JP6327327B2

JP6327327B2 - 振動子、電子機器、移動体および発振器

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Publication number: JP6327327B2
Application number: JP2016239134A
Authority: JP
Inventors: 小峰　賢二; 賢二小峰
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2018-05-23
Anticipated expiration: 2034-01-16
Also published as: JP2017055454A

Description

本発明は、振動片、この振動片の製造方法、この振動片を備えている振動子、発振器、電子機器及び移動体に関する。

従来、電子機器及び移動体などに備えられている振動子として、他端部の外周辺縁に近接して設けられた励振電極から引出電極が一端部両側に延出した水晶片と、容器本体の底面の一端部両側に一対の端子電極を有するとともに他端部に枕部を有する表面実装容器とを備え、水晶片の一端部両側が端子電極に導電性接着剤によって電気的・機械的に接続され、枕部が絶縁体から形成されている構成の水晶振動子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
上記水晶振動子は、水晶片を支える枕部が絶縁体から形成されていることにより、水晶片の他端部と枕部との接触状態が変化しても、枕部と励振電極との間の電荷の移動がなく電極間容量が変化しない。これにより、上記水晶振動子は、振動周波数（以下、単に周波数ともいう）の変化を防止できるとされている。

特開２００１−２３７６６５号公報

しかしながら、上記水晶振動子は、水晶片の一端部両側が導電性接着剤によって端子電極に接続されていることから、導電性接着剤の硬化時の収縮作用の影響を受け易い。
この導電性接着剤の硬化時の収縮作用により、上記水晶振動子は、水晶片の他端部が容器本体の枕部に押圧され、端子電極及び枕部を支点として水晶片が容器本体の底面側に撓む虞がある。
この結果、上記水晶振動子は、水晶片の広い範囲に亘って応力が生じている状態になる虞がある。
これにより、上記水晶振動子は、例えば、周囲の温度変化に伴う各構成要素の伸縮に起因してこの応力が変化することから、周波数変動などが生じ易く、振動特性が劣化する虞がある。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかる振動片は、平板状の素板の第１主面側または前記第１主面と表裏の関係にある第２主面側の一端を含む一端部に、前記一端部の周囲より厚さが薄い肉薄部が設けられ、平面視にて前記一端部と反対側に位置している前記素板の他端部との間にあって、前記一端部から前記他端部への方向と交差する方向に沿って、前記肉薄部と前記第１主面または前記第２主面とを接続する段差部が設けられ、前記肉薄部と前記段差部とを含む領域が固定部であることを特徴とする。

これによれば、振動片は、素板の第１主面側または第２主面側の一端を含む一端部に、一端部の周囲より厚さが薄い肉薄部が設けられるとともに、肉薄部と第１主面または第２主面とを接続する段差部が設けられ、肉薄部と段差部とを含む領域が固定部となっている。
このことから、振動片は、例えば、固定部を接着剤によって容器などの外部部材に固定する場合、肉薄部及び段差部と、その周囲との接着剤の厚さに大きな差が生じることになる。
この結果、振動片は、接着剤が薄くて早く硬化し収縮量が小さい周囲側を支点にして、厚くて遅く硬化し収縮量が大きい肉薄部側の接着剤の収縮作用によって、一端部（固定端部）の反対側の他端部（自由端部）が持ち上がることになる。
これにより、振動片は、容器などの外部部材との干渉を回避できることから、周波数変動などが生じ難くなり、振動特性を向上させることができる。

［適用例２］上記適用例にかかる振動片において、前記肉薄部の厚さは、前記一端部の周囲の厚さの略半分であることが好ましい。

これによれば、振動片は、肉薄部の厚さが素板の厚さの略半分であることから、例えば、両主面側からのウエットエッチングによって、外形形状の形成と、肉薄部の形成とを一度に行うことができる。
この結果、振動片は、生産性を向上させることができる。

［適用例３］上記適用例にかかる振動片において、前記第１主面及び前記第２主面には、励振電極が設けられ、前記肉薄部には、前記励振電極から引き出されたマウント電極が設けられていることが好ましい。

これによれば、振動片は、第１主面及び第２主面に励振電極が設けられ、肉薄部に励振電極から引き出されたマウント電極が設けられていることから、例えば、固定部を導電性接着剤によって容器などの外部部材に固定することにより、マウント電極を機械的及び電気的に外部部材に接続することができる。
この結果、振動片は、外部部材からの駆動信号の印加によって、励振電極に挟まれた領域を振動させることができる。

［適用例４］本適用例にかかる振動片の製造方法は、平板状の素板を用意する工程と、前記素板の第１主面に、外形形状をパターニングする第１マスクを形成する工程と、前記素板の前記第１主面と表裏の関係にある第２主面に、外形形状をパターニングする、前記第１マスクと平面サイズが異なる第２マスクを形成する工程と、前記素板を前記第１主面側及び前記第２主面側からウエットエッチングし、外形形状を形成するとともに、前記第１主面側または前記第２主面側の一端を含む一端部に、前記一端部の周囲の厚さより薄い肉薄部を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

これによれば、振動片の製造方法は、素板を第１主面側及び第２主面側からウエットエッチングし、外形形状を形成するとともに、第１主面側または第２主面側の一端を含む一端部に、一端部の周囲より厚さが薄い肉薄部を形成する工程を含む。
この結果、振動片の製造方法は、外形形状の形成と肉薄部の形成とを一括して行うことができ、上記適用例に記載の効果を奏する振動片の生産性を向上させることができる。

［適用例５］上記適用例にかかる振動片の製造方法において、前記ウエットエッチングにより、前記肉薄部の厚さを前記一端部の周囲の厚さの略半分にすることが好ましい。

これによれば、振動片の製造方法は、ウエットエッチングにより、肉薄部の厚さを素板の厚さの略半分にすることから、外形形状の形成と肉薄部の形成とを１度（１回）のウエットエッチングで行うことができ、生産性を更に向上させることができる。

［適用例６］本適用例にかかる振動子は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動片と、前記振動片が収容されている容器と、を備え、前記容器は、内部に接続端子を有し、前記振動片の前記固定部が前記接続端子に接着剤で固定されていることを特徴とする。

これによれば、振動子は、振動片の固定部が接続端子に接着剤で固定されていることから、固定部における肉薄部及び段差部と、その周囲との接着剤の厚さに大きな差が生じることになる。
この結果、振動片は、接着剤が薄くて早く硬化し収縮量が小さい周囲側を支点にして、厚くて遅く硬化し収縮量が大きい肉薄部側の接着剤の収縮作用によって、一端部の反対側の他端部が持ち上がることになる。
これにより、振動子は、振動片の容器との干渉を回避できることから、周波数変動などが生じ難くなり、振動特性を向上させることができる。

［適用例７］本適用例にかかる発振器は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動片と、前記振動片を駆動する回路と、を備えていることを特徴とする。

これによれば、本構成の発振器は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動片と、振動片を駆動する回路と、を備えていることから、上記適用例のいずれか一例に記載の効果を奏する発振器を提供することができる。

［適用例８］本適用例にかかる電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動片を備えていることを特徴とする。

これによれば、本構成の電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動片を備えていることから、上記適用例のいずれか一例に記載の効果を奏する電子機器を提供することができる。

［適用例９］本適用例にかかる移動体は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動片を備えていることを特徴とする。

これによれば、本構成の移動体は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動片を備えていることから、上記適用例のいずれか一例に記載の効果を奏する移動体を提供することができる。

第１実施形態の水晶振動片の概略構成を示す模式斜視図。図１の水晶振動片の模式平断面図であり、（ａ）はＹ’軸方向から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図。水晶振動片の固定状態を説明する模式断面図。水晶振動片の製造方法の主要な製造工程を示すフローチャート。（ａ）〜（ｅ）は、水晶振動片の製造方法の主要な製造工程を説明する模式断面図。第１実施形態の変形例の水晶振動片の概略構成を示す模式斜視図。第２実施形態の水晶振動子の概略構成を示す模式図であり、（ａ）はリッド（蓋体）側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図。第３実施形態の水晶発振器の概略構成を示す模式図であり、（ａ）はリッド側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線での断面図。第４実施形態の携帯電話機を示す模式斜視図。第５実施形態の自動車を示す模式斜視図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
最初に、振動片の一例としての水晶振動片について説明する。
図１は、第１実施形態の水晶振動片の概略構成を示す模式斜視図である。図２は、図１の水晶振動片の模式平断面図であり、図２（ａ）は、Ｙ’軸方向から見た平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線での断面図である。なお、分かり易くするために、各構成要素の寸法比率は実際と異なる。

図１、図２に示すように、水晶振動片１は、例えば、水晶の結晶軸である、電気軸としてのＸ軸、機械軸としてのＹ軸、及び光学軸としてのＺ軸のうち、Ｘ軸を回転軸として、Ｚ軸の＋（プラス）側をＹ軸の−（マイナス）方向へ回転させた軸をＺ’軸とし、Ｙ軸の＋側をＺ軸の＋方向へ回転させた軸をＹ’軸とし、Ｘ軸及びＺ’軸に平行な面を第１主面１１、第２主面１２とし、Ｙ’軸に沿った方向（Ｙ’軸方向）を厚み方向とする、水晶の原石（ランバード）などから切り出された略矩形平板状の素板としての水晶基板１０を備えている。

また、水晶振動片１は、水晶基板１０の第１主面１１及び第１主面１１と表裏の関係にある第２主面１２に、厚みすべり振動を励振する略矩形状の励振電極１３，１４を備えている。
水晶基板１０の第１主面１１側または第２主面１２側の一端を含む一端部に（ここでは、第２主面１２側の一端部１２ａの全部）に、一端部１２ａの周囲の厚さ（水晶基板１０の第１主面１１から第２主面１２までの厚さ）より薄い肉薄部１５が設けられている。
ここで、一端部１２ａは、第２主面１２のＺ’軸に沿って延びる両端部のうち、−Ｘ側の端部であり、＋Ｘ側は他端部１２ｂとなる。

また、水晶振動片１は、平面視にて一端部１２ａと反対側に位置している水晶基板１０の他端部１２ｂとの間にあって、一端部１２ａから他端部１２ｂへの方向（Ｘ軸方向）と交差する方向（Ｚ’軸方向）に沿って、肉薄部１５と第１主面１１または第２主面１２（ここでは、第２主面１２）とを接続する段差部１５ａが設けられている。
水晶振動片１は、肉薄部１５及び段差部１５ａと、その周囲１９とを含む領域が、容器などの外部部材へ固定される際の固定部１６となっている。
なお、肉薄部１５の厚さｔ１は、水晶基板１０の厚さｔ２の略半分（ｔ１≒ｔ２×１／２）であることが好ましい（詳細後述）。

肉薄部１５には、励振電極１３，１４から引き出されたマウント電極１７，１８が設けられている。
詳述すると、マウント電極１７は、第１主面１１に設けられた励振電極１３から、Ｘ軸方向に沿って−Ｘ側の一端部１２ａに引き出され、一端部１２ａの側面（端面）に沿って第２主面１２側の肉薄部１５に回り込んでいる。
マウント電極１８は、第２主面１２に設けられた励振電極１４から、Ｘ軸方向に沿って−Ｘ側の一端部１２ａの肉薄部１５に引き出され、一端部１２ａの側面に沿って第１主面１１に回り込んでいる。
励振電極１３，１４及びマウント電極１７，１８は、例えば、Ｃｒ（クロム）を下地層とし、その上にＡｕ（金）が積層された構成の金属被膜となっている。

上述したように、第１実施形態の水晶振動片１は、水晶基板１０の第２主面１２側の一端部１２ａに、水晶基板１０を薄くした肉薄部１５が設けられ、肉薄部１５と段差部１５ａとを含む領域が固定部１６となっている。
このことから、例えば、図３の水晶振動片の固定状態を説明する模式断面図に示すように、水晶振動片１は、固定部１６を接着剤１３０によって容器などの外部部材１２０に固定する場合、肉薄部１５及び段差部１５ａと、その周囲１９との接着剤１３０の厚さに大きな差が生じることになる。
この結果、水晶振動片１は、接着剤１３０が薄くて早く硬化し収縮量が小さい周囲１９側を支点にして、厚くて遅く硬化し収縮量が大きい肉薄部１５側の接着剤１３０の収縮作用によって、一端部１２ａ（固定端部）の反対側の他端部１２ｂ（自由端部）が持ち上がることになる。
これにより、水晶振動片１は、容器などの外部部材１２０との干渉を回避できることから、周波数変動などが生じ難くなり、振動特性を向上させることができる。

また、水晶振動片１は、肉薄部１５の厚さｔ１が水晶基板１０の厚さｔ２の略半分（ｔ１≒ｔ２×１／２）であることから、例えば、第１主面１１側及び第２主面１２側からのウエットエッチングによって、外形形状の形成と、肉薄部１５の形成とを一度に行うことができる。
この結果、水晶振動片１は、生産性を向上させることができる。
なお、肉薄部１５の厚さｔ１は、容器などの外部部材１２０との干渉を回避でき、機械的強度を確保できるのであれば、水晶基板１０の厚さｔ２の略半分より、厚くてもまたは薄くてもよい。

また、水晶振動片１は、第１主面１１及び第２主面１２に励振電極１３，１４が設けられ、肉薄部１５に励振電極１３，１４から引き出されたマウント電極１７，１８が設けられていることから、例えば、図３の接着剤１３０に導電性接着剤を用いて、固定部１６を容器などの外部部材１２０の図示しない接続端子に固定することにより、マウント電極１７，１８を機械的及び電気的に外部部材１２０に接続することができる。
この結果、水晶振動片１は、外部部材１２０からの駆動信号の印加によって、励振電極１３，１４に挟まれた領域を厚みすべり振動させることができる。
なお、水晶振動片１は、肉薄部１５が第２主面１２側ではなく、第１主面１１側に設けられていてもよい。

ここで、水晶振動片１の製造方法について説明する。
図４は、水晶振動片の製造方法の主要な製造工程を示すフローチャートである。図５（ａ）〜図５（ｅ）は、水晶振動片の製造方法の主要な製造工程を説明する模式断面図である。

図４に示すように、水晶振動片１の製造方法は、水晶基板準備工程と、第１マスク形成工程と、第２マスク形成工程と、エッチング工程と、剥離工程と、を含んでいる。

［水晶基板準備工程］
まず、図５（ａ）に示すように、上述した平板状の素板としての加工前の水晶基板１０を用意する。この水晶基板１０は、複数個取りに対応したウエハー状であってもよく、個別形成用の個片状であってもよい。

［第１マスク形成工程］
ついで、図５（ｂ）に示すように、水晶基板１０の第１主面１１に外形形状をパターニングする第１マスク３０１を形成する。
詳述すると、例えば、Ｃｒ（クロム）を下地膜としたＡｕ（金）／Ｃｒ（クロム）積層膜を用いた第１マスク３０１を、スパッタリング、蒸着などにより第１主面１１の全面に成膜し、その上に感光レジストをスピンコートなどによって塗布し、フォトリソグラフィー技術を用いて水晶基板１０の第１主面１１側の所定の外形形状にパターニングし、不要な部分を除去する。

［第２マスク形成工程］
ついで、図５（ｃ）に示すように、水晶基板１０の第１主面１１と表裏の関係にある第２主面１２に、外形形状をパターニングする、第１マスク３０１と平面サイズが異なる第２マスク３０２を形成する（ここでは、第２マスク３０２の方が、第１マスク３０１より肉薄部１５の分だけ小さい）。
詳述すると、例えば、第１マスク３０１と同様に、Ｃｒ（クロム）を下地膜としたＡｕ（金）／Ｃｒ（クロム）積層膜を用いた第２マスク３０２を、スパッタリング、蒸着などにより第２主面１２の全面に成膜し、その上に感光レジストをスピンコートなどによって塗布し、フォトリソグラフィー技術を用いて水晶基板１０の第２主面１２側の所定の外形形状にパターニングし、不要な部分を除去する。

［エッチング工程］
ついで、図５（ｄ）に示すように、水晶基板１０を図示しないエッチング液に浸漬して、第１主面１１側及び第２主面１２側からウエットエッチングし、外形形状を形成するとともに、第１主面１１側または第２主面１２側（ここでは第２主面１２側）の一端を含む一端部１２ａに、水晶基板１０の厚さより薄い（換言すれば、一端部１２ａの周囲より薄い）肉薄部１５を形成する。
このとき、肉薄部１５の厚さｔ１が、水晶基板１０の厚さｔ２の略半分（ｔ１≒ｔ２×１／２）に設定されていると、外形形状の形成（第１主面１１側及び第２主面１２側から水晶基板１０の厚さの略半分までのエッチング）と、肉薄部１５の形成（第２主面１２側から水晶基板１０の厚さの略半分までのエッチング）とが同時に終了することから、エッチング工程は、１度（１回）のウエットエッチングで済むことになる。
なお、エッチング液には、フッ化水素酸液、またはフッ化アンモニウムとフッ化水素酸の混合液であるバッファードフッ化水素酸液などのフッ酸含有液を用いる。
なお、各図中の端面（側面）の傾斜は、水晶のエッチング異方性によるものである。Ｚ’軸方向を向く端面にも傾斜は付くが、本実施形態では省略してある。

［剥離工程］
ついで、図５（ｅ）に示すように、第１マスク３０１及び第２マスク３０２を図示しない剥離剤により剥離し、水晶基板１０を清浄にする。
後工程で、水晶基板１０に励振電極１３，１４及びマウント電極１７，１８を形成することにより、図１、図２に示すような水晶振動片１を得る。

上述したように、水晶振動片１の製造方法は、水晶基板１０を平面サイズが互いに異なる第１マスク３０１及び第２マスク３０２を用いて、第１主面１１側及び第２主面１２側からウエットエッチングし、外形形状を形成するとともに、第２主面１２側の一端部１２ａの全部に、水晶基板１０の厚さより薄い（換言すれば、一端部１２ａの周囲より薄い）肉薄部１５を形成する工程を含む。
この結果、水晶振動片１の製造方法は、水晶基板１０の外形形状の形成と肉薄部１５の形成とを一括して行うことができ、水晶振動片１の生産性を向上させることができる。

また、水晶振動片１の製造方法は、ウエットエッチングにより、肉薄部１５の厚さｔ１を水晶基板１０の厚さｔ２の略半分（ｔ１≒ｔ２×１／２）にすることから、外形形状の形成と肉薄部１５の形成とを１度（１回）のウエットエッチングで行うことができ、生産性を更に向上させることができる。

なお、水晶振動片１の製造方法は、第１マスク３０１を第２マスク３０２より小さくすることにより、肉薄部１５を第１主面１１側の一端部に形成してもよい。

（変形例）
次に、第１実施形態の変形例について説明する。
図６は、第１実施形態の変形例の水晶振動片の概略構成を示す模式斜視図である。なお、第１実施形態との共通部分には、同一符号を付して詳細な説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。なお、図６では、図１に対して水晶振動片を反転してある。

図６に示すように、変形例の水晶振動片２は、第１実施形態と比較して、肉薄部１５の形成範囲が異なる。
水晶振動片２は、水晶基板１０の肉薄部１５が第２主面１２側の一端部１２ａの両端（＋Ｚ’側の端及び−Ｚ’側の端）に設けられている。

これによれば、水晶振動片２は、肉薄部１５が第２主面１２側の一端部１２ａの両端に設けられていることから、水晶基板１０における周囲より厚さが薄い領域が第１実施形態より少なくなる。
この結果、水晶振動片２は、第１実施形態より機械的強度を向上させることができる。
これにより、水晶振動片２は、耐衝撃性を向上させることができる。
なお、水晶振動片２は、肉薄部１５が第２主面１２側ではなく、第１主面１１側に設けられていてもよい。
また、水晶振動片２の製造方法は、第１実施形態の製造方法に準じるので説明を省略する。

（第２実施形態）
次に、上述した振動片と、振動片が収容されている容器と、を備えている振動子の一例としての水晶振動子について説明する。

図７は、第２実施形態の水晶振動子の概略構成を示す模式図である。図７（ａ）は、リッド（蓋体）側から見た平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図である。なお、平面図では、リッドを省略してある。また、上記第１実施形態との共通部分には、同一符号を付して詳細な説明を省略し、上記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図７に示すように、水晶振動子５は、上記第１実施形態の水晶振動片１または変形例の水晶振動片２のいずれか（ここでは、水晶振動片１とする）と、水晶振動片１が収容されている容器としてのパッケージ２０と、を備えている。
パッケージ２０は、平面形状が略矩形で凹部２２が設けられたパッケージベース２１と、パッケージベース２１の凹部２２を覆う平板状のリッド２３と、を備え、略直方体形状に形成されている。

パッケージベース２１には、セラミックグリーンシートを成形して積層し焼成した酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体、ガラスセラミックス焼結体などのセラミックス系の絶縁性材料、水晶、ガラス、シリコン（高抵抗シリコン）などが用いられている。
リッド２３には、パッケージベース２１と同材料、または、コバール、４２アロイなどの金属が用いられている。

パッケージベース２１の凹部２２の内底面２２ａ（内側の底面）には、水晶振動片１のマウント電極１７，１８に対向する位置に、接続端子としての内部端子２４ａ，２４ｂが設けられている。
水晶振動片１は、固定部１６（肉薄部１５（マウント電極１７，１８）及び段差部１５ａと、その周囲１９）が、内部端子２４ａ，２４ｂに、例えば、銀粉、金粉、銅粉、アルミニウム粉、カーボン粉、グラファイト粉などの導電フィラーが混合された、エポキシ系、シリコーン系、ポリイミド系などの接着剤としての導電性接着剤３０で固定されている。

導電性接着剤３０は、内部端子２４ａ，２４ｂ上にディスペンサーなどの塗布装置により適量が塗布され、水晶振動片１が所定の位置に載置された後、加熱硬化される。この際、導電性接着剤３０は、加熱によりエポキシ系、シリコーン系、ポリイミド系などのバインダー成分が収縮し、導電フィラー同士が接触した状態で硬化する。
これにより、水晶振動片１のマウント電極１７，１８と内部端子２４ａ，２４ｂとが電気的に接続されることになる。
ここで、導電性接着剤３０は、薄く塗布されていれば、バインダー成分が少ないことから、硬化に要する時間が短くなる（硬化が早くなる）とともに収縮量は小さくなり、厚く塗布されていれば、バインダー成分が多いことから、硬化に要する時間が長くなる（硬化が遅くなる）とともに収縮量は大きくなる。

パッケージベース２１の凹部２２とは反対側の外底面２５（外側の底面）には、矩形状の電極端子２６ａ，２６ｂが設けられている。
電極端子２６ａ，２６ｂは、図示しない内部配線により内部端子２４ａ，２４ｂと電気的に接続されている。詳述すると、電極端子２６ａは、内部端子２４ａと電気的に接続され、電極端子２６ｂは、内部端子２４ｂと電気的に接続されている。
なお、内部端子２４ａ，２４ｂ、電極端子２６ａ，２６ｂは、例えば、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）などのメタライズ層にＮｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）などの各被膜をメッキなどにより積層した金属被膜からなる。

水晶振動子５は、水晶振動片１がパッケージベース２１の内部端子２４ａ，２４ｂに固定された状態で、パッケージベース２１の凹部２２がリッド２３により覆われ、パッケージベース２１とリッド２３とがシームリング、低融点ガラス、接着剤などの接合部材２７で接合されることにより、パッケージベース２１の凹部２２が気密に封止されている。
なお、パッケージベース２１の気密に封止された凹部２２内は、減圧された真空状態（真空度の高い状態）または窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが充填された状態となっている。

なお、パッケージ２０は、平板状のパッケージベース２１と凹部を有するリッド２３などから構成されていてもよい。また、パッケージ２０は、パッケージベース２１及びリッド２３の両方に凹部を有していてもよい。

水晶振動子５は、例えば、電子機器のＩＣチップ内に集積化された発振回路から、電極端子２６ａ，２６ｂを経由して印加される駆動信号によって、水晶振動片１が厚みすべり振動を励振されて所定の周波数で共振（発振）し、電極端子２６ａ，２６ｂから共振信号（発振信号）を出力する。

上述したように、第２実施形態の水晶振動子５は、水晶振動片１の固定部１６（肉薄部１５（マウント電極１７，１８）及び段差部１５ａと、その周囲１９）が、内部端子２４ａ，２４ｂに導電性接着剤３０で固定されていることから、固定部１６における肉薄部１５及び段差部１５ａと、その周囲１９との導電性接着剤３０の厚さに大きな差が生じることになる。
この結果、水晶振動片１は、図７（ｂ）に示すように、導電性接着剤３０が薄くて早く硬化し収縮量が小さい周囲１９側を支点にして、厚くて遅く硬化し収縮量が大きい肉薄部１５側の導電性接着剤３０の収縮作用によって、一端部１２ａの反対側の他端部１２ｂが持ち上がることになる。
これにより、水晶振動子５は、水晶振動片１のパッケージ２０との干渉（具体的には、内底面２２ａとの接触など）を回避できることから、周波数変動などが生じ難くなり、振動特性を向上させることができる。

なお、水晶振動子５は、水晶振動片１に代えて、変形例の水晶振動片２を用いても、上記と同様の効果、及び変形例の水晶振動片２特有の効果が奏された水晶振動子を提供することができる。

なお、水晶振動子５は、マウント電極１７，１８の一方を内部端子２４ａ，２４ｂの一方に導電性接着剤３０で固定し、マウント電極１７，１８の他方を内部端子２４ａ，２４ｂの他方に金属ワイヤーを用いたワイヤーボンディングで接続してもよい。（この場合、マウント電極１７，１８及び内部端子２４ａ，２４ｂの位置は、適宜変更することになる。）
これにより、水晶振動子５は、導電性接着剤３０による水晶振動片１の固定箇所が１箇所となることから、固定箇所が２箇所の場合より熱応力の緩和を図ることができ、振動特性を更に向上させることができる。

（第３実施形態）
次に、上述した振動片と、振動片を駆動する回路と、を備えている発振器の一例としての水晶発振器について説明する。

図８は、第３実施形態の水晶発振器の概略構成を示す模式図である。図８（ａ）は、リッド側から見た平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＣ−Ｃ線での断面図である。なお、平面図では、リッドを省略してある。また、上記第１実施形態及び第２実施形態との共通部分には、同一符号を付して詳細な説明を省略し、上記第１実施形態及び第２実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図８に示すように、水晶発振器６は、上記第１実施形態の水晶振動片１または変形例の水晶振動片２のいずれか（ここでは、水晶振動片１とする）と、水晶振動片１を駆動する（発振させる）回路としてのＩＣチップ４０と、水晶振動片１及びＩＣチップ４０が収容されているパッケージ２０と、を備えている。

発振回路を内蔵するＩＣチップ４０は、パッケージベース２１の凹部２２の内底面２２ａに設けられた収容凹部２２ｂの底面２２ｃに、図示しない接着剤などを用いて固定されている。
ＩＣチップ４０は、図示しない接続パッドが、Ａｕ（金）、Ａｌ（アルミニウム）などの金属ワイヤー４１により、収容凹部２２ｂの底面２２ｃに設けられている内部接続端子２２ｄと電気的に接続されている。

内部接続端子２２ｄは、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）などのメタライズ層にＮｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）などの各被膜をメッキなどにより積層した金属被膜からなり、図示しない内部配線を経由して、パッケージ２０の外底面２５の四隅に設けられた電極端子２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ、内部端子２４ａ，２４ｂなどと電気的に接続されている。
なお、ＩＣチップ４０の接続パッドと内部接続端子２２ｄとの接続には、金属ワイヤー４１を用いたワイヤーボンディングによる接続方法以外に、ＩＣチップ４０を反転させてのフリップチップ実装による接続方法などを用いてもよい。

水晶発振器６は、ＩＣチップ４０から内部接続端子２２ｄ、内部端子２４ａ，２４ｂ、などを経由して印加される駆動信号によって、水晶振動片１が厚みすべり振動を励振されて所定の周波数で共振（発振）する。
そして、水晶発振器６は、この発振に伴って生じる発振信号をＩＣチップ４０、電極端子２６ａ，２６ｄ（２６ｃ，２６ｂ）などを経由して外部に出力する。

上述したように、第３実施形態の水晶発振器６は、水晶振動片１と、水晶振動片１を駆動するＩＣチップ４０と、水晶振動片１及びＩＣチップ４０が収容されているパッケージ２０と、を備えていることから、第１実施形態に記載の効果が奏された水晶発振器を提供することができる。具体的には、水晶発振器６は、周波数変動が少なく振動特性に優れた水晶発振器を提供することができる。
なお、水晶発振器６は、水晶振動片１に代えて、変形例の水晶振動片２を用いても、上記と同様の効果、及び変形例の水晶振動片２特有の効果が奏された水晶発振器を提供することができる。

なお、水晶発振器６は、ＩＣチップ４０をパッケージ２０に内蔵ではなく、外付けした構成のモジュール構造（例えば、１つの基板上に水晶振動子５及びＩＣチップ４０が個別に搭載されている構造）としてもよい。

（第４実施形態）
次に、上述した振動片を備えている電子機器として、携帯電話機を一例に挙げて説明する。
図９は、第４実施形態の携帯電話機を示す模式斜視図である。
携帯電話機７００は、上記第１実施形態の水晶振動片１または変形例の水晶振動片２を備えている携帯電話機である。
図９に示す携帯電話機７００は、上述した水晶振動片（１または２）を、例えば、基準クロック発振源などのタイミングデバイスとして用い、更に液晶表示装置７０１、複数の操作ボタン７０２、受話口７０３、及び送話口７０４を備えて構成されている。
これによれば、携帯電話機７００は、水晶振動片（１または２）を備えていることから、上記第１実施形態及び変形例で説明した効果が奏され、優れた性能を発揮することができる。
なお、携帯電話機７００の形態は、図示のタイプに限定されるものではなく、いわゆるスマートフォンタイプでもよい。

上述した振動片は、上記携帯電話機７００のような携帯電話機に限らず、電子ブック、パーソナルコンピューター、テレビ、デジタルスチールカメラ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、ナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、電子ゲーム機器、タッチパネルを備えた機器などのタイミングデバイスとして好適に用いることができ、いずれの場合にも上記第１実施形態及び変形例で説明した効果が奏され、優れた性能を発揮する電子機器を提供することができる。

（第５実施形態）
次に、上述した振動片を備えている移動体として、自動車を一例に挙げて説明する。
図１０は、第５実施形態の自動車を示す模式斜視図である。
自動車８００は、上記第１実施形態の水晶振動片１または変形例の水晶振動片２を備えている自動車である。
自動車８００は、上述した水晶振動片（１または２）を、例えば、搭載されている各種電子制御式装置（例えば、電子制御式燃料噴射装置、電子制御式ＡＢＳ装置、電子制御式一定速度走行装置など）の基準クロックを発生するタイミングデバイスとして用いている。
これによれば、自動車８００は、水晶振動片（１または２）を備えていることから、上記第１実施形態及び変形例で説明した効果が奏され、優れた性能を発揮することができる。

上述した振動片は、上記自動車８００に限らず、自走式ロボット、自走式搬送機器、列車、船舶、飛行機、人工衛星などを含む移動体のタイミングデバイスとして好適に用いることができ、いずれの場合にも上記第１実施形態及び変形例で説明した効果が奏され、優れた性能を発揮する移動体を提供することができる。

なお、振動片の素板の材料としては、水晶に限定されるものではなく、ＬｉＴａＯ₃（タンタル酸リチウム）、Ｌｉ₂Ｂ₄Ｏ₇（四ホウ酸リチウム）、ＬｉＮｂＯ₃（ニオブ酸リチウム）、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）などの圧電体、またはＳｉ（シリコン）などの半導体でもよい。
また、厚みすべり振動の駆動方法は、圧電体の圧電効果によるものの他に、クーロン力による静電駆動であってもよい。

１，２…振動片としての水晶振動片、５…振動子としての水晶振動子、６…発振器としての水晶発振器、１０…素板としての水晶基板、１１…第１主面、１２…第２主面、１２ａ…一端部、１２ｂ…他端部、１３，１４…励振電極、１５…肉薄部、１５ａ…段差部、１６…固定部、１７，１８…マウント電極、１９…段差部の周囲、２０…容器としてのパッケージ、２１…パッケージベース、２２…凹部、２２ａ…内底面、２２ｂ…収容凹部、２２ｃ…底面、２２ｄ…内部接続端子、２３…リッド（蓋体）、２４ａ，２４ｂ…接続端子としての内部端子、２５…外底面、２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ…電極端子、３０…接着剤としての導電性接着剤、４０…回路としてのＩＣチップ、４１…金属ワイヤー、１２０…外部部材、１３０…接着剤、３０１…第１マスク、３０２…第２マスク、７００…電子機器としての携帯電話機、７０１…液晶表示装置、７０２…操作ボタン、７０３…受話口、７０４…送話口、８００…移動体としての自動車。

Claims

第１主面および前記第１主面の裏側である第２主面を含む基板を有し、平面視で前記基板の一方の端部側であって、前記第１主面側に配置されている固定部、および前記第１主面側であって、平面視で前記固定部と離間して配置されている励振電極を備えている振動片と、
前記振動片が収容されている容器と、
前記固定部を前記容器に固定している接着剤と、
を備え、
前記固定部と前記励振電極とが並ぶ方向に対して交差し、且つ、前記第１主面に沿った方向から見たとき、
前記固定部は、
前記第１主面側の前記励振電極が設けられている領域の延長線上にある第１の辺と、
前記一方の端部の端縁と接続し、前記第１の辺よりも前記第２主面側にある第２の辺と、
前記第１の辺と前記第２の辺とを繋いでおり、前記第１の辺と前記第２の辺との間に段差を構成しているとともに、前記第１の辺の法線方向に対して傾斜している第３の辺と、
を有し、
前記接着剤は、平面視で、前記第１の辺、前記第３の辺、および前記第２の辺を含む領域と重なっていることを特徴とする振動子。
請求項１において、
前記第１の辺、前記第２の辺および前記第３の辺には、前記励振電極から引き出された電極が配置されていることを特徴とする振動子。
請求項２において、
前記容器は、内部に接続端子を有し、
前記固定部は前記接着剤を介して前記接続端子に固定されていることを特徴とする振動子。
請求項１ないし３のいずれか一項に振動子を備えていることを特徴とする電子機器。
請求項１ないし３のいずれか一項に振動子を備えていることを特徴とする移動体。
第１主面および前記第１主面の裏側である第２主面を含む基板を有し、平面視で前記基板の一方の端部側であって、前記第１主面側に配置されている固定部、および前記第１主面側であって、平面視で前記固定部と離間して配置されている励振電極を備えている振動片と、
前記振動片を駆動する回路と、
前記振動片および前記回路が収容されている容器と、
前記固定部を前記容器に固定している接着剤と、
を備え、
前記固定部と前記励振電極とが並ぶ方向に対して交差し、且つ、前記第１主面に沿った方向から見たとき、
前記固定部は、
前記第１主面側の前記励振電極が設けられている領域の延長線上にある第１の辺と、
前記一方の端部の端縁と接続し、前記第１の辺よりも前記第２主面側にある第２の辺と、
前記第１の辺と前記第２の辺とを繋いでおり、前記第１の辺と前記第２の辺との間に段差を構成しているとともに、前記第１の辺の法線方向に対して傾斜している第３の辺と、
を有し、
前記接着剤は、平面視で、前記第１の辺、前記第３の辺、および前記第２の辺を含む領域と重なっていることを特徴とする発振器。