JP5186059B1 - 圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計 - Google Patents

Abstract

【課題】落下等による衝撃が伝わった場合であっても、振動腕部にクラックやチッピング等が発生することを抑制でき、良好な振動特性を確保すること。
【解決手段】ベース部材５、該ベース部材との間にキャビティＣを形成するリッド部材と、を有するパッケージと、実装面１１ａにマウントされ、キャビティ内に収容された圧電振動片３と、を備え、圧電振動片は、一対の振動腕部３０、３１と、該一対の振動腕部の基端部を片持ち支持すると共に実装面にマウントされる基部３２と、を備え、実装面には振動腕部が厚み方向Ｔに変位した際に先端部３０ａ、３１ａとの接触を回避する凹部４０が形成され、凹部における開口縁部には、実装面に対して向かい合う振動腕部の主面が接触する接触部４１と、該主面と振動腕部の２つの側面とが交わった２本の稜線部３６のうちの少なくとも１本の稜線部との接触を回避する逃げ部４２と、が形成されている圧電振動子１を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計に関するものである。

例えば、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等に用いられるデバイスとして、水晶等を利用した圧電振動子を用いる場合が多い。この種の圧電振動子として、キャビティが形成されたパッケージ内に音叉型の圧電振動片を気密封止したものが知られている。

上記パッケージは、凹部が形成された一方の基板を他方の基板に重ね合わせ、両基板を接合することにより、凹部を利用してキャビティを形成している。
圧電振動片は、幅方向に平行に並んで配置された一対の振動腕部と、これら一対の振動腕部の基端部側を片持ち支持する基部と、を備えており、一対の振動腕部が基端部側を起点として幅方向に互いに接近・離間するように、所定の周波数で振動（揺動）する構成とされている。

ところで、近年における携帯電話や携帯情報端末機器の小型化に伴い、圧電振動子についてもより一層の小型化、薄型化が図られている。そのため、圧電振動片と実装面（パッケージ内面）との厚み方向におけるクリアランスが非常に狭くなってきている（例えば、２０μｍ〜１００μｍ程度）。その結果、落下等による衝撃が圧電振動子に加わった場合には、振動腕部が厚み方向に変位（撓み変形）し、自由端とされている振動腕部の先端部がパッケージの内面に接触するおそれがあった。この場合には、接触時の衝撃によって、振動腕部の先端部にクラックやチッピング等を招いてしまい、それによる周波数の変動や、最悪の場合には振動腕部自体の破損を招く可能性があった。

そこで、その対策として、例えば下記特許文献１に示されるように、実装面における振動腕部の先端部に対応する部分に、振動腕部の先端部とベース部材との干渉を回避するための凹部を形成することが知られている。
特許文献１によれば、落下等の衝撃によって振動腕部が厚み方向に変位したとしても、凹部の角部（開口縁部）と振動腕の中間部とが接触することで、振動腕部の先端部がベース部材と接触することを回避し易くなる旨が開示されている。

特開２０１０−１１９１２７号公報

しかしながら上記従来技術には次の課題がある。
即ち、圧電振動片をベース部材の実装面上に実装する際は、実装面上に塗布された金属バンプや導電性接着剤等に対して圧電振動片を載置し、固定する。この際、圧電振動片が実装面に対して平行に配設されるように実装するが、金属バンプや導電性接着剤は流動性を有する物質である点、実装条件のバラつき、圧電振動片の設計誤差、ベース部材の設計誤差、又は製造装置のスペック等に影響され、現状は実装面に対して傾いた状態で実装されることが多いことが判明した。
図１７、図１８を参照してこの点についてより詳しく説明する。
まず、ベース部材の実装面に対して圧電振動片が平行に実装された理想的な場合には、図１７に示すように、振動腕部２００の主面２００ａが実装面に対して平行となるので、外部衝撃等によって振動腕部２００が変位した際に、凹部２０１の角部２０１ａと振動腕部２００の主面２００ａとを線接触させることが可能である。
しかしながら、上述したように圧電振動片は多少なりとも傾いた状態、特に圧電振動片の幅方向に傾いて実装されることが多いので、実際には図１８に示すように、振動腕部２００の主面２００ａが実装面に対して傾いてしまい、その場合は、外部衝撃等によって振動腕部２００が変位した際に、凹部２０１の角部２０１ａと振動腕部２００の主面２００ａとを線接触させることが難しくなる。

そのため、振動腕部２００の稜線部２００ｂのみが凹部２０１の角部２０１ａに接触してしまい、強度的に脆い稜線部２００ｂに対して応力が局所的に作用してしまうことがわかった。その結果、稜線部２００ｂに応力が集中することで稜線部２００ｂにクラックやチッピング等が生じ、圧電振動片の強度や振動特性が低下するといった結果につながってしまう。即ち、従来技術では、圧電振動片の実装精度にバラつきがある場合に、外部衝撃時に圧電振動片にクラックやチッピング等が生じることを確実に防止できない。

そこで本発明は上記課題を解決すべく、
ベース上の実装面に対して実装される圧電振動片の実装精度にバラつきがある場合にも、外部衝撃等で圧電振動片がベース部材と干渉してクラックやチッピング等が生じることを防止可能な圧電振動子、及びそれを備える発振器、電子機器、電波時計を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
（１）本発明に係る圧電振動子は、ベース部材と、前記ベース部材に重ね合わされて接合されると共に該ベース部材との間に気密封止されたキャビティを形成するリッド部材と、一対の振動腕部と、該一対の振動腕部の長さ方向における基端部を一体的に支持する基部とを有し、前記キャビティ内において前記ベース部材の実装面上に実装される圧電振動片と、を備える圧電振動子において、前記ベース部材の実装面において前記圧電振動片の先端部と対向する領域には凹部が形成されていると共に、前記ベース部材の実装面の法線方向から見た場合に、前記凹部の開口縁部のうち前記圧電振動片の基端部側に配置されている開口縁部には、前記振動腕部の稜線部に対応する部分に前記基端部側に侵食する逃げ部が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る圧電振動子によれば、落下等による衝撃が圧電振動片に伝わり、振動腕部が厚み方向に変位したとしても、実装面に凹部が形成されており、凹部の開口縁部と厚さ方向に変位した振動腕部（先端部以外の部分）とが接触するので、大きく変位し易い振動腕部の先端部がベース部材と干渉して破損することを回避することができる。
さらに、凹部における開口縁部には、ベース部材の実装面の法線方向から見た場合に、振動腕部の稜線部に対応する部分に基端部側に侵食する逃げ部が形成されている。よって、上述の理由によって圧電振動片が幅方向に傾いて実装された状態で圧電振動片が厚み方向に変位した場合も、振動腕部の稜線部が凹部の開口縁部と接触する虞がない。即ち、従来のように稜線に応力が集中することがないので稜線部のクラックやチッピング等を防止できる。よって、圧電振動片の強度や振動特性を向上させることが可能になる。
なお、ここでいう「振動腕部の稜線部に対応する部分に」とは、実装面の法線方向から見た場合に振動腕部の稜線部と交差する部分及びその近傍部分を指す。即ち、稜線部が振動腕部の厚さ方向に変位した場合の通過領域を指す。さらにここでいう稜線部とは、振動腕部が有する複数の稜線部のうち少なくとも実装面と対向する稜線部が含まれる。

従って、振動腕部の先端部のみならず稜線部のクラックやチッピング等が発生することを抑制できるので、圧電振動片の意図しない周波数変動等を防止することができ、良好な振動特性が確保された高性能で耐衝撃性に強い圧電振動子を提供することが可能になる。

（２）上記本発明に係る圧電振動子において、前記逃げ部は前記一対の振動腕部の各稜線部に対応して形成されていることが好ましい。

この場合には、逃げ部が各稜線部に対応して形成されているので、圧電振動片が実装面に対して幅方向のどちら側に傾いた状態で実装されたとしても、稜線部と開口縁部との接触を回避でき、クラックやチッピング等が発生することを抑制し易い。従って、圧電振動片の実装作業効率を上げることが可能になる。

（３）上記本発明に係る圧電振動子において、前記逃げ部と前記凹部は略同一の深さに形成されていることが好ましい。

この場合には、例えばプレス等によって、逃げ部と凹部とを同時且つ容易に形成することができるので、簡易な工程で逃げ部及び凹部を形成できるうえ、微細な形状の逃げ部を精度良く形成し易い。

（４）本発明に係る発振器は、上記本発明に係る圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする。
（５）本発明に係る電子機器は、上記本発明に係る圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする。
（６）本発明に係る電波時計は、上記本発明に係る圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする。

本発明に係る発振器、電子機器及び電波時計によれば、上述した圧電振動子を備えているので、同様に高性能化及び耐衝撃性の向上化を図ることができる。

本発明によれば、ベース上の実装面に対して実装される圧電振動片の実装精度にバラつきがある場合にも、外部衝撃等で圧電振動片がベース部材と干渉してクラックやチッピング等が生じることを防止可能な圧電振動子、及びそれを備える発振器、電子機器、電波時計を提供することが可能になる。

本発明に係る圧電振動子の一実施形態を示す外観斜視図である。 図１に示す圧電振動子の内部構成図である。 図２に示すＡ−Ａ線に沿った圧電振動子の断面図である。 図１に示す圧電振動子の分解斜視図である。 図４に示す圧電振動片における振動腕部の先端部の拡大斜視図である。 図２に示す凹部周辺を拡大した上面図である。 図６に示す振動腕部と凹部との関係を示す拡大斜視図である。 凹部の開口縁部に形成された逃げ部の変形例を示す図である。 凹部の開口縁部に形成された逃げ部の変形例を示す図である。 凹部の開口縁部に形成された逃げ部の変形例を示す図である。 凹部の開口縁部に形成された逃げ部の変形例を示す図である。 凹部の開口縁部に形成された逃げ部の変形例を示す図である。 圧電振動片の変形例を示す図である。 本発明に係る発振器の一実施形態を示す構成図である。 本発明に係る電子機器の一実施形態を示す構成図である。 本発明に係る電波時計の一実施形態を示す構成図である。 従来技術を説明する図である。 従来技術を説明する図である。

以下、本発明に係る圧電振動子の実施形態について、図面を参照して説明する。
（圧電振動子の構成）
図１〜図４に示すように、本実施形態の圧電振動子１は、内部に気密封止されたキャビティＣを有するパッケージ２と、キャビティＣ内に収容された音叉型の圧電振動片３と、を備えたセラミックパッケージタイプの表面実装型振動子とされている。

この圧電振動子１は、概略直方体状に形成されており、本実施形態では平面視において圧電振動子１の長手方向を長さ方向Ｌといい、短手方向を幅方向Ｗといい、これら長さ方向Ｌ及び幅方向Ｗに対して直交する方向を厚み方向Ｔという。

上記パッケージ２は、パッケージ本体（ベース部材）５と、このパッケージ本体５に対して接合されると共に、パッケージ本体５との間に上記キャビティＣを形成するリッド部材６と、を備えている。

パッケージ本体５は、互いに重ね合わされた状態で接合された第１ベース基板１０及び第２ベース基板１１と、第２ベース基板１１上に接合されたシールリング１２と、を備えている。
第１ベース基板１０は、平面視略長方形状に形成されたセラミックス製の基板とされている。第２ベース基板１１は、第１ベース基板１０と同じ外形形状である平面視略長方形状に形成されたセラミックス製の基板とされており、第１ベース基板１０上に重ねられた状態で焼結等によって一体的に接合されている。

第１ベース基板１０及び第２ベース基板１１の四隅には、平面視１／４円弧状の切欠部１５が、両基板１０、１１の厚み方向Ｔの全体に亘って形成されている。これら第１ベース基板１０及び第２ベース基板１１は、例えばウエハ状のセラミック基板を２枚重ねて接合した後、両セラミック基板を貫通する複数のスルーホールを行列状に形成し、その後、各スルーホールを基準としながら両セラミック基板を格子状に切断することで作製される。その際、スルーホールが４分割されることで、上記切欠部１５となる。
また、第２ベース基板１１の上面は、圧電振動片３がマウント（実装）される実装面１１ａとされている。

なお、第１ベース基板１０及び第２ベース基板１１はセラミックス製としたが、その具体的なセラミックス材料としては、例えばアルミナ製のＨＴＣＣ（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−Ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）や、ガラスセラミックス製のＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−Ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）等が挙げられる。

シールリング１２は、第１ベース基板１０及び第２ベース基板１１の外形よりも一回り小さい導電性の枠状部材であり、第２ベース基板１１の実装面１１ａに接合されている。具体的には、シールリング１２は、銀ロウ等のロウ材や半田材等による焼付けによって実装面１１ａ上に接合、或いは、実装面１１ａ上に形成（例えば、電解メッキや無電解メッキの他、蒸着やスパッタ等により）された金属接合層に対する溶着等によって接合されている。

なお、シールリング１２の材料としては、例えばニッケル基合金等が挙げられ、具体的にはコバール、エリンバー、インバー、４２−アロイ等から選択すれば良い。特に、シールリング１２の材料としては、セラミック製とされている第１ベース基板１０及び第２ベース基板１１に対して熱膨張係数が近いものを選択することが好ましい。例えば、第１ベース基板１０及び第２ベース基板１１として、熱膨張係数６．８×１０^-6／℃のアルミナを用いる場合には、シールリング１２としては、熱膨張係数５．２×１０^-6／℃のコバールや、熱膨張係数４．５〜６．５×１０^-6／℃の４２−アロイを用いることが好ましい。

リッド部材６は、シールリング１２上に重ねられた基板であり、シールリング１２に対する接合によってパッケージ本体５に対して気密に接合されている。そして、このリッド部材６とシールリング１２と第２ベース基板１１の実装面１１ａとで画成された空間が、気密に封止された上記キャビティＣとして機能する。
なお、リッド部材６の溶接方法としては、例えばローラ電極を接触させることによるシーム溶接や、レーザ溶接、超音波溶接等が挙げられる。また、リッド部材６とシールリング１２との溶接をより確実なものとするため、互いになじみの良いニッケルや金等の接合層を、少なくともリッド部材６の下面と、シールリング１２の上面とにそれぞれ形成することが好ましい。

ところで、第２ベース基板１１の実装面１１ａには、圧電振動片３との接続電極である一対の電極パッド２０Ａ、２０Ｂが幅方向Ｗに間隔をあけて形成されていると共に、第１ベース基板１０の下面には、一対の外部電極２１Ａ、２１Ｂが長さ方向Ｌに間隔をあけて形成されている。
これら電極パッド２０Ａ、２０Ｂ及び外部電極２１Ａ、２１Ｂは、例えば蒸着やスパッタ等で形成された単一金属による単層膜、又は異なる金属が積層された積層膜であり、互いにそれぞれ導通している。

この点詳細に説明する。
第１ベース基板１０には一方の外部電極２１Ａに導通し、該第１ベース基板１０を厚み方向Ｔに貫通する一方の第１貫通電極２２Ａが形成されていると共に、第２ベース基板１１には一方の電極パッド２０Ａに導通し、該第２ベース基板１１を厚み方向Ｔに貫通する一方の第２貫通電極２３Ａが形成されている。そして、第１ベース基板１０と第２ベース基板１１との間には、一方の第１貫通電極２２Ａと一方の第２貫通電極２３Ａとを接続する一方の接続電極２４Ａが形成されている。これにより、一方の電極パッド２０Ａと一方の外部電極２１Ａとは、互いに導通している。

また、第１ベース基板１０には他方の外部電極２１Ｂに導通し、該第１ベース基板１０を厚み方向Ｔに貫通する他方の第１貫通電極２２Ｂが形成されていると共に、第２ベース基板１１には他方の電極パッド２０Ｂに導通し、該第２ベース基板１１を厚み方向Ｔに貫通する他方の第２貫通電極２３Ｂが形成されている。そして、第１ベース基板１０と第２ベース基板１１との間には、他方の第１貫通電極２２Ｂと他方の第２貫通電極２３Ｂとを接続する他方の接続電極２４Ｂが形成されている。これにより、他方の電極パッド２０Ｂと他方の外部電極２１Ｂとは、互いに導通している。
なお、他方の接続電極２４Ｂは、後述する凹部４０を回避するように、例えばシールリング１２の下方を該シールリング１２に沿って延在するようにパターニングされている。

（圧電振動片）
上記圧電振動片３は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、幅方向Ｗに平行に並んで配設され、先端部３０ａ、３１ａが自由端とされた一対の振動腕部３０、３１と、該一対の振動腕部３０、３１の基端部３０ｂ、３１ｂ側（付け根側）を一体的に片持ち支持する基部３２と、を備えている。

一対の振動腕部３０、３１は、幅方向Ｗに一定の腕幅を有した状態で長さ方向Ｌに沿って延在しており、その外表面上には、これら一対の振動腕部３０、３１を振動させる図示しない一対の励振電極が形成されており、この励振電極は振動腕部３０、３１の稜線部、側面にも形成されている。なお、圧電振動片３の電界効率の向上、Ｒ値の低減を目的として、振動腕部３０、３１の外表面上に、基端部３０ｂ、３１ｂ側から先端部３０ａ、３１ａ側へ延びる溝部を設けてもよい。
基部３２は、上記したように一対の振動腕部３０、３１の基端部３０ｂ、３１ｂ側を片持ち支持すると共に、圧電振動片３を実装する際のマウント部として機能する。そして、基部３２の外表面上には、図示しない一対のマウント電極が一対の励振電極にそれぞれ導通した状態で形成されている。

このように構成された圧電振動片３が図示しない金属バンプや導電性接着剤等を介して実装されることで、一対のマウント電極と一対の電極パッド２０Ａ、２０Ｂとが電気的に接続する。これにより、圧電振動片３は、第２ベース基板１１の実装面１１ａ上から浮いた状態で片持ち支持されると共に、一対の電極パッド２０Ａ、２０Ｂにそれぞれ電気的に接続された状態となる。そして、マウント電極を介して一対の励振電極に所定の電圧が印加されると、これら励振電極同士の相互作用により一対の振動腕部３０、３１が互いに接近、離間する方向（幅方向Ｗ）に所定の共振周波数で振動する。

ところで、一対の振動腕部３０、３１は、図５に示すように、それぞれ一定の腕幅及び一定の厚みで長さ方向Ｌに延在した断面視矩形状の振動部材であり、第２ベース基板１１の実装面１１ａに対して向かい合う一方の主面（下面）３５ａと、該一方の主面３５ａと厚み方向Ｔに対向する他方の主面（上面）３５ｂと、幅方向Ｗに面する２つの側面３５ｃとを有している。

従って、各振動腕部３０、３１につき、一方の主面３５ａと２つの側面３５ｃとが交わった部分は基端部３０ｂ、３１ｂから先端部３０ａ、３１ａの全長に亘って延びる稜線部（角部）３６が２本形成されている。つまり、一対の振動腕部３０、３１は、合計４本の稜線部３６を有している。特に、これら稜線部３６は、その構造上、強度的に脆くチッピングやクラック等が生じ易い。
なお、図面を見易くするため、符号３５ａ、３５ｂ、３５ｃについては、図５にだけ付している。

（パッケージ本体における凹部の構成）
図２〜図４に示すように、第２ベース基板１１の実装面１１ａには、一対の振動腕部３０、３１の先端部３０ａ、３１ａと対向する領域に、落下等による外部衝撃の影響によってこれら振動腕部３０、３１が厚み方向Ｔに変位（撓み変形）した際（図３に示す点線状態）に、振動腕部３０、３１の先端部３０ａ、３１ａの接触を回避する凹部４０が形成されている。この凹部４０は、第２ベース基板１１を貫通する貫通孔とされていると共に、シールリング１２の内側において四隅が丸み帯びた平面視正方形状に形成されている。

上記凹部４０は、キャビティＣ側に開口しており、その開口縁部のうち、圧電振動片３の基端部側に位置する開口縁部には、一対の振動腕部３０、３１が厚み方向Ｔに変位した際に、一方の主面３５ａが接触する接触部４１と、４つの稜線部３６との接触を回避する逃げ部４２と、がそれぞれ形成されている。

具体的には、図６及び図７に示すように、凹部４０における周壁のうち、圧電振動片３の基端部側に位置する開口縁部には、振動腕部３０、３１の先端部３０ａ、３１ａ側から基端部３０ｂ、３１ｂ側に向けて凹み形成（侵食）された３つの逃げ部４５が幅方向Ｗに間隔をあけて形成されている。これら各逃げ部４５は、凹部４０と同一深さで形成されており、平面視円弧状に凹んだ状態で凹部４０と一体に形成されている。

また、これら３つの逃げ部４５のうち、幅方向Ｗの中央に位置する逃げ部４５は、一対の振動腕部３０、３１における幅方向Ｗ内側の稜線部３６に対応する部分（稜線部３６の下方）に形成されており、残り２つの逃げ部４５は、一対の振動腕部３０、３１における幅方向Ｗ外側の稜線部３６に対応する部分に形成されている。ここで「稜線部に対応する部分」とは、実装面の法線方向から稜線部３６を見た場合に、振動腕部３０、３１と交差する部分、及びその近傍部分を指す。換言すれば、開口縁部と、変位時に稜線部の通過領域との交差部分といえる。又は、稜線部の下方部分（及びその近傍部分）とも言える。

つまり、上記逃げ部４２は、一対の振動腕部３０、３１が有する合計４本の稜線部３６との接触を回避するように、各稜線部３６に対応して形成されている。なお、幅方向Ｗ中央に位置する逃げ部４２は、２本の稜線部３６との接触を回避する共通の逃げ部とされている。なお、ここでは全ての稜線部３６に対応する位置に逃げ部４５を設けているが、逃げ部４５の数、配置はこれに限定されるものではない。

（圧電振動子の作用）
このように構成された圧電振動子１を作動させる場合には、第１ベース基板１０に形成された外部電極２１Ａ、２１Ｂに対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片３の励振電極に電流を流すことができ、一対の振動腕部３０、３１を、互いに接近、離間する方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部３０、３１の振動を利用して、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として圧電振動子１を利用することができる。

そして、本実施形態の圧電振動子１によれば、落下等による外部衝撃が圧電振動片３に伝わり、振動腕部３０、３１が厚み方向Ｔに変位したとしても、パッケージ本体５の実装面１１ａに凹部４０が形成されているので、凹部４０の開口縁部で圧電振動片３の変位を吸収し、大きく変位し易い振動腕部３０、３１の先端部３０ａ、３１ａがパッケージ本体５に接触することを回避することができる。しかも、凹部４０における開口縁部には、接触部４１及び逃げ部４２がそれぞれ形成されているので、振動腕部３０、３１が厚み方向Ｔに変位した際に、逃げ部４２を利用して強度的に脆い稜線部３６との接触を回避しながら、振動腕部３０、３１における一方の主面３５ａを接触部４１に接触させることができる。この際、一方の主面３５ａを全幅に亘って接触させるのではなく、一方の主面３５ａのうち稜線部３６から離間した部分（幅方向Ｗ中央部付近）だけを接触させることが可能である。

従って、圧電振動片３の先端部のみならず、稜線部３６のクラックやチッピング等が発生することを抑制しながら、振動腕部３０、３１の変位を接触部４１との接触によって吸収して速やかに収束でき、先端部３０ａ、３１ａが過度に変位することを防止し、且つ振動腕部３０、３１を元の状態に速やかに復元させることができる。
特に、圧電振動片３が実装面１１ａに対して多少傾いてマウントされたとしても、逃げ部４２を利用して稜線部３６の接触を回避できるので、クラックやチッピング等が発生することを抑制することができる。

その結果、圧電振動片３の意図しない周波数変動等を防止することができ、良好な振動特性が確保された高性能で耐衝撃性に強い圧電振動子１とすることができる。
しかも、逃げ部４２が合計４本の全ての各稜線部３６に対応して形成されているので、圧電振動片３が実装面１１ａに対して幅方向Ｗのどちら側に傾いた状態でマウントされたとしても、稜線部３６が接触することを回避でき、クラックやチッピング等が発生することを抑制し易い。従って、圧電振動片３の周波数変動等をより効果的に防止できるうえ、圧電振動片３のマウント作業を行い易い。

（変形例）
上記実施形態では、平面視円弧状に凹む逃げ部４２を形成した、逃げ部４２の形状としては平面視円弧状に限定されるものではない。例えば図８に示すように、平面視Ｖ字状としても構わないし、図９に示すように平面視台形状に凹む逃げ部４２としても構わない。また、その他の形状であっても構わない。これらの場合であっても同様の作用効果を奏効することができる。

また、上記実施形態では、３つの逃げ部４２を形成することで４本の全ての稜線部３６に対応した逃げ部４２を形成したが、この場合に限られず、例えば図１０に示すように、４つの逃げ部４２を形成することで４本の稜線部３６の全てに対応した逃げ部４２を形成しても構わない。

また、上記実施形態では、合計４つの稜線部３６に対応するように逃げ部４２を形成したが、各振動腕部３０、３１につき、少なくとも１本の稜線部３６に対応するように逃げ部４２を形成しても良い。
例えば、図１１に示すように、逃げ部４２を１つだけ形成することで、各振動腕部３０、３１における幅方向Ｗ内側の稜線部３６との接触を回避するようにしても良いし、図１２に示すように、逃げ部４２を２つ形成することで、各振動腕部３０、３１における幅方向Ｗ外側の稜線部３６との接触を回避するようにしても良い。
但し、上記実施形態のように、４本の稜線部３６の全てに対応するように逃げ部４２を形成することが好ましい。

また、上記実施形態では、凹部４０と逃げ部４２とを一体に形成したが、この場合に限られるものではなく、例えば凹部４０の開口縁部に重なるように実装面１１ａを深堀加工することで、逃げ部４２を形成しても良い。
但し、上記実施形態の場合には、例えば第２ベース基板１１をプレス等で打ち抜きに加工することで、凹部４０と逃げ部４２とを同時且つ容易に形成することが可能であるので、逃げ部４２の形成に手間がかかることなく、また微細な形状の逃げ部４２を精度良く形成し易い。

また、圧電振動片３の外形形状は、上記実施形態の形状に限定されるものではなく、適宜変更して構わない。
例えば、一方の主面３５ａ及び他方の主面３５ｂにそれぞれ溝部を形成した、いわゆる溝付きタイプの圧電振動片３や、基部３２において、一対の振動腕部３０、３１の基端部３０ｂ、３１ｂとの接続部の近傍に、幅方向Ｗの両側面からそれぞれ幅方向Ｗの中心に向かって切欠部（ノッチ）を形成した、いわゆるノッチタイプの圧電振動片３や、振動腕部３０、３１の先端部３０ａ、３１ａに基端部３０ｂ、３１ｂに比べて幅を拡大したハンマー部を形成した、いわゆるハンマーヘッドタイプの圧電振動片３等としても良い。
なお、圧電振動片３を上記いずれの形状にしても振動腕部の外表面上には励振電極が必要になるが、本願発明によれば、振動腕部の稜線部に励振電極が形成されている場合も、稜線部と凹部の開口縁部との接触を回避できるので、励振電極が開口縁部と接触して欠損等を生じる虞がない。さらに、開口縁部の接触部を、振動腕部の励振電極が形成されていない領域と接触させるようにすれば、圧電振動片が厚さ方向に変位して振動腕部と開口縁部とが接触する場合も、励振電極の欠損等を確実に回避することができる。

更には、図１３に示すように、基部３２の幅方向Ｗ両側に、長さ方向Ｌに沿って延在する一対のサイドアーム５０を基部３２に一体的に形成した、いわゆるサイドアームタイプの圧電振動片３としても構わない。
この場合には、サイドアーム５０の先端部５０ａをマウント部として機能させることができ、電極パッド２０Ａ、２０Ｂの位置をサイドアーム５０の先端部５０ａの位置に対応して形成することで、マウント部を介して圧電振動片３を実装することが可能となる。

（発振器）
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図１４を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１００は、図１４に示すように、圧電振動子１を、集積回路１０１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器１００は、コンデンサ等の電子部品１０２が実装された基板１０３を備えている。基板１０３には、発振器用の上述した集積回路１０１が実装されており、この集積回路１０１の近傍に、圧電振動子１が実装されている。これら電子部品１０２、集積回路１０１および圧電振動子１は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。

このように構成された発振器１００において、圧電振動子１に電圧を印加すると、この圧電振動子１内の圧電振動片３が振動する。この振動は、圧電振動片３が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路１０１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路１０１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。これにより、圧電振動子１が発振子として機能する。
また、集積回路１０１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。

上述したように、本実施形態の発振器１００によれば、上述した圧電振動子１を備えているので、同様に性能及び耐衝撃性が向上した発振器１００とすることができる。

（電子機器）
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図１５を参照して説明する。なお電子機器として、上述した圧電振動子１を有する携帯情報機器（電子機器）１１０を例にして説明する。
ここで、本実施形態の携帯情報機器１１０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカおよびマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化および軽量化されている。

次に、本実施形態の携帯情報機器１１０の構成について説明する。この携帯情報機器１１０は、図１５に示すように、圧電振動子１と、電力を供給するための電源部１１１とを備えている。電源部１１１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１１１には、各種制御を行う制御部１１２と、時刻等のカウントを行う計時部１１３と、外部との通信を行う通信部１１４と、各種情報を表示する表示部１１５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１１６とが並列に接続されている。そして、電源部１１１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。

制御部１１２は、各機能部を制御して音声データの送信および受信、現在時刻の計測や表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１１２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、このＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、このＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等とを備えている。

計時部１１３は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路およびインターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子１とを備えている。圧電振動子１に電圧を印加すると圧電振動片３が振動し、この振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部１１２と信号の送受信が行われ、表示部１１５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。

通信部１１４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９、増幅部１２０、音声入出力部１２１、電話番号入力部１２２、着信音発生部１２３および呼制御メモリ部１２４を備えている。
無線部１１７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１２５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１１８は、無線部１１７又は増幅部１２０から入力された音声信号を符号化および複号化する。増幅部１２０は、音声処理部１１８又は音声入出力部１２１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１２１は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。

また、着信音発生部１２３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１１９は、着信時に限って、音声処理部１１８に接続されている増幅部１２０を着信音発生部１２３に切り替えることによって、着信音発生部１２３において生成された着信音が増幅部１２０を介して音声入出力部１２１に出力される。
なお、呼制御メモリ部１２４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部１２２は、例えば、０から９の番号キーおよびその他のキーを備えており、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。

電圧検出部１１６は、電源部１１１によって制御部１１２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部１１２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１１４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部１１６から電圧降下の通知を受けた制御部１１２は、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９および着信音発生部１２３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１１７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１１５に、通信部１１４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。

すなわち、電圧検出部１１６と制御部１１２とによって、通信部１１４の動作を禁止し、その旨を表示部１１５に表示することができる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部１１５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしても良い。
なお、通信部１１４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部１２６を備えることで、通信部１１４の機能をより確実に停止することができる。

上述したように、本実施形態の携帯情報機器１１０によれば、上述した圧電振動子１を備えているので、同様に性能及び耐衝撃性が向上した携帯情報機器１１０とすることができる。

（電波時計）
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図１６を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１３０は、図１６に示すように、フィルタ部１３１に電気的に接続された圧電振動子１を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
日本国内には、福島県（４０ｋＨｚ）と佐賀県（６０ｋＨｚ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、上述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。

以下、電波時計１３０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ１３２は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ１３３によって増幅され、複数の圧電振動子１を有するフィルタ部１３１によって濾波、同調される。本実施形態における圧電振動子１は、上述した搬送周波数と同一の４０ｋＨｚおよび６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１３８、１３９をそれぞれ備えている。

さらに、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１３４により検波復調される。続いて、波形整形回路１３５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１３６でカウントされる。ＣＰＵ１３６では、現在の年、積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１３７に反映され、正確な時刻情報が表示される。
搬送波は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚであるから、水晶振動子部１３８、１３９は、上述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。

なお、上述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは７７．５ＫＨｚの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計１３０を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子１を必要とする。

上述したように、本実施形態の電波時計１３０によれば、上述した圧電振動子１を備えているので、同様に性能及び耐衝撃性が向上した電波時計１３０とすることができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこれら実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

例えば、上述した実施形態では、セラミックパッケージタイプの圧電振動子１を例に挙げたが、これに限らず、例えばガラスパッケージタイプの圧電振動子でも構わない。
また、第１ベース基板１０及び第２ベース基板１１の２枚の基板でベース基板を構成したが、１枚の基板でベース基板を構成し、実装面１１ａに凹部４０を形成しても構わない。但し、上述したように、第１ベース基板１０及び第２ベース基板１１の２枚基板構成とすることが好ましい。この場合には、第２ベース基板１１に貫通孔を形成した後、両ベース基板を接合することで凹部４０を容易に形成できるので、凹部形成に費やす工程及び時間を低減できる。
また、念のため付言すると、従来技術においては、圧電振動片が幅方向に傾いた状態で実装された場合の稜線部のクラックやチッピング等を防止する点については何ら開示も示唆もされていない。そもそも多くが圧電振動片の先端部のクラックやチッピング等を防止する点に焦点が当てられており、先端部以外の振動腕部のクラックやチッピング等に関しては何ら言及されていない場合がほとんどである。また、先端部以外の振動腕部のクラックやチッピング等について言及されていたとしても、圧電振動片が幅方向に傾いた状態の課題に関しては何ら開示も示唆もされておらず、即ち、従来例に基づいたところで、上述した本願の顕著な効果を得ることは到底不可能である。

Ｃ…キャビティ
１…圧電振動子
２…パッケージ
３…圧電振動片
５…パッケージ本体（ベース部材）
６…リッド部材
１１ａ…実装面
３０、３１…振動腕部
３０ａ、３１ａ…振動腕部の先端部
３０ｂ、３１ｂ…振動腕部の基端部
３２…基部
４０…凹部
３５ａ…振動腕部の下面（主面）
３５ｃ…振動腕部の側面
３６…稜線部
４１…接触部
４２…逃げ部
１００…発振器
１０１…発振器の集積回路
１１０…携帯情報機器（電子機器）
１１３…電子機器の計時部
１３０…電波時計
１３１…電波時計のフィルタ部

Claims (6)

1. ベース部材と、
   前記ベース部材に重ね合わされて接合されると共に該ベース部材との間に気密封止されたキャビティを形成するリッド部材と、
   一対の振動腕部と、該一対の振動腕部の長さ方向における基端部を一体的に支持する基部とを有し、前記キャビティ内において前記ベース部材の実装面上に実装される圧電振動片と、
   を備える圧電振動子において、
   前記ベース部材の実装面において前記圧電振動片の先端部と対向する領域には凹部が形成されていると共に、前記ベース部材の実装面の法線方向から見た場合に、前記凹部の開口縁部のうち前記圧電振動片の基端部側に配置されている開口縁部には、前記振動腕部の稜線部に対応する部分に前記基端部側に侵食する逃げ部が形成されていることを特徴とする圧電振動子。
2. 請求項１に記載の圧電振動子において、
   前記逃げ部は前記一対の振動腕部の各稜線部に対応して形成されていることを特徴とする圧電振動子。
3. 請求項１又は２に記載の圧電振動子において、
   前記逃げ部と前記凹部は略同一の深さに形成されていることを特徴とする圧電振動子。
4. 請求項１に記載の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする発振器。
5. 請求項１に記載の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。
6. 請求項１に記載の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする電波時計。

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