圧電振動子
【課題】圧電振動片の特性に悪影響を及ぼす外的応力を回避させる。
【解決手段】水晶振動子１は、水晶振動片２と、この水晶振動片２を保持するベース３と、ベース３に保持した水晶振動片２を気密封止するためのキャップ４と、水晶振動片２への外的応力を軽減させるサポート材５とからなる。この水晶振動子１では、ベース３とキャップ４とが接合されて筐体が構成され、筐体の内部のベース３上にサポート材５を介して水晶振動片２が保持されるとともに、筐体の内部が気密封止される。サポート材５は、脆性材である水晶片からなるＺ板であり、水晶振動片２と接合するための水晶振動片用接合部５１１，５１２と、ベース３と接合するためのベース用接合部５２１，５２２と、外的応力を軽減するためのスプリング部５３とから構成される。
【解決手段】水晶振動子１は、水晶振動片２と、この水晶振動片２を保持するベース３と、ベース３に保持した水晶振動片２を気密封止するためのキャップ４と、水晶振動片２への外的応力を軽減させるサポート材５とからなる。この水晶振動子１では、ベース３とキャップ４とが接合されて筐体が構成され、筐体の内部のベース３上にサポート材５を介して水晶振動片２が保持されるとともに、筐体の内部が気密封止される。サポート材５は、脆性材である水晶片からなるＺ板であり、水晶振動片２と接合するための水晶振動片用接合部５１１，５１２と、ベース３と接合するためのベース用接合部５２１，５２２と、外的応力を軽減するためのスプリング部５３とから構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動子は、ベースとキャップとから筐体が構成されている。この筐体の内部には、圧電振動片がベース上に保持されている。そして、ベースとキャップとが接合されることで、筐体の内部の圧電振動片が気密封止されている。
【０００３】
ところで、ベース上に圧電振動片を保持する際、圧電振動片は接合材を用いてベースに接合される。この接合の際、接合材（支持系）からの外的応力（ベースへの圧電振動片の接合の際に発生する熱応力）などが圧電振動片に直接かかってしまい、圧電振動片の特性（周波数等）に悪影響を及ぼす。この悪影響は、圧電振動片の高周波化及び小型化にともなって著しくなる。
【０００４】
そこで、現在、ベース上に圧電振動片を保持する際、接合材からの外的応力が圧電振動片に直接かかるのを回避する技術が開示されている（例えば、下記する特許文献１ご参照。）。
【０００５】
この下記する特許文献１に開示の技術では、ベース上に接合材を用いて直方体からなる一枚板の水晶片が接合される。そして、水晶片上に接合材を用いて圧電振動片が接合されて、ベース上に圧電振動片が保持される。すなわち、ベースと圧電振動片との間に水晶素片が介在している。この水晶素片が介在することで、接合材からの外的応力を、水晶素片で緩衝し、圧電振動片に外的応力が直接かかるのを防止している。
【特許文献１】特開２０００−２７８０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した特許文献１に開示の水晶素片をベースと圧電振動片との接合に介在させた場合であっても、その効果は顕著には表れない。すなわち、水晶素片が一枚板であるために接合材からの外的応力は、緩衝しきれずに水晶素片を通って圧電振動片にまでかかり、圧電振動片の特性に影響が及ぶ。
【０００７】
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、圧電振動片の特性に悪影響を及ぼす外的応力を回避させる圧電振動子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】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる圧電振動子は、ベースとキャップとが接合されて筐体が構成され、前記筐体の内部の前記ベース上に圧電振動片が保持されるとともに、前記筐体の内部が気密封止された圧電振動子において、前記圧電振動片は、脆性材からなるサポート材を介して前記ベース上に保持され、前記圧電振動片と前記サポート材が接合されるとともに、前記ベースと前記サポート材が接合され、前記サポート材は、前記圧電振動片と接合するための圧電振動片用接合部と、前記ベースと接合するためのベース用接合部とが、外的応力を軽減するためのスプリング部を介して連結された構成からなることを特徴とする。
【０００９】
本発明にかかる圧電振動子によれば、前記圧電振動片は、脆性材からなるサポート材を介して前記ベース上に保持され、前記圧電振動片と前記サポート材が接合されるとともに、前記ベースと前記サポート材が接合され、前記サポート材は、前記圧電振動片と接合するための圧電振動片用接合部と、前記ベースと接合するためのベース用接合部とが、外的応力を軽減するためのスプリング部を介して連結された構成からなるので、前記スプリング部により前記圧電振動片の製造の際、各部材の接合にかかる支持系からの外的圧力を軽減させることが可能となり、圧電振動片の特性に悪影響を及ぼす外的応力を緩衝させることが可能となる。その結果、当該圧電振動子に与える支持系の外的応力を軽減することが可能となり、等価定数（ＣＩ値）特性,スプリアス特性，温度特性，エージング特性などの前記圧電振動子の特性の改善を図ることが可能となる。なお、ここでいう各部材の接合とは、前記支持系を前記ベースと前記サポート材との接合だけでなく、前記ベースと前記キャップとの接合において生じる外的応力も含まれる。
【００１０】
また、本発明にかかる圧電振動子によれば、前記サポート材が、脆性材からなっているので、前記サポート材の膨張係数が前記圧電振動片の膨張係数に近似する。そのため、前記ベースと前記圧電振動片との間に前記サポート材を設けることによる前記圧電振動片の特性の悪化はなく、外的応力を緩衝させることが可能となる。
【００１１】
前記構成において、前記スプリング部には、複数の自由端部が設けられ、前記圧電振動片用接合部及び前記ベース用接合部が、それぞれ個別の前記自由端部と連結されてもよい。
【００１２】
この場合、前記スプリング部には、複数の前記自由端部が設けられ、前記圧電振動片用接合部及び前記ベース用接合部が、それぞれ個別の前記自由端部と連結されるので、前記圧電振動片用接合部から前記自由端部に伝わる外的応力を前記自由端部を含む前記スプリング部のおいて分散させるとともに、前記自由端部から前記ベース用接合部に伝わる外的応力を前記自由端部を含む前記スプリング部において分散させて、前記圧電振動片に伝わる外的応力を軽減させることが可能となる。
【００１３】
前記構成において、前記圧電振動片用接合部は、前記スプリング部に対して厚みを有してもよい。
【００１４】
この場合、前記圧電振動片用接合部は、前記スプリング部に対して厚みを有するので、例えば、接合の際に接合材を用いる場合、前記スプリング部に付する前記接合材を前記スプリング部の壁面へ回り込ませて他の構成部材への前記接合材の付着を防止することが可能となる。
【００１５】
前記構成において、前記ベース用接合部における接合位置と、前記圧電振動片用接合部における接合位置とは、前記スプリング部を介した前記サポート材上の前記ベース用接合部における接合位置から前記圧電振動片用接合部における接合位置までの距離が遠くなるように設定されてもよい。
【００１６】
この場合、前記ベース用接合部における接合位置と、前記圧電振動片用接合部における接合位置とは、前記スプリング部を介した前記サポート材上の前記ベース用接合部における接合位置から前記圧電振動片用接合部における接合位置までの距離が遠くなるように設定されるので、前記ベースから前記圧電振動片へ外的応力を伝える経路を長くすることが可能となる。そのため、前記ベースから前記圧電振動片に伝わる外的応力を経路途中で分散軽減させて、最終的に圧電振動片に伝わる外的応力を効率よく軽減させることが可能となる。
【００１７】
前記構成において、前記サポート材の外形は、前記圧電振動片の外形と略同等もしくは小さくなるように設定されてもよい。
【００１８】
この場合、前記サポート材の外形は、前記圧電振動片の外形と略同等もしくは小さくなるように設定されるので、前記サポート材の設置により当該圧電振動子の小型化を妨げることはなく、当該圧電振動子の小型化を図ることが可能となる。
【００１９】
前記構成において、前記圧電振動片は、水晶片であり、前記サポート材は、異方性の影響を受けにくい材料であってもよい。
【００２０】
この場合、前記圧電振動片は水晶片であり、前記サポート材は異方性の影響を受けにくい材料（例えば、水晶片からなるＺ板）であるので、前記サポート材を成形する際のエッチング時、異方性の影響を受けにくく、前記サポート材の形状を任意の形状に容易に成形することが可能となる。これは、異方性の影響を受けにくい材料の場合、前記サポート材を成形する際のエッチングの時、予め設定した軸方向に対して斜め方向にエッチングするため、前記サポート材の形状を任意の形状に成形することが難しくなるためである。また、前記サポート材が異方性の影響を受けにくい材料であるので、前記圧電振動片の振動の影響を受けることがなく、前記サポート材の設置により前記圧電振動片の特性を悪化させることを防止することが可能となる。また、異方性の影響を受けにくい材料に水晶片からなるＺ板を適用した場合、前記圧電振動片と前記サポート材が同一の水晶片であるので、膨張係数が同じとなり、前記ベースと前記圧電振動片との間に前記サポート材を設けることによる外的応力の緩衝に好ましい。
【００２１】
前記構成において、前記圧電振動片の前記サポート材との接合位置が、Ｚ’軸に対して３０度傾いた位置であってもよい。
【００２２】
この場合、前記圧電振動片の前記サポート材との接合位置が、Ｚ’軸に対して３０度傾いた位置であるので、前記圧電振動片への前記サポート材の接合による外的応力がかからない。
【００２３】
前記構成において、前記サポート材は、複数個設けられるとともに、これら複数個のサポート材は積層され、下方に前記サポート材が配された前記サポート材のベース用接合部は、前記下方のサポート材との接合部として用いられ、かつ、上方に前記サポートが配された前記サポート材の圧電振動片用接合部は、前記上方のサポート材との接合部として用いられてもよい。
【００２４】
この場合、前記サポート材が複数個設けられるとともに、これら複数個のサポート材は積層され、前記下方にサポート材が配された前記サポート材のベース用接合部は、前記下方のサポート材との接合部として用いられ、かつ、前記上方にサポートが配された前記サポート材の圧電振動片用接合部は、前記上方のサポート材との接合部として用いられるので、前記ベースから前記圧電振動片へ外的応力を伝える経路を長くすることが可能となる。そのため、前記ベースから前記圧電振動片に伝わる外的応力を経路途中で分散軽減させて、最終的に圧電振動片に伝わる外的応力を効率よく軽減させることが可能となる。
【００２５】
前記構成において、前記ベースにバンプが形成され、前記バンプ上に前記サポート材が接合されてもよい。
【００２６】
この場合、前記ベースにバンプが形成され、前記バンプ上に前記サポート材が接合されるので、接合の際に接合材を用いない場合、例えば、金属材料による超音波接合やワイヤ接合により前記バンプ上に前記サポート材が接合される場合、前記ベース上の非接合領域への接合材の付着がなくなり、前記ベースの各部材の搭載領域を有効利用することが可能となる。また、接合の際に接合材を用いる場合、前記バンプ上に付する前記接合材を前記バンプの壁面へ回り込ませて他の構成部材への前記接合材の付着を防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明にかかる圧電振動子によれば、圧電振動片の特性に悪影響を及ぼす外的応力を緩衝させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態では、圧電振動子として水晶振動子に本発明を適用した場合を示す。
〔実施の形態１〕
【００２９】
本実施の形態１にかかる水晶振動子１は、図１，２に示すように、水晶振動片２（本発明でいう圧電振動片）と、この水晶振動片２を保持するベース３と、ベース３に保持した水晶振動片２を気密封止するためのキャップ４と、水晶振動片２への外的応力を軽減させるサポート材５とからなる。
【００３０】
この水晶振動子１では、ベース３とキャップ４とが接合されて筐体が構成され、筐体の内部のベース３上にサポート材５を介して水晶振動片２が保持されるとともに、筐体の内部が気密封止される。この際、図２に示すように、ベース３と水晶振動片２とサポート材５とは、それぞれ導電性接合材６（以下、接合材という）を用いて接合されている（熱接合処理）。次に、この水晶振動子１の各構成について説明する。
【００３１】
水晶振動片２は、図１，２に示すように、ＡＴカットの水晶片（図示省略）からなり、平面視矩形上の一枚板の直方体に成形されている。この水晶振動片２の表裏面には、それぞれ励振電極（図示省略）と、これらの励振電極を外部電極（本実施の形態では、下記するベース３の電極パッド３２，３３）と電気的に接続するために励振電極から引き出された引出電極（図示省略）とが形成されている。これらの励振電極及び引出電極は、例えば、水晶振動板側からクロム、金の順に、あるいはクロム、金、クロムの順に、あるいはクロム、銀、クロムの順に積層して形成されている。
【００３２】
ベース３は、例えば、セラミック材料からなり、図１，２に示すように、平面視矩形上の一枚板の直方体に成形されている。このベース３の表面３１の外周縁は、キャップ４との接合領域であり、この接合領域には、ガラス層（図示省略）が焼き付け加工等の手法により形成されている。なお、ガラス層を形成しなくてもベース３とキャップ４の気密接合を行うことが可能であるが、ガラス層を形成することにより接合強度を向上させることができる。また、このベース３の表面３１には、水晶振動片２の励振電極（下記参照）と電気的に接続する電極パッド３２，３３が形成されている。この電極パッド３２，３３は、それぞれに対応した接続電極３４，３５を介して、ベース３の裏面に形成される端子電極（図示省略）に電気的に接続されている。この端子電極から外部部品や外部機器と接続される。なお、これらの端子電極、電極パッド３２，３３、接続電極３４，３５は、タングステン、モリブデン等のメタライズ材料を印刷した後にベースと一体的に焼成して形成される。そして、これらの端子電極、電極パッド３２，３３、接続電極３４，３５のうち一部のものについては、メタライズ上部にニッケルメッキが形成され、その上部に金メッキが形成されて構成される。
【００３３】
キャップ４は、セラミック材料からなり、図１に示すように、下部が開口した形状であって、垂直方向の断面が逆凹状に成形されている。
【００３４】
サポート材５は、図１，２に示すように、脆性材である水晶片からなるＺ板である。このサポート材５の外形は、図１，２に示すように、水晶振動片２の外形と略同等もしくは小さくなるように設定されている。
【００３５】
サポート材５は、図１，２に示すように、水晶振動片２と接合するための水晶振動片用接合部５１１，５１２と、ベース３と接合するためのベース用接合部５２１，５２２と、外的応力を軽減するためのスプリング部５３とから構成される。
【００３６】
水晶振動片用接合部５１１，５１２は、図１，２に示すように、直方体からなり、内部が垂直方向に貫通して中空状態に形成されている。また、スプリング部５３に対して厚みを有する。さらに、水晶振動片用接合部５１１，５１２の一側面において下記するスプリング部５３の自由端部５Ａ，５Ｂが連結される。
【００３７】
ベース用接合部５２１，５２２は、図１，２に示すように、短冊状の直方体からなり、スプリング部５３と同等の厚みを有する。また、ベース用接合部５２１，５２２の一側面において下記するスプリング部５３の自由端部５Ｃ，５Ｄが連結される。
【００３８】
スプリング部５３には、図１，２に示すように、直方体からなり、中心部５４が垂直方向に貫通して中空状態に形成されている。また、スプリング部５３の外周側面から、図１，２に示すように、４つの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄが設けられている。これらの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄは、それぞれ順に水晶振動片用接合部５１１，５１２、及びベース用接合部５２１，５２２と連結するために設けられている。
【００３９】
上記した水晶振動片用接合部５１１，５１２とベース用接合部５２１，５２２とは、図１，２に示すように、スプリング部５３を介して連結されている。また、ベース３と水晶振動片２の位置関係に関して、図２に示すように、ベース用接合部５２１，５２２における接合材６の接合位置５５と、水晶振動片用接合部５１１，５１２における接合材６の接合位置５６とは、スプリング部５３を介したサポート材５上のベース用接合部５２１，５２２における接合位置５５から水晶振動片用接合部５１１，５１２における接合位置５６までの距離が遠くなるように設定されている。
【００４０】
ところで、通常、ベース３へのサポート材５の接合及び、サポート材５への水晶振動片２の熱接合の際に各部材において外形変形もしくは歪みが生じる。この外形変形もしくは歪みによって外的応力が生じ、この外的応力がサポート材５を介して水晶振動片２にかかる。
【００４１】
しかしながら、上記した本実施の形態１にかかる水晶振動子１によれば、図１，２に示すように、水晶振動片２が、脆性材からなるサポート材５を介してベース３上に保持され、水晶振動片２とサポート材５とベース３とは、それぞれ接合材６を用いて接合され、サポート材５が、水晶振動片２と接合するための水晶振動片用接合部５１１，５１２と、ベース３と接合するためのベース用接合部５２１，５２２とが、外的応力を軽減するためのスプリング部５３を介して連結された構成からなる。そのため、スプリング部５３により水晶振動片２の製造の際、各部材の接合にかかる支持系（例えば、接合材６など）からの外的圧力を軽減させることができ、水晶振動片２の特性に悪影響を及ぼす外的応力を緩衝させることができる。その結果、水晶振動子１に与えるベース３や接合材６などの支持系の外的応力を軽減することができ、等価定数（ＣＩ値）特性,スプリアス特性，温度特性，エージング特性などの水晶振動子１の特性の改善を図ることができる。なお、本実施の形態１では、支持系をベース３とサポート材５との接合に用いる接合材６に関連つけているが、外的応力には、ベース３とキャップ４との接合において生じる外的応力などの他の支持系の外的応力も含まれる。
【００４２】
また、サポート材５が、脆性材からなっているので、サポート材５の膨張係数が水晶振動片２の膨張係数に近似する。そのため、ベース３と水晶振動片２との間にサポート材５を設けることによる水晶振動片２の特性の悪化はなく、外的応力を緩衝させることができる。
【００４３】
また、スプリング部５３には、４つの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄが設けられ、水晶振動片用接合部５１１，５１２及びベース用接合部５２１，５２２が、それぞれ個別の自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄと連結されるので、水晶振動片用接合部５１１，５１２から自由端部５Ａ，５Ｂに伝わる外的応力を自由端部５Ａ，５Ｂを含むスプリング部５３において分散させるとともに、自由端部５Ｃ，５Ｄからベース用接合部５２１，５２２に伝わる外的応力を自由端部５Ｃ，５Ｄを含むスプリング部５３において分散させて、水晶振動片２に伝わる外的応力を軽減させることができる。
【００４４】
また、水晶振動片用接合部５１１，５１２は、スプリング部５３に対して厚みを有するので、スプリング部５３に付する接合材６をスプリング部５３の壁面へ回り込ませて他の構成部材への接合材６の付着を防止することができる。
【００４５】
また、ベース用接合部５２１，５２２における接合位置５５と、水晶振動片用接合部５１１，５１２における接合位置５６とは、スプリング部５３を介したサポート材５上のベース用接合部５２１，５２２における接合位置５５から水晶振動片用接合部５１１，５１２における接合位置５６までの距離が遠くなるように設定されるので、ベース３から水晶振動片２へ外的応力を伝える経路を長くすることができる。そのため、ベース３から水晶振動片２に伝わる外的応力を経路途中で分散軽減させて、最終的に水晶振動片２に伝わる外的応力を効率よく軽減させることができる。
【００４６】
また、サポート材５の外形は、図１，２に示すように、水晶振動片２の外形と略同等もしくは小さくなるように設定されるので、サポート材５の設置により水晶振動子１の小型化を妨げることはなく、水晶振動子１の小型化を図ることができる。
【００４７】
また、水晶振動片２は水晶片であり、サポート材５は水晶片からなるＺ板であり、異方性の影響を受けにくい材料であるので、サポート材５を成形する際のエッチング時、異方性の影響を受けにくく、サポート材５の形状を任意の形状に容易に成形することができる（下記する実施の形態参照）。なお、サポート材５に水晶振動片と同様のＡＴカット板を用いた場合、Ｚ板と比較してサポート材５を成形する際のエッチングの影響を受け易く、予め設定した軸に対して垂直方向にエッチングしたい場合であっても斜め方向にエッチングするため、サポート材５の形状を任意の形状に成形することが難しい。そのため、サポート材５にＺ板を用いることが好ましい。また、サポート材５が異方性の影響を受けにくい材料であるので、水晶振動片２の振動の影響を受けることがなく、サポート材５の設置により水晶振動片２の特性を悪化させることを防止することができる。また、水晶振動片２とサポート材５が同一の水晶片であるので、膨張係数が同じとなり、ベース３と水晶振動片２との間にサポート材５を設けることによる外的応力の緩衝に好ましい。
【００４８】
なお、本実施の形態１では、サポート材５として水晶片を適用しているが、これに限定されるものではなく、脆性材であれば他の形態であってもよく、例えば、異方性材料ではないガラス材からなってもよい。
【００４９】
また、本実施の形態１では、サポート材５に４つの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄを設けているが、これに限定されるものではなく、連結する水晶振動片用接合部及びベース用接合部に対応させて自由端部の数を任意に設定してもよい。
【００５０】
また、本実施の形態１では、図１，２に示すように、平面視矩形上の一枚板の直方体に成形されたベース３と、下部が開口した垂直方向の断面が逆凹状に成形されたキャップ４とを用いているが、これに限定されるものではない。ベース３とキャップ４とにより水晶振動片２を気密封止できれば、ベースとキャップの形状は任意に設定してもよい。例えば、下記する実施の形態２に示す形態であってもよい。
〔実施の形態２〕
【００５１】
次に、本実施の形態２にかかる水晶振動子を図面を用いて説明する。なお、本実施の形態２にかかる水晶振動子は、上記した実施の形態１に対して、ベース、キャップ及びサポート材の形状が異なる。そこで、本実施の形態２では、上記した実施の形態１と異なる構成について説明し、同一の構成についての説明を省略する。そのため、同一構成による作用効果及び変形例は、上記した第１の実施形態と同様の作用効果及び変形例を有する。
【００５２】
本実施の形態２にかかる水晶振動子１は、図３，４に示すように、水晶振動片２とベース３とキャップ４とサポート材５とからなる。
【００５３】
ベース３は、例えばアルミナセラミック材料からなり、平面視矩形上の一枚板のベース基体３６と、中央部分が大きく開口されるとともに外形サイズがベース基体３６とほぼ等しい枠体３７とからなり、図３，４に示すように、これらベース基体３６と枠体３７とが積層されて一体的に焼成されている。この枠体３７の上面は、キャップ４との接合領域であり、この接合領域には、焼成成形後にガラス層が焼き付け加工等の手法により形成されている。
【００５４】
キャップ４は、セラミック材料からなり、図３に示すように、平面視矩形上の一枚板の直方体に成形されている。
【００５５】
サポート材５は、図３，４に示すように、脆性材である水晶片からなるＺ板である。また、図３，４に示すように、サポート材５の外形は、水晶振動片２の外形と略同等もしくは小さくなるように設定されている。
【００５６】
サポート材５は、図３，４に示すように、水晶振動片２と接合するための水晶振動片用接合部５１１，５１２と、ベース３と接合するためのベース用接合部５２１，５２２が、外的応力を軽減するためのスプリング部５３とから構成されている。
【００５７】
水晶振動片用接合部５１１，５１２は、図３，４に示すように、直方体からなり、スプリング部５３に対して厚みを有する。また、水晶振動片用接合部５１１，５１２の一側面において下記するスプリング部５３の自由端部５Ａ，５Ｂが連結される。
【００５８】
ベース用接合部５２１，５２２は、図３，４に示すように、短冊状の直方体からなり、スプリング部５３と同等の厚みを有する。また、ベース用接合部５２１，５２２の一側面において下記するスプリング部５３の自由端部５Ｃ，５Ｄが連結される。
【００５９】
スプリング部５３には、図３，４に示すように、円柱からなり、中心部５４が垂直方向に貫通して中空状態に形成されている。また、スプリング部５３の外周側面から、図３，４に示すように、４つの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄが設けられている。これらの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄは、それぞれ順に水晶振動片用接合部５１１，５１２、及びベース用接合部５２１，５２２と連結するために設けられている。
【００６０】
上記した水晶振動片用接合部５１１，５１２とベース用接合部５２１，５２２とは、図３，４に示すように、スプリング部５３を介して連結されている。また、ベース３と水晶振動片２の位置関係に関して、図４に示すように、水晶振動片用接合部５１１，５１２における接合材６の接合位置５５と、ベース用接合部５２１，５２２における接合材６の接合位置５６とは、スプリング部５３を介したサポート材５上のベース用接合部５２１，５２２における接合位置５６から水晶振動片用接合部５１１，５１２における接合位置５５までの距離が遠くなるように設定されている。
【００６１】
なお、本実施の形態２では、上記した図３，４に示すサポート材５を用いているが、これに限定されるものではなく、これらの形態は任意に設定してもよい。例えば、下記する図５〜１２に示す水晶振動子１であってもよい。
【００６２】
図５に示す水晶振動子１は、水晶振動片２を一端で保持する片保持型の水晶振動子１である。サポート材５は、図５に示すように、中心部の直方体のスプリング部５３と、このスプリング部５３に連結された水晶振動片用接合部５１１，５１２及びベース用接合部５２１，５２２と、から構成される。スプリング部５３には、その直方体の長手方向両側面であってその長手方向の端部に４つの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄが設けられ、これらの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄに水晶振動片用接合部５１１，５１２及びベース用接合部５２１，５２２が連結されている。また、図５に示す水晶振動子１では、サポート材５の一端部をベース用接合部５２１及び水晶振動片用接合部５１１とし、他端部をベース用接合部５２２及び水晶振動片用接合部５１２とする。
【００６３】
そして、図５に示す水晶振動子１では、サポート材５のベース用接合部５２１，５２２においてサポート材５がベース３に接合材６を用いて接合され、サポート材５の水晶振動片用接合部５１１，５１２においてサポート材５が水晶振動片２に接合材６を用いて接合される。なお、水晶振動片２のサポート材５との接合位置は、図５に示すように、サポート材５のスプリング部５３の中心部からＺ’軸に対して夫々３０度傾いた位置に設定され、水晶振動片用接合部５１１，５１２の接合位置（接合材６参照）において水晶振動片２とサポート材５が接合される。この接合構成によれば、接合材６による水晶振動片２へのサポート材５の接合による外的応力がかからない。
【００６４】
図６に示す水晶振動子１は、水晶振動片２を両端で保持する両保持型の水晶振動子１である。サポート材５は、図６に示すように、中心部の直方体のスプリング部５３と、このスプリング部５３に連結された水晶振動片用接合部５１１，５１２及びベース用接合部５２１，５２２と、から構成される。スプリング部５３には、その直方体の長手方向両側面であってその長手方向の端部に４つの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄが設けられ、これらの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄに水晶振動片用接合部５１１，５１２及びベース用接合部５２１，５２２が連結されている。また、図６に示すように、水晶振動片用接合部５１１，５１２が対角位置に配されるとともに、ベース用接合部５２１，５２２が対角位置に配されている。
【００６５】
そして、図６に示す水晶振動子１では、サポート材５のベース用接合部５２１，５２２においてサポート材５がベース３に接合材６を用いて接合され、サポート材５の水晶振動片用接合部５１１，５１２においてサポート材５が水晶振動片２に接合材６を用いて接合される。なお、水晶振動片２のサポート材５との接合位置は、図５に示すように、サポート材５のスプリング部５３の中心部からＺ’軸に対して夫々３０度傾いた位置に設定され、水晶振動片用接合部５１１，５１２の接合位置（接合材６参照）において水晶振動片２とサポート材５が接合される。この接合構成によれば、接合材６による水晶振動片２へのサポート材５の接合による外的応力がかからない。
【００６６】
図７に示す水晶振動子１は、水晶振動片２を一端で保持する片保持型の水晶振動子１である。なお、図７（ｂ）では、水晶振動板２の記載を省略している。サポート材５は、図７に示すように、中心部のスプリング部５３と、このスプリング部５３に連結された水晶振動片用接合部５１１，５１２及びベース用接合部５２１，５２２と、から構成される。水晶振動片用接合部５１１，５１２は、平面視矩形状体からなり、その一側面においてスプリング部５３の自由端部５Ａ，５Ｂと連結されている。ベース用接合部５２１，５２２は、平面視矩形状体からなり、その一側面においてスプリング部５３の自由端部５Ｃ，５Ｄと連結されている。スプリング部５３は、平面視凸形状体（Ｔ字形状体）からなり、それぞれの突起端に自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃが設けられ、これらの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃに水晶振動片用接合部５１１，５１２及びベース用接合部５２１，５２２が連結されている。
【００６７】
そして、図７に示す水晶振動子１では、サポート材５のベース用接合部５２１，５２２においてサポート材５がベース３に接合材６を用いて接合され、サポート材５の水晶振動片用接合部５１１，５１２においてサポート材５が水晶振動片２に接合材６を用いて接合される。
【００６８】
図８に示す水晶振動子１は、水晶振動片２を両端で保持する両保持型の水晶振動子１である。なお、図８（ｂ）では、水晶振動板２の記載を省略している。サポート材５は、図８に示すように、自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄを先端とする十字状体のスプリング部５３と、スプリング部５３の自由端部５Ａ，５Ｂに連結された水晶振動片用接合部５１１，５１２と、スプリング部５３の自由端部５Ｃ，５Ｄに連結されたベース用接合部５２１，５２２と、から構成される。具体的に、図８に示すように、水晶振動片用接合部５１１，５１２は、平面視長方形状体からなり、その側面のおいてスプリング部５３の十字状体の自由端部５Ａ，５Ｂと連結される。ベース用接合部５２１，５２２は、平面視長方形状体からなり、その側面のおいてスプリング部５３の十字状体の自由端部５Ｃ，５Ｄと連結される。
【００６９】
そして、図８に示す水晶振動子１では、サポート材５のベース用接合部５２１，５２２においてサポート材５がベース３に接合材６を用いて接合され、サポート材５の水晶振動片用接合部５１１，５１２においてサポート材５が水晶振動片２に接合材６を用いて接合される。
【００７０】
図９に示す水晶振動子１は、水晶振動片２を両端で保持する両保持型の水晶振動子１である。なお、図９（ｂ）では、水晶振動板２の記載を省略している。サポート材５は、図９に示すように、自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄを先端とする十字状体のスプリング部５３と、スプリング部５３の自由端部５Ａ，５Ｂに連結された水晶振動片用接合部５１１，５１２と、スプリング部５３の自由端部５Ｃ，５Ｄに連結されたベース用接合部５２１，５２２と、から構成される。図９に示すように、ベース用接合部５２１，５２２は十字状体の一辺上に位置し、水晶振動片用接合部５１１，５１２は十字状体の他辺上に位置する。
【００７１】
そして、図９に示す水晶振動子１では、サポート材５のベース用接合部５２１，５２２においてサポート材５がベース３に接合材６を用いて接合され、サポート材５の水晶振動片用接合部５１１，５１２においてサポート材５が水晶振動片２に接合材６を用いて接合される。
【００７２】
なお、図９に示す水晶振動子１では、サポート材を１つ用いているが、これに限定されるものではない。このことは、上記した図１〜８に示す水晶振動子１においても同様である。そこで、次に、図９に示すサポート材５と同形状である２つのサポート材５７，５８を用いた水晶振動子１を図１０に示す。
【００７３】
図１０に示す水晶振動子１は、水晶振動片２を両端で保持する両保持型の水晶振動子１であり、２つのサポート材５７，５８が用いられている。なお、図１０（ｂ）では、水晶振動板２の記載を省略している。
【００７４】
具体的に、図１０に示すように、これら２つのサポート材５７，５８は接合材６を用いて積層されている。図１０に示す水晶振動子１では、下方のサポート材をサポート材５８（以下、下層サポート材５８とする）とし、上方のサポート材をサポート材５７（以下、上層サポート材５７とする）と設定する。上層サポート材５７のベース用接合部５７２，５７３は、下層サポート材５８との接合部として用いられ、かつ、下層サポート材５８の水晶振動片用接合部５８４，５８５は、上層サポート材５７との接合部として用いられている。
【００７５】
また、２つのサポート材５７，５８は、同一の形状からなる。下層サポート材５８を例にして、図１０に示すように、自由端部５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃ，５８Ｄ（上層サポート材５７の場合は符号５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ，５７Ｄ、以下同様）を先端とする十字状体のスプリング部５８１（５７１）と、このスプリング部５８１（５７１）の自由端部５８Ａ，５８Ｂ（５７Ａ，５７Ｂ）に連結されたベース用接合部５８２，５８３（５７２，５７３）と、スプリング部５８１（５７１）の自由端部５８Ｃ，５８Ｄ（５７Ｃ，５７Ｄ）に連結された水晶振動片用接合部５８４，５８５（５７４，５７５）と、から構成される。また、図１０に示すように、ベース用接合部５８２，５８３（５７２，５７３）は十字状体の一辺上に位置し、水晶振動片用接合部５８４，５８５（５７４，５７５）は十字状体の他辺上に位置する。
【００７６】
そして、下層サポート材５８のベース用接合部５８２，５８３において下層サポート材５８がベース３に接合材６を用いて接合され、下層サポート材５８の水晶振動片用接合部５８４，５８５において下層サポート材５８が上層サポート材５７のベース用接合部５７２，５７３に接合材６を用いて接合され、上層サポート材５７の水晶振動片用接合部５７４，５７５において上層サポート材５７が水晶振動片２に接合材６を用いて接合される。
【００７７】
なお、図１０に示す水晶振動子１では、サポート材５７，５８を用いているが、サポート材の個数は２つに限定されるものではなく、サポート材の個数が３つ以上であってもよく、任意に設定できる。
【００７８】
図１１に示す水晶振動子１は、水晶振動片２を両端で保持する両保持型の水晶振動子１である。なお、図１１（ｂ）では、水晶振動板２の記載を省略している。サポート材５は、図１１に示すように、平面視Ｈ形状体であって、断面視Ｈ形状体からなる。このサポート材５のスプリング部５３は、平面視長方形状体であって断面視長方形状体からなる直方体からなる。この直方体の断面視四隅から自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄが設けられ、これら自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄの先端にそれぞれ水晶振動片用接合部５１１，５１２及びベース用接合部５２１，５２２が連結されている。
【００７９】
そして、図１１に示す水晶振動子１では、サポート材５のベース用接合部５２１，５２２においてサポート材５がベース３に接合材６を用いて接合され、サポート材５の水晶振動片用接合部５１１，５１２においてサポート材５が水晶振動片２に接合材６を用いて接合される。
【００８０】
図１２に示す水晶振動子１は、水晶振動片２を両端で保持する両保持型の水晶振動子１である。この水晶振動子１では、図５に示すサポート材５をベース３上に２つ用いている。そのため、ここでの説明を省略する。なお、図１２（ｂ）では、水晶振動板２の記載を省略している。
【００８１】
図１２に示す水晶振動子１は、水晶振動片２の中央下方が中空状態になっているので、水晶振動片２の振動弊害を回避するのに好ましい形態である。
【００８２】
なお、図１２に示す水晶振動子１では、サポート材５をベース上に２つ設けているが、サポート材の個数は２つに限定されるものではなく、サポート材をベース上に３つ以上設けてもよく、任意に設定できる。
【００８３】
上記したように、本実施の形態１，２にかかるサポート材５は、図１〜１２に示すように、振動片用接合部，ベース用接合部及びスプリング部を構成すれば、任意の形態に設定可能である。そのため、例えば、上記した図１〜１２に示すサポート材５の形状をさらに可変させることも可能である。例えば、図７に示すサポート材５に類似したサポート材５を用いて以下に変形例を説明する（図１３参照）。なお、基本的な構成は、図７に示すサポート材５と同一の構成からなるので、同一構成の説明は省略する。
【００８４】
図１３に示すサポート材５には、ハーフエッチング部５９が形成されている。このハーフエッチング部５９は、スプリング部５３に形成されており、平面視凸形状体の底部から突起部にかけて形成されている。スプリング部５３にハーフエッチング部５９が形成されることで、柔軟性を向上させ、外的応力を軽減するために好適である。なお、ハーフエッチング部５９の形状や位置は、スプリング部５３上であれば限定されるものではなく、任意に設定可能である。
【００８５】
また、上記した図１〜１３に示す水晶振動子１では、ベース３上に接合材６を設けているが、これに限定されるものではない。例えば、図１０に示す水晶振動片１を例にして、バンプ上に下層サポート材５８が接合材６を用いて接合されてもよい。このバンプは、電極パッドの少なくとも一部を凸状に盛り上がらせて形成される。この場合、ベース３にバンプが形成され、バンプ３上に下層サポート材５８が接合材６を用いて接合されるので、バンプ上に付する接合材６をバンプの壁面へ回り込ませて他の構成部材への接合材６の付着を防止することができる。さらに、バンプ上に接着剤６を用いず下層サポート材５８が接合されてもよい。具体的に、バンプとして金属材料（例えば，Ａｕ）が用いられ、金属材料による超音波接合やワイヤ接合によりバンプ上に下層サポート材５８が接合されてもよい。この場合、ベース３上の非接合領域への接合材の付着がなくなり、ベース１の各部材の搭載領域を有効利用することができる。
【００８６】
なお、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】
【００８７】
本発明は、水晶振動子などの圧電振動子に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる水晶振動子の概略分解斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、図１のＹ１−Ｙ１線上におけるサポート材の概略断面図であり、実施の形態１にかかるキャップを除いた水晶振動子の概略内部断面図である。図２（ｂ）は、その概略平面図である。
【図３】図３は、実施の形態２にかかる水晶振動子の概略分解斜視図である。
【図４】図４（ａ）は、図３のＹ２−Ｙ２線上におけるサポート材の概略断面図であり、実施の形態２にかかるキャップを除いた水晶振動子の概略内部断面図である。図３（ｂ）は、その概略平面図である。
【図５】図５（ａ）は、本実施の他の形態にかかる、キャップを除いた水晶振動子の概略内部断面図である。図５（ｂ）は、その概略平面図である。
【図６】図６（ａ）は、本実施の他の形態にかかる、キャップを除いた水晶振動子の概略内部断面図である。図６（ｂ）は、その概略平面図である。
【図７】図７（ａ）は、本実施の他の形態にかかる、キャップを除いた水晶振動子の概略内部断面図である。図７（ｂ）は、その概略平面図である。
【図８】図８（ａ）は、本実施の他の形態にかかる、キャップを除いた水晶振動子の概略内部断面図である。図８（ｂ）は、その概略平面図である。
【図９】図９（ａ）は、本実施の他の形態にかかる、キャップを除いた水晶振動子の概略内部断面図である。図９（ｂ）は、その概略平面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、本実施の他の形態にかかる、キャップを除いた水晶振動子の概略内部断面図である。図１０（ｂ）は、その概略平面図である。
【図１１】図１１（ａ）は、本実施の他の形態にかかる、キャップを除いた水晶振動子の概略内部断面図である。図１１（ｂ）は、その概略平面図である。
【図１２】図１２（ａ）は、本実施の他の形態にかかる、キャップを除いた水晶振動子の概略内部断面図である。図１２（ｂ）は、その概略平面図である。
【図１３】図１３は、本実施の他の形態にかかるサポート材の概略平面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１ 水晶振動子（圧電振動子）
２ 水晶振動片（圧電振動片）
３ ベース
４ キャップ
５，５７，５８ サポート材
５１，５７４，５７５，５８４，５８５ 水晶振動片用接合部（圧電振動片用接合部）
５２１，５２２，５７２，５７３，５８２，５８３ ベース用接合部
５３，５７１，５８１ スプリング部
５Ａ〜５Ｄ，５７Ａ〜５７Ｄ，５８Ａ〜５８Ｄ 自由端
６ 接合材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動子は、ベースとキャップとから筐体が構成されている。この筐体の内部には、圧電振動片がベース上に保持されている。そして、ベースとキャップとが接合されることで、筐体の内部の圧電振動片が気密封止されている。
【０００３】
ところで、ベース上に圧電振動片を保持する際、圧電振動片は接合材を用いてベースに接合される。この接合の際、接合材（支持系）からの外的応力（ベースへの圧電振動片の接合の際に発生する熱応力）などが圧電振動片に直接かかってしまい、圧電振動片の特性（周波数等）に悪影響を及ぼす。この悪影響は、圧電振動片の高周波化及び小型化にともなって著しくなる。
【０００４】
そこで、現在、ベース上に圧電振動片を保持する際、接合材からの外的応力が圧電振動片に直接かかるのを回避する技術が開示されている（例えば、下記する特許文献１ご参照。）。
【０００５】
この下記する特許文献１に開示の技術では、ベース上に接合材を用いて直方体からなる一枚板の水晶片が接合される。そして、水晶片上に接合材を用いて圧電振動片が接合されて、ベース上に圧電振動片が保持される。すなわち、ベースと圧電振動片との間に水晶素片が介在している。この水晶素片が介在することで、接合材からの外的応力を、水晶素片で緩衝し、圧電振動片に外的応力が直接かかるのを防止している。
【特許文献１】特開２０００−２７８０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した特許文献１に開示の水晶素片をベースと圧電振動片との接合に介在させた場合であっても、その効果は顕著には表れない。すなわち、水晶素片が一枚板であるために接合材からの外的応力は、緩衝しきれずに水晶素片を通って圧電振動片にまでかかり、圧電振動片の特性に影響が及ぶ。
【０００７】
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、圧電振動片の特性に悪影響を及ぼす外的応力を回避させる圧電振動子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】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる圧電振動子は、ベースとキャップとが接合されて筐体が構成され、前記筐体の内部の前記ベース上に圧電振動片が保持されるとともに、前記筐体の内部が気密封止された圧電振動子において、前記圧電振動片は、脆性材からなるサポート材を介して前記ベース上に保持され、前記圧電振動片と前記サポート材が接合されるとともに、前記ベースと前記サポート材が接合され、前記サポート材は、前記圧電振動片と接合するための圧電振動片用接合部と、前記ベースと接合するためのベース用接合部とが、外的応力を軽減するためのスプリング部を介して連結された構成からなることを特徴とする。
【０００９】
本発明にかかる圧電振動子によれば、前記圧電振動片は、脆性材からなるサポート材を介して前記ベース上に保持され、前記圧電振動片と前記サポート材が接合されるとともに、前記ベースと前記サポート材が接合され、前記サポート材は、前記圧電振動片と接合するための圧電振動片用接合部と、前記ベースと接合するためのベース用接合部とが、外的応力を軽減するためのスプリング部を介して連結された構成からなるので、前記スプリング部により前記圧電振動片の製造の際、各部材の接合にかかる支持系からの外的圧力を軽減させることが可能となり、圧電振動片の特性に悪影響を及ぼす外的応力を緩衝させることが可能となる。その結果、当該圧電振動子に与える支持系の外的応力を軽減することが可能となり、等価定数（ＣＩ値）特性,スプリアス特性，温度特性，エージング特性などの前記圧電振動子の特性の改善を図ることが可能となる。なお、ここでいう各部材の接合とは、前記支持系を前記ベースと前記サポート材との接合だけでなく、前記ベースと前記キャップとの接合において生じる外的応力も含まれる。
【００１０】
また、本発明にかかる圧電振動子によれば、前記サポート材が、脆性材からなっているので、前記サポート材の膨張係数が前記圧電振動片の膨張係数に近似する。そのため、前記ベースと前記圧電振動片との間に前記サポート材を設けることによる前記圧電振動片の特性の悪化はなく、外的応力を緩衝させることが可能となる。
【００１１】
前記構成において、前記スプリング部には、複数の自由端部が設けられ、前記圧電振動片用接合部及び前記ベース用接合部が、それぞれ個別の前記自由端部と連結されてもよい。
【００１２】
この場合、前記スプリング部には、複数の前記自由端部が設けられ、前記圧電振動片用接合部及び前記ベース用接合部が、それぞれ個別の前記自由端部と連結されるので、前記圧電振動片用接合部から前記自由端部に伝わる外的応力を前記自由端部を含む前記スプリング部のおいて分散させるとともに、前記自由端部から前記ベース用接合部に伝わる外的応力を前記自由端部を含む前記スプリング部において分散させて、前記圧電振動片に伝わる外的応力を軽減させることが可能となる。
【００１３】
前記構成において、前記圧電振動片用接合部は、前記スプリング部に対して厚みを有してもよい。
【００１４】
この場合、前記圧電振動片用接合部は、前記スプリング部に対して厚みを有するので、例えば、接合の際に接合材を用いる場合、前記スプリング部に付する前記接合材を前記スプリング部の壁面へ回り込ませて他の構成部材への前記接合材の付着を防止することが可能となる。
【００１５】
前記構成において、前記ベース用接合部における接合位置と、前記圧電振動片用接合部における接合位置とは、前記スプリング部を介した前記サポート材上の前記ベース用接合部における接合位置から前記圧電振動片用接合部における接合位置までの距離が遠くなるように設定されてもよい。
【００１６】
この場合、前記ベース用接合部における接合位置と、前記圧電振動片用接合部における接合位置とは、前記スプリング部を介した前記サポート材上の前記ベース用接合部における接合位置から前記圧電振動片用接合部における接合位置までの距離が遠くなるように設定されるので、前記ベースから前記圧電振動片へ外的応力を伝える経路を長くすることが可能となる。そのため、前記ベースから前記圧電振動片に伝わる外的応力を経路途中で分散軽減させて、最終的に圧電振動片に伝わる外的応力を効率よく軽減させることが可能となる。
【００１７】
前記構成において、前記サポート材の外形は、前記圧電振動片の外形と略同等もしくは小さくなるように設定されてもよい。
【００１８】
この場合、前記サポート材の外形は、前記圧電振動片の外形と略同等もしくは小さくなるように設定されるので、前記サポート材の設置により当該圧電振動子の小型化を妨げることはなく、当該圧電振動子の小型化を図ることが可能となる。
【００１９】
前記構成において、前記圧電振動片は、水晶片であり、前記サポート材は、異方性の影響を受けにくい材料であってもよい。
【００２０】
この場合、前記圧電振動片は水晶片であり、前記サポート材は異方性の影響を受けにくい材料（例えば、水晶片からなるＺ板）であるので、前記サポート材を成形する際のエッチング時、異方性の影響を受けにくく、前記サポート材の形状を任意の形状に容易に成形することが可能となる。これは、異方性の影響を受けにくい材料の場合、前記サポート材を成形する際のエッチングの時、予め設定した軸方向に対して斜め方向にエッチングするため、前記サポート材の形状を任意の形状に成形することが難しくなるためである。また、前記サポート材が異方性の影響を受けにくい材料であるので、前記圧電振動片の振動の影響を受けることがなく、前記サポート材の設置により前記圧電振動片の特性を悪化させることを防止することが可能となる。また、異方性の影響を受けにくい材料に水晶片からなるＺ板を適用した場合、前記圧電振動片と前記サポート材が同一の水晶片であるので、膨張係数が同じとなり、前記ベースと前記圧電振動片との間に前記サポート材を設けることによる外的応力の緩衝に好ましい。
【００２１】
前記構成において、前記圧電振動片の前記サポート材との接合位置が、Ｚ’軸に対して３０度傾いた位置であってもよい。
【００２２】
この場合、前記圧電振動片の前記サポート材との接合位置が、Ｚ’軸に対して３０度傾いた位置であるので、前記圧電振動片への前記サポート材の接合による外的応力がかからない。
【００２３】
前記構成において、前記サポート材は、複数個設けられるとともに、これら複数個のサポート材は積層され、下方に前記サポート材が配された前記サポート材のベース用接合部は、前記下方のサポート材との接合部として用いられ、かつ、上方に前記サポートが配された前記サポート材の圧電振動片用接合部は、前記上方のサポート材との接合部として用いられてもよい。
【００２４】
この場合、前記サポート材が複数個設けられるとともに、これら複数個のサポート材は積層され、前記下方にサポート材が配された前記サポート材のベース用接合部は、前記下方のサポート材との接合部として用いられ、かつ、前記上方にサポートが配された前記サポート材の圧電振動片用接合部は、前記上方のサポート材との接合部として用いられるので、前記ベースから前記圧電振動片へ外的応力を伝える経路を長くすることが可能となる。そのため、前記ベースから前記圧電振動片に伝わる外的応力を経路途中で分散軽減させて、最終的に圧電振動片に伝わる外的応力を効率よく軽減させることが可能となる。
【００２５】
前記構成において、前記ベースにバンプが形成され、前記バンプ上に前記サポート材が接合されてもよい。
【００２６】
この場合、前記ベースにバンプが形成され、前記バンプ上に前記サポート材が接合されるので、接合の際に接合材を用いない場合、例えば、金属材料による超音波接合やワイヤ接合により前記バンプ上に前記サポート材が接合される場合、前記ベース上の非接合領域への接合材の付着がなくなり、前記ベースの各部材の搭載領域を有効利用することが可能となる。また、接合の際に接合材を用いる場合、前記バンプ上に付する前記接合材を前記バンプの壁面へ回り込ませて他の構成部材への前記接合材の付着を防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明にかかる圧電振動子によれば、圧電振動片の特性に悪影響を及ぼす外的応力を緩衝させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態では、圧電振動子として水晶振動子に本発明を適用した場合を示す。
〔実施の形態１〕
【００２９】
本実施の形態１にかかる水晶振動子１は、図１，２に示すように、水晶振動片２（本発明でいう圧電振動片）と、この水晶振動片２を保持するベース３と、ベース３に保持した水晶振動片２を気密封止するためのキャップ４と、水晶振動片２への外的応力を軽減させるサポート材５とからなる。
【００３０】
この水晶振動子１では、ベース３とキャップ４とが接合されて筐体が構成され、筐体の内部のベース３上にサポート材５を介して水晶振動片２が保持されるとともに、筐体の内部が気密封止される。この際、図２に示すように、ベース３と水晶振動片２とサポート材５とは、それぞれ導電性接合材６（以下、接合材という）を用いて接合されている（熱接合処理）。次に、この水晶振動子１の各構成について説明する。
【００３１】
水晶振動片２は、図１，２に示すように、ＡＴカットの水晶片（図示省略）からなり、平面視矩形上の一枚板の直方体に成形されている。この水晶振動片２の表裏面には、それぞれ励振電極（図示省略）と、これらの励振電極を外部電極（本実施の形態では、下記するベース３の電極パッド３２，３３）と電気的に接続するために励振電極から引き出された引出電極（図示省略）とが形成されている。これらの励振電極及び引出電極は、例えば、水晶振動板側からクロム、金の順に、あるいはクロム、金、クロムの順に、あるいはクロム、銀、クロムの順に積層して形成されている。
【００３２】
ベース３は、例えば、セラミック材料からなり、図１，２に示すように、平面視矩形上の一枚板の直方体に成形されている。このベース３の表面３１の外周縁は、キャップ４との接合領域であり、この接合領域には、ガラス層（図示省略）が焼き付け加工等の手法により形成されている。なお、ガラス層を形成しなくてもベース３とキャップ４の気密接合を行うことが可能であるが、ガラス層を形成することにより接合強度を向上させることができる。また、このベース３の表面３１には、水晶振動片２の励振電極（下記参照）と電気的に接続する電極パッド３２，３３が形成されている。この電極パッド３２，３３は、それぞれに対応した接続電極３４，３５を介して、ベース３の裏面に形成される端子電極（図示省略）に電気的に接続されている。この端子電極から外部部品や外部機器と接続される。なお、これらの端子電極、電極パッド３２，３３、接続電極３４，３５は、タングステン、モリブデン等のメタライズ材料を印刷した後にベースと一体的に焼成して形成される。そして、これらの端子電極、電極パッド３２，３３、接続電極３４，３５のうち一部のものについては、メタライズ上部にニッケルメッキが形成され、その上部に金メッキが形成されて構成される。
【００３３】
キャップ４は、セラミック材料からなり、図１に示すように、下部が開口した形状であって、垂直方向の断面が逆凹状に成形されている。
【００３４】
サポート材５は、図１，２に示すように、脆性材である水晶片からなるＺ板である。このサポート材５の外形は、図１，２に示すように、水晶振動片２の外形と略同等もしくは小さくなるように設定されている。
【００３５】
サポート材５は、図１，２に示すように、水晶振動片２と接合するための水晶振動片用接合部５１１，５１２と、ベース３と接合するためのベース用接合部５２１，５２２と、外的応力を軽減するためのスプリング部５３とから構成される。
【００３６】
水晶振動片用接合部５１１，５１２は、図１，２に示すように、直方体からなり、内部が垂直方向に貫通して中空状態に形成されている。また、スプリング部５３に対して厚みを有する。さらに、水晶振動片用接合部５１１，５１２の一側面において下記するスプリング部５３の自由端部５Ａ，５Ｂが連結される。
【００３７】
ベース用接合部５２１，５２２は、図１，２に示すように、短冊状の直方体からなり、スプリング部５３と同等の厚みを有する。また、ベース用接合部５２１，５２２の一側面において下記するスプリング部５３の自由端部５Ｃ，５Ｄが連結される。
【００３８】
スプリング部５３には、図１，２に示すように、直方体からなり、中心部５４が垂直方向に貫通して中空状態に形成されている。また、スプリング部５３の外周側面から、図１，２に示すように、４つの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄが設けられている。これらの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄは、それぞれ順に水晶振動片用接合部５１１，５１２、及びベース用接合部５２１，５２２と連結するために設けられている。
【００３９】
上記した水晶振動片用接合部５１１，５１２とベース用接合部５２１，５２２とは、図１，２に示すように、スプリング部５３を介して連結されている。また、ベース３と水晶振動片２の位置関係に関して、図２に示すように、ベース用接合部５２１，５２２における接合材６の接合位置５５と、水晶振動片用接合部５１１，５１２における接合材６の接合位置５６とは、スプリング部５３を介したサポート材５上のベース用接合部５２１，５２２における接合位置５５から水晶振動片用接合部５１１，５１２における接合位置５６までの距離が遠くなるように設定されている。
【００４０】
ところで、通常、ベース３へのサポート材５の接合及び、サポート材５への水晶振動片２の熱接合の際に各部材において外形変形もしくは歪みが生じる。この外形変形もしくは歪みによって外的応力が生じ、この外的応力がサポート材５を介して水晶振動片２にかかる。
【００４１】
しかしながら、上記した本実施の形態１にかかる水晶振動子１によれば、図１，２に示すように、水晶振動片２が、脆性材からなるサポート材５を介してベース３上に保持され、水晶振動片２とサポート材５とベース３とは、それぞれ接合材６を用いて接合され、サポート材５が、水晶振動片２と接合するための水晶振動片用接合部５１１，５１２と、ベース３と接合するためのベース用接合部５２１，５２２とが、外的応力を軽減するためのスプリング部５３を介して連結された構成からなる。そのため、スプリング部５３により水晶振動片２の製造の際、各部材の接合にかかる支持系（例えば、接合材６など）からの外的圧力を軽減させることができ、水晶振動片２の特性に悪影響を及ぼす外的応力を緩衝させることができる。その結果、水晶振動子１に与えるベース３や接合材６などの支持系の外的応力を軽減することができ、等価定数（ＣＩ値）特性,スプリアス特性，温度特性，エージング特性などの水晶振動子１の特性の改善を図ることができる。なお、本実施の形態１では、支持系をベース３とサポート材５との接合に用いる接合材６に関連つけているが、外的応力には、ベース３とキャップ４との接合において生じる外的応力などの他の支持系の外的応力も含まれる。
【００４２】
また、サポート材５が、脆性材からなっているので、サポート材５の膨張係数が水晶振動片２の膨張係数に近似する。そのため、ベース３と水晶振動片２との間にサポート材５を設けることによる水晶振動片２の特性の悪化はなく、外的応力を緩衝させることができる。
【００４３】
また、スプリング部５３には、４つの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄが設けられ、水晶振動片用接合部５１１，５１２及びベース用接合部５２１，５２２が、それぞれ個別の自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄと連結されるので、水晶振動片用接合部５１１，５１２から自由端部５Ａ，５Ｂに伝わる外的応力を自由端部５Ａ，５Ｂを含むスプリング部５３において分散させるとともに、自由端部５Ｃ，５Ｄからベース用接合部５２１，５２２に伝わる外的応力を自由端部５Ｃ，５Ｄを含むスプリング部５３において分散させて、水晶振動片２に伝わる外的応力を軽減させることができる。
【００４４】
また、水晶振動片用接合部５１１，５１２は、スプリング部５３に対して厚みを有するので、スプリング部５３に付する接合材６をスプリング部５３の壁面へ回り込ませて他の構成部材への接合材６の付着を防止することができる。
【００４５】
また、ベース用接合部５２１，５２２における接合位置５５と、水晶振動片用接合部５１１，５１２における接合位置５６とは、スプリング部５３を介したサポート材５上のベース用接合部５２１，５２２における接合位置５５から水晶振動片用接合部５１１，５１２における接合位置５６までの距離が遠くなるように設定されるので、ベース３から水晶振動片２へ外的応力を伝える経路を長くすることができる。そのため、ベース３から水晶振動片２に伝わる外的応力を経路途中で分散軽減させて、最終的に水晶振動片２に伝わる外的応力を効率よく軽減させることができる。
【００４６】
また、サポート材５の外形は、図１，２に示すように、水晶振動片２の外形と略同等もしくは小さくなるように設定されるので、サポート材５の設置により水晶振動子１の小型化を妨げることはなく、水晶振動子１の小型化を図ることができる。
【００４７】
また、水晶振動片２は水晶片であり、サポート材５は水晶片からなるＺ板であり、異方性の影響を受けにくい材料であるので、サポート材５を成形する際のエッチング時、異方性の影響を受けにくく、サポート材５の形状を任意の形状に容易に成形することができる（下記する実施の形態参照）。なお、サポート材５に水晶振動片と同様のＡＴカット板を用いた場合、Ｚ板と比較してサポート材５を成形する際のエッチングの影響を受け易く、予め設定した軸に対して垂直方向にエッチングしたい場合であっても斜め方向にエッチングするため、サポート材５の形状を任意の形状に成形することが難しい。そのため、サポート材５にＺ板を用いることが好ましい。また、サポート材５が異方性の影響を受けにくい材料であるので、水晶振動片２の振動の影響を受けることがなく、サポート材５の設置により水晶振動片２の特性を悪化させることを防止することができる。また、水晶振動片２とサポート材５が同一の水晶片であるので、膨張係数が同じとなり、ベース３と水晶振動片２との間にサポート材５を設けることによる外的応力の緩衝に好ましい。
【００４８】
なお、本実施の形態１では、サポート材５として水晶片を適用しているが、これに限定されるものではなく、脆性材であれば他の形態であってもよく、例えば、異方性材料ではないガラス材からなってもよい。
【００４９】
また、本実施の形態１では、サポート材５に４つの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄを設けているが、これに限定されるものではなく、連結する水晶振動片用接合部及びベース用接合部に対応させて自由端部の数を任意に設定してもよい。
【００５０】
また、本実施の形態１では、図１，２に示すように、平面視矩形上の一枚板の直方体に成形されたベース３と、下部が開口した垂直方向の断面が逆凹状に成形されたキャップ４とを用いているが、これに限定されるものではない。ベース３とキャップ４とにより水晶振動片２を気密封止できれば、ベースとキャップの形状は任意に設定してもよい。例えば、下記する実施の形態２に示す形態であってもよい。
〔実施の形態２〕
【００５１】
次に、本実施の形態２にかかる水晶振動子を図面を用いて説明する。なお、本実施の形態２にかかる水晶振動子は、上記した実施の形態１に対して、ベース、キャップ及びサポート材の形状が異なる。そこで、本実施の形態２では、上記した実施の形態１と異なる構成について説明し、同一の構成についての説明を省略する。そのため、同一構成による作用効果及び変形例は、上記した第１の実施形態と同様の作用効果及び変形例を有する。
【００５２】
本実施の形態２にかかる水晶振動子１は、図３，４に示すように、水晶振動片２とベース３とキャップ４とサポート材５とからなる。
【００５３】
ベース３は、例えばアルミナセラミック材料からなり、平面視矩形上の一枚板のベース基体３６と、中央部分が大きく開口されるとともに外形サイズがベース基体３６とほぼ等しい枠体３７とからなり、図３，４に示すように、これらベース基体３６と枠体３７とが積層されて一体的に焼成されている。この枠体３７の上面は、キャップ４との接合領域であり、この接合領域には、焼成成形後にガラス層が焼き付け加工等の手法により形成されている。
【００５４】
キャップ４は、セラミック材料からなり、図３に示すように、平面視矩形上の一枚板の直方体に成形されている。
【００５５】
サポート材５は、図３，４に示すように、脆性材である水晶片からなるＺ板である。また、図３，４に示すように、サポート材５の外形は、水晶振動片２の外形と略同等もしくは小さくなるように設定されている。
【００５６】
サポート材５は、図３，４に示すように、水晶振動片２と接合するための水晶振動片用接合部５１１，５１２と、ベース３と接合するためのベース用接合部５２１，５２２が、外的応力を軽減するためのスプリング部５３とから構成されている。
【００５７】
水晶振動片用接合部５１１，５１２は、図３，４に示すように、直方体からなり、スプリング部５３に対して厚みを有する。また、水晶振動片用接合部５１１，５１２の一側面において下記するスプリング部５３の自由端部５Ａ，５Ｂが連結される。
【００５８】
ベース用接合部５２１，５２２は、図３，４に示すように、短冊状の直方体からなり、スプリング部５３と同等の厚みを有する。また、ベース用接合部５２１，５２２の一側面において下記するスプリング部５３の自由端部５Ｃ，５Ｄが連結される。
【００５９】
スプリング部５３には、図３，４に示すように、円柱からなり、中心部５４が垂直方向に貫通して中空状態に形成されている。また、スプリング部５３の外周側面から、図３，４に示すように、４つの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄが設けられている。これらの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄは、それぞれ順に水晶振動片用接合部５１１，５１２、及びベース用接合部５２１，５２２と連結するために設けられている。
【００６０】
上記した水晶振動片用接合部５１１，５１２とベース用接合部５２１，５２２とは、図３，４に示すように、スプリング部５３を介して連結されている。また、ベース３と水晶振動片２の位置関係に関して、図４に示すように、水晶振動片用接合部５１１，５１２における接合材６の接合位置５５と、ベース用接合部５２１，５２２における接合材６の接合位置５６とは、スプリング部５３を介したサポート材５上のベース用接合部５２１，５２２における接合位置５６から水晶振動片用接合部５１１，５１２における接合位置５５までの距離が遠くなるように設定されている。
【００６１】
なお、本実施の形態２では、上記した図３，４に示すサポート材５を用いているが、これに限定されるものではなく、これらの形態は任意に設定してもよい。例えば、下記する図５〜１２に示す水晶振動子１であってもよい。
【００６２】
図５に示す水晶振動子１は、水晶振動片２を一端で保持する片保持型の水晶振動子１である。サポート材５は、図５に示すように、中心部の直方体のスプリング部５３と、このスプリング部５３に連結された水晶振動片用接合部５１１，５１２及びベース用接合部５２１，５２２と、から構成される。スプリング部５３には、その直方体の長手方向両側面であってその長手方向の端部に４つの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄが設けられ、これらの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄに水晶振動片用接合部５１１，５１２及びベース用接合部５２１，５２２が連結されている。また、図５に示す水晶振動子１では、サポート材５の一端部をベース用接合部５２１及び水晶振動片用接合部５１１とし、他端部をベース用接合部５２２及び水晶振動片用接合部５１２とする。
【００６３】
そして、図５に示す水晶振動子１では、サポート材５のベース用接合部５２１，５２２においてサポート材５がベース３に接合材６を用いて接合され、サポート材５の水晶振動片用接合部５１１，５１２においてサポート材５が水晶振動片２に接合材６を用いて接合される。なお、水晶振動片２のサポート材５との接合位置は、図５に示すように、サポート材５のスプリング部５３の中心部からＺ’軸に対して夫々３０度傾いた位置に設定され、水晶振動片用接合部５１１，５１２の接合位置（接合材６参照）において水晶振動片２とサポート材５が接合される。この接合構成によれば、接合材６による水晶振動片２へのサポート材５の接合による外的応力がかからない。
【００６４】
図６に示す水晶振動子１は、水晶振動片２を両端で保持する両保持型の水晶振動子１である。サポート材５は、図６に示すように、中心部の直方体のスプリング部５３と、このスプリング部５３に連結された水晶振動片用接合部５１１，５１２及びベース用接合部５２１，５２２と、から構成される。スプリング部５３には、その直方体の長手方向両側面であってその長手方向の端部に４つの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄが設けられ、これらの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄに水晶振動片用接合部５１１，５１２及びベース用接合部５２１，５２２が連結されている。また、図６に示すように、水晶振動片用接合部５１１，５１２が対角位置に配されるとともに、ベース用接合部５２１，５２２が対角位置に配されている。
【００６５】
そして、図６に示す水晶振動子１では、サポート材５のベース用接合部５２１，５２２においてサポート材５がベース３に接合材６を用いて接合され、サポート材５の水晶振動片用接合部５１１，５１２においてサポート材５が水晶振動片２に接合材６を用いて接合される。なお、水晶振動片２のサポート材５との接合位置は、図５に示すように、サポート材５のスプリング部５３の中心部からＺ’軸に対して夫々３０度傾いた位置に設定され、水晶振動片用接合部５１１，５１２の接合位置（接合材６参照）において水晶振動片２とサポート材５が接合される。この接合構成によれば、接合材６による水晶振動片２へのサポート材５の接合による外的応力がかからない。
【００６６】
図７に示す水晶振動子１は、水晶振動片２を一端で保持する片保持型の水晶振動子１である。なお、図７（ｂ）では、水晶振動板２の記載を省略している。サポート材５は、図７に示すように、中心部のスプリング部５３と、このスプリング部５３に連結された水晶振動片用接合部５１１，５１２及びベース用接合部５２１，５２２と、から構成される。水晶振動片用接合部５１１，５１２は、平面視矩形状体からなり、その一側面においてスプリング部５３の自由端部５Ａ，５Ｂと連結されている。ベース用接合部５２１，５２２は、平面視矩形状体からなり、その一側面においてスプリング部５３の自由端部５Ｃ，５Ｄと連結されている。スプリング部５３は、平面視凸形状体（Ｔ字形状体）からなり、それぞれの突起端に自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃが設けられ、これらの自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃに水晶振動片用接合部５１１，５１２及びベース用接合部５２１，５２２が連結されている。
【００６７】
そして、図７に示す水晶振動子１では、サポート材５のベース用接合部５２１，５２２においてサポート材５がベース３に接合材６を用いて接合され、サポート材５の水晶振動片用接合部５１１，５１２においてサポート材５が水晶振動片２に接合材６を用いて接合される。
【００６８】
図８に示す水晶振動子１は、水晶振動片２を両端で保持する両保持型の水晶振動子１である。なお、図８（ｂ）では、水晶振動板２の記載を省略している。サポート材５は、図８に示すように、自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄを先端とする十字状体のスプリング部５３と、スプリング部５３の自由端部５Ａ，５Ｂに連結された水晶振動片用接合部５１１，５１２と、スプリング部５３の自由端部５Ｃ，５Ｄに連結されたベース用接合部５２１，５２２と、から構成される。具体的に、図８に示すように、水晶振動片用接合部５１１，５１２は、平面視長方形状体からなり、その側面のおいてスプリング部５３の十字状体の自由端部５Ａ，５Ｂと連結される。ベース用接合部５２１，５２２は、平面視長方形状体からなり、その側面のおいてスプリング部５３の十字状体の自由端部５Ｃ，５Ｄと連結される。
【００６９】
そして、図８に示す水晶振動子１では、サポート材５のベース用接合部５２１，５２２においてサポート材５がベース３に接合材６を用いて接合され、サポート材５の水晶振動片用接合部５１１，５１２においてサポート材５が水晶振動片２に接合材６を用いて接合される。
【００７０】
図９に示す水晶振動子１は、水晶振動片２を両端で保持する両保持型の水晶振動子１である。なお、図９（ｂ）では、水晶振動板２の記載を省略している。サポート材５は、図９に示すように、自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄを先端とする十字状体のスプリング部５３と、スプリング部５３の自由端部５Ａ，５Ｂに連結された水晶振動片用接合部５１１，５１２と、スプリング部５３の自由端部５Ｃ，５Ｄに連結されたベース用接合部５２１，５２２と、から構成される。図９に示すように、ベース用接合部５２１，５２２は十字状体の一辺上に位置し、水晶振動片用接合部５１１，５１２は十字状体の他辺上に位置する。
【００７１】
そして、図９に示す水晶振動子１では、サポート材５のベース用接合部５２１，５２２においてサポート材５がベース３に接合材６を用いて接合され、サポート材５の水晶振動片用接合部５１１，５１２においてサポート材５が水晶振動片２に接合材６を用いて接合される。
【００７２】
なお、図９に示す水晶振動子１では、サポート材を１つ用いているが、これに限定されるものではない。このことは、上記した図１〜８に示す水晶振動子１においても同様である。そこで、次に、図９に示すサポート材５と同形状である２つのサポート材５７，５８を用いた水晶振動子１を図１０に示す。
【００７３】
図１０に示す水晶振動子１は、水晶振動片２を両端で保持する両保持型の水晶振動子１であり、２つのサポート材５７，５８が用いられている。なお、図１０（ｂ）では、水晶振動板２の記載を省略している。
【００７４】
具体的に、図１０に示すように、これら２つのサポート材５７，５８は接合材６を用いて積層されている。図１０に示す水晶振動子１では、下方のサポート材をサポート材５８（以下、下層サポート材５８とする）とし、上方のサポート材をサポート材５７（以下、上層サポート材５７とする）と設定する。上層サポート材５７のベース用接合部５７２，５７３は、下層サポート材５８との接合部として用いられ、かつ、下層サポート材５８の水晶振動片用接合部５８４，５８５は、上層サポート材５７との接合部として用いられている。
【００７５】
また、２つのサポート材５７，５８は、同一の形状からなる。下層サポート材５８を例にして、図１０に示すように、自由端部５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃ，５８Ｄ（上層サポート材５７の場合は符号５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ，５７Ｄ、以下同様）を先端とする十字状体のスプリング部５８１（５７１）と、このスプリング部５８１（５７１）の自由端部５８Ａ，５８Ｂ（５７Ａ，５７Ｂ）に連結されたベース用接合部５８２，５８３（５７２，５７３）と、スプリング部５８１（５７１）の自由端部５８Ｃ，５８Ｄ（５７Ｃ，５７Ｄ）に連結された水晶振動片用接合部５８４，５８５（５７４，５７５）と、から構成される。また、図１０に示すように、ベース用接合部５８２，５８３（５７２，５７３）は十字状体の一辺上に位置し、水晶振動片用接合部５８４，５８５（５７４，５７５）は十字状体の他辺上に位置する。
【００７６】
そして、下層サポート材５８のベース用接合部５８２，５８３において下層サポート材５８がベース３に接合材６を用いて接合され、下層サポート材５８の水晶振動片用接合部５８４，５８５において下層サポート材５８が上層サポート材５７のベース用接合部５７２，５７３に接合材６を用いて接合され、上層サポート材５７の水晶振動片用接合部５７４，５７５において上層サポート材５７が水晶振動片２に接合材６を用いて接合される。
【００７７】
なお、図１０に示す水晶振動子１では、サポート材５７，５８を用いているが、サポート材の個数は２つに限定されるものではなく、サポート材の個数が３つ以上であってもよく、任意に設定できる。
【００７８】
図１１に示す水晶振動子１は、水晶振動片２を両端で保持する両保持型の水晶振動子１である。なお、図１１（ｂ）では、水晶振動板２の記載を省略している。サポート材５は、図１１に示すように、平面視Ｈ形状体であって、断面視Ｈ形状体からなる。このサポート材５のスプリング部５３は、平面視長方形状体であって断面視長方形状体からなる直方体からなる。この直方体の断面視四隅から自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄが設けられ、これら自由端部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄの先端にそれぞれ水晶振動片用接合部５１１，５１２及びベース用接合部５２１，５２２が連結されている。
【００７９】
そして、図１１に示す水晶振動子１では、サポート材５のベース用接合部５２１，５２２においてサポート材５がベース３に接合材６を用いて接合され、サポート材５の水晶振動片用接合部５１１，５１２においてサポート材５が水晶振動片２に接合材６を用いて接合される。
【００８０】
図１２に示す水晶振動子１は、水晶振動片２を両端で保持する両保持型の水晶振動子１である。この水晶振動子１では、図５に示すサポート材５をベース３上に２つ用いている。そのため、ここでの説明を省略する。なお、図１２（ｂ）では、水晶振動板２の記載を省略している。
【００８１】
図１２に示す水晶振動子１は、水晶振動片２の中央下方が中空状態になっているので、水晶振動片２の振動弊害を回避するのに好ましい形態である。
【００８２】
なお、図１２に示す水晶振動子１では、サポート材５をベース上に２つ設けているが、サポート材の個数は２つに限定されるものではなく、サポート材をベース上に３つ以上設けてもよく、任意に設定できる。
【００８３】
上記したように、本実施の形態１，２にかかるサポート材５は、図１〜１２に示すように、振動片用接合部，ベース用接合部及びスプリング部を構成すれば、任意の形態に設定可能である。そのため、例えば、上記した図１〜１２に示すサポート材５の形状をさらに可変させることも可能である。例えば、図７に示すサポート材５に類似したサポート材５を用いて以下に変形例を説明する（図１３参照）。なお、基本的な構成は、図７に示すサポート材５と同一の構成からなるので、同一構成の説明は省略する。
【００８４】
図１３に示すサポート材５には、ハーフエッチング部５９が形成されている。このハーフエッチング部５９は、スプリング部５３に形成されており、平面視凸形状体の底部から突起部にかけて形成されている。スプリング部５３にハーフエッチング部５９が形成されることで、柔軟性を向上させ、外的応力を軽減するために好適である。なお、ハーフエッチング部５９の形状や位置は、スプリング部５３上であれば限定されるものではなく、任意に設定可能である。
【００８５】
また、上記した図１〜１３に示す水晶振動子１では、ベース３上に接合材６を設けているが、これに限定されるものではない。例えば、図１０に示す水晶振動片１を例にして、バンプ上に下層サポート材５８が接合材６を用いて接合されてもよい。このバンプは、電極パッドの少なくとも一部を凸状に盛り上がらせて形成される。この場合、ベース３にバンプが形成され、バンプ３上に下層サポート材５８が接合材６を用いて接合されるので、バンプ上に付する接合材６をバンプの壁面へ回り込ませて他の構成部材への接合材６の付着を防止することができる。さらに、バンプ上に接着剤６を用いず下層サポート材５８が接合されてもよい。具体的に、バンプとして金属材料（例えば，Ａｕ）が用いられ、金属材料による超音波接合やワイヤ接合によりバンプ上に下層サポート材５８が接合されてもよい。この場合、ベース３上の非接合領域への接合材の付着がなくなり、ベース１の各部材の搭載領域を有効利用することができる。
【００８６】
なお、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】
【００８７】
本発明は、水晶振動子などの圧電振動子に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる水晶振動子の概略分解斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、図１のＹ１−Ｙ１線上におけるサポート材の概略断面図であり、実施の形態１にかかるキャップを除いた水晶振動子の概略内部断面図である。図２（ｂ）は、その概略平面図である。
【図３】図３は、実施の形態２にかかる水晶振動子の概略分解斜視図である。
【図４】図４（ａ）は、図３のＹ２−Ｙ２線上におけるサポート材の概略断面図であり、実施の形態２にかかるキャップを除いた水晶振動子の概略内部断面図である。図３（ｂ）は、その概略平面図である。
【図５】図５（ａ）は、本実施の他の形態にかかる、キャップを除いた水晶振動子の概略内部断面図である。図５（ｂ）は、その概略平面図である。
【図６】図６（ａ）は、本実施の他の形態にかかる、キャップを除いた水晶振動子の概略内部断面図である。図６（ｂ）は、その概略平面図である。
【図７】図７（ａ）は、本実施の他の形態にかかる、キャップを除いた水晶振動子の概略内部断面図である。図７（ｂ）は、その概略平面図である。
【図８】図８（ａ）は、本実施の他の形態にかかる、キャップを除いた水晶振動子の概略内部断面図である。図８（ｂ）は、その概略平面図である。
【図９】図９（ａ）は、本実施の他の形態にかかる、キャップを除いた水晶振動子の概略内部断面図である。図９（ｂ）は、その概略平面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、本実施の他の形態にかかる、キャップを除いた水晶振動子の概略内部断面図である。図１０（ｂ）は、その概略平面図である。
【図１１】図１１（ａ）は、本実施の他の形態にかかる、キャップを除いた水晶振動子の概略内部断面図である。図１１（ｂ）は、その概略平面図である。
【図１２】図１２（ａ）は、本実施の他の形態にかかる、キャップを除いた水晶振動子の概略内部断面図である。図１２（ｂ）は、その概略平面図である。
【図１３】図１３は、本実施の他の形態にかかるサポート材の概略平面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１ 水晶振動子（圧電振動子）
２ 水晶振動片（圧電振動片）
３ ベース
４ キャップ
５，５７，５８ サポート材
５１，５７４，５７５，５８４，５８５ 水晶振動片用接合部（圧電振動片用接合部）
５２１，５２２，５７２，５７３，５８２，５８３ ベース用接合部
５３，５７１，５８１ スプリング部
５Ａ〜５Ｄ，５７Ａ〜５７Ｄ，５８Ａ〜５８Ｄ 自由端
６ 接合材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースとキャップとが接合されて筐体が構成され、前記筐体の内部の前記ベース上に圧電振動片が保持されるとともに、前記筐体の内部が気密封止された圧電振動子において、
前記圧電振動片は、脆性材からなるサポート材を介して前記ベース上に保持され、
前記圧電振動片と前記サポート材が接合されるとともに、前記ベースと前記サポート材が接合され、
前記サポート材は、前記圧電振動片と接合するための圧電振動片用接合部と、前記ベースと接合するためのベース用接合部とが、外的応力を軽減するためのスプリング部を介して連結された構成からなることを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
前記スプリング部には、複数の自由端部が設けられ、
前記圧電振動片用接合部及び前記ベース用接合部が、それぞれ個別の前記自由端部と連結されたことを特徴とする請求項１に記載の圧電振動子。
【請求項３】
前記圧電振動片用接合部は、前記スプリング部に対して厚みを有することを特徴とする請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項４】
前記ベース用接合部における接合位置と、前記圧電振動片用接合部における接合位置とは、前記スプリング部を介した前記サポート材上の前記ベース用接合部における接合位置から前記圧電振動片用接合部における接合位置までの距離が遠くなるように設定されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の圧電振動子。
【請求項５】
前記サポート材の外形は、前記圧電振動片の外形と略同等もしくは小さくなるように設定されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の圧電振動子。
【請求項６】
前記圧電振動片は、水晶片であり、
前記サポート材は、異方性の影響を受けにくい材料であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の圧電振動子。
【請求項７】
前記圧電振動片の前記サポート材との接合位置が、Ｚ‘軸に対して３０度傾いた位置であることを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の圧電振動子。
【請求項８】
前記サポート材は、複数個設けられるとともに、これら複数個のサポート材は積層され、
下方に前記サポート材が配された前記サポート材のベース用接合部は、前記下方のサポート材との接合部として用いられ、かつ、上方に前記サポートが配された前記サポート材の圧電振動片用接合部は、前記上方のサポート材との接合部として用いられることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の圧電振動子。
【請求項９】
前記ベースにバンプが形成され、前記バンプ上に前記サポート材が接合されたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の圧電振動子。
【請求項１】
ベースとキャップとが接合されて筐体が構成され、前記筐体の内部の前記ベース上に圧電振動片が保持されるとともに、前記筐体の内部が気密封止された圧電振動子において、
前記圧電振動片は、脆性材からなるサポート材を介して前記ベース上に保持され、
前記圧電振動片と前記サポート材が接合されるとともに、前記ベースと前記サポート材が接合され、
前記サポート材は、前記圧電振動片と接合するための圧電振動片用接合部と、前記ベースと接合するためのベース用接合部とが、外的応力を軽減するためのスプリング部を介して連結された構成からなることを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
前記スプリング部には、複数の自由端部が設けられ、
前記圧電振動片用接合部及び前記ベース用接合部が、それぞれ個別の前記自由端部と連結されたことを特徴とする請求項１に記載の圧電振動子。
【請求項３】
前記圧電振動片用接合部は、前記スプリング部に対して厚みを有することを特徴とする請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項４】
前記ベース用接合部における接合位置と、前記圧電振動片用接合部における接合位置とは、前記スプリング部を介した前記サポート材上の前記ベース用接合部における接合位置から前記圧電振動片用接合部における接合位置までの距離が遠くなるように設定されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の圧電振動子。
【請求項５】
前記サポート材の外形は、前記圧電振動片の外形と略同等もしくは小さくなるように設定されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の圧電振動子。
【請求項６】
前記圧電振動片は、水晶片であり、
前記サポート材は、異方性の影響を受けにくい材料であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の圧電振動子。
【請求項７】
前記圧電振動片の前記サポート材との接合位置が、Ｚ‘軸に対して３０度傾いた位置であることを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の圧電振動子。
【請求項８】
前記サポート材は、複数個設けられるとともに、これら複数個のサポート材は積層され、
下方に前記サポート材が配された前記サポート材のベース用接合部は、前記下方のサポート材との接合部として用いられ、かつ、上方に前記サポートが配された前記サポート材の圧電振動片用接合部は、前記上方のサポート材との接合部として用いられることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の圧電振動子。
【請求項９】
前記ベースにバンプが形成され、前記バンプ上に前記サポート材が接合されたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の圧電振動子。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−２６２１００（Ｐ２００６−２６２１００Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７６９６６（Ｐ２００５−７６９６６）
【出願日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
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