JP4360214B2

JP4360214B2 - 圧電振動デバイス

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Publication number: JP4360214B2
Application number: JP2004021135A
Authority: JP
Inventors: 直樹幸田
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 2004-01-29
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2024-01-29
Also published as: JP2005217727A

Description

本発明は、水晶振動子等に代表される圧電振動デバイスに係る。特に、本発明は、高周波化された圧電振動デバイスの機械的強度を向上させるものである。

通信機器の高周波数化やマイクロコンピュータの動作周波数の高周波数化に伴って、水晶振動子や水晶フィルタ等の圧電振動デバイスも高周波数化が要求されつつある。一般に、高周波数化に対応した圧電基板（水晶板）として、ＡＴカット水晶板の厚みすべり振動がよく用いられており、周知のとおりその周波数は圧電基板の厚さで決定され、周波数と厚さとは反比例する。例えば、基本振動周波数として６００ＭＨｚを得ようとした場合、３μｍ以下の極薄型の圧電基板が必要になる。このような極薄板の加工は、研磨作業が難しく製造歩留まりを向上させることが困難であった。

この課題を解決するために、特許文献１に開示されているように、水晶板の中央部分にエッチング等の加工技術によって凹部を設け、この凹部の底部に薄肉加工した振動領域（主振動部）を設定し、その周囲の厚肉の補強部（外枠部）によって振動領域を補強した所謂逆メサ型と呼ばれる構成が提案されている。

この種の水晶板は、薄肉化された振動領域とその周囲に形成された補強部とを有する水晶板に、励振電極及び引出電極を形成した構成となっている。このような構成を採用することにより、振動領域を従来のものよりもかなり薄くすることができ、圧電振動デバイスの高周波数化を図ることも行われている。また、歩留まりの向上も図ることができる。

そして、このような圧電基板は、アルミナ等のセラミックスからなるパッケージに収納され、上記引出電極がパッケージ内の端子上に導電性接合材によって接合され、これにより圧電基板がパッケージに対して電気的かつ機械的に接続されて、例えば表面実装型の水晶振動子が作製されることになる。
特開平７−２５４８３７号公報

ところで、上述したような水晶板では、引出電極を前記主振動部と前記外枠部をつなぐ段差部を有しており、当該引出電極が細い場合、製造時等に、この段差部の頂部（稜部）において、前記引出電極の断線を招くことがあった。

また、異方性圧電結晶体であるのでエッチングされる方向（結晶軸）によってエッチングされる速度が異なり、エッチングされる速度の早い順番は、Ｚ’＞＋Ｘ＞−Ｘ＞Ｙ’となる。電気軸をＸ軸とし、機械軸であるＹ軸から回転してずれた新たなＹ’軸とし、さらに光学軸であるＺ軸から回転してずれた新たなＺ’軸とする。

このため、方向によって段差部の傾斜角度が異なるので、鋭角になる頂部（稜部）と鈍角になる頂部（稜部）が混在し、鋭角になる段差部における引出電極の断線率は極めて高いものであった。上記特許文献１では、厚肉の補強部の一部に振動領域とほぼ同じ厚さの電極引出領域を設け、この領域に引出電極を形成することで、上述の断線を防止することを提案している。

このような、逆メサ型、つまり薄肉の振動領域と、その周囲の厚肉の補強部を具備する形状の圧電基板では、段差部によって構成される角部（振動領域の平面角部）が存在すると、この角部で機械的な応力が集中しやすくなり、外部衝撃によって割れやカケが生じやすい。

また、このような圧電基板に対してエッチングすると、結晶軸によってエッチングされる速度が異なる（エッチングの異方性）ので、補強部（外周部）の一部が振動領域の方向に向かって傾斜してエッチングされる。

特に、平面矩形状で、各辺をＸ軸とＺ’軸に沿って形成されたＡＴカット水晶基板に対して、平面矩形状の薄肉の振動領域を形成すると、当該振動領域の４隅の角部で機械的な応力が集中しやすくなる。これはエッチングの異方性の関係により、補強部の４隅の幅が狭まり、この部分が破壊の基点となり、割れやカケが発生することがあった。

特許文献１の構成では、上記問題点に加えて、補強部の一部の厚みが薄くなるので、当該部分における機械的強度も低下しやすく、割れカケが発生しやすい。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高周波化に対応できる薄肉の主振動部と厚肉の外枠部をつなぐ段差部を有した圧電振動デバイスにおいて、引出電極の断線を防止するとともに圧電基板の機械的強度を向上させた信頼性の高い圧電振動デバイスを提供することにある。

本発明の請求項１による圧電振動デバイスは、薄肉の主振動部を備えた中央部と、この中央部を囲むように形成された厚肉の外枠部と、前記中央部と前記外枠部をつなぐ段差部とが平面視略多角形状の圧電基板により一体形成されてなり、当該圧電基板を搭載するパッケージを有してなる圧電振動デバイスであって、前記中央部は、励振電極と当該励振電極を圧電基板の角へ延出する引出電極とが形成されてなるとともに、前記圧電基板の角に近接してなり、かつ前記引出電極の延出されてなる部分のみに形成された角部を具備しており、前記圧電基板の角から前記中央部の角部に向かって導電性接合材を回り込ませて、パッケージの接続電極と圧電基板の前記引出電極を電気的機械的に接合してなることを特徴とする。

本発明の請求項２による圧電振動デバイスは、薄肉の主振動部を備えた中央部と、この中央部を囲むように形成された厚肉の外枠部と、前記中央部と前記外枠部をつなぐ段差部とが平面視略多角形状の圧電基板により一体形成されてなり、当該圧電基板を搭載するパッケージを有してなる圧電振動デバイスであって、前記中央部は、平面視略多角形状で、圧電基板の角に近接し面取りされない第１の角部と、面取りされて圧電基板の角から隔たった第２の角部とを具備しており、励振電極と当該励振電極を前記第１の角部へ延出する引出電極とが形成されてなるとともに、前記圧電基板の角から前記中央部の第１の角部に向かって導電性接合材を回り込ませて、パッケージの接続電極と圧電基板の前記引出電極を電気的機械的に接合してなることを特徴とする。

また、上述の構成において、前記圧電基板は、前記中央部と前記外枠部をつなぐ段差部が圧電基板の表裏主面に形成されてなる断面略Ｈ形状であり、前記表裏主面中央部の角部または第１の角部が表裏主面でお互いに重ならない位置に形成されてなることを特徴とする。

また、上述の構成において、前記圧電基板は、直方体形状のＡＴカット水晶板からなり、前記圧電基板と前記中央部が、Ｘ軸とＺ’軸に沿って平面視略矩形に形成されてなることを特徴とする。

本発明によれば、引出電極のみを圧電基板の中央部の角部あるいは第１の角部へ延出することで、面方向の異なる段差部と圧電基板側端部に引出電極が形成されるので、１つの稜部で断線することがあっても、他の稜部で導通を確保することができる。また、前記引出電極を延出された角部あるいは第１の角部が、圧電基板の角に近接しているので、圧電基板の端部からの導電性接合材の回り込みが行いやすくなり、導電性接合材によってより確実に圧電振動デバイスの励振電極をパッケージの接続電極に電気的に接続できる。

また、前記引出電極を延出された角部あるいは第１の角部では、圧電基板の角から回り込んだ導電性接合材により、表面が覆い隠され、外部衝撃による割れやカケの発生を抑止できる。しかも当該角部あるいは第１の角部に近接する外枠部では、当該外枠部自身の機械的強度に加えて、中央部の角部あるいは第１の角部から圧電基板の角まで回り込んだ導電性接合材により、圧電基板の外枠部の機械的強度が補強される。

請求項２では、前記引出電極を延出されない第２の角部が、面取りされて前記圧電基板の角から隔たって形成されているので、応力が分散され、外部衝撃による割れやカケの発生を抑止できる。しかも当該第２の角部に近接する外枠部では、外枠部の幅が広がり、圧電基板の外枠部の機械的強度が向上する。

以上のように、引出電極の断線を防止して安定した導通を確保するとともに圧電基板の機械的強度を向上させた信頼性の高い圧電振動デバイスを提供することができる。

請求項３によれば、上述の作用効果に加えて、前記圧電基板は前記中央部と前記外枠部をつなぐ段差部が圧電基板の表裏主面に形成されてなる断面略Ｈ形状であるので、主振動部を薄肉加工する場合、一方の主面のみに段差部（凹部）を構成するものにくらべて、段部の深さを浅くできる。

このため、高周波化（主振動部の薄型化）しても加工時間が短くして、主振動部の面荒れによる歩留まり低下を抑制でき、圧電基板の端部からの導電性接合材の回り込みもより一層行いやすくなる。

また、前記第１の角部が表裏主面でお互いに重ならない位置に形成されているので、一方の主面における第１の角部の領域では、外枠部の幅が狭くなっても、他方の主面における第２の角部の領域では、外枠部の幅が広がるので、外枠部の機械的強度を低下させることがない。しかも、主振動部で励振電極以外の領域が表裏面で対向することがなく、電極形成時のばらつきにより、電気的特性に悪影響が及ばず、より設計自由度の高い電極形成が行える。

請求項４によれば、本発明の圧電基板として、前記中央部がＸ軸とＺ’軸に沿って平面視略矩形状に形成された直方体形状のＡＴカット水晶板にも適用できる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、圧電振動デバイスとしてＡＴカットの水晶フィルタに本発明を適用した場合について説明する。図１は第１の実施形態の圧電振動デバイスを示した模式的な斜視図であり、図２は図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図３は図１の圧電基板を示した平面図であり、図４は図３の底面図である。

本形態に係る圧電基板１は、例えば、電気軸をＸ軸とし、機械軸であるＹ軸から３５．１５°ずれた新たなＹ’軸とし、さらに光学軸であるＺ軸から３５．１５°ずれた新たなＺ’軸として各結晶軸に沿って形成された直方体形状をなし、例えば平面視略矩形状のＡＴカットの水晶板からなる逆メサ形状（断面略Ｈ形状）である。圧電基板１は、薄肉の主振動部を備え、前記Ｘ軸とＺ’軸に沿って形成された平面視略矩形状の中央部１１と、この中央部を囲むように形成された厚肉の平面視略矩形状の外枠部１２と、前記中央部と前記外枠部をつなぐ段差部１３，１４とが一体的に構成されている。（図３、図４参照、）

前記中央部１１は、表面側の段差部１３で構成される第１の角部１３１，１３３と、第２の角部１３２，１３４が形成され、裏面側の段差部１４で構成される第１の角部１４２，１４４と、第２の角部１４１，１４３が形成され、各表裏主面に極薄肉の主振動部（圧電振動領域）を有する平面矩形状の凹部が形成されている。前記外枠部１２は、前記中央部に比較して数倍の厚さ寸法を有する補強部として形成され、この中央部を囲むように表面側の４隅に角１５１，１５２，１５３，１５４、裏面側の４隅に角１６１，１６２，１６３，１６４が形成されている。

また、後述する引出電極を延出する第１の角部１３１，１３３、および１４２，１４４は、前記圧電基板の角１５１，１５３、および１６２，１６４に近接しており、後述する引出電極を延出しない第２の角部１３２，１３４、および１４１，１４３には曲率の面取りが形成されており、前記圧電基板の角１５２，１５４、および１６１，１６３から隔たっている。これら第１の角部１３１，１３３と１４２，１４４は表裏主面でお互いに重ならない位置に形成されており、第１の角部１３１，１３３、および１４２，１４４の対向面には、第２の角部１４１，１４３、および１３２，１３４がそれぞれ形成されている。

なお、本発明の水晶板では、表裏方向をＹ軸方向であり（表側を＋Ｙ’軸とし、裏側を−Ｙ軸とする）、前記圧電基板の角１５１と１５２が延在する方向が水晶板のＺ‘軸方向であり（前記角１５１の方向を−Ｚ’軸とし、前記角１５２の方向を＋Ｚ‘軸とする）、前記角１５１と１５４が延在する方向が水晶板のＸ軸方向である（前記角１５１の方向を＋Ｚ軸とし、前記角１５４の方向を−Ｚ’軸とする）。このような凹部の成形はウエットエッチング法により行われる。

前記表面の凹部の中央部には、それぞれ励振電極としての共通電極の２１が形成され、前記裏面の凹部の中央部には、それぞれ励振電極としての入出力電極の２２，２３が形成されている。前記共通電極２１は、引出電極２４，２５により、端部から前記第１の角部１３１，１３３に向かって延出されており、当該第１の角部１３１，１３３に近接する段差部を経由して、前記圧電基板の角１５１，１５３へと形成されている。

前記入力電極２２は、引出電極２６により、端部から第１の角部１４４に向かって延出されており、当該第１の角部１４４に近接する段差部を経由して、前記圧電基板の角１６４へと形成されている。前記出力電極２３は、引出電極２７により、端部から第１の角部１４２に向かって延出されており、当該第１の角部１４２に近接する段差部を経由して、前記圧電基板の角１６２へと形成されている。これらの電極は、真空蒸着法等により行われ、各電極材料としては、例えば、クロムの上面に金が積層されたものからなる。

また、圧電基板の表裏面の角１５１，１５３、および１６２，１６４には、前記励振電極（共通電極と入出力電極）２１，２２，２３に電気的に接続された、外部接続電極３１，３２，３３，３４が形成されている。これらの外部接続電極は、外部端子として後述するセラミック基板の接続電極と接続するだけでなく、前記引出電極を補助する機能も有しており（第２の引出電極）、前記励振電極と引出電極が形成された後、別工程により形成される。

前記外部接続電極３１，３３は、前記引出電極２４，２５の一部と上部で重なるように、前記第１の角部１３１，１３３の近傍から当該第１の角部１３１，１３３に近接する段差部を経由して、圧電基板の表面の角１５１，１５３へと形成されてなる。なお、後述するセラミック基板との電気的接続の安定性を考慮すると、図示しているように、前記圧電基板の表面の角１５１，１５３から、さらに圧電基板の裏面の角１６１，１６３へ形成し、そこから前記第２の角部１４１，１４３の近傍まで形成するのが好ましい。

前記外部接続電極３２，３４は、前記引出電極２６，２７の一部と上部で重なるように、前記第１の角部１４２，１４４の近傍から当該第１の角部１４２，１４４に近接する段差部を経由して、圧電基板の裏面の角１６２，１６４へと形成されてなる。なお、後述するセラミック基板との電気的接続の安定性を考慮すると、図示しているように、前記圧電基板の裏面の角１６２，１６４から、さらに圧電基板の表面の角１５２，１５４へ形成し、そこから前記第２の角部１３２，１３４の近傍まで形成するのが好ましい。

これらの外部接続電極は、真空蒸着法等により行われ、各電極材料としては、例えば、クロムの上面に銀、さらに上面にクロムが積層されたものからなる。また、外部接続電極は、前記引出電極の幅より広く形成する事が、後述するセラミック基板との電気的接続の安定性を考慮するうえで好ましい。

そして、図１、図２に示すように、このように形成された圧電基板１をアルミナ等のセラミック基板（パッケージ）４に搭載し、前記各外部接続端子を外部に導出するためにセラミック基板の接続電極４１，４２，４３，４４と電気的接続を行う。このとき、圧電基板１の第１の角部１３１，１３３、および１４２，１４４から前記角１５１，１５３、および１６２，１６４に向かって例えばシリコーン樹脂系の導電性接合材Ｄを回り込ませて、前記セラミック基板の接続電極４１，４２，４３，４４と水晶板の引出電極２４，２５，２６，２７を含み、外部接続電極３１，３２，３３，３４に電気的機械的に接合している。その後、図示しない、蓋板にてセラミック基板上面と気密接合することによって表面実装型水晶フィルタを得ることができる。

以上の構成により、前記引出電極２４，２５，２６，２７を延出された第１の角部１３１，１３３、および１４２，１４４では、圧電基板の角に近接しており、結晶軸に伴うエッチングレート差によって、外枠部１２の幅が狭まり、圧電基板の端部からの導電性接合材Ｄの回り込みが行いやすくなるので、導電性接合材Ｄによって確実に水晶フィルタ（圧電振動デバイス）の励振電極をセラミック基板（パッケージ）の接続電極に電気的に接続できる。そして、圧電基板の平面形状（矩形状）に対応した中央部の平面形状（矩形状）とし、圧電基板の４角と中央部の４角部が近接した位置に形成されているので、圧電基板が小型化されたとしても有効な主振動領域を狭めることがない。この対応した形状として、圧電基板の平面形状と中央部の平面形状が相似形状であればより好ましい。

また、前記引出電極を延出された第１の角部１３１，１３３、および１４２，１４４では、導電性接合材Ｄにより、表面が覆い隠され、外部衝撃による割れやカケの発生を抑止できる。導電性接合材Ｄが前記第１の角部１３１，１３３、および１４２，１４４まで回り込んで当該第１の角部近傍の外枠部１２の機械的強度を補強することができる。

前記引出電極を延出されない第２の角部１３２，１３４、および１４１，１４３では、圧電基板の角から隔たって曲率の面取りが形成されており、応力が分散され、外部衝撃による割れやカケの発生を抑止できる。外枠部の幅が広がるので、圧電基板の外枠部の機械的強度が向上される。前記第１の角部１３１，１３３と前記角１４２，１４４が表裏主面で重ならない位置に形成されているので、一方の主面における第１の角部の領域では、外枠部の幅が狭くなっても、対向する他方の主面における第２の角部の領域では、外枠部の幅が広がるので、外枠部の機械的強度を低下させることがない。

さらに、引出電極と外部接続電極を別々に構成しているので、例えば、外部接続電極をより最終工程に近くの別工程での電極形成が可能となるため、より断線を起こしにくい引出電極の形成が行え、安定した導通を確保できる。また、本願発明のように励振電極と引出電極材料をクロム＋金で構成し、外部接続電極をクロム＋銀＋クロムとする事で、引出電極と外部接続電極との導通が安定し、かつ、導電性接合材（特にシリコーン系）とのなじみもよいのでセラミック基板の接続電極との導通も安定する。

（第２の実施形態）
次に、第２実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態では、圧電振動デバイスとしてＡＴカットの水晶振動子に本発明を適用した場合について説明する。図５は第２の実施形態の圧電振動デバイスを示した模式的な斜視図であり、図６は図５の圧電基板を示した平面図であり、図７は図５の底面図である。なお、上述した第１実施形態と同様の部分について説明の一部を省略した。

圧電基板１は、薄肉の主振動部を備え、前記Ｘ軸とＺ’軸に沿って形成された平面視略矩形状の中央部１１と、この中央部を囲むように形成された厚肉の平面視略矩形状の外枠部１２と、前記中央部と前記外枠部をつなぐ段差部１３，１４とが一体的に構成されている。（図６、図７参照、）

前記中央部１１は、表面側の段差部１３で構成される第１の角部１３５と、第２の角部１３６，１３７，１３８が形成され、裏面側の段差部１４で構成される第１の角部１４８と、第２の角部１４５，１４６，１４７が形成され、各表裏主面に極薄肉の主振動部（圧電振動領域）を有する平面矩形状の凹部が形成されている。前記外枠部１２は、前記中央部に比較して数倍の厚さ寸法を有する補強部として形成され、この中央部を囲むように表面側の４隅に角１５１，１５２，１５３，１５４、裏面側の４隅に角１６１，１６２，１６３，１６４が形成されている。

また、後述する引出電極を延出する第１の角部１３５、および１４８は、前記圧電基板の角１５１、および１６４に近接しており、後述する引出電極を延出しない第２の角部１３６，１３７，１３８、および１４５，１４６，１４７には面取りが形成されており、前記圧電基板の角１５２，１５３，１５４、および１６１，１６２，１６３から隔たっている。これら第１の角部１３５と１４８は表裏主面でお互いに重ならない位置に形成されており、第１の角部１３５、および１４８の対向面には、第２の角部１４８、および１３５がそれぞれ形成されている。

前記表裏面の凹部の中央部には、それぞれ励振電極の２１１，２２１が形成されている。前記励振電極２１１は、引出電極２１２により、端部から前記第１の角部１３５に向かって延出され、前記励振電極２２１は、引出電極２２２により、端部から前記第１の角部１４８に向かって延出されて形成している。これらの電極は、真空蒸着法等により行われ、各電極材料としては、例えば、クロムの上面に金が積層されたものからなる。

また、圧電基板の表裏面の角１５１、および１６４には、前記励振電極２１１，２２１に電気的に接続された、外部接続電極３１，３４が形成されている。これらの外部接続電極は、外部端子として後述するセラミック基板の接続電極と接続するだけでなく、前記引出電極を補助する機能も有しており（第２の引出電極）、前記励振電極と引出電極が形成された後、別工程により形成される。

前記外部接続電極３１は、前記引出電極２１２の一部と上部で重なるように、前記第１の角部１３５の近傍から当該第１の角部１３５に近接する段差部を経由して、圧電基板の表面の角１５１へと形成されてなる。なお、後述するセラミック基板との電気的接続の安定性を考慮すると、図示しているように、前記圧電基板の表面の角１５１から、さらに圧電基板の裏面の角１６１へ形成し、そこから前記第２の角部１４５の近傍まで形成するのが好ましい。

前記外部接続電極３４は、前記引出電極２２２の一部と上部で重なるように、前記第１の角部１４８の近傍から当該第１の角部１４８に近接する段差部を経由して、圧電基板の裏面の角１６４へと形成されてなる。なお、後述するセラミック基板との電気的接続の安定性を考慮すると、図示しているように、前記圧電基板の裏面の角１６４から、さらに圧電基板の表面の角１５４へ形成し、そこから前記第２の角部１３８の近傍まで形成するのが好ましい。

そして、図５に示すように、このように形成された圧電基板１をアルミナ等のセラミック基板（パッケージ）４に搭載し、前記各外部接続端子を外部に導出するためにセラミック基板の接続電極４１，４４と電気的接続を行う。このとき、圧電基板１の第１の角部１３５、および１４８から前記角１５１、および１６４に向かって例えばシリコーン樹脂系の導電性接合材Ｄを回り込ませて、前記セラミック基板の接続電極４１，４４と水晶板の引出電極２１２，２２２を含み、外部接続電極３１，３４に電気的機械的に接合している。その後、図示しない、蓋板にてセラミック基板上面と気密接合することによって表面実装型水晶振動子を得ることができる。

以上の構成により、前記引出電極２１２，２２２を延出された第１の角部１３５、および１４８では、圧電基板の角に近接しており、結晶軸に伴うエッチングレート差によって、外枠部１２の幅が狭まり、圧電基板の端部からの導電性接合材Ｄの回り込みが行いやすくなるので、導電性接合材Ｄによって確実に水晶振動子（圧電振動デバイス）の励振電極をセラミック基板（パッケージ）の接続電極に電気的に接続できる。そして、圧電基板の平面形状（矩形状）に対応した中央部の平面形状（矩形状）とし、圧電基板の４角と中央部の４角部が近接した位置に形成されているので、圧電基板が小型化されたとしても有効な主振動領域を狭めることがない。この対応した形状として、圧電基板の平面形状と中央部の平面形状が相似形状であればより好ましい。

また、前記引出電極を延出された第１の角部１３５、および１４８では、導電性接合材Ｄにより、表面が覆い隠され、外部衝撃による割れやカケの発生を抑止できる。導電性接合材Ｄが前記第１の角部１３５、および１４８まで回り込んで当該第１の角部近傍の外枠部１２の機械的強度を補強することができる。

前記引出電極を延出されない第２の角部１３６，１３７，１３８、および１４５，１４６，１４７では、圧電基板の角から隔たって面取りが形成されており、応力が分散され、外部衝撃による割れやカケの発生を抑止できる。外枠部の幅が広がるので、圧電基板の外枠部の機械的強度が向上される。前記第１の角部１３５と１４８が表裏主面で重ならない位置に形成されているので、一方の主面における第１の角部の領域では、外枠部の幅が狭くなっても、対向する他方の主面における第２の角部の領域では、外枠部の幅が広がるので、外枠部の機械的強度を低下させることがない。

（第３の実施形態）
次に、第３実施形態について図面に基づいて説明する。図８は第３の実施形態の圧電基板を示した平面図であり、図９は図８の底面図である。なお、本実施形態では、上述した第２実施形態に対して、中央部の平面形状のみが異なっているので、これらの説明を中心とし、上述した第２実施形態と同様の部分について同番号を付すとともに説明の一部を省略した。

平面視略矩形状の圧電基板１は、薄肉の主振動部を備えた中央部１１と、この中央部を囲むように形成された厚肉の外枠部１２と、前記中央部と前記外枠部をつなぐ段差部１３，１４とが一体的に構成されている。なお、図８の点線部分は、エッチングで圧電基板を形成される場合における枠体とブリッジを示しており、当該ブリッジ部分で破断することで、最終的に、図９に示すような圧電基板１の単体が得られる。

前記中央部１１は、表面側の段差部１３で構成される領域に後述する圧電基板の角１５１に近接してなる角部１３９が形成され、裏面側の段差部１４で構成される領域に後述する圧電基板の角１６４に近接してなる角部１４９が形成され、各表裏主面に極薄肉の主振動部（圧電振動領域）を有する一部に角部を有する平面視略長円形状の凹部が形成されている。これら角部１３９と１４９は表裏主面でお互いに重ならない位置に形成されている。前記外枠部１２は、前記中央部に比較して数倍の厚さ寸法を有する補強部として形成され、この中央部を囲むように表面側の４隅に角１５１，１５２，１５３，１５４、裏面側の４隅に角１６１，１６２，１６３，１６４が形成されている。

前記表裏面の凹部の中央部には、それぞれ励振電極の２１１，２２１が形成されている。前記励振電極２１１は、引出電極２１２により、端部から前記角部１３９に向かって延出され、前記励振電極２２１は、引出電極２２２により、端部から前記角部１４９に向かって延出されて形成している。

また、圧電基板の表裏面の角１５１、および１６４には、前記励振電極２１１，２２１に電気的に接続された、外部接続電極３１，３４が形成されている。

そして、図示していないが、このように形成された圧電基板をアルミナ等のセラミック基板（パッケージ）に搭載し、前記各外部接続端子を外部に導出するためにセラミック基板の接続電極と電気的接続を行う。このとき、圧電基板１の角部１３９、および１４９から前記角１５１、および１６４に向かって例えばシリコーン樹脂系の導電性接合材を回り込ませて、前記セラミック基板の接続電極と外部接続電極３１，３４に電気的機械的に接合している。その後、蓋板にてセラミック基板上面と気密接合することによって表面実装型水晶振動子を得ることができる。

以上の構成では、前記引出電極２１２，２２２を延出する領域のみに角部１３９、および１４９が形成され、他の領域には角部が存在しないので、上述の第２実施形態の作用効果に加えて、応力の分散性能が飛躍的に向上され、外部衝撃による割れやカケの発生をより一層抑止できる。圧電基板の外枠部の機械的強度もより一層向上される。さらに、本発明では、ブリッジが近接していない位置に、角部１３９、および１４９が形成されているので、圧電基板を枠体から破断する際に、角部近傍で機械的な応力を集中させることがないので、割れやカケが生じにくい。

（その他の実施形態）
以上説明した各実施形態では、圧電基板を矩形状としているが、他の多角形状であっても特に問題はなく、中央部についても、矩形状あるいは角部を具備した長円状に限らず、他の多角形状あるいは角部を具備した楕円状、円状ものであってもよい。また、段差部が圧電基板の表裏主面に形成されてなる断面略Ｈ形状のものを例にしているが、片面のみに段差部が形成されたものであってもよい。さらに、図１０に示すように、圧電基板の中央部の角部のみならず、圧電基板の角（外枠部の外側の角、あるいは外枠部の外側の４隅にある稜）に対しても面取りを形成してもよい。この場合、圧電基板の端部からの導電性接合材の回り込みがより一層向上し、セラミック基板（パッケージ）への接合強度も向上させることができる。また、上記実施形態では、何れもウエットエッチングによって圧電基板を所定形状に成形する場合について説明しているが、ドライエッチングによって圧電基板を所定形状に成形してもよい。さらに、上述した各実施形態では、圧電振動デバイスとして水晶板を採用した場合について説明しているが、その他の圧電材料で成る圧電振動デバイスに対しても適用可能である。

第１の実施形態の圧電振動デバイスを示した模式的な斜視図。図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図。図１の圧電基板を示した平面図。図３の底面図である。第２の実施形態の圧電振動デバイスを示した模式的な斜視図。図５の圧電基板を示した平面図。図６の底面図である。第３の実施形態の圧電基板を示した平面図。図８の底面図である。他の実施形態の圧電基板を示した平面図。

１圧電基板
１１中央部
１２外枠部
１３，１４段差部

Claims

薄肉の主振動部を備えた中央部と、この中央部を囲むように形成された厚肉の外枠部と、前記中央部と前記外枠部をつなぐ段差部とが平面視略多角形状の圧電基板により一体形成されてなり、当該圧電基板を搭載するパッケージを有してなる圧電振動デバイスであって、
前記中央部は、励振電極と当該励振電極を圧電基板の角へ延出する引出電極とが形成されてなるとともに、前記圧電基板の角に近接してなり、かつ前記引出電極の延出されてなる部分のみに形成された角部を具備しており、
前記圧電基板の角から前記中央部の角部に向かって導電性接合材を回り込ませて、パッケージの接続電極と圧電基板の前記引出電極を電気的機械的に接合してなることを特徴とする圧電振動デバイス。
薄肉の主振動部を備えた中央部と、この中央部を囲むように形成された厚肉の外枠部と、前記中央部と前記外枠部をつなぐ段差部とが平面視略多角形状の圧電基板により一体形成されてなり、当該圧電基板を搭載するパッケージを有してなる圧電振動デバイスであって、
前記中央部は、平面視略多角形状で、圧電基板の角に近接し面取りされない第１の角部と、面取りされて圧電基板の角から隔たった第２の角部とを具備しており、励振電極と当該励振電極を前記第１の角部へ延出する引出電極とが形成されてなるとともに、
前記圧電基板の角から前記中央部の第１の角部に向かって導電性接合材を回り込ませて、パッケージの接続電極と圧電基板の前記引出電極を電気的機械的に接合してなることを特徴とする圧電振動デバイス。
前記圧電基板は、前記中央部と前記外枠部をつなぐ段差部が圧電基板の表裏主面に形成されてなる断面略Ｈ形状であり、前記表裏主面中央部の角部、または第１の角部が表裏主面でお互いに重ならない位置に形成されてなることを特徴とする特許請求項１、または２記載の圧電振動デバイス。
前記圧電基板は、直方体形状のＡＴカット水晶板からなり、前記圧電基板と前記中央部が、Ｘ軸とＺ’軸に沿って平面視略矩形に形成されてなることを特徴とする特許請求項１〜３のうちいずれか１項記載の圧電振動デバイス。