圧電デバイス
【課題】本発明は、実装基板との間に生じる浮遊容量が低減された圧電デバイスを提供する。
【解決手段】実装基板（１５０）に実装される圧電デバイス（１００）が、励振電極（１３１）及び該励振電極から引き出された引出電極（１３２）を有する圧電振動片（１３０）と、圧電振動片を載置する第１面と、第１面の反対側で外部電極（１２５、１２６）を有する第２面とを有する絶縁性の材料からなるベース板（１２０）と、を備え、第２面の外部電極を除く領域の少なくとも一部が第１面側に凹み、実装基板と第１面側に凹んだ第２面との間に空隙が形成される。
【解決手段】実装基板（１５０）に実装される圧電デバイス（１００）が、励振電極（１３１）及び該励振電極から引き出された引出電極（１３２）を有する圧電振動片（１３０）と、圧電振動片を載置する第１面と、第１面の反対側で外部電極（１２５、１２６）を有する第２面とを有する絶縁性の材料からなるベース板（１２０）と、を備え、第２面の外部電極を除く領域の少なくとも一部が第１面側に凹み、実装基板と第１面側に凹んだ第２面との間に空隙が形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装基板との間に生じる浮遊容量が低減された圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電材により形成され、所定の周波数で振動する圧電振動片が知られている。このような圧電振動片はリッド板及びベース板に挟まれて圧電デバイスが形成され、圧電デバイスはプリント基板等の実装基板に実装されて用いられる。近年、圧電デバイスは小型化が進んでいるため、圧電デバイスに形成される電極と実装基板に形成される配線電極との間の距離が小さくなり、二つの電極間に生じる浮遊容量が大きくなっている。圧電デバイスでは、このような浮遊容量が大きくなることにより、圧電デバイスの周波数の可変範囲が狭められるという問題が生じていた。
【０００３】
このような問題に対して、例えば特許文献１ではシールド電極が形成された圧電発振器が示されている。特許文献１で示された圧電発振器では、圧電発振器のＩＣ（集積回路）チップと実装基板の配線パターンの間にシールド電極を設けることにより、実装基板の配線パターンとＩＣチップとの間の浮遊容量の発生を防いでいる。また、シールド電極は、複数の層が積層されて形成されるセラミックのパッケージの層の間に形成されることにより、シールド電極が圧電発振器内の他の電極と接触することを防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２０１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に示されたシールド電極が形成された圧電発振器では、セラミックの層を追加で形成しなければならず、圧電デバイスの大きさが大きくなってしまう。また、圧電材又はガラスなどを基材とするベース板では、シールド電極と圧電デバイス内の他の電極とが互いに接触しないように形成することが困難であるため、シールド電極の形成が困難である。
【０００６】
本発明では、実装基板の配線電極と圧電デバイスに形成される電極との間のベース板に凹みが形成されることにより、実装基板との間に生じる浮遊容量が低減された圧電デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１観点の圧電デバイスは、実装基板に実装される圧電デバイスであって、励振電極及び該励振電極から引き出された引出電極を有する圧電振動片と、圧電振動片を載置する第１面と、第１面の反対側で外部電極を有する第２面とを有する絶縁性の材料からなるベース板と、を備え、第２面の外部電極を除く領域の少なくとも一部が第１面側に凹み、圧電デバイスが実装基板に実装された際に、実装基板に対して第２面側に空隙が形成される圧電デバイス。
【０００８】
第２観点の圧電デバイスは、第１観点において、第１面に引出電極と外部電極とを電気的に接続する配線電極が形成され、第１面側に凹んだ第２面が、励振電極又は配線電極と、実装基板との間の少なくとも一部に形成されている。
【０００９】
第３観点の圧電デバイスは、第１観点及び第２観点において、ベース板の第１面が、圧電振動片が載置され第２面側に凹む凹部を含み、凹部の深さと第１面側に凹んだ第２面の深さとが等しい。
【００１０】
第４観点の圧電デバイスは、第１観点において、圧電振動片が、励振電極が形成される励振部と、励振部の周りに形成される枠部と、を含み、枠部と第１面とが接合される。
【００１１】
第５観点の圧電デバイスは、第４観点において、枠部には引出電極が形成され、第１面側に凹んだ第２面が、励振電極又は枠部に形成される引出電極と、実装基板と、の間の少なくとも一部に形成されている。
【００１２】
第６観点の圧電デバイスは、第４観点及び第５観点において、ベース板の第１面が、枠部に接合される接合面と、接合面から第２面側に凹んだ凹部と、を含み、凹部の深さと第１面側に凹んだ第２面の深さとが等しい。
【００１３】
第７観点の圧電デバイスは、第１観点及び第６観点において、ベース板がガラス又は圧電材である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の圧電デバイスによれば、実装基板との間に生じる浮遊容量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】圧電デバイス１００の分解斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】（ａ）は、ベース板１２０の平面図である。 （ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】（ａ）は、ベース板２２０の平面図である。 （ｂ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】（ａ）は、ベース板３２０の斜視図である。 （ｂ）は、ベース板３２０の平面図である。
【図６】（ａ）は、図５（ｂ）のＤ−Ｄ断面図である。 （ｂ）は、図５（ｂ）のＥ−Ｅ断面図である。 （ｃ）は、図５（ｂ）のＦ−Ｆ断面図である。
【図７】圧電デバイス２００の分解斜視図である。
【図８】（ａ）は、図７のＧ−Ｇ断面図である。 （ｂ）は、圧電振動片４３０の平面図である。
【図９】（ａ）は、ベース板４３０の平面図である。 （ｂ）は、図７のＨ−Ｈ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１７】
（第１実施形態）
＜圧電デバイス１００の構成＞
図１は、圧電デバイス１００の分解斜視図である。圧電デバイス１００は、圧電振動片１３０と、リッド板１１０と、ベース板１２０とにより形成されている。ベース板１２０は、セラミック、水晶、及びガラスなどの絶縁性の材料により形成されている。また、圧電振動片１３０には例えばＡＴカットの水晶振動片が用いられる。ＡＴカットの水晶振動片は、主面（ＹＺ面）が結晶軸（ＸＹＺ）のＹ軸に対して、Ｘ軸を中心としてＺ軸からＹ軸方向に３５度１５分傾斜されている。以下の説明では、ＡＴカットの水晶振動片の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をＹ’軸及びＺ’軸として用いる。すなわち、圧電デバイス１００においては圧電デバイス１００の長辺方向をＸ軸方向、圧電デバイス１００の高さ方向をＹ’軸方向、Ｘ及びＹ’軸方向に垂直な方向をＺ’軸方向として説明する。
【００１８】
圧電デバイス１００は、ベース板１２０の＋Ｙ’軸側に形成された凹部１２１に圧電振動片１３０が載置される。さらに圧電振動片１３０が載置された凹部１２１を密封するようにリッド板１１０がベース板１２０の＋Ｙ’軸側の面に接合されて圧電デバイス１００が形成される。
【００１９】
圧電振動片１３０は、＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面に励振電極１３１が形成されている。＋Ｙ’軸側の励振電極１３１からは、−Ｘ軸方向に伸び、＋Ｚ’軸側の側面を介して−Ｙ’軸側の面にまで引き出されている引出電極１３２が形成されている。また、−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１３１からは−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の角部にまで引出電極１３２が引き出されている。
【００２０】
ベース板１２０は、＋Ｙ’軸側の面及び−Ｙ’軸側の面にそれぞれ凹部が形成されている。＋Ｙ’軸側の面を第１面とすると、第１面には圧電振動片１３０が載置される凹部１２１が形成されており、凹部１２１の周りにはベース板１１０に封止材１４２（図２参照）を介して接合される接合面１２２が形成されている。凹部１２１には、圧電振動片１３０の引出電極１３２と導電性接着剤１４１（図２参照）を介して接合される接続電極１２３が形成されており、接続電極１２３は貫通電極１２４を介して実装端子１２５に電気的に接続されている。また−Ｙ’軸側の面を第２面とすると、第２面には外部電極が形成されている。外部電極は、励振電極１３１及びプリント基板等の実装基板に電気的に接続される実装端子１２５と、圧電デバイス１００に帯電した静電気等を除去するためのアース端子１２６と、を含んでいる。さらに第２面では、外部電極が形成される領域以外の領域の一部が第１面側（＋Ｙ’軸方向）に凹んで形成されている。以下では、この凹んだ領域を凹部１２７、凹んでいない領域を凸部１２８として説明する。
【００２１】
リッド板１１０は、−Ｙ’軸側の面に、ベース板１２０の接合面１２２に封止材１４２を介して接合される接合面１１２と、接合面１１２から＋Ｙ’軸側に凹んだ凹部１１１と、が形成されている。
【００２２】
図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図２では、圧電デバイス１００が実装基板１５０に実装されている状態が示されている。圧電デバイス１００は、ベース板１２０の凹部１２１に圧電振動片１３０が載置され、ベース板１２０の接合面１２２にリッド板１１０の接合面１１２が封止材１４２を介して接合されることにより形成されている。ベース板１２０の凹部１２１には接続電極１２３が形成されており、接続電極１２３と圧電振動片１３０の引出電極１３２とが導電性接着剤１４１により電気的に接合されている。また、ベース板１２０を貫通する貫通電極１２４は、接続電極１２３と実装端子１２５とを電気的に接続している。すなわち、圧電振動片１３０の励振電極１３１は、実装端子１３１に電気的に接続される。
【００２３】
図２では、圧電デバイス１００が実装基板１５０に実装されている状態が示されている。実装基板１５０の表面には、複数の配線電極が形成されている。以下では、圧電デバイスに電気的に接続される配線電極を第１配線電極１５１、圧電デバイスには電気的に接続されない電極を第２配線電極１５２として説明する。圧電デバイス１００の外部電極は実装基板１５０の第１配線電極１５１にハンダ１４３を介して電気的に接続される。また、実装基板１５０上であり圧電デバイス１００の−Ｙ’軸側には、第２配線電極１５２が形成されている。実装基板では集積化等のために、実装基板１５０の第２配線電極１５２のように圧電デバイスに電気的に接続されない配線電極が圧電デバイスにＹ’軸方向に重なるように形成される場合がある。圧電デバイス１００では、圧電振動片１３０の−Ｙ軸側の面に形成される励振電極１３１と実装基板１５０上の第２配線電極１５２との間が高さＨ１に形成され、第２配線電極１５２と接続電極１２３との間が高さＨ２に形成されている。
【００２４】
図３（ａ）は、ベース板１２０の平面図である。図３（ａ）には、ベース板１２０の第１面に形成される接続電極１２３、第２面に形成される実装端子１２５、及びアース端子１２６が示されている。また、参考として実装基板１５０に形成される第２配線電極１５２が示されている。ベース板１２０では、凸部１２８が第２面の四隅に形成されており、凸部１２８の−Ｙ’軸側の面には、それぞれ外部電極が形成されている。ベース板１２０では、＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側及び−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側にアース端子１２６が形成され、＋Ｘ軸側の−Ｚ’軸側及び−Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側に実装端子１２５が形成されている。またベース板１２０では、各外部電極が凹部１２７に直接接しないように、凹部１２７との間に間隔をあけて形成されている。これは、外部電極にハンダ１４３が第２面の凹部１２７に這い上がらないようにするためである。ベース板１２０では、図３（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域１６１に示されるように、第２配線電極１５２と、接続電極１２４と、第２面の凹部１２７とがＹ’軸方向に重なるように形成されている。
【００２５】
図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。ベース板１２０は、全体のＹ’軸方向の高さがＨＢ１に形成されており、凸部１２８から＋Ｙ’軸側に凹んだ凹部１２７は、深さＨＢ３に形成されている。また、凹部１２７と接続電極１２３との間の距離は長さＨＢ４に形成されている。図３（ｂ）の一点鎖線で囲まれた領域１６１は、図３（ａ）で示された領域１６１に対応している。接続電極１２３は、この領域１６１でベース板１２０がＹ’軸方向の長さがＨＢ４に形成されている。
【００２６】
圧電デバイスに形成される電極と、第２配線電極１５２とにより発生する浮遊容量は電極間の誘電率に比例する。すなわち、電極間の誘電率が低いときに発生する浮遊容量も低くなる。圧電デバイス１００では、図２に示されるように、励振電極１３１及び接続電極１２３と、第２配線電極１５２との間に形成されるベース板１２０が薄く形成されている。一方、空気の比誘電率は１．０００６であり、水晶及びガラスの基材である石英は３．５であり、セラミックとして用いられるアルミナは９．５である。すなわち、ベース板１２０の第２面に凹部１２７が形成され、第２配線電極１５２と、励振電極１３１又は接続電極１２３との間のベース板１２０が薄く形成されることにより、第２配線電極１５２と、励振電極１３１又は接続電極１２３との間の誘電率が下がるため、浮遊容量が低下する。すなわち、ベース板１２０の第２面と実装基板１５０との間は、比誘電率が小さい空気であることが好ましい。そのため、ベース板１２０の第２面と実装基板１５０との間には何も形成されずに、空隙であることが望ましい。
【００２７】
また、ベース板１２０が水晶又はガラスで形成される場合には、＋Ｙ’軸側の凹部１２１及び−Ｙ’軸側の凹部１２７はベース板１２０がエッチングされることにより形成される。そのため、図３（ｂ）に示される高さＨＢ２と高さＨＢ３とが等しい場合、一度のエッチングで両方の凹部を形成することができるため好ましい。
【００２８】
（第２実施形態）
ベース板の第２面に形成される凹部は、様々な形状に形成されることができる。以下に、ベース板の変形例について説明する。また、第１実施形態と同じ部分に関しては同じ記号を付してその説明を省略する。
【００２９】
＜ベース板２２０の構成＞
図４（ａ）は、ベース板２２０の平面図である。図４（ａ）では、−Ｙ’軸側の面（第２面）に形成される部分が点線で示され、＋Ｙ’軸側の面（第１面）に形成される部分が実線で示されている。また、ベース板２２０の第１面に形成されている接続電極１２３と、第２面に形成されている実装端子１２５及びアース端子１２６が示されている。さらに図４（ａ）では、実装基板１５０に形成される第２配線電極１５２が示されている。ベース板２２０の第２面では、第２面の中央が＋Ｙ’軸側に凹み、凹部２２７が形成されている。また、凸部２２８が凹部２２７の周りに形成されている。ベース板２２０では、接続電極１２３の一部と、第２配線電極１５２と、凹部２２７とが、一点鎖線で囲まれた領域１６２でＹ’軸方向に重なるように形成されている。
【００３０】
図４（ｂ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図４（ｂ）では、図４（ａ）の領域１６２に相当する領域が一点鎖線で囲まれた領域１６２として示されている。この領域１６２では、接続電極１２３と、第２配線電極１５２と、凹部２２７とが、Ｙ’軸方向に重なって形成されている。この領域１６２では、ベース板２２０の厚さがＨＢ４と薄く形成されているため、ベース板１２０と同様に、第２配線電極１５２と、接続電極１２３との間の誘電率が下がるため、圧電デバイスに生じる浮遊容量が低下する。
【００３１】
ベース板２２０は、励振電極１３１が配置されるベース板２２０の中央、及び接続電極１２３が形成される領域に凹部２２７が形成されている。そのため、接続電極１３１及び励振電極１３１と、第２配線電極１５２との間に発生する浮遊容量を低く抑えることができる。また、ベース板２２０は第２面に形成される凹部２２７の周りに凸部２２８が形成されていることにより、ベース板２２０の耐衝撃性を強く保つことができる。
【００３２】
＜ベース板３２０の構成＞
図５（ａ）は、ベース板３２０の斜視図である。ベース板３２０は、＋Ｙ’軸側の面（第１面）に凹部１２１が形成され、凹部１２１の周りにはリッド板１１０に接合される接合面３２２が形成されている。また、ベース板３２０の−Ｙ’軸側の面（第２面）の四隅には実装端子３２５又はアース端子３２６が形成されており、実装端子３２５又はアース端子３２６以外の領域の一部には＋Ｙ’軸方向に凹んだ凹部３２７が形成されている。ベース板３２０の四隅の側面にはキャスタレーション３２９が形成されており、キャスタレーション３２９には側面電極３２４が形成されている。凹部１２１及び接合面３２２に形成されている接続電極３２３はキャスタレーション３２９まで伸び、側面電極３２４に電気的に接続される。側面電極３２４は、実装端子３２５又はアース端子３２６に電気的に接続されている。
【００３３】
図５（ｂ）は、ベース板３２０の平面図である。図５（ｂ）では、第１面に形成される接続電極３２３、第２面に形成される実装端子３２５、及びアース端子３２６が示されている。また、実装基板１５０に形成される第２配線電極１５２ａ及び第２配線電極１５２ｂが示されている。ベース板３２０に形成される接続電極３２３は、第１面の凹部１２１から接合面３２２を介してキャスタレーション３２９まで伸びている。ベース板３２０の第２面に形成される凹部３２７は、第１面に形成される接続電極３２３に沿って形成されている。すなわち、ベース板３２０の−Ｘ軸側の辺の中央から＋Ｚ’軸側に寄った位置から＋Ｘ軸方向に伸び、導電性接着剤１４１が形成される位置で−Ｚ’軸方向に伸び、ベース板３２０の−Ｚ’軸側の接合面３２２で＋Ｘ軸方向に伸びて形成されている。
【００３４】
図６（ａ）は、図５（ｂ）のＤ−Ｄ断面図である。ベース板３２０の凹部１２１には接続電極３２３が形成されている。この凹部１２１に形成されている接続電極３２３と第２配線電極１５２ａとの間の距離は長さＨＡ２に形成されている。また、接続電極３２３と、第２面の凹部３２７と、第２接続電極１５２ａとは、Ｙ’軸方向に重なって形成されている。
【００３５】
図６（ｂ）は、図５（ｂ）のＥ−Ｅ断面図である。ベース板３２０では、接合面３２２にも接続電極３２３が形成されている。このときの接続電極３２３と第２配線電極１５２ｂとの間の距離を長さＨＡ３とすると、長さＨＡ３は長さＨＡ２よりも長い。浮遊容量は、電極間の距離に反比例するため、電極間の距離が長くなれば、浮遊容量は小さくなる。また、第２面に形成される凹部３２７が接続電極３２３の−Ｙ’軸側に形成されている。
【００３６】
図６（ｃ）は、図５（ｂ）のＦ−Ｆ断面図である。接続電極３２３は接合面３２２の上を伸びてキャスタレーション３２９に形成されている側面電極３２４に電気的に接続されている。接続電極３２３が形成されている接合面３２２の第２面には、＋Ｙ’軸方向に凹んだ凹部３２７が形成されている。
【００３７】
ベース板３２０では、接続電極３２３と、第２配線電極１５２ａ、１５２ｂと、凹部３２７とがＹ’軸方向に重なって形成されていることにより、圧電デバイスに発生する浮遊容量が低減されている。また、第２面に形成される凹部３２７を接続電極３２３の−Ｙ’軸側のみに限定することによりベース板３２０の厚さが薄くなる領域が最小に抑えられ、ベース板３２０の耐衝撃性を強く保つことができる。また、接続電極３２３に沿って凹部３２７が形成されていることにより、第２配線電極がどのように配線されていても、第２配線電極と接続電極３２３と凹部３２７とがＹ’軸方向に重なることになる。そのため、第２配線電極の形状に依存せずに、圧電デバイスの浮遊容量を低減させることができる。
【００３８】
（第３実施形態）
励振電極が形成される励振部の周りに枠部が形成された圧電振動片が用いられている圧電デバイス２００について説明する。また、第１実施形態及び第２実施形態と同じ部分に関しては同じ記号を付してその説明を省略する。
【００３９】
＜圧電デバイス２００の構成＞
図７は、圧電デバイス２００の分解斜視図である。圧電デバイス２００は、リッド板１１０と、ベース板４２０と、圧電振動片４３０と、により構成されている。圧電振動片４３０は、励振電極４３４が形成されている励振部４３１と、励振部４３１の周りに形成されている枠部４３２と、励振部４３１と枠部４３２とを連結している連結部４３３と、により形成されている。励振電極４３４からは連結部４３３を通り枠部４３２の角部にまで引出電極４３５が引き出されている。また、励振部４３１と枠部４３２との間の連結部４３３以外の領域には圧電振動片４３０をＹ’軸方向に貫通する貫通溝４３６が形成されている。
【００４０】
ベース板４２０は、＋Ｙ’軸側の面（第１面）に、凹部４２１と、凹部４２１を囲む接合面４２２と、が形成されている。ベース板４２０は接合面４２２を介して圧電振動片４３０の枠部４３２の−Ｙ’軸側の面に接合される。ベース板４２０の−Ｙ’軸側の面（第２面）の四隅には実装端子４２５又はアース端子４２６が形成されている。また、−Ｙ’軸側の面の実装端子４２５及びアース端子４２６以外の領域の一部には、＋Ｙ’軸方向に凹んだ凹部４２７が形成されている。さらに、ベース板４２０の四隅の側面にはキャスタレーション４２９が形成されている。接合面４２２上であり、＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側、及び−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側のキャスタレーション４２９の周りには引出電極４３５に電気的に接続される接続電極４２３が形成されている。キャスタレーション４２９には側面電極４２４が形成されており側面電極４２４は接続電極４２３と実装端子４２５とを電気的に接続している。
【００４１】
リッド板１１０は圧電振動片４３０の＋Ｙ’軸側に配置されて、圧電振動片４３０の枠部４３２の＋Ｙ’軸側の面と接合面１１２とが接合される。
【００４２】
図８（ａ）は、図７のＧ−Ｇ断面図である。図８（ａ）では、圧電デバイス２００の断面図とともに、実装基板１５０が示されている。圧電振動片４３０の−Ｙ’軸側にはベース板４２０が配置され、圧電振動片４３０の枠部４３２の−Ｙ’軸側の面とベース板４２０の接合面４２２とが封止材１４２を介して接合されている。また、ベース板４２０の接続電極４２３と引出電極４３５とが電気的に接続されている。圧電振動片４３０の枠部４３２の＋Ｙ’軸側の面にはリッド板１１０の接合面１１２が封止材１４２を介して接合されている。
【００４３】
圧電振動片４２０の励振電極４３４は、引出電極４３５、接続電極４２３、及び側面電極４２４を介して実装端子４２５に電気的に接続されている。実装端子４２５はハンダを介して実装基板１５０に形成されている第１配線電極１５１に電気的に接続される。ベース板４２０の第１面及び第２面にはそれぞれ凹部が形成されている。また、実装基板１５０に形成されている第２配線電極１５２と−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極４３４との距離は、長さＨＡ４に形成されている。
【００４４】
図８（ｂ）は、圧電振動片４３０の平面図である。圧電振動片４３０は、励振電極４３４が形成される励振部４３１と、励振部４３１の周りに形成される枠部４３２と、励振部４３１と枠部４３２とを連結する連結部４３３と、により形成されている。連結部４３３は、励振部４３１の−Ｘ軸側の辺の＋Ｚ’軸側及び−Ｚ’軸側の端にそれぞれ連結されており、そこから−Ｘ軸方向に伸びて枠部４３２に連結されている。励振部４３１は、励振電極４３４が形成されているメサ領域４３１ｂと、メサ領域４３１ｂの周囲に形成されている周辺領域４３１ａと、により構成されている。メサ領域４３１ｂは、周辺領域４３１ａから＋Ｙ’軸方向及び−Ｙ’軸方向に突き出て形成されている。＋Ｙ’軸側に形成されている励振電極４３４からは、−Ｚ’軸側の連結部４３３の＋Ｙ’軸側の面、−Ｚ’軸側の側面、及び−Ｙ’軸側の面を介して枠部４３２の−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の角部にまで引出電極４３５が引き出されている。また、−Ｙ’軸側に形成されている励振電極４３４からは、＋Ｚ’軸側の連結部４３３を介して枠部４３２の＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の角部にまで引出電極４３５が引き出されている。
【００４５】
図９（ａ）は、ベース板４３０の平面図である。図９（ａ）では、ベース板４３０の第２面に形成されている実装端子４２５及びアース端子４２６が示されている。また、圧電振動片１３０の−Ｙ’軸側の面に形成される励振電極４３４、引出電極４３５、及び実装基板１５０に形成される第２配線電極１５２が示されている。ベース板４３０の第２面の四隅には凸部４２８が形成され、凸部４２８には実装端子４２５又はアース端子４２６が形成される。また、第２面の凸部４２８以外の領域には凹部４２７が形成されている。そのため圧電デバイス２００では、励振電極４３４又は引出電極４３５と、ベース板４３０の第２面の凹部４２７と、第２配線電極１５２とがＹ’軸方向に重なって形成されている。
【００４６】
図９（ｂ）は、図７のＨ−Ｈ断面図である。圧電デバイス２００では、圧電振動片４３０の励振電極４３４及び引出電極４３５とベース板４２０の第２面の凹部４２７とは互いにＹ’軸方向に重なっている。そのため、圧電デバイス２００では励振電極４３４及び引出電極４３５と、実装基板１５０の第２配線電極１５２との間のベース板４２０の厚さが薄く形成され、浮遊容量が低減されている。
【００４７】
以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。
【００４８】
例えば、上記の実施形態では圧電振動片がＡＴカットの水晶振動片である場合を示したが、同じように厚みすべりモードで振動するＢＴカットなどであっても同様に適用できる。さらに圧電振動片は水晶のみならず、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムあるいは圧電セラミックを含む圧電材に基本的に適用できる。
【符号の説明】
【００４９】
１００、２００ … 圧電デバイス
１１０ … リッド板
１１１、１２１、１２７、２２７、３２７、４２７ … 凹部
１１２、１２２、３２２、４２２ … 接合面
１２０、２２０、３２０、４２０ … ベース板
１２３、３２３、４２３ … 接続電極
１２４ … 貫通電極
１２５、３２５、４２５ … 実装端子
１２６、３２６、４２６ … アース端子
１２８、２２８ … 凸部
１３０、４３０ … 圧電振動片
１３１、４３４ … 励振電極
１３２、４３５ … 引出電極
１４１ … 導電性接着剤
１４２ … 封止材
１４３ … ハンダ
１５０ … 実装基板
１５１ … 第１配線電極
１５２、１５２ａ、１５２ｂ … 第２配線電極
３２４、４２４ … 側面電極
３２９、４２９ … キャスタレーション
４３１ … 励振部
４３１ａ … メサ領域
４３１ｂ … 周辺領域
４３２ … 枠部
４３３ … 連結部
４３６ … 貫通溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装基板との間に生じる浮遊容量が低減された圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電材により形成され、所定の周波数で振動する圧電振動片が知られている。このような圧電振動片はリッド板及びベース板に挟まれて圧電デバイスが形成され、圧電デバイスはプリント基板等の実装基板に実装されて用いられる。近年、圧電デバイスは小型化が進んでいるため、圧電デバイスに形成される電極と実装基板に形成される配線電極との間の距離が小さくなり、二つの電極間に生じる浮遊容量が大きくなっている。圧電デバイスでは、このような浮遊容量が大きくなることにより、圧電デバイスの周波数の可変範囲が狭められるという問題が生じていた。
【０００３】
このような問題に対して、例えば特許文献１ではシールド電極が形成された圧電発振器が示されている。特許文献１で示された圧電発振器では、圧電発振器のＩＣ（集積回路）チップと実装基板の配線パターンの間にシールド電極を設けることにより、実装基板の配線パターンとＩＣチップとの間の浮遊容量の発生を防いでいる。また、シールド電極は、複数の層が積層されて形成されるセラミックのパッケージの層の間に形成されることにより、シールド電極が圧電発振器内の他の電極と接触することを防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２０１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に示されたシールド電極が形成された圧電発振器では、セラミックの層を追加で形成しなければならず、圧電デバイスの大きさが大きくなってしまう。また、圧電材又はガラスなどを基材とするベース板では、シールド電極と圧電デバイス内の他の電極とが互いに接触しないように形成することが困難であるため、シールド電極の形成が困難である。
【０００６】
本発明では、実装基板の配線電極と圧電デバイスに形成される電極との間のベース板に凹みが形成されることにより、実装基板との間に生じる浮遊容量が低減された圧電デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１観点の圧電デバイスは、実装基板に実装される圧電デバイスであって、励振電極及び該励振電極から引き出された引出電極を有する圧電振動片と、圧電振動片を載置する第１面と、第１面の反対側で外部電極を有する第２面とを有する絶縁性の材料からなるベース板と、を備え、第２面の外部電極を除く領域の少なくとも一部が第１面側に凹み、圧電デバイスが実装基板に実装された際に、実装基板に対して第２面側に空隙が形成される圧電デバイス。
【０００８】
第２観点の圧電デバイスは、第１観点において、第１面に引出電極と外部電極とを電気的に接続する配線電極が形成され、第１面側に凹んだ第２面が、励振電極又は配線電極と、実装基板との間の少なくとも一部に形成されている。
【０００９】
第３観点の圧電デバイスは、第１観点及び第２観点において、ベース板の第１面が、圧電振動片が載置され第２面側に凹む凹部を含み、凹部の深さと第１面側に凹んだ第２面の深さとが等しい。
【００１０】
第４観点の圧電デバイスは、第１観点において、圧電振動片が、励振電極が形成される励振部と、励振部の周りに形成される枠部と、を含み、枠部と第１面とが接合される。
【００１１】
第５観点の圧電デバイスは、第４観点において、枠部には引出電極が形成され、第１面側に凹んだ第２面が、励振電極又は枠部に形成される引出電極と、実装基板と、の間の少なくとも一部に形成されている。
【００１２】
第６観点の圧電デバイスは、第４観点及び第５観点において、ベース板の第１面が、枠部に接合される接合面と、接合面から第２面側に凹んだ凹部と、を含み、凹部の深さと第１面側に凹んだ第２面の深さとが等しい。
【００１３】
第７観点の圧電デバイスは、第１観点及び第６観点において、ベース板がガラス又は圧電材である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の圧電デバイスによれば、実装基板との間に生じる浮遊容量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】圧電デバイス１００の分解斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】（ａ）は、ベース板１２０の平面図である。 （ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】（ａ）は、ベース板２２０の平面図である。 （ｂ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】（ａ）は、ベース板３２０の斜視図である。 （ｂ）は、ベース板３２０の平面図である。
【図６】（ａ）は、図５（ｂ）のＤ−Ｄ断面図である。 （ｂ）は、図５（ｂ）のＥ−Ｅ断面図である。 （ｃ）は、図５（ｂ）のＦ−Ｆ断面図である。
【図７】圧電デバイス２００の分解斜視図である。
【図８】（ａ）は、図７のＧ−Ｇ断面図である。 （ｂ）は、圧電振動片４３０の平面図である。
【図９】（ａ）は、ベース板４３０の平面図である。 （ｂ）は、図７のＨ−Ｈ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１７】
（第１実施形態）
＜圧電デバイス１００の構成＞
図１は、圧電デバイス１００の分解斜視図である。圧電デバイス１００は、圧電振動片１３０と、リッド板１１０と、ベース板１２０とにより形成されている。ベース板１２０は、セラミック、水晶、及びガラスなどの絶縁性の材料により形成されている。また、圧電振動片１３０には例えばＡＴカットの水晶振動片が用いられる。ＡＴカットの水晶振動片は、主面（ＹＺ面）が結晶軸（ＸＹＺ）のＹ軸に対して、Ｘ軸を中心としてＺ軸からＹ軸方向に３５度１５分傾斜されている。以下の説明では、ＡＴカットの水晶振動片の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をＹ’軸及びＺ’軸として用いる。すなわち、圧電デバイス１００においては圧電デバイス１００の長辺方向をＸ軸方向、圧電デバイス１００の高さ方向をＹ’軸方向、Ｘ及びＹ’軸方向に垂直な方向をＺ’軸方向として説明する。
【００１８】
圧電デバイス１００は、ベース板１２０の＋Ｙ’軸側に形成された凹部１２１に圧電振動片１３０が載置される。さらに圧電振動片１３０が載置された凹部１２１を密封するようにリッド板１１０がベース板１２０の＋Ｙ’軸側の面に接合されて圧電デバイス１００が形成される。
【００１９】
圧電振動片１３０は、＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面に励振電極１３１が形成されている。＋Ｙ’軸側の励振電極１３１からは、−Ｘ軸方向に伸び、＋Ｚ’軸側の側面を介して−Ｙ’軸側の面にまで引き出されている引出電極１３２が形成されている。また、−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１３１からは−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の角部にまで引出電極１３２が引き出されている。
【００２０】
ベース板１２０は、＋Ｙ’軸側の面及び−Ｙ’軸側の面にそれぞれ凹部が形成されている。＋Ｙ’軸側の面を第１面とすると、第１面には圧電振動片１３０が載置される凹部１２１が形成されており、凹部１２１の周りにはベース板１１０に封止材１４２（図２参照）を介して接合される接合面１２２が形成されている。凹部１２１には、圧電振動片１３０の引出電極１３２と導電性接着剤１４１（図２参照）を介して接合される接続電極１２３が形成されており、接続電極１２３は貫通電極１２４を介して実装端子１２５に電気的に接続されている。また−Ｙ’軸側の面を第２面とすると、第２面には外部電極が形成されている。外部電極は、励振電極１３１及びプリント基板等の実装基板に電気的に接続される実装端子１２５と、圧電デバイス１００に帯電した静電気等を除去するためのアース端子１２６と、を含んでいる。さらに第２面では、外部電極が形成される領域以外の領域の一部が第１面側（＋Ｙ’軸方向）に凹んで形成されている。以下では、この凹んだ領域を凹部１２７、凹んでいない領域を凸部１２８として説明する。
【００２１】
リッド板１１０は、−Ｙ’軸側の面に、ベース板１２０の接合面１２２に封止材１４２を介して接合される接合面１１２と、接合面１１２から＋Ｙ’軸側に凹んだ凹部１１１と、が形成されている。
【００２２】
図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図２では、圧電デバイス１００が実装基板１５０に実装されている状態が示されている。圧電デバイス１００は、ベース板１２０の凹部１２１に圧電振動片１３０が載置され、ベース板１２０の接合面１２２にリッド板１１０の接合面１１２が封止材１４２を介して接合されることにより形成されている。ベース板１２０の凹部１２１には接続電極１２３が形成されており、接続電極１２３と圧電振動片１３０の引出電極１３２とが導電性接着剤１４１により電気的に接合されている。また、ベース板１２０を貫通する貫通電極１２４は、接続電極１２３と実装端子１２５とを電気的に接続している。すなわち、圧電振動片１３０の励振電極１３１は、実装端子１３１に電気的に接続される。
【００２３】
図２では、圧電デバイス１００が実装基板１５０に実装されている状態が示されている。実装基板１５０の表面には、複数の配線電極が形成されている。以下では、圧電デバイスに電気的に接続される配線電極を第１配線電極１５１、圧電デバイスには電気的に接続されない電極を第２配線電極１５２として説明する。圧電デバイス１００の外部電極は実装基板１５０の第１配線電極１５１にハンダ１４３を介して電気的に接続される。また、実装基板１５０上であり圧電デバイス１００の−Ｙ’軸側には、第２配線電極１５２が形成されている。実装基板では集積化等のために、実装基板１５０の第２配線電極１５２のように圧電デバイスに電気的に接続されない配線電極が圧電デバイスにＹ’軸方向に重なるように形成される場合がある。圧電デバイス１００では、圧電振動片１３０の−Ｙ軸側の面に形成される励振電極１３１と実装基板１５０上の第２配線電極１５２との間が高さＨ１に形成され、第２配線電極１５２と接続電極１２３との間が高さＨ２に形成されている。
【００２４】
図３（ａ）は、ベース板１２０の平面図である。図３（ａ）には、ベース板１２０の第１面に形成される接続電極１２３、第２面に形成される実装端子１２５、及びアース端子１２６が示されている。また、参考として実装基板１５０に形成される第２配線電極１５２が示されている。ベース板１２０では、凸部１２８が第２面の四隅に形成されており、凸部１２８の−Ｙ’軸側の面には、それぞれ外部電極が形成されている。ベース板１２０では、＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側及び−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側にアース端子１２６が形成され、＋Ｘ軸側の−Ｚ’軸側及び−Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側に実装端子１２５が形成されている。またベース板１２０では、各外部電極が凹部１２７に直接接しないように、凹部１２７との間に間隔をあけて形成されている。これは、外部電極にハンダ１４３が第２面の凹部１２７に這い上がらないようにするためである。ベース板１２０では、図３（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域１６１に示されるように、第２配線電極１５２と、接続電極１２４と、第２面の凹部１２７とがＹ’軸方向に重なるように形成されている。
【００２５】
図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。ベース板１２０は、全体のＹ’軸方向の高さがＨＢ１に形成されており、凸部１２８から＋Ｙ’軸側に凹んだ凹部１２７は、深さＨＢ３に形成されている。また、凹部１２７と接続電極１２３との間の距離は長さＨＢ４に形成されている。図３（ｂ）の一点鎖線で囲まれた領域１６１は、図３（ａ）で示された領域１６１に対応している。接続電極１２３は、この領域１６１でベース板１２０がＹ’軸方向の長さがＨＢ４に形成されている。
【００２６】
圧電デバイスに形成される電極と、第２配線電極１５２とにより発生する浮遊容量は電極間の誘電率に比例する。すなわち、電極間の誘電率が低いときに発生する浮遊容量も低くなる。圧電デバイス１００では、図２に示されるように、励振電極１３１及び接続電極１２３と、第２配線電極１５２との間に形成されるベース板１２０が薄く形成されている。一方、空気の比誘電率は１．０００６であり、水晶及びガラスの基材である石英は３．５であり、セラミックとして用いられるアルミナは９．５である。すなわち、ベース板１２０の第２面に凹部１２７が形成され、第２配線電極１５２と、励振電極１３１又は接続電極１２３との間のベース板１２０が薄く形成されることにより、第２配線電極１５２と、励振電極１３１又は接続電極１２３との間の誘電率が下がるため、浮遊容量が低下する。すなわち、ベース板１２０の第２面と実装基板１５０との間は、比誘電率が小さい空気であることが好ましい。そのため、ベース板１２０の第２面と実装基板１５０との間には何も形成されずに、空隙であることが望ましい。
【００２７】
また、ベース板１２０が水晶又はガラスで形成される場合には、＋Ｙ’軸側の凹部１２１及び−Ｙ’軸側の凹部１２７はベース板１２０がエッチングされることにより形成される。そのため、図３（ｂ）に示される高さＨＢ２と高さＨＢ３とが等しい場合、一度のエッチングで両方の凹部を形成することができるため好ましい。
【００２８】
（第２実施形態）
ベース板の第２面に形成される凹部は、様々な形状に形成されることができる。以下に、ベース板の変形例について説明する。また、第１実施形態と同じ部分に関しては同じ記号を付してその説明を省略する。
【００２９】
＜ベース板２２０の構成＞
図４（ａ）は、ベース板２２０の平面図である。図４（ａ）では、−Ｙ’軸側の面（第２面）に形成される部分が点線で示され、＋Ｙ’軸側の面（第１面）に形成される部分が実線で示されている。また、ベース板２２０の第１面に形成されている接続電極１２３と、第２面に形成されている実装端子１２５及びアース端子１２６が示されている。さらに図４（ａ）では、実装基板１５０に形成される第２配線電極１５２が示されている。ベース板２２０の第２面では、第２面の中央が＋Ｙ’軸側に凹み、凹部２２７が形成されている。また、凸部２２８が凹部２２７の周りに形成されている。ベース板２２０では、接続電極１２３の一部と、第２配線電極１５２と、凹部２２７とが、一点鎖線で囲まれた領域１６２でＹ’軸方向に重なるように形成されている。
【００３０】
図４（ｂ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図４（ｂ）では、図４（ａ）の領域１６２に相当する領域が一点鎖線で囲まれた領域１６２として示されている。この領域１６２では、接続電極１２３と、第２配線電極１５２と、凹部２２７とが、Ｙ’軸方向に重なって形成されている。この領域１６２では、ベース板２２０の厚さがＨＢ４と薄く形成されているため、ベース板１２０と同様に、第２配線電極１５２と、接続電極１２３との間の誘電率が下がるため、圧電デバイスに生じる浮遊容量が低下する。
【００３１】
ベース板２２０は、励振電極１３１が配置されるベース板２２０の中央、及び接続電極１２３が形成される領域に凹部２２７が形成されている。そのため、接続電極１３１及び励振電極１３１と、第２配線電極１５２との間に発生する浮遊容量を低く抑えることができる。また、ベース板２２０は第２面に形成される凹部２２７の周りに凸部２２８が形成されていることにより、ベース板２２０の耐衝撃性を強く保つことができる。
【００３２】
＜ベース板３２０の構成＞
図５（ａ）は、ベース板３２０の斜視図である。ベース板３２０は、＋Ｙ’軸側の面（第１面）に凹部１２１が形成され、凹部１２１の周りにはリッド板１１０に接合される接合面３２２が形成されている。また、ベース板３２０の−Ｙ’軸側の面（第２面）の四隅には実装端子３２５又はアース端子３２６が形成されており、実装端子３２５又はアース端子３２６以外の領域の一部には＋Ｙ’軸方向に凹んだ凹部３２７が形成されている。ベース板３２０の四隅の側面にはキャスタレーション３２９が形成されており、キャスタレーション３２９には側面電極３２４が形成されている。凹部１２１及び接合面３２２に形成されている接続電極３２３はキャスタレーション３２９まで伸び、側面電極３２４に電気的に接続される。側面電極３２４は、実装端子３２５又はアース端子３２６に電気的に接続されている。
【００３３】
図５（ｂ）は、ベース板３２０の平面図である。図５（ｂ）では、第１面に形成される接続電極３２３、第２面に形成される実装端子３２５、及びアース端子３２６が示されている。また、実装基板１５０に形成される第２配線電極１５２ａ及び第２配線電極１５２ｂが示されている。ベース板３２０に形成される接続電極３２３は、第１面の凹部１２１から接合面３２２を介してキャスタレーション３２９まで伸びている。ベース板３２０の第２面に形成される凹部３２７は、第１面に形成される接続電極３２３に沿って形成されている。すなわち、ベース板３２０の−Ｘ軸側の辺の中央から＋Ｚ’軸側に寄った位置から＋Ｘ軸方向に伸び、導電性接着剤１４１が形成される位置で−Ｚ’軸方向に伸び、ベース板３２０の−Ｚ’軸側の接合面３２２で＋Ｘ軸方向に伸びて形成されている。
【００３４】
図６（ａ）は、図５（ｂ）のＤ−Ｄ断面図である。ベース板３２０の凹部１２１には接続電極３２３が形成されている。この凹部１２１に形成されている接続電極３２３と第２配線電極１５２ａとの間の距離は長さＨＡ２に形成されている。また、接続電極３２３と、第２面の凹部３２７と、第２接続電極１５２ａとは、Ｙ’軸方向に重なって形成されている。
【００３５】
図６（ｂ）は、図５（ｂ）のＥ−Ｅ断面図である。ベース板３２０では、接合面３２２にも接続電極３２３が形成されている。このときの接続電極３２３と第２配線電極１５２ｂとの間の距離を長さＨＡ３とすると、長さＨＡ３は長さＨＡ２よりも長い。浮遊容量は、電極間の距離に反比例するため、電極間の距離が長くなれば、浮遊容量は小さくなる。また、第２面に形成される凹部３２７が接続電極３２３の−Ｙ’軸側に形成されている。
【００３６】
図６（ｃ）は、図５（ｂ）のＦ−Ｆ断面図である。接続電極３２３は接合面３２２の上を伸びてキャスタレーション３２９に形成されている側面電極３２４に電気的に接続されている。接続電極３２３が形成されている接合面３２２の第２面には、＋Ｙ’軸方向に凹んだ凹部３２７が形成されている。
【００３７】
ベース板３２０では、接続電極３２３と、第２配線電極１５２ａ、１５２ｂと、凹部３２７とがＹ’軸方向に重なって形成されていることにより、圧電デバイスに発生する浮遊容量が低減されている。また、第２面に形成される凹部３２７を接続電極３２３の−Ｙ’軸側のみに限定することによりベース板３２０の厚さが薄くなる領域が最小に抑えられ、ベース板３２０の耐衝撃性を強く保つことができる。また、接続電極３２３に沿って凹部３２７が形成されていることにより、第２配線電極がどのように配線されていても、第２配線電極と接続電極３２３と凹部３２７とがＹ’軸方向に重なることになる。そのため、第２配線電極の形状に依存せずに、圧電デバイスの浮遊容量を低減させることができる。
【００３８】
（第３実施形態）
励振電極が形成される励振部の周りに枠部が形成された圧電振動片が用いられている圧電デバイス２００について説明する。また、第１実施形態及び第２実施形態と同じ部分に関しては同じ記号を付してその説明を省略する。
【００３９】
＜圧電デバイス２００の構成＞
図７は、圧電デバイス２００の分解斜視図である。圧電デバイス２００は、リッド板１１０と、ベース板４２０と、圧電振動片４３０と、により構成されている。圧電振動片４３０は、励振電極４３４が形成されている励振部４３１と、励振部４３１の周りに形成されている枠部４３２と、励振部４３１と枠部４３２とを連結している連結部４３３と、により形成されている。励振電極４３４からは連結部４３３を通り枠部４３２の角部にまで引出電極４３５が引き出されている。また、励振部４３１と枠部４３２との間の連結部４３３以外の領域には圧電振動片４３０をＹ’軸方向に貫通する貫通溝４３６が形成されている。
【００４０】
ベース板４２０は、＋Ｙ’軸側の面（第１面）に、凹部４２１と、凹部４２１を囲む接合面４２２と、が形成されている。ベース板４２０は接合面４２２を介して圧電振動片４３０の枠部４３２の−Ｙ’軸側の面に接合される。ベース板４２０の−Ｙ’軸側の面（第２面）の四隅には実装端子４２５又はアース端子４２６が形成されている。また、−Ｙ’軸側の面の実装端子４２５及びアース端子４２６以外の領域の一部には、＋Ｙ’軸方向に凹んだ凹部４２７が形成されている。さらに、ベース板４２０の四隅の側面にはキャスタレーション４２９が形成されている。接合面４２２上であり、＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側、及び−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側のキャスタレーション４２９の周りには引出電極４３５に電気的に接続される接続電極４２３が形成されている。キャスタレーション４２９には側面電極４２４が形成されており側面電極４２４は接続電極４２３と実装端子４２５とを電気的に接続している。
【００４１】
リッド板１１０は圧電振動片４３０の＋Ｙ’軸側に配置されて、圧電振動片４３０の枠部４３２の＋Ｙ’軸側の面と接合面１１２とが接合される。
【００４２】
図８（ａ）は、図７のＧ−Ｇ断面図である。図８（ａ）では、圧電デバイス２００の断面図とともに、実装基板１５０が示されている。圧電振動片４３０の−Ｙ’軸側にはベース板４２０が配置され、圧電振動片４３０の枠部４３２の−Ｙ’軸側の面とベース板４２０の接合面４２２とが封止材１４２を介して接合されている。また、ベース板４２０の接続電極４２３と引出電極４３５とが電気的に接続されている。圧電振動片４３０の枠部４３２の＋Ｙ’軸側の面にはリッド板１１０の接合面１１２が封止材１４２を介して接合されている。
【００４３】
圧電振動片４２０の励振電極４３４は、引出電極４３５、接続電極４２３、及び側面電極４２４を介して実装端子４２５に電気的に接続されている。実装端子４２５はハンダを介して実装基板１５０に形成されている第１配線電極１５１に電気的に接続される。ベース板４２０の第１面及び第２面にはそれぞれ凹部が形成されている。また、実装基板１５０に形成されている第２配線電極１５２と−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極４３４との距離は、長さＨＡ４に形成されている。
【００４４】
図８（ｂ）は、圧電振動片４３０の平面図である。圧電振動片４３０は、励振電極４３４が形成される励振部４３１と、励振部４３１の周りに形成される枠部４３２と、励振部４３１と枠部４３２とを連結する連結部４３３と、により形成されている。連結部４３３は、励振部４３１の−Ｘ軸側の辺の＋Ｚ’軸側及び−Ｚ’軸側の端にそれぞれ連結されており、そこから−Ｘ軸方向に伸びて枠部４３２に連結されている。励振部４３１は、励振電極４３４が形成されているメサ領域４３１ｂと、メサ領域４３１ｂの周囲に形成されている周辺領域４３１ａと、により構成されている。メサ領域４３１ｂは、周辺領域４３１ａから＋Ｙ’軸方向及び−Ｙ’軸方向に突き出て形成されている。＋Ｙ’軸側に形成されている励振電極４３４からは、−Ｚ’軸側の連結部４３３の＋Ｙ’軸側の面、−Ｚ’軸側の側面、及び−Ｙ’軸側の面を介して枠部４３２の−Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の角部にまで引出電極４３５が引き出されている。また、−Ｙ’軸側に形成されている励振電極４３４からは、＋Ｚ’軸側の連結部４３３を介して枠部４３２の＋Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の角部にまで引出電極４３５が引き出されている。
【００４５】
図９（ａ）は、ベース板４３０の平面図である。図９（ａ）では、ベース板４３０の第２面に形成されている実装端子４２５及びアース端子４２６が示されている。また、圧電振動片１３０の−Ｙ’軸側の面に形成される励振電極４３４、引出電極４３５、及び実装基板１５０に形成される第２配線電極１５２が示されている。ベース板４３０の第２面の四隅には凸部４２８が形成され、凸部４２８には実装端子４２５又はアース端子４２６が形成される。また、第２面の凸部４２８以外の領域には凹部４２７が形成されている。そのため圧電デバイス２００では、励振電極４３４又は引出電極４３５と、ベース板４３０の第２面の凹部４２７と、第２配線電極１５２とがＹ’軸方向に重なって形成されている。
【００４６】
図９（ｂ）は、図７のＨ−Ｈ断面図である。圧電デバイス２００では、圧電振動片４３０の励振電極４３４及び引出電極４３５とベース板４２０の第２面の凹部４２７とは互いにＹ’軸方向に重なっている。そのため、圧電デバイス２００では励振電極４３４及び引出電極４３５と、実装基板１５０の第２配線電極１５２との間のベース板４２０の厚さが薄く形成され、浮遊容量が低減されている。
【００４７】
以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。
【００４８】
例えば、上記の実施形態では圧電振動片がＡＴカットの水晶振動片である場合を示したが、同じように厚みすべりモードで振動するＢＴカットなどであっても同様に適用できる。さらに圧電振動片は水晶のみならず、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムあるいは圧電セラミックを含む圧電材に基本的に適用できる。
【符号の説明】
【００４９】
１００、２００ … 圧電デバイス
１１０ … リッド板
１１１、１２１、１２７、２２７、３２７、４２７ … 凹部
１１２、１２２、３２２、４２２ … 接合面
１２０、２２０、３２０、４２０ … ベース板
１２３、３２３、４２３ … 接続電極
１２４ … 貫通電極
１２５、３２５、４２５ … 実装端子
１２６、３２６、４２６ … アース端子
１２８、２２８ … 凸部
１３０、４３０ … 圧電振動片
１３１、４３４ … 励振電極
１３２、４３５ … 引出電極
１４１ … 導電性接着剤
１４２ … 封止材
１４３ … ハンダ
１５０ … 実装基板
１５１ … 第１配線電極
１５２、１５２ａ、１５２ｂ … 第２配線電極
３２４、４２４ … 側面電極
３２９、４２９ … キャスタレーション
４３１ … 励振部
４３１ａ … メサ領域
４３１ｂ … 周辺領域
４３２ … 枠部
４３３ … 連結部
４３６ … 貫通溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装基板に実装される圧電デバイスであって、
励振電極及び該励振電極から引き出された引出電極を有する圧電振動片と、
前記圧電振動片を載置する第１面と、前記第１面の反対側で外部電極を有する第２面とを有する絶縁性の材料からなるベース板と、を備え、
前記第２面の前記外部電極を除く領域の少なくとも一部が前記第１面側に凹み、前記圧電デバイスが前記実装基板に実装された際に、前記実装基板に対して前記第２面側に空隙が形成される圧電デバイス。
【請求項２】
前記第１面には前記引出電極と前記外部電極とを電気的に接続する配線電極が形成され、
前記第１面側に凹んだ前記第２面が、前記励振電極又は前記配線電極と、前記実装基板との間の少なくとも一部に形成されている請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記ベース板の前記第１面は、前記圧電振動片が載置され前記第２面側に凹む凹部を含み、
前記凹部の深さと前記第１面側に凹んだ前記第２面の深さとが等しい請求項１又は請求項２に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記圧電振動片は、前記励振電極が形成される励振部と、前記励振部の周りに形成される枠部と、を含み、
前記枠部と前記第１面とが接合される請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記枠部には前記引出電極が形成され、前記第１面側に凹んだ前記第２面が、前記励振電極又は前記枠部に形成される前記引出電極と、前記実装基板と、の間の少なくとも一部に形成されている請求項４に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
前記ベース板の前記第１面は、前記枠部に接合される接合面と、前記接合面から前記第２面側に凹んだ凹部と、を含み、
前記凹部の深さと前記第１面側に凹んだ前記第２面の深さとが等しい請求項４又は請求項５に記載の圧電デバイス。
【請求項７】
前記ベース板はガラス又は圧電材である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
【請求項１】
実装基板に実装される圧電デバイスであって、
励振電極及び該励振電極から引き出された引出電極を有する圧電振動片と、
前記圧電振動片を載置する第１面と、前記第１面の反対側で外部電極を有する第２面とを有する絶縁性の材料からなるベース板と、を備え、
前記第２面の前記外部電極を除く領域の少なくとも一部が前記第１面側に凹み、前記圧電デバイスが前記実装基板に実装された際に、前記実装基板に対して前記第２面側に空隙が形成される圧電デバイス。
【請求項２】
前記第１面には前記引出電極と前記外部電極とを電気的に接続する配線電極が形成され、
前記第１面側に凹んだ前記第２面が、前記励振電極又は前記配線電極と、前記実装基板との間の少なくとも一部に形成されている請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記ベース板の前記第１面は、前記圧電振動片が載置され前記第２面側に凹む凹部を含み、
前記凹部の深さと前記第１面側に凹んだ前記第２面の深さとが等しい請求項１又は請求項２に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記圧電振動片は、前記励振電極が形成される励振部と、前記励振部の周りに形成される枠部と、を含み、
前記枠部と前記第１面とが接合される請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記枠部には前記引出電極が形成され、前記第１面側に凹んだ前記第２面が、前記励振電極又は前記枠部に形成される前記引出電極と、前記実装基板と、の間の少なくとも一部に形成されている請求項４に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
前記ベース板の前記第１面は、前記枠部に接合される接合面と、前記接合面から前記第２面側に凹んだ凹部と、を含み、
前記凹部の深さと前記第１面側に凹んだ前記第２面の深さとが等しい請求項４又は請求項５に記載の圧電デバイス。
【請求項７】
前記ベース板はガラス又は圧電材である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−６６１０９（Ｐ２０１３−６６１０９Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０４５１０（Ｐ２０１１−２０４５１０）
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
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