JP5085682B2 - 圧電デバイス - Google Patents

Description

本発明は、一対の振動腕とその両外側に設けられた一対の支持腕とを有する音叉型圧電振動片を備える圧電デバイスに関する。

音叉型圧電振動片の小型化に伴い、振動腕で発生した機械的振動エネルギーが直接基部を通じて外部に漏れるいわゆる振動漏れが発生する。このような振動漏れは、振動腕における振動効率の低下を招き、等価直列抵抗の悪化や振動周波数のずれを引き起こす原因となっている。このため、振動漏れの影響を軽減するために振動腕の両外側で基部から一対の支持腕を伸ばし、その支持腕で音叉型圧電振動片を支える技術が提案されている。この支持腕に配置された接合部は、導電性接着剤によりパッケージの底面に形成された電極パッドに接着されている。この支持腕で音叉型圧電振動片を支えると、落下などの衝撃に対して大きく振動腕が揺れてしまう。そこで、特許文献１では、パッケージの底面に凹み部を設け、振動腕の先端がパッケージの底面に衝突しないようにしている。

特開２００８−１１８５０１号公報

しかしながら、電極パッドは音叉型圧電振動片の中心線に対して左右対称に配置されており、音叉型圧電振動片の小型化に伴い、電極パッド間の間隔が狭くなり、電極パッドに塗布した導電性接着剤が流れて短絡するおそれがある。短絡を防ぐために接着剤量を少なくすると接着力が弱くなり、耐衝撃性が低くなる。

また、音叉型圧電振動片の重心は音叉型圧電振動片の振動腕の伸びる方向の中心より基部側にある。そのため、音叉型圧電振動片をパッケージ内の電極パッドに接着する際、導電性接着剤が硬化するまでの間に、音叉型圧電振動片の基部側が底面側に傾き、音叉型圧電振動片の基部の端が底面と接触してしまう。もしくは基部の端と底面とのクリアランスが小さくなってしまうことがある。

また音叉型圧電振動片がパッケージ内に収納された圧電デバイスが衝撃を受けた際には、できるだけ音叉型圧電振動片の先端又は基部の端がパッケージ内の底面又は蓋体の天井に衝突しないことが好ましい。

本発明は、音叉型圧電振動片とパッケージとを接合する電極パッドの位置を、音叉型圧電振動片の中心線に対して左右非対称にし、電極パッドに塗布した導電性接着剤が流れて短絡するおそれのない対策を施した圧電デバイスを提供することを目的とする。またその圧電デバイスは音叉型圧電振動片が接着剤で固定される際に水平に装着される対策を施し、接着剤が固化した際には振動に強い圧電デバイスを提供することを目的とする。

第１観点の圧電デバイスは、基部と基部から所定方向に伸びた一対の振動腕と一対の振動腕の両外側で基部から所定方向に伸びて形成される一対の支持腕と一対の支持腕に配置された一対の接合部とを有する圧電振動片と、圧電振動片を収容する底面とその底面を囲む側面とを有し接合部に対応する一対の電極パッドが底面に形成されたパッケージと、一対の電極パッドと一対の接合部とをそれぞれ接着する接着剤と、を備える。そして、圧電デバイスは、接着剤が接着された一方の電極パッドの位置と他方の電極パッドの位置とが所定方向にずれている。

第２観点の圧電デバイスの一対の電極パッドは、所定方向に幅を有する台座で形成されており、接着剤で接着された一方の電極パッドの位置と他方の電極パッドの位置とが所定方向に直交する水平方向から見て互いに重ならない位置に配置されている。

第３観点の圧電デバイスは、圧電振動片の重心に対して重心を通る直線上に接合部が配置されている。

第４観点の圧電デバイスの接合部は、支持腕の所定方向の長さの途中に配置される。

第５観点の圧電デバイスの一対の電極パッドは、パッケージ内に圧電振動片を配置する際の位置決めマークであり、この位置決めマークを検知して圧電振動片がパッケージ内に載置される。

第６観点の圧電デバイスにおいて、振動腕の所定方向の先端に対応する底面には、底面より掘り下げられた第１凹み部が形成され、基部の振動腕が伸びる反対側に対応する底面には、底面より掘り下げられた第２凹み部が形成される。

第７観点の圧電デバイスにおいて、パッケージはパッケージの外側下面に形成された外部電極を有し、接続パッドは外部電極と接続する接続電極を有し、圧電振動片は振動腕に形成され振動腕を振動させる励振電極と支持腕に形成され励振電極から引き出された引出電極とを有し、接着剤は導電性の導電性接着剤を含み、導電性接着剤は引出電極と接続電極とを電気的に接続する。

第８観点の圧電デバイスにおいて、パッケージ内の底面には、一対の電極パッドの間に配置され所定方向に伸びる柱状凸部が形成される。

第９観点の圧電デバイスのパッケージは、セラミック、ガラス又は圧電材料で形成される。

本発明によれば、電極パッドの位置を、音叉型圧電振動片の中心線に対して左右非対称にすることにより、電極パッドに塗布した導電性接着剤が流れて短絡するおそれがない圧電デバイスを提供できる。また、音叉型圧電振動片が導電性接着剤で水平に固定される圧電デバイスを提供できる。

（ａ）は、第１音叉型圧電振動片１００の平面図である。 （ｂ）は、（ａ）に示した第１音叉型圧電振動片１００のＡ−Ａ’断面図である。 （ａ）は、第１圧電デバイス５０の平面図である。 （ｂ）は、（ａ）に示した第１圧電デバイス５０のＢ−Ｂ’断面図である。 （ａ）は、接合部３５の配置説明図である。 （ｂ）は、電極パッド５５の配置説明図である。 第１圧電デバイス５０を製造するフローチャートである。 （ａ）は、第２圧電デバイス６０の平面図である。 （ｂ）は、（ａ）に示した第２圧電デバイス６０のＣ−Ｃ’断面図である。 （ａ）は、第３圧電デバイス７０の平面図である。 （ｂ）は、（ａ）に示した第３圧電デバイス７０のＤ−Ｄ’断面図である。 （ａ）は、第２音叉型圧電振動片１１０の平面図である。 （ｂ）は、（ａ）に示した第２音叉型圧電振動片１１０のＥ−Ｅ’断面図である。 （ａ）は、第４圧電デバイス８０の平面図である。 （ｂ）は、（ａ）に示した第４圧電デバイス８０のＦ−Ｆ’断面図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
以下の各実施形態において、振動腕が伸びる方向をＹ軸方向とし、振動腕の腕幅方向をＸ軸方向とし、そのＸ軸およびＹ軸方向と直交する方向をＺ軸方向とする。

（第１音叉型水晶振動片１００の構成）
図１（ａ）は第１音叉型水晶振動片１００の平面図である。第１音叉型水晶振動片１００は基部２３と、基部２３からＹ軸方向に伸びる振動腕２１と、さらに振動腕２１の両側で基部２３からＹ軸方向に伸びる支持腕２２とで構成されている。図１（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。

一対の振動腕２１は基部２３より一定の幅（Ｘ軸方向）で、ほぼ平行にＹ軸方向に伸びている。振動腕２１の表裏両面には、表面から凹んだ溝部２４が形成されている。例えば、一本の振動腕２１の表面には１本の溝部２４が形成されており、振動腕２１の裏面側にも同様に１本の溝部２４が形成されている。図１（ｂ）に示すように溝部２４の断面は、略Ｈ型に形成され第１音叉型水晶振動片１００のＣＩ値を低下させる効果がある。また、溝部２４の形成は以下の第２実施例についても同様である。

第１音叉型水晶振動片１００の振動腕２１の先端には、振動腕幅広部２８が形成されている。振動腕幅広部２８は振動腕２１の幅（Ｘ軸方向）よりも、５〜２０％幅広く形成されている。振動腕２１の先端付近は一定幅で幅広となっている。振動腕幅広部２８は金属膜を備えており振動腕２１の先端側が重くなるようにしている。振動腕幅広部２８は振動腕２１に電圧をかけた際に振動しやすくさせ、第１音叉型水晶振動片１００の周波数調整をしやすくするために形成される。また、振動腕幅広部２８は、第１音叉型水晶振動片１００の全体としての重心Ｇ（図１（ａ）を参照）を振動腕幅広部２８側に近付け、基部２３側に寄らならないように設けられる。

第１音叉型水晶振動片１００の基部２３は、その全体が略板状に形成されている。第１音叉型水晶振動片１００を小型化する上では、基部２３のＹ軸方向の長さはできるだけ短いほうが望ましい。その一方で、基部２３の長さを短くすると、振動腕２１の振動がパッケージ外部へ振動漏れとして伝わるおそれがあり、またパッケージ外部の温度変化、又は衝撃の影響を受けやすくなる。このため、第１実施例では第１音叉型水晶振動片１００に支持腕２２を形成することで、振動腕２１の振動漏れや外部変化の影響を少なくしている。

図１（ａ）で示されるように、第１音叉型水晶振動片１００の基部２３は一定の幅（Ｘ軸方向）でＹ軸方向に伸びている。

支持腕２２は振動腕２１の両外側で基部２３から一定の幅（Ｘ軸方向）でＹ軸方向に伸びている。支持腕２２は第１音叉型水晶振動片１００を後述するパッケージＰＫＧ（図２を参照）内で支持する腕である。支持腕２２の先端には支持腕幅広部２９が形成されている。支持腕幅広部２９は支持腕２２の途中から支持腕２２の幅よりも５〜２０％幅広くなって形成されている。支持腕２２のＹ軸方向の長さは振動腕２１のＹ軸方向の長さより短く又は同じ長さで形成されている。つまり、支持腕幅広部２９の＋Ｙ側の端は、振動腕幅広部２８の＋Ｙ側の端よりもマイナス側または同等になる。支持腕幅広部２９は、第１音叉型水晶振動片１００の全体としての重心Ｇ（図１（ａ）を参照）を支持腕幅広部２９側に近付け、基部２３側に寄らならないように設けられる。

振動腕２１の根元部分は幅広に形成されている。これは振動腕２１の振動が根元部分に集中していた応力を根元部２６の方に移動させ、基部への振動漏れを減少させることができる。基部２３と一対の振動腕２１とで成す根元部２６の形状は直線的なＵ字形状をしている。また、基部２３と振動腕２１と支持腕２２とで成す２箇所の根元部２６の形状も同一の直線的なＵ字形状をしている。３つの根元部２６は、Ｙ軸方向の位置も同じである。３つの根元部２６が同じ形状に形成されることで、第１音叉型水晶振動片１００の製造過程のひとつであるウエットエッチングの際に、基部２３に対して均等に一対の振動腕２１と一対の支持腕２２とが形成される。なお、根元部２６が３つの直線からなるテーパー形状をしているが、曲線からなる滑らかなＵ字形状をしていても良い。

図１（ａ）および（ｂ）で示されるように、第１音叉型水晶振動片１００は一対の支持腕２２にそれぞれ接合部３５を有している。一対の接合部３５は導電性接着剤２５が塗布される位置である。一対の接合部３５はＹ軸方向に互いにずれている。つまり、図１（ａ）において、Ｘ軸方向から見ると、一対の接合部３５の位置は完全に重なっていない。なお、導電性接着剤２５も同時に描いてある。

次に第１音叉型水晶振動片１００に形成される電極について説明する。振動腕２１には振動腕２１に電圧が印加されて振動するように、第１励振電極３３及び第２励振電極３４が形成される。図１（ａ）に示されるように溝部２４に第１励振電極３３及び第２励振電極３４が形成され、図１（ｂ）に示されるように、振動腕２１の側面にも第１励振電極３３及び第２励振電極３４が形成される。

その第１励振電極３３及び第２励振電極３４と電気的に接続される第１基部電極３１及び第２基部電極３２が、支持腕２２および基部２３に形成される。支持腕２２に形成される第１基部電極３１及び第２基部電極３２は、必ずしも支持腕２２の＋Ｙ側先端まで形成されている必要がなく、導電性接着剤２５が塗布される接合部３５まで形成されていればよい。また、第１基部電極３１及び第２基部電極３２は支持腕幅広部２９にまで形成されてもよい。第１音叉型水晶振動片１００の全体としての重心Ｇ（図１（ａ）を参照）を支持腕幅広部２９側に近付けるためには、第１基部電極３１及び第２基部電極３２が支持腕幅広部２９にまで形成されていることが好ましい。

（第１圧電デバイス５０の構成）
図２（ａ）は蓋体５３が取り外された第１圧電デバイス５０の平面図であり、図２（ｂ）は第１圧電デバイス５０のＢ−Ｂ’断面図である。第１圧電デバイス５０はパッケージＰＫＧのキャビティＣＡＶ内に第１音叉型水晶振動片１００を入れ、真空状態で蓋体５３とパッケージＰＫＧとを封止材５４により接合して形成される。

パッケージＰＫＧは例えばセラミックからなるセラミックパッケージであり、複数枚のセラミックシートを積層して箱状に形成してある。パッケージＰＫＧの底部には外部電極５１が形成され表面実装（ＳＭＤ：Surface Mount Device）できるタイプとなる。パッケージＰＫＧの外側の下面には不図示のプリント基板などと接続する外部電極５１が設けられる。外部電極５１はタングステンペーストがスクリーン印刷で印刷されて形成される。パッケージＰＫＧはセラミックだけでなくガラスなどを使用することもできる。

パッケージＰＫＧの一対の電極パッド５５は、支持腕２２の接合部３５に対応する位置に設けられる。つまり一対の電極パッド５５はＹ軸方向に互いにずれており、図２（ａ）において、Ｘ軸方向から見ると、電極パッド５５の位置は互いに完全に重なっていない。電極パッド５５は、セラミックシートを積層して形成されまたはガラスをエッチングして形成される。このため電極パッド５５はパッケージＰＫＧの内側底面から台座状に突き出ている。電極パッド５５には、外部電極５１と電気的に接続される接続電極５９が形成される。接続電極５９はタングステンペーストで形成され、必要であればタングステンペーストにニッケルメッキ又は金メッキが施される。

蓋体５３は鉄にニッケル、コバルトを配合したコバール合金板、又は硼珪酸ガラスなどで構成される。透明な硼珪酸ガラスなどで形成されると、蓋体５３が封止材５４で接合した後でも、レーザ等を振動腕幅広部２８に照射させ振動腕幅広部２８の金属膜を昇華又は蒸散させることで、第１音叉型水晶振動片１００の周波数を調整することができる。

次に、第１音叉型水晶振動片１００の接合部３５とパッケージＰＫＧの導電パッド５５との位置関係について説明する。接合部３５（第１基部電極３１及び第２基部電極３２）と導電パッド５５（接続電極５９）とは、導電性接着剤２５を介して接続される。図３において、導電性接着剤２５、接合部３５および導電パッド５５のＸＹ平面上の位置は同じであるため、以下、位置関係の説明では、導電パッド５５を代表して説明する。

第１音叉型水晶振動片１００は、振動腕幅広部２８および支持腕幅広部２９によって全体としての重心Ｇができるだけ＋Ｙ側（先端側）に位置するように形成されている。導電パッド５５は、重心Ｇを通るＧＹ線（Ｘ軸に平行）に対して非対称に配置され、重心Ｇを通るＧＸ線（Ｙ軸に平行）に対して非対称に配置される。つまり、一方の導電パッド５５は、重心Ｇよりも＋Ｙ側（先端側）に設けられ、他方の導電パッド５５は、重心Ｇより−Ｙ側（基部側）に設けられる。そして、第１音叉型水晶振動片１００の重心Ｇに対して、一方の導電パッド５５と他方の電極パッド５５とが重心Ｇを通る対角線上にある。

一対の電極パッド５５が重心Ｇを通る対角線上に対して配置されているため、第１音叉型水晶振動片１００をパッケージＰＫＧの電極パッド５５に塗布した導電性接着剤２５の上に載置したとき、導電性接着剤２５が硬化されるまで第１音叉型水晶振動片１００が傾くことなく水平に保持される。また、第１音叉型水晶振動片１００が小型化され、導電性接着剤２５が電極パッド５５に多量に塗布された場合であっても、一方の導電パッド５５と他方の電極パッド５５との距離が離れるため、一方の導電パッド５５と他方の電極パッド５５とが短絡するおそれが少なくなる。

また、一対の電極パッド５５が重心Ｇを通るＧＹ線（Ｘ軸に平行）に対して同じ距離離れた位置に配置されることにより、第１圧電デバイス５０は外部からの衝撃などに対して、振動腕幅広部２８がＺ軸方向に上下運動したり基部２３がＺ軸方向に上下運動したりしても、従来のものより小さな上下運動になる。すなわち、振動腕幅広部２８又は基部２３がパッケージＰＫＧの底面ＢＴに衝突したり蓋体５３の天井に衝突したりすることが少なくなる。

図３（ａ）は、第１音叉型圧電振動片１００の接合部３５の配置説明図であり、図３（ｂ）は、パッケージＰＫＧの電極パッド５５の配置位置を説明した図である。
図３（ａ）は、第１音叉型圧電振動片１００の重心Ｇを通る直線上に接合部３５が配置される図である。第１音叉型圧電振動片１００の重心Ｇを通るＯ−Ｏ’直線上に接合部３５の中心点Ｏ１，Ｏ２が存在する。この接合部３５の中心点Ｏ１，Ｏ２で第１音叉型圧電振動片１００を支持すれば硬化していない導電性接着剤２５であっても水平に保持される。また、図３（ａ）は、第１音叉型圧電振動片１００の重心Ｇを通るＰ−Ｐ’線上に接合部３５の中心点Ｐ１，Ｐ２が存在する場合を示し、さらに、第１音叉型圧電振動片１００の重心Ｇを通るＱ−Ｑ’線上に接合部３５の中心点Ｑ１，Ｑ２が存在する場合を示す。

図３（ｂ）は、接合部３５の中心点Ｐ１，Ｐ２、および接合部３５の中心点Ｑ１，Ｑ２に対応して配置されたパッケージＰＫＧの電極パッド５５を示した図である。電極パッド５５のＹ軸方向の幅はＷ１である。Ｘ軸方向から見ると、接合部３５の中心点Ｐ１，Ｐ２に対応した電極パッド５５は、Ｙ軸方向の幅Ｗ１の一部が重なり互いに完全に重なっていない。また、接合部３５の中心点Ｑ１，Ｑ２に対応した電極パッド５５は、Ｙ軸方向の幅Ｗ１の一部も重なっていない。

接合部３５に対応する電極パッド５５は、圧電デバイス５０の小型化に伴いＯ−Ｏ’直線上の接合部３５の中心点Ｏ１，Ｏ２の間隙が狭くなる。導電性接着剤２５を電極パッド５５に塗布する工程において、一方の電極パッド５５に塗布された導電性接着剤２５が他方の電極パッド５５の導電性接着剤２５に接触しないように塗布することは容易な作業ではない。

第１実施形態では、一方の電極パッド５５に塗布された導電性接着剤２５が他方の電極パッド５５に塗布された導電性接着剤２５に流れて短絡することがないように、一対の電極パッド５５のＹ軸方向の位置をずらす。また衝撃に強い圧電デバイス５０となるように、一対の電極パッド５５が重心Ｇを通るＧＹ線に対して同じ距離離れた位置に配置される。つまり、第１音叉型圧電振動片１００の重心Ｇを通るＰ−Ｐ’線上に接合部３５の中心点Ｐ１，Ｐ２に対して電極パッド５５が配置され、接合部３５の中心点Ｑ１，Ｑ２に対して電極パッド５５が配置されると、電極パッド５５間の距離が広がり短絡を避けることができる。

（第１圧電デバイス５０の製造方法）
図４は、第１圧電デバイス５０の製造工程を示したフローチャートである。

ステップＳ１０２において、透明なガラス又はコバールなどの金属板からなる蓋体５３が用意される。

ステップＳ１１２からステップＳ１１６を経て第１音叉型水晶振動片１００が形成される。
ステップＳ１１２において、振動片用の水晶ウエハＶＷに、支持腕を備えた第１音叉型水晶振動片１００が形成される。第１音叉型水晶振動片１００の外形と溝部２４との形成は、公知のフォトリソ・エッチング技術で形成される。

外形のエッチングは、丸型又は角型の水晶ウエハより同時に多数の第１音叉型水晶振動片１００の外形を形成する。第１音叉型水晶振動片１００の外形は図示しない耐蝕膜などのマスクを用いて、マスクから露出した水晶ウエハに対して、例えば、フッ酸溶液をエッチング液として、第１音叉型水晶振動片１００の外形のエッチングを行う。耐蝕膜としては、例えば、クロムを下地として金を蒸着した金属被膜などを用いることができる。また、同時に振動腕２２に溝部２４が形成される。

ステップＳ１１４では、図１（ａ）で示されるように、第１音叉型水晶振動片１００に第１基部電極３１及び第２基部電極３２、並びに第１励振電極３３及び第２励振電極３４が形成される。これらの電極は例えばＮｉ膜からなる下地にＡｕ膜を設けた２層構造で形成される。電極の形成は蒸着もしくはスパッタリングなどによって、電極となる金属を全面に被覆し、次いで、電極を形成しない箇所を露出したレジストを用いて、フォトリソグラフィの手法により電極を形成する。振動腕幅広部２８にも金属膜が形成される。また支持腕幅広部２９には金属膜が形成されてもよい。

ステップＳ１１６において、振動片用の水晶ウエハＶＷから、第１音叉型水晶振動片１００を切取る。第１音叉型水晶振動片１００は、基部２３の接続端部２７（図１参照）で振動片用の水晶ウエハＶＷと接続しているため、接続端部２７で切断することで振動片用の水晶ウエハＶＷから切り離される。

ステップＳ１２２からステップＳ１２６を経てパッケージＰＫＧが形成される。
ステップＳ１２２では、ベース用シートと電極パッド５５が形成された底板用シート及び枠状に形成された縁部を備えるキャビティ用シートからなるセラミックシートが用意される。底板用シートには、タングステンペーストがスクリーン印刷方式などにより印刷され、接続電極５９が形成される。またベース用シートには、タングステンペーストがスクリーン印刷方式などにより印刷され、外部電極５１が形成される。

ステップＳ１２４において、ベース用シート、底板用シートおよびキャビティ用シートが積層される。積層された３枚のセラミックシートは、個々のパッケージＰＫＧの大きさいに切断される。

ステップＳ１２６では、切断されたパッケージＰＫＧは、１３２０°Ｃ程度で焼成される。これによりパッケージＰＫＧが完成する。

ステップＳ１５２において、パッケージＰＫＧの一対の電極パッド５５に導電性接着剤２５が塗布される。一対の電極パッド５５の距離は離れているため、塗布された導電性接着剤２５が短絡することが少なくなる。不図示の水晶振動片装着装置は、第１音叉型水晶振動片１００を真空吸着し、パッケージＰＫＧ内に搬入する。第１音叉型水晶振動片１００は、支持腕２２の接合部３５に対応する位置に設けられたパッケージＰＫＧの電極パッド５５に載置される。水晶振動片装着装置による第１音叉型水晶振動片１００のパッケージＰＫＧ内への搬入および位置決めは、不図示のＣＣＤカメラによる画像処理技術によって行われる。具体的には、ＣＣＤカメラはパッケージＰＫＧ内の接続電極５９などの位置を認識してパッケージＰＫＧに対して第１音叉型水晶振動片１００の位置を特定する。

次に、導電性接着剤２５を仮硬化させたのち、硬化炉で導電性接着剤２５を本硬化させる。第１音叉型水晶振動片１００が電極パッド５５の導電性接着剤２５の上に載置されてから本硬化までに時間を要する。しかし、一対の電極パッド５５の位置が第１音叉型水晶振動片１００の重心Ｇを結ぶ対角線上に配置されているため、第１音叉型水晶振動片１００が水平状態から傾いたりすることがない。

ステップＳ１５４において、パッケージＰＫＧの枠部５７の上部に封止材５４が塗布される。パッケージＰＫＧに蓋体５３が載置される。パッケージＰＫＧを載置した蓋体５３は、真空中又は不活性雰囲気中で、３５０°Ｃ程度に加熱され押圧されて接合される。その後、第１圧電デバイス５０は駆動特性などの検査を行うことで完成する。

＜第２実施形態＞
図５（ａ）は、蓋体５３が取り外された第２圧電デバイス６０の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した第２圧電デバイス６０のＣ−Ｃ’断面図である。第２圧電デバイス６０は、パッケージＰＫＧの底面ＢＴに設けられた電極パッドが４か所となり、第１圧電デバイス５０の電極パッド数より増えている点が異なっている。第２圧電デバイス６０の電極パッドは、電極パッド５５及び電極パッド６５から構成されている。以下、第１圧電デバイス５０と異なる部分について説明する。

図５（ａ）に示されるように、導電パッド５５は、重心Ｇを通るＧＹ線（Ｘ軸に平行）に対して非対称に配置され、重心Ｇを通るＧＸ線（Ｙ軸に平行）に対して非対称に配置される。電極パッド６５も重心Ｇを通るＧＹ線に対して非対称に配置され、重心Ｇを通るＧＸ線に対して非対称に配置される。一対の電極パッド５５を結ぶ対角線は一対の電極パッド６５を結ぶ対角線とＧＹ線に対して対称に配置されている。電極パッド６５上にも接続電極５９が形成されている。電極パッド６５には、導電性接着剤２５が塗布されることなく、第１音叉型水晶振動片１００の支持腕２２と接合していない。

このような構成によれば、電子機器の落下などによる衝撃を受けたとき、電極パッド６５が緩衝部となり振動腕２１の先端がパッケージＰＫＧの底面ＢＴに接触する頻度に後先が発生するため接触の衝撃を緩和させることができる。一対の電極パッド５５に導電性接着剤２５が塗布されることなく、。一対の電極パッド６５に導電性接着剤２５が塗布され第１音叉型水晶振動片１００の支持腕２２と接合してもよい。

＜第３実施形態＞
図６（ａ）は、蓋体５３が取り外された第３圧電デバイス７０の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した第３圧電デバイス７０のＤ−Ｄ’断面図である。第３圧電デバイス７０は、パッケージＰＫＧの底面ＢＴに第１凹部７１及び第２凹部７２が設けられた点が、第１圧電デバイス５０と異なっている。以下、第１圧電デバイス５０と異なる部分について説明する。

図６（ａ）、（ｂ）に示されるように、振動腕２１の先端に対応するパッケージＰＫＧの底面ＢＴから下に凹んだ第１凹部７１が形成され、基部２３側に底面ＢＴから下に凹んだ第２凹部７２が形成される。このような構成によれば、電子機器の落下などによる衝撃を受けたとき、振動腕２１の先端が大きく揺れた場合でも底面ＢＴより掘り下げられた第１凹部７１で接触を回避することができ、底面ＢＴへの接触が避けられる。また、基部２３の端部が大きく揺れた場合でも底面ＢＴより掘り下げられた第２凹部７２で接触を回避することができ、底面ＢＴへの接触が避けられる。

第１音叉型水晶振動片１００は、不図示の水晶振動片装着装置により第１音叉型水晶振動片１００をパッケージＰＫＧの電極パッド５５に塗布した導電性接着剤２５の上に載置した際、導電性接着剤２５が硬化されるまで第１音叉型水晶振動片１００が傾くことなく水平に保持される。一対の電極パッド５５が重心Ｇを通る対角線上に対して配置されているからである。仮に水晶振動片装着装置（不図示）によって、第１音叉型水晶振動片１００が斜めに吸着されてしまった場合でも、第１音叉型水晶振動片１００の先端または基部２３の端部がキャビティＣＡＶの底面ＢＴに触れることなく正確に導電性接着剤２５の上に載置できる。

（第２音叉型水晶振動片１１０の構成）
図７（ａ）は、第２音叉型圧電振動片１１０の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した第２音叉型圧電振動片１１０のＥ−Ｅ’断面図である。第２音叉型圧電振動片１１０は、支持腕２２に幅広の接続部領域３９が設けられた点が第１音叉型圧電振動片１００と異なっている。以下、第１音叉型圧電振動片１００と異なる部分について説明する。

図７（ａ）に示されるように、第２音叉型水晶振動片１１０は、基部２３に音叉型の一対の振動腕２１及び幅広の接続部領域３９を有する支持腕２２を備える。幅広の接続部領域３９は、支持腕２２の長さの約半分（ほぼ中央部付近）より先端側が支持腕２２の幅（Ｘ軸方向）よりも一定幅で幅広く形成されている。

接続部領域３９に幅広の接続部３５が形成される。幅広の接合部３５の一方は、第２音叉型水晶振動片１１０の重心Ｇより支持腕２２の先端側に位置して設けられ、他方は、重心Ｇより支持腕２２の根元側に設けられ、重心Ｇを挟んで対角線上に配置されている。重心Ｇは、振動腕２１の振動腕幅広部２８および支持腕２２の接続部領域３９によって、基部２３側に寄らないように形成される。第２音叉型水晶振動片１１０をパッケージＰＫＧの電極パッド５５に塗布した導電性接着剤２５の上に載置したとき、導電性接着剤２５が硬化されるまで第２音叉型水晶振動片１１０が傾くことなく水平に保持される。

また図７（ａ）および（ｂ）に示されるように、第２音叉型水晶振動片１１０は、一対の支持腕２２にそれぞれに第１実施形態の接合部より幅広の接合部３５を備える。幅広の接合部３５は、適正量の導電性接着剤２５を塗布することができ、極めて高い接合強度が得られ耐衝撃性が向上する。電子機器の落下などによる衝撃を受けたとき、振動腕２１の先端がパッケージの底面に衝突する衝撃を軽減する。

＜第４実施形態＞
図８（ａ）は、第４圧電デバイス８０の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した第４圧電デバイス８０のＦ−Ｆ’断面図である。第４圧電デバイス８０は、パッケージＰＫＧの底面ＢＴに柱状凸部５８が設けられた点が第１圧電デバイス５０と異なっている。

第４圧電デバイス８０は、パッケージＰＫＧのキャビティＣＡＶ内に第１音叉型水晶振動片１００を入れ、真空状態で蓋体５３とパッケージＰＫＧとを封止材５４により接合して形成される。蓋体５３は硼珪酸ガラスなどで形成することで圧電デバイスを封止した後でも周波数の調整をすることができる。

図８（ａ）および（ｂ）に示されるように、キャビティＣＡＶの底面ＢＴには、一対の電極パッド５５の間に配置されている。その一対の電極パッド５５の間の底面ＢＴにはＹ軸方向に伸びる底面ＢＴから突き出た柱状凸部５８が形成される。柱状凸部５８は、電極パッド５５を形成するセラミックシートとともに形成される。柱状凸部５８の先端部は、第１音叉型水晶振動片１００の重心Ｇを超える位置まで伸びている。

第１音叉型水晶振動片１００は、支持腕２２の接合部３５が導電性接着剤２５を介してパッケージＰＫＧの電極パッド５５に載置されている。一対の電極パッド５５に導電性接着剤２５が多く塗布されると、導電性接着剤２５が硬化するまで間に、導電性接着剤２５が流れて出して互いに短絡するおそれがあった。これに対して、柱状凸部５８を備えることにより、仮に多量の導電性接着剤２５が塗布された場合でも導電性接着剤２５が流れても柱状凸部５８に遮られ短絡の心配が少なくなる。また、第４圧電デバイス８０はパッケージＰＫＧに搭載する第１音叉型水晶振動片１００に代えて、第２音叉型圧電振動片１１０を搭載することができる。

以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。たとえば、本実施形態ではパッケージの形成にセラミック材料を用いているが、ガラスなどで形成することができる。また、実施形態では音叉型水晶振動片が使用されたが、水晶以外にタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料を利用することができる。さらに圧電デバイスとして、発振回路を組み込んだＩＣなどをパッケージ内に配置させた圧電発振器にも本発明は適用できる。

２１ … 振動腕，２２ … 支持腕
２３ … 基部，２４ … 溝部
２５ … 導電性接着剤
２６ … 根元部
２７ … 接続端部
２８ … 振動腕幅広部
２９ … 支持腕幅広部
３１，３２ … 基部電極
３３，３４ … 励振電極
３５ … 接合部
３９ … 接続部領域
５０ … 第１圧電デバイス
５１ … 外部電極
５３ … 蓋体
５４ … 封止材
５５，６５ … 電極パッド
５７ … 枠部
５８ … 柱状凸部
５９ … 接続電極
６０ … 第２圧電デバイス、７０ … 第３圧電デバイス
７１ … 第１凹部、７２ … 第２凹部
８０ … 第４圧電デバイス
１００ … 第１音叉型水晶振動片、１１０ … 第２音叉型水晶振動片
ＢＴ … 底面
ＣＡＶ … キャビティ
Ｇ … 重心
ＬＷ … リッド用カバーウエハ、ＶＷ … 振動片用の水晶ウエハ
ＰＫＧ … パッケージ

Claims (9)

1. 基部と、前記基部から所定方向に伸びた一対の振動腕と、前記一対の振動腕の両外側で前記基部から前記所定方向に伸びて形成される同じ長さの一対の支持腕と、前記一対の支持腕に配置された一対の接合部のみとを有する圧電振動片と、
   前記圧電振動片を収容する底面とその底面を囲む側面とを有し、前記接合部に対応する一対の電極パッドが前記底面に形成されたパッケージと、
   前記一対の電極パッドのみと前記一対の接合部のみとをそれぞれ接着する接着剤と、を備え、
   前記接着剤が接着された前記一対の電極パッドの一方の電極パッドの位置と他方の電極パッドの位置とが前記所定方向にずれており、前記圧電振動片の重心に対して、前記重心を通る直線上に前記接合部が配置されている圧電デバイス。
2. 前記一対の電極パッドは、前記所定方向に幅を有する台座で形成されており、前記接着剤が接着された一方の電極パッドの位置と前記他方の電極パッドの位置とが前記所定方向に直交する水平方向から見て互いに重ならない位置に配置されている請求項１に記載の圧電デバイス。
3. 前記一対の支持腕の先端に前記所定方向と交差する方向である前記支持腕の幅よりも広い幅の支持腕幅広部が形成される請求項１又は請求項２に記載の圧電デバイス。
4. 前記接合部は、前記支持腕の前記所定方向の長さの途中に配置される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
5. 前記一対の電極パッドは、前記パッケージ内に前記圧電振動片を配置する際の位置決めマークであり、この位置決めマークを検知して前記圧電振動片が前記パッケージ内に載置される請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
6. 前記振動腕の前記所定方向の先端に対応する前記底面には、前記底面より掘り下げられた第１凹み部が形成され、
   前記基部の前記振動腕が伸びる反対側に対応する前記底面には、前記底面より掘り下げられた第２凹み部が形成される請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
7. 前記パッケージは前記パッケージの外側下面に形成された外部電極を有し、
   前記電極パッドは前記外部電極と接続する接続電極を有し、
   前記圧電振動片は前記振動腕に形成され前記振動腕を振動させる励振電極と前記支持腕に形成され前記励振電極から引き出された引出電極とを有し、
   前記接着剤は導電性の導電性接着剤を含み、
   前記導電性接着剤は前記引出電極と前記接続電極とを電気的に接続する請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
8. 前記パッケージ内の底面には、前記一対の電極パッドの間に配置され前記所定方向に伸びる柱状凸部が形成される請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
9. 前記パッケージは、セラミック、ガラス又は圧電材料で形成される請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の圧電デバイス。