WO2016136009A1 - 水晶振動デバイス - Google Patents

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WO2016136009A1
WO2016136009A1 PCT/JP2015/076614 JP2015076614W WO2016136009A1 WO 2016136009 A1 WO2016136009 A1 WO 2016136009A1 JP 2015076614 W JP2015076614 W JP 2015076614W WO 2016136009 A1 WO2016136009 A1 WO 2016136009A1
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WO
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crystal
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quartz
lid member
frame
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PCT/JP2015/076614
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French (fr)
Inventor
開田　弘明
岳生 佐藤
上　慶一
Original Assignee
株式会社村田製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details

Definitions

  • the present invention relates to a crystal vibrating device.
  • a crystal vibration device used for an oscillation device, a bandpass filter, etc. a crystal vibration device having a thickness shear vibration as a main vibration is widely used.
  • a frame including a crystal resonator element, and an upper surface side case portion and a lower surface side case portion respectively disposed on the upper surface portion and the lower surface portion of the frame body via a sealing portion are provided.
  • the structure is known (see Patent Document 1).
  • the sealing part is formed of low melting point glass or the like, and the quartz crystal vibrating piece is hermetically sealed by joining the frame body to each case part by the intervention of the sealing part.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and improves the bonding strength between the case for accommodating the quartz crystal resonator element and the crystal body frame without hindering the miniaturization, thereby improving the reliability of the product.
  • the purpose is to improve the performance.
  • a crystal resonator device includes a crystal resonator element having an excitation electrode formed on a main surface thereof, and a frame that is connected to a coupling portion of the crystal resonator element and surrounds the outer periphery of the crystal resonator element.
  • the lid member and the base member are respectively joined to the frame body via the sealing member, and at least one of the joint surfaces of the frame body, the lid member and the base member has a surface roughness of crystal vibration. It has a rough surface area rougher than the main surface of the piece.
  • At least one joining surface of the joining surfaces of the frame body, the lid member, and the base member has a rough surface area whose surface roughness is rougher than that of the main surface of the quartz crystal vibrating piece. For this reason, it is possible to improve the bonding strength and airtightness between the frame body and at least one of the lid member and the base member without increasing the area of the frame body in order to improve the bonding strength. Therefore, it is possible to improve the bonding strength between the frame body and at least one of the lid member and the base member without hindering downsizing and to improve the reliability of the quartz crystal vibration device.
  • the AT cut crystal resonator has a substantially rectangular outer shape, and a rough surface area of at least one joint surface is at least one of the AT cut crystal resonators within the range of the joint surface. It may be provided in a region corresponding to one corner.
  • the rough surface area of at least one bonding surface may be provided so as to avoid an area close to the crystal vibrating piece within the bonding surface.
  • all of the bonding surfaces of the frame, the lid member, and the base member may have a rough surface region.
  • the lid member and the base member may be made of quartz.
  • the lid member and the base member may be made of quartz each formed by AT cut.
  • the present invention it is possible to improve the reliability of the product by improving the bonding strength between the case for accommodating the quartz crystal resonator element and the frame of the quartz vibrator without hindering downsizing.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view for explaining a crystal resonator device according to this embodiment.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view of the crystal resonator according to this embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a crystal resonator according to a modification of the present embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a crystal resonator according to another modification of the present embodiment.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of the crystal resonator device according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1
  • FIG. 3 is a plan view of the crystal resonator.
  • the sealing member see FIG. 2 is omitted.
  • the crystal resonator device 1 includes a crystal resonator 100, a lid member 200, and a base member 300.
  • the crystal unit 100 is composed of an AT-cut crystal substrate.
  • the AT-cut quartz substrate rotates the X-axis, Y-axis, and Z-axis, which are the crystal axes of artificial quartz, around the X-axis by 35 degrees 15 minutes from the Y-axis to the Z-axis.
  • the axes are the Y ′ axis and the Z ′ axis, respectively, the surfaces parallel to the plane specified by the X axis and the Z ′ axis are cut out.
  • a quartz resonator using an AT-cut quartz substrate has extremely high frequency stability over a wide temperature range, is excellent in aging characteristics, and can be manufactured at low cost. Further, the AT-cut quartz resonator is often used as a main vibration in a thickness shear vibration mode (Thickness Shear Mode).
  • Thiickness Shear Mode thickness Shear Mode
  • the lid member 200 and the base member 300 are cases or packages for housing a part of the crystal unit 100 (crystal resonator element).
  • the crystal unit 100, the lid member 200, and the base member 300 have substantially the same dimensions and outer shape (for example, a substantially rectangular outer shape).
  • the quartz crystal resonator 100 includes a quartz crystal vibrating piece 110 and a frame body 120 that surrounds the outer periphery of the quartz crystal vibrating piece 110. Both the quartz crystal vibrating piece 110 and the frame body 120 are formed from an AT-cut quartz crystal substrate. Each of the quartz crystal vibrating piece 110 and the frame body 120 has a longitudinal direction parallel to the X-axis direction, a lateral direction parallel to the Z′-axis direction, and a thickness direction parallel to the Y′-axis direction. .
  • the quartz crystal vibrating piece 110 has connecting portions 111a and 111b with the frame body 120, and the connecting portions 111a and 111b are disposed at one end (X-axis negative direction side) in the longitudinal direction of the quartz crystal vibrating piece 110. Yes. That is, the quartz crystal vibrating piece 110 is provided apart from the frame body 120 except for the connecting portions 111a and 111b. In addition, the number of connecting portions, the arrangement thereof, and the like are not particularly limited.
  • the crystal unit 100 has notched side surfaces 102, 104, 106, and 108 formed by cutting a part of a corner into a cylindrical curved surface (or a castellation shape). Similarly, notched side surfaces 202, 204, 206, and 208 are formed in the lid member 200, and notched side surfaces 302, 304, 306, and 308 are also formed in the base member 300.
  • the respective cut-out side surfaces for example, the cut-out side surfaces 102, 202, and 302
  • Such a cut-out side surface is formed in accordance with the adoption of a manufacturing method called wafer level CSP that performs packaging up to a wafer state. Note that the shape of the cut-out side surface is not limited to a cylindrical curved surface.
  • First and second excitation electrodes 130 and 140 are formed on the main surface of the quartz crystal vibrating piece 110.
  • the first excitation electrode 130 is formed on the first surface 112 (surface on the Y′-axis positive direction side) of the quartz crystal vibrating piece 110
  • the second excitation electrode 140 is the first surface of the quartz crystal vibrating piece 110.
  • Two surfaces 114 are formed.
  • the first and second excitation electrodes 130 and 140 are arranged so as to substantially overlap as a pair of electrodes.
  • An extension electrode 132 that is electrically connected to the first excitation electrode 130 is formed on the first surface 122 of the frame body 120.
  • the extension electrode 132 extends from the first excitation electrode 130 through the one coupling portion 111a, and then extends toward the notch side surface 108 at the corner through the first surface 122 of the frame body 120.
  • the connection electrode 134 formed on the second surface 124 of the frame body 120 is electrically connected.
  • an extended electrode 142 that is electrically connected to the second excitation electrode 140 is formed on the second surface 124 of the frame body 120.
  • the extension electrode 142 extends from the second excitation electrode 140 through the other connecting portion 111b, and then extends through the second surface 124 of the frame body 120 toward the cut-out side surface 104 at the corner.
  • the connection electrode 144 formed on the second surface 124 of the frame body 120 is electrically connected. As described above, in the example illustrated in FIG. 1, the connection electrodes 134 and 144 that are electrically connected to the first and second excitation electrodes 130 and 140 are disposed at the opposite corners of the frame body 120.
  • connection electrodes 134 and 144 that are electrically connected to the first and second excitation electrodes 130 and 140 is not particularly limited.
  • two corners of the frame body 120 on the X axis negative direction side are provided. (That is, it may be disposed on the cut-out side surfaces 102 and 104).
  • Each of the electrodes including the first and second excitation electrodes 130 and 140 may be formed, for example, by forming a base with a chromium (Cr) layer and forming a gold (Au) layer on the surface of the chromium layer. It is not limited.
  • External electrodes 322, 324, 326, and 328 are formed at each corner of the base member 300.
  • the external electrode 322 is formed at the corner of the base member 300 from the mounting surface side (Y′-axis positive direction side) of the crystal unit 100 through the cut-out side surface 302 and the mounting surface (Y ′ negative direction). Side surface).
  • the external electrodes 324, 326, and 328 are similarly formed at the corresponding corners as shown in FIG.
  • the external electrodes 324 and 328 of the base member 300 (that is, external electrodes disposed at opposite corners of the base member 300) are electrically connected to the first and second excitation electrodes 130 and 140.
  • the crystal unit 100 is mounted on the base member 300 via a sealing member 172 described later, and the connection electrode 134 and the external electrode 328, and the connection electrode 144 and the external electrode 324 are respectively made of conductive members (not shown). Connect electrically.
  • This conductive member may be formed, for example, by applying a conductive adhesive and thermosetting, or by forming a conductive material by sputtering or the like.
  • the conductive member may be integrally formed on the corresponding cut-out side surfaces of the lid member 200, the crystal unit 100, and the base member 300. Note that there is no particular limitation on which corner the external electrodes 324 and 328 electrically connected to the first and second excitation electrodes 130 and 140 are disposed.
  • the lid member 200 is disposed on the first surface 122 side of the frame body 120, and the base member 300 is disposed on the second surface 124 side of the frame body 120, and the lid member 200, the crystal unit 100, and the base member 300 are disposed.
  • the joint surface 250 of the lid member 200 and the joint surface 150 a of the first surface 122 of the frame body 120 are joined to each other via the sealing member 170, and on the other hand, the joint surface 350 of the base member 300.
  • the joint surface 150 b of the second surface 124 of the frame body 120 are joined to each other via the sealing member 172.
  • the joint surfaces 150a, 150b, 250, and 350 are provided on the entire circumference of each member (see FIGS. 1 and 3), whereby the crystal vibrating piece 110 is hermetically sealed in the internal space (cavity). Stopped.
  • the material of the sealing members 170 and 172 is not limited as long as the joint surfaces can be joined and the internal space can be hermetically sealed.
  • low-melting glass for example, lead borate or tin phosphate
  • a glass adhesive material such as the above may be used, or a resin adhesive may be used.
  • At least one of the bonding surfaces 150 a, 150 b, 250, and 350 has a rough surface area whose surface roughness is rougher than the main surface of the quartz crystal vibrating piece 110. This point will be described with reference to FIGS. 2 and 3, taking the joint surface 150 a of the first surface 122 of the frame body 120 as an example.
  • the rough surface area 160a of the bonding surface 150a can be formed using, for example, plasma processing, sandblasting, etching, or the like. By subjecting the region exposed from the mask to sandblasting or the like, the rough surface region 160a can be formed only in a predetermined region of the first surface 122 of the frame body 120.
  • the range in which the rough surface area 160a is formed in the bonding surface 150a may be the entire surface of the bonding surface 150a as shown in FIG. 2, for example, or may be a part of the bonding surface 150a as shown in a modification example described later. There may be.
  • the sealing member 170 By providing the rough surface region 160a on the bonding surface 150a, the sealing member 170 enters the unevenness of the rough surface region 160a and hardens, thereby generating an anchor effect that improves the adhesive force, and the bonding surface 150a is not a rough surface. Compared with the case where it is, the joining strength and airtightness of the frame 120 and the lid member 200 can be improved. In addition, since the wettability of the sealing member 170 can be increased by providing the rough surface region 160a, the range in which the sealing member 170 spreads out can be appropriately controlled.
  • the sealing member 170 when the sealing member 170 leaks from the joint surface 150a toward the crystal vibrating piece 110, the gas released from the sealing member 170 adheres to the excitation portion of the crystal vibrating piece 110 and deteriorates the characteristics of the crystal resonator. Therefore, it is preferable that the sealing member 170 is appropriately provided within the range of the bonding surface 150a.
  • a rough surface region 260 may be provided also on the joint surface 250 of the lid member 200. Thereby, the joining strength and airtightness of the frame 120 and the lid member 200 can be further improved.
  • the rough surface region 160 b may be provided on the joint surface 150 b of the second surface 124 of the frame body 120 and / or the rough surface region 360 may be provided on the joint surface 350 of the base member 300.
  • the joint strength and airtightness of the frame 120 and the base member 300 can be improved.
  • rough surface regions 160 a, 160 b, 260, and 360 may be provided on all of the bonding surfaces 150 a, 150 b, 250, and 350.
  • the material of the lid member 200 and the base member 300 is not particularly limited, for example, the lid member 200 and the base member 300 are preferably made of the same material as the crystal unit 100, and may be made of, for example, crystal. According to this, since each member to be joined is made of the same material, the thermal expansion coefficient is approximated, and the residual stress at the time of joining can be reduced. In particular, when the lid member 200 and the base member 300 are made of the same AT-cut quartz crystal as the quartz crystal resonator 100, in addition to the same material, the crystal axis direction is also the same, so the thermal expansion coefficient is The residual stress at the time of joining can be further reduced.
  • the crystal oscillating device 1 according to this embodiment, at least one of the joint surfaces 150a, 150b, 250, and 350 of the frame body 120, the lid member 200, and the base member 300 has a surface roughness of quartz.
  • the rough surface area is rougher than the main surface of the resonator element 110. For this reason, the joining strength and airtightness of the frame 120 and at least one of the lid member 200 and the base member 300 can be improved. Further, since it is not necessary to increase the area of the frame body 120 in order to improve the bonding strength, the crystal vibrating device 1 can be reduced in size.
  • the bonding strength between the case (the lid member 200 and the base member 300) for housing the crystal vibrating piece 110 and the frame body 120 of the crystal resonator 100 is improved without hindering downsizing, and the crystal vibrating device 1 Reliability can be improved.
  • the present invention is not limited to the above embodiment and can be applied in various modifications.
  • FIG.4 and FIG.5 each modification of the quartz-crystal vibrating device which concerns on this embodiment is demonstrated.
  • differences from the configuration of the above embodiment will be described.
  • FIG. 4 is a plan view of a crystal resonator 400 according to a modification of the present embodiment.
  • a rough surface area provided on at least one bonding surface is provided in an area corresponding to at least one corner of the crystal resonator within the range of the bonding surface.
  • rough surface regions 460 a, 462 a, 464 a, and 466 a are provided in regions corresponding to the corners of the bonding surface 450 a on the first surface 422 of the frame 420 of the crystal unit 400. Also good.
  • Each of the rough surface regions 460a to 466a has a surface roughness that is larger than that of the main surface of the quartz crystal vibrating piece 410. The stress is easily concentrated in the region corresponding to the corner, and higher bonding strength and airtightness are required. According to such a configuration, at least the bonding strength and airtightness of the region corresponding to the corner can be improved. .
  • At least one of the bonding surface of the lid member, the bonding surface of the base member, and the bonding surface of the second surface of the frame body 420 is similarly applied to at least one of the crystal units 400.
  • a rough surface region can be provided in a region corresponding to a corner.
  • FIG. 5 is a plan view of a crystal resonator 500 according to another modification of the present embodiment.
  • the rough surface region provided on at least one joint surface is provided to avoid the region close to the quartz crystal vibrating piece within the range of the joint surface.
  • the rough surface region 560 is formed in the outermost peripheral region of the bonding surface 550 a on the first surface 522 of the frame 520 of the crystal resonator 500, avoiding the region close to the crystal vibrating piece 510. May be provided.
  • the rough surface region 560a may be integrally formed so as to surround the entire circumference of the frame body 520. Since the sealing member provided on the bonding surface 550a has higher wettability in the rough surface region than in the non-rough surface region, the rough surface region 560a should be provided avoiding the region near the crystal vibrating piece 510 in the bonding surface 550a. Therefore, it is possible to suppress the sealing member from leaking to the crystal vibrating piece 510 side.
  • the non-rough surface region of the bonding region 550a is interposed between the rough surface region 560a and the quartz crystal vibrating piece 510, and the region where the rough surface region 560a is provided is shown in FIG. It is not limited to examples.
  • at least one of the bonding surface of the lid member, the bonding surface of the base member, and the bonding surface of the second surface of the frame body 520 has a region close to the crystal unit 510. It is possible to avoid the rough surface area.
  • a longitudinal direction parallel to the X-axis direction and a short direction parallel to the Z′-axis direction are provided.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention is applied to an AT-cut crystal resonator having a longitudinal direction parallel to the Z′-axis direction and a short direction parallel to the X-axis direction. The invention may be applied.
  • each embodiment described above is for facilitating understanding of the present invention, and is not intended to limit the present invention.
  • the present invention can be changed / improved without departing from the spirit thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
  • those obtained by appropriately modifying the design of each embodiment by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention as long as they include the features of the present invention.
  • each element included in each embodiment and its arrangement, material, condition, shape, size, and the like are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate.
  • each element included in each embodiment can be combined as much as technically possible, and combinations thereof are included in the scope of the present invention as long as they include the features of the present invention.
  • Quartz vibrating device 100 Quartz crystal vibrator 110 Quartz vibrating piece 111a, 111b Connection part 120 Frame 122 1st surface 124 2nd surface 130 1st excitation electrode 132 Extension electrode 140 2nd excitation electrode 142 Extension electrode 150a, 150b, 250, 350 Joint surface 160a, 160b, 260, 360 Rough surface area 200 Lid member 300 Base member

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

　水晶振動デバイス（１）は、主面に励振電極（１３０，１４０）が形成された水晶振動片（１１０）と、水晶振動片（１１０）の連結部（１１１ａ，１１１ｂ）に接続されるとともに水晶振動片（１１０）の外周を囲む枠体（１２０）と、を含むＡＴカット水晶振動子（１００）と、枠体（１２０）の第１面（１２２）の全周に接合されたリッド部材（２００）と、枠体（１２０）の第２面（１２４）の全周に接合されたベース部材（３００）と、を備え、リッド部材（２００）及びベース部材（３００）は、それぞれ封止部材（１７０，１７２）を介して枠体（１２０）に接合され、それらの各接合面のうち、少なくとも一つの接合面（１５０ａ）は、その表面粗さが水晶振動片（１１０）の主面よりも粗い粗面領域（１６０ａ）を有する。

Description

水晶振動デバイス
　本発明は、水晶振動デバイスに関する。
　発振装置や帯域フィルタなどに用いられる水晶振動デバイスとして、厚みすべり振動を主振動とする水晶振動デバイスが広く用いられている。また、水晶振動デバイスの一態様として、水晶振動片を備える枠体と、枠体の上面部及び下面部に封止部を介してそれぞれ配置される上面側ケース部と下面側ケース部とを有する構造が知られている（特許文献１参照）。封止部は低融点ガラス等で形成され、封止部の介在により、枠体が各ケース部に接合されることによって水晶振動片が密封封止される。
　しかしながら、従来の構成によれば、各ケース部と枠体との接合強度が高いとは言えず、水晶振動片の気密性を十分に確保できずに、水晶振動子の特性を劣化させる場合があった。他方、枠体と各ケース部との接合面の面積を広くすると、接合強度が向上するが、その分水晶振動デバイスの小型化が妨げられてしまう。
特開２００４－２２２０５３号公報
　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、小型化を妨げることなく、水晶振動片を収容するためのケースと水晶振動子の枠体との接合強度を向上させ、製品の信頼性の向上を図ることを目的とする。
　本発明の一側面に係る水晶振動デバイスは、主面に励振電極が形成された水晶振動片と、水晶振動片の連結部に接続されるとともに水晶振動片の外周を囲む枠体と、を含むＡＴカット水晶振動子と、枠体の第１面の全周に接合されたリッド部材と、枠体の第１面とは反対の第２面の全周に接合されたベース部材と、を備え、リッド部材及びベース部材は、それぞれ封止部材を介して枠体に接合され、枠体、リッド部材及びベース部材の各接合面のうち、少なくとも一つの接合面は、その表面粗さが水晶振動片の主面よりも粗い粗面領域を有する。
　上記構成によれば、枠体、リッド部材及びベース部材の各接合面のうち少なくとも一つの接合面は、その表面粗さが水晶振動片の主面よりも粗い粗面領域を有している。このため、接合強度向上のために枠体の面積を広くすることなく、枠体とリッド部材及びベース部材の少なくとも一方との接合強度及び気密性を向上させることができる。したがって、小型化を妨げることなく、枠体とリッド部材及びベース部材の少なくとも一方との接合強度を向上させ、水晶振動デバイスの信頼性の向上を図ることができる。
　上記水晶振動デバイスにおいて、ＡＴカット水晶振動子は、略矩形の外形形状を有し、少なくとも一つの接合面の粗面領域は、当該接合面の範囲内のうち、ＡＴカット水晶振動子の少なくとも一つのコーナーに対応する領域に設けられてもよい。
　上記水晶振動デバイスにおいて、少なくとも一つの接合面の粗面領域は、当該接合面の範囲内のうち、水晶振動片に近い領域を避けて設けられてもよい。
　上記水晶振動デバイスにおいて、枠体、リッド部材及びベース部材の各接合面のうち、全ての接合面が粗面領域を有してもよい。
　上記水晶振動デバイスにおいて、リッド部材及びベース部材がそれぞれ水晶からなるものであってもよい。
　上記水晶振動デバイスにおいて、リッド部材及びベース部材がそれぞれＡＴカットで形成された水晶からなるものであってもよい。
　本発明によれば、小型化を妨げることなく、水晶振動片を収容するためのケースと水晶振動子の枠体との接合強度を向上させ、製品の信頼性の向上を図ることができる。
図１は、本実施形態に係る水晶振動デバイスを説明するための分解斜視図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。 図３は、本実施形態に係る水晶振動子の平面図である。 図４は、本実施形態の変形例に係る水晶振動子を説明する図である。 図５は、本実施形態の他の変形例に係る水晶振動子を説明する図である。
　以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の構成要素は同一又は類似の符号で表している。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の形態に限定して解するべきではない。
　図１～図３を参照しつつ、本実施形態に係る水晶振動デバイスを説明する。ここで、図１は本実施形態に係る水晶振動デバイスの分解斜視図であり、図２は図１のＩＩ－ＩＩ線断面図であり、図３は水晶振動子の平面図である。なお、図１では封止部材（図２参照）は省略している。
　図１に示すように、本実施形態に係る水晶振動デバイス１は、水晶振動子１００と、リッド部材２００と、ベース部材３００とを備える。
　水晶振動子１００は、ＡＴカットの水晶基板から構成されている。ＡＴカットの水晶基板は、人工水晶の結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のうち、Ｙ軸及びＺ軸をＸ軸の周りにＹ軸からＺ軸の方向に３５度１５分回転させた軸をそれぞれＹ´軸及びＺ´軸とした場合、Ｘ軸及びＺ´軸によって特定される面と平行な面を主面として切り出されたものである。ＡＴカット水晶基板を用いた水晶振動子は、広い温度範囲で極めて高い周波数安定性を有し、また、経時変化特性にも優れている上、低コストで製造することが可能である。また、ＡＴカット水晶振動子は、厚みすべり振動モード（Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　Ｓｈｅａｒ　Ｍｏｄｅ）を主振動として用いられることが多い。以下、ＡＴカットの軸方向を基準として水晶振動デバイスの各構成を説明する。
　リッド部材２００及びベース部材３００は、水晶振動子１００の一部（水晶振動片）を収容するためのケース又はパッケージである。水晶振動子１００、リッド部材２００及びベース部材３００は、それぞれ略同一の寸法及び外形形状（例えば略矩形の外形形状）を有している。
　水晶振動子１００は、水晶振動片１１０と、水晶振動片１１０の外周を囲む枠体１２０とを備える。水晶振動片１１０及び枠体１２０はいずれもＡＴカットの水晶基板から形成されたものである。水晶振動片１１０及び枠体１２０は、それぞれ、Ｘ軸方向に平行な長手方向と、Ｚ´軸方向に平行な短手方向と、Ｙ´軸方向に平行な厚さ方向とを有している。水晶振動片１１０は、枠体１２０との連結部１１１ａ，１１１ｂを有しており、連結部１１１ａ，１１１ｂは、水晶振動片１１０の長手方向の一方端（Ｘ軸負方向側）に配置されている。すなわち、水晶振動片１１０は、連結部１１１ａ，１１１ｂを除いて、枠体１２０から離間して設けられている。なお、連結部の個数やその配置等は特に限定されるものではない。
　水晶振動子１００は、コーナーの一部が円筒曲面状（又はキャスタレーション形状）に切断して形成された切り欠き側面１０２，１０４，１０６，１０８を有する。また、同様に、リッド部材２００においても切り欠き側面２０２，２０４，２０６，２０８が形成され、ベース部材３００においても切り欠き側面３０２，３０４，３０６，３０８が形成されている。水晶振動子１００、リッド部材２００及びベース部材３００のうち、対応するコーナーにおける各切り欠き側面（例えば切り欠き側面１０２，２０２，３０２）はそれぞれＹ´軸方向に一致して配置されている。このような切り欠き側面は、ウエハレベルＣＳＰと呼ばれるウエハ状態のままパッケージングまでを行う製法を採用したことに伴って形成されたものである。なお、切り欠き側面の形状は円筒曲面状に限定されるものではない。
　水晶振動片１１０の主面には第１及び第２励振電極１３０，１４０が形成されている。具体的には、第１励振電極１３０は、水晶振動片１１０の第１面１１２（Ｙ´軸正方向側の面）に形成され、他方、第２励振電極１４０は、水晶振動片１１０の第２面１１４（Ｙ´軸負方向側の面）に形成されている。第１及び第２励振電極１３０，１４０は、一対の電極として略全体が重なり合うように配置されている。また、枠体１２０の第１面１２２には、第１励振電極１３０に電気的に接続された延出電極１３２が形成されている。延出電極１３２は、第１励振電極１３０から一方の連結部１１１ａを通って延出された後、枠体１２０の第１面１２２上を通って、コーナーにおける切り欠き側面１０８に向かって延出され、枠体１２０の第２面１２４に形成された接続電極１３４に電気的に接続されている。他方、枠体１２０の第２面１２４には、第２励振電極１４０に電気的に接続された延出電極１４２が形成されている。延出電極１４２は、第２励振電極１４０から他方の連結部１１１ｂを通って延出された後、枠体１２０の第２面１２４を通って、コーナーにおける切り欠き側面１０４に向かって延出され、枠体１２０の第２面１２４に形成された接続電極１４４に電気的に接続されている。このように、図１に示す例では、第１及び第２励振電極１３０，１４０に電気的に接続された接続電極１３４，１４４が、枠体１２０の対向するコーナーに配置されている。
　なお、第１及び第２励振電極１３０，１４０に電気的に接続される接続電極１３４，１４４の配置は特に限定されるものではなく、例えば、枠体１２０のＸ軸負方向側の２つのコーナー（すなわち切り欠き側面１０２，１０４）に配置されてもよい。
　第１及び第２励振電極１３０，１４０を含む上記各電極は、例えば、下地をクロム（Ｃｒ）層で形成し、クロム層の表面に金（Ａｕ）層を形成してもよく、その材料は限定されるものではない。
　ベース部材３００の各コーナーには、外部電極３２２，３２４，３２６，３２８が形成されている。一例として、外部電極３２２は、ベース部材３００のコーナーにおいて、水晶振動子１００の搭載面側（Ｙ´軸正方向側）から切り欠き側面３０２を通ってベース部材３００の実装面（Ｙ´負方向側の面）に至るように一体的に形成されている。また外部電極３２４，３２６，３２８についても、図１に示すようにそれぞれ対応するコーナーにおいて同様に形成されている。ベース部材３００の外部電極３２４，３２８（すなわちベース部材３００の対向するコーナーに配置される外部電極）は、第１及び第２励振電極１３０，１４０に電気的に接続される。具体的には、水晶振動子１００を後述する封止部材１７２を介してベース部材３００に搭載し、接続電極１３４と外部電極３２８、及び、接続電極１４４と外部電極３２４をそれぞれ図示しない導電部材によって電気的に接続する。この導電部材は、例えば、導電性接着剤を塗布するとともに熱硬化させることによって形成してもよいし、あるいは、スパッタ法等によって導電材料を成膜することによって形成してもよい。導電部材は、リッド部材２００、水晶振動子１００及びベース部材３００のそれぞれの対応する切り欠き側面に一体的に形成してもよい。なお、第１及び第２励振電極１３０，１４０に電気的に接続される外部電極３２４，３２８をいずれのコーナーに配置するかは特に限定されるものではない。
　リッド部材２００は、枠体１２０の第１面１２２の側に配置され、ベース部材３００は、枠体１２０の第２面１２４の側に配置され、リッド部材２００、水晶振動子１００及びベース部材３００はこの積層の順番で３層構造をなしている。
　図２に示すように、リッド部材２００の接合面２５０と枠体１２０の第１面１２２の接合面１５０ａとは、封止部材１７０を介して互いに接合され、他方、ベース部材３００の接合面３５０と枠体１２０の第２面１２４の接合面１５０ｂとは、封止部材１７２を介して互いに接合される。また、各接合面１５０ａ，１５０ｂ，２５０，３５０は、各部材のそれぞれ全周に設けられており（図１及び図３参照。）、これにより水晶振動片１１０が内部空間（キャビティ）に密封封止される。封止部材１７０，１７２は、接合面同士を接合するとともに内部空間を密封封止できればその材料は限定されるものではなく、例えば、低融点ガラス（例えば鉛ホウ酸系や錫リン酸系等）などのガラス接着材料であってもよいし、あるいは、樹脂接着剤を用いてもよい。
　本実施形態においては、各接合面１５０ａ，１５０ｂ，２５０，３５０のうち少なくとも一つの接合面が、その表面粗さが水晶振動片１１０の主面よりも粗い粗面領域を有している。この点について、図２及び図３を参照しつつ、枠体１２０の第１面１２２の接合面１５０ａを例に説明する。
　接合面１５０ａの粗面領域１６０ａは、例えばプラズマ処理やサンドブラスト加工、エッチング処理などを用いて形成することができる。マスクから露出する領域にサンドブラスト加工などを施すことによって、枠体１２０の第１面１２２の所定領域のみに粗面領域１６０ａを形成することができる。接合面１５０ａのうち、粗面領域１６０ａを形成する範囲は、例えば図２に示すように接合面１５０ａの全面であってもよく、あるいは後述の変形例に示すように接合面１５０ａの一部であってもよい。
　接合面１５０ａに粗面領域１６０ａを設けることによって、封止部材１７０が粗面領域１６０ａの凹凸に入り込んで硬化することで接着力が向上するアンカー効果が生じ、接合面１５０ａが粗面でない平滑面である場合に比べて、枠体１２０とリッド部材２００との接合強度及び気密性を向上させることができる。また、粗面領域１６０ａを設けることによって封止部材１７０の濡れ性を増加させることができるので、封止部材１７０の濡れ広がる範囲を適切に制御することができる。特に、封止部材１７０が接合面１５０ａから水晶振動片１１０の側へ漏れ出ると、封止部材１７０から放出されるガスが水晶振動片１１０の励振部分に付着して水晶振動子の特性を劣化させるおそれがあることから、封止部材１７０は接合面１５０ａの範囲内に適切に設けられることが好ましい。
　図２に示すように、リッド部材２００の接合面２５０においても粗面領域２６０を設けてもよい。これにより、枠体１２０とリッド部材２００との接合強度及び気密性をさらに向上させることができる。
　また、枠体１２０の第２面１２４の接合面１５０ｂに粗面領域１６０ｂを設け、及び／又は、ベース部材３００の接合面３５０に粗面領域３６０を設けてもよい。これにより、同様に、枠体１２０とベース部材３００との接合強度及び気密性を向上させることができる。
　図２に示すように、各接合面１５０ａ，１５０ｂ，２５０，３５０のうち、全ての接合面に粗面領域１６０ａ，１６０ｂ，２６０，３６０を設けてもよい。これにより、対向する接合面の全ての領域において封止部材１７０，１７２に対するアンカー効果が向上するため、枠体１２０に対するリッド部材２００及びベース部材３００の接合強度及び気密性を可能な限り向上させることができる。
　リッド部材２００及びベース部材３００の材質は特に限定されるものではないが、例えば、水晶振動子１００と同一材料から構成されることが好ましく、例えば水晶から構成されていてもよい。これによれば、接合される各部材が同一材料であるため熱膨張係数が近似し、接合時の残留応力を小さくすることができる。特に、リッド部材２００及びベース部材３００を水晶振動子１００と同一のＡＴカット水晶から構成した場合には、材料が同一であることに加えて、結晶軸方向も同一となるため、熱膨張係数が一致し、接合時の残留応力をさらに小さくすることができる。
　本実施形態に係る水晶振動デバイス１によれば、枠体１２０、リッド部材２００及びベース部材３００の各接合面１５０ａ，１５０ｂ，２５０，３５０のうち少なくとも一つの接合面は、その表面粗さが水晶振動片１１０の主面よりも粗い粗面領域を有している。このため、枠体１２０とリッド部材２００及びベース部材３００の少なくとも一方との接合強度及び気密性を向上させることができる。また、接合強度向上のために枠体１２０の面積を広くする必要もないので、水晶振動デバイス１の小型化を図ることができる。したがって、小型化を妨げることなく、水晶振動片１１０を収容するためのケース（リッド部材２００及びベース部材３００）と水晶振動子１００の枠体１２０との接合強度を向上させ、水晶振動デバイス１の信頼性の向上を図ることができる。
　本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々に変形して適用することが可能である。以下、図４及び図５を参照して、本実施形態に係る水晶振動デバイスの各変形例を説明する。なお、以下の説明においては上記実施形態の構成と異なる点を説明する。
　図４は、本実施形態の変形例に係る水晶振動子４００の平面図である。本変形例では、少なくとも一つの接合面に設けられる粗面領域が、当該接合面の範囲内のうち、水晶振動子の少なくとも一つのコーナーに対応する領域に設けられている。
　例えば図４に示すように、水晶振動子４００の枠体４２０の第１面４２２における接合面４５０ａのうち、各コーナーに対応する領域に粗面領域４６０ａ，４６２ａ，４６４ａ，４６６ａが設けられていてもよい。各粗面領域４６０ａ～４６６ａは、水晶振動片４１０の主面よりも表面粗さが粗い。コーナーに対応する領域は応力が集中しやすく、より高い接合強度及び気密性が求められるところ、かかる構成によれば、少なくとも当該コーナーに対応する領域の接合強度及び気密性の向上を図ることができる。なお、同様に、リッド部材の接合面、ベース部材の接合面、及び、枠体４２０の第２面における接合面のうち、少なくとも一つの接合面についても同様に、水晶振動子４００の少なくとも一つのコーナーに対応する領域に粗面領域を設けることができる。
　図５は、本実施形態の他の変形例に係る水晶振動子５００の平面図である。本変形例では、少なくとも一つの接合面に設けられる粗面領域が、当該接合面の範囲内のうち、水晶振動片に近い領域を避けて設けられている。
　例えば図５に示すように、水晶振動子５００の枠体５２０の第１面５２２における接合面５５０ａのうち、水晶振動片５１０に近い領域を避けて、その最外周の領域に、粗面領域５６０が設けられていてもよい。この場合、粗面領域５６０ａは、枠体５２０の全周を囲むように一体的に形成されていてもよい。接合面５５０ａに設けられる封止部材は、粗面領域のほうが非粗面領域よりも濡れ性が高いので、粗面領域５６０ａを接合面５５０ａのうち水晶振動片５１０に近い領域を避けて設けることによって、封止部材が水晶振動片５１０側に漏れ出ることを抑制することができる。なお、本変形例においては、粗面領域５６０ａと水晶振動片５１０との間に、接合領域５５０ａの非粗面領域が介在していればよく、粗面領域５６０ａを設ける領域は図５に示す例に限定されるものではない。また、同様に、リッド部材の接合面、ベース部材の接合面、及び、枠体５２０の第２面における接合面のうち、少なくとも一つの接合面についても同様に、水晶振動子５１０に近い領域を避けて粗面領域を設けることができる。
　なお、以上説明した各実施形態（変形例を含む。）においては、ＡＴカット水晶振動子の一例として、Ｘ軸方向に平行な長手方向、及び、Ｚ´軸方向に平行な短手方向を有する態様を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、Ｚ´軸方向に平行な長手方向、及び、Ｘ軸方向に平行な短手方向を有するＡＴカット水晶振動子に本発明を適用してもよい。
　なお、以上説明した各実施形態は、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およびその配置、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。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　水晶振動デバイス
　　１００　水晶振動子
　　１１０　水晶振動片
　　１１１ａ，１１１ｂ　連結部
　　１２０　枠体
　　１２２　第１面
　　１２４　第２面
　　１３０　第１励振電極
　　１３２　延出電極
　　１４０　第２励振電極
　　１４２　延出電極
　　１５０ａ，１５０ｂ，２５０，３５０　接合面
　　１６０ａ，１６０ｂ，２６０，３６０　粗面領域
　　２００　リッド部材
　　３００　ベース部材

Claims (6)

  1. 　主面に励振電極が形成された水晶振動片と、当該水晶振動片の連結部に接続されるとともに当該水晶振動片の外周を囲む枠体と、を含むＡＴカット水晶振動子と、
    　前記枠体の第１面の全周に接合されたリッド部材と、
    　前記枠体の前記第１面とは反対の第２面の全周に接合されたベース部材と、
    を備え、
    　前記リッド部材及び前記ベース部材は、それぞれ封止部材を介して前記枠体に接合され、
    　前記枠体、前記リッド部材及び前記ベース部材の各接合面のうち、少なくとも一つの接合面は、その表面粗さが前記水晶振動片の前記主面よりも粗い粗面領域を有する、水晶振動デバイス。
  2. 　前記ＡＴカット水晶振動子は、略矩形の外形形状を有し、
    　前記少なくとも一つの接合面の前記粗面領域は、当該接合面の範囲内のうち、前記ＡＴカット水晶振動子の少なくとも一つのコーナーに対応する領域に設けられた、請求項１記載の水晶振動デバイス。
  3. 　前記少なくとも一つの接合面の前記粗面領域は、当該接合面の範囲内のうち、前記水晶振動片に近い領域を避けて設けられた、請求項１記載の水晶振動デバイス。
  4. 　前記枠体、前記リッド部材及び前記ベース部材の各接合面のうち、全ての接合面が前記粗面領域を有する、請求項１記載の水晶振動デバイス。
  5. 　前記リッド部材及び前記ベース部材がそれぞれ水晶からなる、請求項１から３のいずれか一項に記載の水晶振動デバイス。
  6. 　前記リッド部材及び前記ベース部材がそれぞれＡＴカットで形成された水晶からなる、請求項５記載の水晶振動デバイス。
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