JPWO2016158010A1 - 圧電振動デバイス - Google Patents

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Abstract

【課題】サンドイッチ構造の圧電振動デバイスにおいて、安定した外部素子の接合を可能にする。【解決手段】圧電基板２のうち少なくとも振動部２１が、第１封止部材３と、第２封止部材４とで封止された圧電振動デバイス１であって、圧電基板２は、振動部２１と、振動部２１の外周を取り囲むとともに振動部２１よりも厚肉に形成された外枠部２３と、を備え、第１封止部材３及び第２封止部材４の少なくとも一方には、外部素子５が接続される外部電極３１が設けられており、外部素子５は、少なくとも圧電基板２の外枠部２３において、外部電極３１に接続されている。【選択図】図１

Description

本発明は、圧電振動デバイスに関する。
近年、各種電子機器の動作周波数の高周波化や、パッケージの小型化（特に低背化）が進んでいる。そのため、高周波化やパッケージの小型化にともなって、圧電振動デバイス（例えば水晶振動子等）も高周波化やパッケージの小型化への対応が求められている。
この種の圧電振動子は、その筐体が直方体のパッケージで構成されている。このパッケージは、ガラスや水晶からなる第１封止部材及び第２封止部材と、水晶からなり両主面に励振電極が形成された水晶振動板とから構成され、第１封止部材と第２封止部材とが水晶振動板を介して積層して接合され、パッケージの内部（内部空間）に配された水晶振動板の励振電極が気密封止されている（例えば、特許文献１）。以下、このような圧電振動子の積層形態をサンドイッチ構造という。
ところで、特許文献２には、半導体発振回路素子と、水晶振動子とを同一パッケージに封入して構成される水晶発振器において、上記水晶振動子の一面にパターンを設け、該パターン上に半導体発振回路素子を取り付け、かつ、該半導体発振回路素子のボンディングパッドと上記水晶振動子のパターンとを電気的に接続した水晶発振器が開示されている。
特開２０１０−２５２０５１号公報 特開平３−１５１７０４号公報
特許文献１の圧電振動子上に、特許文献２の半導体発振回路素子を取り付けた圧電振動デバイスを製造すると、次のような不都合があった。すなわち、半導体発振回路素子（外部素子）を圧電振動子に押圧して取り付けるため、第１封止部材又は第２封止部材が当該押圧によって内部に撓むことにより、安定した外部素子の接合に問題が生じることや、水晶振動板と第１封止部材又は第２封止部材とが当該押圧によって接触して水晶振動板が破損される問題が生じていた。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、サンドイッチ構造の圧電振動デバイスにおいて、安定した外部素子の接合を可能にすることを目的とする。
上記目的を達するために、本発明は次のとおりの構成としている。
本発明に係る圧電振動デバイスは、電圧を印加することによって圧電振動させる振動部が備えられた圧電基板と、前記圧電基板の一主面を覆って前記振動部を封止する第１封止部材と、前記圧電基板の他主面を覆って前記振動部を封止する第２封止部材と、が備えられており、前記圧電基板のうち少なくとも前記振動部が、前記第１封止部材と、第２封止部材とで封止された圧電振動デバイスであって、前記圧電基板は、前記振動部と、当該振動部の外周を取り囲むとともに前記振動部よりも厚肉に形成された外枠部と、を備え、前記第１封止部材及び第２封止部材の少なくとも一方には、外部素子が接続される外部電極が設けられており、前記外部素子は、少なくとも前記圧電基板の外枠部において、前記外部電極に接続されていることを特徴とする。なお、外部電極とは、第１封止部材又は第２封止部材における、外部素子の搭載面に形成された電極を云う。
このような構成によれば、外部素子は、少なくとも圧電基板の振動部の外周を取り囲むとともに振動部よりも厚肉に形成された外枠部において、第１封止部材及び第２封止部材の少なくとも一方の外部電極に接続されているので、外部素子を押圧しても振動部が封止された封止領域の内側が押圧されることを防ぐことができる。これにより、安定した外部素子の接合が可能となる。
上記圧電振動デバイスであって、前記外部電極は、前記外部素子と金属バンプを介して接続されている構成とする。
このような構成によれば、外枠部に対応する位置における第１封止部材又は第２封止部材に、外部素子と接続される金属バンプが備えられているので、フリップチップボンディングする際に外部素子を押圧しても、外枠部の内側で撓みが生じることを防止することができる。また、金属バンプを用いて外部素子と接続したとしても撓みにくいので、安定した外部素子の接合を行うことができる。また、第１封止部材又は第２封止部材が水晶振動板（振動部）に接触することを防止することもできる。
上記圧電振動デバイスであって、前記外部電極には、前記圧電基板の前記振動部に設けられた一対の第１励振電極及び第２励振電極に接続された第１励振電極用外部電極及び第２励振電極用外部電極が少なくとも含まれており、前記第１励振電極用外部電極と前記外部素子とを接続する前記金属バンプのみが、前記第１励振電極と前記第１励振電極用外部電極とを接続する第１配線と平面視で重畳する位置に設けられており、前記第２励振電極用外部電極と前記外部素子とを接続する前記金属バンプのみが、前記第２励振電極と前記第２励振電極用外部電極とを接続する配線と平面視で重畳する位置に設けられている構成とする。
このような構成によれば、励振電極（第１励振電極、第２励振電極）に接続される金属バンプと、異なる極性の励振電極（第２励振電極、第１励振電極）に接続される配線（第２配線、第１配線）とが平面視で重畳しない。これに加え、励振電極（第１励振電極及び第２励振電極）に接続されない金属バンプと、励振電極に接続される配線（第１配線及び第２配線）とが平面視で重畳しない。これにより、異なる極性の励振電極に接続される金属バンプと配線との重畳に起因する寄生容量や、励振電極に接続されない金属バンプと、励振電極に接続される配線との重畳に起因する寄生容量を抑制することができる。
上記圧電振動デバイスであって、前記外部電極には、前記圧電基板の前記振動部に設けられた一対の第１励振電極及び第２励振電極に接続された第１励振電極用外部電極及び第２励振電極用外部電極と、前記第１励振電極及び第２励振電極に接続されない他外部電極とが少なくとも含まれており、前記他外部電極は、前記第１励振電極と前記第１励振電極用外部電極とを接続する第１配線、及び、前記第２励振電極と前記第２励振電極用外部電極とを接続する第２配線とは平面視で重畳しない位置に設けられている構成とする。
このような構成によれば、他外部電極と、励振電極（第１励振電極及び第２励振電極）に接続される配線（第１配線及び第２配線）との重畳に起因する寄生容量を抑制することができる。
上記圧電振動デバイスであって、前記第１励振電極用外部電極は、前記第２配線とは平面視で重畳しない位置に設けられており、前記第２励振電極用外部電極は、前記第１配線とは平面視で重畳しない位置に設けられている構成とする。
このような構成によれば、励振電極（第１励振電極、第２励振電極）に接続される外部電極（第１励振電極用外部電極、第２励振電極用外部電極）と、異なる極性の励振電極（第２励振電極、第１励振電極）に接続される配線（第２配線、第１配線）との重畳に起因する寄生容量を抑制することができる。
上記圧電振動デバイスであって、前記第１励振電極用外部電極及び前記第２励振電極用外部電極は、前記圧電基板の前記外枠部に平面視で対応する位置にそれぞれ形成されており、前記第１励振電極用外部電極及び前記第２励振電極用外部電極が、前記圧電基板の前記振動部の検査用端子とされる構成とする。
このような構成によれば、第１励振電極用外部電極及び第２励振電極用外部電極を検査用端子とすることによって、検査用のプローブが接触した際の圧力を、第１封止部材から圧電振動板へ分散させることができ、第１封止部材の変形を抑制することができる。これにより、第１封止部材の変形に起因する圧電振動板の振動部の圧電振動の阻害や、浮遊容量の変化を抑制することができる。
上記圧電振動デバイスであって、前記外部電極は、前記第１封止部材に形成されており、前記外部素子はＩＣである構成とする。
このような構成によれば、安定した圧電特性が得られるＩＣが備えられた圧電発振器等の圧電振動デバイスとすることができる。
上記圧電振動デバイスであって、前記振動部の両面には、電圧を印加することによって圧電振動させる励振電極が形成されており、前記第１封止部材又は第２封止部材の前記外部電極は、平面視において、前記励振電極と重畳しない構成とすることが好ましい。
このような構成によれば、第１封止部材又は第２封止部材の外部電極と、励振電極とが、平面視において重畳する面積が小さいので、外部電極と励振電極との間の寄生容量を抑えることができる。
上記圧電振動デバイスであって、前記第１封止部材及び第２封止部材の少なくとも一方又は両方には、前記励振電極と接続される接続電極が形成されており、前記接続電極は、前記外枠部の内側に形成されるとともに、平面視において前記振動部と重畳しない構成とすることが好ましい。
このような構成によれば、励振電極と接続される接続電極と、振動部とが、平面視において重畳する面積が小さいので、接続電極と振動部に形成されている励振電極との間の寄生容量を抑えることができる。
本発明によれば、サンドイッチ構造の圧電振動デバイスにおいて、安定した外部素子の接合が可能となる。
図１は、本発明の実施形態に係る圧電振動デバイスの各構成を示した概略構成図である。 図２は、本発明の実施形態に係る圧電振動デバイスの各構成を示した分解斜視図である。 図３は、本発明の実施形態に係る圧電振動デバイスの第１封止部材の概略平面図である。 図４は、本発明の実施形態に係る圧電振動デバイスの第１封止部材の概略底面図である。 図５は、本発明の実施形態に係る圧電振動デバイスの圧電基板の概略平面図である。 図６は、本発明の実施形態に係る圧電振動デバイスの圧電基板の概略底面図である。 図７は、図５のVII−VII線に沿う断面図である。 図８は、本発明の実施形態に係る圧電振動デバイスの第２封止部材の概略平面図である。 図９は、本発明の実施形態に係る圧電振動デバイスの第２封止部材の概略底面図である。 図１０は、圧電振動デバイスの第２封止部材の変形例を示す概略平面図である。 図１１は、圧電振動デバイスの第１封止部材の変形例を示す概略裏面図である。 図１２は、圧電振動デバイスの圧電基板の変形例を示す概略平面図である。 図１３は、圧電振動デバイスの圧電基板の変形例を示す概略裏面図である。 図１４は、圧電振動デバイスの第２封止部材の変形例を示す概略平面図である。 図１５は、圧電振動デバイスの第１封止部材の変形例を示す概略平面図である。 図１６は、圧電振動デバイスの第１封止部材の変形例を示す概略裏面図である。 図１７は、圧電振動デバイスの圧電基板の変形例を示す概略平面図である。 図１８は、圧電振動デバイスの圧電基板の変形例を示す概略裏面図である。 図１９は、圧電振動デバイスの第２封止部材の変形例を示す概略平面図である。
以下、本発明に係る圧電振動デバイスの実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明は、圧電振動デバイスの構成、圧電振動デバイスの製造方法、圧電振動デバイスの作用効果の順に説明する。
−圧電振動デバイスの構成−
本発明に係る圧電振動デバイス１の構成を、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、圧電振動デバイス１の各構成を示した概略構成図、図２は、圧電振動デバイスの各構成を示した分解斜視図である。
本発明に係る圧電振動デバイス１は、例えば、水晶発振器であって、圧電基板２と、圧電基板２の一主面２ａを覆って気密封止する第１封止部材３と、圧電基板２の他主面２ｂを覆って気密封止する第２封止部材４と、第１封止部材３に搭載された圧電振動素子以外の外部素子５とが設けられている。水晶発振器において、圧電基板２と第１封止部材３とが接合されており、圧電基板２と第２封止部材４とが接合されている（図１参照）。
すなわち、圧電振動デバイス１は、第１封止部材３と圧電基板２との間の内部空間ＳＰ（図４及び図５）、及び圧電基板２と第２封止部材４との間の内部空間ＳＰ（図６及び図７）が気密封止されたサンドイッチ構造とされている。
圧電振動デバイス１（水晶発振器）のパッケージサイズは、１．２×１．０ｍｍであり、小型化と低背化とを図ったものである。また、小型化に伴い、本圧電振動デバイス１では、キャスタレーションを形成せずに、後述する貫通孔（第１貫通孔ｈ３１〜第１５貫通孔ｈ４４）を用いて電極の導通を図っている。
以下、各構成について詳述する。
・第１封止部材
圧電振動デバイスの第１封止部材について図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、圧電振動デバイスの第１封止部材の概略平面図、図４は、圧電振動デバイスの第１封止部材の概略底面図である。
第１封止部材３には、曲げ剛性（断面二次モーメント×ヤング率）が１０００［Ｎ・ｍｍ2］以下の材料が用いられている。具体的には、第１封止部材３は、図３、４に示すように、１枚のガラスウエハ又は水晶ウエハから形成された直方体の基板であり、一主面３ａ側を上面とし、他主面３ｂ（圧電基板２に接合する面）は平坦平滑面（鏡面加工）として成形されている。
第１封止部材３の一主面３ａは、図３に示すように、発振回路素子であるＩＣ（図１の外部素子５を参照）を搭載するための外部電極３１が６つ備えられており、ＩＣと外部電極との接合には、接合材Ｂが用いられている。なお、本実施形態では、接合材Ｂは金等の金属バンプが用いられているが、この例に限られるものではない。
６つの外部電極３１におけるＩＣとの接続位置（接合材Ｂが配置された位置）は、後述する圧電基板２の外枠部２３に対応する位置である。外枠部２３に対応する位置とは、平面視において、外枠部２３の一部又は全部と重畳する位置である。
６つの外部電極３１には、夫々第１貫通孔ｈ３１〜第６貫通孔ｈ３６が形成され、各貫通孔内には電気的に導通を図る電極が備えられている。
第１封止部材３の他主面３ｂは、図４に示すように、封止側第１接合パターン３２１と、一対の封止側励振電極接合パターン３２２と、４つの接合用パターン３２３と、が備えられている。
封止側第１接合パターン３２１は、圧電基板２と接合させて、圧電基板２の振動部２１を封止するためのものであり、内部空間ＳＰを囲うように設けられている。
一対の封止側励振電極接合パターン３２２は、封止側第１接合パターン３２１よりも内側に２つ形成され、後述する圧電基板２の一対の励振電極接合パターン２４１、２４２と夫々接続されるものである。各封止側励振電極接合パターン３２２は、前述した第２貫通孔ｈ３２及び第５貫通孔ｈ３５内の電極によって各外部電極３１と導通されている。
接合用パターン３２３は、封止側第１接合パターン３２１よりも外側に形成されており、第１封止部材３の四隅に形成されている。さらに、各接合用パターン３２３は、前述した第１貫通孔ｈ３１〜第４貫通孔ｈ３４内の電極によって各外部電極３１と導通されている（図２〜図４参照）。
上述した外部電極３１、封止側第１接合パターン３２１、封止側励振電極接合パターン３２２、接合用パターン３２３は、第１封止部材３の一主面３ａ上又は他主面３ｂ上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなる。なお、本実施形態では、下地ＰＶＤ膜には、Ｔｉ（若しくはＣｒ）が用いられ、電極ＰＶＤ膜にはＡｕが用いられている。
・圧電基板
本発明に係る圧電振動デバイスの圧電基板について図５〜７を参照しながら説明する。図５は、圧電振動デバイスの圧電基板の概略平面図、図６は、圧電振動デバイスの圧電基板の概略底面図、図７は、図５のVII−VII線に沿う断面図である。
圧電基板２は、図５及び図６に示すように、振動部２１と、保持部２２と、振動部２１より厚肉に形成された外枠部２３と、を備えている。図示例では、矩形状の水晶板を切り抜いて形成した切り抜き部を有しており、当該切り抜き部は、平面視逆凹形状体ｋ１と、平面視長方形状体ｋ２とから構成されている。圧電基板２は、圧電材料である水晶からなり、その両主面（一主面２ａ、他主面２ｂ）が平坦平滑面（鏡面加工）とされている。
振動部２１は、電圧の印加により圧電振動する略矩形状のものである。なお、振動部２１の形状は、ウェットエッチングによって形成された場合は、角部が面取りされて、直角でなくてもよい。振動部２１の一主面２ａ及び他主面２ｂには、それぞれ振動部２１に電圧を印加するための第１励振電極２１１及び第２励振電極２１２が形成されている。振動部２１における第１励振電極２１１及び第２励振電極２１２が形成された位置には、振動部２１の中央の領域の厚みがその周囲の領域に比べて厚くされたメサ構造２１３が形成されていてもよい。この場合、メサ構造２１３において中央部の圧電基板２の厚みが厚いため、圧電振動の閉じ込め効果を向上させることができる。
第１励振電極２１１及び第２励振電極２１２は、振動部２１上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜（Ｔｉ若しくはＣｒ）と、下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜（Ａｕ）とからなる。
第１励振電極２１１及び第２励振電極２１２は、当該各電極を引き出す第１引出電極２２１又は第２引出電極２２２によって振動部２１の外に引き出されている。図示例では、一主面２ａ側は、第１励振電極２１１の角部から第１引出電極２２１が引き出されており（図５参照）、他主面２ｂ側は、上述した一主面２ａ側において第１引出電極２２１が引き出された方向と逆側となるように、第２励振電極２１２の角部から第２引出電極２２２が引き出されている（図６参照）。
保持部２２、２２は、振動部２１においてＺ軸上に有する２つの角部２１ａからそれぞれ外枠部２３に向けて突出されており（図５及び図６参照）、図示例では、平面視右側（＋Ｚ軸方向側）の保持部２２によって、第１励振電極２１１から引き出された第１引出電極２２１が配置され、底面視左側（−Ｚ軸方向側）の保持部２２によって第２励振電極２１２から引き出された第２引出電極２２２が配置されている（図２、図５、図６参照）。
外枠部２３は、振動部２１の外周を取り囲むとともに保持部２２を保持するものである。一主面２ａの外枠部２３には、振動側第１接合パターン２３１と、一対の励振電極接合パターン２４１、２４２と、接合用パターン２５１と、が備えられている（図５参照）。
外枠部２３の厚みは、保持部２２の厚みよりも厚いことが好ましい（図７参照）。この場合は、外枠部２３の厚みと保持部２２の厚みの違いにより、外枠部２３と保持部２２の圧電振動の固有振動数が異なるため、保持部２２の圧電振動に外枠部２３が共鳴しにくくなる。また、圧電基板２と第１封止部材３との間の空間及び圧電基板２と第２封止部材４との間の空間を広くすることができ、圧電基板２の振動部２１と第１封止部材３及び第２封止部材４との接触を防ぐことができる。
振動側第１接合パターン２３１は、第１封止部材３と接合するためのものであり、内部空間ＳＰを囲うように形成されている。
一対の励振電極接合パターン２４１、２４２は、振動側第１接合パターン２３１の内側に形成されており、第１封止部材３の封止側励振電極接合パターン３２２とそれぞれ接合されるものである。平面視において、右側の励振電極接合パターン２４１は、第１励振電極２１１に電圧を印加するためのものであり、第１引出電極２２１と接続されている。また、平面視において、左側の励振電極接合パターン２４２は、第２励振電極２１２に電圧を印加するためのものであり、他主面２ｂ側に配線するための第１１貫通孔ｈ２５が形成されている。
接合用パターン２５１は、振動側第１接合パターン２３１の外側であって、一主面２ａの四隅にそれぞれ形成されており、他主面２ｂ側の接合用パターン２５２に配線するための第７貫通孔ｈ２１〜第１０貫通孔ｈ２４が形成されている。
外枠部２３の他主面２ｂには、振動側第２接合パターン２３２と、励振電極接合パターン２４３と、接合用パターン２５２と、が備えられている（図６参照）。
振動側第２接合パターン２３２は、後述する第２封止部材４と接合するためのものであり、内部空間ＳＰを囲うように形成されている。
励振電極接合パターン２４３は、振動側第２接合パターン２３２の内側に配置され、第１１貫通孔ｈ２５によって一主面２ａ側の励振電極接合パターン２４２と接続されている。さらに、励振電極接合パターン２４３は、第２引出電極２２２と接続されている。
接合用パターン２５２は、振動側第２接合パターン２３２の外側であって、他主面２ｂの四隅にそれぞれ形成されており、それぞれ第７貫通孔ｈ２１〜第１０貫通孔ｈ２４によって一主面２ａ側の各接合用パターン２５１と導通されている。
振動側第１接合パターン２３１及び振動側第２接合パターン２３２、励振電極接合パターン２４１〜２４３、接合用パターン２５１、２５２は、圧電基板２の一主面２ａ上又は他主面２ｂ上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜（Ｔｉ若しくはＣｒ）と、下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜（Ａｕ）とからなり、非Ｓｎパターンである。つまり、第１励振電極２１１及び第２励振電極２１２と同一の材料を用いている。なお、振動側第１接合パターン２３１及び振動側第２接合パターン２３２、励振電極接合パターン２４１〜２４３並びに、接合用パターン２５１、２５２は、第１励振電極２１１及び第２励振電極２１２と異なる電極材料であっても良い。
このような構成である圧電基板２によれば、第１封止部材３の外部電極３１は、圧電基板２の外枠部２３に備えられた励振電極接合パターン２４１〜２４３によって接続されるため、振動部２１に形成された第１励振電極２１１及び第２励振電極２１２と、平面視において重畳するものではない。
・第２封止部材
本発明に係る圧電振動デバイスの第２封止部材４について図８及び図９を参照しながら説明する。図８は、圧電振動デバイスの第２封止部材の概略平面図、図９は、圧電振動デバイスの第２封止部材の概略底面図である。
第２封止部材４には、曲げ剛性（断面二次モーメント×ヤング率）が１０００［Ｎ・ｍｍ2］以下の材料が用いられている。具体的には、第２封止部材４は、図８に示すように、１枚のガラスウエハ又は水晶ウエハから形成された直方体の基板であり、この第２封止部材４の一主面４ａ（圧電基板２に接合する面）は平坦平滑面（鏡面加工）として成形されている。
第２封止部材４の一主面４ａには、四隅に形成された接合用パターン４１１と、封止側第２接合パターン４１２と、封止側励振電極接合パターン４１３が備えられている。
各接合用パターン４１１は、圧電基板２の他主面４ｂに形成された接合用パターン２５２と電気的に接合されるものであり、各接合用パターン４１１には、他主面４ｂ側の外部電極端子４１４に配線するための第１２貫通孔ｈ４１〜第１５貫通孔ｈ４４が形成されている（図８及び図９参照）。
封止側第２接合パターン４１２は、圧電基板２の他主面２ｂと接合させて、圧電基板２の振動部２１を封止するためのものであり、内部空間ＳＰを囲うように設けられている（図８参照）。
封止側励振電極接合パターン４１３は、圧電基板２の他主面２ｂの励振電極接合パターン２４３と接合されるものである。
第２封止部材４の他主面４ｂには、外部に電気的に接続する外部電極端子４１４が四隅に配置されている。各外部電極端子４１４は、それぞれ第１２貫通孔ｈ４１〜第１５貫通孔ｈ４４に備えられた接合材によって第２封止部材４の一主面４ａ側の接合用パターン４１１と導通される。ここで、外部電極端子４１４は、第１励振電極２１１及び第２励振電極２１２と、平面視において重畳する面積が最小限に抑えられているので、外部電極端子４１４と第１励振電極２１１及び第２励振電極２１２との間の寄生容量を低減することができる。
接合用パターン４１１、封止側第２接合パターン４１２、封止側励振電極接合パターン４１３及び外部電極端子４１４は、第２封止部材４の一主面４ａ上又は他主面４ｂ上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなる。
なお、本実施形態では、下地ＰＶＤ膜には、Ｔｉ（若しくはＣｒ）が用いられ、電極ＰＶＤ膜にはＡｕが用いられている。
・外部素子
本発明に係る外部素子５は、例えば、水晶発振器用のＩＣであり、第１封止部材３の外部電極３１と接続されるものである（図２参照）。外部素子５における第１封止部材３の外部電極３１と接続するための電極（不図示）は、平面視において少なくとも圧電基板２の外枠部２３に対応する位置に形成されている。
−圧電振動デバイスの製造方法−
次に、上述した圧電基板２、第１封止部材３、第２封止部材４、外部素子５を用いて圧電振動デバイス１を製造する方法について説明する。
第１封止部材３と圧電基板２との接合は、圧電基板２の振動側第１接合パターン２３１と第１封止部材３の封止側第１接合パターン３２１とを重ね合わせ、圧電基板２の励振電極接合パターン２４１、２４２と第１封止部材３の封止側励振電極接合パターン３２２とを重ね合わせ、圧電基板２の接合用パターン２５１と第１封止部材３の接合用パターン３２３とを重ね合わせ、この状態で各金属が拡散接合される。
第２封止部材４と圧電基板２との接合は、圧電基板２の振動側第２接合パターン２３２と第２封止部材４の封止側第２接合パターン４１２とを重ね合わせ、圧電基板２の励振電極接合パターン２４３と第２封止部材４の封止側励振電極接合パターン４１３とを重ね合わせ、圧電基板２の接合用パターン２５２と第２封止部材４の接合用パターン４１１とを重ね合わせ、この状態で各金属が拡散接合される。
ここで、第１封止部材３の第１貫通孔ｈ３１は、接合用パターン３２３と接合用パターン２５１及び各貫通孔ｈ３１、ｈ２１、ｈ４１内の図示しない電極を介して圧電基板２の第７貫通孔ｈ２１及び第２封止部材４の第１２貫通孔ｈ４１と導通する。また、第１封止部材３の第３貫通孔ｈ３３は、接合用パターン３２３と接合用パターン２５１及び各貫通孔ｈ３３、ｈ２２、ｈ４２内の図示しない電極を介して圧電基板２の第８貫通孔ｈ２２及び第２封止部材４の第１３貫通孔ｈ４２と導通する。また、第１封止部材３の第４貫通孔ｈ３４は、接合用パターン３２３と接合用パターン２５１及び各貫通孔ｈ３４、ｈ２３、ｈ４３内の図示しない電極を介して圧電基板２の第９貫通孔ｈ２３及び第２封止部材４の第１４貫通孔ｈ４３と導通する。また、第１封止部材３の第６貫通孔ｈ３６は、接合用パターン３２３と接合用パターン２５１及び各貫通孔ｈ３６、ｈ２４、ｈ４４内の図示しない電極を介して圧電基板２の第１０貫通孔ｈ２４及び第２封止部材４の第１５貫通孔ｈ４４と導通する。
さらに、第１封止部材３の第２貫通孔ｈ３２は、第２貫通孔ｈ３２内の図示しない電極を介して圧電基板２の励振電極接合パターン２４１と導通する。また、第５貫通孔ｈ３５は、各貫通孔ｈ３５、ｈ２５内の図示しない電極を介して圧電基板２の第１１貫通孔ｈ２５と導通するとともに圧電基板２の第２引出電極２２２が接続された励振電極接合パターン２４３と導通する。
上記した接合方法に拡散接合を用いることによって、接着剤等を用いて接合する際に生じるガスの発生等を防止することができるが、接着剤などの公知の接合専用材を用いてもよい。
第１封止部材３の外部電極３１と外部素子５との接続は、フリップチップボンディングにより、内部空間ＳＰの外側で行われる。
このようにして製造された圧電振動デバイス１では、第１封止部材３と圧電基板２とは、１．００μｍ以下のギャップを有し、第２封止部材４と圧電基板２とは、１．００μｍ以下のギャップを有する。つまり、第１封止部材３と圧電基板２との間の接合材の厚みが、１．００μｍ以下であり、第２封止部材４と圧電基板２との間の接合材の厚みが、１．００μｍ以下（具体的には、本実施形態のＡｕ−Ａｕ接合では０．１５μｍ〜１．００μｍ）である。なお、比較として、Ｓｎを用いた従来の金属ペースト封止材では、５μｍ〜２０μｍとなる。
−圧電振動デバイスの作用効果−
本発明に係る圧電振動デバイスの構成によれば、第１封止部材３及び第２封止部材４の少なくとも一方には、外部素子５が接続される外部電極３１が設けられており、外部素子５は、平面視において少なくとも圧電基板２の外枠部２３に対応する位置で、外部電極３１に接続されているので、外部素子５を押圧しても振動部２１が封止された封止領域（内部空間ＳＰ）の内側が押圧されることを防ぐことができる。
また、第１封止部材３又は第２封止部材４の外部電極３１と、第１励振電極２１１及び第２励振電極２１２とが、平面視において重畳する面積が小さいので、外部電極３１と第１励振電極２１１及び第２励振電極２１２との間の寄生容量を抑えることができる。
また、圧電基板２の外枠部２３に、外部素子５と接続される金属バンプ（接合材Ｂ）が備えられているので、フリップチップボンディングする際に外部素子５を押圧しても、封止領域（内部空間ＳＰ）の内側で撓みが生じることを防止することができる。また、金属バンプ（接合材Ｂ）を用いて外部素子５と接続したとしても撓みにくいので、安定した外部素子５の接合を行うことができる。なお、接合材としては金属バンプ以外のものを用いてもよい。
また、第１封止部材３の一主面３ａ（圧電基板２に面しない外方の主面）に第１励振電極２１１及び第２励振電極２１２に接続される外部電極（第１励振電極用外部電極及び第２励振電極用外部電極）３１，３１が設けられているので、上記の外部電極３１，３１を圧電基板２の検査用端子として利用することで、第２封止部材４の接合前に圧電基板２の検査を容易に行うことができる。
この場合、上述した検査用端子を、上記の外部電極（第１励振電極用外部電極及び第２励振電極用外部電極）３１，３１の、平面視で圧電基板２の外枠部２３に対応する位置に設けられた外側部分３１ａ，３１ｂに設けることが好ましい。検査用端子には、検査用のプローブが接触されるため、プローブが接触した際の圧力が第１封止部材３に作用する。このため、検査用端子が平面視で圧電基板２の外枠部２３よりも内方側に設けられる場合、プローブが接触した際の圧力によって、第１封止部材３が変形する（撓む）可能性がある。このような第１封止部材３の変形により、第１封止部材３と、圧電基板２の振動部２１（第１励振電極２１１）との距離が小さくなったり、両者が接触することが懸念される。そして、圧電基板２の振動部２１の圧電振動が阻害されたり、浮遊容量が変化するという問題が発生する可能性がある。しかし、検査用端子を外部電極３１，３１の外側部分３１ａ，３１ｂに設けることによって、プローブが接触した際に外側部分３１ａ，３１ｂがその下側に設けられた圧電基板２の外枠部２３によって支持されるので、プローブが接触した際の圧力を第１封止部材３から圧電基板２へ分散させることができ、第１封止部材３の変形を抑制することができる。これにより、第１封止部材３の変形に起因する圧電基板２の振動部２１の圧電振動の阻害や、浮遊容量の変化を抑制することができる。
また、第１励振電極用外部電極と外部素子５とを接続する接合材Ｂのみが、第１励振電極２１１と第１励振電極用外部電極とを接続する配線（第１配線）と平面視で重畳する位置に設けられており、第２励振電極用外部電極と外部素子５とを接続する接合材Ｂのみが、第２励振電極２１２と第２励振電極用外部電極とを接続する配線（第２配線）と平面視で重畳する位置に設けられている。第１励振電極２１１と第１励振電極用外部電極とを接続する配線（第１配線）は、第１引出電極２２１、励振電極接合パターン２４１、及び、第２貫通孔ｈ３２を含む配線となっている。第２励振電極２１２と第２励振電極用外部電極とを接続する配線（第２配線）は、第２引出電極２２２、第１１貫通孔ｈ２５、励振電極接合パターン２４２、及び、第５貫通孔ｈ３５を含む配線となっている。つまり、励振電極（第１励振電極２１１、第２励振電極２１２）に接続される接合材Ｂ，Ｂと、異なる極性の励振電極（第２励振電極２１２、第１励振電極２１１）に接続される配線（第２配線、第１配線）とを平面視で重畳させないようにしている。これに加え、励振電極（第１励振電極２１１及び第２励振電極２１２）に接続されない接合材Ｂと、励振電極に接続される配線（第１配線及び第２配線）とを平面視で重畳させないようにしている。これにより、異なる極性の励振電極に接続される接合材Ｂと配線との重畳に起因する寄生容量や、励振電極に接続されない接合材Ｂと、励振電極に接続される配線との重畳に起因する寄生容量を抑制することができる。
また、外部電極３１のうち第１励振電極２１１及び第２励振電極２１２に接続されない外部電極（他外部電極）、つまり、第１励振電極用外部電極及び第２励振電極用外部電極以外の外部電極３１が、上記の第１配線及び第２配線とは平面視で重畳しない位置に設けられている。これにより、他外部電極と、励振電極（第１励振電極２１１及び第２励振電極２１２）に接続される配線（第１配線及び第２配線）との重畳に起因する寄生容量を抑制することができる。さらに、第１励振電極用外部電極が、第２配線とは平面視で重畳しない位置に設けられており、第２励振電極用外部電極が、第１配線とは平面視で重畳しない位置に設けられている。これにより、励振電極（第１励振電極、第２励振電極）に接続される外部電極（第１励振電極用外部電極、第２励振電極用外部電極）と、異なる極性の励振電極（第２励振電極、第１励振電極）に接続される配線（第２配線、第１配線）との重畳に起因する寄生容量を抑制することができる。
−圧電振動デバイスの変形例−
なお、上記に示した本発明の実施形態及び実施例はいずれも本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
例えば、外部素子５は、第１封止部材３に接合されている例を説明したが、第２封止部材４と外部素子５とが接合されていてもよい。
また、外部素子５は１個搭載した例を説明したが、この例に限られず、第１封止部材３の一主面３ａに複数の外部素子（例えば、ＩＣ）を搭載してもよい。例えば、第１封止部材３の一主面３ａに２つのＩＣを搭載する場合、一方のＩＣを水晶発振器用のＩＣとし、他方のＩＣをさまざまな用途に適したＩＣとすることが可能である。例えば、他方のＩＣは、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）用のＩＣ、水晶発振器に温度調整用のヒータを設けた場合のヒータドライブ回路用のＩＣ、出力信号の出力形式を変更するための出力バッファ用のＩＣ、ＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）用のＩＣとすることが可能である。
また、外部電極端子４１４が第２封止部材４の四隅に形成され、外部電極端子４１４が４端子である例を説明したが、この例に限られず、４端子以上の外部電極端子４１４が形成されていてもよい。
また、外部素子５が平面視で圧電基板２の外枠部２３のみにおいて、外部電極３１に接続された例を説明したが、この例に限られず、外部素子５が平面視で圧電基板２の外枠部２３の一部において、外部電極３１に接続されていてもよい。つまり、外部素子５と外部電極３１との接続が、平面視で圧電基板２の外枠部２３の少なくとも一部において行われていればよい。
また、上述した圧電振動デバイスにおいて、図１０に示すように、第２封止部材４の一主面４ａに溝４１５を設ける構成としてもよい。図１０の例では、第２封止部材４の一主面４ａに、直線状に延びる溝４１５が４つ形成されている。４つの溝４１５は、所定の間隔を隔てて互いに平行に設けられている。４つの溝４１５は、第２封止部材４の短辺方向に平行に延びている。４つの溝４１５は、第２封止部材４の内部空間ＳＰに面する部分に設けられている。溝４１５は、好ましくは、ウェットエッチングあるいはドライエッチングによって、第２封止部材４の一主面４ａに形成される。なお、レーザー加工等の手段によって、第２封止部材４の一主面４ａに溝４１５を形成することも可能である。
このような溝４１５は、圧電振動デバイスのパッケージの固有振動数を調整する調整部となっている。つまり、溝４１５の数や、形状、寸法等を調整することによって、パッケージの固有振動数を容易に調整することが可能となっている。したがって、パッケージの固有振動数を溝４１５によって調整することで、パッケージの固有振動数と、圧電基板２の振動部２１からパッケージへ漏れる振動の振動数とを容易に異ならせることできる。これにより、圧電基板２の振動部２１からパッケージへ漏れる振動に起因するパッケージの共振を抑制することができる。
ここで、導電性接着剤を用いずに、第１封止部材３と圧電基板２と第２封止部材４とが積層して接合されるため、導電性接着剤を用いる場合に比べて、圧電基板２の振動部２１の振動がパッケージへ漏れやすくなっている。このため、圧電基板２の振動部２１からパッケージへ漏れる振動に起因して、パッケージが共振することが懸念される。しかし、パッケージの固有振動数を溝４１５によって調整することで、パッケージの固有振動数と、圧電基板２の振動部２１からパッケージへ漏れる振動の振動数とを異ならせることによって、圧電基板２の振動部２１から外側へ漏れる振動に起因するパッケージの共振を抑制するようにしている。
また、第２封止部材４の一主面４ａの内部空間ＳＰに面する部分に溝４１５が設けられているので、パッケージによって溝４１５が保護される。これにより、パッケージが外部と接触することによる、溝４１５の形状、寸法等の変化が防止され、パッケージを気密封止した後に、溝４１５の形状、寸法等の変化に伴うパッケージの固有振動数が変化することを防止でき、パッケージの固有振動数の調整が不要になる。また、第２封止部材４の他主面４ｂにおいて、外部要素との接続のための配線の自由度を高めることができ、配線に必要な面積を容易に確保することができる。
なお、溝４１５の数や、形状、寸法等は適宜変更することが可能である。また、第２封止部材４の一主面４ａに替えて、第１封止部材３の他主面３ｂの内部空間ＳＰに面する部分に、溝を設けてもよい。あるいは、第１封止部材３の他主面３ｂおよび第２封止部材４の一主面４ａの両方の内部空間ＳＰに面する部分に溝を設けてもよい。また、パッケージの固有振動数を調整する調整部として、例えば有底孔などの溝以外のものを採用してもよい。また、このような調整部として、例えば、第１封止部材３および第２封止部材４の少なくとも一方に形成された突起や段差（段部）、第１封止部材３および第２封止部材４の少なくとも一方に固定された錘などを採用することが可能である。あるいは、第１封止部材３および第２封止部材４の少なくとも一方に形成された蒸着膜などの質量負荷によって、パッケージの固有振動数を調整してもよく、また、第１封止部材３および第２封止部材４の少なくとも一方の厚みを変更することによって、パッケージの固有振動数を調整してもよい。
また、上述した圧電振動デバイスにおいて、環状の封止用の接合パターン（圧電基板２の振動側第１接合パターン２３１と第１封止部材３の封止側第１接合パターン３２１、及び圧電基板２の振動側第２接合パターン２３２と第２封止部材４の封止側第２接合パターン４１２）の内側に支持用の接合パターンを設ける構成としてもよい。例えば、図１１〜１４に示すように、圧電基板２及び第１，第２封止部材３，４に支持用接合パターンを形成すればよい。図１１は、圧電振動デバイスの第１封止部材３の変形例を示す概略裏面図であり、図４に対応する。図１２は、圧電振動デバイスの圧電基板２の変形例を示す概略平面図であり、図５に対応する。図１３は、圧電振動デバイスの圧電基板２の変形例を示す概略裏面図であり、図６に対応する。図１４は、圧電振動デバイスの第２封止部材４の変形例を示す概略平面図であり、図８に対応する。
図１２に示すように、圧電基板２の一主面２ａには、第１励振電極２１１から引き出された第１引出電極２２１に繋がる励振電極接合パターン２４１が、外枠部２３において、図１２のＸ軸方向に沿って延びるように形成されている。また、圧電基板２の一主面２ａに形成された第１１貫通孔ｈ２５の励振電極接合パターン２４２は、外枠部２３において、図１２のＸ軸方向に沿って延びるように形成されている。励振電極接合パターン２４１，２４２が、上述した支持用接合パターンになっている。励振電極接合パターン２４１，２４２は、振動側第１接合パターン２３１と切り抜き部との間に設けられている。励振電極接合パターン２４１，２４２は、振動部２１を挟んで、図１２のＺ軸方向の両側に配置されている。励振電極接合パターン２４１，２４２は、圧電基板２の短辺方向に沿って延びている。また、励振電極接合パターン２４１，２４２は、外縁形状及び内縁形状が略矩形に形成された振動側第１接合パターン２３１とは所定の間隔を隔てて設けられており、振動側第１接合パターン２３１の短辺に沿って設けられている。励振電極接合パターン２４１，２４２の長さ（図１２のＸ軸方向の長さ）は、振動側第１接合パターン２３１の短辺の長さの５０％以上に設定されている。
図１３に示すように、圧電基板２の他主面２ｂに形成された第１１貫通孔ｈ２５の励振電極接合パターン２４３は、外枠部２３において、図１３のＸ軸方向に沿って延びるように形成されている。励振電極接合パターン２４３は、第２励振電極２１２から引き出された第２引出電極２２２と一体的に形成されている。また、圧電基板２の他主面２ｂには、接合用パターン２４４が、外枠部２３において、図１３のＸ軸方向に沿って延びるように形成されている。励振電極接合パターン２４３及び接合用パターン２４４が、上述した支持用接合パターンになっている。励振電極接合パターン２４３及び接合用パターン２４４は、振動側第２接合パターン２３２と切り抜き部との間に設けられている。励振電極接合パターン２４３及び接合用パターン２４４は、振動部２１を挟んで、図１３のＺ軸方向の両側に配置されている。励振電極接合パターン２４３及び接合用パターン２４４は、圧電基板２の短辺方向に沿って延びている。また、励振電極接合パターン２４３及び接合用パターン２４４は、外縁形状及び内縁形状が略矩形に形成された振動側第２接合パターン２３２とは所定の間隔を隔てて設けられており、振動側第２接合パターン２３２の短辺に沿って設けられている。励振電極接合パターン２４３及び接合用パターン２４４の長さ（図１３のＸ軸方向の長さ）は、振動側第２接合パターン２３２の短辺の長さの５０％以上に設定されている。
図１１に示すように、第１封止部材３の他主面３ｂに形成された第２，第５貫通孔ｈ３２，ｈ３５の接合用パターン３２２，３２２は、図１１のＡ１方向に沿って延びるように形成されている。接合用パターン３２２，３２２が、上述した支持用接合パターンになっている。接合用パターン３２２，３２２は、第１封止部材３の短辺方向に沿って延びている。また、接合用パターン３２２，３２２は、外縁形状及び内縁形状が略矩形に形成された封止側第１接合パターン３２１とは所定の間隔を隔てて設けられており、封止側第１接合パターン３２１の短辺に沿って設けられている。接合用パターン３２２，３２２の長さ（図１１のＡ１方向の長さ）は、封止側第１接合パターン３２１の短辺の長さの５０％以上に設定されている。接合用パターン３２２，３２２は、圧電基板２の一主面２ａの励振電極接合パターン２４１，２４２と平面視で略一致する位置に設けられている。接合用パターン３２２，３２２の図１１のＡ２方向の間隔は、圧電基板２の一主面２ａの励振電極接合パターン２４１，２４２のＺ軸方向の間隔（図１２参照）と略同じになっている。
図１４に示すように、第２封止部材４の一主面４ａには、封止側励振電極接合パターン４１３が、図１４のＢ１方向に沿って延びるように形成されている。また、第２封止部材４の一主面４ａには、接合用パターン４１６が、封止側励振電極接合パターン４１３とは図１４のＢ２方向に所定の間隔を隔てて設けられている。接合用パターン４１６は、図１４のＢ１方向に沿って延びるように形成されている。封止側励振電極接合パターン４１３及び接合用パターン４１６が、上述した支持用接合パターンになっている。封止側励振電極接合パターン４１３及び接合用パターン４１６は、第２封止部材４の短辺方向に沿って延びている。また、封止側励振電極接合パターン４１３及び接合用パターン４１６は、外縁形状及び内縁形状が略矩形に形成された封止側第２接合パターン４１２とは所定の間隔を隔てて設けられており、封止側第２接合パターン４１２の短辺に沿って設けられている。封止側励振電極接合パターン４１３及び接合用パターン４１６の長さ（図１４のＢ１方向の長さ）は、封止側第２接合パターン４１２の短辺の長さの５０％以上に設定されている。封止側励振電極接合パターン４１３及び接合用パターン４１６は、圧電基板２の他主面２ｂの励振電極接合パターン２４３及び接合用パターン２４４と平面視で略一致する位置に設けられている。封止側励振電極接合パターン４１３及び接合用パターン４１６の図１４のＢ２方向の間隔は、圧電基板２の他主面２ｂの励振電極接合パターン２４３及び接合用パターン２４４のＺ軸方向の間隔（図１３参照）と略同じになっている。
上述したように、圧電基板２及び第１，第２封止部材３，４が積層される際、上述した各支持用接合パターン（圧電基板２の一主面２ａの励振電極接合パターン２４１，２４２、圧電基板２の他主面２ｂの励振電極接合パターン２４３，接合用パターン２４４、第１封止部材３の接合用パターン３２２，３２２、及び、第２封止部材４の封止側励振電極接合パターン４１３，接合用パターン４１６）同士が重ね合わせられた状態で接合される。具体的には、圧電基板２の一主面２ａの励振電極接合パターン２４１，２４２と、第１封止部材３の接合用パターン３２２，３２２とが接合される。また、圧電基板２の他主面２ｂの励振電極接合パターン２４３及び接合用パターン２４４と、第２封止部材４の封止側励振電極接合パターン４１３及び接合用パターン４１６とが接合される。
そして、これらの支持用接合パターンは、環状の封止用接合パターン（圧電基板２の振動側第１接合パターン２３１と第１封止部材３の封止側第１接合パターン３２１、及び圧電基板２の振動側第２接合パターン２３２と第２封止部材４の封止側第２接合パターン４１２）の平面視で内方に設けられている。ここで、封止用接合パターンと、支持用接合パターンとの間隔を小さくすることによって、接合時に加圧を行った際、第１封止部材３や第２封止部材４に変形（撓み）が発生することを抑制できる。つまり、封止用接合パターンと、支持用接合パターンとによって、圧電基板２に対して第１封止部材３が支持されることで、第１封止部材３の変形を抑制することができる。また、封止用接合パターンと、支持用接合パターンとによって、圧電基板２に対して第２封止部材４が支持されることで、第２封止部材４の変形を抑制することができる。したがって、第１封止部材３や第２封止部材４の変形に起因する、圧電基板２の振動部２１を封止する封止用接合パターンの接合強度の低下や、接合時の残留歪を抑制することができ、封止用接合パターンによる内部空間ＳＰの気密性の低下や、振動部２１の特性変動を抑制することができる。
上記実施形態では、圧電振動デバイスの圧電基板２に２つの保持部２２，２２が設けられている場合について説明したが（図５〜７参照）、圧電基板２に保持部２２を１つのみ設ける構成としてもよい。この変形例にかかる圧電振動デバイスについて、図１５〜１９を参照して説明する。図１５は、圧電振動デバイスの第１封止部材３の変形例を示す概略平面図であり、図３に対応する。図１６は、圧電振動デバイスの第１封止部材３の変形例を示す概略裏面図であり、図４に対応する。図１７は、圧電振動デバイスの圧電基板２の変形例を示す概略平面図であり、図５に対応する。図１８は、圧電振動デバイスの圧電基板２の変形例を示す概略裏面図であり、図６に対応する。図１９は、圧電振動デバイスの第２封止部材４の変形例を示す概略平面図であり、図８に対応する。なお、便宜上、上記実施形態の圧電振動デバイス（図１〜９参照）と共通の構成については、同一符号を付し、説明を省略する。以下では、本変形例にかかる圧電振動デバイスについて、上記実施形態の圧電振動デバイスとは異なる構成ついて主に説明する。
図１７，１８に示すように、圧電基板２の保持部２２は、振動部２１の＋Ｘ方向かつ−Ｚ方向に位置する１つの角部２１ａのみから、−Ｚ方向に向けて外枠部２３まで延びている（突出している）。保持部２２が１つのみ設けられているため、切り抜き部（切り欠き部）２４が振動部２１の外周囲を囲うように連続して形成されている。そして、保持部２２を介してのみ振動部２１と外枠部２３とが連結されている。なお、上述した結晶軸の向きや、保持部２２の位置は一例であって、特に限定されるものではない。
保持部２２の一主面側に第１励振電極２１１から引き出された第１引出電極２２１が設けられ、この保持部２２の他主面側に第２励振電極２１２から引き出された第２引出電極２２２が設けられている。第１引出電極２２１は、保持部２２を経由して、外枠部２３の一主面側に形成された励振電極接合パターン２４１に繋がっている。第２引出電極２２２は、保持部２２を経由して、外枠部２３の他主面側に形成された励振電極接合パターン２４３に繋がっている。本変形例では、圧電基板２の保持部２２が１つのみであり、第１引出電極２２１及び第２引出電極２２２が同じ方向（−Ｚ方向）に延びているため、第１励振電極２１１と第１励振電極用外部電極とを接続する配線及び第２励振電極２１２と第２励振電極用外部電極とを接続する配線が、上記実施形態とは異なっている。
圧電基板２の一主面２ａには、上述した励振電極接合パターン２４１に加え、励振電極接合パターン２４２，２４５が形成されている。励振電極接合パターン２４２，２４５は、外枠部２３に設けられている。励振電極接合パターン２４２は、第２励振電極２１２に電圧を印加するためのものであり、励振電極接合パターン２４２には、圧電基板２の他主面２ｂ側に配線するための第１１貫通孔ｈ２５が形成されている。励振電極接合パターン２４１，２４２は、Ｘ軸方向に所定の間隔を隔てて設けられている。励振電極接合パターン２４５は、励振電極接合パターン２４１，２４２とは圧電基板２の振動部２１を挟んでＺ軸方向の反対側の位置に設けられている。励振電極接合パターン２４５は、圧電基板２の外枠部２３において、Ｘ軸方向に沿って延びている。
圧電基板２の他主面２ｂには、上述した励振電極接合パターン２４３に加え、接合用パターン２４６が形成されている。励振電極接合パターン２４３及び接合用パターン２４６は、圧電基板２の外枠部２３において、Ｘ軸方向に沿って延びている。励振電極接合パターン２４３は、第１１貫通孔ｈ２５によって一主面２ａ側の励振電極接合パターン２４２と接続されている。接合用パターン２４６は、励振電極接合パターン２４３とは圧電基板２の振動部２１を挟んでＺ軸方向の反対側の位置に設けられている。
第１１貫通孔ｈ２５、励振電極接合パターン２４１〜２４３，２４５、及び接合用パターン２４６は、振動側第１接合パターン２３１及び振動側第２接合パターン２３２よりも内周側に設けられる。第１１貫通孔ｈ２５、励振電極接合パターン２４１〜２４３，２４５、及び接合用パターン２４６は、振動側第１接合パターン２３１及び振動側第２接合パターン２３２とは電気的に接続されていない。尚、本変形例では、振動側第１接合パターン２３１及び振動側第２接合パターン２３２は、平面視で環状に形成されており、外縁形状及び内縁形状が略八角形に形成されている。また、上記実施形態と同様に、第７〜第１０貫通孔ｈ２１〜ｈ２４及び接合用パターン２５１，２５２は、振動側第１接合パターン２３１及び振動側第２接合パターン２３２よりも外周側に設けられている。
図１５，１６に示すように、第１封止部材３の他主面３ｂには、封止側励振電極接合パターン３２４，３２５，３２７が形成されている。封止側励振電極接合パターン３２４，３２７は、第２貫通孔ｈ３２及び第５貫通孔ｈ３５内の電極によって、第１封止部材３の一主面３ａに形成された外部電極３１，３１と導通されている。
封止側励振電極接合パターン３２４，３２５は、第１励振電極２１１に電圧を印加するためのものであり、封止側励振電極接合パターン３２４には、第１封止部材３の一主面３ａ側に配線するための第２貫通孔ｈ３２が形成されている。封止側励振電極接合パターン３２４，３２５は、圧電基板２の励振電極接合パターン２４５，２４１と夫々接続されるものである。封止側励振電極接合パターン３２４は、Ａ１方向に沿って延びており、配線パターン３２６と一体的に形成されている。封止側励振電極接合パターン３２５は、封止側励振電極接合パターン３２４とは配線パターン３２６を挟んで、Ａ２方向の反対側の位置に設けられている。つまり、配線パターン３２６のＡ２方向の一端側に封止側励振電極接合パターン３２４が接続され、配線パターン３２６のＡ２方向の他端側に封止側励振電極接合パターン３２５が接続されている。
封止側励振電極接合パターン３２７は、第２励振電極２１２に電圧を印加するためのものであり、封止側励振電極接合パターン３２７には、第１封止部材３の一主面３ａ側に配線するための第５貫通孔ｈ３５が形成されている。封止側励振電極接合パターン３２７は、圧電基板２の励振電極接合パターン２４２と接続されるものである。封止側励振電極接合パターン３２７は、封止側励振電極接合パターン３２５に対し、Ａ１方向に所定の間隔を隔てて設けられている。また、封止側励振電極接合パターン３２７は、封止側励振電極接合パターン３２４に対し、Ａ２方向の反対側の位置に設けられている。
第２貫通孔ｈ３２，第５貫通孔ｈ３５、封止側励振電極接合パターン３２４，３２５，３２７、及び配線パターン３２６は、封止側第１接合パターン３２１よりも内周側に設けられる。第２貫通孔ｈ３２，第５貫通孔ｈ３５、封止側励振電極接合パターン３２４，３２５，３２７、及び配線パターン３２６は、封止側第１接合パターン３２１とは電気的に接続されていない。尚、本変形例では、封止側第１接合パターン３２１は、平面視で環状に形成されており、外縁形状及び内縁形状が略八角形に形成されている。また、上記実施形態と同様に、第１、第３、第４、第６貫通孔ｈ３１，ｈ３３，ｈ３４，ｈ３６は、封止側第１接合パターン３２１よりも外周側に設けられている。一方、外部電極３１は、平面視において少なくとも圧電基板２の外枠部２３に対応する位置に形成されているが、本変形例では、封止側第１接合パターン３２１と平面視で重畳する位置に設けられている。
図１９に示すように、第２封止部材４の一主面４ａには、封止側励振電極接合パターン４１３及び接合用パターン４１７が形成されている。封止側励振電極接合パターン４１３は、圧電基板２の励振電極接合パターン２４３と接続されるものである。接合用パターン４１７は、圧電基板２の接合用パターン２４６と接続されるものである。封止側励振電極接合パターン４１３及び接合用パターン４１７は、Ｂ１方向に沿って延びている。接合用パターン４１７は、封止側励振電極接合パターン４１３に対し、Ｂ２方向の反対側の位置に設けられている。
封止側励振電極接合パターン４１３及び接合用パターン４１７は、封止側第２接合パターン４１２よりも内周側に設けられる。封止側励振電極接合パターン４１３及び接合用パターン４１７は、封止側第２接合パターン４１２とは電気的に接続されていない。尚、本変形例では、封止側第２接合パターン４１２は、平面視で環状に形成されており、外縁形状及び内縁形状が略八角形に形成されている。また、上記実施形態と同様に、第１２〜第１５貫通孔ｈ４１〜ｈ４４及び接合用パターン４１１は、封止側第２接合パターン４１２よりも外周側に設けられている。
本変形例にかかる圧電振動デバイスにおいては、上記実施形態の圧電振動デバイスと同様に、第１封止部材３と圧電基板２との接合は、圧電基板２の振動側第１接合パターン２３１と第１封止部材３の封止側第１接合パターン３２１とを重ね合わせ、圧電基板２の励振電極接合パターン２４１，２４２，２４５と第１封止部材３の封止側励振電極接合パターン３２５，３２７，３２４とを重ね合わせ、圧電基板２の接合用パターン２５１と第１封止部材３の接合用パターン３２３とを重ね合わせ、この状態で各金属が拡散接合される。また、第２封止部材４と圧電基板２との接合は、圧電基板２の振動側第２接合パターン２３２と第２封止部材４の封止側第２接合パターン４１２とを重ね合わせ、圧電基板２の励振電極接合パターン２４３と第２封止部材４の封止側励振電極接合パターン４１３とを重ね合わせ、圧電基板２の接合用パターン２４６，２５２と第２封止部材４の接合用パターン４１７，４１１とを重ね合わせ、この状態で各金属が拡散接合される。なお、第１封止部材３の他主面３ｂの配線パターン３２６は、圧電基板２の一主面２ａの各パターンとは接合されないようになっている。
本変形例にかかる圧電振動デバイスによれば、上記実施形態の圧電振動デバイスと同様の作用効果が得られる。一方、本変形例にかかる圧電振動デバイスでは、上述したように、第１励振電極２１１と第１励振電極用外部電極とを接続する配線（第１配線）、及び第２励振電極２１２と第２励振電極用外部電極とを接続する配線（第２配線）が、上記実施形態の圧電振動デバイスとは異なっている。
具体的に、第１励振電極２１１と第１励振電極用外部電極とを接続する配線（第１配線）は、第１引出電極２２１、励振電極接合パターン２４１、封止側励振電極接合パターン３２５、配線パターン３２６、封止側励振電極接合パターン３２４、及び、第２貫通孔ｈ３２を含む配線となっている。第２励振電極２１２と第２励振電極用外部電極とを接続する配線（第２配線）は、第２引出電極２２２、励振電極接合パターン２４３、第１１貫通孔ｈ２５、励振電極接合パターン２４２、封止側励振電極接合パターン３２７、及び、第５貫通孔ｈ３５を含む配線となっている。
そして、第１励振電極用外部電極と外部素子５とを接続する接合材Ｂのみが、第１励振電極２１１と第１励振電極用外部電極とを接続する配線（第１配線）と平面視で重畳する位置に設けられており、第２励振電極用外部電極と外部素子５とを接続する接合材Ｂのみが、第２励振電極２１２と第２励振電極用外部電極とを接続する配線（第２配線）と平面視で重畳する位置に設けられている。つまり、励振電極（第１励振電極２１１、第２励振電極２１２）に接続される接合材Ｂ，Ｂと、異なる極性の励振電極（第２励振電極２１２、第１励振電極２１１）に接続される配線（第２配線、第１配線）とを平面視で重畳させないようにしている。これに加え、励振電極（第１励振電極２１１及び第２励振電極２１２）に接続されない接合材Ｂと、励振電極に接続される配線（第１配線及び第２配線）とを平面視で重畳させないようにしている。これにより、異なる極性の励振電極に接続される接合材Ｂと配線との重畳に起因する寄生容量や、励振電極に接続されない接合材Ｂと、励振電極に接続される配線との重畳に起因する寄生容量を抑制することができる。
また、外部電極３１のうち第１励振電極２１１及び第２励振電極２１２に接続されない外部電極（他外部電極）、つまり、第１励振電極用外部電極及び第２励振電極用外部電極以外の外部電極３１が、上記の第１配線及び第２配線とは平面視で重畳しない位置に設けられている。これにより、他外部電極と、励振電極（第１励振電極２１１及び第２励振電極２１２）に接続される配線（第１配線及び第２配線）との重畳に起因する寄生容量を抑制することができる。さらに、第１励振電極用外部電極が、第２配線とは平面視で重畳しない位置に設けられており、第２励振電極用外部電極が、第１配線とは平面視で重畳しない位置に設けられている。これにより、励振電極（第１励振電極、第２励振電極）に接続される外部電極（第１励振電極用外部電極、第２励振電極用外部電極）と、異なる極性の励振電極（第２励振電極、第１励振電極）に接続される配線（第２配線、第１配線）との重畳に起因する寄生容量を抑制することができる。
この出願は、２０１５年３月２７日に日本で出願された特願２０１５−６５９７２号に基づく優先権を請求する。これに言及することにより、その全ての内容は本出願に組み込まれるものである。
本発明は、圧電振動板の基板の材料に水晶を用いた水晶振動デバイス（水晶発振器等）に好適である。
１ 圧電振動デバイス
２ 圧電基板
２ａ 一主面
２ｂ 他主面
２１ 振動部
２１ａ 角部
２１１ 第１励振電極
２１２ 第２励振電極
２１３ メサ構造
２２１ 第１引出電極
２２２ 第２引出電極
２３１ 振動側第１接合パターン
２３２ 振動側第２接合パターン
２４１ 励振電極接合パターン
２４２ 励振電極接合パターン
２４３ 励振電極接合パターン
２５１ 接合用パターン
２５２ 接合用パターン
２２ 保持部
２３ 外枠部
３ 第１封止部材
３ａ 一主面
３１ 外部電極
３ｂ 他主面
３２１ 封止側第１接合パターン
３２２ 封止側励振電極接合パターン
３２３ 接合用パターン
４ 第２封止部材
４ａ 一主面
４ｂ 他主面
４１１ 接合用パターン
４１２ 封止側第２接合パターン
４１３ 封止側励振電極接合パターン
４１４ 外部電極端子
５ 外部素子
ｈ３１ 第１貫通孔
ｈ３２ 第２貫通孔
ｈ３３ 第３貫通孔
ｈ３４ 第４貫通孔
ｈ３５ 第５貫通孔
ｈ３６ 第６貫通孔
ｈ２１ 第７貫通孔
ｈ２２ 第８貫通孔
ｈ２３ 第９貫通孔
ｈ２４ 第１０貫通孔
ｈ２５ 第１１貫通孔
ｈ４１ 第１２貫通孔
ｈ４２ 第１３貫通孔
ｈ４３ 第１４貫通孔
ｈ４４ 第１５貫通孔
Ｂ 接合材
ＳＰ 内部空間
ｋ１ 平面視逆凹形状体
ｋ２ 平面視長方形状体

Claims (8)

  1. 電圧を印加することによって圧電振動させる振動部が備えられた圧電基板と、
    前記圧電基板の一主面を覆って前記振動部を封止する第１封止部材と、
    前記圧電基板の他主面を覆って前記振動部を封止する第２封止部材と、
    が備えられており、
    前記圧電基板のうち少なくとも前記振動部が、前記第１封止部材と、第２封止部材とで封止された圧電振動デバイスであって、
    前記圧電基板は、前記振動部と、当該振動部の外周を取り囲むとともに前記振動部よりも厚肉に形成された外枠部と、を備え、
    前記第１封止部材及び第２封止部材の少なくとも一方には、外部素子が接続される外部電極が設けられており、
    前記外部素子は、少なくとも前記圧電基板の外枠部において、前記外部電極に接続されていることを特徴とする圧電振動デバイス。
  2. 請求項１に記載された圧電振動デバイスであって、
    前記外部電極は、前記外部素子と金属バンプを介して接続されていることを特徴とする圧電振動デバイス。
  3. 請求項２に記載された圧電振動デバイスであって、
    前記外部電極には、前記圧電基板の前記振動部に設けられた一対の第１励振電極及び第２励振電極に接続された第１励振電極用外部電極及び第２励振電極用外部電極が少なくとも含まれており、
    前記第１励振電極用外部電極と前記外部素子とを接続する前記金属バンプのみが、前記第１励振電極と前記第１励振電極用外部電極とを接続する第１配線と平面視で重畳する位置に設けられており、
    前記第２励振電極用外部電極と前記外部素子とを接続する前記金属バンプのみが、前記第２励振電極と前記第２励振電極用外部電極とを接続する配線と平面視で重畳する位置に設けられていることを特徴とする圧電振動デバイス。
  4. 請求項１に記載された圧電振動デバイスであって、
    前記外部電極には、前記圧電基板の前記振動部に設けられた一対の第１励振電極及び第２励振電極に接続された第１励振電極用外部電極及び第２励振電極用外部電極と、前記第１励振電極及び第２励振電極に接続されない他外部電極とが少なくとも含まれており、
    前記他外部電極は、前記第１励振電極と前記第１励振電極用外部電極とを接続する第１配線、及び、前記第２励振電極と前記第２励振電極用外部電極とを接続する第２配線とは平面視で重畳しない位置に設けられていることを特徴とする圧電振動デバイス。
  5. 請求項４に記載された圧電振動デバイスであって、
    前記第１励振電極用外部電極は、前記第２配線とは平面視で重畳しない位置に設けられており、
    前記第２励振電極用外部電極は、前記第１配線とは平面視で重畳しない位置に設けられていることを特徴とする圧電振動デバイス。
  6. 請求項３〜５のうちいずれか１つに記載された圧電振動デバイスであって、
    前記第１励振電極用外部電極及び前記第２励振電極用外部電極は、前記圧電基板の前記外枠部に平面視で対応する位置にそれぞれ形成されており、前記第１励振電極用外部電極及び前記第２励振電極用外部電極が、前記圧電基板の前記振動部の検査用端子とされることを特徴とする圧電振動デバイス。
  7. 請求項１に記載された圧電振動デバイスであって、
    前記外部電極には、前記圧電基板の前記振動部に設けられた一対の第１励振電極及び第２励振電極に接続された第１励振電極用外部電極及び第２励振電極用外部電極が少なくとも含まれており、
    前記第１励振電極用外部電極及び前記第２励振電極用外部電極は、前記圧電基板の前記外枠部に平面視で対応する位置にそれぞれ形成されており、前記第１励振電極用外部電極及び前記第２励振電極用外部電極が、前記圧電基板の前記振動部の検査用端子とされることを特徴とする圧電振動デバイス。
  8. 請求項１〜７のうちいずれか１つに記載された圧電振動デバイスであって、
    前記外部電極は、前記第１封止部材に形成されており、前記外部素子はＩＣであることを特徴とする圧電振動デバイス。
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