JP6636683B2 - 圧電振動片及び圧電振動子 - Google Patents

Description

本発明は、圧電振動片及びそれを備える圧電振動子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圧電振動片を気密封止したものが知られている。

圧電振動片としては、いわゆるサイドアームタイプのものが知られている（例えば、特許文献１参照）。サイドアームタイプの圧電振動片とは、幅方向に間隔をおいて互いに平行に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、一対の振動腕部の両外側側方において基部から延設された支持腕部（サイドアーム）とを備えている。そして、この両サイドの支持腕部をマウント部として、パッケージ内に圧電振動片を実装している。具体的には、パッケージ側の電極パッドに、それぞれ導電性接着剤や金属バンプ等の導電性接合材を介し、両サイドの支持腕部の先端付近の表面にそれぞれ設けられたマウント電極を、接合している。これにより、パッケージ内への圧電振動片の実装を行うと共に、振動腕部上の励振電極に対する外部から電圧の印加を可能としている。

特開２００８−７２７０５号公報 特開２０１１−２３３９９０号公報

ところで、近年、圧電振動片の小型化への要求が益々高まっており、それに伴い、圧電振動片と導電性接合材との接合面積が小さくなることで、圧電振動片の実装強度の低下が懸念されている。実装強度が低下した場合、外部衝撃等で圧電振動片がパッケージのベース基板から外れたり、圧電振動片の位置ずれや電子部品の動作不良につながったりするおそれがある。

本発明は、前記の課題を解決するためになされたものであって、パッケージへの実装強度を高めることが可能な圧電振動片及びそれを備えた圧電振動子を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。

すなわち、本発明の圧電振動片は、厚さ方向と直交する幅方向に離間して配置され、前記厚さ方向及び幅方向と直交する長さ方向に延在して、延在方向における先端側が、基端側を固定端として振動する自由端とされた一対の振動腕部と、前記一対の振動腕部の両外側まで前記幅方向に延在し、前記一対の振動腕部の各基端側が一体に接続固定された基部と、前記一対の振動腕部の両外側において前記基部に接続され、該基部から前記一対の振動腕部と同じ方向に延びる一対の支持腕部と、前記振動腕部の表面に互いに絶縁された状態で配置された２系統の励振電極と、前記各支持腕部の厚さ方向に対向する２つの表面のうちの一方の表面に配置され、それぞれが前記２系統の励磁電極に導通されている一対のマウント電極と、を有し、前記一対のマウント電極が、圧電振動片を収容するパッケージ側の各電極パッドに、導電性接合材を介して接合される圧電振動片において、前記各支持腕部の前記マウント電極の周辺に、前記支持腕部の前記一方の表面から他方の表面に貫通する凹部を形成したことを特徴とする。

この構成によれば、マウント電極を形成した支持腕部の表面から凹部に導電性接合材が入り込むことにより、導電性接合材と圧電振動片との接合面積を広げることができ、導電性接合材と圧電振動片との接合強度を高めることができる。その結果、パッケージに対する圧電振動片の実装強度を高めることができる。
また、支持腕部に凹部が設けられていることより、その凹部が設けられている部分で、圧電振動片の実装時に生じる支持腕部の応力を緩和することができる。その結果、安定した振動特性を維持することができる。
さらに、支持腕部に凹部が設けられていることにより、その凹部が設けられている部分で、振動減衰効果を発揮することができる。従って、振動腕部に生じた振動がマウント電極を介してパッケージ側に伝わるのをできるだけ防止することができ、振動漏れ防止の効果を得ることができる。

前記本発明に係る圧電振動片において、前記各支持腕部の幅方向の側端面に、前記凹部を少なくとも一つ設けるようにしてもよい。

この場合、振動腕部の振動方向である各支持腕部の幅方向の側端面に凹部を複数設けたので、振動減衰効果を一層発揮することができ、振動漏れ防止効果を高めることができる。また、各支持腕部の幅方向の側端面に凹部を設ける分、この凹部に導電性接合材が入り込み易くなり、接合強度をより高めることができる。なお、凹部は一つであってもよいし、複数設けられていてもよい。いずれの場合であっても、所望の効果を得ることは可能である。

前記本発明に係る圧電振動片において、前記各支持腕部の幅方向における前記振動腕部側の側端面に、前記凹部を少なくとも一つ設けるようにしてもよい。

この場合、各支持腕部の振動腕部側（各支持腕部の内側）の側端面に凹部を設けたので、凹部を設けた支持腕部の幅方向の内側の撓み性能を高めることができ、一対の支持腕部の内側に配置された振動腕部から伝わってくる振動を吸収する効果を高めることができる。
また、支持腕部の内側の側端面に凹部があることにより、側端面に回り込んだ導電性接合材が凹部の内側に入り込むため、実装時に導電性接合材が振動腕部につくおそれを少なくすることができる。なお、凹部は一つであってもよいし、複数設けられていてもよい。いずれの場合であっても、所望の効果を得ることは可能である。

また、本発明に係る圧電振動子は、前記圧電振動片が、気密封止されたパッケージのキャビティ内に収容され、２つの前記電極パッドに、それぞれ前記導電性接合材を介して前記２つのマウント電極が接合されることにより、接合された部分を支持固定点として他の部分が前記パッケージから浮いた状態となるように、前記パッケージに、前記圧電振動片が実装されていることを特徴としている。

本発明によれば、パッケージへの実装強度を高めることができる。

本発明の実施形態に係る圧電振動片を備えた圧電振動子の外観斜視図である。 図１に示す圧電振動子の内部構成図であって、封口板を取り外した状態で圧電振動片を上方から見た図である。 図２に示す圧電振動子のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１に示す圧電振動子の分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る圧電振動片のマウント面側の平面図である。 図５のＢ部の作用説明用の拡大図である。 本発明の実施形態における第１変形例の要部の拡大斜視図である。 本発明の実施形態における第２変形例の要部の拡大斜視図である。 本発明の実施形態に係る圧電振動子を使用した発振器を示す構成図である。 本発明の実施形態に係る圧電振動子を使用した電子機器を示す構成図である。 本発明の実施形態に係る圧電振動子を使用した電波時計を示す構成図である。

以下、本発明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は、圧電振動子の外観斜視図、図２は、圧電振動子の内部構成図であって、封口板を取り外した状態で圧電振動片を上方から見た図、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、図４は、圧電振動子の分解斜視図である。
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。

なお、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。

前記パッケージ２は、パッケージ本体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との間に前記キャビティＣを形成する封口板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の方法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、前記切欠部１５となる。
また、第２ベース基板１１の上面は、圧電振動片３がマウントされる内壁に対応する実装面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。

封口板６は、シールリング１２上に重ねられた導電性基板であり、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、この封口板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、気密に封止された前記キャビティＣとして機能する。

なお、封口板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、封口板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、少なくとも封口板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が長さ方向Ｌ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。

すなわち、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。また、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、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とが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。また、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、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とが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。

第２ベース基板１１の実装面１１ａには、後述する圧電振動片３の一対の振動腕部３０、３１の先端３０ａ、３１ａに対向する部分に、凹部４０が形成されている。この凹部４０は、落下等による衝撃の影響によって、振動腕部３０、３１が厚み方向Ｔに変位（撓み変形）した際に、振動腕部３０、３１の先端３０ａ、３１ａとの接触を回避するためのものである。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。

（圧電振動片）
前記圧電振動片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、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。この圧電振動片３は、長さ方向Ｌに沿って互いに平行に延在し、延在方向における先端側が、基端側を固定端として振動する自由端とされた一対の振動腕部３０、３１と、一対の振動腕部３０、３１の両外側まで幅方向Ｗ延在し、一対の振動腕部３０、３１の各基端が一体に接続固定された基部３４と、一対の振動腕部３０、３１の両外側において基部３４に接続され、基部３４から振動腕部３０、３１と同じ方向に延びる一対の支持腕部３２、３３と、を備えている。

なお、圧電振動片３の形状はこれに限定されるものではなく、例えば振動腕部３０、３１が長さ方向Ｌに対して最大で５度程度傾斜して延びているような形状であってもよい。すなわち、基部の幅方向Ｗに離間して設けられる振動腕部３０、３１があり、それらの両外側に支持腕部３２、３３が設けられるような形状であれば、圧電振動片３の形状は特に限定されるものではない。

一対の振動腕部３０、３１は、例えば、先端側の幅寸法が基端側に比べて拡大されたハンマーヘッドタイプであってもよい。ハンマーヘッドタイプにした場合は、振動腕部３０、３１の先端側の重量および振動時の慣性モーメントを増大させることができ、それにより、振動腕部３０、３１を振動し易くすることができる.従って、振動腕部３０、３１の長さを短くすることができ、小型化が図れるメリットがある。

一対の振動腕部３０、３１は、厚さ方向Ｔの両表面に、振動腕部３０、３１の長さ方向（延在方向）Ｌに沿ってそれぞれ形成された溝部３７を備えている。溝部３７は、例えば、振動腕部３０、３１の基端側から長さ方向Ｌのほぼ中央付近に至る間に形成されている。
また、一対の振動腕部３０、３１の表面上には、これら振動腕部３０、３１を幅方向Ｗに振動させる、図示しない互いに絶縁された２系統の励振電極が設けられている。

図５は、圧電振動片のマウント面側の平面図である。
また、同図に示すように、支持腕部３３の厚さ方向に対向する２つの表面のうち一方の表面３２ａ、３３ａ（以下、この表面を「マウント面」という）上には、圧電振動片３をパッケージ２に実装する際のマウント部として、それぞれマウント電極３８Ａ、３８Ｂが設けられている。これらマウント電極３８Ａ、３８Ｂは、各支持腕部３２、３３の先端付近に配置されている。
なお、各マウント電極３８Ａ、３８Ｂと各励振電極３５、３６は、図示しない引き回し電極によりそれぞれ導通されており、これらの導電部は、連続してパターニングされることによって形成されている。

また、各支持腕部３２、３３上のマウント電極３８Ａ、３８Ｂの周辺における導電性接合材の付着し得る領域、つまり、図６に示すように、マウント電極３８Ａ、３８Ｂをパッケージ２側の電極パッド２０Ａ、２０Ｂ（図３参照）にペースト状の導電性接着剤５０を用いて接着する際に、マウント電極３２（３３）を含む範囲に塗布した導電性接着剤５０が付着し得る領域には、導電性接着剤５０が入り込み得る凹部５２が形成されている。

より具体的には、パッケージ２に圧電振動片３を実装する際、各マウント電極３８Ａ、３８Ｂ又は一対の電極パッド２０Ａ、２０Ｂに導電性接着剤５０を塗布し、パッケージ２に圧電振動片３を実装する。このとき、導電性接着剤５０が押し潰されて濡れ広がる。この導電性接着剤５０が濡れ広がる領域（塗布した導電性接着剤５０が付着し得る領域）に、導電性接着剤５０が入り込み得る凹部５２が形成されている。

本実施形態では、塗布した導電性接着剤５０が付着し得る領域として、各支持腕部３２（３３）の幅方向の内側の側端面に、マウント面３２ａ（３３ａ）から回り込んだ導電性接着剤５０の入り込む厚さ方向に沿った溝状の凹部５２が複数形成されている。即ち、各支持腕部３２（３３）の一方の表面から他方の表面に貫通する凹部５２が形成されている。この場合の凹部５２は、鋸歯状に複数連続して形成されているが、形態はこれに限られるものではなく、少なくとも一つ形成されていればよい。

そして、このように構成された圧電振動片３が、気密封止されたパッケージ２のキャビティＣ内に収容され、圧電振動片３の支持腕部３２、３３のマウント面３２ａ、３３ａに設けられた２つのマウント電極３８Ａ、３８Ｂが、パッケージ２の第２ベース基板１１の実装面１１ａに設けられた２つの電極パッド２０Ａ、２０Ｂにそれぞれ導電性接着剤を介して電気的及び機械的に接合されている。
これにより、圧電振動片３は、支持腕部３２、３３により第２ベース基板１１の実装面１１ａ上から浮いた状態で支持され、基部３４を介して、一対の振動腕部３０、３１の基端側が片持ち支持される。

そして、外部電極２１Ａ、２１Ｂに所定の電圧が印加されると、一対の励振電極３５、３６に電流が流れ、これら励振電極３５、３６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。この一対の振動腕部３０、３１の振動は、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源などとして用いられる。

なお、マウント電極３８Ａ、３８Ｂを電極パッド２０Ａ、２０Ｂに接合する導電性接合材として、導電性接着剤の代わりに金属バンプを使用することも可能である。導電性接着剤と金属バンプの共通点は、接合初期の段階において流動性を持つペースト状であり、接合後期の段階において固化して接合強度を発現する性質の導電性接合材であるということである。

以上の構成の圧電振動片３及び圧電振動子１によれば、図６に拡大して示すように、マウント電極３８Ａ（３８Ｂ）を形成した支持腕部３２（３３）の表面であるマウント面３２ａ（３３ａ）から凹部５２に導電性接着剤５０が入り込むことにより、導電性接着剤５０と圧電振動片３との接合面積を広げることができ、導電性接着剤５０と圧電振動片３との接合強度を高めることができる。その結果、パッケージ２に対する圧電振動片３の実装強度を高めることができる。

また、支持腕部３２、３３に凹部５２が設けられていることより、その凹部５２が設けられている部分で、圧電振動片３の実装時に生じる支持腕部３２、３３の応力を緩和することができる。その結果、安定した振動特性を維持することができる。即ち、実装時に支持腕部３２，３３が撓んだ状態で実装されたとしても、その変形を凹部５２において吸収することができる。撓んだ状態で実装されると、実装後に圧電振動片３が外れたり、圧電振動片３の振動特性が低下するなどの課題が生じるが、本実施形態によれば、凹部５２において撓みを吸収できるので、言い換えれば、撓み変形によって支持腕部３２（３３）の内部応力を緩和できるので、このような課題が生じる虞がない。
また、支持腕部３２、３３に凹部５２が設けられていることにより、その凹部５２が設けられている部分で、振動減衰効果を発揮することができる。従って、振動腕部３０、３１に生じた振動がマウント電極３０Ａ、３０Ｂを介してパッケージ２側に伝わることをできるだけ防止することができ、振動漏れ防止の効果を得ることができる。

この場合、振動腕部３０、３１の振動方向である各支持腕部３２、３３の幅方向Ｗの側端面に凹部５２が複数鋸歯状に設けられているので、接合強度が高められると共に、振動減衰効果を一層発揮することができ、振動漏れ防止効果を高めることができる。特に、各支持腕部３２、３３の幅方向の内側の側端面に凹部５２が設けられていることにより、凹部５２を設けた支持腕部３２、３３の幅方向の内側の撓み性能が高められ、一対の支持腕部３２、３３の内側に配置された振動腕部３０、３１から伝わってくる振動を吸収する効果を高めることができる。また、支持腕部３２、３３の内側の側端面に凹部５２があることにより、側端面に回り込んだ導電性接着剤５０が凹部５２の内側に入り込むため、実装時に導電性接着剤５０が振動腕部３０、３１につくおそれも少なくなる。

（発振器）
次に、本発明の実施形態の圧電振動子を使用した発振器の例について、図９を参照しながら説明する。
図９は、上述した圧電振動子を使用した発振器を示す構成図である。
同図に示すように、発振器１００は、前記圧電振動子１を、集積回路１０１に電気的に接続された発振子として使用したものである。

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内の圧電振動片が振動する。この振動は、圧電振動片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。

このように、本発振器１００によれば、上述した圧電振動子１を備えているので、同様に振動漏れを有効に抑えることのできる発振器１００とすることができる。

（電子機器）
次に、本発明の実施形態の圧電振動子を使用した電子機器の例について、図１０を参照して説明する。
図１０は、上述した圧電振動子を使用した電子機器を示す構成図である。
同図に示すように、電子機器は、前記圧電振動子１を使用した携帯情報機器１１０、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１０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。

このように、本携帯情報機器１１０によれば、上述した圧電振動子１を備えているので、同様に振動漏れを有効に抑えることのできる携帯情報機器１１０とすることができる。

（電波時計）
次に、本発明の実施形態の圧電振動子を使用した電波時計について、図１１を参照して説明する。
図１１は、上述した圧電振動子を使用した電波時計を示す構成図である。
同図に示すように、電波時計１３０は、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。

本電波時計１３０に使用する圧電振動子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。

このように、本電波時計１３０によれば、上述した圧電振動子１を備えているので、同様に振動漏れを有効に抑えることのできる電波時計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、支持腕部３２、３３の幅方向の内側の側端面に凹部５２を形成した場合を示したが、支持腕部３２、３３の幅方向の外側の側端面に凹部を形成してもよいし、支持腕部３２、３３の幅方向の内側と外側の両側端面に凹部５２を形成してもよい。

また、凹部５２の形状は、例えば、マウント面３２ａ、３３ａに塗布した導電性接着剤５０が実装時などに入り込み得る形状であればよく、側端面に形成する場合は、上述の実施形態のように、厚さ方向に沿った溝状にするのが望ましいが、必ずしも溝状に形成する必要はない。

（第１変形例）
例えば、図７に示す例のように、マウント面３２ａ（３３ａ）に形成する場合は、円形や多角形等の凹部５３を散在するように形成してもよい。また、側端面に形成する凹部５４についても、円形や多角形状にしてもよい。また、マウント面３２ａ（３３ａ）に形成する場合の凹部５３は、支持腕部３２（３３）の厚さ方向に貫通させてもよい。

（第２変形例）
また、図７に示す例のような円形や多角形状の凹部５４ではなく、図８に示す例のように、スリット状の凹部５５を設けてもよい。スリット状の凹部５５についても、マウント面３２ａ（３３ａ）に形成する場合は、支持腕部３２（３３）の厚さ方向に貫通させてもよい。

また、上述した実施形態では、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、圧電振動片３の振動腕部３０、３１の基端側の幅方向側部や支持腕部３２、３３の基端側の幅方向側部に振動吸収用の凹部を形成して、振動腕部３０、３１から支持腕部３２、３３に伝達される振動を減衰させ易くすることもできる。こうすることで、圧電振動片３からパッケージ２側へ振動漏れ（振動エネルギーの漏洩）を防止することができ、圧電振動片３の共振周波数の安定を図ることができる。

１…圧電振動子、２…パッケージ、３…圧電振動片、２０Ａ，２０Ｂ…電極パッド、３０，３１…振動腕部、３２，３３…支持腕部、３２ａ，３３ａ…マウント面（一方の表面）、３４…基部、３８Ａ，３８Ｂ…マウント電極、３５…第１の励振電極、３６…第２の励振電極、５０…導電性接着剤（導電性接合材）、５２，５３，５４，５５…凹部、Ｌ…長さ方向、Ｗ…幅方向、Ｔ…厚さ方向

Claims (2)

1. 厚さ方向と直交する幅方向に離間して配置され、前記厚さ方向及び幅方向と直交する長さ方向に延在して、延在方向における先端側が、基端側を固定端として振動する自由端とされた一対の振動腕部と、
   前記一対の振動腕部の両外側まで前記幅方向に延在し、前記一対の振動腕部の各基端側が一体に接続固定された基部と、
   前記一対の振動腕部の両外側において前記基部に接続され、該基部から前記一対の振動腕部と同じ側に延びる一対の支持腕部と、
   前記振動腕部の表面に互いに絶縁された状態で配置された２系統の励振電極と、
   前記各支持腕部の厚さ方向に対向する２つの表面のうちの一方の表面に配置され、それぞれが前記２系統の励振電極に導通されている一対のマウント電極と、
   を有し、
   前記一対のマウント電極が、圧電振動片を収容するパッケージ側の各電極パッドに、導電性接合材を介して接合される圧電振動片において、
   前記各支持腕部の前記マウント電極の周辺であって前記各支持腕部の幅方向における前記振動腕部側の側端面に、前記支持腕部の前記一方の表面から他方の表面に貫通する凹部を少なくとも一つ形成し、
   前記導電性接合材が付着し得る領域には、凹部が形成されていることを特徴とする圧電振動片。
2. 請求項１に記載の圧電振動片が、気密封止されたパッケージのキャビティ内に収容され、
   ２つの前記電極パッドに、それぞれ前記導電性接合材を介して前記２つのマウント電極が接合されることにより、接合された部分を支持固定点として他の部分が前記パッケージから浮いた状態となるように、前記パッケージに、前記圧電振動片が実装され、全ての前記凹部に前記導電性接合材が入りこんでいることを特徴とする圧電振動子。

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