JP7043035B2 - 音叉型圧電振動子及びその製造方法 - Google Patents

音叉型圧電振動子及びその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、音叉型圧電振動子及びその製造方法に関する。
圧電振動子は、移動体通信機などに搭載されており、例えばタイミングデバイスや荷重センサとして利用される。圧電振動子は、例えば、ベース部材と、接合部材によってベース部材に接合された蓋部材と、ベース部材と蓋部材との間に形成され内部空間に導電性保持部材によって保持された圧電振動素子とを備える。
例えば、特許文献１には、基部と、基部から並行に延びる一対の振動腕部と、基部において一対の振動腕部が延びる方向に並べて設けられた一対の接続電極と、を備える音叉型圧電振動素子が開示されている。
特開２０１５－１２８２６２号公報
しかしながら、特許文献１に記載の音叉型圧電振動素子においては、音叉型圧電振動素子の重心が基部よりも一対の振動腕部の先端側に位置するため、音叉型圧電振動素子をベース部材に搭載するときに振動腕部の先端が下がる。このため、振動腕部の先端とベース部材との物理的な干渉が発生するという問題が生じていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、内部での物理的な干渉を抑制できる音叉型圧電振動子及びその製造方法の提供である。
本発明の一態様に係る音叉型圧電振動子は、基部と、基部から延在するとともに基部とは反対の先端に設けられた錘部を有する一対の振動腕部と、一対の振動腕部に設けられた一対の励振電極と、一対の励振電極に電気的に接続され且つ基部に設けられた一対の接続電極と、を有する音叉型圧電振動素子と、一対の接続電極との間に導電性保持部材を挟んで音叉型圧電振動素子が搭載されたベース部材と、備え、一対の接続電極は、それぞれ、一対の振動腕が延在する方向に並んで設けられ、一対の接続電極は、基部における錘部の側であってベース部材に対向する主面に配置された第１接続電極と、基部における錘部とは反対の側であって主面及び主面と交差する側面に配置された第２接続電極とを含み、導電性保持部材は、主面に沿って第１接続電極に接合された第１導電性保持部材と、主面及び側面に沿って第２接続電極に接合された第２導電性保持部材とを含む。
本発明の他の一態様に係る音叉型圧電振動子の製造方法は、基部と、基部から並行に延在するとともに基部とは反対の先端に設けられた錘部を有する一対の振動腕部と、一対の振動腕部に設けられた一対の励振電極と、一対の励振電極に電気的に接続され且つ基部に設けられた一対の接続電極と、を有する音叉型圧電振動素子を準備すること、ベース部材を準備すること、音叉型圧電振動素子の一対の接続電極とベース部材との間に導電性接着剤を設けること、及び、導電性接着剤を硬化させて導電性保持部材を得ること、を備え、一対の接続電極は、それぞれ、一対の振動腕が延在する方向に並んで設けられ、一対の接続電極は、基部における錘部の側であってベース部材に対向する主面に配置された第１接続電極と、基部における錘部とは反対の側であって主面及び主面と交差する側面に配置された第２接続電極とを含み、導電性接着剤を設けることは、主面に沿って第１接続電極に接触する第１導電性接着剤を設けること、及び、主面及び側面に沿って第２接続電極に接触する第２導電性接着剤を設けることを含み、導電性保持部材と第２接続電極との接合面の面積が、導電性保持部材と第１接続電極との接合面の面積よりも大きい。
本発明の他の一態様に係る音叉型圧電振動子の製造方法は、基部と、基部から並行に延在するとともに基部とは反対の先端に設けられた錘部を有する一対の振動腕部と、一対の振動腕部に設けられた一対の励振電極と、一対の励振電極に電気的に接続され且つ基部に設けられた一対の接続電極と、を有する音叉型圧電振動素子を準備すること、ベース部材を準備すること、音叉型圧電振動素子の一対の接続電極とベース部材との間に導電性接着剤を設けること、及び、導電性接着剤を硬化させて導電性保持部材を得ること、を備え、一対の接続電極は、それぞれ、一対の振動腕が延在する方向に並んで設けられ、一対の接続電極は、基部における錘部の側であってベース部材に対向する主面に配置された第１接続電極と、基部における錘部とは反対の側であって主面及び主面と交差する側面に配置された第２接続電極とを含み、導電性接着剤を設けることは、主面に沿って第１接続電極に接触する第１導電性接着剤を設けること、及び、主面及び側面に沿って第２接続電極に接触する第２導電性接着剤を設けることを含み、導電性接着剤を設けることは、第２導電性接着剤の第２接続電極に対する接触面の外周が、第１導電性接着剤の第１接続電極に対する接触面の外周よりも長くなるように導電性接着剤を設ける。
本発明によれば、内部での物理的な干渉を抑制できる音叉型圧電振動子及びその製造方法が提供できる。
第１実施形態に係る音叉型水晶振動子の構成を概略的に示す分解斜視図である。 図１に示した音叉型水晶振動子のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面の構成を概略的に示す断面図である。 第１実施形態に係る音叉型水晶振動素子を上から見た平面図である（下面の電極を破線で示している）。 第１実施形態に係る音叉型水晶振動素子を上から見た平面図である（上面の電極を実線で示している。）。 図３及び図４に示した音叉型水晶振動素子のＶ－Ｖ線に沿った断面の構成を概略的に示す断面図である。 第１実施形態に係る音叉型水晶振動子の製造方法を概略的に示すフローチャートである。 接続電極を形成する工程を概略的に示す図である。 ベース部材に導電性接着剤を塗布する工程を概略的に示す図である。 音叉型水晶振動素子を導電性接着剤の上に載せる工程を概略的に示す図である。 導電性接着剤を硬化させる工程を概略的に示す図である。 ベース部材と蓋部材とを接合する工程を概略的に示す図である。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。各実施形態の図面は例示であり、各部の寸法や形状は模式的なものであり、本願発明の技術的範囲を当該実施形態に限定して解するべきではない。
以下の説明において、圧電振動子（Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ Ｕｎｉｔ）の一例として、水晶振動素子（Ｑｕａｒｔｚ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）を備えた水晶振動子（Ｑｕａｒｔｚ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ Ｕｎｉｔ）を例に挙げて説明する。水晶振動素子は、圧電効果によって励振される圧電体として、水晶片（Ｑｕａｒｔｚ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）を利用するものである。水晶振動子は圧電振動子の一例に相当し、水晶振動素子は圧電振動素子の一例に相当し、水晶片は圧電片の一例に相当する。
なお、本発明の実施形態に係る圧電片は水晶片に限定されるものではない。圧電片は、圧電単結晶、圧電セラミック、圧電薄膜、又は、圧電高分子膜などの任意の圧電材料によって形成されてもよい。一例として、圧電単結晶は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）を挙げることができる。同様に、圧電セラミックは、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（ＺｒｘＴｉ１－ｘ）Ｏ３；ＰＺＴ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、メタニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ２Ｏ６）、チタン酸ビスマス（Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２）タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、ランガサイト（Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４）、又は、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）などを挙げることができる。圧電薄膜は、石英、又は、サファイアなどの基板上に上記の圧電セラミックをスパッタリング法などによって成膜したものを挙げることができる。圧電高分子膜は、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、又は、フッ化ビニリデン／三フッ化エチレン（ＶＤＦ／ＴｒＦＥ）共重合体などを挙げることができる。上記の各種圧電材料は、互いに積層して用いられてもよく、他の部材に積層されてもよい。
＜第１実施形態＞
まず、図１～図５を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る音叉型水晶振動子（Ｔｕｎｉｎｇ－Ｆｏｒｋ Ｑｕａｒｔｚ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ Ｕｎｉｔ）１の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る音叉型水晶振動子の構成を概略的に示す分解斜視図である。図２は、図１に示した音叉型水晶振動子のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面の構成を概略的に示す断面図である。図３及び図４は、第１実施形態に係る音叉型水晶振動素子の構成を概略的に示す平面図である。図５は、図３及び図４に示した音叉型水晶振動素子のＶ－Ｖ線に沿った断面の構成を概略的に示す断面図である。
図１及び図２においては、音叉型水晶振動素子１０の電極の一部（励振電極、引出電極）の図示を省略している。また、図３及び図４はいずれも、音叉型水晶振動素子１０を上から見た平面視の図であり、図３では、音叉型水晶振動素子１０の下面の電極を破線で示し、図４では、音叉型水晶振動素子１０の上面の電極を実線で示している。
各々の図面には、各々の図面相互の関係を明確にし、各部材の位置関係を理解する助けとするために、便宜的にＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸からなる直交座標系を付すことがある。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は各図面において互いに対応している。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、それぞれ、後述の水晶片１１の結晶軸に対応しており、Ｘ軸が電気軸（極性軸）、Ｙ軸が機械軸、Ｚ軸が光学軸に対応している。以下の説明において、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」という。また、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の矢印の先端方向を「＋（プラス）」、矢印とは反対の方向を「－（マイナス）」という。
音叉型水晶振動子１は、音叉型圧電振動子の一種である。図１に示すように、音叉型水晶振動子１は、音叉型水晶振動素子１０と、蓋部材２０と、ベース部材３０と、接合部材４０と、を備えている。音叉型水晶振動素子１０は、圧電駆動型の振動素子の一種である。ベース部材３０及び蓋部材２０は、音叉型水晶振動素子１０を収容するための保持器である。ここで図示した例では、蓋部材２０は平板状をなしており、ベース部材３０は音叉型水晶振動素子１０を囲む凹部を有する箱状をなしているが、これに限定されるものではない。蓋部材２０が音叉型水晶振動素子１０を囲む凹部を有する箱状をなしてもよく、ベース部材３０が平板状をなしてもよい。なお、音叉型水晶振動素子１０の上面は蓋部材２０に対向し、音叉型水晶振動素子１０の下面はベース部材３０に対向する。
音叉型水晶振動素子１０は、水晶片１１、第１励振電極８２ａ、第２励振電極８２ｂ、第１引出電極８４ａ、第２引出電極８４ｂ、第１接続電極８６ａ及び第２接続電極８６ｂを備えている。水晶片１１は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸からなる直交座標系において、Ｘ軸及びＹ軸によって特定される面と平行な面（以下、「ＸＹ面」という。他の軸によって特定される面についても同様である。）が主面となり、Ｚ軸と平行な方向が厚さとなるように形成される。例えば、水晶片１１は、人工水晶（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｑｕａｒｔｚ Ｃｒｙｓｔａｌ）の結晶体を切断及び研磨加工して水晶基板とし、当該水晶基板を音叉型に加工したものである。なお、水晶片１１の主面はＸＹ面に限定されるものではなく、ＸＹ面から任意の方向に傾いてもよい。
図１に示すように、水晶片１１は、基部５０と、第１振動腕部６０ａと、第２振動腕部６０ｂとを有している。図２に示すように、水晶片１１は、互いに対向する第１主面１２Ａ及び第２主面１２Ｂを有している。第１主面（下面）１２Ａは、ベース部材３０の側に位置し、第２主面（上面）１２Ｂは、蓋部材２０の側に位置している。水晶片１１の第２主面１２Ｂを平面視したとき、水晶片１１の重心Ｇ（第２主面１２Ｂを平面視したときの水晶片１１の幾何中心）は、基部５０、第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂの外側に位置している。具体的には、水晶片１１の第２主面１２Ｂを平面視したとき、水晶片１１の重心Ｇは、基部５０から視て第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂのそれぞれの先端の側に位置し、第１振動腕部６０ａと第２振動腕部６０ｂとの間に位置している。水晶片１１は、重心Ｇを通りＹ軸方向に延在する中心線ＣＬを含むＹＺ面を対称面とする面対称な構造である。
基部５０は、水晶片１１の－Ｙ軸方向の側の端部において、第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂを連結している。基部５０は、中心線ＣＬを対称面とする面対称な略平板状に設けられている。基部５０は、第１主面１２Ａの側に下面５０Ａを有し、第２主面１２Ｂの側に上面５０Ｂを有している。言い換えると、下面５０Ａは第１主面１２Ａの一部であり、上面５０Ｂは第２主面１２Ｂの一部である。また、基部５０は、第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂの側において下面５０Ａと上面５０Ｂとを繋ぐ前端面５０Ｃを有し、前端面５０Ｃとは反対側において下面５０Ａと上面５０Ｂとを繋ぐ後端面５０Ｄとを有している。前端面５０Ｃ及び後端面５０Ｄは、それぞれ、基部５０の側面の一部である。
上面５０Ｂを平面視したとき、下面５０Ａ及び上面５０Ｂのそれぞれは、中心線ＣＬによってＸ軸方向において二等分される。言い換えると、中心線ＣＬは、下面５０Ａ及び上面５０Ｂのそれぞれの対称線である。下面５０Ａ及び上面５０Ｂの形状は、平面状である。また、前端面５０Ｃの形状は、第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂの根本を除くと平面状である。また、後端面５０Ｄの形状は、Ｘ軸方向における中央部（中心線ＣＬ）に近付くにつれて前端面５０Ｃから遠ざかる曲面状である。基部５０のＹ軸方向に沿う長さの最大値は、例えば、５０μｍ以上３００μｍ以下である。
第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂは、一対の振動腕部を構成し、基部５０から＋Ｙ軸方向に沿って並行に延出している。より具体的には、第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂは、基部５０の前端面５０Ｃから延出している。第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂはＸ軸方向において並んでいる。第１振動腕部６０ａは、第２振動腕部６０ｂの＋Ｘ軸方向側に設けられている。つまり、水晶片１１は、基部５０と一対の振動腕部（第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂ）とによって、略Ｕ字状に設けられている。
図３及び図４に示すように、第１振動腕部６０ａは、腕部６２ａ及び錘部６４ａを有し、第２振動腕部６０ｂは、腕部６２ｂ及び錘部６４ｂを有している。腕部６２ａ及び腕部６２ｂは基部５０に接続されている。錘部６４ａ及び錘部６４ｂはそれぞれ腕部６２ａ及び腕部６２ｂに接続されている。つまり、第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂは、それぞれ、先端に錘部６４ａ及び錘部６４ｂを有している。
図５に示すように、第１振動腕部６０ａの腕部６２ａには、第１主面１２Ａ及び第２主面１２Ｂのそれぞれの側に開口する有底の溝部６３ａが形成されている。第２振動腕部６０ｂの腕部６２ｂには、第１主面１２Ａ及び第２主面１２Ｂのそれぞれの側に開口する有底の溝部６３ｂが形成されている。したがって、腕部６２ａ及び腕部６２ｂのＸＺ面と平行な断面の形状は、略Ｈ字状である。溝部６３ａ及び溝部６３ｂは、Ｙ軸方向に沿って延在している。図３及び図４に示すように、溝部６３ａの先端（基部５０の側とは反対側の端）は、腕部６２ａと錘部６４ａとの境界に位置し、溝部６３ａの基端（基部５０の側の端）は、基部５０と腕部６２ａとの境界に位置している。溝部６３ｂの先端及び基端も同様である。このように溝部６３ａ及び溝部６３ｂを設けることで、第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂの動きやすさが向上し、第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂから基部５０への振動漏れが抑制できる。また、音叉型水晶振動素子１０の等価直列抵抗、ＣＩ（Ｃｒｙｓｔａｌ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）値が小さくでき、消費電力が低減できる。なお、溝部６３ａ及び溝部６３ｂの長さは特に限定されるものではなく、それぞれ、錘部６４ａ及び錘部６４ｂにも形成されてもよく、基部５０にも形成されてもよい。
第１振動腕部６０ａの錘部６４ａの形状は、略平板状である。図３及び図４に示すように、錘部６４ａのＸ軸方向に沿った幅Ｗ１は、腕部６２ａのＸ軸方向に沿った幅Ｗ２よりも大きい。幅Ｗ２に対する幅Ｗ１の比（Ｗ１／Ｗ２）は、２以上１０以下であることが望ましく、５以上７以下であることがさらに望ましい。第２振動腕部６０ｂの錘部６４ｂについても同様である。これにより、屈曲振動する音叉型水晶振動素子１０の圧縮部と伸張部との間で発生する熱伝導により生じる振動エネルギの損失などに起因する熱弾性損失が低減できる。さらに、錘部６４ａ及び錘部６４ｂの捻じれなどに起因する振動漏れが抑制できる。
なお、錘部は、それぞれ、Ｙ軸方向に沿った単位長さ当たりの質量が腕部よりも大きければ、その形状を上記に限定されるものではない。例えば、錘部は、腕部の幅と同じ大きさの幅を有しており、腕部よりも厚い形状であってもよい。また、錘部の表面や錘部に形成した凹部に、金などの水晶よりも質量密度の高い金属を設けることによって、錘部の単位長さ当たりの質量を、腕部の単位長さ当たりの質量よりも大きくしてもよい。また、錘部は、腕部よりも質量密度の高い物質から構成されていてもよい。
第１励振電極８２ａ及び第２励振電極８２ｂは、一対の駆動信号として供給される印加電圧によって第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂ中に電場を形成し、圧電効果によって第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂを励振させる。
図３～図５に示すように、第１励振電極８２ａ及び第２励振電極８２ｂは、第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂに設けられている。図５に示すように、第１振動腕部６０ａの腕部６２ａにおいて、第１励振電極８２ａは、溝部６３ａの内部における腕部６２ａの表面に設けられている。また、第２励振電極８２ｂは、Ｘ軸方向において第１励振電極８２ａと対向するように、腕部６２ａの外側の側面に設けられている。第２振動腕部６０ｂの腕部６２ｂでは、第２励振電極８２ｂが溝部６３ｂの内部に設けられ、第１励振電極８２ａが腕部６２ｂの外側の側面に設けられている。また、図３及び図４に示すように、第１振動腕部６０ａの錘部６４ａの第１主面１２Ａ及び第２主面１２Ｂには、第２励振電極８２ｂが設けられている。第２振動腕部６０ｂの錘部６４ｂの第１主面１２Ａ及び第２主面１２Ｂには、第１励振電極８２ａが設けられている。
図３及び図４に示すように、第１引出電極８４ａ及び第２引出電極８４ｂは、基部５０において、下面５０Ａの側及び上面５０Ｂの側に設けられている。第１引出電極８４ａは、第１振動腕部６０ａに設けられた第１励振電極８２ａと、第２振動腕部６０ｂに設けられた第１励振電極８２ａと、を電気的に接続している。さらに、第１引出電極８４ａは、第１励振電極８２ａと第１接続電極８６ａとを電気的に接続している。第２引出電極８４ｂは、第１振動腕部６０ａに設けられた第２励振電極８２ｂと、第２振動腕部６０ｂに設けられた第２励振電極８２ｂと、を電気的に接続している。さらに、第２引出電極８４ｂは、第２励振電極８２ｂと第２接続電極８６ｂとを電気的に接続している。なお、第１引出電極８４ａ及び第２引出電極８４ｂは、水晶片１１の第１主面１２Ａと第２主面１２Ｂとを結ぶ側面、例えば基部５０の前端面５０Ｃにも設けられている。
第１接続電極８６ａ及び第２接続電極８６ｂは、それぞれ、外部から入力される一対の駆動信号を第１接続電極８６ａ及び第２接続電極８６ｂへと供給する。当該一対の駆動信号のうち一方の駆動信号は、第１接続電極８６ａから第１引出電極８４ａを通して第１励振電極８２ａに供給される。当該一方の駆動信号と対を成す他方の駆動信号は、第２接続電極８６ｂから第２引出電極８４ｂを通して第２励振電極８２ｂに供給される。
図３及び図４に示すように、第１接続電極８６ａは基部５０の下面５０Ａに設けられている。第２接続電極８６ｂは、基部５０の下面５０Ａ及び後端面５０Ｄに設けられている。第１接続電極８６ａ及び第２接続電極８６ｂは、第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂの延在方向であるＹ軸方向に沿って並んでいる。具体的には、中心線ＣＬに沿って、第１接続電極８６ａ及び第２接続電極８６ｂが並んでおり、望ましくは、水晶片１１の重心Ｇと、第１接続電極８６ａの重心と、第２接続電極８６ｂの重心とが同一直線（中心線ＣＬ）上に位置する。
第１接続電極８６ａは、第２接続電極８６ｂから視て、錘部６４ａ，６４ｂの側に位置している。第１接続電極８６ａが基部５０のＸ軸方向における中心に位置しているため、第１接続電極８６ａが中心線ＣＬから離れて配置される構造に比べて、第１振動腕部６０ａ側の第１励振電極８２ａと第１接続電極８６ａとを繋ぐ第１引出電極８４ａの長さと、第２振動腕部６０ｂ側の第１励振電極８２ａと第１接続電極８６ａとを繋ぐ第１引出電極８４ａの長さとの差が小さい。
第２接続電極８６ｂは、第１接続電極８６ａから視て、錘部６４ａ，６４ｂとは反対の側に位置している。言い換えると、第１接続電極８６ａは、重心Ｇと第２接続電極８６ｂとの間に位置している。このため、第１引出電極８４ａと同様に、第１振動腕部６０ａ側の第２励振電極８２ｂと第２接続電極８６ｂとを繋ぐ第２引出電極８４ｂの長さと、第２振動腕部６０ｂ側の第２励振電極８２ｂと第２接続電極８６ｂとを繋ぐ第２引出電極８４ｂの長さとの差が小さい。
図３に示した例では、基部５０を平面視したとき、第２接続電極８６ｂの面積は、第１接続電極８６ａの面積よりも大きい。但し、本実施形態においては、第２接続電極８６ｂの表面積の総和が第１接続電極８６ａの表面積の総和よりも大きければよく、基部５０を平面視したとき、第２接続電極８６ｂの面積は、第１接続電極８６ａの面積よりも小さくてもよい。第２接続電極８６ｂと第２導電性保持部材３６ｂとの第２接合面７６ｂの外周は、第１接続電極８６ａと第１導電性保持部材３６ａとの第１接合面７６ａの外周よりも大きい。また、第２接合面７６ｂの表面積の総和は第１接合面７６ａの表面積の総和よりも大きく、水晶片１１を平面視したときの第２接合面７６ｂの面積は第１接合面７６ａの面積よりも大きい。但し、第２接合面７６ｂの表面積の総和が第１接合面７６ａの表面積の総和よりも大きければ、水晶片１１を平面視したときの第２接合面７６ｂの面積は第１接合面７６ａの面積よりも小さくてもよい。
蓋部材２０は、ＸＹ面に沿って延在する主面を有する平板状をなしており、後述するベース部材３０の凹部３９を覆っている。これによって、蓋部材２０は、ベース部材３０との間に音叉型水晶振動素子１０の振動空間を形成している。水晶片１１の第２主面１２Ｂを平面視したとき、蓋部材２０の平面形状は略矩形状である。蓋部材２０の材質は特に限定されるものではないが、例えば金属などの導電性材料で構成される。導電性材料を含むことで、音叉型水晶振動子１の内部へ出入りする電磁波の少なくとも一部を遮蔽する電磁シールド機能が得られる。
ベース部材３０は、音叉型水晶振動素子１０を励振可能に保持するものである。ベース部材３０は＋Ｚ軸方向に開口した箱状をなしている。具体的には、ベース部材３０は、蓋部材２０の側に開口した凹部３９を有している。ベース部材３０は基体３１を有している。基体３１は、ＸＹ面に延在する主面を有する平板状の底板部３８ａと、底板部３８ａの縁から＋Ｚ軸方向に延出した側壁部３８ｂとを有している。凹部３９は、底板部３８ａと側壁部３８ｂとによって形成されており、凹部３９には音叉型水晶振動素子１０が収容されている。言い換えると、音叉型水晶振動素子１０は、ＸＹ面方向において、側壁部３８ｂによって囲まれている。水晶片１１の第２主面１２Ｂを平面視したとき、ベース部材３０の平面形状は略矩形状である。基体３１は、絶縁性セラミックなどの焼結材であり、例えばアルミナによって設けられている。基体３１は、耐熱性材料によって構成されることが好ましい。熱履歴によって音叉型水晶振動素子１０にかかる応力を抑制する観点から、基体３１は、水晶片１１に近い熱膨張率を有する材料によって設けられてもよく、例えば水晶によって設けられてもよい。
ベース部材３０は、底板部３８ａの音叉型水晶振動素子１０の側に設けられた第１電極パッド３３ａ及び第２電極パッド３３ｂと、底板部３８ａの音叉型水晶振動素子１０とは反対側に設けられた第１外部電極３５ａ及び第２外部電極３５ｂと、を有する。第１電極パッド３３ａ及び第２電極パッド３３ｂは、ベース部材３０と音叉型水晶振動素子１０とを電気的に接続するための端子である。また、第１外部電極３５ａ及び第２外部電極３５ｂは、図示しない回路基板と音叉型水晶振動子１とを電気的に接続するための端子である。
第１電極パッド３３ａ及び第２電極パッド３３ｂは、Ｙ軸方向に沿って並んでいる。水晶片１１の第２主面１２Ｂを平面視したとき、第１電極パッド３３ａは第１接続電極８６ａ及び第１導電性保持部材３６ａと重なり、第２電極パッド３３ｂは第２接続電極８６ｂ及び第２導電性保持部材３６ｂと重なっている。また、第２電極パッド３３ｂの面積は第１電極パッド３３ａの面積よりも大きい。
第１外部電極３５ａ及び第２外部電極３５ｂは、Ｙ軸方向に沿って並んでいる。第１外部電極３５ａは、Ｚ軸方向に延在する第１ビア電極３４ａを介して第１電極パッド３３ａに電気的に接続されている。第２外部電極３５ｂは、Ｚ軸方向に延在する第２ビア電極３４ｂを介して第２電極パッド３３ｂに電気的に接続されている。第１ビア電極３４ａ及び第２ビア電極３４ｂは、基体３１をＺ軸方向に貫通するビアホール内に形成される。なお、ベース部材３０の音叉型水晶振動素子１０とは反対側には、外部電極として、電気信号等が入出力されないダミー電極、蓋部材２０に接地電位を供給して蓋部材２０の電磁シールド機能を向上させる接地電極、等が設けられてもよい。
第１導電性保持部材３６ａ及び第２導電性保持部材３６ｂは、ベース部材３０の底板部３８ａと基部５０の下面５０Ａとの間に設けられている。第１導電性保持部材３６ａは、第１接続電極８６ａと第１電極パッド３３ａとを電気的に接続している。第１導電性保持部材３６ａは、基部５０の下面５０Ａに沿って第１接続電極８６ａに接合され、第１電極パッド３３ａに接合されている。第２導電性保持部材３６ｂは、第２接続電極８６ｂと第２電極パッド３３ｂとを電気的に接続している。第２導電性保持部材３６ｂは、基部５０の下面５０Ａ及び後端面５０Ｄに沿って第２接続電極８６ｂに接合され、第２電極パッド３３ｂに接合されている。また、第１導電性保持部材３６ａ及び第２導電性保持部材３６ｂは、第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂが励振可能となるように、ベース部材３０から間隔を空けて音叉型水晶振動素子１０を保持している。第２導電性保持部材３６ｂの体積は第１導電性保持部材３６ａの体積よりも大きい。また、第２導電性保持部材３６ｂの露出面の表面積は、第１導電性保持部材３６ａの露出面の表面積よりも大きい。ここでいう導電性保持部材の露出面とは、導電性保持部材の表面のうち接続電極及び電極パッドに接合されていない面を指す。
第１導電性保持部材３６ａ及び第２導電性保持部材３６ｂは、例えば、エポキシ系樹脂あるいはシリコーン系樹脂を主剤とする熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂等を含む導電性接着剤によって設けられている。このような導電性接着剤には、導電性を与えるための添加物として、例えば銀（Ａｇ）を含む導電性粒子が含まれている。第１導電性保持部材３６ａ及び第２導電性保持部材３６ｂには、さらに、強度を増加させる目的、あるいはベース部材３０と音叉型水晶振動素子１０との間隔を保つ目的で、フィラーが添加されてもよい。当該フィラーは、セラミック、樹脂などによって形成された球状フィラーや繊維状フィラーであり、例えば導電性粒子よりも大きい。また、当該フィラーは、導電性を有してもよく、例えば金属フィラーであってもよい。なお、第１導電性保持部材３６ａ及び第２導電性保持部材３６ｂは、金属半田によって設けられてもよい。
ベース部材３０の側壁部３８ｂには、封止部材３７が設けられている。封止部材３７は、接合部材４０よりも基体３１との密着性が良好な材料によって設けられている。したがって、封止部材３７によって蓋部材２０とベース部材３０との接合強度が向上する。図１に示す例では、封止部材３７の形状は、矩形の枠状である。また、水晶片１１の第２主面１２Ｂを平面視したとき、封止部材３７が音叉型水晶振動素子１０を囲むように設けられており、第１電極パッド３３ａ及び第２電極パッド３３ｂが封止部材３７の内側に配置されている。封止部材３７は、導電性材料により構成されている。例えば、封止部材３７の材料が第１電極パッド３３ａ及び第２電極パッド３３ｂと同じ材料で構成され、封止部材３７の形成工程が第１電極パッド３３ａ及び第２電極パッド３３ｂの形成工程で同時に実施される。
接合部材４０は、蓋部材２０及びベース部材３０の各全周に亘って設けられている。具体的には、接合部材４０は封止部材３７上に設けられ、矩形の枠状に形成されている。封止部材３７及び接合部材４０は、蓋部材２０とベース部材３０の側壁部３８ｂとの間に挟まれる。
蓋部材２０及びベース部材３０の両者が封止部材３７及び接合部材４０を挟んで接合されることによって、音叉型水晶振動素子１０が、蓋部材２０とベース部材３０とによって囲まれた内部空間（キャビティ）に封止される。当該内部空間はベース部材３０の凹部３９に対応する。内部空間は、気圧が大気圧よりも低圧であることが好ましく、真空状態であることが更に好ましい。これによれば、音叉型水晶振動素子１０やベース部材３０の電極の酸化が抑制できる。したがって、励振電極の質量変化に起因した周波数特性の経時変化、引出電極の電気抵抗の増大に起因した消費電力の増加及び信号の遅延、などの動作不良の発生が低減できる。なお、封止部材は周方向において不連続な枠状に設けられていてもよく、接合部材は不連続な枠状に設けられていてもよい。
次に、音叉型水晶振動素子１０の動作について説明する。
第１励振電極８２ａ及び第２励振電極８２ｂによって印加される駆動信号（交番電圧）により音叉型水晶振動素子１０に電界が生じる。駆動信号は、外部から第１接続電極８６ａ及び第２接続電極８６ｂを介して第１励振電極８２ａ及び第２励振電極８２ｂに印加される。そして、水晶片１１の圧電効果によって、第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂの根元部を支点として、第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂが図３及び図４に示す矢印Ａ方向と矢印Ｂ方向とに交互に撓むように変位する屈曲振動を発生させる。矢印Ａ方向は、第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂが互いに離れる方向であり、矢印Ｂ方向は、第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂが互いに近づく方向である。すなわち、音叉型水晶振動素子１０の第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂが、Ｘ軸方向において互いに逆相の屈曲振動モードで振動する。
なお、音叉型水晶振動素子１０は、逆相の屈曲振動モードを主振動とするが、同相の屈曲振動モードでも振動し得る。当該同相の屈曲振動モードは、第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂが同時に＋Ｘ軸方向に変位し、次に－Ｘ軸方向に変位することを順次繰り返す屈曲振動モードである。当該逆相の屈曲振動モードは、第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂの一方が＋Ｘ軸方向に変位し且つ他方が－Ｘ軸方向に変位し、次に一方が－Ｘ軸方向に変位し且つ他方が＋Ｘ軸方向に変位することを順次繰り返す屈曲振動モードである。音叉型水晶振動素子１０では、逆相の屈曲振動モードの周波数と同相の屈曲振動モードの周波数とが、望ましくは離れている。これによれば、音叉型水晶振動素子１０において、同相の屈曲振動モードと逆相の屈曲振動モードとの結合が抑制できる。つまり、音叉型水晶振動素子１０の同相の屈曲振動モードの振動姿勢と逆相の屈曲振動モードの振動姿勢との混在が低減できる。
（製造方法）
次に、図６～図１１を参照しつつ、第１実施形態に係る音叉型水晶振動子１の製造方法について説明する。図６は、第１実施形態に係る音叉型水晶振動子の製造方法を概略的に示すフローチャートである。図７は、接続電極を形成する工程を概略的に示す図である。図８は、ベース部材に導電性接着剤を塗布する工程を概略的に示す図である。図９は、音叉型水晶振動素子を導電性接着剤の上に載せる工程を概略的に示す図である。図１０は、導電性接着剤を硬化させる工程を概略的に示す図である。図１１は、ベース部材と蓋部材とを接合する工程を概略的に示す図である。
まず、水晶片１１を準備する（Ｓ１１）。
本工程では、人工水晶の単結晶からＸＹ面が主面となるように水晶基板を切り出し、フォトリソグラフィ工法を用いたウェットエッチングによって水晶基板の一部を除去し、基部５０、第１振動腕部６０ａ及び第２振動腕部６０ｂの外形を形成する。
次に、水晶片１１の表面に電極を形成する（Ｓ１２）。
この「電極」は、音叉型水晶振動素子１０に設けられる各種電極の総称として用い、具体的には、第１及び第２励振電極８２ａ，８２ｂと、第１及び第２引出電極８４ａ，８４ｂと、第１及び第２接続電極８６ａ，８６ｂとを指す。
図７に示すように、まず水晶片１１の表面を覆うように金属膜８０を設ける。金属膜８０は、例えばスパッタリングによって成膜される。金属膜８０の成膜方法は、スパッタリングに限定されるものはなく、物理蒸着（ＰＶＤ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）や化学蒸着（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｏｎ）などの各種の蒸着法から適宜選択してもよい。また、金属膜８０は、印刷法やメッキ法などの気相成長法以外の成膜方法によって成膜されてもよい。
次に、金属膜８０の一部を除去して電極の外形を形成する。具体的には、金属膜８０を除去するとき、電極に対応する部分以外の部分を、フォトリソグラフィ工法を用いたウェットエッチングによって除去する。一例を挙げると、金属膜８０のうち、第２接続電極８６ｂに対応する下面５０Ａ及び後端面５０Ｄに沿った部分をフォトレジスト８１によって覆い、同様に第１接続電極８６ａに対応する下面５０Ａに沿った部分をフォトレジスト８１によって覆う。フォトレジスト８１によって覆われていない部分の金属膜８０がエッチング液に曝され、除去される。工程Ｓ１１及び工程１２によって、音叉型水晶振動素子１０が準備される。
なお、電極形成工程は上記に限定されるものではなく、例えば、パターニングされたフォトレジストの上から金属膜を成膜し、不要な部分をフォトレジストごと除去する、いわゆるリフトオフによって電極を形成してもよい。
次に、ベース部材３０を準備する（Ｓ１３）。
まず、アルミナを主原料とするセラミック粉末を用いてグリーンシートを成形する。次に、グリーンシートに、凹部３９およびビアホールを形成し、ビアホール内にビア電極３４ａ，３４ｂを設ける。次に、グリーンシートに封止部材３７、電極パッド３３ａ，３３ｂ及び外部電極３５ａ，３５ｂを、物理蒸着や化学蒸着によって設ける。封止部材３７及び電極パッド３３ａ，３３ｂには、モリブデン（Ｍｏ）層、ニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）層がこの順で設けられる。次に、当該グリーンシートを水素雰囲気化において約１６００℃で焼成する。これにより、セラミック（アルミナ）からなる基体３１が得られる。このとき、基体３１は、焼成によって例えば約２０％収縮する。なお、封止部材３７、電極パッド３３ａ，１３３ｂ及び外部電極３５ａ，３５ｂは、電気メッキや塗布によって設けられてもよい。なお、凹部３９及びビアホールは、グリーンシートの焼成後に形成されてもよい。封止部材３７、電極パッド３３ａ，１３３ｂ及び外部電極３５ａ，３５ｂについてもグリーンシートの焼成後に形成してもよい。
次に、導電性接着剤７３を塗布する（Ｓ１４）。
導電性接着剤７３は、電極パッド３３ａ，３３ｂの上に、例えばディスペンサによって供給される。第２電極パッド３３ｂの上に供給される導電性接着剤７３が、第１電極パッド３３ａの上に供給される導電性接着剤７３よりも多くなるように、導電性接着剤７３の供給量を調整する。言い換えると、導電性接着剤７３における第２接続電極８６ｂに対する接触面７５ｂの外周が、導電性接着剤７３における第１接続電極８６ａに対する接触面７５ａの外周よりも長くなるように、導電性接着剤７３を設ける。なお、導電性接着剤７３は、供給量を調整可能であれば、その塗布方法を限定されるものではない。導電性接着剤７３は、グラビア印刷方式やスクリーン印刷方式やインクジェット方式などによって設けられてもよい。
次に、音叉型水晶振動素子１０を導電性接着剤７３の上に載せる（Ｓ１５）。
本工程は、言い換えると、接続電極８６ａ，８６ｂとベース部材３０との間に導電性接着剤７３を設ける工程である。図９及び図１０に示すように、導電性接着剤７３が下面５０Ａ及び後端面５０Ｄに沿って第２接続電極８６ｂに接触するように、言い換えれば、第２接続電極８６ｂと導電性接着剤７３との接触面７５ｂが下面５０Ａ及び後端面５０Ｄに沿って形成されるように、音叉型水晶振動素子１０を導電性接着剤７３の上に静置する。このとき、導電性接着剤７３は下面５０Ａに沿って第１接続電極８６ａに接触し、第１接続電極８６ａと導電性接着剤７３との接触面７５ａが下面５０Ａに沿って形成される。このとき、第２接続電極８６ｂと導電性接着剤７３との接触面７５ｂの面積が第１接続電極８６ａと導電性接着剤７３との接触面７５ａの面積よりも大きい。図１０に示すように、導電性接着剤７３の上に静置された後、音叉型水晶振動素子１０には、支点と重心との不一致によってモーメントが生じる。これによって、音叉型水晶振動素子１０の振動腕部の先端がベース部材３０の底板部３８ａに向かって接近する。本実施形態においては、第２接続電極８６ｂに接触する導電性接着剤７３の表面張力が、第１接続電極８６ａに接触する導電性接着剤７３の表面張力よりも大きいため、音叉型水晶振動素子１０が傾く方向のモーメントが相殺されて減少する。
次に、導電性接着剤７３を硬化させる（Ｓ１６）。
本工程においては、導電性接着剤７３を加熱して熱硬化させて導電性保持部材３６ａ，３６ｂを得る。
最後に、ベース部材３０と蓋部材２０とを接合する（Ｓ１７）。
図１１に示すように、接合部材４０を間に挟んだ状態で蓋部材２０及びベース部材３０が互いに接近する方向に加圧しつつ加熱する。封止部材３７と接合部材４０とが共晶接合される。以上により、第１実施形態に係る音叉型水晶振動子１が製造される。
以下に、本発明の実施形態の一部又は全部を付記し、その効果について説明する。なお、本発明は以下の付記に限定されるものではない。
本発明の一態様によれば、基部と、基部から延在するとともに基部とは反対の先端に設けられた錘部を有する一対の振動腕部と、一対の振動腕部に設けられた一対の励振電極と、一対の励振電極に電気的に接続され且つ基部に設けられた一対の接続電極と、を有する音叉型圧電振動素子と、一対の接続電極との間に導電性保持部材を挟んで音叉型圧電振動素子が搭載されたベース部材と、備え、一対の接続電極は、それぞれ、一対の振動腕が延在する方向に並んで設けられ、一対の接続電極は、基部における錘部の側であってベース部材に対向する主面に配置された第１接続電極と、基部における錘部とは反対の側であって主面及び主面と交差する側面に配置された第２接続電極とを含み、導電性保持部材は、主面に沿って第１接続電極に接合された第１導電性保持部材と、主面及び側面に沿って第２接続電極に接合された第２導電性保持部材とを含む、音叉型水晶振動子が提供される。 これによれば、第２接続電極に接合された導電性保持部材を、第１接続電極に接合された導電性保持部材よりも大きく形成できる。このとき、音叉型水晶振動素子の搭載時に、第２接続電極に接合された導電性保持部材となる導電性接着剤の表面張力が、第１接続電極に接合された導電性保持部材となる導電性接着剤の表面張力よりも大きい。したがって、音叉型水晶振動素子の先端を下げるモーメントが低減でき、音叉型水晶振動素子とベース部材との接触を抑制できる。すなわち、内部での物理的な干渉を抑制できる音叉型水晶振動子が提供できる。
音叉型水晶振動素子を平面視したとき、ベース部材に音叉型水晶振動素子を保持している一対の導電性保持部材が並ぶ方向において、音叉型水晶振動素子の重心は、基部の外側であって基部から視て錘部の側に位置している。ベース部材に略片持ち保持された音叉型水晶振動素子に衝撃が加わると、音叉型水晶振動素子の保持位置より重心の位置が錘部の側にあるため、重心を力点、錘部に近い方の導電性保持部材を支点、錘部から遠い方の導電性保持部材を作用点とするテコの原理が作用する。そのため、錘部から遠い方の導電性保持部材には、錘部に近い方の導電性保持部材によりも大きな応力が作用する。本実施形態においては、錘部に近い方の導電性保持部材の接合面積より錘部から遠い方の導電性保持部材の接合面の面積が大きいため、錘部から遠い方の導電性保持部材と音叉型水晶振動素子との接合強度が、錘部に近い方の導電性保持部材と音叉型水晶振動素子との接合強度よりも強い。同様に、錘部から遠い方の導電性保持部材とベース部材との接合強度が、錘部に近い方の導電性保持部材とベース部材との接合強度よりも強い。つまり、一対の導電性保持部材のうち、落下等の衝撃によって作用する応力が大きい方の接合強度が、作用する応力の小さい方の接合強度よりも大きい。したがって、音叉型水晶振動子に外部応力が加わったとき、錘部から遠い方の導電性保持部材と音叉型水晶振動素子との間で発生する剥離、あるいは錘部から遠い方の導電性保持部材とベース部材との間での剥離の発生を低減できる。
好ましくは、平面視したとき、第１の錘部から遠い方の導電性保持部材の一部が、第１の錘部の重心、簡略には第１の錘部を形成する電極の図心と、第１の錘部に近い方の導電性保持部材の図心とを通る直線Ｌ１上に配置されている。好ましくは、平面視したとき、第２の錘部から遠い方の導電性保持部材の一部が、第２の錘部の重心、簡略には第２の錘部を形成する電極の図心と、第２の錘部に近い方の導電性保持部材の図心とを通る直線Ｌ２上に配置されている。言い換えると、平面視したとき、第１及び第２の錘部から遠い方の導電性保持部材において、第１及び第２の錘部に近い方の辺Ｌｘ１と、辺Ｌｘ１に対向しており第１及び第２の錘部から遠い方の辺Ｌｘ２とのうち少なくとも辺Ｌｘ１が、第１の錘部の重心、簡略には第１の錘部を形成する電極の図心と、第１の錘部に近い方の導電性保持部材の図心とを通る直線Ｌ１上に配置されるのが好ましい。また、辺Ｌｘ１と辺Ｌｘ２とのうち少なくとも辺Ｌｘ１が、第２の錘部の重心、簡略には第２の錘部を形成する電極の図心と、第２の錘部に近い方の導電性保持部材の図心とを通る直線Ｌ２上に配置されるのが好ましい。より好ましくは、辺Ｌｘ１と辺Ｌｘ２とのいずれもが直線Ｌ１上に配置されている。また、より好ましくは、辺Ｌｘ１と辺Ｌｘ２とのいずれもが直線Ｌ２上に配置されている。
一態様として、第１接続電極及び第２接続電極は、一対の振動腕部が延在する方向と平行な基部の中心線に沿って並んでいる。
これによれば、一対の接続電極と一対の励振電極とを繋ぐ一対の引出電極において、一対の接続電極から、一対の振動腕部の一方側に延びる引出電極の長さと、一対の振動腕部の他方側に延びる引出電極の長さとの差を小さくできる。したがって、一対の引出電極における配線抵抗のバランスが良好となる。また、一対の振動腕部のうち一方から視て他方側への音叉型水晶振動素子の傾きを抑制できる。したがって、実装姿勢のバランスが良好となる。
一態様として、ベース部材は、音叉型水晶振動素子が収容される凹部を有し、音叉型水晶振動子は、ベース部材の凹部を覆う蓋部材をさらに備える。
一態様として、第２接続電極と導電性保持部材との接合面の外周は、第１接続電極と導電性保持部材との接合面の外周よりも長い。
一態様として、第２接続電極と導電性保持部材との接合面の面積は、第１接続電極と導電性保持部材との接合面の面積よりも大きい
一態様として、第２接続電極に接合された導電性保持部材の体積は、第１接続電極に接合された導電性保持部材の体積よりも大きい。
一態様として、第２接続電極に接合された導電性保持部材の露出面の表面積は、第１接続電極に接合された導電性保持部材の露出面の表面積よりも大きい。
一態様として、音叉型水晶振動素子は他の圧電材料によって設けられた音叉型圧電振動素子であってもよい。
本発明の他の一態様によれば、基部と、基部から並行に延在するとともに基部とは反対の先端に設けられた錘部を有する一対の振動腕部と、一対の振動腕部に設けられた一対の励振電極と、一対の励振電極に電気的に接続され且つ基部に設けられた一対の接続電極と、を有する音叉型圧電振動素子を準備すること、ベース部材を準備すること、音叉型圧電振動素子の一対の接続電極とベース部材との間に導電性接着剤を設けること、及び、導電性接着剤を硬化させて導電性保持部材を得ること、を備え、一対の接続電極は、それぞれ、一対の振動腕が延在する方向に並んで設けられ、一対の接続電極は、基部における錘部の側であってベース部材に対向する主面に配置された第１接続電極と、基部における錘部とは反対の側であって主面及び主面と交差する側面に配置された第２接続電極とを含み、導電性接着剤を設けることは、主面に沿って第１接続電極に接触する第１導電性接着剤を設けること、及び、主面及び側面に沿って第２接続電極に接触する第２導電性接着剤を設けることを含み、導電性保持部材と第２接続電極との接合面の面積が、導電性保持部材と第１接続電極との接合面の面積よりも大きい、音叉型水晶振動子の製造方法が提供される。
本発明の他の一態様によれば、基部と、基部から並行に延在するとともに基部とは反対の先端に設けられた錘部を有する一対の振動腕部と、一対の振動腕部に設けられた一対の励振電極と、一対の励振電極に電気的に接続され且つ基部に設けられた一対の接続電極と、を有する音叉型圧電振動素子を準備すること、ベース部材を準備すること、音叉型圧電振動素子の一対の接続電極とベース部材との間に導電性接着剤を設けること、及び、導電性接着剤を硬化させて導電性保持部材を得ること、を備え、一対の接続電極は、それぞれ、一対の振動腕が延在する方向に並んで設けられ、一対の接続電極は、基部における錘部の側であってベース部材に対向する主面に配置された第１接続電極と、基部における錘部とは反対の側であって主面及び主面と交差する側面に配置された第２接続電極とを含み、導電性接着剤を設けることは、主面に沿って第１接続電極に接触する第１導電性接着剤を設けること、及び、主面及び側面に沿って第２接続電極に接触する第２導電性接着剤を設けることを含み、導電性接着剤を設けることは、第２導電性接着剤の第２接続電極に対する接触面の外周が、第１導電性接着剤の第１接続電極に対する接触面の外周よりも長くなるように導電性接着剤を設ける、音叉型水晶振動子の製造方法が提供される。
一態様として、導電性接着剤を設けることは、第２接続電極に接触する導電性接着剤を、第１接続電極に接触する導電性接着剤よりも多く供給する。
以上説明したように、本発明の一態様によれば、内部での物理的な干渉を抑制できる音叉型圧電振動子及びその製造方法が提供できる。
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。例えば、本発明の振動素子および振動子は、タイミングデバイスまたは荷重センサに用いることができる。また、各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
１…音叉型水晶振動子
１０…音叉型水晶振動素子
１１…水晶片
１２Ａ…第１主面
１２Ｂ…第２主面
２０…蓋部材
３０…ベース部材
３３ａ，３３ｂ…電極パッド
３６ａ，３６ｂ…導電性保持部材
４０…接合部材
５０…基部
６０ａ，６０ｂ…振動腕部
６２ａ，６２ｂ…腕部
６４ａ，６４ｂ…錘部
６３ａ，６３ｂ…溝部
８２ａ，８２ｂ…励振電極
８４ａ，８４ｂ…引出電極
８６ａ，８６ｂ…接続電極

Claims (11)

  1. 基部と、前記基部から延在するとともに前記基部とは反対の先端に設けられた錘部を有する一対の振動腕部と、前記一対の振動腕部に設けられた一対の励振電極と、前記一対の励振電極に電気的に接続され且つ前記基部に設けられた一対の接続電極と、を有する音叉型圧電振動素子と、
    前記一対の接続電極との間に導電性保持部材を挟んで前記音叉型圧電振動素子が搭載されたベース部材と、
    を備え、
    前記一対の接続電極は、それぞれ、前記一対の振動腕が延在する方向に並んで設けられ、
    前記一対の接続電極は、前記基部における前記錘部の側であって前記ベース部材に対向する主面に配置された第１接続電極と、前記基部における前記錘部とは反対の側であって前記主面及び前記主面と交差する側面に配置された第２接続電極とを含み、
    前記導電性保持部材は、前記主面に沿って前記第１接続電極に接合された第１導電性保持部材と、前記主面及び前記側面に沿って前記第２接続電極に接合された第２導電性保持部材とを含む、音叉型圧電振動子。
  2. 前記第１接続電極及び前記第２接続電極は、前記一対の振動腕が延在する方向と平行な前記基部の中心線に沿って並んでいる、
    請求項１に記載の音叉型圧電振動子。
  3. 前記ベース部材は、前記音叉型圧電振動素子が収容される凹部を有し、
    前記ベース部材の凹部を覆う蓋部材をさらに備える、
    請求項１又は２に記載の音叉型圧電振動子。
  4. 前記第２接続電極と前記第２導電性保持部材との接合面の外周は、前記第１接続電極と前記第１導電性保持部材との接合面の外周よりも長い、
    請求項１から３のいずれか１項に記載の音叉型圧電振動子。
  5. 前記第２接続電極と前記第２導電性保持部材との接合面の面積は、前記第１接続電極と前記第１導電性保持部材との接合面の面積よりも大きい、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の音叉型圧電振動子。
  6. 前記第２導電性保持部材の体積は、前記第１導電性保持部材の体積よりも大きい、
    請求項１から５のいずれか１項に記載の音叉型圧電振動子。
  7. 前記第２導電性保持部材の露出面の表面積は、前記第１導電性保持部材の露出面の表面積よりも大きい、
    請求項１から６のいずれか１項に記載の音叉型圧電振動子。
  8. 前記音叉型圧電振動素子は水晶振動素子である、
    請求項１から７のいずれか１項に記載の音叉型圧電振動子。
  9. 基部と、前記基部から並行に延在するとともに前記基部とは反対の先端に設けられた錘部を有する一対の振動腕部と、前記一対の振動腕部に設けられた一対の励振電極と、前記一対の励振電極に電気的に接続され且つ前記基部に設けられた一対の接続電極と、を有する音叉型圧電振動素子を準備すること、
    ベース部材を準備すること、
    前記音叉型圧電振動素子の前記一対の接続電極と前記ベース部材との間に導電性接着剤を設けること、及び、
    前記導電性接着剤を硬化させて導電性保持部材を得ること、
    を備え、
    前記一対の接続電極は、それぞれ、前記一対の振動腕が延在する方向に並んで設けられ、
    前記一対の接続電極は、前記基部における前記錘部の側であって前記ベース部材に対向する主面に配置された第１接続電極と、前記基部における前記錘部とは反対の側であって前記主面及び前記主面と交差する側面に配置された第２接続電極とを含み、
    前記導電性接着剤を設けることは、前記主面に沿って前記第１接続電極に接触する第１導電性接着剤を設けること、及び、前記主面及び前記側面に沿って前記第２接続電極に接触する第２導電性接着剤を設けることを含み、
    前記導電性保持部材と前記第２接続電極との接合面の面積が、前記導電性保持部材と前記第１接続電極との接合面の面積よりも大きい、
    音叉型圧電振動子の製造方法。
  10. 基部と、前記基部から並行に延在するとともに前記基部とは反対の先端に設けられた錘部を有する一対の振動腕部と、前記一対の振動腕部に設けられた一対の励振電極と、前記一対の励振電極に電気的に接続され且つ前記基部に設けられた一対の接続電極と、を有する音叉型圧電振動素子を準備すること、
    ベース部材を準備すること、
    前記音叉型圧電振動素子の前記一対の接続電極と前記ベース部材との間に導電性接着剤を設けること、及び、
    前記導電性接着剤を硬化させて導電性保持部材を得ること、
    を備え、
    前記一対の接続電極は、それぞれ、前記一対の振動腕が延在する方向に並んで設けられ、
    前記一対の接続電極は、前記基部における前記錘部の側であって前記ベース部材に対向する主面に配置された第１接続電極と、前記基部における前記錘部とは反対の側であって前記主面及び前記主面と交差する側面に配置された第２接続電極とを含み、
    前記導電性接着剤を設けることは、前記主面に沿って前記第１接続電極に接触する第１導電性接着剤を設けること、及び、前記主面及び前記側面に沿って前記第２接続電極に接触する第２導電性接着剤を設けることを含み、
    前記導電性接着剤を設けることは、前記第２導電性接着剤の前記第２接続電極に対する接触面の外周が、前記第１導電性接着剤の前記第１接続電極に対する接触面の外周よりも長くなるように前記導電性接着剤を設ける、
    音叉型圧電振動子の製造方法。
  11. 前記導電性接着剤を設けることは、前記第２導電性接着剤を、前記第１導電性接着剤よりも多く供給する、
    請求項９又は１０に記載の音叉型圧電振動子の製造方法。
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