圧電振動デバイス用蓋体および当該蓋体を用いた圧電振動デバイス
【課題】 蓋体の機械的強度を向上させるとともに、気密信頼性の高い圧電振動デバイス用蓋体および、当該蓋体を用いた圧電振動デバイスを提供することを目的とする。
【解決手段】 圧電振動素子に形成された励振電極を気密封止するための圧電振動デバイスの蓋体２は、蓋体２の一主面の周縁に周状に形成された堤部２０と、堤部内側の凹部２３とを備え、堤部２０から凹部２３側へ突出した補強部２１を有しており、切り欠き部２１０が形成されている。
【解決手段】 圧電振動素子に形成された励振電極を気密封止するための圧電振動デバイスの蓋体２は、蓋体２の一主面の周縁に周状に形成された堤部２０と、堤部内側の凹部２３とを備え、堤部２０から凹部２３側へ突出した補強部２１を有しており、切り欠き部２１０が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる圧電振動デバイスの蓋体および当該蓋体を用いた圧電振動デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動デバイスは、通信機器，情報機器等のタイミングデバイスとして従来より用いられている。前記機器等への圧電振動デバイスの実装スペースは、近年狭小化が進み、小型で低背型の圧電振動デバイスとして、表面実装型の水晶振動子が普及している。図１４に従来の表面実装型の水晶振動子（以下、水晶振動子と略）の構造の一例を示す。図１４において水晶振動子１は、上部が開口した凹部２３を有する容器体３（以下ベースと略）の凹部内に水晶振動板４を接合材５（例えば導電性接着材）を介して接合し、前記容器体の開口部を平板状の蓋体２で気密封止した構造となっている。
【０００３】
前記ベースは、一般的にセラミック等の絶縁材料で成形されている。例えばセラミックベースの場合、セラミックシートを積層した後、焼成によって一体的に成形されている。ここで、前記焼成時の収縮によって容器体には僅かな積層ずれが発生することがあり、当該積層ずれは、水晶振動子が超小型化になると無視できないレベルになってくる。そこで、超小型の水晶振動子に用いられるベースの材料に水晶やガラスを用い、例えばフォトリソグラフィ技術や湿式エッチングを用いることによって、高い寸法精度のベースを成形することが可能となっている。
【０００４】
超小型に対応するために、蓋体およびベースをガラスや水晶で成形した場合、蓋体の機械的強度がセラミック製あるいは金属性の蓋体に比べて低下してしまうため、従来の平板状構造では蓋体の割れ等による気密不良が懸念される。蓋体の機械的強度を補う手段として、例えば特許文献１に示すように蓋体の一主面（ベースとの接合面側）に厚肉部を形成した構造が開示されている。
【０００５】
特許文献１において厚肉部は、蓋体の一主面上に、平面視で振動片を避けた位置に形成されている。しかしながら、前記厚肉部だけが突出した状態となっており、蓋体のベースとの接合面側の周縁部分は補強されていないため当該部分は比較的脆弱になってしまう。
【０００６】
一方、蓋体の機械的強度を補う別の手段として、例えば図１５乃至１６に示すように蓋体２の周縁部分に枠状の厚肉部（堤部２０）を形成する方法がある。本構造の場合、蓋体の周縁部分の機械的強度は向上するものの、厚肉部分と薄肉部分（凹部底面２４）との高低差（厚み差）が生じ、蓋体とベースの接合後の残留応力による割れやクラック（以下、割れ等と記載）が発生するおそれがある。前記割れ等は例えば図１７に示すように蓋体の堤部２０の内周の四隅を含む領域で発生することがあり、気密不良の原因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１３６２４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、蓋体の機械的強度を向上させるとともに、気密信頼性の高い圧電振動デバイス用蓋体および、当該蓋体を用いた圧電振動デバイスを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、圧電振動素子に形成された励振電極を気密封止してなる圧電振動デバイスの蓋体であって、前記蓋体の一主面の周縁に周状形成された堤部と、当該堤部内側の凹部とを備え、前記堤部から前記凹部側へ突出した補強部が形成された蓋体となっている。
【００１０】
上記構成によれば、蓋体の周縁部分は堤部によって機械的強度を補うことができるとともに、当該堤部から前記凹部側へ突出した補強部が形成されているため、さらに蓋体の機械的強度を向上させることができる。
【００１１】
具体的に前記補強部は前記堤部から突出形成され、堤部と一体成形された構造であるため堤部と前記凹部との厚み差を緩和することができる。つまり本構造によって、厚肉部分（堤部）と薄肉部分（凹部）の境界となる領域を補強することができる。これにより、蓋体と容器体との接合後の蓋体の割れ等を抑制することができる。
【００１２】
また、上記目的を達成するために、前記補強部が、平面視矩形状の前記堤部の内側四隅を含む領域に四箇所形成された構造となっていてもよい。
【００１３】
上記構成によれば、蓋体の周縁部分は堤部によって機械的強度を補うことができるとともに、前記補強部が平面視矩形状の堤部の内側四隅を含む領域（以下、コーナー部分と表記）に四箇所形成されているため、コーナー部分の機械的強度を向上させることができる。超小型かつ薄型の蓋体において四角枠状の堤部のみが形成されている場合、前記コーナー部分に割れ等が比較的発生しやすくなるが、本発明の構成であれば当該コーナー部を補強することができる。これにより、蓋体と容器体との接合後の残留応力による割れ等を効果的に防止することができる。
【００１４】
また、上記目的を達成するために、前記補強部が、平面視矩形状の前記堤部の四辺のうち、対向する二辺に形成されていてもよい。このような構成によれば、平面視矩形状の堤部内側の対向する二短辺または対向する二長辺の，堤部と凹部の境界となる領域を補強することができる。つまりバランス良く、堤部と凹部の境界領域を補強することができる。前記補強により、蓋体と容器体との接合後の残留応力による割れ等を防止することができる。なお、前記補強部は対向する二辺の全長に亘って形成されるだけでなく、対向する二辺の一部分に補強部が対向形成されていてもよい。
【００１５】
さらに前記構成によれば、凹部内に収容する圧電振動素子の大きさや形状によって変化する凹部内の空間（内部クリアランス）に応じて、補強部の形成位置を短辺側あるいは長辺側のいずれかを選択することで、限られた内部空間を有効活用できる。
ができる。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、前記補強部が前記堤部の内周の全てに形成されていてもよい。このような構成であれば、堤部と凹部の境界となる領域の全てを補強することができるため、さらに補強効果を向上させることができる。これにより、蓋体と容器体との接合後の残留応力による割れ等を効果的に防止することができる。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、前記補強部が前記凹部側にさらに突出した幅広部を有している構造であってもよい。このような構成によると、前記幅広部と前記補強部は堤部と一体成形された構造であるため、前記幅広部と堤部とに挟まれた領域の補強部の機械的強度をさらに向上させることができる。つまり、さらなる補強が必要となる位置に前記幅広部を形成することによって、補強部の補強効果をより向上させることができる。例えば平面視矩形状の補強部の二長辺の略中央部分を含む領域の各々に幅広部を対向形成することで、堤部の長辺の略中央領域をより補強することができる。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、前記補強部は、前記励振電極を前記蓋体で気密封止したときに、圧電振動素子の振動領域と干渉しない位置若しくは厚みにて形成されていてもよい。このような構成によれば、圧電振動デバイスに外力が働いた際に、圧電振動素子の撓みによる補強部との接触を回避することができる。これにより耐衝撃性に優れた圧電振動デバイスを提供することができる。例えば容器体の凹部内に、励振電極が形成された圧電振動素子の一端側を接合した後、蓋体で前記凹部を気密封止した構造の圧電振動デバイスにおいて、何らかの外力が働くことによって圧電振動素子の他端側が撓んだ場合であっても前記補強部は圧電振動片の振動領域と干渉しない位置に形成されているため、圧電振動素子の振動を阻害することはない。
【００１９】
また、前記補強部を圧電振動素子の振動領域と干渉しない厚みで形成することによって蓋体の補強を図りつつ、耐衝撃性の向上を図ることができる。つまり補強部のうち、少なくとも圧電振動素子に対向する部分の厚みを堤部の厚みよりも薄くすることにより、圧電振動素子との接触を防止しつつ、蓋体の機械的強度の向上も図ることができる。なお、圧電振動素子と干渉しない領域の補強部については、堤部と同じ厚みにすることにより、蓋体の機械的強度を向上させることができる。
【００２０】
また、上記目的を達成するために、前記蓋体がガラスまたは水晶からなり、前記補強部および前記幅広部が傾斜面を有した蓋体であってもよい。このような蓋体であれば凹部底面と、補強部または幅広部との高低差が緩和されて曲面に近づくため、蓋体に加わる応力を分散させることができる。
【００２１】
前述のように容器体の凹部内に、圧電振動素子を接合した後、蓋体で前記凹部を気密封止した構造の圧電振動デバイス以外にも、中央の振動領域が薄肉で、当該領域の外周部分を厚肉とした，所謂、「逆メサ」構造の圧電振動素子においても本発明は適用可能である。例えば前記構造の圧電振動素子の場合、圧電振動素子の前記厚肉部分の表裏外周に接合材を介して、一対の本発明の蓋体の堤部を接合した圧電振動デバイス（三層構造）を得ることができる。このような構造の場合、高周波帯で小型かつ薄型の圧電振動デバイスを提供することができる。
【００２２】
また、上記目的を達成するために、前記補強部と前記堤部が略同一厚み、または前記補強部と前記堤部と前記幅広部が略同一厚みで成形された蓋体と、前記堤部の前記幅広部を含む領域との接合領域を有する圧電振動素子または容器体とが、接合材を介して前記接合領域で接合された圧電振動デバイスであってもよい。
【００２３】
前記蓋体は補強部と堤部とが略同一厚みで、または幅広部と補強部と堤部とが略同一厚みで成形されているため、圧電振動素子または容器体との接合領域を拡大することができる。つまり、補強部または幅広部が堤部よりも薄肉で形成されている場合は、堤部のみが接合領域となり得るのに対し、前記構成であれば補強部、または補強部と幅広部の両領域も接合領域とすることができるためである。
【００２４】
一方、圧電振動素子または容器体は、略同一厚みで成形された前記幅広部と前記補強部と前記堤部との接合領域を有しているため、断面視で略同一幅で幅広の接合領域で、蓋体と圧電振動素子とが、または前記蓋体と容器体とが、接合材を介して接合されることになる。以上の構成により、蓋体と容器体との接合強度をさらに向上させ、蓋体と容器体との接合後の蓋体の割れ等を抑制することができる。
【００２５】
さらに、前述のように断面視で略同一幅で幅広の接合領域で、蓋体と圧電振動素子または容器体とが接合材を介して接合されるため、接合材の圧電振動デバイスの内部空間への侵入を防止することができる。これにより、接合材が圧電振動デバイスの内部空間へ侵入した場合に発生するガスによる特性悪化を防止することができる。また、補強部および幅広部よる接合領域の拡大によって、金属ロウ材の形成量または形成位置の設計自由度も拡大する。
【００２６】
また、上記目的を達成するために、前記励振電極を外部端子へ導出するための引出導体が形成された容器体に、前記圧電振動素子を電気機械的に接合した後、本発明の蓋体で前記励振電極を気密封止した圧電振動デバイスであってもよい。
【００２７】
上記構成の圧電振動デバイスによれば、蓋体と容器体との接合後の蓋体の割れ等を抑制し、良好な特性の圧電振動デバイスを得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本発明によれば、蓋体の機械的強度を向上させるとともに、気密信頼性の高い圧電振動デバイス用蓋体および、当該蓋体を用いた圧電振動デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す蓋体の平面図
【図２】図１のＡ部拡大斜視図
【図３】本発明の第１の実施形態の変形例を示す補強部の斜視図
【図４】本発明の第２の実施形態を示す蓋体の平面図
【図５】本発明の第２の実施形態の変形例を示す蓋体の平面図
【図６】本発明の第３の実施形態を示す蓋体の平面図
【図７】本発明の第４の実施形態を示す蓋体の平面図
【図８】図７のＢ−Ｂ線における断面図
【図９】本発明の第５の実施形態を示す蓋体の平面図
【図１０】図９のＣ−Ｃ線における断面図
【図１１】本発明の第５の実施形態を示す接合前の水晶振動子の短辺方向断面図
【図１２】本発明の第５の実施形態を示す接合後の水晶振動子の短辺方向断面図
【図１３】本発明の他の適用例を示す水晶振動子の長辺方向断面図
【図１４】従来の実施形態を示す水晶振動子の断面模式図
【図１５】従来の実施形態を示す水晶振動子の断面模式図
【図１６】従来の実施形態を示す蓋体の平面図
【図１７】従来の実施形態を示す蓋体の平面図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
−第１の実施形態−
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では圧電振動素子として音叉型の水晶振動板を用い、容器体（以下、ベースと略）に形成された凹部内に水晶振動板の一端側を片持ち接合した後、前記凹部を蓋体で接合材を介して気密に接合した水晶振動子を例として示す。また、以下に述べる本発明の実施形態に係る蓋体の平面図は全て、ベースとの接合面側から見た主面を表した図となっている。
【００３１】
図１は本発明の第１の実施形態を示す蓋体の，前記ベースとの接合面側から見た平面図である。平面視矩形状の蓋体２は、ホウ珪酸ガラスからなり、蓋体２の一主面（前記ベースとの接合面側）の周縁には堤部２０が周状に形成されている。堤部２０は平面視で矩形状となっており、堤部２０の内側が凹部２３となっている。そして堤部２０の内側の四隅を含む領域には、補強部２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）がそれぞれ形成されている。ここで補強部２１は図２に示すように堤部２０の高さ（厚み）よりも低く（薄肉に）形成されている。
【００３２】
上記構成によれば、蓋体２の周縁部分は堤部２０によって機械的強度を補うことができるとともに、堤部２０から凹部２３側へ突出した補強部２１が形成されているため、さらに蓋体の機械的強度を向上させることができる。
【００３３】
具体的に補強部２１は堤部２０から突出形成され、堤部２０と一体成形された構造であるため、堤部２０と凹部２３との高低差（厚み差）を緩和することができる。つまり本構造によって、厚肉部分（堤部２０）と薄肉部分（凹部の底面２４）の境界となる領域を補強することができる。これにより、蓋体と容器体との接合後の蓋体の割れ等を抑制することができる。
【００３４】
また、上記構成によれば、蓋体２の周縁部分は堤部２０によって機械的強度を補うことができるとともに、補強部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄが堤部２０の内側四隅を含む領域（以下、コーナー部分と表記）に四箇所形成されているため、コーナー部分の機械的強度を向上させることができる。なお、図１において補強部は平面視で矩形となっているが、当該矩形の角部が曲率を有する形状であってもよい。
【００３５】
また、超小型かつ薄型の蓋体において四角枠状の堤部のみが形成されている場合、前記コーナー部分に割れ等が比較的発生しやすくなるが、本発明の第１の実施形態の構成であれば当該コーナー部を補強することができる。これにより、蓋体とベースとの接合後の残留応力による割れ等を防止することができる。
【００３６】
なお、補強部２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）は図３に示すように、堤部２０の高さ（厚み）と同一の高さ（厚み）で形成されていてもよい。このような構造であればコーナー部分の機械的強度が向上するととともに、蓋体の角部における接合領域を拡大させることができる。前記接合領域の拡大により、圧電振動子素子を収容するベースあるいは圧電振動素子との接合強度を向上させることができる。なお、図３においては補強部の角部は曲率を有する形状となっている。このような形状とすることによって、補強部と近接する堤部内壁面との境界が曲面でつながるため、当該境界を含む領域の補強効果を向上させることができる。
【００３７】
−第２の実施形態−
本発明の第２の実施形態を図４を用いて説明する。本実施形態では圧電振動板としてＡＴカット水晶振動板を用いた水晶振動子を例に挙げて説明する。なお、本発明の第２乃至５の実施形態において、第１の実施形態と同様の構成については同番号を付して説明の一部を割愛するとともに、前述の実施形態と同様の効果を有する。また本発明の第２乃至５の実施形態では、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３８】
本実施形態では図４に示すように補強部２１（２１ｅ、２１ｆ）が、平面視矩形状の堤部２０の四辺のうち、対向する二短辺の内側に形成されている。なお補強部２１（２１ｅ、２１ｆ）の短辺方向の中央を含む領域は、互いに対向するように均等に切り欠かれている（図４に示す切り欠き部２１０）。これは蓋体とベースとを接合した際に、水晶振動板と蓋体の補強部とが干渉しないようにするためである。
【００３９】
このような構成によれば、平面視矩形状の堤部２０の内側の対向する二短辺の，堤部２０と凹部底面２４の境界となる領域を補強することができる。つまりバランス良く、堤部２０と凹部底面２４の境界領域を補強することができる。前記補強により、蓋体とベースとの接合後の残留応力による割れ等を効果的に防止することができる。
【００４０】
なお、凹部２３に収容する水晶振動板の大きさや形状によって変化する凹部２３の内部空間（内部クリアランス）に応じて、補強部２１の形成位置を短辺側あるいは長辺側のいずれかを選択することで、限られた内部空間を有効活用できる（本発明の第２の実施形態の変形例として長辺側に補強部を形成した構成を図５に示す）。また、前記補強部は対向する二辺の全長に亘って形成されるだけでなく、対向する二辺の一部分に補強部が対向形成されていてもよい。
【００４１】
−第３の実施形態−
本発明の第３の実施形態を図６を用いて説明する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では補強部２１は堤部２０の内周の全てに形成されている。補強部２１の短辺方向の中央を含む領域は、本発明の第２の実施形態と同様に、水晶振動板と補強部とが干渉しないようにするために、互いに対向するように均等に切り欠かれている（図６に示す切り欠き部２１０）。
【００４２】
上記構成であれば、堤部２０と凹部底面２４の境界となる領域の全てを補強することができるため、さらに補強効果を向上させることができる。これにより、蓋体と容器体との接合後の残留応力による割れ等を効果的に防止することができる。
【００４３】
−第４の実施形態−
本発明の第４の実施形態を図７を用いて説明する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
本実施形態において補強部２１は堤部２０よりも薄肉で、かつ堤部２０の内周の全てに形成されている。補強部２１の短辺方向の中央を含む領域は、本発明の第２の実施形態と同様に、互いに対向するように均等に切り欠かれている（図７に示す切り欠き部２１０）。そして一対の幅広部２２，２２が補強部の二長辺の略中央を含む領域から凹部方向へ突出して対向形成されている。
【００４４】
上記構成によれば、幅広部２２と堤部２０とに挟まれた領域の補強部の機械的強度をさらに向上させることができる。つまり幅広部２２，２２を設けることにより、二つの長辺側の堤部の略中央領域をさらに補強することができる。なお、幅広部の形成位置は補強部の二長辺の略中央を含む領域に限定されるものではない。さらなる補強が必要となる位置に幅広部を形成することによって、補強部の補強効果をより向上させることができる。
【００４５】
本実施形態において蓋体の外形は湿式エッチングによって形成されており、これを図７のＢ−Ｂ線における断面図で表したものが図８となっている。堤部と補強部および幅広部の厚み方向に傾斜面Ｓが形成される。堤部２０および幅広部２２の壁面は傾斜面Ｓとなっているので、凹部底面２４と幅広部２２および堤部２０との高低差がより緩和されて曲面に近づくため、蓋体に加わる応力を分散させることができる。
【００４６】
−第５の実施形態−
本発明の第５の実施形態を図９乃至１２を用いて説明する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では圧電振動板として音叉型の水晶振動板を用いた水晶振動子を例に挙げて説明する。図９は蓋体の堤部が形成された主面の平面図であり、図１０は図９のＣ−Ｃ線における断面図となっている。
【００４７】
図９において補強部２１は、堤部の内周の全てに堤部２０と同一厚みで形成されている。一対の幅広部２２，２２は補強部の二長辺の略中央を含む領域から凹部方向へ突出して対向形成されており、その厚みは補強部２１および堤部２０と略同一厚みとなっている（図９において説明の便宜上、補強部と幅広部の領域を強調して表示）。図９において対向する二短辺の補強部は、蓋体とベースとの接合の際に水晶振動板４と干渉しないよう、水晶振動板に対応する領域がそれぞれ切り欠かれている（図９に示す切り欠き部２１０）。一方、一対の幅広部２２，２２は蓋体とベースとの接合の際に水晶振動板４と干渉しない位置まで補強部から突出形成されている。ここで幅広部２２と補強部２１は、堤部２０と一体成形された構造となっている。なお、堤部並びに補強部および幅広部の上面には、ベースとの接合に用いられる金属ロウ材（図９において図示省略）が形成される。
【００４８】
蓋体２は幅広部２２と補強部２１と堤部２０とが略同一厚みで成形されているため、圧水晶振動板またはベースとの接合領域を拡大することができる。つまり、補強部または幅広部が堤部よりも薄肉で形成されている場合は、堤部のみが接合領域となり得るのに対し、前記構成であれば補強部および幅広部の領域も接合領域とすることができるためである。
【００４９】
本実施形態において、蓋体２およびベース３の各々の外形は湿式エッチングによって形成されており、厚み方向に傾斜面が形成されている（図１０乃至１２参照）。図１０乃至１２に示すように幅広部２２の壁面は傾斜面となっているので、凹部底面２４と、補強部または幅広部との高低差が緩和されて曲面に近づくため、蓋体に加わる応力を分散させることができる。なお、蓋体２およびベース３の外形の成形手段は湿式エッチングに限定されるものではない。例えば湿式エッチングの他、乾式エッチング、ブラスト加工や複数層の積層によって外形を成形してもよい。
【００５０】
図１１は蓋体２とベース３とが接合される前の状態を表した図である。図１１において堤部２０上面と堤部外周縁の傾斜面を含む領域には、金属ロウ材６が周状に形成されている。ベース３はホウ珪酸ガラスからなる箱状の容器体であり、平面視矩形状の堤部３０と、その内側に凹部を備え、凹部内には段部（図示省略）が形成されている。段部の上面には一対の搭載電極（図示省略）が形成されており、当該搭載電極はベースの外部底面に形成された図示しない外部端子と、ベース内部の引出導体（図示省略）を経由して電気的に接続されている。
【００５１】
図１１においてベース３はホウ珪酸ガラスからなり、水晶振動板４を収容するための凹部と、その外周に堤部３０を有する構造となっている。ベース３の凹部３３の底面には水晶振動板と接合材を介して接合される電極（以下、搭載電極と表記。図示省略）が形成されており、ベース３の外部底面（凹部３３の底面と対向する主面）には図示しない接続端子が形成されている。前記電極と接続端子とはベース内部に形成された内部導体（図示省略）とを介して電気的に接続されている。
【００５２】
本実施形態において堤部３０と補強部と幅広部とは一体的に形成されている（図１１においては補強部と幅広部とを補強部３２として一体表記）。堤部３０の上面には金属ロウ材６が周状に形成されている。堤部３０の上面は蓋体２との接合領域となっており、堤部３０には蓋体２の幅広部２２と補強部２１と堤部２０とを含む領域と対応した，幅広の接合領域が形成されている。つまり蓋体とベースともに、断面視で略同一幅の幅広の接合領域が形成されている。前記幅広の接合領域を有することにより、蓋体と容器体との接合強度をさらに向上させ、蓋体と容器体との接合後の蓋体の割れ等を抑制することができる。
【００５３】
図１１において水晶振動板４は、一対の腕部（図１１乃至１２参照）と当該腕部の一端側と接続された基部と、基部と接続された延出部とを有する音叉型の水晶振動板である。前記水晶振動板の表面および側面には各種電極（図示省略）が形成されている。なお本発明は音叉型の水晶振動板（ＢＴカット）に限定されるものではなく、ＡＴカット水晶振動板にも適用可能である。
【００５４】
図１１において水晶振動板４は前述の搭載電極上に接合材によって固着されている。これにより水晶振動板の前述の各種電極と搭載電極とが電気的機械的に接続されている。なお前記接合材として導電性接着材が用いられるが、導電性接着材に限定されるものではなく、金錫合金等の合金や金属バンプを用いてもよい。
【００５５】
次に、蓋体２とベース３との接合について説明する。蓋体２の金属ロウ材６が、ベース３の金属ロウ材６に平面視で略一致するように、蓋体２をベース３上に位置決め載置した後、金属ロウ材を加熱溶融させることにより、蓋体とベースの各金属ロウ材が一体化されて蓋体とベースとが接合される。前記接合後の状態を図１２に示す。ここで金属ロウ材を加熱溶融させると溶融金属は表面張力により、平面視略矩形の接合領域の長辺中央付近へ引き寄せられて滞留し易くなるが、蓋体２およびベース３には、断面視で略同一幅で幅広の接合領域が形成されているため、溶融金属が前記長辺中央付近に溜まったとしても、溶融金属の水晶振動子１の内部空間への侵入を防止することができる。これにより、水晶振動子の内部空間への接合材侵入による特性悪化を防止することができる。また、補強部および幅広部による接合領域の拡大によって、金属ロウ材の形成量または形成位置の設計自由度も拡大する。なお図１２の接合後の状態において、蓋体２およびベース３の各々に形成された補強部（幅広部含む）は、平面視で水晶振動板とは重ならない位置となっている。本発明は平面視で補強部および幅広部が圧電振動素子と重なる位置であっても、補強部および幅広部が水晶振動板と干渉しない厚み（高さ）で形成することにより適用は可能であるが、補強部および幅広部を平面視で圧電振動素子と重ならない位置に形成することが好ましい。
【００５６】
次に本発明の他の適用例を図１３に示す。本発明は、蓋体２と、中央の振動領域が薄肉で当該領域の外周部分が厚肉で一体成形された水晶振動板４（所謂、逆メサ構造）と、平板状のベース３（容器体）のような三層構造の水晶振動子にも適用可能である。このような構造の場合、高周波帯で小型かつ薄型の圧電振動デバイスを提供することができる。なお、本発明の適用は前記圧電振動素子の構造に限定されるものではなく、その他の構造の圧電振動素子に対しても本発明は適用可能である。
【００５７】
本発明の実施形態では表面実装型水晶振動子を例にしているが、水晶フィルタ、集積回路等の電子部品に水晶振動子を組み込んだ水晶発振器など、電子機器等に用いられる他の表面実装型の圧電振動デバイスにも適用可能である。
【００５８】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
圧電振動デバイスの量産に適用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 水晶振動子
２ 蓋体
２０ 堤部（蓋体）
２１ 補強部
２２ 幅広部
２３ 凹部
２４ 凹部底面
３ 容器体
３０ 堤部（容器体）
４ 水晶振動板
６ 金属ロウ材
Ｓ 傾斜面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる圧電振動デバイスの蓋体および当該蓋体を用いた圧電振動デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動デバイスは、通信機器，情報機器等のタイミングデバイスとして従来より用いられている。前記機器等への圧電振動デバイスの実装スペースは、近年狭小化が進み、小型で低背型の圧電振動デバイスとして、表面実装型の水晶振動子が普及している。図１４に従来の表面実装型の水晶振動子（以下、水晶振動子と略）の構造の一例を示す。図１４において水晶振動子１は、上部が開口した凹部２３を有する容器体３（以下ベースと略）の凹部内に水晶振動板４を接合材５（例えば導電性接着材）を介して接合し、前記容器体の開口部を平板状の蓋体２で気密封止した構造となっている。
【０００３】
前記ベースは、一般的にセラミック等の絶縁材料で成形されている。例えばセラミックベースの場合、セラミックシートを積層した後、焼成によって一体的に成形されている。ここで、前記焼成時の収縮によって容器体には僅かな積層ずれが発生することがあり、当該積層ずれは、水晶振動子が超小型化になると無視できないレベルになってくる。そこで、超小型の水晶振動子に用いられるベースの材料に水晶やガラスを用い、例えばフォトリソグラフィ技術や湿式エッチングを用いることによって、高い寸法精度のベースを成形することが可能となっている。
【０００４】
超小型に対応するために、蓋体およびベースをガラスや水晶で成形した場合、蓋体の機械的強度がセラミック製あるいは金属性の蓋体に比べて低下してしまうため、従来の平板状構造では蓋体の割れ等による気密不良が懸念される。蓋体の機械的強度を補う手段として、例えば特許文献１に示すように蓋体の一主面（ベースとの接合面側）に厚肉部を形成した構造が開示されている。
【０００５】
特許文献１において厚肉部は、蓋体の一主面上に、平面視で振動片を避けた位置に形成されている。しかしながら、前記厚肉部だけが突出した状態となっており、蓋体のベースとの接合面側の周縁部分は補強されていないため当該部分は比較的脆弱になってしまう。
【０００６】
一方、蓋体の機械的強度を補う別の手段として、例えば図１５乃至１６に示すように蓋体２の周縁部分に枠状の厚肉部（堤部２０）を形成する方法がある。本構造の場合、蓋体の周縁部分の機械的強度は向上するものの、厚肉部分と薄肉部分（凹部底面２４）との高低差（厚み差）が生じ、蓋体とベースの接合後の残留応力による割れやクラック（以下、割れ等と記載）が発生するおそれがある。前記割れ等は例えば図１７に示すように蓋体の堤部２０の内周の四隅を含む領域で発生することがあり、気密不良の原因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１３６２４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、蓋体の機械的強度を向上させるとともに、気密信頼性の高い圧電振動デバイス用蓋体および、当該蓋体を用いた圧電振動デバイスを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、圧電振動素子に形成された励振電極を気密封止してなる圧電振動デバイスの蓋体であって、前記蓋体の一主面の周縁に周状形成された堤部と、当該堤部内側の凹部とを備え、前記堤部から前記凹部側へ突出した補強部が形成された蓋体となっている。
【００１０】
上記構成によれば、蓋体の周縁部分は堤部によって機械的強度を補うことができるとともに、当該堤部から前記凹部側へ突出した補強部が形成されているため、さらに蓋体の機械的強度を向上させることができる。
【００１１】
具体的に前記補強部は前記堤部から突出形成され、堤部と一体成形された構造であるため堤部と前記凹部との厚み差を緩和することができる。つまり本構造によって、厚肉部分（堤部）と薄肉部分（凹部）の境界となる領域を補強することができる。これにより、蓋体と容器体との接合後の蓋体の割れ等を抑制することができる。
【００１２】
また、上記目的を達成するために、前記補強部が、平面視矩形状の前記堤部の内側四隅を含む領域に四箇所形成された構造となっていてもよい。
【００１３】
上記構成によれば、蓋体の周縁部分は堤部によって機械的強度を補うことができるとともに、前記補強部が平面視矩形状の堤部の内側四隅を含む領域（以下、コーナー部分と表記）に四箇所形成されているため、コーナー部分の機械的強度を向上させることができる。超小型かつ薄型の蓋体において四角枠状の堤部のみが形成されている場合、前記コーナー部分に割れ等が比較的発生しやすくなるが、本発明の構成であれば当該コーナー部を補強することができる。これにより、蓋体と容器体との接合後の残留応力による割れ等を効果的に防止することができる。
【００１４】
また、上記目的を達成するために、前記補強部が、平面視矩形状の前記堤部の四辺のうち、対向する二辺に形成されていてもよい。このような構成によれば、平面視矩形状の堤部内側の対向する二短辺または対向する二長辺の，堤部と凹部の境界となる領域を補強することができる。つまりバランス良く、堤部と凹部の境界領域を補強することができる。前記補強により、蓋体と容器体との接合後の残留応力による割れ等を防止することができる。なお、前記補強部は対向する二辺の全長に亘って形成されるだけでなく、対向する二辺の一部分に補強部が対向形成されていてもよい。
【００１５】
さらに前記構成によれば、凹部内に収容する圧電振動素子の大きさや形状によって変化する凹部内の空間（内部クリアランス）に応じて、補強部の形成位置を短辺側あるいは長辺側のいずれかを選択することで、限られた内部空間を有効活用できる。
ができる。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、前記補強部が前記堤部の内周の全てに形成されていてもよい。このような構成であれば、堤部と凹部の境界となる領域の全てを補強することができるため、さらに補強効果を向上させることができる。これにより、蓋体と容器体との接合後の残留応力による割れ等を効果的に防止することができる。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、前記補強部が前記凹部側にさらに突出した幅広部を有している構造であってもよい。このような構成によると、前記幅広部と前記補強部は堤部と一体成形された構造であるため、前記幅広部と堤部とに挟まれた領域の補強部の機械的強度をさらに向上させることができる。つまり、さらなる補強が必要となる位置に前記幅広部を形成することによって、補強部の補強効果をより向上させることができる。例えば平面視矩形状の補強部の二長辺の略中央部分を含む領域の各々に幅広部を対向形成することで、堤部の長辺の略中央領域をより補強することができる。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、前記補強部は、前記励振電極を前記蓋体で気密封止したときに、圧電振動素子の振動領域と干渉しない位置若しくは厚みにて形成されていてもよい。このような構成によれば、圧電振動デバイスに外力が働いた際に、圧電振動素子の撓みによる補強部との接触を回避することができる。これにより耐衝撃性に優れた圧電振動デバイスを提供することができる。例えば容器体の凹部内に、励振電極が形成された圧電振動素子の一端側を接合した後、蓋体で前記凹部を気密封止した構造の圧電振動デバイスにおいて、何らかの外力が働くことによって圧電振動素子の他端側が撓んだ場合であっても前記補強部は圧電振動片の振動領域と干渉しない位置に形成されているため、圧電振動素子の振動を阻害することはない。
【００１９】
また、前記補強部を圧電振動素子の振動領域と干渉しない厚みで形成することによって蓋体の補強を図りつつ、耐衝撃性の向上を図ることができる。つまり補強部のうち、少なくとも圧電振動素子に対向する部分の厚みを堤部の厚みよりも薄くすることにより、圧電振動素子との接触を防止しつつ、蓋体の機械的強度の向上も図ることができる。なお、圧電振動素子と干渉しない領域の補強部については、堤部と同じ厚みにすることにより、蓋体の機械的強度を向上させることができる。
【００２０】
また、上記目的を達成するために、前記蓋体がガラスまたは水晶からなり、前記補強部および前記幅広部が傾斜面を有した蓋体であってもよい。このような蓋体であれば凹部底面と、補強部または幅広部との高低差が緩和されて曲面に近づくため、蓋体に加わる応力を分散させることができる。
【００２１】
前述のように容器体の凹部内に、圧電振動素子を接合した後、蓋体で前記凹部を気密封止した構造の圧電振動デバイス以外にも、中央の振動領域が薄肉で、当該領域の外周部分を厚肉とした，所謂、「逆メサ」構造の圧電振動素子においても本発明は適用可能である。例えば前記構造の圧電振動素子の場合、圧電振動素子の前記厚肉部分の表裏外周に接合材を介して、一対の本発明の蓋体の堤部を接合した圧電振動デバイス（三層構造）を得ることができる。このような構造の場合、高周波帯で小型かつ薄型の圧電振動デバイスを提供することができる。
【００２２】
また、上記目的を達成するために、前記補強部と前記堤部が略同一厚み、または前記補強部と前記堤部と前記幅広部が略同一厚みで成形された蓋体と、前記堤部の前記幅広部を含む領域との接合領域を有する圧電振動素子または容器体とが、接合材を介して前記接合領域で接合された圧電振動デバイスであってもよい。
【００２３】
前記蓋体は補強部と堤部とが略同一厚みで、または幅広部と補強部と堤部とが略同一厚みで成形されているため、圧電振動素子または容器体との接合領域を拡大することができる。つまり、補強部または幅広部が堤部よりも薄肉で形成されている場合は、堤部のみが接合領域となり得るのに対し、前記構成であれば補強部、または補強部と幅広部の両領域も接合領域とすることができるためである。
【００２４】
一方、圧電振動素子または容器体は、略同一厚みで成形された前記幅広部と前記補強部と前記堤部との接合領域を有しているため、断面視で略同一幅で幅広の接合領域で、蓋体と圧電振動素子とが、または前記蓋体と容器体とが、接合材を介して接合されることになる。以上の構成により、蓋体と容器体との接合強度をさらに向上させ、蓋体と容器体との接合後の蓋体の割れ等を抑制することができる。
【００２５】
さらに、前述のように断面視で略同一幅で幅広の接合領域で、蓋体と圧電振動素子または容器体とが接合材を介して接合されるため、接合材の圧電振動デバイスの内部空間への侵入を防止することができる。これにより、接合材が圧電振動デバイスの内部空間へ侵入した場合に発生するガスによる特性悪化を防止することができる。また、補強部および幅広部よる接合領域の拡大によって、金属ロウ材の形成量または形成位置の設計自由度も拡大する。
【００２６】
また、上記目的を達成するために、前記励振電極を外部端子へ導出するための引出導体が形成された容器体に、前記圧電振動素子を電気機械的に接合した後、本発明の蓋体で前記励振電極を気密封止した圧電振動デバイスであってもよい。
【００２７】
上記構成の圧電振動デバイスによれば、蓋体と容器体との接合後の蓋体の割れ等を抑制し、良好な特性の圧電振動デバイスを得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本発明によれば、蓋体の機械的強度を向上させるとともに、気密信頼性の高い圧電振動デバイス用蓋体および、当該蓋体を用いた圧電振動デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す蓋体の平面図
【図２】図１のＡ部拡大斜視図
【図３】本発明の第１の実施形態の変形例を示す補強部の斜視図
【図４】本発明の第２の実施形態を示す蓋体の平面図
【図５】本発明の第２の実施形態の変形例を示す蓋体の平面図
【図６】本発明の第３の実施形態を示す蓋体の平面図
【図７】本発明の第４の実施形態を示す蓋体の平面図
【図８】図７のＢ−Ｂ線における断面図
【図９】本発明の第５の実施形態を示す蓋体の平面図
【図１０】図９のＣ−Ｃ線における断面図
【図１１】本発明の第５の実施形態を示す接合前の水晶振動子の短辺方向断面図
【図１２】本発明の第５の実施形態を示す接合後の水晶振動子の短辺方向断面図
【図１３】本発明の他の適用例を示す水晶振動子の長辺方向断面図
【図１４】従来の実施形態を示す水晶振動子の断面模式図
【図１５】従来の実施形態を示す水晶振動子の断面模式図
【図１６】従来の実施形態を示す蓋体の平面図
【図１７】従来の実施形態を示す蓋体の平面図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
−第１の実施形態−
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では圧電振動素子として音叉型の水晶振動板を用い、容器体（以下、ベースと略）に形成された凹部内に水晶振動板の一端側を片持ち接合した後、前記凹部を蓋体で接合材を介して気密に接合した水晶振動子を例として示す。また、以下に述べる本発明の実施形態に係る蓋体の平面図は全て、ベースとの接合面側から見た主面を表した図となっている。
【００３１】
図１は本発明の第１の実施形態を示す蓋体の，前記ベースとの接合面側から見た平面図である。平面視矩形状の蓋体２は、ホウ珪酸ガラスからなり、蓋体２の一主面（前記ベースとの接合面側）の周縁には堤部２０が周状に形成されている。堤部２０は平面視で矩形状となっており、堤部２０の内側が凹部２３となっている。そして堤部２０の内側の四隅を含む領域には、補強部２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）がそれぞれ形成されている。ここで補強部２１は図２に示すように堤部２０の高さ（厚み）よりも低く（薄肉に）形成されている。
【００３２】
上記構成によれば、蓋体２の周縁部分は堤部２０によって機械的強度を補うことができるとともに、堤部２０から凹部２３側へ突出した補強部２１が形成されているため、さらに蓋体の機械的強度を向上させることができる。
【００３３】
具体的に補強部２１は堤部２０から突出形成され、堤部２０と一体成形された構造であるため、堤部２０と凹部２３との高低差（厚み差）を緩和することができる。つまり本構造によって、厚肉部分（堤部２０）と薄肉部分（凹部の底面２４）の境界となる領域を補強することができる。これにより、蓋体と容器体との接合後の蓋体の割れ等を抑制することができる。
【００３４】
また、上記構成によれば、蓋体２の周縁部分は堤部２０によって機械的強度を補うことができるとともに、補強部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄが堤部２０の内側四隅を含む領域（以下、コーナー部分と表記）に四箇所形成されているため、コーナー部分の機械的強度を向上させることができる。なお、図１において補強部は平面視で矩形となっているが、当該矩形の角部が曲率を有する形状であってもよい。
【００３５】
また、超小型かつ薄型の蓋体において四角枠状の堤部のみが形成されている場合、前記コーナー部分に割れ等が比較的発生しやすくなるが、本発明の第１の実施形態の構成であれば当該コーナー部を補強することができる。これにより、蓋体とベースとの接合後の残留応力による割れ等を防止することができる。
【００３６】
なお、補強部２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）は図３に示すように、堤部２０の高さ（厚み）と同一の高さ（厚み）で形成されていてもよい。このような構造であればコーナー部分の機械的強度が向上するととともに、蓋体の角部における接合領域を拡大させることができる。前記接合領域の拡大により、圧電振動子素子を収容するベースあるいは圧電振動素子との接合強度を向上させることができる。なお、図３においては補強部の角部は曲率を有する形状となっている。このような形状とすることによって、補強部と近接する堤部内壁面との境界が曲面でつながるため、当該境界を含む領域の補強効果を向上させることができる。
【００３７】
−第２の実施形態−
本発明の第２の実施形態を図４を用いて説明する。本実施形態では圧電振動板としてＡＴカット水晶振動板を用いた水晶振動子を例に挙げて説明する。なお、本発明の第２乃至５の実施形態において、第１の実施形態と同様の構成については同番号を付して説明の一部を割愛するとともに、前述の実施形態と同様の効果を有する。また本発明の第２乃至５の実施形態では、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３８】
本実施形態では図４に示すように補強部２１（２１ｅ、２１ｆ）が、平面視矩形状の堤部２０の四辺のうち、対向する二短辺の内側に形成されている。なお補強部２１（２１ｅ、２１ｆ）の短辺方向の中央を含む領域は、互いに対向するように均等に切り欠かれている（図４に示す切り欠き部２１０）。これは蓋体とベースとを接合した際に、水晶振動板と蓋体の補強部とが干渉しないようにするためである。
【００３９】
このような構成によれば、平面視矩形状の堤部２０の内側の対向する二短辺の，堤部２０と凹部底面２４の境界となる領域を補強することができる。つまりバランス良く、堤部２０と凹部底面２４の境界領域を補強することができる。前記補強により、蓋体とベースとの接合後の残留応力による割れ等を効果的に防止することができる。
【００４０】
なお、凹部２３に収容する水晶振動板の大きさや形状によって変化する凹部２３の内部空間（内部クリアランス）に応じて、補強部２１の形成位置を短辺側あるいは長辺側のいずれかを選択することで、限られた内部空間を有効活用できる（本発明の第２の実施形態の変形例として長辺側に補強部を形成した構成を図５に示す）。また、前記補強部は対向する二辺の全長に亘って形成されるだけでなく、対向する二辺の一部分に補強部が対向形成されていてもよい。
【００４１】
−第３の実施形態−
本発明の第３の実施形態を図６を用いて説明する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では補強部２１は堤部２０の内周の全てに形成されている。補強部２１の短辺方向の中央を含む領域は、本発明の第２の実施形態と同様に、水晶振動板と補強部とが干渉しないようにするために、互いに対向するように均等に切り欠かれている（図６に示す切り欠き部２１０）。
【００４２】
上記構成であれば、堤部２０と凹部底面２４の境界となる領域の全てを補強することができるため、さらに補強効果を向上させることができる。これにより、蓋体と容器体との接合後の残留応力による割れ等を効果的に防止することができる。
【００４３】
−第４の実施形態−
本発明の第４の実施形態を図７を用いて説明する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
本実施形態において補強部２１は堤部２０よりも薄肉で、かつ堤部２０の内周の全てに形成されている。補強部２１の短辺方向の中央を含む領域は、本発明の第２の実施形態と同様に、互いに対向するように均等に切り欠かれている（図７に示す切り欠き部２１０）。そして一対の幅広部２２，２２が補強部の二長辺の略中央を含む領域から凹部方向へ突出して対向形成されている。
【００４４】
上記構成によれば、幅広部２２と堤部２０とに挟まれた領域の補強部の機械的強度をさらに向上させることができる。つまり幅広部２２，２２を設けることにより、二つの長辺側の堤部の略中央領域をさらに補強することができる。なお、幅広部の形成位置は補強部の二長辺の略中央を含む領域に限定されるものではない。さらなる補強が必要となる位置に幅広部を形成することによって、補強部の補強効果をより向上させることができる。
【００４５】
本実施形態において蓋体の外形は湿式エッチングによって形成されており、これを図７のＢ−Ｂ線における断面図で表したものが図８となっている。堤部と補強部および幅広部の厚み方向に傾斜面Ｓが形成される。堤部２０および幅広部２２の壁面は傾斜面Ｓとなっているので、凹部底面２４と幅広部２２および堤部２０との高低差がより緩和されて曲面に近づくため、蓋体に加わる応力を分散させることができる。
【００４６】
−第５の実施形態−
本発明の第５の実施形態を図９乃至１２を用いて説明する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では圧電振動板として音叉型の水晶振動板を用いた水晶振動子を例に挙げて説明する。図９は蓋体の堤部が形成された主面の平面図であり、図１０は図９のＣ−Ｃ線における断面図となっている。
【００４７】
図９において補強部２１は、堤部の内周の全てに堤部２０と同一厚みで形成されている。一対の幅広部２２，２２は補強部の二長辺の略中央を含む領域から凹部方向へ突出して対向形成されており、その厚みは補強部２１および堤部２０と略同一厚みとなっている（図９において説明の便宜上、補強部と幅広部の領域を強調して表示）。図９において対向する二短辺の補強部は、蓋体とベースとの接合の際に水晶振動板４と干渉しないよう、水晶振動板に対応する領域がそれぞれ切り欠かれている（図９に示す切り欠き部２１０）。一方、一対の幅広部２２，２２は蓋体とベースとの接合の際に水晶振動板４と干渉しない位置まで補強部から突出形成されている。ここで幅広部２２と補強部２１は、堤部２０と一体成形された構造となっている。なお、堤部並びに補強部および幅広部の上面には、ベースとの接合に用いられる金属ロウ材（図９において図示省略）が形成される。
【００４８】
蓋体２は幅広部２２と補強部２１と堤部２０とが略同一厚みで成形されているため、圧水晶振動板またはベースとの接合領域を拡大することができる。つまり、補強部または幅広部が堤部よりも薄肉で形成されている場合は、堤部のみが接合領域となり得るのに対し、前記構成であれば補強部および幅広部の領域も接合領域とすることができるためである。
【００４９】
本実施形態において、蓋体２およびベース３の各々の外形は湿式エッチングによって形成されており、厚み方向に傾斜面が形成されている（図１０乃至１２参照）。図１０乃至１２に示すように幅広部２２の壁面は傾斜面となっているので、凹部底面２４と、補強部または幅広部との高低差が緩和されて曲面に近づくため、蓋体に加わる応力を分散させることができる。なお、蓋体２およびベース３の外形の成形手段は湿式エッチングに限定されるものではない。例えば湿式エッチングの他、乾式エッチング、ブラスト加工や複数層の積層によって外形を成形してもよい。
【００５０】
図１１は蓋体２とベース３とが接合される前の状態を表した図である。図１１において堤部２０上面と堤部外周縁の傾斜面を含む領域には、金属ロウ材６が周状に形成されている。ベース３はホウ珪酸ガラスからなる箱状の容器体であり、平面視矩形状の堤部３０と、その内側に凹部を備え、凹部内には段部（図示省略）が形成されている。段部の上面には一対の搭載電極（図示省略）が形成されており、当該搭載電極はベースの外部底面に形成された図示しない外部端子と、ベース内部の引出導体（図示省略）を経由して電気的に接続されている。
【００５１】
図１１においてベース３はホウ珪酸ガラスからなり、水晶振動板４を収容するための凹部と、その外周に堤部３０を有する構造となっている。ベース３の凹部３３の底面には水晶振動板と接合材を介して接合される電極（以下、搭載電極と表記。図示省略）が形成されており、ベース３の外部底面（凹部３３の底面と対向する主面）には図示しない接続端子が形成されている。前記電極と接続端子とはベース内部に形成された内部導体（図示省略）とを介して電気的に接続されている。
【００５２】
本実施形態において堤部３０と補強部と幅広部とは一体的に形成されている（図１１においては補強部と幅広部とを補強部３２として一体表記）。堤部３０の上面には金属ロウ材６が周状に形成されている。堤部３０の上面は蓋体２との接合領域となっており、堤部３０には蓋体２の幅広部２２と補強部２１と堤部２０とを含む領域と対応した，幅広の接合領域が形成されている。つまり蓋体とベースともに、断面視で略同一幅の幅広の接合領域が形成されている。前記幅広の接合領域を有することにより、蓋体と容器体との接合強度をさらに向上させ、蓋体と容器体との接合後の蓋体の割れ等を抑制することができる。
【００５３】
図１１において水晶振動板４は、一対の腕部（図１１乃至１２参照）と当該腕部の一端側と接続された基部と、基部と接続された延出部とを有する音叉型の水晶振動板である。前記水晶振動板の表面および側面には各種電極（図示省略）が形成されている。なお本発明は音叉型の水晶振動板（ＢＴカット）に限定されるものではなく、ＡＴカット水晶振動板にも適用可能である。
【００５４】
図１１において水晶振動板４は前述の搭載電極上に接合材によって固着されている。これにより水晶振動板の前述の各種電極と搭載電極とが電気的機械的に接続されている。なお前記接合材として導電性接着材が用いられるが、導電性接着材に限定されるものではなく、金錫合金等の合金や金属バンプを用いてもよい。
【００５５】
次に、蓋体２とベース３との接合について説明する。蓋体２の金属ロウ材６が、ベース３の金属ロウ材６に平面視で略一致するように、蓋体２をベース３上に位置決め載置した後、金属ロウ材を加熱溶融させることにより、蓋体とベースの各金属ロウ材が一体化されて蓋体とベースとが接合される。前記接合後の状態を図１２に示す。ここで金属ロウ材を加熱溶融させると溶融金属は表面張力により、平面視略矩形の接合領域の長辺中央付近へ引き寄せられて滞留し易くなるが、蓋体２およびベース３には、断面視で略同一幅で幅広の接合領域が形成されているため、溶融金属が前記長辺中央付近に溜まったとしても、溶融金属の水晶振動子１の内部空間への侵入を防止することができる。これにより、水晶振動子の内部空間への接合材侵入による特性悪化を防止することができる。また、補強部および幅広部による接合領域の拡大によって、金属ロウ材の形成量または形成位置の設計自由度も拡大する。なお図１２の接合後の状態において、蓋体２およびベース３の各々に形成された補強部（幅広部含む）は、平面視で水晶振動板とは重ならない位置となっている。本発明は平面視で補強部および幅広部が圧電振動素子と重なる位置であっても、補強部および幅広部が水晶振動板と干渉しない厚み（高さ）で形成することにより適用は可能であるが、補強部および幅広部を平面視で圧電振動素子と重ならない位置に形成することが好ましい。
【００５６】
次に本発明の他の適用例を図１３に示す。本発明は、蓋体２と、中央の振動領域が薄肉で当該領域の外周部分が厚肉で一体成形された水晶振動板４（所謂、逆メサ構造）と、平板状のベース３（容器体）のような三層構造の水晶振動子にも適用可能である。このような構造の場合、高周波帯で小型かつ薄型の圧電振動デバイスを提供することができる。なお、本発明の適用は前記圧電振動素子の構造に限定されるものではなく、その他の構造の圧電振動素子に対しても本発明は適用可能である。
【００５７】
本発明の実施形態では表面実装型水晶振動子を例にしているが、水晶フィルタ、集積回路等の電子部品に水晶振動子を組み込んだ水晶発振器など、電子機器等に用いられる他の表面実装型の圧電振動デバイスにも適用可能である。
【００５８】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
圧電振動デバイスの量産に適用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 水晶振動子
２ 蓋体
２０ 堤部（蓋体）
２１ 補強部
２２ 幅広部
２３ 凹部
２４ 凹部底面
３ 容器体
３０ 堤部（容器体）
４ 水晶振動板
６ 金属ロウ材
Ｓ 傾斜面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動素子に形成された励振電極を気密封止してなる圧電振動デバイスの蓋体であって、前記蓋体の一主面の周縁に周状形成された堤部と、当該堤部内側の凹部とを備え、
前記堤部から前記凹部側へ突出した補強部が形成されていることを特徴とする圧電振動デバイス用蓋体。
【請求項２】
前記補強部が、平面視矩形状の前記堤部の内側四隅を含む領域に四箇所形成されて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用蓋体。
【請求項３】
前記補強部が、平面視矩形状の前記堤部の四辺のうち、対向する二辺に形成されて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用蓋体。
【請求項４】
前記補強部が、前記堤部の内周の全てに形成されて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用蓋体。
【請求項５】
前記補強部が、前記凹部側にさらに突出した幅広部を有していることを特徴とする請求項３乃至４のいずれかに記載の圧電振動デバイス用蓋体。
【請求項６】
前記補強部は、前記励振電極を前記蓋体で気密封止したときに、圧電振動素子の振動領域と干渉しない位置若しくは厚みにて形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の圧電振動デバイス用蓋体。
【請求項７】
前記蓋体がガラスまたは水晶からなり、前記補強部および前記幅広部が傾斜面を有していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の圧電振動デバイス用蓋体。
【請求項８】
前記補強部と前記堤部が略同一厚み、または前記補強部と前記堤部と前記幅広部が略同一厚みで成形された請求項１乃至７のいずれかに記載の蓋体と、
前記堤部の前記幅広部を含む領域との接合領域を有する圧電振動素子または容器体とが、接合材を介して前記接合領域で接合されたことを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項９】
前記励振電極を外部端子へ導出するための引出導体が形成された容器体に、前記圧電振動素子を電気機械的に接合した後、請求項１乃至８のいずれかに記載の圧電振動デバイス用蓋体で前記励振電極を気密封止してなる圧電振動デバイス。
【請求項１】
圧電振動素子に形成された励振電極を気密封止してなる圧電振動デバイスの蓋体であって、前記蓋体の一主面の周縁に周状形成された堤部と、当該堤部内側の凹部とを備え、
前記堤部から前記凹部側へ突出した補強部が形成されていることを特徴とする圧電振動デバイス用蓋体。
【請求項２】
前記補強部が、平面視矩形状の前記堤部の内側四隅を含む領域に四箇所形成されて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用蓋体。
【請求項３】
前記補強部が、平面視矩形状の前記堤部の四辺のうち、対向する二辺に形成されて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用蓋体。
【請求項４】
前記補強部が、前記堤部の内周の全てに形成されて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用蓋体。
【請求項５】
前記補強部が、前記凹部側にさらに突出した幅広部を有していることを特徴とする請求項３乃至４のいずれかに記載の圧電振動デバイス用蓋体。
【請求項６】
前記補強部は、前記励振電極を前記蓋体で気密封止したときに、圧電振動素子の振動領域と干渉しない位置若しくは厚みにて形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の圧電振動デバイス用蓋体。
【請求項７】
前記蓋体がガラスまたは水晶からなり、前記補強部および前記幅広部が傾斜面を有していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の圧電振動デバイス用蓋体。
【請求項８】
前記補強部と前記堤部が略同一厚み、または前記補強部と前記堤部と前記幅広部が略同一厚みで成形された請求項１乃至７のいずれかに記載の蓋体と、
前記堤部の前記幅広部を含む領域との接合領域を有する圧電振動素子または容器体とが、接合材を介して前記接合領域で接合されたことを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項９】
前記励振電極を外部端子へ導出するための引出導体が形成された容器体に、前記圧電振動素子を電気機械的に接合した後、請求項１乃至８のいずれかに記載の圧電振動デバイス用蓋体で前記励振電極を気密封止してなる圧電振動デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−９２８０（Ｐ２０１３−９２８０Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４２３５５（Ｐ２０１１−１４２３５５）
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
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