片３２は、後述する駆動用電極がパッケージ３６側の電極部３１，３１と導電性接着剤４３，４３を介して、電気的に接続されている。
【００２４】
圧電振動片３２は、例えば水晶で形成されており、水晶以外にもタンタル酸リチウム，ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。本実施形態の場合、圧電振動片３２は、小型に形成して、必要な性能を得るために、特に図示する形状とされている。
すなわち、圧電振動片３２は、パッケージ３６側と後述するようにして固定される基部５１と、この基部５１を基端として、図１に示すように右方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕３４，３５を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片が利用されている。
本発明の圧電振動片は、このような音叉型の形状のものに限らず、例えば、水晶等の圧電材料を矩形状にカットした、所謂、ＡＴカット振動片を利用するようにしてもよい。
【００２５】
パッケージ３６の開放された上端には、低融点ガラス等のロウ材３３を介して、蓋体３９が接合されることにより、封止されている。蓋体３９は、後述する周波数調整を行うために、光を透過する材料，例えば、ガラスで形成されている。ここで、好ましくは、蓋体３９は、母材からエッチング等の手法により、製造される際に、その蓋体３９の各角部３９ａ，３９ａ，３９ａ，３９ａが、製造と同時に、研磨またはエッチングにより、図示するような傾斜もしくは曲面となるように面取りされる。これにより、図１及び図２で説明したように、パッケージ３６の上端に、ロウ材３３を介して蓋体３９を接合する場合において、蓋体３９の外縁の外側にロウ材３３がまわり込むための十分なスペースをパッケージ３６の上端面に設けることができ、ロウ材３３のまわり込みにより外側シール部を構成することができる。
【００２６】
また、パッケージ３６の底面のほぼ中央付近には、パッケージ３６を構成する２枚の積層基板４４，４５にそれぞれ設けられる貫通孔３７ａ，３７ｂを形成することにより、開口３７が設けられている。この開口３７を構成する２つの貫通孔のうち、パッケージ内部に開口する第１の孔３７ａに対して、第２の孔である外側の貫通孔３７ｂは、より大きな内径を備えるようにされている。これにより、開口３７は段つき開口とされており、好ましくは、第２の孔である貫通孔３７ｂの段部と、貫通孔３７ｂの孔内周面には金属が被覆されている。
開口３７には、金属製の封止材３８が充填されることにより、パッケージ３６に蓋体３９を固定した後で、封止することができるようにされている。
開口３７に充填される金属製封止材３８としては、例えば、金（Ａｕ）と錫（Ｓｎ）による合金が用いられ、第２の孔３７ｂの段部と、孔内周面の金属被覆部には、ニッケルメッキによる下地層の上に金メッキを被覆した構成が適している。
【００２７】
図３は、図１のａ−ａ線切断概略端面図である。この図３を参照して、本発明の圧電振動片３２の接合構造の一例を説明する。
図において、パッケージ３６の内側底部を構成する積層基板４５には、パッケージ３６の矢印に示す幅方向にそって、分割もしくは分離された２つの電極部３１，３１が形成されている。この電極部３１，３１は、上述したように、外部から、圧電振動片３２に対して、駆動電圧を印加するためのものである。
【００２８】
図示されているように、この電極部３１，３１と圧電振動片３２とを電気的に接合するための導電性接着剤４３，４３は、各電極部３１，３１に適用される。特に、これら導電性接着剤４３，４３は、パッケージ３６の内部空間Ｓの側壁４７，４７と、２つの電極部３１，３１と、圧電振動片３２の基部５１とに接触するように塗布されている。
これにより、各電極部３１，３１に対応した導電性接着剤４３，４３は、パッケージのそれぞれの側壁４７，４７に寄せて塗布されることになる。このため、各導電性接着剤４３，４３どうしは、互いの間に従来よりも大きな間隔を保持することになり、接触しにくい。
【００２９】
しかも、各導電性接着剤４３，４３は、離間された分、その塗布量を多くすることができるため、圧電振動片３２の基部５１の各側縁付近の下面と、圧電振動片３２の基部５１の各側面とに、十分な接着面積を得ることができる。すなわち、図４０と比較するとわかるように、従来接着に使用されていなかった圧電振動片３２の基部５１の側面まで、接着面とすることで、強固な接合構造とすることができる。
したがって、圧電デバイス２０は、小型に構成しても、圧電振動片３２が強固に固定されることで、優れた耐衝撃性を備えることができる。
【００３０】
図４および図５は、本発明の第１の実施形態にかかる第１の変形例であり、図４は、圧電デバイス３０の概略平面図、図５は、図４のＤ−Ｄ線切断概略断面図である。これらの図において、第１の実施形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
この第１の変形例に係る圧電デバイス３０は、第１の実施形態と比較すると、パッケージ３６の構成のみが異なっている。
【００３１】
すなわち、パッケージ３６を構成する積層基板のうち、内部空間Ｓに面する中間の基板４５には、図５に示すように右端部付近に孔４５ａを形成することにより、この積層基板４５の厚みに対応した凹部４２が形成されている。この凹部４２は、圧電振動片３２の自由端３２ｂの下方に位置している。
第１の実施形態の第１の変形例は、以上のように構成され、これにより、本変形例においては、第１の実施形態と同様の作用効果を発揮し得るとともに、パッケージ３６に外部から衝撃が加わり、圧電振動片３２の自由端３２ｂが矢印Ｚ方向に振れた場合であっても、パッケージ３６の内側底部と当接されることを有効に防止できる。
【００３２】
図６は、本発明の圧電デバイスの第２の実施形態を示す概略平面図である。図において、第１の実施形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
第２の実施形態に係る圧電デバイス６０は、第１の実施形態と比較すると、圧電振動片６１の構成のみが異なっている。
【００３３】
すなわち、第２の実施形態の圧電振動片６１は、パッケージ３６側と後述するようにして固定される基部５１と、この基部５１の一端部において、好ましくは、部分的に両側から縮幅することで、括れるようにして設けられた切り欠き部５３，５３と、この切り欠き部５３，５３より幅広く形成された領域である拡幅部５２，５２を有している。さらに、圧電振動片６１は、この拡幅部５２，５２を基端として、図において右方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕３４，３５を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片が利用されている。
これにより、特にこの実施形態の圧電振動片６１においては、固定側である基部５１に対して、一対の振動腕３４，３５の振動が、できるだけ漏れ込むことがないようにされており、これにより、極力ＣＩ値を低減するように構成されている。
【００３４】
そして、この実施形態では、特に、導電性接着剤４３の塗布領域を限定しており、基部５１の上記切り欠き部５３，５３を越えて、振動腕３４，３５の方へ、塗布領域が拡がらないようにされている。
このようにするためには、例えば、第１の実施形態の場合よりも導電性接着剤４３，４３の量を少なくして、塗布領域が、切り欠き部５３，５３を越えて、振動腕３４，３５の方へ達しないようにすることができる。
この場合にも、図６のｂ−ｂ線切断概略端面図である図７に示すように、導電性接着剤４３，４３が塗布されている領域においては、第１の実施形態と同一の接合構造となるようにされている。
また、圧電振動片６１の端部には、凹部７５が形成されており、これにより、導電性接着剤４３がこの部分にも回り込むことで、接着面積が増大し、その分接合構造が強固となる。
【００３５】
これにより、第２の実施形態においては、第１の実施形態と同様の作用効果を発揮し得るとともに、導電性接着剤４３，４３の塗布領域を基部５１の切り欠き部５３，５３よりも基部側に限定することで、特に、基部５１の側面に導電性接着剤を回り込ませることで、圧電振動片６１を強固に固定できる。しかも、導電性接着剤４３，４３が切り欠き部５３，５３に達しないようにすることで、切り欠き部５３，５３の機能を阻害することなく、基部５１側への振動の漏れ込みを抑制して、ＣＩ値の上昇を有効に防止できる。
【００３６】
図８は、本発明の圧電デバイスの第３の実施形態に係る概略平面図である。
この図において、第１の実施形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
第３の実施形態に係る圧電デバイス７０が、第１の実施形態と異なる点は、圧電振動片７１の各振動腕３４，３５に長溝３４ａ，３５ａが設けられている点と、圧電振動片７１の基部５１が面取りされている点である。
【００３７】
すなわち、図８に示すように、圧電振動片７１には、各振動腕３４，３５の基端部付近から略中央付近にかけて、長手方向に沿って延びる長溝３４ａ，３５ａが設けられている。この長溝３４ａ，３５ａは、圧電振動片７１の電界効率を高めるための溝である。
長溝３４ａと長溝３５ａは同じ構成であるので、長溝３４ａについて説明する。長溝３４ａは、図８の圧電振動片７１におけるｘ−ｘ線切断端面図である図９に示されるように、振動腕３４の上面及び下面がその幅方向の端部に枠を残すようにして、薄肉に成形され、長溝３４ａ，３４ａを設けた振動腕３４の断面形状が略Ｈ型に形成されている。また、上下の溝３４ａ，３４ａの表面には、図示しない励振電極が形成されている。なお、長溝３４ａ，３４ａは、溝ではなく貫通孔としたり、或いは振動腕３４の断面形状をＶ字状等になるように形成してもよい。また、振動腕３４に設けられた長溝３４ａ，３４ａの基部５１側の端部は、基部５１の導電性接着剤４３，４３と触れる部分を避けて、基部５１に入り込むように設けてもよい。
【００３８】
このように、長溝３４ａ，３５ａを設けることで、振動腕３４，３５内の電界が効率よく発生することとなり、圧電振動片７１のＣＩ値を他の実施形態のＣＩ値と比べて低く抑えられる。また、長溝３４ａ，３５ａを設けたことで、圧電振動片７１の質量も低減され、ＣＩ値はさらに低く抑えられる。したがって、このような圧電振動片７１のＣＩ値を、他の実施形態と同様のＣＩ値となるように形成した場合には、振動腕３４，３５の長さを、他の実施形態と比べて短くできるため、圧電振動片７１および圧電振動片７１が収容されるパッケ−ジ３６を小型化できる。
【００３９】
また、第３の実施形態に係る圧電デバイス７０は、図８に示す基部５１の幅方向の両端面である側面７２，７２の形状が、面取りされている。この面取り形状は、曲面に限らず、平らな傾斜面でもよく、または段部にしてもよい。
例えば、図８の圧電振動片７１を示す概略平面図である図１０に示すように、圧電振動片７１の基部５１の両側面７２，７２の下面を含む斜線で示す領域の形状が、図１０のｄ−ｄ線切断概略端面図である図１１に示すような形状とされている。
すなわち、図１１（ａ）は、圧電振動片７１の基部５１の側面７２について、面取り形状を曲面７３とした場合を示しており、図１１（ｂ）は、圧電振動片７１の基部５１の側面７２について、面取り形状を段部７４とした場合を示している。
【００４０】
これらの基部５１の形状について、詳しく説明する。
図１２は、基部５１の側面７２について、面取り形状を曲面７３とした場合の図８のｃ−ｃ線切断概略端面図である。また、図１３は、理解の便宜のため、図１１（ａ）に示した構造の基部５１の裏側を上にして示した部分拡大斜視図であり、図１４は、図１１（ｂ）に示した構造の基部５１の裏側を上にして示した部分拡大斜視図である。
【００４１】
先ず、図１３に示すように、基部５１の両側面７２，７２の図において上面側の領域（図１２のマウント状態では下面側となる領域）には曲面７３，７３が設けられている。すなわち、図１３において、基部５１の上面は、下面よりも面積が小さく、上記曲面７３，７３は、小さな面積の上面と、大きな面積を有する下面とをつなぐ傾斜曲面となっている。また、好ましくは、基部５１の端部にも中央の垂直部で形成された凹部７５を挟んで、両側に、曲面７３ａ，７３ａが設けられている。
【００４２】
そうすると、図１２に示すように、基部５１の両側面には、その接合構造において、下を向いた傾斜面７３，７３が導電性接着剤４３，４３と接触することになり、比較的少ない量の導電性接着剤４３を使用した場合にも、導電性接着剤４３は、曲面７３，７３を含む側面に回り込んで付着する。
このため、導電性接着剤が付着しないで角隅部の底面に隙間をつくることがないから、外部からの衝撃を受けて、応力が集中する箇所がなく、破断しやすい領域が形成されないので、圧電振動片７１は強固に固定される。
【００４３】
特に、第３の実施形態では、上述のように、振動腕３４，３５には長溝３４ａ，３５ａが設けられているため、圧電振動片７１およびパッケ−ジ３６を、他の実施形態に比べてさらに小型化している。このため、電極部３１，３１どうしの短絡を生じないで導電性接着剤４３，４３を塗布して、圧電振動片７１をパッケージ３６に固定することは極めて困難である。しかし、上述のように、基部５１の両側面７２，７２に曲面７３，７３を設けることで、比較的少ない量の導電性接着剤４３，４３を使用して、電極部３１，３１どうしの短絡を生じさせずに、圧電振動片７１をパッケージ３６に強固に固定できる。
【００４４】
しかも、基部５１の両側面７２，７２だけでなく、端部においても、図１３で説明したように、凹部７５と、その両側に形成された曲面７３ａ，７３ａを有しているから、基部５１が垂直な端面で形成される場合と比較すると、回り込んだ導電性接着剤４３と接着される面積が増大し、接合面積が増えることから、この点でも接合強度が向上される。
【００４５】
また、基部５１は、図１４に示すように、基部５１の両側面７２，７２の上面側の領域（図１２のマウント状態では下面側となる領域）に、段部７４，７４が設けられるようにしてもよい。この場合、好ましくは、各段部７４，７４は、それぞれ一体に基部５１の端部まで回り込んでいる。これによって、基部５１の端部は中央の垂直部で形成された凹部７５を挟んで、両側に、段部７４ａ，７４ａが形成されることになる。
したがって、図１４の構造の基部５１の場合にも、段部７４，７４及び段部７４ａ，７４ａが、図１３の各曲面７３，７３及び曲面７３ａ，７３ａと同等に作用して、圧電振動片７１の接合強度を向上させることができる。
【００４６】
図１５は、圧電振動片７１の基部５１の上述したような形状を形成するための手法を説明する図である。
このような形状は、圧電振動片７１の外形を形成するために、水晶等の圧電材料の母材７６をエッチングにより加工する際に形成される。
図１５（ａ）に示されているように、母材７６に、マスク７７，７８を配置して、エッチング加工を行う。この場合、基部５１の上面となる箇所には、面積の大きなマスク７７を配置し、基部５１の下面となる表面には、マスク７７よりも面積の小さなマスク７８を配置してエッチングを行う。
これにより、図１５（ｂ）に示すように、側面に曲面７３，７３が形成された基部５１の形状を得ることができる。
【００４７】
図１６は、本発明の圧電デバイスの第４の実施形態を示す概略平面図である。図において、既に説明した他の実施形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
第４の実施形態に係る圧電デバイス８０は、図６の第２の実施形態の圧電振動片と同一の圧電振動片６１を備えている。そして、第２の実施形態で説明した圧電振動片の凹部７５が、この実施形態では、圧電振動片６１のマウントの際に利用されるための係合凹部８２となっている。
【００４８】
また、第４の実施形態では、パッケージの構造の一部が変更されている。
すなわち、パッケージ８１は、例えば、第２の実施形態と同様に、圧電材料を重ねて構成されている。
図１７は、図１６のｅ−ｅ線切断概略端面図であり、図において、パッケージ８１は、積層基板４４，４５，８４，８５を重ねて形成されている。この場合、積層基板４４と４５は、第２の実施形態と同じであるが、下から３層目の積層基板８４は、図示されているように、内部空間Ｓ内で矢印で示すパッケージ８１の幅方向にそって内壁に入り込んだ凹部８６，８６を形成するような孔を有している。そして、積層基板８５が、積層基板８４よりも小さな孔を備えている。
【００４９】
また、図１６のｆ−ｆ線切断概略端面図である図１８と、図１６のｇ−ｇ線切断概略端面図である図１９を比較して理解されるように、積層基板８４は、パッケージ８１の内部空間の中央付近で、内方に突出するショート防止用突起８３を備えている。このショート防止用突起８３は、各電極部３１，３１上に適用された導電性接着剤４３，４３が流れて互いに接触することがないように、各電極部３１，３１の間で、これらを隔てる位置に設けられている。
ここで、上述した電極部３１，３１は、パッケージ８１の例えば、１．５ｍｍ程度の全幅内のさらに小さな幅しかない内部空間Ｓ内で、幅方向に分離して設けられている。このため、ショート防止用突起８３が設けられていれば、圧電振動片６１の接合強度を向上させるために、導電性接着剤４３，４３の塗布量を多少増加させるようにしても、各電極部３１，３１の短絡を特に有効に防止することができる。
【００５０】
また、パッケージ８１内に圧電振動片６１を接合するに当たって、その位置決めをする場合においては、ショート防止用突起８３を、圧電振動片６１の端部の中央に設けた、位置決め用の係合凹部８２に入れ込むだけで、面倒な画像処理等により位置確認する必要なく、正しく位置決めすることができる。
さらに、図１７に示す凹部８６，８６は、図１９に示すように、パッケージ８１の端部側にも回り込むように設けられている。このため、この凹部８６により形成される空間が、導電性接着剤４３，４３をより多量に収容する収容部としての機能を発揮し、導電性接着剤４３，４３をより多量に塗布できることから、その分圧電振動片６１の接合強度が向上することになる。
本実施形態は、以上の点を除き、第１の実施形態もしくは第２の実施形態と同様の作用効果を発揮することができる。
【００５１】
図２０ないし図２３は、本発明の圧電デバイスの第５の実施形態を示しており、図２０は、第５の実施形態の圧電デバイスの概略平面図、図２１は、図２０のｈ−ｈ線切断概略端面図、図２２は、図２０のｉ−ｉ線切断概略端面図、図２３は、図２０のｊ−ｊ線切断概略端面図である。
これらの図において、既に説明した他の実施形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
第５の実施形態に係る圧電デバイス９０は、第４の実施形態の圧電デバイス８０と比べると、パッケージにショート防止用突起を備えない点及びパッケージ内に形成された導電性接着剤の収容部である凹部の形成の仕方が異なる。
【００５２】
具体的には、この圧電デバイス９０は、図２１に示されているように、そのパッケージ９１が、積層基板４４，４５，９４，９５を重ねて形成されている。この場合、積層基板４４と４５は、第２の実施形態と同じである。パッケージ９１の下から３層目の積層基板９４は、この実施形態では、図示されているように、圧電振動片６１が配置されるパッケージ９１の底面を形成するとともに、圧電振動片６１の基部５１の直下の領域９４ａを残して、厚み方向に形成された段部９６，９６を設けることで、凹部を有している。
この凹部を形成する段部９６，９６は、図２０に示されているように、平面視４角形状の凹陥部分となっている。
【００５３】
電極部３１，３１は、図２１及び図２３に示されているように、本実施形態では、その一部が凹部の底である２層目の積層基板４５の表面に形成されており、電極部の他の一部３１ａは、段部９６より上の３層目の積層基板９４上に形成されている。電極部３１と一部の電極部３１ａとは、内部に導通金属を充填したバイアホール３１ｂ等の手段で導通されている。
【００５４】
本実施形態は以上のように構成されており、段部９６，９６により形成された２つの凹部を備えることにより、導電性接着剤４３，４３の塗布量を増やすことができるので、その分圧電振動片６１の接合構造を強化させることができる。また、電極部３１とその一部３１ａを２層目の積層基板４５と３層目の積層基板９４とに形成することができるので、電極の面積を増加させることができ、これにより、電気的接続をより確実とすることができる。
その他の作用効果は、第２の実施形態と同様である。
【００５５】
図２４ないし図３０は、本発明の圧電デバイスの第６の実施形態の構成を示す概略図であり、図２４は、第６の実施形態の圧電デバイスの概略平面図、図２５は、図２４のＥ−Ｅ線概略断面図、図２６は、図２４のｌ−ｌ線の延長線に沿った概略断面図、図２７は、図２４のｍ−ｍ線の延長線に沿った概略断面図、図２８は、図２４のｋ−ｋ線切断概略端面図、図２９は、図２４のｌ−ｌ線切断概略端面図、図３０は、図２４のｍ−ｍ線切断概略端面図である。
これらの図において、第６の実施形態の圧電デバイス１００は、圧電振動片６１を用いて、圧電発振器を形成した例を示しており、既に説明した他の実施の形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複した説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【００５６】
圧電デバイス１００のパッケージ１０１は、図２５に示すように、下から積層基板１０２，１０３，１０４，１０５，１０６の５層の基板を積層して形成されている。これらの各基板について、内側にそれぞれ所定の孔を形成することで、内部空間Ｓの各収容構造を設けている。
すなわち、パッケージ１０１の中央付近には、凹部１０８が形成されており、その内側底部には、図示しない電極が設けられている。この電極上には、集積回路１０７が実装されており、集積回路１０７は、所定の分周回路等を構成していて、圧電振動片６１の駆動電極と電気的に接続され、集積回路１０７から出力された駆動電圧が圧電振動片６１に与えられるようになっている。
また、圧電振動片６１の基部５１及び、その近傍のパッケージ１０１の構造は、第４の実施形態と同じ構造が採用されている。
【００５７】
本実施形態は以上のように構成されており、圧電発振器である圧電デバイス１００においても、第４の実施形態と同様の作用効果を発揮し、特に、圧電振動片６１が強固に接続されていると共に、圧電振動片６１のマウントの際の位置決めが容易である。
【００５８】
図３１ないし図３６は、本発明の圧電デバイスの第７の実施形態の構成を示す概略図であり、図３１は、第７の実施形態の圧電デバイスの概略平面図、図３２は、図３１のｎ−ｎ線切断概略端面図、図３３は、図３１のｏ−ｏ線の延長線に沿った概略断面図、図３４は、図３１のｐ−ｐ線の延長線に沿った概略断面図、図３５は、図３１のｏ−ｏ線切断概略端面図、図３６は、図３１のｐ−ｐ線切断概略端面図である。
これらの図において、第７の実施形態の圧電デバイス１１０は、圧電振動片６１を用いて、圧電発振器を形成した例を示しており、既に説明した他の実施の形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複した説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【００５９】
圧電デバイス１１０のパッケージ１１１は、図３２に示すように、下から積層基板１０２，１０３，１１４，１１５，１１６の５層の基板を積層して形成されている。これらの各基板のうち、積層基板１０２，１０３は、第６の実施形態と同じであり、残りの積層基板１１４，１１５，１１６のうち、特に積層基板１１５の構成が異なっている。
この積層基板１１５の構成は、第５の実施形態の積層基板９４の端部付近の構成と一致している。
【００６０】
下から４層目の積層基板である積層基板１１５は、この実施形態では、図３２、図３４、図３６等に示されているように、圧電振動片６１が配置されるパッケージ１１１の底面を形成するとともに、圧電振動片６１の基部５１の直下の領域１１５ａを残して、厚み方向に形成された段部９６，９６を設けることで、凹部を有している。
この凹部を形成する段部９６，９６は、図３１に示されているように、平面視４角形状の凹陥部分となっており、第５の実施形態と同じである。
【００６１】
電極部３１，３１は、図３６に示されているように、本実施形態では、その一部が凹部の底である２層目の積層基板１０３の表面に形成されており、電極部の他の一部３１ａは、段部９６より上の３層目の積層基板１１４上に形成されている。電極部３１と一部の電極部３１ａとは、内部に導通金属を充填したバイアホール３１ｂ等の手段で導通されている。
【００６２】
本実施形態は以上のように構成されており、段部９６，９６により形成された２つの凹部を備えることにより、導電性接着剤４３，４３の塗布量を増やすことができるので、その分圧電振動片６１の接合構造を強化させることができる。また、電極部３１とその一部３１ａを２層目の積層基板１０３と３層目の積層基板１１４とに形成することができるので、電極の面積を増加させることができ、これにより、電気的接続をより確実とすることができる。
その他の作用効果は、第２の実施形態と同様である。
【００６３】
図３７は、本発明の上述した実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図である。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン３０８及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ３０９を備えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３０１を備えている。
ＣＰＵ３０１は、送受信信号の変調及び復調の他に画像表示部としてのＬＣＤや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部３０２や、ＲＡＭ，ＲＯＭ等でなるメモリ３０３の制御を行うようになっている。このため、ＣＰＵ３０１には、圧電デバイス３０（あるいは、圧電デバイス６０，７０，８０，９０等）が取り付けられて、その出力周波数をＣＰＵ３０１に内蔵された所定の分周回路（図示せず）等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。このＣＰＵ３０１に取付けられる圧電デバイス３０は、圧電デバイス３０単体でなくても、圧電デバイス３０と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器である図２４のような圧電デバイス１００または図３１のような圧電デバイス１１０であってもよい。
【００６４】
ＣＰＵ３０１は、さらに、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）３０５と接続され、温度補償水晶発振器３０５は、送信部３０７と受信部３０６に接続されている。これにより、ＣＰＵ３０１からの基本クロックの周波数が、環境温度の変化により変動しても、温度補償水晶発振器３０５により修正されて、送信部３０７及び受信部３０６に与えられるようになっている。
【００６５】
このように、制御部を備えたデジタル式携帯電話装置３００のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧電デバイスを利用することにより、この圧電デバイスの圧電振動片が強固に固定されているので、装置全体としても優れた耐衝撃性を備えることができる。
【００６６】
本発明は上述の実施形態に限定されない。圧電振動片の構成は、音叉型やＡＴ振動片等種々のものが使用できる。また、各実施形態の各構成はこれらを適宜相互に組み合わせたり、その一部を省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、小型に構成しても、圧電振動片が強固に固定されることで、優れた耐衝撃性を備える圧電デバイスと、このデバイスを利用した携帯電話装置及び電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の圧電デバイスの第１の実施形態を示す概略平面図。
【図２】 図１のＣ−Ｃ線切断概略断面図。
【図３】 図１のａ−ａ線切断概略端面図。
【図４】 本発明の圧電デバイスの第１の実施形態に係る第１の変形例を示す概略平面図。
【図５】 図４のＤ−Ｄ線切断概略断面図。
【図６】 本発明の圧電デバイスの第２の実施形態の概略平面図。
【図７】 図６のｂ−ｂ線切断概略端面図。
【図８】 本発明の圧電デバイスの第３の実施形態の概略平面図。
【図９】 図８の圧電振動片におけるｘ−ｘ線切断概略断面図。
【図１０】 図８の圧電デバイスの圧電振動片を示す概略平面図。
【図１１】 図１０のｄ−ｄ線切断概略端面図であり、（ａ）基部側縁の下面に曲面を形成した場合を示し、（ｂ）基部側縁の下面に段部を形成した場合を示す。
【図１２】 図８のｃ−ｃ線切断概略端面図。
【図１３】 図１１（ａ）の構成を詳しく示す部分拡大斜視図。
【図１４】 図１１（ｂ）の構成を詳しく示す部分拡大斜視図。
【図１５】 図８の圧電デバイスの圧電振動片を形成する手法を示す説明図であり、（ａ）エッチング前の概略断面図、（ｂ）エッチング後の概略断面図。
【図１６】 本発明の圧電デバイスの第４の実施形態の概略平面図。
【図１７】 図１６のｅ−ｅ線切断概略端面図。
【図１８】 図１６のｆ−ｆ線切断概略端面図。
【図１９】 図１６のｇ−ｇ線切断概略端面図。
【図２０】 本発明の圧電デバイスの第５の実施形態の概略平面図。
【図２１】 図２０のｈ−ｈ線切断概略端面図。
【図２２】 図２０のｉ−ｉ線切断概略端面図。
【図２３】 図２０のｊ−ｊ線切断概略端面図。
【図２４】 本発明の圧電デバイスの第６の実施形態を示す概略平面図。
【図２５】 図２４のＥ−Ｅ線切断概略断面図。
【図２６】 図２４のｌ−ｌ線の延長線に沿った概略断面図。
【図２７】 図２４のｍ−ｍ線の延長線に沿った概略断面図。
【図２８】 図２４のｋ−ｋ線切断概略端面図。
【図２９】 図２４のｌ−ｌ線切断概略端面図。
【図３０】 図２０のｍ−ｍ線切断概略端面図。
【図３１】 本発明の圧電デバイスの第７の実施形態を示す概略平面図。
【図３２】 図３１のｎ−ｎ線切断概略端面図。
【図３３】 図３１のｏ−ｏ線の延長線に沿った概略断面図。
【図３４】 図３１のｐ−ｐ線の延長線に沿った概略断面図。
【図３５】 図３１のｏ−ｏ線切断概略端面図。
【図３６】 図３１のｐ−ｐ線切断概略端面図。
【図３７】 本発明の各実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図。
【図３８】 従来の圧電デバイスの一例を示す概略平面図。
【図３９】 図３８のＡ−Ａ線切断概略断面図。
【図４０】 図３８のｔ−ｔ線切断概略端面図。
【符号の説明】
２０，３０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０・・・圧電デバイス、３２，６１，７１・・・圧電振動片、５１・・・基部、３４，３５・・・振動腕、３４ａ，３５ａ・・・長溝、３６，８１，９１，１０１，１１１・・・パッケージ、３７・・・開口、３８・・・封止材、３９・・・蓋体、４２・・・凹部
【発明の属する技術分野】
本発明は、音叉型の圧電振動片をパッケージに内蔵した圧電デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、あるいはページングシステム等の移動体通信機器において装置の小型薄型化がめざましく、それらに用いられる圧電デバイスも小型薄型化が要求されている。
また、それとともに、装置の回路基板に両面実装が可能な表面実装タイプの圧電デバイスが求められている。
図３８及び図３９は、このような圧電デバイスの構成例を示す概略図であり、図３８は、圧電デバイスの構成を示す概略平面図、図３９は、図３８の圧電デバイスのＡ−Ａ線概略断面図である。
【０００３】
図３８及び図３９において、従来の圧電デバイス１は、パッケージ６の内部に、圧電振動片２を収容している。この圧電振動片２は、例えば水晶基板を利用して形成されている。この圧電振動片２は、パッケージ６の電極部に接合される基部１１と、この基部１１から平行に延びる一対の振動腕４，５を有する音叉型に形成され、その表面に図示しない駆動用の金属電極が形成されている。
【０００４】
パッケージ６は、セラミック製の２枚の基板１２，１３を積層して内側に所定の内部空間Ｓを形成するようにし、その全体が矩形状に形成されている。この内部空間Ｓにおいて、パッケージ６の内側の底部には、導電性の接着剤７等を介して、上述した圧電振動片２の基部１１が電極部３，３上に接合固定されており、圧電振動片２の先端部は自由端とされている。
そして、パッケージ６の開放された上端には、低融点ガラス等のロウ材８を介して、ガラス等の光を透過する材料，すなわち光透過性の材料で形成された蓋体９が接合されることにより、封止されている。
また、圧電デバイス１は、上述した小型化の要請から、可能な限り小さく形成されており、現在試作が検討されているパッケージ６の全長は、例えば、３．２ｍｍ程度とされている。
【０００５】
圧電デバイス１は、以上のように構成されており、外部からの駆動電圧が、電極部３及び導電性接着剤７を介して、圧電振動片２に伝えられる。これにより、圧電振動片２の図示しない励振電極からの電圧が圧電材料に伝えられることで、一対の振動腕４，５が屈曲振動を生じ、所定の周波数で振動する。
この振動周波数を外部に取り出すことによって、所定の周波数の出力を得ることができるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような圧電デバイス１において、そのパッケージ６内に、圧電振動片２を接合する場合には、図４０に示すようにされている。
図４０は、図３８のｔ−ｔ線切断概略端面図であり、図において、パッケージ６の内側底部に形成された電極部３，３上に、導電性接着剤７，７を適用し、その上に圧電振動片２の基部１１を載せて、矢印に示すように、上から軽く押さえ、導電性接着剤７，７を基部１１の下で拡げてから、硬化させるようにしている。
【０００７】
この場合において、圧電振動片２を確実に接合しようとすると、導電性接着剤７，７の塗布量を増やして、十分な接着面積を得るようにする必要がある。
しかしながら、導電性接着剤７，７の塗布量を増大させると、各電極部３，３上の導電性接着剤７，７が互いに接近し、接触してしまう場合があり、各電極部３，３を短絡させるという問題がある。
特に、上述したように、圧電デバイスは益々小型化されており、例えば、図３８の圧電デバイス１のパッケージ６の全幅も、１．５ｍｍ程度に形成される必要がある。この場合、内部空間Ｓの幅は、これよりもさらに小さく、このような小さな空間内で、圧電振動片２の接合強度を確保するために、図４０のような手法で、電極部３，３どうしの短絡を生じないで導電性接着剤７，７の塗布量を増大させることは、不可能である。
【０００８】
本発明の目的は、上述の問題を解決するためになされたものであり、小型に構成しても、圧電振動片が強固に固定されることで、優れた耐衝撃性を備える圧電デバイスと、このデバイスを利用した携帯電話装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、圧電振動片を片持ち式に固定して内部空間に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスであって、前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、を備え、前記圧電振動片の前記基部の幅方向の両側縁部の下面側に段部が形成されていることを特徴とする、圧電デバイスによって達成される。
【００１０】
また、本発明の圧電デバイスは、圧電振動片を片持ち式に固定して内部空間に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスであって、前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、を備え、前記パッケージ内側底面の電極部が設けられた面に、パッケージ内側の側壁内に入り込むような凹部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の圧電デバイスは、基部から延びる一対の振動腕を有する音叉型圧電振動片を片持ち式に固定して内部空間に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスであって、前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、前記パッケージ内に突出して設けられ、前記第１の接合構造と、前記第２の設合構造とが短絡することを阻止するためのショート防止用突起と、前記圧電振動片基部の端部に設けられて、前記ショート防止用突起と係合される係合凹部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の圧電デバイスは、基部から延びる一対の振動腕を有する音叉型圧電振動片を片持ち式に固定して内部空間に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスであって、前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、を備え、前記パッケージ内側底面の圧電振動片の基部が固定される領域の一部に、厚み方向に段部を形成して設けられた凹部を備え、かつこの凹部が、パッケージ内側の側壁内に入り込む形状とされていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の圧電デバイスは、前記圧電振動片がパッケージ側に固定される基部と、この基部から平行に延びる一対の振動腕とを備えた音叉型の圧電振動片であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の圧電デバイスは、前記一対の振動腕は、それぞれ長手方向に沿って延びる長溝を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の圧電デバイスは、前記圧電振動片が、前記振動腕の基端部と前記基部との間に切り欠き部を有しており、前記第１の接合構造および前記第２の接合構造は、この切り欠き部よりも前記基部の前記一対の振動腕の基端となる側と反対の端部側に塗布されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の圧電デバイスは、前記圧電振動片の前記基部の少なくとも両側縁部の下面側が、楕円もしくは長円の一部を含む曲線状に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の圧電デバイスは、前記パッケージの底部に開口を形成して、この開口に封止材を充填したことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の携帯電話装置は、音叉型の圧電振動片を片持ち式に固定して内部に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、を備え、前記圧電振動片の前記基部の幅方向の両側縁部の下面側に段部が形成されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにしたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の電子機器は、音叉型の圧電振動片を片持ち式に固定して内部に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスを利用した電子機器であって、前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、を備え、前記圧電振動片の前記基部の幅方向の両側縁部の下面側に段部が形成されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにしたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の電子機器は、音叉型の圧電振動片を片持ち式に固定して内部に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスを利用した電子機器であって、前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、を備え、前記パッケージ内側底面の電極部が設けられた面に、パッケージ内側の側壁内に入り込むような凹部が形成されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにしたことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３は、本発明の圧電デバイスの第１の実施の形態を示しており、図１はその概略平面図、図２は図１のＣ−Ｃ線概略断面図、図３は図１のａ−ａ線切断概略端面図である。
これらの図において、圧電デバイス２０は、圧電振動子を構成した例を示しており、圧電デバイス２０は、パッケージ３６内に圧電振動片３２を収容している。パッケージ３６は、例えば、セラミックグリーンシートを成形して焼結した酸化アルミニウム質焼結体等を利用した複数の基板、第１の実施形態の場合には、３枚の基板４４，４５，４６を積層して形成されている。基板４６は、その内側に所定の孔を形成することで、基板４５に積層した場合に内側に所定の内部空間Ｓを形成するようにされている。
【００２２】
パッケージ３６の内部空間Ｓ内の図２における左端部付近において、内部空間Ｓに露出して底部を構成するベースとなる積層基板４５には、Ａｕ及びＮｉメッキが施された電極部３１，３１が図１に示すように所定の間隔を隔てて形成されている。電極部３１，３１は、外部と接続されて、駆動電圧を供給するものである。この各電極部３１，３１の上に導電性接着剤４３，４３が塗布されており、この導電性接着剤４３，４３の上に圧電振動片３２の基部５１が載置されて、導電性接着剤４３，４３が硬化されることにより接合されている。
【００２３】
本実施形態では、後述するように、この導電性接着剤４３，４３の塗布位置をパッケージ３６の側壁４７，４７に寄せるようにして、圧電振動片３２を接合する構造となっている。
圧電振動片３２の基部５１の導電性接着剤４３，４３と触れる部分には、駆動電圧を伝えるための引出電極（図示せず）が形成されており、これにより、圧電振動片３２は、後述する駆動用電極がパッケージ３６側の電極部３１，３１と導電性接着剤４３，４３を介して、電気的に接続されている。
【００２４】
圧電振動片３２は、例えば水晶で形成されており、水晶以外にもタンタル酸リチウム，ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。本実施形態の場合、圧電振動片３２は、小型に形成して、必要な性能を得るために、特に図示する形状とされている。
すなわち、圧電振動片３２は、パッケージ３６側と後述するようにして固定される基部５１と、この基部５１を基端として、図１に示すように右方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕３４，３５を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片が利用されている。
本発明の圧電振動片は、このような音叉型の形状のものに限らず、例えば、水晶等の圧電材料を矩形状にカットした、所謂、ＡＴカット振動片を利用するようにしてもよい。
【００２５】
パッケージ３６の開放された上端には、低融点ガラス等のロウ材３３を介して、蓋体３９が接合されることにより、封止されている。蓋体３９は、後述する周波数調整を行うために、光を透過する材料，例えば、ガラスで形成されている。ここで、好ましくは、蓋体３９は、母材からエッチング等の手法により、製造される際に、その蓋体３９の各角部３９ａ，３９ａ，３９ａ，３９ａが、製造と同時に、研磨またはエッチングにより、図示するような傾斜もしくは曲面となるように面取りされる。これにより、図１及び図２で説明したように、パッケージ３６の上端に、ロウ材３３を介して蓋体３９を接合する場合において、蓋体３９の外縁の外側にロウ材３３がまわり込むための十分なスペースをパッケージ３６の上端面に設けることができ、ロウ材３３のまわり込みにより外側シール部を構成することができる。
【００２６】
また、パッケージ３６の底面のほぼ中央付近には、パッケージ３６を構成する２枚の積層基板４４，４５にそれぞれ設けられる貫通孔３７ａ，３７ｂを形成することにより、開口３７が設けられている。この開口３７を構成する２つの貫通孔のうち、パッケージ内部に開口する第１の孔３７ａに対して、第２の孔である外側の貫通孔３７ｂは、より大きな内径を備えるようにされている。これにより、開口３７は段つき開口とされており、好ましくは、第２の孔である貫通孔３７ｂの段部と、貫通孔３７ｂの孔内周面には金属が被覆されている。
開口３７には、金属製の封止材３８が充填されることにより、パッケージ３６に蓋体３９を固定した後で、封止することができるようにされている。
開口３７に充填される金属製封止材３８としては、例えば、金（Ａｕ）と錫（Ｓｎ）による合金が用いられ、第２の孔３７ｂの段部と、孔内周面の金属被覆部には、ニッケルメッキによる下地層の上に金メッキを被覆した構成が適している。
【００２７】
図３は、図１のａ−ａ線切断概略端面図である。この図３を参照して、本発明の圧電振動片３２の接合構造の一例を説明する。
図において、パッケージ３６の内側底部を構成する積層基板４５には、パッケージ３６の矢印に示す幅方向にそって、分割もしくは分離された２つの電極部３１，３１が形成されている。この電極部３１，３１は、上述したように、外部から、圧電振動片３２に対して、駆動電圧を印加するためのものである。
【００２８】
図示されているように、この電極部３１，３１と圧電振動片３２とを電気的に接合するための導電性接着剤４３，４３は、各電極部３１，３１に適用される。特に、これら導電性接着剤４３，４３は、パッケージ３６の内部空間Ｓの側壁４７，４７と、２つの電極部３１，３１と、圧電振動片３２の基部５１とに接触するように塗布されている。
これにより、各電極部３１，３１に対応した導電性接着剤４３，４３は、パッケージのそれぞれの側壁４７，４７に寄せて塗布されることになる。このため、各導電性接着剤４３，４３どうしは、互いの間に従来よりも大きな間隔を保持することになり、接触しにくい。
【００２９】
しかも、各導電性接着剤４３，４３は、離間された分、その塗布量を多くすることができるため、圧電振動片３２の基部５１の各側縁付近の下面と、圧電振動片３２の基部５１の各側面とに、十分な接着面積を得ることができる。すなわち、図４０と比較するとわかるように、従来接着に使用されていなかった圧電振動片３２の基部５１の側面まで、接着面とすることで、強固な接合構造とすることができる。
したがって、圧電デバイス２０は、小型に構成しても、圧電振動片３２が強固に固定されることで、優れた耐衝撃性を備えることができる。
【００３０】
図４および図５は、本発明の第１の実施形態にかかる第１の変形例であり、図４は、圧電デバイス３０の概略平面図、図５は、図４のＤ−Ｄ線切断概略断面図である。これらの図において、第１の実施形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
この第１の変形例に係る圧電デバイス３０は、第１の実施形態と比較すると、パッケージ３６の構成のみが異なっている。
【００３１】
すなわち、パッケージ３６を構成する積層基板のうち、内部空間Ｓに面する中間の基板４５には、図５に示すように右端部付近に孔４５ａを形成することにより、この積層基板４５の厚みに対応した凹部４２が形成されている。この凹部４２は、圧電振動片３２の自由端３２ｂの下方に位置している。
第１の実施形態の第１の変形例は、以上のように構成され、これにより、本変形例においては、第１の実施形態と同様の作用効果を発揮し得るとともに、パッケージ３６に外部から衝撃が加わり、圧電振動片３２の自由端３２ｂが矢印Ｚ方向に振れた場合であっても、パッケージ３６の内側底部と当接されることを有効に防止できる。
【００３２】
図６は、本発明の圧電デバイスの第２の実施形態を示す概略平面図である。図において、第１の実施形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
第２の実施形態に係る圧電デバイス６０は、第１の実施形態と比較すると、圧電振動片６１の構成のみが異なっている。
【００３３】
すなわち、第２の実施形態の圧電振動片６１は、パッケージ３６側と後述するようにして固定される基部５１と、この基部５１の一端部において、好ましくは、部分的に両側から縮幅することで、括れるようにして設けられた切り欠き部５３，５３と、この切り欠き部５３，５３より幅広く形成された領域である拡幅部５２，５２を有している。さらに、圧電振動片６１は、この拡幅部５２，５２を基端として、図において右方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕３４，３５を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片が利用されている。
これにより、特にこの実施形態の圧電振動片６１においては、固定側である基部５１に対して、一対の振動腕３４，３５の振動が、できるだけ漏れ込むことがないようにされており、これにより、極力ＣＩ値を低減するように構成されている。
【００３４】
そして、この実施形態では、特に、導電性接着剤４３の塗布領域を限定しており、基部５１の上記切り欠き部５３，５３を越えて、振動腕３４，３５の方へ、塗布領域が拡がらないようにされている。
このようにするためには、例えば、第１の実施形態の場合よりも導電性接着剤４３，４３の量を少なくして、塗布領域が、切り欠き部５３，５３を越えて、振動腕３４，３５の方へ達しないようにすることができる。
この場合にも、図６のｂ−ｂ線切断概略端面図である図７に示すように、導電性接着剤４３，４３が塗布されている領域においては、第１の実施形態と同一の接合構造となるようにされている。
また、圧電振動片６１の端部には、凹部７５が形成されており、これにより、導電性接着剤４３がこの部分にも回り込むことで、接着面積が増大し、その分接合構造が強固となる。
【００３５】
これにより、第２の実施形態においては、第１の実施形態と同様の作用効果を発揮し得るとともに、導電性接着剤４３，４３の塗布領域を基部５１の切り欠き部５３，５３よりも基部側に限定することで、特に、基部５１の側面に導電性接着剤を回り込ませることで、圧電振動片６１を強固に固定できる。しかも、導電性接着剤４３，４３が切り欠き部５３，５３に達しないようにすることで、切り欠き部５３，５３の機能を阻害することなく、基部５１側への振動の漏れ込みを抑制して、ＣＩ値の上昇を有効に防止できる。
【００３６】
図８は、本発明の圧電デバイスの第３の実施形態に係る概略平面図である。
この図において、第１の実施形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
第３の実施形態に係る圧電デバイス７０が、第１の実施形態と異なる点は、圧電振動片７１の各振動腕３４，３５に長溝３４ａ，３５ａが設けられている点と、圧電振動片７１の基部５１が面取りされている点である。
【００３７】
すなわち、図８に示すように、圧電振動片７１には、各振動腕３４，３５の基端部付近から略中央付近にかけて、長手方向に沿って延びる長溝３４ａ，３５ａが設けられている。この長溝３４ａ，３５ａは、圧電振動片７１の電界効率を高めるための溝である。
長溝３４ａと長溝３５ａは同じ構成であるので、長溝３４ａについて説明する。長溝３４ａは、図８の圧電振動片７１におけるｘ−ｘ線切断端面図である図９に示されるように、振動腕３４の上面及び下面がその幅方向の端部に枠を残すようにして、薄肉に成形され、長溝３４ａ，３４ａを設けた振動腕３４の断面形状が略Ｈ型に形成されている。また、上下の溝３４ａ，３４ａの表面には、図示しない励振電極が形成されている。なお、長溝３４ａ，３４ａは、溝ではなく貫通孔としたり、或いは振動腕３４の断面形状をＶ字状等になるように形成してもよい。また、振動腕３４に設けられた長溝３４ａ，３４ａの基部５１側の端部は、基部５１の導電性接着剤４３，４３と触れる部分を避けて、基部５１に入り込むように設けてもよい。
【００３８】
このように、長溝３４ａ，３５ａを設けることで、振動腕３４，３５内の電界が効率よく発生することとなり、圧電振動片７１のＣＩ値を他の実施形態のＣＩ値と比べて低く抑えられる。また、長溝３４ａ，３５ａを設けたことで、圧電振動片７１の質量も低減され、ＣＩ値はさらに低く抑えられる。したがって、このような圧電振動片７１のＣＩ値を、他の実施形態と同様のＣＩ値となるように形成した場合には、振動腕３４，３５の長さを、他の実施形態と比べて短くできるため、圧電振動片７１および圧電振動片７１が収容されるパッケ−ジ３６を小型化できる。
【００３９】
また、第３の実施形態に係る圧電デバイス７０は、図８に示す基部５１の幅方向の両端面である側面７２，７２の形状が、面取りされている。この面取り形状は、曲面に限らず、平らな傾斜面でもよく、または段部にしてもよい。
例えば、図８の圧電振動片７１を示す概略平面図である図１０に示すように、圧電振動片７１の基部５１の両側面７２，７２の下面を含む斜線で示す領域の形状が、図１０のｄ−ｄ線切断概略端面図である図１１に示すような形状とされている。
すなわち、図１１（ａ）は、圧電振動片７１の基部５１の側面７２について、面取り形状を曲面７３とした場合を示しており、図１１（ｂ）は、圧電振動片７１の基部５１の側面７２について、面取り形状を段部７４とした場合を示している。
【００４０】
これらの基部５１の形状について、詳しく説明する。
図１２は、基部５１の側面７２について、面取り形状を曲面７３とした場合の図８のｃ−ｃ線切断概略端面図である。また、図１３は、理解の便宜のため、図１１（ａ）に示した構造の基部５１の裏側を上にして示した部分拡大斜視図であり、図１４は、図１１（ｂ）に示した構造の基部５１の裏側を上にして示した部分拡大斜視図である。
【００４１】
先ず、図１３に示すように、基部５１の両側面７２，７２の図において上面側の領域（図１２のマウント状態では下面側となる領域）には曲面７３，７３が設けられている。すなわち、図１３において、基部５１の上面は、下面よりも面積が小さく、上記曲面７３，７３は、小さな面積の上面と、大きな面積を有する下面とをつなぐ傾斜曲面となっている。また、好ましくは、基部５１の端部にも中央の垂直部で形成された凹部７５を挟んで、両側に、曲面７３ａ，７３ａが設けられている。
【００４２】
そうすると、図１２に示すように、基部５１の両側面には、その接合構造において、下を向いた傾斜面７３，７３が導電性接着剤４３，４３と接触することになり、比較的少ない量の導電性接着剤４３を使用した場合にも、導電性接着剤４３は、曲面７３，７３を含む側面に回り込んで付着する。
このため、導電性接着剤が付着しないで角隅部の底面に隙間をつくることがないから、外部からの衝撃を受けて、応力が集中する箇所がなく、破断しやすい領域が形成されないので、圧電振動片７１は強固に固定される。
【００４３】
特に、第３の実施形態では、上述のように、振動腕３４，３５には長溝３４ａ，３５ａが設けられているため、圧電振動片７１およびパッケ−ジ３６を、他の実施形態に比べてさらに小型化している。このため、電極部３１，３１どうしの短絡を生じないで導電性接着剤４３，４３を塗布して、圧電振動片７１をパッケージ３６に固定することは極めて困難である。しかし、上述のように、基部５１の両側面７２，７２に曲面７３，７３を設けることで、比較的少ない量の導電性接着剤４３，４３を使用して、電極部３１，３１どうしの短絡を生じさせずに、圧電振動片７１をパッケージ３６に強固に固定できる。
【００４４】
しかも、基部５１の両側面７２，７２だけでなく、端部においても、図１３で説明したように、凹部７５と、その両側に形成された曲面７３ａ，７３ａを有しているから、基部５１が垂直な端面で形成される場合と比較すると、回り込んだ導電性接着剤４３と接着される面積が増大し、接合面積が増えることから、この点でも接合強度が向上される。
【００４５】
また、基部５１は、図１４に示すように、基部５１の両側面７２，７２の上面側の領域（図１２のマウント状態では下面側となる領域）に、段部７４，７４が設けられるようにしてもよい。この場合、好ましくは、各段部７４，７４は、それぞれ一体に基部５１の端部まで回り込んでいる。これによって、基部５１の端部は中央の垂直部で形成された凹部７５を挟んで、両側に、段部７４ａ，７４ａが形成されることになる。
したがって、図１４の構造の基部５１の場合にも、段部７４，７４及び段部７４ａ，７４ａが、図１３の各曲面７３，７３及び曲面７３ａ，７３ａと同等に作用して、圧電振動片７１の接合強度を向上させることができる。
【００４６】
図１５は、圧電振動片７１の基部５１の上述したような形状を形成するための手法を説明する図である。
このような形状は、圧電振動片７１の外形を形成するために、水晶等の圧電材料の母材７６をエッチングにより加工する際に形成される。
図１５（ａ）に示されているように、母材７６に、マスク７７，７８を配置して、エッチング加工を行う。この場合、基部５１の上面となる箇所には、面積の大きなマスク７７を配置し、基部５１の下面となる表面には、マスク７７よりも面積の小さなマスク７８を配置してエッチングを行う。
これにより、図１５（ｂ）に示すように、側面に曲面７３，７３が形成された基部５１の形状を得ることができる。
【００４７】
図１６は、本発明の圧電デバイスの第４の実施形態を示す概略平面図である。図において、既に説明した他の実施形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
第４の実施形態に係る圧電デバイス８０は、図６の第２の実施形態の圧電振動片と同一の圧電振動片６１を備えている。そして、第２の実施形態で説明した圧電振動片の凹部７５が、この実施形態では、圧電振動片６１のマウントの際に利用されるための係合凹部８２となっている。
【００４８】
また、第４の実施形態では、パッケージの構造の一部が変更されている。
すなわち、パッケージ８１は、例えば、第２の実施形態と同様に、圧電材料を重ねて構成されている。
図１７は、図１６のｅ−ｅ線切断概略端面図であり、図において、パッケージ８１は、積層基板４４，４５，８４，８５を重ねて形成されている。この場合、積層基板４４と４５は、第２の実施形態と同じであるが、下から３層目の積層基板８４は、図示されているように、内部空間Ｓ内で矢印で示すパッケージ８１の幅方向にそって内壁に入り込んだ凹部８６，８６を形成するような孔を有している。そして、積層基板８５が、積層基板８４よりも小さな孔を備えている。
【００４９】
また、図１６のｆ−ｆ線切断概略端面図である図１８と、図１６のｇ−ｇ線切断概略端面図である図１９を比較して理解されるように、積層基板８４は、パッケージ８１の内部空間の中央付近で、内方に突出するショート防止用突起８３を備えている。このショート防止用突起８３は、各電極部３１，３１上に適用された導電性接着剤４３，４３が流れて互いに接触することがないように、各電極部３１，３１の間で、これらを隔てる位置に設けられている。
ここで、上述した電極部３１，３１は、パッケージ８１の例えば、１．５ｍｍ程度の全幅内のさらに小さな幅しかない内部空間Ｓ内で、幅方向に分離して設けられている。このため、ショート防止用突起８３が設けられていれば、圧電振動片６１の接合強度を向上させるために、導電性接着剤４３，４３の塗布量を多少増加させるようにしても、各電極部３１，３１の短絡を特に有効に防止することができる。
【００５０】
また、パッケージ８１内に圧電振動片６１を接合するに当たって、その位置決めをする場合においては、ショート防止用突起８３を、圧電振動片６１の端部の中央に設けた、位置決め用の係合凹部８２に入れ込むだけで、面倒な画像処理等により位置確認する必要なく、正しく位置決めすることができる。
さらに、図１７に示す凹部８６，８６は、図１９に示すように、パッケージ８１の端部側にも回り込むように設けられている。このため、この凹部８６により形成される空間が、導電性接着剤４３，４３をより多量に収容する収容部としての機能を発揮し、導電性接着剤４３，４３をより多量に塗布できることから、その分圧電振動片６１の接合強度が向上することになる。
本実施形態は、以上の点を除き、第１の実施形態もしくは第２の実施形態と同様の作用効果を発揮することができる。
【００５１】
図２０ないし図２３は、本発明の圧電デバイスの第５の実施形態を示しており、図２０は、第５の実施形態の圧電デバイスの概略平面図、図２１は、図２０のｈ−ｈ線切断概略端面図、図２２は、図２０のｉ−ｉ線切断概略端面図、図２３は、図２０のｊ−ｊ線切断概略端面図である。
これらの図において、既に説明した他の実施形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
第５の実施形態に係る圧電デバイス９０は、第４の実施形態の圧電デバイス８０と比べると、パッケージにショート防止用突起を備えない点及びパッケージ内に形成された導電性接着剤の収容部である凹部の形成の仕方が異なる。
【００５２】
具体的には、この圧電デバイス９０は、図２１に示されているように、そのパッケージ９１が、積層基板４４，４５，９４，９５を重ねて形成されている。この場合、積層基板４４と４５は、第２の実施形態と同じである。パッケージ９１の下から３層目の積層基板９４は、この実施形態では、図示されているように、圧電振動片６１が配置されるパッケージ９１の底面を形成するとともに、圧電振動片６１の基部５１の直下の領域９４ａを残して、厚み方向に形成された段部９６，９６を設けることで、凹部を有している。
この凹部を形成する段部９６，９６は、図２０に示されているように、平面視４角形状の凹陥部分となっている。
【００５３】
電極部３１，３１は、図２１及び図２３に示されているように、本実施形態では、その一部が凹部の底である２層目の積層基板４５の表面に形成されており、電極部の他の一部３１ａは、段部９６より上の３層目の積層基板９４上に形成されている。電極部３１と一部の電極部３１ａとは、内部に導通金属を充填したバイアホール３１ｂ等の手段で導通されている。
【００５４】
本実施形態は以上のように構成されており、段部９６，９６により形成された２つの凹部を備えることにより、導電性接着剤４３，４３の塗布量を増やすことができるので、その分圧電振動片６１の接合構造を強化させることができる。また、電極部３１とその一部３１ａを２層目の積層基板４５と３層目の積層基板９４とに形成することができるので、電極の面積を増加させることができ、これにより、電気的接続をより確実とすることができる。
その他の作用効果は、第２の実施形態と同様である。
【００５５】
図２４ないし図３０は、本発明の圧電デバイスの第６の実施形態の構成を示す概略図であり、図２４は、第６の実施形態の圧電デバイスの概略平面図、図２５は、図２４のＥ−Ｅ線概略断面図、図２６は、図２４のｌ−ｌ線の延長線に沿った概略断面図、図２７は、図２４のｍ−ｍ線の延長線に沿った概略断面図、図２８は、図２４のｋ−ｋ線切断概略端面図、図２９は、図２４のｌ−ｌ線切断概略端面図、図３０は、図２４のｍ−ｍ線切断概略端面図である。
これらの図において、第６の実施形態の圧電デバイス１００は、圧電振動片６１を用いて、圧電発振器を形成した例を示しており、既に説明した他の実施の形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複した説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【００５６】
圧電デバイス１００のパッケージ１０１は、図２５に示すように、下から積層基板１０２，１０３，１０４，１０５，１０６の５層の基板を積層して形成されている。これらの各基板について、内側にそれぞれ所定の孔を形成することで、内部空間Ｓの各収容構造を設けている。
すなわち、パッケージ１０１の中央付近には、凹部１０８が形成されており、その内側底部には、図示しない電極が設けられている。この電極上には、集積回路１０７が実装されており、集積回路１０７は、所定の分周回路等を構成していて、圧電振動片６１の駆動電極と電気的に接続され、集積回路１０７から出力された駆動電圧が圧電振動片６１に与えられるようになっている。
また、圧電振動片６１の基部５１及び、その近傍のパッケージ１０１の構造は、第４の実施形態と同じ構造が採用されている。
【００５７】
本実施形態は以上のように構成されており、圧電発振器である圧電デバイス１００においても、第４の実施形態と同様の作用効果を発揮し、特に、圧電振動片６１が強固に接続されていると共に、圧電振動片６１のマウントの際の位置決めが容易である。
【００５８】
図３１ないし図３６は、本発明の圧電デバイスの第７の実施形態の構成を示す概略図であり、図３１は、第７の実施形態の圧電デバイスの概略平面図、図３２は、図３１のｎ−ｎ線切断概略端面図、図３３は、図３１のｏ−ｏ線の延長線に沿った概略断面図、図３４は、図３１のｐ−ｐ線の延長線に沿った概略断面図、図３５は、図３１のｏ−ｏ線切断概略端面図、図３６は、図３１のｐ−ｐ線切断概略端面図である。
これらの図において、第７の実施形態の圧電デバイス１１０は、圧電振動片６１を用いて、圧電発振器を形成した例を示しており、既に説明した他の実施の形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複した説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【００５９】
圧電デバイス１１０のパッケージ１１１は、図３２に示すように、下から積層基板１０２，１０３，１１４，１１５，１１６の５層の基板を積層して形成されている。これらの各基板のうち、積層基板１０２，１０３は、第６の実施形態と同じであり、残りの積層基板１１４，１１５，１１６のうち、特に積層基板１１５の構成が異なっている。
この積層基板１１５の構成は、第５の実施形態の積層基板９４の端部付近の構成と一致している。
【００６０】
下から４層目の積層基板である積層基板１１５は、この実施形態では、図３２、図３４、図３６等に示されているように、圧電振動片６１が配置されるパッケージ１１１の底面を形成するとともに、圧電振動片６１の基部５１の直下の領域１１５ａを残して、厚み方向に形成された段部９６，９６を設けることで、凹部を有している。
この凹部を形成する段部９６，９６は、図３１に示されているように、平面視４角形状の凹陥部分となっており、第５の実施形態と同じである。
【００６１】
電極部３１，３１は、図３６に示されているように、本実施形態では、その一部が凹部の底である２層目の積層基板１０３の表面に形成されており、電極部の他の一部３１ａは、段部９６より上の３層目の積層基板１１４上に形成されている。電極部３１と一部の電極部３１ａとは、内部に導通金属を充填したバイアホール３１ｂ等の手段で導通されている。
【００６２】
本実施形態は以上のように構成されており、段部９６，９６により形成された２つの凹部を備えることにより、導電性接着剤４３，４３の塗布量を増やすことができるので、その分圧電振動片６１の接合構造を強化させることができる。また、電極部３１とその一部３１ａを２層目の積層基板１０３と３層目の積層基板１１４とに形成することができるので、電極の面積を増加させることができ、これにより、電気的接続をより確実とすることができる。
その他の作用効果は、第２の実施形態と同様である。
【００６３】
図３７は、本発明の上述した実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図である。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン３０８及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ３０９を備えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３０１を備えている。
ＣＰＵ３０１は、送受信信号の変調及び復調の他に画像表示部としてのＬＣＤや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部３０２や、ＲＡＭ，ＲＯＭ等でなるメモリ３０３の制御を行うようになっている。このため、ＣＰＵ３０１には、圧電デバイス３０（あるいは、圧電デバイス６０，７０，８０，９０等）が取り付けられて、その出力周波数をＣＰＵ３０１に内蔵された所定の分周回路（図示せず）等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。このＣＰＵ３０１に取付けられる圧電デバイス３０は、圧電デバイス３０単体でなくても、圧電デバイス３０と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器である図２４のような圧電デバイス１００または図３１のような圧電デバイス１１０であってもよい。
【００６４】
ＣＰＵ３０１は、さらに、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）３０５と接続され、温度補償水晶発振器３０５は、送信部３０７と受信部３０６に接続されている。これにより、ＣＰＵ３０１からの基本クロックの周波数が、環境温度の変化により変動しても、温度補償水晶発振器３０５により修正されて、送信部３０７及び受信部３０６に与えられるようになっている。
【００６５】
このように、制御部を備えたデジタル式携帯電話装置３００のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧電デバイスを利用することにより、この圧電デバイスの圧電振動片が強固に固定されているので、装置全体としても優れた耐衝撃性を備えることができる。
【００６６】
本発明は上述の実施形態に限定されない。圧電振動片の構成は、音叉型やＡＴ振動片等種々のものが使用できる。また、各実施形態の各構成はこれらを適宜相互に組み合わせたり、その一部を省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、小型に構成しても、圧電振動片が強固に固定されることで、優れた耐衝撃性を備える圧電デバイスと、このデバイスを利用した携帯電話装置及び電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の圧電デバイスの第１の実施形態を示す概略平面図。
【図２】 図１のＣ−Ｃ線切断概略断面図。
【図３】 図１のａ−ａ線切断概略端面図。
【図４】 本発明の圧電デバイスの第１の実施形態に係る第１の変形例を示す概略平面図。
【図５】 図４のＤ−Ｄ線切断概略断面図。
【図６】 本発明の圧電デバイスの第２の実施形態の概略平面図。
【図７】 図６のｂ−ｂ線切断概略端面図。
【図８】 本発明の圧電デバイスの第３の実施形態の概略平面図。
【図９】 図８の圧電振動片におけるｘ−ｘ線切断概略断面図。
【図１０】 図８の圧電デバイスの圧電振動片を示す概略平面図。
【図１１】 図１０のｄ−ｄ線切断概略端面図であり、（ａ）基部側縁の下面に曲面を形成した場合を示し、（ｂ）基部側縁の下面に段部を形成した場合を示す。
【図１２】 図８のｃ−ｃ線切断概略端面図。
【図１３】 図１１（ａ）の構成を詳しく示す部分拡大斜視図。
【図１４】 図１１（ｂ）の構成を詳しく示す部分拡大斜視図。
【図１５】 図８の圧電デバイスの圧電振動片を形成する手法を示す説明図であり、（ａ）エッチング前の概略断面図、（ｂ）エッチング後の概略断面図。
【図１６】 本発明の圧電デバイスの第４の実施形態の概略平面図。
【図１７】 図１６のｅ−ｅ線切断概略端面図。
【図１８】 図１６のｆ−ｆ線切断概略端面図。
【図１９】 図１６のｇ−ｇ線切断概略端面図。
【図２０】 本発明の圧電デバイスの第５の実施形態の概略平面図。
【図２１】 図２０のｈ−ｈ線切断概略端面図。
【図２２】 図２０のｉ−ｉ線切断概略端面図。
【図２３】 図２０のｊ−ｊ線切断概略端面図。
【図２４】 本発明の圧電デバイスの第６の実施形態を示す概略平面図。
【図２５】 図２４のＥ−Ｅ線切断概略断面図。
【図２６】 図２４のｌ−ｌ線の延長線に沿った概略断面図。
【図２７】 図２４のｍ−ｍ線の延長線に沿った概略断面図。
【図２８】 図２４のｋ−ｋ線切断概略端面図。
【図２９】 図２４のｌ−ｌ線切断概略端面図。
【図３０】 図２０のｍ−ｍ線切断概略端面図。
【図３１】 本発明の圧電デバイスの第７の実施形態を示す概略平面図。
【図３２】 図３１のｎ−ｎ線切断概略端面図。
【図３３】 図３１のｏ−ｏ線の延長線に沿った概略断面図。
【図３４】 図３１のｐ−ｐ線の延長線に沿った概略断面図。
【図３５】 図３１のｏ−ｏ線切断概略端面図。
【図３６】 図３１のｐ−ｐ線切断概略端面図。
【図３７】 本発明の各実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図。
【図３８】 従来の圧電デバイスの一例を示す概略平面図。
【図３９】 図３８のＡ−Ａ線切断概略断面図。
【図４０】 図３８のｔ−ｔ線切断概略端面図。
【符号の説明】
２０，３０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０・・・圧電デバイス、３２，６１，７１・・・圧電振動片、５１・・・基部、３４，３５・・・振動腕、３４ａ，３５ａ・・・長溝、３６，８１，９１，１０１，１１１・・・パッケージ、３７・・・開口、３８・・・封止材、３９・・・蓋体、４２・・・凹部
Claims (12)
- 圧電振動片を片持ち式に固定して内部空間に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスであって、
前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、
前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、
前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、を備え、
前記圧電振動片の前記基部の幅方向の両側縁部の下面側に段部が形成されている
ことを特徴とする、圧電デバイス。 - 圧電振動片を片持ち式に固定して内部空間に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスであって、
前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、
前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、
前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、を備え、
前記パッケージ内側底面の電極部が設けられた面に、パッケージ内側の側壁内に入り込むような凹部が形成されている
ことを特徴とする、圧電デバイス。 - 基部から延びる一対の振動腕を有する音叉型圧電振動片を片持ち式に固定して内部空間に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスであって、
前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、
前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、
前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、
前記パッケージ内に突出して設けられ、前記第１の接合構造と、前記第２の設合構造とが短絡することを阻止するためのショート防止用突起と、
前記圧電振動片基部の端部に設けられて、前記ショート防止用突起と係合される係合凹部と、を備える
ことを特徴とする圧電デバイス。 - 基部から延びる一対の振動腕を有する音叉型圧電振動片を片持ち式に固定して内部空間に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスであって、
前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、
前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、
前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、を備え、
前記パッケージ内側底面の圧電振動片の基部が固定される領域の一部に、厚み方向に段部を形成して設けられた凹部を備え、かつこの凹部が、パッケージ内側の側壁内に入り込む形状とされている
ことを特徴とする圧電デバイス。 - 前記圧電振動片がパッケージ側に固定される基部と、この基部から平行に延びる一対の振動腕とを備えた音叉型の圧電振動片である
ことを特徴とする請求項１ないし４に記載の圧電デバイス。 - 前記一対の振動腕は、それぞれ長手方向に沿って延びる長溝を有する
ことを特徴とする、請求項５に記載の圧電デバイス。 - 前記圧電振動片が、前記振動腕の基端部と前記基部との間に切り欠き部を有しており、前記第１の接合構造および前記第２の接合構造は、この切り欠き部よりも前記基部の前記一対の振動腕の基端となる側と反対の端部側に塗布されている
ことを特徴とする請求項５または６のいずれかに記載の圧電デバイス。 - 前記圧電振動片の前記基部の少なくとも両側縁部の下面側が、楕円もしくは長円の一部を含む曲線状に形成されている
ことを特徴とする請求項７に記載の圧電デバイス。 - 前記パッケージの底部に開口を形成して、この開口に封止材を充填した
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の圧電デバイス。 - 音叉型の圧電振動片を片持ち式に固定して内部に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、
前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、
前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、
前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、を備え、
前記圧電振動片の前記基部の幅方向の両側縁部の下面側に段部が形成されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした
ことを特徴とする、携帯電話装置。 - 音叉型の圧電振動片を片持ち式に固定して内部に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスを利用した電子機器であって、
前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、
前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、
前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、を備え、
前記圧電振動片の前記基部の幅方向の両側縁部の下面側に段部が形成されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした
ことを特徴とする、電子機器。 - 音叉型の圧電振動片を片持ち式に固定して内部に収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋体とを有する圧電デバイスを利用した電子機器であって、
前記パッケージの内側底部の一端領域に設けられ、パッケージの幅方向に分割して配置された第１および第２の電極部を有しており、
前記パッケージの内部空間の第１の側壁と、前記第１の電極部と、前記圧電振動片の基部の第１の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第１の接合構造と、
前記第１の側壁に対向する第２の側壁と、前記第２の電極部と、前記圧電振動片の基部の第２の側面とに接触するように導電性接着剤が塗布された第２の接合構造と、を備え、
前記パッケージ内側底面の電極部が設けられた面に、パッケージ内側の側壁内に入り込むような凹部が形成されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした
ことを特徴とする、電子機器。
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