圧電振動デバイス及び発振器
【課題】金属バンプで圧電振動片を保持してもベース基板から伝わる応力、歪を低減させた圧電振動デバイスを提供する。
【解決手段】本発明の圧電振動デバイスは、圧電振動片が表裏に形成された励振電極を有した、ＡＴモードで発振する圧電振動片であり、且つ、励振電極の一方は、圧電振動片の短辺の中心線上で、且つ、圧電振動片の一方の短辺に近接する位置に金属バンプを介してベース基板と接続する構成であり、励振電極のもう一方は、前記短辺と同じ側で、且つ、圧電振動片の一方の前記短辺と圧電振動片の一方の長辺が交わる部分に近接する位置に金属バンプを介してベース基板と接続する構成である。
【解決手段】本発明の圧電振動デバイスは、圧電振動片が表裏に形成された励振電極を有した、ＡＴモードで発振する圧電振動片であり、且つ、励振電極の一方は、圧電振動片の短辺の中心線上で、且つ、圧電振動片の一方の短辺に近接する位置に金属バンプを介してベース基板と接続する構成であり、励振電極のもう一方は、前記短辺と同じ側で、且つ、圧電振動片の一方の前記短辺と圧電振動片の一方の長辺が交わる部分に近接する位置に金属バンプを介してベース基板と接続する構成である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子素子を実装した圧電振動デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年普及している携帯電話等の携帯情報端末には表面実装型の小型パッケージを用いた電子デバイスが多く使用されている。例えば振動子やＭＥＭＳ、ジャイロセンサ、加速度センサ等は中空のキャビティ構造のパッケージに電子素子が収納される構造を有している。中空のキャビティ構造のパッケージは、例えばベース基板と蓋基板とを接合して気密封止する構成するものが知られている。近年小型化に伴って、電子デバイスをベース基板に接合する方法としてフリップチップボンディング方法が用いられている（例えば特許文献１）。
【０００３】
ここで、ベース基板上に圧電振動片が金属バンプで固定された圧電振動子について簡単に説明する。即ち、図７に示すように、圧電振動子２００は、圧電振動片２０３と、凹型に形成されたベース基板２０１と、ベース基板２０１に接合部２０７で接合された蓋基板２０２から構成されている。
【０００４】
圧電振動片２０３は、水晶等の圧電材料から形成されており、圧電振動片２０３を挟んで、該圧電振動片２０３を振動させるための励振電極２０５ａ、２０５ｂがパターニングされている。圧電振動片２０３は、ベース基板上に形成された引き回し電極２０７ａ、２０７ｂ上に励振電極２０５ａ、２０５ｂ、金属バンプ２０４を介して接合される。
【０００５】
ベース基板２０１には凹部が形成され、蓋基板２０２で封止することでキャビティ２０９が構成される。該圧電振動片２０３は前記キャビティ２０９内に収納される。
【０００６】
ベース基板２０１は、セラミック基板で構成され、ベース基板２０１の底面には、側面に亘って外部電極２０７ａ、２０７ｂが形成されている。このうち一方の外部電極２０７ａが、引き回し電極２０６ａを介して圧電振動片２０３の一方の励振電極２０５ａに電気的に接続されており、他方の外部電極２０７ｂが、引き回し電極２０６ｂを介して圧電振動片２０３の他方の電極２０５ｂに電気的に接続されている。
【０００７】
蓋基板はセラミック基板あるいは金属基板で構成され、ベース基板上の接合面２０７でシーム溶接あるいはＡｕ−Ｓｎ溶接されて、キャビティ２０９を封止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１０３８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図７に示すように、圧電振動片２０３はベース基板２０１に金属バンプ２０４でしっかりと固定されているため、ベース基板２０１の歪や応力が直接圧電振動片２０３に掛かってしまう。
【００１０】
また一般的なＡＴカット水晶振動子の圧電振動片では、圧電振動片を安定して保持するため、圧電振動片の一方の面の短辺両端部２箇所を保持する構造である。この場合、金属バンプ間の距離が圧電振動片の短辺長とほぼ同じとなり、金属バンプ間の距離が長くしている。ベース基板と圧電振動片の熱膨張係数の差による応力は、金属バンプ間の距離に起因する。そのため、この応力が圧電振動片に掛かり、圧電振動片の振動特性を大きく変化させてしまうという課題があった。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、金属バンプで圧電振動片を保持してもベース基板から伝わる応力、歪を低減させた圧電振動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】
【００１２】
本発明の圧電振動デバイスは、ベース基板と、前記ベース基板に対向させた状態で該ベース基板に接合された蓋基板と、前記ベース基板と前記蓋基板との間に形成されたキャビティ内に収納され、前記ベース基板の上面にバンプ接合された圧電振動片と、を備えている圧電デバイスにおいて、前記圧電振動片が表裏面にそれぞれ形成された励振電極と、それぞれの前記励振電極と電気的に接続するマウント電極とを有した、ＡＴモードで発振する圧電振動片であり、前記マウント電極の一方は、前記圧電振動片の短辺の中心線上で、且つ、前記圧電振動片の一方の短辺に近接する位置で第一の金属バンプを介して前記ベース基板と電気的に接続し、前記マウント電極の他方は、前記圧電振動片の一方の前記短辺と前記圧電振動片の一方の長辺が交わる部分に近接する位置で第二の金属バンプを介して前記ベース基板と電気的に接続することを特徴とする。
【００１３】
本発明により、ベース基板の応力、歪の影響が圧電振動片に伝わるのを最小限に抑えることができる。特にこれまでの圧電振動片の保持方法に比べて、金属バンプ間の距離が短くなるため、蓋基板又はベース基板から圧電振動子に印加される応力、歪変動が減少し圧電振動片の特性を安定させることができる。さらに、圧電振動片を安定して保持することができる。
【００１４】
また、前記マウント電極の一方は、さらに第三の金属バンプを介して前記ベース基板と接続し、前記第三の金属バンプは、一方の前記短辺に近接し、前記圧電振動片の他方の長辺側に位置し、前記第一の金属バンプ、前記第二の金属バンプ、及び前記第三の金属バンプは、同一直線上に並んでいることを特徴とする。
【００１５】
これにより、圧電振動片を安定して保持することができる。さらに、同一直線上に並んでいる第二の金属バンプと第三の金属バンプとの間に位置する第一の金属バンプにより、第二の金属バンプと第三の金属バンプとの間の距離に起因する応力の影響はほとんどない。そのため、金属バンプ間の距離は短くなるため、ベース基板と圧電振動片の熱膨張係数の差による応力が発生しない。このため、圧電振動片をさらに安定して保持しつつ、圧電振動片の振動特性の変化を防ぐことができる。
【００１６】
また、前記第二の金属バンプと前記第三の金属バンプとは、前記第一の金属バンプを挟んで、前記第一の金属バンプから等距離に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、ベース基板の応力、歪の影響が圧電振動片に伝わるのを最小限に抑えることができる。特にこれまでの圧電振動片の保持方法に比べて、金属バンプ間の距離が短くなるため、蓋基板又はベース基板から圧電振動子に印加される応力、歪変動が減少し圧電振動片の特性を安定させることができる。さらに、圧電振動片を安定して保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る圧電振動デバイスの縦断面模式図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る圧電振動デバイスの上面模式図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る圧電振動デバイスの分解斜視図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る圧電振動デバイスの縦断面模式図である。
【図５】本発明の第三実施形態に係る圧電振動デバイスの上面模式図である。
【図６】本発明の第四実施形態に係る発振器の上面模式図である。
【図７】従来公知の圧電振動デバイスの縦断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜圧電振動デバイス＞
（第一実施形態）
図１は、第一実施形態に係る圧電振動デバイス１における貫通電極７ａを通過する長辺方向の断面図において、圧電振動片４側を側面視する図である。また、図２は、圧電振動デバイス１の上面模式図であり、図３は分解斜視図である。なお、図２においては、蓋基板３を省略している。
【００２０】
本実施形態の圧電振動デバイス１は、ベース基板２と、ベース基板２に対向させた状態でベース基板２に接合された蓋基板３と、で２層に積層された箱状に形成されている。また、圧電振動デバイス１は、ベース基板２と蓋基板３との間に形成されたキャビティ１６内に圧電振動片４が収納された表面実装型の圧電振動デバイスである。また、圧電振動片４をベース基板２に保持する方法が、圧電振動片４の一方の短辺側を保持する片持ち状態である。
【００２１】
圧電振動片４は、図３に示すように、水晶の圧電材料から形成されたＡＴカット型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
【００２２】
この圧電振動片４は、平板水晶の裏表両面に、対向する位置で配置された一対の第二の励振電極５、第一の励振電極６と、第二の励振電極５、第一の励振電極６にそれぞれ電気的に接続されたマウント電極１３ａ、１３ｂとを有している。マウント電極１３ａ、１３ｂは、それぞれ第二の励振電極５、第一の励振電極６と、平板水晶の側面電極８ａ、８ｂを介して電気的に接続されている。
【００２３】
第二の励振電極５、第一の励振電極６、マウント電極１３ａ、１３ｂ、側面電極８ａ、８ｂは、例えば、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）等の導電性膜の被膜、あるいはこれら導電性膜のいくつかを組み合わせた積層膜より形成される。
【００２４】
このように構成された圧電振動片４は、金等で形成された第二の金属バンプ１５ａ、第一の金属バンプ１５ｂを介して、ベース基板２の上面にバンプ接合されている。より具体的には、ベース基板２の上面にパターニングされた後述する引き回し電極１４ａ、１４ｂ上にそれぞれ第二の金属バンプ１５ａ、第一の金属バンプ１５ｂが形成されている。また、第二の金属バンプ１５ａ、第一の金属バンプ１５ｂ上に、一対のマウント電極１３ａ、１３ｂがそれぞれ接触している。この状態で、圧電振動片４はベース基板２上に、バンプ接合されている。これにより、圧電振動片４は、ベース基板２の上面から第二の金属バンプ１５ａ、第一の金属バンプ１５ｂの厚さ分、浮いた状態で支持されると共に、マウント電極１３ａ、１３ｂと引き回し電極１４ａ、１４ｂとがそれぞれ電気的に接続された状態となっている。
【００２５】
蓋基板３は、絶縁物、半導体、あるいは金属で構成される。また、蓋基板３は、ベース基板２が接合される接合面側には、圧電振動片４が収まる矩形状の凹部が形成されている。この凹部は、両基板２、３が重ね合わされたときに圧電振動片４を収容するキャビティ１６となる、キャビティ１６用の凹部である。そして蓋基板３は、この凹部１６をベース基板２側に対向させた状態で接合膜９を介して該ベース基板２に対して接合されている。接合方法は、例えば陽極接合等を用いることができる。
【００２６】
ベース基板２は、絶縁物、半導体、あるいは金属で構成される。また、蓋基板３に対して重ね合わせ可能な大きさで板状に形成されている。
【００２７】
また、ベース基板２にはベース基板２を貫通する一対のスルーホール（貫通孔）１８ａ、１８ｂが形成されている。この際、一対のスルーホール１８ａ、１８ｂは、キャビティ１６内に収まるように形成されている。より詳しく説明すると、マウントされた圧電振動片４のマウント電極１３ａ、１３ｂ側に一方のスルーホール１８ａが位置し、圧電振動片４のマウント電極１３ａ、１３ｂ側と反対の側に他方のスルーホール１８ｂが位置するように形成されている。また、本実施形態では、ベース基板２を真っ直ぐに貫通したスルーホール１８ａ、１８ｂを例に挙げて説明するが、この場合に限られず、例えばベース基板２の下面に向かって漸次径が縮径するテーパー状に形成しても構わない。いずれにしても、ベース基板２を貫通していれば良い。
【００２８】
そして、これら一対のスルーホール１８ａ、１８ｂには、該スルーホール１８ａ、１８ｂを埋めるようにそれぞれ形成された一対の貫通電極７ａ、７ｂが形成されている。この貫通電極７ａ、７ｂは、スルーホール１８ａ、１８ｂを完全に塞いでキャビティ１６内の気密を維持していると共に、後述する外部電極１０ａ、１０ｄと引き回し電極１４ａ、１４ｂとを導通させる役割を担っている。スルーホール１８ａ、１８ｂと貫通電極７ａ、７ｂの隙間はベース基板２を溶融させることで完全に孔を塞いでいる。
【００２９】
一対の引き回し電極１４ａ、１４ｂは、一対の貫通電極７ａ、７ｂのうち、一方の貫通電極７ａと圧電振動片４の一方のマウント電極１３ａとを電気的に接続すると共に、他方の貫通電極７ｂと圧電振動片４の他方のマウント電極１３ｂとを電気的に接続するようにパターニングされている。より詳しく説明すると、一方の引き回し電極１４ａは、圧電振動片４のマウント電極１３ａ、１３ｂ側に位置するように一方の貫通電極７ａの上に形成されている。また、他方の引き回し電極１４ｂは、一方の引き回し電極１４ａに隣接した位置から、圧電振動片４に沿って、ベース基板２において貫通電極７ａと対向する側まで引き回しされ、他方の貫通電極７ｂの上に位置するように形成されている。
【００３０】
そして、これら一対の引き回し電極１４ａ、１４ｂ上にそれぞれ第二の金属バンプ１５ａ、第一の金属バンプ１５ｂが形成されており、第二の金属バンプ１５ａ、第一の金属１５ｂを利用して圧電振動片４がマウントされている。これにより、圧電振動片４の一方のマウント電極１３ａが、一方の引き回し電極１４ａを介して一方の貫通電極７ａに導通し、他方のマウント電極１３ｂが、他方の引き回し電極１４ｂを介して他方の貫通電極７ｂに導通する。
【００３１】
また、ベース基板２の下面には、図１に示すように、一対の貫通電極７ａ、７ｂに対してそれぞれ電気的に接続される外部電極１０ａ、１０ｄが形成されている。つまり、一方の外部電極１０ａは、一方の貫通電極７ａ及び一方の引き回し電極１４ａを介して圧電振動片４の第二の励振電極５に電気的に接続されている。また、他方の外部電極１０ｄは、他方の貫通電極７ｂ及び他方の引き回し電極１４ｂを介して、圧電振動片４の第一の励振電極６に電気的に接続されている。
【００３２】
このように構成された圧電振動子１を作動させる場合には、ベース基板２に形成された外部電極１０ａ、１０ｄに対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片４の第二の励振電極５及び第一の励振電極６からなる励振電極に電流を流すことができ、所定の周波数で振動させることができる。そして、振動を利用して、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として利用することができる。
【００３３】
ここで、ベース基板２と圧電振動片４を強固なバンプ接合で接合すると、ベース基板２と圧電振動片４の熱膨張の差により圧電振動片４のマウント電極１３ａ、１３ｂ近辺に大きな応力が掛かってしまう。圧電振動片４は応力を受けると、周波数や温度特性などが大きく変化してしまう。特に本実施例で用いられるＡＴカット振動片の場合、周波数の安定性や温度特性の安定性が重要となるため、大きな問題となる。
【００３４】
従来の圧電振動子では、ベース基板２にセラミック基板が用いられてきている。セラミック基板の熱膨張係数は７×１０-6／℃程度で、ＡＴカット振動片の熱膨張係数より小さい。このため、仮に圧電振動片４とベース基板２をバンプ接合した場合、圧電振動片４に大きな応力が掛かり、周波数や温度特性に悪影響を及ぼす。
【００３５】
また、セラミックのベース基板と圧電振動片の接合には導電性接着剤が用いられ、ベース基板と圧電振動片を柔らかく接合する方法が採られている場合がある。しかし、圧電振動デバイスの小型化が進んでいくと、圧電振動片４のマウント電極１３ａ、１３ｂが小さくなり、導電性接着剤の接着領域も小さくなってくる。ところが、導電性接着剤は流動性があり接着面積が広がるため、接着領域（＝マウント電極１３ａ、１３ｂの大きさ）を小さくすることは困難を伴う。一方、接着領域を確保するためにマウント電極１３ａ、１３ｂのサイズを大きくする方法も考えられるが、励振電極５、６が小さくなってしまい、圧電振動片４の振動する部分の領域が小さくなって特性を劣化させるという課題があった。
【００３６】
本実施形態では、圧電振動片４をベース基板２に接合する第二の金属バンプ１５ａ、第一の金属バンプ１５ｂの接合位置を従来例とは異なる位置にする。具体的には、第一の金属バンプ１５ｂの位置は、圧電振動片４の短辺の中心線上で、且つ、圧電振動片４の一方の短辺に近接する位置である。第二の金属バンプ１５ａの位置は、第一の金属バンプ１５ｂと同じ一方の短辺側で、且つ、圧電振動片４の一方の短辺と一方の長辺が交わる部分に近接する位置とする。すなわち、圧電振動片４のマウント電極１３ｂは、圧電振動片４の短辺の中心線上で、且つ、圧電振動片４の一方の短辺に近接する位置で第一の金属バンプ１５ｂを介してベース基板２と電気的に接続し、マウント電極１３ａは、圧電振動片４の一方の短辺と圧電振動片４の一方の長辺が交わる部分に近接する位置で第二の金属バンプ１５ａを介して前記ベース基板と電気的に接続する。
【００３７】
このような位置で圧電振動片４とベース基板２を接合することにより、第二の金属バンプ１５ａ、第一の金属バンプ１５ｂ間の距離が短くなり、ベース基板２と圧電振動子４の熱膨張差の影響が小さくなる。これにより、従来に比べ、周波数や温度特性などの特性は変化しない。また、第二の金属バンプ１５ｂは圧電振動片４の短辺の中心線上にあるため、圧電振動片４の保持として十分に安定させることができる。なお、金属バンプ両方を、一方の長辺側に配置した場合、本実施形態に比べ、圧電振動片４を安定して保持することができない。
【００３８】
更に、バンプ接合を用いることができたことにより、導電性接着剤を用いた場合の課題を解決することができる。すなわち、本実施形態により、接着領域を大きく確保する必要がなく、特性の変化を防ぐことができる。
【００３９】
また、導電性接着剤は凝固するまでに時間がかかるので、組立製造中、圧電振動片４を保持している。あるいは、導電性接着剤が凝固する時、圧電振動片４の自重でベース基板２に平行になるようにあらかじめ圧電振動片４を斜めに傾けて接着する方法を取らなければならない。本実施形態において、バンプ接合をすることでこのような工程を省くことができる。
【００４０】
また、圧電振動片４はバンプ接合によってベース基板２から浮いた状態で支持されているので、振動に必要に最低限の振動ギャップを自然と確保することができる。よって、蓋基板３とは異なり、ベース基板２側にキャビティ用の凹部１６を形成する必要がなく、平板状の基板として構わない。従って、凹部（キャビティ）１６を考慮しない分、ベース基板２の厚みをできるだけ薄くすることができる。この点において、本実施例は圧電振動子１の薄型化を図ることができる。
【００４１】
（第二実施形態）
図４は本発明の第二実施形態に係る圧電振動デバイス１におけるを引き回し電極１４ａを通過する長辺方向の断面図において、圧電振動片４側を側面視する図である。第一実施形態と異なる点は、ベース基板２が凹型形状の基板、蓋基板３が板状の基板であり、その他の構成は第一実施形態とほぼ同様である。以下、主に異なる部分について説明する。同一の部分または同一の機能を有する部分については同一の符号を付している。
【００４２】
蓋基板３は、絶縁物、半導体、あるいは金属で構成され、平板状に形成されている。また、圧電振動片４が収まる矩形状の凹部はベース基板２に形成されている。この凹部は、両基板２、３が重ね合わされたときに圧電振動片４を収容するキャビティ１６となる、キャビティ１６用の凹部である。そしてベース基板２は、この凹部を蓋基板３側に対向させた状態で接合膜９を介して該蓋基板３に対して接合されている。
【００４３】
ベース基板２は、絶縁物、半導体、あるいは金属で構成され、蓋基板３に対して重ね合わせ可能な大きさで凹型板状に形成される。また、スルーホールや貫通電極を用いず、側面外部電極３１、３２を用いて、それぞれ引き回し電極１４ａ、１４ｂと外部端子１０ａ、１０ｄを接続している。具体的には、ベース基板２上に形成された引き回し電極１４ａ、１４ｂが圧電振動デバイス１の外周部まで伸び、側面外部電極３１、３２に接続される。ベース基板２の引き回し電極１４ａ、１４ｂが形成された面と対抗する面に形成された外部電極１０ａ、１０ｄは、それぞれ圧電振動子１の外周部にまで伸び、側面外部電極３１、３２と接続される。これにより、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
（第三実施形態）
図５は、本発明の第三実施形態に係る圧電振動デバイス１の上面模式図である。なお、図５では、蓋基板３を省略している。第一実施形態と異なる点は、圧電振動片４を３点のバンプで保持する点であり、その他の構成は第一実施形態とほぼ同様である。以下、主に異なる部分について説明する。同一の部分または同一の機能を有する部分については同一の符号を付している。
【００４５】
本実施例では図５に示すように、圧電振動片４をベース基板２に接合するバンプが３つある。具体的には、第一の金属バンプ２０ｂ及び第二の金属バンプ２０ａの位置は、第一実施形態と同様の構成である。また、本実施形態では、第一の金属バンプ２０ｂが電気的に接続する一方のマウント電極１３ｂは、さらに第三の金属バンプ２０ｃを介してベース基板２に接続する。また、第三の金属バンプ２０ｃは、圧電振動片４の一方の短辺に近接し、且つ、圧電振動片４の第二の金属バンプ２０ａが配置される一方の長辺と反対側の他方の長辺側に位置する。さらに、第一の金属バンプ２０ｂ、第二の金属バンプ２０ａ、及び第三の金属バンプ２０ｃは、同一直線上に並んでいる。
【００４６】
これにより、第一実施形態よりも、圧電振動片４を安定して保持することができる。さらに、同一直線上に並んでいる第二の金属バンプ２０ａと第三の金属バンプ２０ｃとの間に位置する第一の金属バンプ２０ｂにより、第二の金属バンプ２０ａと第三の金属バンプ２０ｃとの間の距離に起因する応力の影響はほとんどない。そのため、従来例よりも、金属バンプ間の距離は短くなるため、第一実施形態同様、ベース基板２と圧電振動片４の熱膨張係数の差による応力が発生しない。
【００４７】
このため、圧電振動片４をさらに安定して保持しつつ、圧電振動片４の振動特性の変化を防ぐことができる。
このとき、第一の金属バンプ２０ｂと第二の金属バンプ２０ａ、第三の金属バンプ２０ｃの距離はより短いほうが望ましいが、バンプの大きさや実装位置精度を考慮すると、８０〜３００μｍが望ましい。
【００４８】
３つの金属バンプそれぞれの位置が三角形を形成する位置で接合することも可能であるが、各点間で発生する熱膨張差の応力がすべて圧電振動片４に印加されてしまうため、より大きな特性の変化を生じてしまう。そのため、３点の位置関係は一直線上にあることが望ましい。
【００４９】
また、第二の金属バンプ２０ａと第三の金属バンプ２０ｃとは、第一の金属バンプ２０ｂからの距離を等距離にしてもよい。これにより、圧電振動片４をより水平に保持することが可能になり、保持の安定性を向上することができる。
【００５０】
なお、第二の金属バンプ２０ａと第一の金属バンプとの間の距離より、第三の金属バンプ２０ｃと第一の金属バンプ２０ｂとの間の距離を短くしてもよい。第三の金属バンプ２０ｃと第一の金属バンプ２０ｂとの距離は、ベース基板２、圧電振動片４の大きさ等により、適宜変更してもよい。
【００５１】
このように金属バンプを３点にし、且つ、圧電振動片４に対する位置関係をより短辺の中心線上に持ってくることによって、保持の安定性と振動特性への影響極小を実現することができる。
【００５２】
＜発振器＞
（第四実施形態）
図６は、本発明の第四実施形態に係る発振器４０の上面模式図である。本発振器４０は第一実施形態に示す圧電振動片４を用いた圧電振動デバイス１を組み込んでいる。図６に示すように、発振器４０は、基板４３、この基板上に設置した電子デバイス１、集積回路４１及び電子部品４２を備える。圧電振動デバイス１は、電極端子１０ａ、１０ｄに与えられる駆動信号に基づいて一定周波数の信号を生成し、集積回路４１及び電子部品４２は、電子デバイス１から供給される一定周波数の信号を処理して、クロック信号等の基準信号を生成する。本発明による電子デバイス１は、高信頼性でかつ小型に形成することができるので、発振器４０の全体をコンパクトに構成することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１ 圧電振動デバイス
２ ベース基板
３ 蓋基板
４ 圧電振動片
５、６ 励振電極
７ａ、７ｂ 貫通電極
８ 側面電極
９ 接合膜
１０a、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 外部電極
１３ａ、１３ｂ マウント電極
１４ａ、１４ｂ 引き回し電極
１５ａ、１５ｂ バンプ
１６ キャビティ
１８ａ、１８ｂ スルーホール
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ バンプ
３１、３２ 側面外部電極
４０ 発振器
４１ 集積回路
４２ 電子部品
４３ 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子素子を実装した圧電振動デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年普及している携帯電話等の携帯情報端末には表面実装型の小型パッケージを用いた電子デバイスが多く使用されている。例えば振動子やＭＥＭＳ、ジャイロセンサ、加速度センサ等は中空のキャビティ構造のパッケージに電子素子が収納される構造を有している。中空のキャビティ構造のパッケージは、例えばベース基板と蓋基板とを接合して気密封止する構成するものが知られている。近年小型化に伴って、電子デバイスをベース基板に接合する方法としてフリップチップボンディング方法が用いられている（例えば特許文献１）。
【０００３】
ここで、ベース基板上に圧電振動片が金属バンプで固定された圧電振動子について簡単に説明する。即ち、図７に示すように、圧電振動子２００は、圧電振動片２０３と、凹型に形成されたベース基板２０１と、ベース基板２０１に接合部２０７で接合された蓋基板２０２から構成されている。
【０００４】
圧電振動片２０３は、水晶等の圧電材料から形成されており、圧電振動片２０３を挟んで、該圧電振動片２０３を振動させるための励振電極２０５ａ、２０５ｂがパターニングされている。圧電振動片２０３は、ベース基板上に形成された引き回し電極２０７ａ、２０７ｂ上に励振電極２０５ａ、２０５ｂ、金属バンプ２０４を介して接合される。
【０００５】
ベース基板２０１には凹部が形成され、蓋基板２０２で封止することでキャビティ２０９が構成される。該圧電振動片２０３は前記キャビティ２０９内に収納される。
【０００６】
ベース基板２０１は、セラミック基板で構成され、ベース基板２０１の底面には、側面に亘って外部電極２０７ａ、２０７ｂが形成されている。このうち一方の外部電極２０７ａが、引き回し電極２０６ａを介して圧電振動片２０３の一方の励振電極２０５ａに電気的に接続されており、他方の外部電極２０７ｂが、引き回し電極２０６ｂを介して圧電振動片２０３の他方の電極２０５ｂに電気的に接続されている。
【０００７】
蓋基板はセラミック基板あるいは金属基板で構成され、ベース基板上の接合面２０７でシーム溶接あるいはＡｕ−Ｓｎ溶接されて、キャビティ２０９を封止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１０３８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図７に示すように、圧電振動片２０３はベース基板２０１に金属バンプ２０４でしっかりと固定されているため、ベース基板２０１の歪や応力が直接圧電振動片２０３に掛かってしまう。
【００１０】
また一般的なＡＴカット水晶振動子の圧電振動片では、圧電振動片を安定して保持するため、圧電振動片の一方の面の短辺両端部２箇所を保持する構造である。この場合、金属バンプ間の距離が圧電振動片の短辺長とほぼ同じとなり、金属バンプ間の距離が長くしている。ベース基板と圧電振動片の熱膨張係数の差による応力は、金属バンプ間の距離に起因する。そのため、この応力が圧電振動片に掛かり、圧電振動片の振動特性を大きく変化させてしまうという課題があった。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、金属バンプで圧電振動片を保持してもベース基板から伝わる応力、歪を低減させた圧電振動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】
【００１２】
本発明の圧電振動デバイスは、ベース基板と、前記ベース基板に対向させた状態で該ベース基板に接合された蓋基板と、前記ベース基板と前記蓋基板との間に形成されたキャビティ内に収納され、前記ベース基板の上面にバンプ接合された圧電振動片と、を備えている圧電デバイスにおいて、前記圧電振動片が表裏面にそれぞれ形成された励振電極と、それぞれの前記励振電極と電気的に接続するマウント電極とを有した、ＡＴモードで発振する圧電振動片であり、前記マウント電極の一方は、前記圧電振動片の短辺の中心線上で、且つ、前記圧電振動片の一方の短辺に近接する位置で第一の金属バンプを介して前記ベース基板と電気的に接続し、前記マウント電極の他方は、前記圧電振動片の一方の前記短辺と前記圧電振動片の一方の長辺が交わる部分に近接する位置で第二の金属バンプを介して前記ベース基板と電気的に接続することを特徴とする。
【００１３】
本発明により、ベース基板の応力、歪の影響が圧電振動片に伝わるのを最小限に抑えることができる。特にこれまでの圧電振動片の保持方法に比べて、金属バンプ間の距離が短くなるため、蓋基板又はベース基板から圧電振動子に印加される応力、歪変動が減少し圧電振動片の特性を安定させることができる。さらに、圧電振動片を安定して保持することができる。
【００１４】
また、前記マウント電極の一方は、さらに第三の金属バンプを介して前記ベース基板と接続し、前記第三の金属バンプは、一方の前記短辺に近接し、前記圧電振動片の他方の長辺側に位置し、前記第一の金属バンプ、前記第二の金属バンプ、及び前記第三の金属バンプは、同一直線上に並んでいることを特徴とする。
【００１５】
これにより、圧電振動片を安定して保持することができる。さらに、同一直線上に並んでいる第二の金属バンプと第三の金属バンプとの間に位置する第一の金属バンプにより、第二の金属バンプと第三の金属バンプとの間の距離に起因する応力の影響はほとんどない。そのため、金属バンプ間の距離は短くなるため、ベース基板と圧電振動片の熱膨張係数の差による応力が発生しない。このため、圧電振動片をさらに安定して保持しつつ、圧電振動片の振動特性の変化を防ぐことができる。
【００１６】
また、前記第二の金属バンプと前記第三の金属バンプとは、前記第一の金属バンプを挟んで、前記第一の金属バンプから等距離に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、ベース基板の応力、歪の影響が圧電振動片に伝わるのを最小限に抑えることができる。特にこれまでの圧電振動片の保持方法に比べて、金属バンプ間の距離が短くなるため、蓋基板又はベース基板から圧電振動子に印加される応力、歪変動が減少し圧電振動片の特性を安定させることができる。さらに、圧電振動片を安定して保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る圧電振動デバイスの縦断面模式図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る圧電振動デバイスの上面模式図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る圧電振動デバイスの分解斜視図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る圧電振動デバイスの縦断面模式図である。
【図５】本発明の第三実施形態に係る圧電振動デバイスの上面模式図である。
【図６】本発明の第四実施形態に係る発振器の上面模式図である。
【図７】従来公知の圧電振動デバイスの縦断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜圧電振動デバイス＞
（第一実施形態）
図１は、第一実施形態に係る圧電振動デバイス１における貫通電極７ａを通過する長辺方向の断面図において、圧電振動片４側を側面視する図である。また、図２は、圧電振動デバイス１の上面模式図であり、図３は分解斜視図である。なお、図２においては、蓋基板３を省略している。
【００２０】
本実施形態の圧電振動デバイス１は、ベース基板２と、ベース基板２に対向させた状態でベース基板２に接合された蓋基板３と、で２層に積層された箱状に形成されている。また、圧電振動デバイス１は、ベース基板２と蓋基板３との間に形成されたキャビティ１６内に圧電振動片４が収納された表面実装型の圧電振動デバイスである。また、圧電振動片４をベース基板２に保持する方法が、圧電振動片４の一方の短辺側を保持する片持ち状態である。
【００２１】
圧電振動片４は、図３に示すように、水晶の圧電材料から形成されたＡＴカット型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
【００２２】
この圧電振動片４は、平板水晶の裏表両面に、対向する位置で配置された一対の第二の励振電極５、第一の励振電極６と、第二の励振電極５、第一の励振電極６にそれぞれ電気的に接続されたマウント電極１３ａ、１３ｂとを有している。マウント電極１３ａ、１３ｂは、それぞれ第二の励振電極５、第一の励振電極６と、平板水晶の側面電極８ａ、８ｂを介して電気的に接続されている。
【００２３】
第二の励振電極５、第一の励振電極６、マウント電極１３ａ、１３ｂ、側面電極８ａ、８ｂは、例えば、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）等の導電性膜の被膜、あるいはこれら導電性膜のいくつかを組み合わせた積層膜より形成される。
【００２４】
このように構成された圧電振動片４は、金等で形成された第二の金属バンプ１５ａ、第一の金属バンプ１５ｂを介して、ベース基板２の上面にバンプ接合されている。より具体的には、ベース基板２の上面にパターニングされた後述する引き回し電極１４ａ、１４ｂ上にそれぞれ第二の金属バンプ１５ａ、第一の金属バンプ１５ｂが形成されている。また、第二の金属バンプ１５ａ、第一の金属バンプ１５ｂ上に、一対のマウント電極１３ａ、１３ｂがそれぞれ接触している。この状態で、圧電振動片４はベース基板２上に、バンプ接合されている。これにより、圧電振動片４は、ベース基板２の上面から第二の金属バンプ１５ａ、第一の金属バンプ１５ｂの厚さ分、浮いた状態で支持されると共に、マウント電極１３ａ、１３ｂと引き回し電極１４ａ、１４ｂとがそれぞれ電気的に接続された状態となっている。
【００２５】
蓋基板３は、絶縁物、半導体、あるいは金属で構成される。また、蓋基板３は、ベース基板２が接合される接合面側には、圧電振動片４が収まる矩形状の凹部が形成されている。この凹部は、両基板２、３が重ね合わされたときに圧電振動片４を収容するキャビティ１６となる、キャビティ１６用の凹部である。そして蓋基板３は、この凹部１６をベース基板２側に対向させた状態で接合膜９を介して該ベース基板２に対して接合されている。接合方法は、例えば陽極接合等を用いることができる。
【００２６】
ベース基板２は、絶縁物、半導体、あるいは金属で構成される。また、蓋基板３に対して重ね合わせ可能な大きさで板状に形成されている。
【００２７】
また、ベース基板２にはベース基板２を貫通する一対のスルーホール（貫通孔）１８ａ、１８ｂが形成されている。この際、一対のスルーホール１８ａ、１８ｂは、キャビティ１６内に収まるように形成されている。より詳しく説明すると、マウントされた圧電振動片４のマウント電極１３ａ、１３ｂ側に一方のスルーホール１８ａが位置し、圧電振動片４のマウント電極１３ａ、１３ｂ側と反対の側に他方のスルーホール１８ｂが位置するように形成されている。また、本実施形態では、ベース基板２を真っ直ぐに貫通したスルーホール１８ａ、１８ｂを例に挙げて説明するが、この場合に限られず、例えばベース基板２の下面に向かって漸次径が縮径するテーパー状に形成しても構わない。いずれにしても、ベース基板２を貫通していれば良い。
【００２８】
そして、これら一対のスルーホール１８ａ、１８ｂには、該スルーホール１８ａ、１８ｂを埋めるようにそれぞれ形成された一対の貫通電極７ａ、７ｂが形成されている。この貫通電極７ａ、７ｂは、スルーホール１８ａ、１８ｂを完全に塞いでキャビティ１６内の気密を維持していると共に、後述する外部電極１０ａ、１０ｄと引き回し電極１４ａ、１４ｂとを導通させる役割を担っている。スルーホール１８ａ、１８ｂと貫通電極７ａ、７ｂの隙間はベース基板２を溶融させることで完全に孔を塞いでいる。
【００２９】
一対の引き回し電極１４ａ、１４ｂは、一対の貫通電極７ａ、７ｂのうち、一方の貫通電極７ａと圧電振動片４の一方のマウント電極１３ａとを電気的に接続すると共に、他方の貫通電極７ｂと圧電振動片４の他方のマウント電極１３ｂとを電気的に接続するようにパターニングされている。より詳しく説明すると、一方の引き回し電極１４ａは、圧電振動片４のマウント電極１３ａ、１３ｂ側に位置するように一方の貫通電極７ａの上に形成されている。また、他方の引き回し電極１４ｂは、一方の引き回し電極１４ａに隣接した位置から、圧電振動片４に沿って、ベース基板２において貫通電極７ａと対向する側まで引き回しされ、他方の貫通電極７ｂの上に位置するように形成されている。
【００３０】
そして、これら一対の引き回し電極１４ａ、１４ｂ上にそれぞれ第二の金属バンプ１５ａ、第一の金属バンプ１５ｂが形成されており、第二の金属バンプ１５ａ、第一の金属１５ｂを利用して圧電振動片４がマウントされている。これにより、圧電振動片４の一方のマウント電極１３ａが、一方の引き回し電極１４ａを介して一方の貫通電極７ａに導通し、他方のマウント電極１３ｂが、他方の引き回し電極１４ｂを介して他方の貫通電極７ｂに導通する。
【００３１】
また、ベース基板２の下面には、図１に示すように、一対の貫通電極７ａ、７ｂに対してそれぞれ電気的に接続される外部電極１０ａ、１０ｄが形成されている。つまり、一方の外部電極１０ａは、一方の貫通電極７ａ及び一方の引き回し電極１４ａを介して圧電振動片４の第二の励振電極５に電気的に接続されている。また、他方の外部電極１０ｄは、他方の貫通電極７ｂ及び他方の引き回し電極１４ｂを介して、圧電振動片４の第一の励振電極６に電気的に接続されている。
【００３２】
このように構成された圧電振動子１を作動させる場合には、ベース基板２に形成された外部電極１０ａ、１０ｄに対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片４の第二の励振電極５及び第一の励振電極６からなる励振電極に電流を流すことができ、所定の周波数で振動させることができる。そして、振動を利用して、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として利用することができる。
【００３３】
ここで、ベース基板２と圧電振動片４を強固なバンプ接合で接合すると、ベース基板２と圧電振動片４の熱膨張の差により圧電振動片４のマウント電極１３ａ、１３ｂ近辺に大きな応力が掛かってしまう。圧電振動片４は応力を受けると、周波数や温度特性などが大きく変化してしまう。特に本実施例で用いられるＡＴカット振動片の場合、周波数の安定性や温度特性の安定性が重要となるため、大きな問題となる。
【００３４】
従来の圧電振動子では、ベース基板２にセラミック基板が用いられてきている。セラミック基板の熱膨張係数は７×１０-6／℃程度で、ＡＴカット振動片の熱膨張係数より小さい。このため、仮に圧電振動片４とベース基板２をバンプ接合した場合、圧電振動片４に大きな応力が掛かり、周波数や温度特性に悪影響を及ぼす。
【００３５】
また、セラミックのベース基板と圧電振動片の接合には導電性接着剤が用いられ、ベース基板と圧電振動片を柔らかく接合する方法が採られている場合がある。しかし、圧電振動デバイスの小型化が進んでいくと、圧電振動片４のマウント電極１３ａ、１３ｂが小さくなり、導電性接着剤の接着領域も小さくなってくる。ところが、導電性接着剤は流動性があり接着面積が広がるため、接着領域（＝マウント電極１３ａ、１３ｂの大きさ）を小さくすることは困難を伴う。一方、接着領域を確保するためにマウント電極１３ａ、１３ｂのサイズを大きくする方法も考えられるが、励振電極５、６が小さくなってしまい、圧電振動片４の振動する部分の領域が小さくなって特性を劣化させるという課題があった。
【００３６】
本実施形態では、圧電振動片４をベース基板２に接合する第二の金属バンプ１５ａ、第一の金属バンプ１５ｂの接合位置を従来例とは異なる位置にする。具体的には、第一の金属バンプ１５ｂの位置は、圧電振動片４の短辺の中心線上で、且つ、圧電振動片４の一方の短辺に近接する位置である。第二の金属バンプ１５ａの位置は、第一の金属バンプ１５ｂと同じ一方の短辺側で、且つ、圧電振動片４の一方の短辺と一方の長辺が交わる部分に近接する位置とする。すなわち、圧電振動片４のマウント電極１３ｂは、圧電振動片４の短辺の中心線上で、且つ、圧電振動片４の一方の短辺に近接する位置で第一の金属バンプ１５ｂを介してベース基板２と電気的に接続し、マウント電極１３ａは、圧電振動片４の一方の短辺と圧電振動片４の一方の長辺が交わる部分に近接する位置で第二の金属バンプ１５ａを介して前記ベース基板と電気的に接続する。
【００３７】
このような位置で圧電振動片４とベース基板２を接合することにより、第二の金属バンプ１５ａ、第一の金属バンプ１５ｂ間の距離が短くなり、ベース基板２と圧電振動子４の熱膨張差の影響が小さくなる。これにより、従来に比べ、周波数や温度特性などの特性は変化しない。また、第二の金属バンプ１５ｂは圧電振動片４の短辺の中心線上にあるため、圧電振動片４の保持として十分に安定させることができる。なお、金属バンプ両方を、一方の長辺側に配置した場合、本実施形態に比べ、圧電振動片４を安定して保持することができない。
【００３８】
更に、バンプ接合を用いることができたことにより、導電性接着剤を用いた場合の課題を解決することができる。すなわち、本実施形態により、接着領域を大きく確保する必要がなく、特性の変化を防ぐことができる。
【００３９】
また、導電性接着剤は凝固するまでに時間がかかるので、組立製造中、圧電振動片４を保持している。あるいは、導電性接着剤が凝固する時、圧電振動片４の自重でベース基板２に平行になるようにあらかじめ圧電振動片４を斜めに傾けて接着する方法を取らなければならない。本実施形態において、バンプ接合をすることでこのような工程を省くことができる。
【００４０】
また、圧電振動片４はバンプ接合によってベース基板２から浮いた状態で支持されているので、振動に必要に最低限の振動ギャップを自然と確保することができる。よって、蓋基板３とは異なり、ベース基板２側にキャビティ用の凹部１６を形成する必要がなく、平板状の基板として構わない。従って、凹部（キャビティ）１６を考慮しない分、ベース基板２の厚みをできるだけ薄くすることができる。この点において、本実施例は圧電振動子１の薄型化を図ることができる。
【００４１】
（第二実施形態）
図４は本発明の第二実施形態に係る圧電振動デバイス１におけるを引き回し電極１４ａを通過する長辺方向の断面図において、圧電振動片４側を側面視する図である。第一実施形態と異なる点は、ベース基板２が凹型形状の基板、蓋基板３が板状の基板であり、その他の構成は第一実施形態とほぼ同様である。以下、主に異なる部分について説明する。同一の部分または同一の機能を有する部分については同一の符号を付している。
【００４２】
蓋基板３は、絶縁物、半導体、あるいは金属で構成され、平板状に形成されている。また、圧電振動片４が収まる矩形状の凹部はベース基板２に形成されている。この凹部は、両基板２、３が重ね合わされたときに圧電振動片４を収容するキャビティ１６となる、キャビティ１６用の凹部である。そしてベース基板２は、この凹部を蓋基板３側に対向させた状態で接合膜９を介して該蓋基板３に対して接合されている。
【００４３】
ベース基板２は、絶縁物、半導体、あるいは金属で構成され、蓋基板３に対して重ね合わせ可能な大きさで凹型板状に形成される。また、スルーホールや貫通電極を用いず、側面外部電極３１、３２を用いて、それぞれ引き回し電極１４ａ、１４ｂと外部端子１０ａ、１０ｄを接続している。具体的には、ベース基板２上に形成された引き回し電極１４ａ、１４ｂが圧電振動デバイス１の外周部まで伸び、側面外部電極３１、３２に接続される。ベース基板２の引き回し電極１４ａ、１４ｂが形成された面と対抗する面に形成された外部電極１０ａ、１０ｄは、それぞれ圧電振動子１の外周部にまで伸び、側面外部電極３１、３２と接続される。これにより、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
（第三実施形態）
図５は、本発明の第三実施形態に係る圧電振動デバイス１の上面模式図である。なお、図５では、蓋基板３を省略している。第一実施形態と異なる点は、圧電振動片４を３点のバンプで保持する点であり、その他の構成は第一実施形態とほぼ同様である。以下、主に異なる部分について説明する。同一の部分または同一の機能を有する部分については同一の符号を付している。
【００４５】
本実施例では図５に示すように、圧電振動片４をベース基板２に接合するバンプが３つある。具体的には、第一の金属バンプ２０ｂ及び第二の金属バンプ２０ａの位置は、第一実施形態と同様の構成である。また、本実施形態では、第一の金属バンプ２０ｂが電気的に接続する一方のマウント電極１３ｂは、さらに第三の金属バンプ２０ｃを介してベース基板２に接続する。また、第三の金属バンプ２０ｃは、圧電振動片４の一方の短辺に近接し、且つ、圧電振動片４の第二の金属バンプ２０ａが配置される一方の長辺と反対側の他方の長辺側に位置する。さらに、第一の金属バンプ２０ｂ、第二の金属バンプ２０ａ、及び第三の金属バンプ２０ｃは、同一直線上に並んでいる。
【００４６】
これにより、第一実施形態よりも、圧電振動片４を安定して保持することができる。さらに、同一直線上に並んでいる第二の金属バンプ２０ａと第三の金属バンプ２０ｃとの間に位置する第一の金属バンプ２０ｂにより、第二の金属バンプ２０ａと第三の金属バンプ２０ｃとの間の距離に起因する応力の影響はほとんどない。そのため、従来例よりも、金属バンプ間の距離は短くなるため、第一実施形態同様、ベース基板２と圧電振動片４の熱膨張係数の差による応力が発生しない。
【００４７】
このため、圧電振動片４をさらに安定して保持しつつ、圧電振動片４の振動特性の変化を防ぐことができる。
このとき、第一の金属バンプ２０ｂと第二の金属バンプ２０ａ、第三の金属バンプ２０ｃの距離はより短いほうが望ましいが、バンプの大きさや実装位置精度を考慮すると、８０〜３００μｍが望ましい。
【００４８】
３つの金属バンプそれぞれの位置が三角形を形成する位置で接合することも可能であるが、各点間で発生する熱膨張差の応力がすべて圧電振動片４に印加されてしまうため、より大きな特性の変化を生じてしまう。そのため、３点の位置関係は一直線上にあることが望ましい。
【００４９】
また、第二の金属バンプ２０ａと第三の金属バンプ２０ｃとは、第一の金属バンプ２０ｂからの距離を等距離にしてもよい。これにより、圧電振動片４をより水平に保持することが可能になり、保持の安定性を向上することができる。
【００５０】
なお、第二の金属バンプ２０ａと第一の金属バンプとの間の距離より、第三の金属バンプ２０ｃと第一の金属バンプ２０ｂとの間の距離を短くしてもよい。第三の金属バンプ２０ｃと第一の金属バンプ２０ｂとの距離は、ベース基板２、圧電振動片４の大きさ等により、適宜変更してもよい。
【００５１】
このように金属バンプを３点にし、且つ、圧電振動片４に対する位置関係をより短辺の中心線上に持ってくることによって、保持の安定性と振動特性への影響極小を実現することができる。
【００５２】
＜発振器＞
（第四実施形態）
図６は、本発明の第四実施形態に係る発振器４０の上面模式図である。本発振器４０は第一実施形態に示す圧電振動片４を用いた圧電振動デバイス１を組み込んでいる。図６に示すように、発振器４０は、基板４３、この基板上に設置した電子デバイス１、集積回路４１及び電子部品４２を備える。圧電振動デバイス１は、電極端子１０ａ、１０ｄに与えられる駆動信号に基づいて一定周波数の信号を生成し、集積回路４１及び電子部品４２は、電子デバイス１から供給される一定周波数の信号を処理して、クロック信号等の基準信号を生成する。本発明による電子デバイス１は、高信頼性でかつ小型に形成することができるので、発振器４０の全体をコンパクトに構成することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１ 圧電振動デバイス
２ ベース基板
３ 蓋基板
４ 圧電振動片
５、６ 励振電極
７ａ、７ｂ 貫通電極
８ 側面電極
９ 接合膜
１０a、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 外部電極
１３ａ、１３ｂ マウント電極
１４ａ、１４ｂ 引き回し電極
１５ａ、１５ｂ バンプ
１６ キャビティ
１８ａ、１８ｂ スルーホール
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ バンプ
３１、３２ 側面外部電極
４０ 発振器
４１ 集積回路
４２ 電子部品
４３ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板と、前記ベース基板に対向させた状態で前記ベース基板に接合された蓋基板と、前記ベース基板と前記蓋基板との間に形成されたキャビティ内に収納され、前記ベース基板の上面にバンプ接合された圧電振動片と、を備えている圧電デバイスにおいて、
前記圧電振動片が表裏面にそれぞれ形成された励振電極と、それぞれの前記励振電極と電気的に接続するマウント電極とを有した、ＡＴモードで発振する圧電振動片であり、
前記マウント電極の一方は、前記圧電振動片の短辺の中心線上で、且つ、前記圧電振動片の一方の短辺に近接する位置で第一の金属バンプを介して前記ベース基板と電気的に接続し、
前記マウント電極の他方は、前記圧電振動片の一方の前記短辺と前記圧電振動片の一方の長辺が交わる部分に近接する位置で第二の金属バンプを介して前記ベース基板と電気的に接続することを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項２】
前記マウント電極の一方は、さらに第三の金属バンプを介して前記ベース基板と接続し、
前記第三の金属バンプは、前記圧電振動片の一方の前記短辺に近接し、前記圧電振動片の他方の長辺側に位置し、
前記第一の金属バンプ、前記第二の金属バンプ、及び前記第三の金属バンプは、同一直線上に並んでいることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動デバイス。
【請求項３】
前記第二の金属バンプと前記第三の金属バンプとは、前記第一の金属バンプを挟んで、前記第一の金属バンプから等距離に位置することを特徴とする請求項２に記載の圧電振動デバイス。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動デバイスと、
前記圧電振動デバイスに駆動信号を供給する駆動回路と、を備える発振器。
【請求項１】
ベース基板と、前記ベース基板に対向させた状態で前記ベース基板に接合された蓋基板と、前記ベース基板と前記蓋基板との間に形成されたキャビティ内に収納され、前記ベース基板の上面にバンプ接合された圧電振動片と、を備えている圧電デバイスにおいて、
前記圧電振動片が表裏面にそれぞれ形成された励振電極と、それぞれの前記励振電極と電気的に接続するマウント電極とを有した、ＡＴモードで発振する圧電振動片であり、
前記マウント電極の一方は、前記圧電振動片の短辺の中心線上で、且つ、前記圧電振動片の一方の短辺に近接する位置で第一の金属バンプを介して前記ベース基板と電気的に接続し、
前記マウント電極の他方は、前記圧電振動片の一方の前記短辺と前記圧電振動片の一方の長辺が交わる部分に近接する位置で第二の金属バンプを介して前記ベース基板と電気的に接続することを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項２】
前記マウント電極の一方は、さらに第三の金属バンプを介して前記ベース基板と接続し、
前記第三の金属バンプは、前記圧電振動片の一方の前記短辺に近接し、前記圧電振動片の他方の長辺側に位置し、
前記第一の金属バンプ、前記第二の金属バンプ、及び前記第三の金属バンプは、同一直線上に並んでいることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動デバイス。
【請求項３】
前記第二の金属バンプと前記第三の金属バンプとは、前記第一の金属バンプを挟んで、前記第一の金属バンプから等距離に位置することを特徴とする請求項２に記載の圧電振動デバイス。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動デバイスと、
前記圧電振動デバイスに駆動信号を供給する駆動回路と、を備える発振器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−５５４００（Ｐ２０１３−５５４００Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９０５７５（Ｐ２０１１−１９０５７５）
【出願日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
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