WO2018092776A1 - 圧電振動デバイス - Google Patents
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Abstract
水晶発振器(102)は、第１励振電極(221)および第２励振電極(222)が形成された水晶振動板(2)と、水晶振動板(2)の第１励振電極(221)を覆う第１封止部材(3)と、水晶振動板(2)の第２励振電極(222)を覆う第２封止部材(4)とが設けられ、第１封止部材(3)と圧電振動板(2)とが接合され、第２封止部材(4)と圧電振動板(2)とが接合されて、水晶振動板(2)の振動部(22)を気密封止した内部空間(13)が形成される。内部空間(13)には、第１励振電極(221)及び第２励振電極(222)とは電気的に接合されておらず、固定電位（例えばＧＮＤ電位）に接続された第１および第２シールド電極(35,44)が配置されている。
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、水晶発振器等）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。
この種の圧電振動デバイスでは、その筐体が略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、例えば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、例えば水晶からなり両主面に励振電極が形成された圧電振動板とから構成され、第１封止部材と第２封止部材とが圧電振動板を介して積層して接合される。そして、パッケージの内部（内部空間）に配された圧電振動板の振動部（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デバイスの積層形態をサンドイッチ構造という。
また、圧電振動デバイスにおいては、パッケージ内部の励振電極や内部配線がパッケージ外側にある基板実装端子等と容量結合すると、基板実装端子における電位変化の影響を受け、周波数やその他の特性変動を起こす。従来構造の圧電振動デバイスでは、パッケージの積層間にシールド電極を配したり、パッケージ内部にＩＣチップを配したり、パッケージ蓋に金属板を用いたりすることでシールド構造とし、上記特性変動を抑えている（例えば、特許文献２，３）。尚、従来構造の圧電振動デバイスとは、セラミックからなるパッケージ筐体内部に水晶振動素子を封入する構造の、いわゆるセラミックパッケージのデバイスである。
サンドイッチ構造の圧電振動デバイスでは、パッケージが薄いために容量結合が発生しやすい。このため、サンドイッチ構造の圧電振動デバイスでも、従来構造の圧電振動デバイスと同様にシールド対策は重要となる。しかしながら、従来構造の圧電振動デバイスと同様にシールド電極を設ける対策では、以下のような問題が生じる。
まず、サンドイッチ構造の圧電振動デバイスは、従来のセラミックパッケージのデバイスのようにパッケージ蓋を持たないため、パッケージ蓋を金属板としてシールド構造を持たせることは不可能である。また、パッケージの積層間にシールド電極を配する構造は、パッケージの積層数を増加させることになり、サンドイッチ構造の利点である薄型化を大きく損なうことになる。
また、シールド電極は、基本的には接地電位に接続されている。このように接地されたシールド電極等で覆う場合、シールド電極において電位変化は生じないため、上述した電位変化による圧電振動デバイス特性変動は防止できる。しかしながら、シールド電極と励振電極との間で容量結合が生じることにより、励振電極における寄生容量が増加すると、圧電振動デバイスにおける周波数可変範囲が減少し周波数調整が行いにくくなるといった問題もある。
本発明は、上記課題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適したシールド構造を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明は、基板の一主面に第１励振電極が形成され、前記基板の他主面に前記第１励振電極と対になる第２励振電極が形成された圧電振動板と、前記圧電振動板の前記第１励振電極を覆う第１封止部材と、前記圧電振動板の前記第２励振電極を覆う第２封止部材と、が設けられ、前記第１封止部材と前記圧電振動板とが接合され、前記第２封止部材と前記圧電振動板とが接合されて、前記第１励振電極と前記第２励振電極とを含む前記圧電振動板の振動部を気密封止した内部空間が形成された圧電振動デバイスにおいて、前記内部空間に、前記第１励振電極及び前記第２励振電極とは電気的に接合されておらず、固定電位に接続されたシールド電極が配置されていることを特徴としている。
上記の構成によれば、シールド電極が圧電振動デバイスの内部空間に配置されており、このシールド電極は第１励振電極及び第２励振電極とは電気的に接合されておらず、固定電位（好適にはＧＮＤ電位）に接続されている。サンドイッチ構造の圧電振動デバイスは、パッケージ厚が薄いため、励振電極や内部配線とパッケージ外側の実装端子等との距離が近くなり容量結合を起こしやすい。これに対し、本発明の圧電振動デバイスでは、内部空間にシールド電極を配置することで、上記容量結合による特性変動を抑制することができる。
また、上記圧電振動デバイスでは、前記シールド電極は、前記第１封止部材及び前記第２封止部材の内面側において、前記圧電振動板に形成された前記第１励振電極及び前記第２励振電極と平面視で重畳するように、前記第１励振電極及び前記第２励振電極の形状に合わせてパターニングされた配置とすることができる。
上記の構成によれば、シールド電極を、シールドすべき励振電極（あるいは配線）の配置形状に合わせてパターニングすることで、シールド電極の形成面積を最小限に抑えることができ、シールド電極によって生じる寄生容量も低減される。寄生容量が低減されると励振電極の可変量が低下することも抑制でき、圧電振動デバイスにおける周波数調整が行いやすくなるといった利点がある。
また、上記圧電振動デバイスでは、前記圧電振動板は、略矩形に形成された前記振動部と、前記振動部の外周を取り囲む外枠部と、前記振動部と前記外枠部とを連結する連結部とを有しており、前記シールド電極は、前記振動部において前記連結部が設けられている辺と反対側の辺における前記第１励振電極及び前記第２励振電極のエッジに対向する箇所に開口が設けられている構成とすることができる。
励振電極は振動部に形成されているため、衝撃等によって振動部が撓んだ時に、撓み幅が最大となる箇所で励振電極がパッケージ内面と接触する場合があり、その接触箇所にシールド電極が存在していると、励振電極とシールド電極との接触による不具合（短絡等）が発生する。上記の構成によれば、衝撃発生時等に励振電極と接触しやすい箇所でシールド電極が開口されているため、励振電極がパッケージ内面のシールド電極と接触することを回避でき、上記不具合を防止できる。
また、上記圧電振動デバイスは、前記第２封止部材の外面には当該圧電振動デバイスを回路基板に実装するための外部電極端子が形成されており、前記第２封止部材の内面に形成されるシールド電極は、前記第２励振電極と前記外部電極端子とが重畳する領域をシールドするものであり、それ以外の前記第２励振電極との対向領域は開口されている構成とすることができる。
第２励振電極と外部電極端子との容量結合は、第２励振電極と外部電極端子との重畳領域で生じる。上記の構成によれば、第２封止部材の内面に形成されるシールド電極は、第２励振電極と外部電極端子との重畳領域のみをシールドするため、必要な個所だけをシールドすることで容量結合による特性変動を抑制しつつ、シールド電極による寄生容量によって励振電極の可変量が低下することも抑制できる。
また、上記圧電振動デバイスでは、前記第１封止部材の上にＩＣチップが搭載され、前記シールド電極は、前記ＩＣチップの実装端子面にも配置されている構成とすることができる。
圧電振動デバイスの上面（第１封止部材上）にＩＣチップが搭載される場合、ＩＣチップとの容量結合もシールドすることが好ましい場合がある。上記の構成によれば、パッケージ内にシールド電極を配置するスペースがない場合などに、パッケージ外にＩＣチップ用のシールドを配置することもできる。
本発明の圧電振動デバイスは、圧電振動デバイスの内部空間にシールド電極を配置し、このシールド電極は第１励振電極及び第２励振電極とは電気的に接合されず、固定電位（好適にはＧＮＤ電位）に接続される。サンドイッチ構造の圧電振動デバイスは、パッケージ厚が薄いため、励振電極や内部配線とパッケージ外側の実装端子等との距離が近くなり容量結合を起こしやすいが、本発明の圧電振動デバイスでは、内部空間にシールド電極を配置することで、上記容量結合による特性変動を抑制することができるといった効果を奏する。
〔圧電振動デバイスの基本構造〕
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態にかかる圧電振動デバイスは、シールド構造に特徴を有するものであるが、まずは、シールド構造以外の基本構造について説明する。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態にかかる圧電振動デバイスは、シールド構造に特徴を有するものであるが、まずは、シールド構造以外の基本構造について説明する。
図１は水晶振動子１０１の構成を模式的に示した概略構成図であり、図２は水晶発振器１０２の構成を模式的に示した概略構成図である。また、図２に示す水晶発振器１０２は、図１に示す水晶振動子１０１の上面にＩＣチップ５を搭載したものである。電子部品素子としてのＩＣチップ５は、水晶振動子１０１とともに発振回路を構成する１チップ集積回路素子である。本発明の圧電振動デバイスは、水晶振動子及び水晶発振器の両方を含む概念である。
本実施の形態に係る水晶振動子１０１では、図１に示すように、水晶振動板（圧電振動板）２、第１封止部材３、及び第２封止部材４が設けられている。水晶振動子１０１では、水晶振動板２と第１封止部材３とが接合され、水晶振動板２と第２封止部材４とが接合されてサンドイッチ構造のパッケージ１２が構成される。第１封止部材３は、水晶振動板２の一主面２１１に形成された第１励振電極２２１（図５参照）を覆うように水晶振動板２に接合される。第２封止部材４は、水晶振動板２の他主面２１２に形成された第２励振電極２２２（図６参照）を覆うように水晶振動板２に接合される。
水晶振動子１０１においては、水晶振動板２の両主面（一主面２１１，他主面２１２）に第１封止部材３及び第２封止部材４が接合されることで、パッケージ１２の内部空間１３が形成され、内部空間１３に第１励振電極２２１及び第２励振電極２２２を含む振動部２２（図５，６参照）が気密封止されている。本実施の形態に係る水晶振動子１０１は、例えば、１．０×０．８ｍｍのパッケージサイズであり、小型化と低背化とを図ったものである。
次に、上記した水晶振動子１０１の各構成について図１及び３～８を用いて説明する。ここでは、水晶振動板２、第１封止部材３及び第２封止部材４のそれぞれについて、部材単体の構成を説明する。
水晶振動板２は、水晶からなる圧電基板であって、図５，６に示すように、その両主面２１１，２１２が平坦平滑面（鏡面加工）として形成されている。本実施の形態では、水晶振動板２として、厚みすべり振動を行うＡＴカット水晶板が用いられている。図５，６に示す水晶振動板２では、水晶振動板２の両主面２１１，２１２が、ＸＺ’平面とされている。このＸＺ’平面において、水晶振動板２の短手方向（短辺方向）がＸ軸方向とされ、水晶振動板２の長手方向（長辺方向）がＺ’軸方向とされている。なお、ＡＴカットは、人工水晶の３つの結晶軸である電気軸（Ｘ軸）、機械軸（Ｙ軸）、及び光学軸（Ｚ軸）のうち、Ｚ軸に対してＸ軸周りに３５°１５′だけ傾いた角度で切り出す加工手法である。ＡＴカット水晶板では、Ｘ軸は水晶の結晶軸に一致する。Ｙ’軸及びＺ’軸は、水晶の結晶軸のＹ軸及びＺ軸からそれぞれ３５°１５′傾いた軸に一致する。Ｙ’軸方向及びＺ’軸方向は、ＡＴカット水晶板を切り出すときの切り出し方向に相当する。
水晶振動板２の両主面２１１，２１２には、一対の励振電極（第１励振電極２２１，第２励振電極２２２）が形成されている。水晶振動板２は、略矩形に形成された振動部２２と、この振動部２２の外周を取り囲む外枠部２３と、振動部２２と外枠部２３とを連結する連結部２４とを有しており、振動部２２と連結部２４と外枠部２３とが一体的に設けられた構成となっている。本実施の形態では、連結部２４は、振動部２２と外枠部２３との間の１箇所のみに設けられており、連結部２４が設けられていない箇所は空間（隙間）２２ｂになっている。また、振動部２２及び連結部２４は、外枠部２３よりも薄く形成されている。このような外枠部２３と連結部２４との厚みの違いにより、外枠部２３と連結部２４の圧電振動の固有振動数が異なる。これにより、連結部２４の圧電振動に外枠部２３が共鳴しにくくなる。
連結部２４は、振動部２２の＋Ｘ方向かつ－Ｚ’方向に位置する１つの角部２２ａ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）。このように、振動部２２の外周端部のうち、圧電振動の変位が比較的小さい角部２２ａに連結部２４が設けられているので、連結部２４を角部２２ａ以外の部分（辺の中央部）に設けた場合に比べて、連結部２４を介して圧電振動が外枠部２３に漏れることを抑制することができ、より効率的に振動部２２を圧電振動させることができる。
第１励振電極２２１は振動部２２の一主面側に設けられ、第２励振電極２２２は振動部２２の他主面側に設けられている。第１励振電極２２１，第２励振電極２２２には、引出電極（第１引出電極２２３，第２引出電極２２４）が接続されている。第１引出電極２２３は、第１励振電極２２１から引き出され、連結部２４を経由して、外枠部２３に形成された接続用接合パターン１３１に繋がっている。第２引出電極２２４は、第２励振電極２２２から引き出され、連結部２４を経由して、外枠部２３に形成された接続用接合パターン１１５ｃに繋がっている。第１励振電極２２１及び第１引出電極２２３は、一主面２１１上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、この下地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。第２励振電極２２２及び第２引出電極２２４は、他主面２１２上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、この下地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。
水晶振動板２の両主面２１１，２１２には、水晶振動板２を第１封止部材３及び第２封止部材４に接合するための振動側封止部がそれぞれ設けられている。振動側封止部は、水晶振動板２の一主面２１１に形成された振動側第１接合パターン２５１と、他主面２１２に形成された振動側第２接合パターン２５２とからなる。振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２は、上述した外枠部２３に設けられており、平面視で環状に形成されている。第１励振電極２２１及び第２励振電極２２２は、振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２とは電気的に接続されていない。
振動側第１接合パターン２５１は、一主面２１１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。振動側第２接合パターン２５２は、他主面２１２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。つまり、振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２とは、同一構成からなり、複数の層が両主面２１１，２１２上に積層して構成され、その最下層側からＴｉ（チタン）層とＡｕ（金）層とが蒸着形成されている。また、水晶振動板２の一主面２１１に形成された第１励振電極２２１と振動側第１接合パターン２５１とは同一厚みを有し、第１励振電極２２１と振動側第１接合パターン２５１との表面が同一金属からなる。同様に、水晶振動板２の他主面２１２に形成された第２励振電極２２２と振動側第２接合パターン２５２とは同一厚みを有し、第２励振電極２２２と振動側第２接合パターン２５２との表面が同一金属からなる。また、振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２は、非Ｓｎパターンである。
ここで、第１励振電極２２１、第１引出電極２２３及び振動側第１接合パターン２５１を同一の構成とすることで、同一のプロセスでこれらを一括して形成することができる。同様に、第２励振電極２２２、第２引出電極２２４及び振動側第２接合パターン２５２を同一の構成とすることで、同一のプロセスでこれらを一括して形成することができる。詳細には、真空蒸着やスパッタリング、イオンプレーティング、ＭＢＥ、レーザーアブレーションなどのＰＶＤ法（例えば、フォトリソグラフィ等の加工におけるパターニング用の膜形成法）により下地ＰＶＤ膜や電極ＰＶＤ膜を形成することで、一括して膜形成を行い、製造工数を減らしてコスト低減に寄与することができる。
また、水晶振動板２には、図５，６に示すように、一主面２１１と他主面２１２との間を貫通する５つの貫通孔（第１～第５貫通孔１１１～１１５）が形成されている。第１～第４貫通孔１１１～１１４は、水晶振動板２の外枠部２３であって、水晶振動板２の４隅（角部）の領域に設けられている。第５貫通孔１１５は、水晶振動板２の外枠部２３であって、水晶振動板２の振動部２２のＺ’軸方向の一方側（図５，６では、－Ｚ’方向側）に設けられている。
第１貫通孔１１１は、第１封止部材３の第６貫通孔１１６及び第２封止部材４の第１２貫通孔１２２に繋がるものである。第２貫通孔１１２は、第１封止部材３の第７貫通孔１１７及び第２封止部材４の第１３貫通孔１２３に繋がるものである。第３貫通孔１１３は、第１封止部材３の第８貫通孔１１８及び第２封止部材４の第１４貫通孔１２４に繋がるものである。第４貫通孔１１４は、第１封止部材３の第９貫通孔１１９及び第２封止部材４の第１５貫通孔１２５に繋がるものである。第５貫通孔１１５は、第２励振電極２２２から引き出された第２引出電極２２４と、配線パターン３３を介して第１封止部材３の第１０貫通孔１２０とに繋がるものである。
第１～第５貫通孔１１１～１１５には、一主面２１１と他主面２１２とに形成された電極の導通を図るための貫通電極１１１ａ～１１５ａが、第１～第５貫通孔１１１～１１５それぞれの内壁面に沿って形成されている。そして、第１～第５貫通孔１１１～１１５それぞれの中央部分は、一主面２１１と他主面２１２との間を貫通した中空状態の貫通部分１１１ｂ～１１５ｂとなる。第１～第５貫通孔１１１～１１５それぞれの外周囲には、接続用接合パターン１１１ｃ～１１５ｃが形成されている。接続用接合パターン１１１ｃ～１１５ｃは、水晶振動板２の両主面２１１，２１２に設けられている。
接続用接合パターン１１１ｃ～１１５ｃは、振動側第１接合パターン２５１，振動側第２接合パターン２５２と同様の構成であり、振動側第１接合パターン２５１，振動側第２接合パターン２５２と同一のプロセスで形成することができる。具体的には、接続用接合パターン１１１ｃ～１１５ｃは、水晶振動板２の両主面２１１，２１２上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、当該下地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。
水晶振動板２の一主面２１１及び他主面２１２に形成された接続用接合パターン１１１ｃ～１１４ｃは、水晶振動板２の４隅（角部）の領域に設けられており、振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２とは所定の間隔を隔てて設けられている。水晶振動板２の他主面２１２に形成された接続用接合パターン１１５ｃは、水晶振動板２の外枠部２３において、Ｘ軸方向に沿って延びており、第２励振電極２２２から引き出された第２引出電極２２４と一体的に形成されている。
また、水晶振動板２の一主面２１１には、第１励振電極２２１から引き出された第１引出電極２２３と一体的に形成された接続用接合パターン１３１が設けられている。接続用接合パターン１３１は、水晶振動板２の外枠部２３であって、水晶振動板２の振動部２２の－Ｚ’方向側に設けられている。また、水晶振動板２の一主面２１１には、接続用接合パターン１３１とは水晶振動板２の振動部２２を挟んでＺ’軸方向の反対側の位置に、接続用接合パターン１３２が設けられている。つまり、振動部２２のＺ’軸方向の両側に、接続用接合パターン１３１，１３２が設けられている。接続用接合パターン１３２は、水晶振動板２の外枠部２３において、Ｘ軸方向に沿って延びている。
また、水晶振動板２の一主面２１１には、水晶振動板２の外枠部２３であって、振動部２２のＸ軸方向の両側に、接続用接合パターン１３３，１３４が設けられている。接続用接合パターン１３３，１３４は、水晶振動板２の長辺に沿った長辺近傍領域に設けられており、Ｚ’軸方向に沿って延びている。接続用接合パターン１３３は、水晶振動板２の一主面２１１に形成された接続用接合パターン１１１ｃと接続用接合パターン１１３ｃとの間に設けられている。接続用接合パターン１３４は、接続用接合パターン１１２ｃと接続用接合パターン１１４ｃとの間に設けられている。
水晶振動板２の他主面２１２には、接続用接合パターン１１５ｃとは水晶振動板２の振動部２２を挟んでＺ’軸方向の反対側の位置に、接続用接合パターン１３５が設けられている。つまり、振動部２２のＺ’軸方向の両側に、接続用接合パターン１１５ｃ，１３５が設けられている。また、水晶振動板２の他主面２１２には、水晶振動板２の外枠部２３であって、振動部２２のＸ軸方向の両側に、接続用接合パターン１３６，１３７が設けられている。接続用接合パターン１３６，１３７は、水晶振動板２の長辺に沿った長辺近傍領域に設けられており、Ｚ’軸方向に沿って延びている。接続用接合パターン１３６は、水晶振動板２の他主面２１２に形成された接続用接合パターン１１１ｃと接続用接合パターン１１３ｃとの間に設けられている。接続用接合パターン１３７は、接続用接合パターン１１２ｃと接続用接合パターン１１４ｃとの間に設けられている。
水晶振動子１０１では、第１～第４貫通孔１１１～１１４及び接続用接合パターン１１１ｃ～１１４ｃ，１３３，１３４，１３６，１３７は、振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２よりも外周側に設けられる。第５貫通孔１１５及び接続用接合パターン１１５ｃ，１３１，１３２，１３５は、振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２よりも内周側に設けられる。接続用接合パターン１１１ｃ～１１５ｃ，１３１～１３７は、振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２とは電気的に接続されていない。
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枚のガラスウエハから形成された直方体の基板であり、この第１封止部材３の他主面３１２（水晶振動板２に接合する面）は平坦平滑面（鏡面加工）として形成されている。
この第１封止部材３の他主面３１２には、水晶振動板２に接合するための封止側第１封止部として、封止側第１接合パターン３２１が形成されている。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いる。
この封止側第１接合パターン３２１は、第１封止部材３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、本実施の形態では、下地ＰＶＤ膜には、Ｔｉが用いられ、電極ＰＶＤ膜にはＡｕが用いられている。また、封止側第１接合パターン３２１は、非Ｓｎパターンである。
第１封止部材３の一主面３１１（ＩＣチップ５を搭載する面）には、図３，４に示すように、発振回路素子であるＩＣチップ５を搭載する搭載パッドを含む６つの電極パターン３７が形成されている。尚、図３では、ＩＣチップ５の搭載領域を仮想的に破線で示している。６つの電極パターン３７は、それぞれ個別に第６～第１１貫通孔１１６～１２１に接続されている。
第１封止部材３には、一主面３１１と他主面３１２との間を貫通する６つの貫通孔（第６～第１１貫通孔１１６～１２１）が形成されている。第６～第９貫通孔１１６～１１９は、第１封止部材３の４隅（角部）の領域に設けられている。第１０，第１１貫通孔１２０，１２１は、図４のＡ２方向の両側に設けられている。
第６貫通孔１１６は、水晶振動板２の第１貫通孔１１１に繋がるものである。第７貫通孔１１７は、水晶振動板２の第２貫通孔１１２に繋がるものである。第８貫通孔１１８は、水晶振動板２の第３貫通孔１１３に繋がるものである。第９貫通孔１１９は、水晶振動板２の第４貫通孔１１４に繋がるものである。第１０貫通孔１２０は、配線パターン３３を介して水晶振動板２の第５貫通孔１１５に繋がるものである。第１１貫通孔１２１は、第１励振電極２２１から引き出された第１引出電極２２３に繋がるものである。
第６～第１１貫通孔１１６～１２１には、一主面３１１と他主面３１２とに形成された電極の導通を図るための貫通電極１１６ａ～１２１ａが、第６～第１１貫通孔１１６～１２１それぞれの内壁面に沿って形成されている。そして、第６～第１１貫通孔１１６～１２１それぞれの中央部分は、一主面３１１と他主面３１２との間を貫通した中空状態の貫通部分１１６ｂ～１２１ｂとなる。第６～第１１貫通孔１１６～１２１それぞれの外周囲には、接続用接合パターン１１６ｃ～１２１ｃが形成されている。接続用接合パターン１１６ｃ～１２１ｃは、第１封止部材３の他主面３１２に設けられている。
接続用接合パターン１１６ｃ～１２１ｃは、封止側第１接合パターン３２１と同様の構成であり、封止側第１接合パターン３２１と同一のプロセスで形成することができる。具体的には、接続用接合パターン１１６ｃ～１２１ｃは、第１封止部材３の他主面３１２上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、当該下地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。
第６～第９貫通孔１１６～１１９の接続用接合パターン１１６ｃ～１１９ｃは、第１封止部材３の他主面３１２の４隅（角部）の領域に設けられており、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いる。第１０貫通孔１２０の接続用接合パターン１２０ｃは、図４の矢印Ａ１方向に沿って延びており、配線パターン３３と一体的に形成されている。また、第１封止部材３の他主面３１２には、接続用接合パターン１２０ｃとは配線パターン３３を挟んで、矢印Ａ２方向の反対側の位置に、接続用接合パターン１３８が設けられている。つまり、配線パターン３３の矢印Ａ２方向の一端側に接続用接合パターン１２０ｃが接続され、他端側に接続用接合パターン１３８が接続されている。なお、図４のＡ１方向及びＡ２方向は、図５のＸ軸方向及びＺ’軸方向にそれぞれ一致する。
また、第１封止部材３の他主面３１２には、第１封止部材３の長辺に沿った長辺近傍領域に接続用接合パターン１３９，１４０が設けられている。接続用接合パターン１３９，１４０は、図４の矢印Ａ２方向に沿って延びている。接続用接合パターン１３９は、第１封止部材３の他主面３１２に形成された接続用接合パターン１１６ｃと接続用接合パターン１１８ｃとの間に設けられている。接続用接合パターン１４０は、接続用接合パターン１１７ｃと接続用接合パターン１１９ｃとの間に設けられている。
水晶振動子１０１では、第６～第９貫通孔１１６～１１９及び接続用接合パターン１１６ｃ～１１９ｃ，１３９，１４０は、封止側第１接合パターン３２１よりも外周側に設けられる。第１０，第１１貫通孔１２０，１２１及び接続用接合パターン１２０ｃ，１２１ｃ，１３８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。接続用接合パターン１１６ｃ～１２１ｃ，１３８～１４０は、接続用接合パターン１１７ｃを除いて、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。また、配線パターン３３も、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。
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７，８に示すように、１枚のガラス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４１１（水晶振動板２に接合する面）は平坦平滑面（鏡面加工）として形成されている。
この第２封止部材４の一主面４１１には、水晶振動板２に接合するための封止側第２封止部として、封止側第２接合パターン４２１が形成されている。封止側第２接合パターン４２１は、平面視で環状に形成されている。
この封止側第２接合パターン４２１は、第２封止部材４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、本実施の形態では、下地ＰＶＤ膜には、Ｔｉが用いられ、電極ＰＶＤ膜にはＡｕが用いられている。また、封止側第２接合パターン４２１は、非Ｓｎパターンである。
第２封止部材４の他主面４１２（水晶振動板２に面しない外方の主面）には、外部に電気的に接続する４つの外部電極端子（第１～第４外部電極端子４３３～４３６）が設けられている。第１～第４外部電極端子４３３～４３６は、第２封止部材４の４隅（角部）にそれぞれ位置する。これら外部電極端子（第１～第４外部電極端子４３３～４３６）は、他主面４１２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。
第２封止部材４には、図７，８に示すように、一主面４１１と他主面４１２との間を貫通する４つの貫通孔（第１２～第１５貫通孔１２２～１２５）が形成されている。第１２～第１５貫通孔１２２～１２５は、第２封止部材４の４隅（角部）の領域に設けられている。第１２貫通孔１２２は、第１外部電極端子４３３及び水晶振動板２の第１貫通孔１１１に繋がるものである。第１３貫通孔１２３は、第２外部電極端子４３４及び水晶振動板２の第２貫通孔１１２に繋がるものである。第１４貫通孔１２４は、第３外部電極端子４３５及び水晶振動板２の第３貫通孔１１３に繋がるものである。第１５貫通孔１２５は、第４外部電極端子４３６及び水晶振動板２の第４貫通孔１１４に繋がるものである。
第１２～第１５貫通孔１２２～１２５には、一主面４１１と他主面４１２とに形成された電極の導通を図るための貫通電極１２２ａ～１２５ａが、第１２～第１５貫通孔１２２～１２５それぞれの内壁面に沿って形成されている。そして、第１２～第１５貫通孔１２２～１２５それぞれの中央部分は、一主面４１１と他主面４１２との間を貫通した中空状態の貫通部分１２２ｂ～１２５ｂとなる。第１２～第１５貫通孔１２２～１２５それぞれの外周囲には、接続用接合パターン１２２ｃ～１２５ｃが形成されている。接続用接合パターン１２２ｃ～１２５ｃは、第２封止部材４の一主面４１１に設けられている。
接続用接合パターン１２２ｃ～１２５ｃは、封止側第２接合パターン４２１と同様の構成であり、封止側第２接合パターン４２１と同一のプロセスで形成することができる。具体的には、接続用接合パターン１２２ｃ～１２５ｃは、第２封止部材４の一主面４１１上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、当該下地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。
第１２～第１５貫通孔１２２～１２５の接続用接合パターン１２２ｃ～１２５ｃは、第２封止部材４の一主面４１１の４隅（角部）の領域に設けられており、封止側第２接合パターン４２１とは所定の間隔を隔てて設けられている。また、第２封止部材４の一主面４１１には、第２封止部材４の長辺に沿った長辺近傍領域に接続用接合パターン１４１，１４２が設けられている。接続用接合パターン１４１，１４２は、図７の矢印Ｂ２方向に沿って延びている。接続用接合パターン１４１は、第２封止部材４の一主面４１１に形成された接続用接合パターン１２２ｃと接続用接合パターン１２４ｃとの間に設けられている。接続用接合パターン１４２は、接続用接合パターン１２３ｃと接続用接合パターン１２５ｃとの間に設けられている。
また、第２封止部材４の一主面４１１には、図７の矢印Ｂ１方向に延びる接続用接合パターン１４３，１４４が設けられている。接続用接合パターン１４３，１４４は、図７の矢印Ｂ２方向の両端側の領域に設けられている。接続用接合パターン１４３は、第２封止部材４の一主面４１１に形成された接続用接合パターン１２２ｃと接続用接合パターン１２３ｃとの間に設けられている。接続用接合パターン１４４は、接続用接合パターン１２４ｃと接続用接合パターン１２５ｃとの間に設けられている。なお、図７のＢ１方向及びＢ２方向は、図５のＸ軸方向及びＺ’軸方向にそれぞれ一致する。
水晶振動子１０１では、第１２～第１５貫通孔１２２～１２５及び接続用接合パターン１２２ｃ～１２５ｃ，１４１，１４２は、封止側第２接合パターン４２１よりも外周側に設けられる。接続用接合パターン１４３，１４４は、封止側第２接合パターン４２１よりも内周側に設けられる。接続用接合パターン１２２ｃ～１２５ｃ，１４１～１４４は、接続用接合パターン１２３ｃを除いて、封止側第２接合パターン４２１とは電気的に接続されていない。
水晶振動板２、第１封止部材３、及び第２封止部材４を含む水晶振動子１０１では、水晶振動板２と第１封止部材３とが振動側第１接合パターン２５１及び封止側第１接合パターン３２１を重ね合わせた状態で拡散接合され、水晶振動板２と第２封止部材４とが振動側第２接合パターン２５２及び封止側第２接合パターン４２１を重ね合わせた状態で拡散接合されて、サンドイッチ構造のパッケージ１２が製造される。これにより、別途接着剤等の接合専用材を用いずに、パッケージ１２の内部空間１３、つまり、振動部２２の収容空間が気密封止される。
そして、図１に示すように、振動側第１接合パターン２５１及び封止側第１接合パターン３２１自身が拡散接合後に生成される接合材１５ａとなり、振動側第２接合パターン２５２及び封止側第２接合パターン４２１自身が拡散接合後に生成される接合材１５ｂとなる。
この際、上述した接続用接合パターン同士も重ね合わせられた状態で拡散接合される。具体的には、水晶振動板２の４隅の接続用接合パターン１１１ｃ～１１４ｃ及び第１封止部材３の４隅の接続用接合パターン１１６ｃ～１１９ｃが拡散接合される。水晶振動板２の長辺近傍領域の接続用接合パターン１３３，１３４及び第１封止部材３の長辺近傍領域の接続用接合パターン１３９，１４０が拡散接合される。水晶振動板２の接続用接合パターン１１５ｃ及び第１封止部材３の接続用接合パターン１３８が拡散接合される。水晶振動板２の接続用接合パターン１３１及び第１封止部材３の接続用接合パターン１２１ｃが拡散接合される。水晶振動板２の接続用接合パターン１３２及び第１封止部材３の接続用接合パターン１２０ｃが拡散接合される。これらの接続用接合パターン自身が拡散接合後に生成される接合材は、貫通孔の貫通電極を導通させる役割、及び接合箇所を気密封止する役割を果たす。
同様に、水晶振動板２の４隅の接続用接合パターン１１１ｃ～１１４ｃ及び第２封止部材４の４隅の接続用接合パターン１２２ｃ～１２５ｃが拡散接合される。水晶振動板２の長辺近傍領域の接続用接合パターン１３６，１３７及び第２封止部材４の長辺近傍領域の接続用接合パターン１４１，１４２が拡散接合される。水晶振動板２の接続用接合パターン１１５ｃ及び第２封止部材４の接続用接合パターン１４４が拡散接合される。水晶振動板２の接続用接合パターン１３５及び第２封止部材４の接続用接合パターン１４３が拡散接合される。
〔圧電振動デバイスのシールド構造〕
続いて、本発明の特徴であるシールド構造について説明する。本発明におけるシールド構造は、複数種類のシールド電極によって構成される。図９は、水晶発振器１０２に本発明のシールド構造を適用した場合の例を示す模式断面図である。
続いて、本発明の特徴であるシールド構造について説明する。本発明におけるシールド構造は、複数種類のシールド電極によって構成される。図９は、水晶発振器１０２に本発明のシールド構造を適用した場合の例を示す模式断面図である。
図９に示すように、本実施の形態にかかるシールド構造は、主に、第１～第３シールド電極３４，３５，４４から構成されている。以下、それぞれのシールド電極の形状について図３，４，７を参照して説明する。
まず、図３に示すように、第１封止部材３の一主面３１１には、第１シールド電極３４が形成されている。第１シールド電極３４は、ＩＣチップ５による電位変動を防止するものであり、ＩＣチップ５の搭載領域のうち、電極パターン３７の存在しない領域を覆うように配置されている。
また、端子や配線等の電位変動による影響を防止するためのシールド電極は、水晶発振器１０２の動作中に変動の無い固定電位が与えられている必要がある。そのような固定電位としてはＧＮＤ（接地）電位を用いることが好適である。このため、第１シールド電極３４は、第１封止部材３の一主面３１１に形成された電極パターン３７のうちの一つと電気的に接続されている。すなわち、本実施の形態では、第２外部電極端子４３４がＧＮＤ接続用の外部電極端子とされており、第１シールド電極３４に接続される電極パターン３７は、ＩＣチップ５にＧＮＤ電位を与えるために第２外部電極端子４３４と接続された配線である。これにより、第１シールド電極３４には、常にＧＮＤ電位が与えられる。
次に、図４に示すように、第１封止部材３の他主面３１２には、第２シールド電極３５が形成されている。第２シールド電極３５は、水晶振動板２に形成された第１励振電極２２１、第２励振電極２２２、第１引出電極２２３及び第２引出電極２２４を上面側（回路実装面と反対側）からシールドするためのシールド電極である。第２シールド電極３５は、これらの励振電極及び引出電極と平面視において重畳するようにパターニングされて形成され、かつ、接続用接合パターン１２０ｃ，１２１ｃ，１３８及び配線パターン３３とは電気的に接続されていない。また、第２シールド電極３５は接続配線３５１を介して封止側第１接合パターン３２１と電気的に接続されており、封止側第１接合パターン３２１は接続用接合パターン１１７ｃと電気的に接続されている。この接続により、第２シールド電極３５には、接続用接合パターン１１７ｃからＧＮＤ電位が与えられる。
尚、第２シールド電極３５を封止側第１接合パターン３２１に接続する接続配線３５１は、ＧＮＤ接続用の接続用接合パターン１１７ｃからできる限り近い位置に設けられることが望ましい。この場合、第２シールド電極３５と接続用接合パターン１１７ｃとの導通経路を短くすることができ、不要なインダクタンス成分が生じにくくなる。これにより、ＧＮＤ電位が安定し、圧電振動デバイスの電気的特性が安定する。
次に、図７に示すように、第２封止部材４の一主面４１１には、第３シールド電極４４が形成されている。第３シールド電極４４は、水晶振動板２に形成された第１励振電極２２１、第２励振電極２２２、第１引出電極２２３及び第２引出電極２２４と、第１封止部材３に形成された配線パターン３３を下面側（回路実装面側）からシールドするためのシールド電極である。第３シールド電極４４は、これらの電極及び配線と平面視において重畳するようにパターニングされて形成され、かつ、接続用接合パターン１４３，１４４とは電気的に接続されていない。また、第３シールド電極４４は接続配線４４１を介して封止側第２接合パターン４２１と電気的に接続されており、封止側第２接合パターン４２１は接続用接合パターン１２３ｃと電気的に接続されている。この接続により、第３シールド電極４４には、接続用接合パターン１２３ｃからＧＮＤ電位が与えられる。
尚、第３シールド電極４４を封止側第２接合パターン４２１に接続する接続配線４４１は、ＧＮＤ接続用の接続用接合パターン１２３ｃからできる限り近い位置に設けられることが望ましい。この場合、第３シールド電極４４と接続用接合パターン１２３ｃとの導通経路を短くすることができ、不要なインダクタンス成分が生じにくくなる。これにより、ＧＮＤ電位が安定し、圧電振動デバイスの電気的特性が安定する。
本実施の形態にかかる水晶振動子１０１または水晶発振器１０２では、サンドイッチ構造に適したシールド構造として、第１～第３シールド電極３４，３５，４４を設けている。これらのシールド電極は、第１封止部材３や第２封止部材４に形成される電極、配線、及び接続用接合パターン等と同一のプロセスで形成することができる。具体的には、第１～第３シールド電極３４，３５，４４は、物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、当該下地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。
また、上記説明では、第１～第３シールド電極３４，３５，４４の全てを備えた水晶発振器１０２を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも一部のシールド電極が備えられていればよい。例えば、ＩＣチップ５による電位変動を防止する第１シールド電極３４については、通常はＩＣチップ５自体がシールド対策をされているものであるため、そのような場合には第１シールド電極３４を省略してもよい。
また、図５，６に示すように、第１励振電極２２１及び第２励振電極２２２は、振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２によりそれぞれ囲まれている。さらに、振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２は、第２，第３シールド電極３５，４４とにそれぞれ接続される構成となっているため、振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２にもＧＮＤ電位が与えられている。このため、振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２は、第１励振電極２２１及び第２励振電極２２２を横方向からシールドすることができ、シールド効果を向上させるものとなる。すなわち、本実施の形態に係る水晶振動子１０１または水晶発振器１０２では、励振電極を上下方向からシールドする第１～第３シールド電極３４，３５，４４のみならず、振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２によるシールド効果も得られる。このように、励振領域（励振電極の形成領域）をシールドによって完全に囲っていることになり、これによってシールド効果を向上させ、圧電振動デバイスの電気的特性をより安定させることができる。
第２～第３シールド電極３５，４４は、パッケージ１２の内部空間１３に配置されたシールド電極であり、第１励振電極２２１及び第２励振電極２２２とは電気的に接合されておらず、固定電位（好適にはＧＮＤ電位）に接続されている。サンドイッチ構造の圧電振動デバイスは、パッケージ厚が薄いため、励振電極や内部配線とパッケージ外側の実装端子等との距離が近くなり容量結合を起こしやすい。これに対し、水晶振動子１０１では、パッケージ１２の内部空間１３に第２～第３シールド電極３５，４４を配置することで、上記容量結合による特性変動を抑制できる。
また、第２～第３シールド電極３５，４４は、第１封止部材３及び第２封止部材４の内面側において、水晶振動板２に形成された第１励振電極２２１、第２励振電極２２２、第１引出電極２２３及び第２引出電極２２４と平面視で重畳するように、これらの電極の配置形状に合わせてパターニングされている。このように、第２～第３シールド電極３５，４４を、シールドすべき電極や配線の配置形状に合わせてパターニングすることで、第２～第３シールド電極３５，４４の形成面積を最小限に抑えることができ、第２～第３シールド電極３５，４４によって生じる寄生容量も低減される。寄生容量が低減されると励振電極の可変量が低下することも抑制でき、圧電振動デバイスにおける周波数調整が行いやすくなるといった利点がある。
また、上記説明におけるシールド電極の形状は一例にすぎず、本発明はこれに限定されるものではない。以下にシールド電極のいくつかの変形例について説明する。
図１０は、第２シールド電極３５の変形例を示すものである。図１０に示す第２シールド電極３５は開口３５２を有している。開口３５２は、水晶振動板２における振動部２２が衝撃で撓んだ際に、その撓み幅が最大となる第１励振電極２２１のエッジに対向する箇所に設けられている。尚、上記撓み幅が最大となる第１励振電極２２１のエッジとは、具体的には、振動部２２において連結部２４が設けられている辺と反対側の辺におけるエッジである。すなわち、第２シールド電極３５における開口３５２は、衝撃発生時等に、第１励振電極２２１と第２シールド電極３５とが接触することを回避するために設けられたものである。
第１励振電極２２１と第２シールド電極３５との接触が生じた場合には、これらの電極間で瞬間的な短絡が生じ、水晶発振器１０２の振動周波数を変化させる恐れがある。また、第１励振電極２２１及び第２シールド電極３５の表面がＡｕ層である場合には、接触によってＡｕ－Ａｕ接合が発生し、一方のＡｕ層が剥がれて他方のＡｕ層に付着することも起こり得る。このような場合には、水晶振動板２における振動部２２の質量が変化し、水晶発振器１０２の振動周波数を変化させる恐れもある。第２シールド電極３５に開口３５２を設け、第１励振電極２２１と第２シールド電極３５との接触を回避することで、そのような不具合を防止できる。尚、図１０は、第２シールド電極３５に開口３５２を設けた例を示すものであるが、第３シールド電極４４に同様の開口を設けてもよい。
図１１は、第２シールド電極３５の変形例を示すものである。図１１に示す第２シールド電極３５は、励振電極及び引出電極の形状に合わせてパターニングされるだけでなく、メッシュ状の電極として形成されている。第２シールド電極３５におけるメッシュがある程度細かければ、図４に示す第２シールド電極３５と同様のシールド効果が得られると考えられる。さらに、第２シールド電極３５をメッシュ状の電極とすることで、第１励振電極２２１と第２シールド電極３５との対向面積が小さくなり、第２シールド電極３５によって生じる寄生容量をさらに低減できるといった利点もある。尚、図１１は、第２シールド電極３５をメッシュ状とした例を示すものであるが、第３シールド電極４４も同様にメッシュ状の電極としてもよい。
図１２は、第３シールド電極４４の変形例を示すものである。図１２に示す第２封止部材４の一主面４１１では、４つの第３シールド電極４４が設けられている。第３シールド電極４４は、第１及び第２励振電極２２１，２２２の全体をシールドするものではなく、第１及び第２励振電極２２１，２２２と第１～第４外部電極端子４３３～４３６との重畳箇所のみをシールドするようにパターニングされて形成されている。言い換えれば、第３シールド電極４４は、第２励振電極２２２と外部電極端子４３３～４３６とが重畳する領域をシールドするものであり、それ以外の第２励振電極２２２との対向領域は開口されている。
第１及び第２励振電極２２１，２２２と第１～第４外部電極端子４３３～４３６との間で容量結合が生じると、水晶振動子１０１は、第１～第４外部電極端子４３３～４３６における電位変化の影響を受けて周波数やその他の特性変動を起こす。このような特性変動を防止するには、第１及び第２励振電極２２１，２２２と第１～第４外部電極端子４３３～４３６との容量結合を防止すればよい。この容量結合は第１及び第２励振電極２２１，２２２と第１～第４外部電極端子４３３～４３６との重畳で発生するため、その重畳領域のみを第３シールド電極４４でシールドすればよい。図１２の構成では、第３シールド電極４４の面積を最小限とすることができ、第２励振電極２２２と第３シールド電極４４との対向面積が小さくなり、第３シールド電極４４によって生じる寄生容量をさらに低減できるといった利点がある。
尚、図１２の構成では、第３シールド電極４４のそれぞれに接続配線４４１を設けているが、複数の第３シールド電極４４に対して共通化された接続配線４４１を用いて封止側第２接合パターン４２１との電気的接続を行ってもよい。
尚、図１２に示す第３シールド電極４４の変形例のように、第１及び第２励振電極２２１，２２２と他の電極及び配線との重畳領域のみをシールドし、それ以外の対向領域は開口とすることで寄生容量をさらに低減する構成は、第１シールド電極３４および第２シールド電極３５においても適用可能である。
上記形態では、第１封止部材３及び第２封止部材４にガラスを用いているが、これに限定されるものではなく、水晶を用いてもよい。また、圧電振動板にＡＴカット水晶板を用いているが、これに限定されるものではなく、ＡＴカット水晶以外の水晶を用いてもよい。圧電振動板は、圧電材料であれば他の材料であってもよく、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等であってもよい。
なお、第１封止部材３及び第２封止部材４を水晶で構成することによって、水晶振動板２、第１封止部材３、及び第２封止部材４の熱膨張率が同一となり、水晶振動板２、第１封止部材３、及び第２封止部材４の熱膨張差に起因するパッケージ１２の変形を抑制できるので、水晶振動板２の振動部２２を気密封止した内部空間１３の気密性を向上させることが可能になる。また、パッケージ１２の変形による歪は、連結部２４を介して第１励振電極２２１及び第２励振電極２２２に伝達され、周波数変動の要因となる可能性があるが、水晶振動板２、第１封止部材３、及び第２封止部材４を全て水晶で構成することによって、そのような周波数変動を抑制することができる。
また、上記形態では、第１封止部材３と水晶振動板２との接合、及び水晶振動板２と第２封止部材４との接合をＡｕ－Ａｕの拡散接合にて行っているが、これに限定されるものではなく、ろう材を用いた接合であってもよい。
今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
１０１ 水晶振動子（圧電振動デバイス）
１０２ 水晶発振器（圧電振動デバイス）
２ 水晶振動板（圧電振動板）
３ 第１封止部材
４ 第２封止部材
５ ＩＣチップ
１２ パッケージ
１３ 内部空間
１１１～１２５ 第１～第１５貫通孔
２２ 振動部
２３ 外枠部
２４ 連結部
２２１ 第１励振電極
２２２ 第２励振電極
３４ 第１シールド電極（シールド電極）
３５ 第２シールド電極（シールド電極）
３７ 電極パターン
４３３～４３６ 第１～第４外部電極端子
４４ 第３シールド電極（シールド電極）
１０２ 水晶発振器（圧電振動デバイス）
２ 水晶振動板（圧電振動板）
３ 第１封止部材
４ 第２封止部材
５ ＩＣチップ
１２ パッケージ
１３ 内部空間
１１１～１２５ 第１～第１５貫通孔
２２ 振動部
２３ 外枠部
２４ 連結部
２２１ 第１励振電極
２２２ 第２励振電極
３４ 第１シールド電極（シールド電極）
３５ 第２シールド電極（シールド電極）
３７ 電極パターン
４３３～４３６ 第１～第４外部電極端子
４４ 第３シールド電極（シールド電極）
Claims (5)
- 基板の一主面に第１励振電極が形成され、前記基板の他主面に前記第１励振電極と対になる第２励振電極が形成された圧電振動板と、
前記圧電振動板の前記第１励振電極を覆う第１封止部材と、
前記圧電振動板の前記第２励振電極を覆う第２封止部材と、が設けられ、
前記第１封止部材と前記圧電振動板とが接合され、前記第２封止部材と前記圧電振動板とが接合されて、前記第１励振電極と前記第２励振電極とを含む前記圧電振動板の振動部を気密封止した内部空間が形成された圧電振動デバイスにおいて、
前記内部空間に、前記第１励振電極及び前記第２励振電極とは電気的に接合されておらず、固定電位に接続されたシールド電極が配置されていることを特徴とする圧電振動デバイス。 - 請求項１に記載の圧電振動デバイスであって、
前記シールド電極は、前記第１封止部材及び前記第２封止部材の内面側において、前記圧電振動板に形成された前記第１励振電極及び前記第２励振電極と平面視で重畳するように、前記第１励振電極及び前記第２励振電極の形状に合わせてパターニングされた配置とされていることを特徴とする圧電振動デバイス。 - 請求項１または２に記載の圧電振動デバイスであって、
前記圧電振動板は、略矩形に形成された前記振動部と、前記振動部の外周を取り囲む外枠部と、前記振動部と前記外枠部とを連結する連結部とを有しており、
前記シールド電極は、前記振動部において前記連結部が設けられている辺と反対側の辺における前記第１励振電極及び前記第２励振電極のエッジに対向する箇所に開口が設けられていることを特徴とする圧電振動デバイス。 - 請求項１または２に記載の圧電振動デバイスであって、
前記第２封止部材の外面には当該圧電振動デバイスを回路基板に実装するための外部電極端子が形成されており、
前記第２封止部材の内面に形成されるシールド電極は、前記第２励振電極と前記外部電極端子とが重畳する領域をシールドするものであり、それ以外の前記第２励振電極との対向領域は開口されていることを特徴とする圧電振動デバイス。 - 請求項１から４の何れか一項に記載の圧電振動デバイスであって、
前記第１封止部材の上にＩＣチップが搭載され、
前記シールド電極は、前記ＩＣチップの実装端子面にも配置されていることを特徴とする圧電振動デバイス。
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