JP7180302B2 - 圧電振動子 - Google Patents

Description

本発明は、圧電振動子に関する。

近年、電子機器の小型化、集積化が進み電磁波ノイズ（ＥＭＩ）対策の必要性が高まっている。圧電デバイスにおいても外部からの電磁波ノイズによる周波数への悪影響が生じたり、あるいは圧電振動デバイスからのノイズが、他の電子部品に悪影響を及ぼすことがあった。

このため、例えば、特許文献１には、実装後の周波数変化を防止するために、シールド電極を設けた表面実装用の水晶振動子が開示されている。この水晶振動子は、ベースに水晶片を収容してカバーを被せ、前記水晶片を密閉封入してなる表面実装用の水晶振動子であって、前記ベースにアース電位に接地されるシールド電極を設けている。

特開２００３－８３８８号公報

近年、電磁波ノイズ対策の強化が要求されており、特許文献１のように、シールド電極を形成するだけでは、要求される電磁シールド効果を得るのが困難となりつつある。

本発明は、上記のような点に鑑みて為されたものであって、電磁波ノイズの影響を可及的に低減した圧電振動子を提供することを目的とする。

本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。

すなわち、本発明の圧電振動子は、上部が開口した凹部を有する絶縁性のベースと、前記凹部に収納される圧電振動片と、該圧電振動片が収納された前記凹部を気密に封止するリッドとを備える圧電振動子であって、
前記ベースは、平板状の底板部と、該底板部上に、該底板部の周縁に沿うように積層される第１枠部と、該第１枠部上に、該第１枠部の周縁に沿うように積層されると共に、前記第１枠部より開口が外方へ広がった第２枠部との少なくとも３層の積層体で構成され、前記凹部が、前記底板部、前記第１枠部及び前記第２枠部によって画成され、前記圧電振動片は、ビームの照射によって周波数調整が行われる周波数調整用領域を有し、前記第１枠部の上面に、収納される前記圧電振動片の一対の接続電極に接続される一対の搭載用電極が形成されると共に、一方の前記搭載用電極から引出された配線パターンが形成されており、前記底板部の上面に、前記配線パターンに平面視で重なると共に、前記周波数調整用領域及びその周辺領域に平面視で重ならないように、シールド用パターンが形成されている。

本発明によると、圧電振動片が搭載されるベースには、搭載用電極から引出された配線パターンに、平面視で重なるようにシールド用パターンが形成されているので、このシールド用パターンによって、圧電振動片が搭載される搭載用電極から引出された配線パターンを、電磁波ノイズからシールドすることができ、電磁波ノイズの影響を低減することができる。

このシールド用パターンは、前記一対の搭載用電極に、平面視で重なるように形成されているのが好ましい。
本発明によると、底板部と、第１枠部と、第１枠部より開口が大きい第２枠部とによって、段部を有する凹部が画成され、段部を構成する第１枠部の上面に、圧電振動片を搭載する搭載用電極及び配線パターンが形成され、その下方の底板部に、シールド用パターンを形成して、前記配線パターンをシールドすることができる。
本発明によると、シールド用パターンが、平面視で圧電振動片の周波数調整用領域及びその周辺領域に重ならないように形成されている、すなわち、圧電振動片の周波数調整用領域及びその周辺領域には、平面視でシールド用パターンが存在しないので、圧電振動片の周波数調整用領域に、イオンビームなどのビームを照射して周波数を調整する際に、ビームが圧電振動片の周波数調整領域外の周辺領域に照射されても、シールド用パターンにビームが照射されることはない。
したがって、ビームがシールド用パターンに照射されて、該シールド用パターンを構成する金属等の屑が飛散して、圧電振動片に付着して短絡を生じさせるといったことがない。

前記ベースの外底面には、表面実装用の複数の外部接続端子が設けられ、前記シールド用パターンが、接地用の前記外部接続端子に電気的に接続されているのが好ましい。

この構成によると、圧電振動片が搭載される搭載用電極から引出された配線パターンに、平面視で重なるように形成されたシールド用パターンを、表面実装用の外部接続端子を介して接地するので、搭載用電極から引出された前記配線パターンを、電磁波ノイズからシールドすることができる。

前記リッドを金属製とし、前記リッドを接地用の前記外部接続端子に電気的に接続する構成としてもよい。

この構成によると、ベースの凹部を封止する金属製のリッドと、圧電振動片が搭載される搭載用電極から引出された配線パターンの下方のシールド用パターンとが接地されることによって、搭載用電極から引出された前記配線パターンは、その上方のリッド、及び、その下方のシールド用パターンの両者によって、上下でシールドされることになり、電磁波ノイズの影響を一層効果的に低減することができる。

前記ベースは、平面視で矩形であり、前記一対の搭載用電極は、前記矩形の一辺寄りに形成されており、前記配線パターンは、前記一方の前記搭載用電極から前記一辺に対向する対向辺側へ延びている構成としてもよい。

この構成によると、平面視矩形のベースの一辺寄りに形成されている搭載用電極から、前記一辺に対向する対向辺側へ延びている配線パターンを、電磁波ノイズからシールドして、電磁波ノイズの影響を低減することができる。

前記圧電振動片は、基部と、該基部の一端側から同一方向に伸長する一対の振動腕とを備えた音叉型圧電振動片であり、前記圧電振動片の前記一対の接続電極が、前記一対の振動腕の励振電極に接続されている構成としてもよい。

この構成によると、圧電振動片が、一対の振動腕を備えた音叉型圧電振動片であるので、一対の振動腕の周波数調整用領域にビームを照射する場合には、一対の振動腕の間の間隙をビームが通過して下方へ照射されることになるが、上記のように、シールド用パターンを、平面視で圧電振動片の周波数調整用領域及びその周辺領域に重ならないように形成することによって、シールド用パターンを構成する金属等の屑が飛散して、圧電振動片に付着して短絡を生じさせるといったことがない。

前記圧電振動片が、両主面に一対の励振電極が形成されたＡＴカット水晶振動片であり、前記圧電振動片の前記一対の接続電極が、前記一対の励振電極に接続されている構成としてもよい。

この構成によると、ＡＴカット水晶振動片が搭載されるベースの搭載用電極から引出された配線パターンを、電磁波ノイズからシールドすることができ、電磁波ノイズの影響を低減することができる。

前記シールド用パターンは、前記一方の前記搭載用電極から前記一辺に対向する対向辺側へ延びている前記配線パターンに、平面視で重なるように前記対向辺側へ延びる第１パターン部と、該第１パターン部に連なって前記一対の搭載用電極に、平面視で重なるように、前記一辺に沿って延びる第２パターン部と、該第２パターン部に連なって前記対向辺側へ延びる第３パターン部とを有する構成としてもよい。

この構成によると、シールド用パターンは、搭載用電極から延びている配線パターンに、平面視で重なる第１パターン部に加えて、一対の搭載用電極に平面視で重なる第２パターン部、及び、第２パターン部に連なって延びる第３パターン部とを有するので、圧電振動片に接続される一対の搭載用電極及び前記配線パターンをシールドして、電磁波ノイズの影響を効果的に低減することができる。

本発明によれば、圧電振動片が収納搭載されるベースには、圧電振動片に接続される搭載用電極から引出された配線パターンに、平面視で重なるようにシールド用パターンが形成されているので、このシールド用パターンによって、圧電振動片が搭載される搭載用電極から引出された配線パターンを、電磁波ノイズからシールドすることができ、電磁波ノイズの影響を低減することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る音叉型水晶振動子の概略断面図である。 図２は図１の音叉型水晶振動子のリッドを取外した状態の平面図である。 図３は音叉型水晶振動片の一方の主面側を示す図である。 図４は音叉型水晶振動片の他方の主面側を示す図である。 図５はベースの第１枠部の平面図である。 図６はベースの底板部の平面図である。 図７はベースの底面図である。 図８はビームの照射による周波数の微調整を説明するための図である。 図９は図８のマスク部材の開口領域を示す図である。 図１０は本発明の他の実施形態のベースの底板部の平面図である。 図１１は本発明の参考例のベースの底板部の平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

この実施形態では、音叉型水晶振動子に適用して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る音叉型水晶振動子の概略断面図であり、図２は、図１のリッド５を取外した状態の平面図である。なお、図２では、音叉型水晶振動片３の外形のみを示している。

この実施形態の音叉型水晶振動子１は、絶縁性のベース４及び蓋体としてのリッド５を備える略直方体状のパッケージ２内に、音叉型水晶振動片３が収納されて構成されている。平面視で矩形のパッケージ２は、上部が開口したベース４に、開口を封止する板状のリッド５が、封止材６を介して接合されて構成されている。

ベース４は、セラミック材料やガラス材料からなる絶縁性の容器である。この実施形態では、ベース４は、セラミック材料からなり、３層のセラミックグリーンシートを積層した状態で焼成して一体に成形したものである。

このベース４は、図１に示すように、ベース下層となる平板状の底板部３０と、この底板部３０上に、その外周縁に沿うように積層されたベース中層となる第１枠部３１と、この第１枠部３１上に、その外周縁に沿うように積層されたベース上層となる第２枠部３２との３層構造となっている。

第２枠部３２の開口は、第１枠部３１の開口に比べて、外方へ広がって大きくなっている。これによって、ベース４には、底板部３０の上面と、第１枠部３１の内周面及び上面と、第２枠部３２の内周面とによって、音叉型水晶振動片３を収納するための、段部３３を有する凹部３４が画成される。

段部３３を構成する第１枠部３１の上面には、一対の搭載用電極７ａ，７ｂが形成されており、この搭載用電極７ａ，７ｂ上に、音叉型水晶振動片３の一対の接続電極が接合材としての一対の金属バンプ８，８を介して接合されている。接合材としては、金属バンプ８に限らず、導電性樹脂接着剤、金属ろう材などを用いてもよい。

この実施形態の音叉型水晶振動子１の公称周波数は３２．７６８ｋＨｚである。なお、公称周波数は一例であり、他の周波数にも適用可能である。

また、この実施形態の音叉型水晶振動子１は、超小型、薄型の音叉型水晶振動子であり、そのパッケージ２の平面視矩形の外形寸法は、例えば１．２ｍｍ×１．０ｍｍであり、リッド５を含む厚さ（高さ）は、例えば、０．３５ｍｍである。本発明は、当該外形寸法に限定されるものではなく、例えば、音叉型水晶振動子のパッケージの平面視矩形の外形寸法が、例えば２．０ｍｍ×１．６ｍｍや、１．６ｍｍ×１．０ｍｍであってもよく、リッド５を含む厚さが、例えば、０．４５ｍｍであってもよい。

図３は音叉型水晶振動片３の一方の主面側を示す図であり、図４は音叉型水晶振動片３の他方の主面側を示す図である。

音叉型水晶振動片３は、基部１０と、基部１０の一方の端面側から平行に延出された一対の振動腕である第１，第２腕部１１，１２とを備える。基部１０は、第１，第２腕部１１，１２の延出方向とは逆方向に延びて、ベース４に接合される接合部１３を備えている。この実施形態の接合部１３は、第１，第２腕部１１，１２の延出方向とは逆方向に延びて、更に、前記延出方向に直交する方向の一方（図３では右方）へ延びている。

一対の第１，第２腕部１１，１２は、その先端部１１ａ，１２ａが、他の部分に比べて、各腕部１１，１２の延出方向に直交する方向、すなわち、幅方向（図３，図４の左右方向）に広く形成されている。

また、第１，第２腕部１１，１２の両主面には、各腕部１１，１２の延出方向に沿って延びる各溝部１４，１５が、それぞれ形成されている。

音叉型水晶振動片３には、異電位となる２つの第１励振電極１６及び第２励振電極１７と、これら各励振電極１６，１７を、ベース４の搭載用電極７ａ，７ｂにそれぞれ電気的に接続するための、各励振電極１６，１７からそれぞれ引き出された接続電極としての引出電極１８，１９とが設けられている。２つの第１，第２励振電極１６，１７の一部は、両主面の溝部１４，１５の内部に形成されている。

第１励振電極１６は、第１腕部１１の溝部１４を含む両主面と第２腕部１２の両側面に形成されており、上記引出電極１８に共通接続されている。同様に、第２励振電極１７は、第２腕部１２の溝部１５を含む両主面と第１腕部１１の両側面に形成されており、上記引出電極１９に共通接続されている。

また、図３に示される一方の主面側の第１腕部１１及び第２腕部１２の先端部１１ａ，１２ａの幅広領域には、腕先電極２５，２４がそれぞれ形成されている。先端部１１ａに形成された腕先電極２５は、第１腕部１１の両側面に形成された第２励振電極１７に接続されており、先端部１２ａに形成された腕先電極２４は、第２腕部１２の両側面に形成された第１励振電極１６に接続されている。

第１，第２腕部１１，１２の幅広の先端部１１ａ，１２ａの一方の主面には、図３に示すように、周波数調整用金属膜２６，２７が形成されている。この周波数調整用金属膜２６，２７の質量を、イオンビーム等のビームの照射によって削減することによって音叉型水晶振動片３の周波数が微調整される。各腕部１１，１２の先端部１１ａ，１２ａにおける周波数調整用金属膜２６，２７が形成されている領域が、周波数を調整するための周波数調整用領域である。

図４に示される他方の主面側の接合部１３には、ベース４の各搭載用電極７ａ，７ｂとの接合部位となる、上記の２つの金属バンプ８，８が形成されている。具体的には、一方の金属バンプ８は、第１接合部１３ｂの、第１励振電極１６から引き出された引出電極１８上に形成され、他方の金属バンプ８は、第２接合部１３ａの、第２励振電極１７から引き出された引出電極１９上に形成されている。

図２に示すように、ベース４の上面の全周、すなわち、矩形枠状の第２枠部３２の上面の全周には、金属層４１が形成されている。

リッド５は、例えば金属材料やセラミック材料、ガラス材料などからなり、平面視矩形の平板状に成形されている。この実施形態では、リッド５は、金属材料からなる。このリッド５は、金属ろう材からなる上記封止材６によって、ベース４の上面の金属層４１に接合される。

図５は、ベース４の第１枠部３１の平面図であり、図６は、底板部３０の平面図であり、図７は、底板部３０の裏面図、すなわち、ベース４の外底面を示す図である。

図５に示すように、長辺及び短辺を有する平面視で矩形の第１枠部３１の上面には、音叉型水晶振動片３の一対の接続電極に接続される上記一対の搭載用電極７ａ，７ｂが、前記矩形の一方（図５の左方）の短辺寄りに、該短辺に沿って形成されている。すなわち、一対の搭載用電極７ａ，７ｂが、長辺方向（図５の左右方向）の一端寄りに、短辺方向（図５の上下方向）に沿って形成されている。

この一対の搭載用電極７ａ，７ｂの内の一方の搭載用電極７ａからは、前記一方の短辺に対向する他方の短辺側へ向かって長辺に沿って延びる配線パターン９が引出されている。すなわち、一方の搭載用電極７ａから長辺方向に沿って延びる配線パターン９が形成されている。

この実施形態では、一対の搭載用電極７ａ，７ｂ、配線パターン９、及び、後述のシールド用パターン４４等は、タングステンまたはモリブデン等のメタライズ層の上面に、ニッケルメッキ層及び金メッキ層が形成された３層構成となっている。

長辺方向に沿って延びる配線パターン９は、その延出端部が、下部に貫通接続する貫通電極である導電ビア３５を介して、図６及び図７に示される底板部３０の裏面である、ベース４の外底面の水晶用の外部接続端子３７に電気的に接続されている。導電ビア３５は、図６に示されるように、底板部３０の外周の一つの角部に形成されたキャスタレーションに被着された側面電極３６に引出されており、導電ビア３５は、この側面電極３６を介して前記外部接続端子３７に電気的に接続されている。

一対の搭載用電極７ａ，７ｂの他方の搭載用電極７ｂは、下部に貫通接続する貫通電極である導電ビア３８を介して、図６及び図７に示される底板部３０の裏面である、ベース４の外底面の水晶用の外部接続端子３９に電気的に接続されている。この導電ビア３８は、図６に示されるように、底板部３０の外周の一つの角部に形成されたキャスタレーションに被着された側面電極４０に引出されており、導電ビア３８は、この側面電極４０を介して、図７に示される前記外部接続端子３９に電気的に接続されている。

このように、ベース４の第１枠部３１の上面の一対の搭載用電極７ａ，７ｂは、ベース４の外底面の対角位置にある水晶用の一対の外部接続端子３７，３９にそれぞれ電気的に接続されている。

この実施形態では、電磁波ノイズの影響を低減するために、一対の搭載用電極７ａ，７ｂ及び配線パターン９が形成されている第１枠部３１の下方の底板部３０の上面には、図６に示すように、導電パターンであるシールド用パターン４４が形成されている。

このシールド用パターン４４は、平面視で矩形の底板部３０の一方の長辺寄りの位置で、長辺方向（図６の左右方向）に沿って延びる第１パターン部４４ａと、この第１パターン部４４ａに連なって一方の短辺寄りの位置で、短辺方向（図６の上下方向）に沿って延びる第２パターン部４４ｂと、この第２パターン部４４ｂに連なって他方の長辺寄りの位置で、長辺方向に沿って延びる第３パターン部４４ｃと、この第３パターン部４４ｃに連なって他方の短辺寄りの位置で、短辺方向に沿って延びる第４パターン部４４ｄとを備えている。

連続する各パターン部４４ａ～４４ｄの内周側の端縁は、図５に示される略矩形の開口を有する第１枠部３１の開口縁３１ａに、平面視で近接した位置となるように形成されている。

第１パターン部４４ａは、図５に示される第１枠部３１の配線パターン９に、導電ビア３５付近を除いて平面視で重なるように形成されている。第２パターン部４４ｂは、図５に示される第１枠部３１の一対の搭載用電極７ａ，７ｂに、導電ビア３８付近を除いて平面視で重なるように幅広に形成されている。

このように第１パターン部４４ａ及び第２パターン部４４ｂは、音叉型水晶振動片３に接続される一対の搭載用電極７ａ，７ｂ及び配線パターン９に、導電ビア３５，３８付近を除いて、平面視で重なるように形成されている。

第３パターン部４４ｃに連なって、短辺方向に沿って延びる第４パターン部４４ｄの延出端は、導電ビア３５に達しないように形成されおり、この第４パターン部４４ｄと、長辺方向に沿って延びる第１パターン部４４ａとは、導電ビア３５付近で分断されている。

すなわち、連続する第１～第４パターン部４４ａ～４４ｄは、この導電ビア３５付近を除いて、図５に示される第１枠部３１の開口に対応する矩形領域を略囲むように形成されている。この矩形領域は、底板部３０の中央付近を含み、長辺方向の一端寄りの領域である。

このようにシールド用パターン４４は、底板部３０の中央付近を含む矩形領域には形成されていない。この底板部３０の中央付近を含む矩形領域は、図２に示されるように、音叉型水晶振動片３の腕部１１，１２が、平面視で重なる領域である。つまり、シールド用パターン４４は、平面視で、音叉型水晶振動片３の腕部１１，１２に重ならないように、したがって、腕部１１，１２の先端部１１ａ，１２ｂにおける周波数調整用金属膜２６，２７が形成されている周波数調整用領域及びその周辺領域に重ならないように形成されている。

図６に示されるように、第２パターン部４４ｂの、底板部３０の外周の一つの角部付近には、上下に貫通接続する貫通電極である導電ビア４５が設けられており、第２パターン部４４ｂは、この導電ビア４５に近接する前記角部に形成されたキャスタレーションに被着された側面電極４９に引出されている。

第３パターン部４４ｃと第４パターン部４４ｄとの連結部付近には、上下に貫通接続する貫通電極である導電ビア４６が設けられており、前記連結部は、底板部３０の外周の一つの角部に形成されたキャスタレーションに被着された側面電極５０に引出されている。

導電ビア４５は、第２パターン部４４ｂに設けられ、導電ビア４６は、第３パターン部４４ｃと第４パターン部４４ｄとの連結部付近に設けられているので、両導電ビア４５，４６は、シールド用パターン４４を介して電気的に接続されている。

シールド用パターン４４の第２パターン部４４ｂの形成領域に設けられている上記導電ビア４５は、底板部３０を貫通して図７に示される、底板部３０の裏面である、ベース４の外底面の接地用の外部接続端子４７に電気的に接続されている。この導電ビア４５は、第２パターン部４４ｂ及び底板部３０の角部に形成されたキャスタレーションに被着された側面電極４９を介して、図７に示される前記外部接続端子４７に電気的に接続されている。

シールド用パターン４４の第３パターン部４４ｃと第４パターン部４４ｄの連結部付近に設けられている上記導電ビア４６は、底板部３０を貫通して図７に示される、底板部３０の裏面である、ベース４の外底面の接地用の外部接続端子４８に電気的に接続されている。この導電ビア４６は、前記両パターン部４４ｃ，４４ｄの連結部、及び、底板部３０の角部に形成されたキャスタレーションに被着された側面電極５０を介して、図７に示される前記外部接続端子４８に電気的に接続されている。

このようにシールド用パターン４４は、導電ビア４５及びキャスタレーションに被着された側面電極４９の導通経路でベース４の外底面の接地用の外部接続端子４７に電気的に接続されると共に、導電ビア４６及びキャスタレーションに被着された側面電極５０の導通経路でベース４の外底面の接地用の外部接続端子４８に電気的に接続される。また、両導電ビア４５，４６は、上記のように、シールド用パターン４４を介して電気的に接続されている。

本実施形態によれば、上記のように、第１枠部３１の下方の底板部３０の上面には、音叉型水晶振動片３に接続される第１枠部３１の一対の搭載用電極７ａ，７ｂ及び一方の搭載用電極７ａから引出された配線パターン９に、平面視で重なるようにシールド用パターン４４が形成され、このシールド用パターン４４が、ベース４の外底面の対角位置にある一対の接地用の外部接続端子４７，４８を介して接地されるので、音叉型水晶振動片３に接続される一対の搭載用電極７ａ，７ｂ及び配線パターン９へ外部の電磁波ノイズが侵入するのを抑制して、電磁波ノイズの影響を低減することができる。

更に、この実施形態では、底板部３０を貫通する上記導電ビア４５は、図５に示される第１枠部３１を貫通して、図２に示すように、第２枠部３２の上面に延出され、封止材６を介して金属製のリッド５に電気的に接続されている。この導電ビア４５は、上記のように、ベース４の外底面の接地用の外部接続端子４７に電気的に接続されているので、金属製のリッド５は、接地用の前記外部接続端子４７に電気的に接続されることになる。

また、底板部３０を貫通する上記導電ビア４６は、図５に示される第１枠部３１の上面に延出され、第１枠部３１の上面に形成された配線パターン４２の一端に電気的に接続されている。この配線パターン４２の他端は、導電ビア４３によって、図２に示すように、上方の第２枠部３２の上面に延出され、封止材６を介して金属製のリッド５に電気的に接続されている。この導電ビア４６は、上記のように、ベース４の外底面の接地用の外部接続端子４８に電気的に接続されているので、金属製のリッド５は、接地用の前記外部接続端子４８に電気的に接続されることになる。

このようにベース４の上部開口を封止する金属製のリッド５は、ベース４の外底面の対角位置にある一対の接地用の外部接続端子４７，４８を介して接地されるので、音叉型水晶振動片３が収納される凹部３４を、電磁波ノイズからシールドすることができる。

以上のように、本実施形態では、音叉型水晶振動片が接続される第１枠部３１の一対の搭載用電極７ａ，７ｂ及び一方の搭載用電極７ａから引出された配線パターン９に、平面視で重なるように形成された底板部３０のシールド用パターン４４が、ベース４の一対の接地用の外部接続端子４７，４８を介して接地されると共に、一対の搭載用電極７ａ，７ｂ及び前記配線パターン９の上方の金属製のリッド５が、ベース４の一対の接地用の外部接続端子４７，４８を介して接地されるので、音叉型水晶振動片３に接続される第１枠部３１の一対の搭載用電極７ａ，７ｂ及び配線パターン９へ外部の電磁波ノイズが侵入するのを、上下のリッド５及びシールド用パターン４４によって抑制することができ、電磁波ノイズの影響を一層効果的に低減することができる。

なお、本実施形態では、底板部３０における、ベース４の外底面の接地用の外部接続端子４７，４８への導通経路として、導電ビア４５，４６と、キャスタレーションに被着された側面電極４９，５０とを組合せた例を示したが、導電ビア４５，４６、又は、キャスタレーションに被着された側面電極４９，５０の一方のみを導通経路としてもよい。

音叉型水晶振動子１の製造工程では、上記のように、音叉型水晶振動片３の第１，第２腕部１１，１２の先端部１１ａ，１２ａの周波数調整用金属膜２６，２７に、イオンビーム等のビームを照射して、その質量を削減して周波数が微調整される。

図８は、このビームの照射よる周波数の微調整を示す概略図である。ベース４に搭載された音叉型水晶振動片３の各腕部１１，１２の周波数調整用金属膜２６，２７に対して、イオンビームなどのビーム２９を、マスク部材２８を介して照射し、周波数調整用金属膜２６，２７を除去してその質量を削減する。

この場合、ビーム２９が、周波数調整用金属膜２６，２７に正確に照射されるように、マスク部材２８の開口縁２８ａは、図９に示すように、周波数調整用金属膜２６，２７の形成領域である周波数調整用領域を含む微小な矩形の領域だけが露出するように形成されている。

この矩形の領域内には、各腕部１１，１２の幅広の先端部１１ａ，１２ａの間の間隙Ｇが存在する。このため、ビーム２９は、先端部１１ａ，１２ａの間の間隙Ｇを通過して、図８に示されるベース４の内底面４ａに照射される。

この場合、ビーム２９が照射されるベース４の内底面４ａに、金属膜が形成されていると、照射されたビーム２９によって除去された金属膜の屑が飛散して、腕部１１，１２に付着して、異電位の電極間で短絡を生じる場合がある。

本実施形態によれば、上記のようにベース４の内底面４ａを構成する底板部３０の上面に形成されているシールド用パターン４４は、図２及び図３に示されるように、平面視で、音叉型水晶振動片３の腕部１１，１２の先端部１１ａ，１２ａにおける周波数調整用領域及びその周辺領域に、重ならないように形成されているので、シールド用パターン４４にビーム２９が照射されることはない。したがって、シールド用パターン４４を構成する金属膜の屑が飛散して腕部１１，１２に付着するといったことがない。

また、本実施形態によれば、シールド用パターン４４は、図２に示すように、底板部３０の中央付近を含む広い矩形領域には形成されていないので、同一のパッケージ２を、サイズの小さな音叉型水晶振動片３に兼用するような場合であっても、サイズの小さな音叉型水晶振動片３の腕部１１，１２の先端部１１ａ，１２ａにおける周波数調整用領域及びその周辺領域が、平面視で、シールド用パターン４４に重なることがない。

なお、本発明の他の実施形態として、例えば、図１０に示すように、底板部３０のシールド用パターン４４₁を形成する面積を大きくしてもよい。このシールド用パターン４４₁では、各パターン部４４ａ～４４ｄの幅を、図６のシールド用パターン４４に比べて、内周側へ広げて形成している。

このシールド用パターン４４₁も、平面視で、音叉型水晶振動片３の腕部１１，１２の先端部１１ａ，１２ａにおける周波数調整用領域及びその周辺領域に、重ならないように形成されている。

本発明に係る音叉型水晶振動子１の電磁波ノイズの低減効果を次のようにして評価した。

すなわち、ネットワークアナライザーを使用して、音叉型水晶振動子の入力端子から入力した異なる周波数の信号を、リッドから検出し、信号の減衰効果を評価した。この評価は、従来例１，２及び実施例１，２の計４種類の音叉型水晶振動子について行った。

従来例１では、一般的な裏面２端子の音叉型水晶振動子を使用し、リッドはオープン状態とした。

従来例２では、一般的な裏面４端子の音叉型水晶振動子を使用し、リッドを接地した。

実施例１では、本実施形態の音叉型水晶振動子、すなわち、リッド５、及び、図６に示されるシールド用パターン４４が接地された音叉型水晶振動子を使用した。

本発明の参考例としての実施例２では、図１１に示すように、シールド用パターン４４₂を、上記図６に示される第１～第４パターン部４４ａ～４４ｄで囲まれた矩形領域を略含むように広い領域に形成し、このシールド用パターン４４_２、及び、リッド５が接地された音叉型水晶振動子を使用した。

その評価結果を、下記表１に示す。

この表１に示されるように、一般的な裏面４端子の音叉型水晶振動子のリッドを接地した従来例２に比べて、実施例１及び実施例２は、いずれも６００ＭＨｚ以下の周波数帯域において、信号の顕著な減衰効果を示している。

また、シールド用パターン４４を、図６に示すように、矩形の領域を略囲むように形成した実施例１と、シールド用パターン４４₂を、図１１に示すように、矩形の領域を含むように広く形成した実施例２とでは、減衰効果に殆ど差は認められなかった。

したがって、シールド用パターンの金を含む材料コストの低減を図る上では、図１１に示されるようにシールド用パターン４４₂を広く形成するのに比べて、図６に示されるように、シールド用パターン４４を狭く形成するのが好ましい。

更に、ビームの照射よる周波数の微調整の際に、シールド用パターンにビームが照射されて飛散するのを防止する上でも、シールド用パターンを形成する領域は狭いのが好ましい。

したがって、図６のシールド用パターン４４において、一対の搭載用電極７ａ，７ｂ及び配線パターン９に、平面視で重なる第１パターン部４４ａ及び第２パターン部４４ｂ以外のパターン部、例えば、第４パターン部４４ｄ、あるいは、第３，第４パターン部４４ｃ，４４ｄを省略し、シールド用パターン４４の形成領域を、更に狭くしてもよい。

なお、図１１に示されるシールド用パターン４４₂の場合には、平面視で、音叉型水晶振動片３の腕部１１，１２の先端部１１ａ，１２ａにおける周波数調整用領域及びその周辺領域に重なる領域には、例えば、アルミナ等をコートして、ビームが照射されても金属の屑が飛散しないようにするのが好ましい。

上記実施形態では、ベース４は、３層の積層構造であったが、４層以上の積層構造としてもよい。

上記リッド５は、金属材料に限らず、金属めっきを形成したものであってもよい。

シールド用パターンの形状は、上記各実施形態に限らず、一対の搭載用電極７ａ，７ｂ及び配線パターン９に、平面視で重なるような形状であれば任意であり、例えば、平面視矩形の上記底板部の長辺方向に対して斜めに交差するように直線状に延びるものであってもよく、あるいは、曲線状などであってもよい。

このシールド用パターンは、一対の搭載用電極７ａ，７ｂ及び配線パターン９に、平面視で重なる領域の面積を大きくする一方、重ならない領域の面積は小さくするのが好ましい。

音叉型水晶振動片は、上記に限らず、基部から一対の振動腕が延出されると共に、一対の支持アームが延出される支持アームを有する音叉型水晶振動片であってもよい。

上記実施形態では、音叉型水晶振動子に適用して説明したが、本発明の他の実施形態として、ＡＴカット水晶振動片をベースに収納搭載したＡＴカット水晶振動子に適用してもよい。

また、本発明の他の実施形態として、ベースに水晶振動片を搭載すると共に、感温素子を搭載した温度センサ内蔵型の水晶振動子に適用してもよい。

１ 音叉型水晶振動子
２ パッケージ
３ 音叉型水晶振動片（圧電振動片）
４ ベース
５ リッド
７ａ，７ｂ 搭載用電極
９ 配線パターン
１１ 第１腕部（振動腕）
１２ 第２腕部（振動腕）
１６ 第１励振電極
１７ 第２励振電極
２６，２７ 周波数調整用金属膜
３０ 底板部
３１ 第１枠部
３２ 第２枠部
３４ 凹部
３７，３９ 外部接続端子（水晶用）
４７，４８ 外部接続端子（接地用）
４４，４４₁，４４₂ シールド用パターン

Claims (7)

1. 上部が開口した凹部を有する絶縁性のベースと、前記凹部に収納される圧電振動片と、該圧電振動片が収納された前記凹部を気密に封止するリッドとを備える圧電振動子であって、
   前記ベースは、平板状の底板部と、該底板部上に、該底板部の周縁に沿うように積層される第１枠部と、該第１枠部上に、該第１枠部の周縁に沿うように積層されると共に、前記第１枠部より開口が外方へ広がった第２枠部との少なくとも３層の積層体で構成され、
   前記凹部が、前記底板部、前記第１枠部及び前記第２枠部によって画成され、
   前記圧電振動片は、ビームの照射によって周波数調整が行われる周波数調整用領域を有し、
   前記第１枠部の上面に、収納される前記圧電振動片の一対の接続電極に接続される一対の搭載用電極が形成されると共に、一方の前記搭載用電極から引出された配線パターンが形成されており、
   前記底板部の上面に、前記配線パターンに平面視で重なると共に、前記周波数調整用領域及びその周辺領域に平面視で重ならないように、シールド用パターンが形成されている、
   ことを特徴とする圧電振動子。
2. 前記ベースの外底面には、表面実装用の複数の外部接続端子が設けられ、
   前記シールド用パターンが、接地用の前記外部接続端子に電気的に接続されている、
   請求項１に記載の圧電振動子。
3. 前記リッドが金属製であり、前記リッドが接地用の前記外部接続端子に電気的に接続されている、
   請求項２に記載の圧電振動子。
4. 前記ベースは、平面視で矩形であり、
   前記一対の搭載用電極は、前記矩形の一辺寄りに形成されており、
   前記配線パターンは、前記一方の前記搭載用電極から前記一辺に対向する対向辺側へ延びている、
   請求項１ないし３のいずれか一項に記載の圧電振動子。
5. 前記圧電振動片は、基部と、該基部の一端側から同一方向に伸長する一対の振動腕とを備えた音叉型圧電振動片であり、
   前記圧電振動片の前記一対の接続電極が、前記一対の振動腕の励振電極に接続されている、
   請求項１ないし４のいずれか一項に記載の圧電振動子。
6. 前記圧電振動片が、両主面に一対の励振電極が形成されたＡＴカット水晶振動片であり、
   前記圧電振動片の前記一対の接続電極が、前記一対の励振電極に接続されている、
   請求項１ないし４のいずれか一項に記載の圧電振動子。
7. 前記シールド用パターンは、前記一方の前記搭載用電極から前記一辺に対向する対向辺側へ延びている前記配線パターンに、平面視で重なるように前記対向辺側へ延びる第１パターン部と、該第１パターン部に連なって前記一対の搭載用電極に、平面視で重なるように、前記一辺に沿って延びる第２パターン部と、該第２パターン部に連なって前記対向辺側へ延びる第３パターン部とを有する、
   請求項４に記載の圧電振動子。

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