水晶デバイス
【課題】複数の水晶振動素子を同一の素子搭載部材に搭載することなく複数の振動モードを有した生産性のよい水晶デバイスを提供する。
【解決手段】水晶振動素子が搭載されている素子搭載部材が蓋部材と接合されて素子搭載部材と蓋部材とで水晶振動素子を気密封止している水晶デバイスであって、矩形形状の平板状の基部１３１ａと基部の側面から同一方向に延設された２つ一対の振動腕部１３１ｂとから構成されており音叉形状の水晶片１３１と、両主面がＹ軸及びＺ軸に平行な基部の両主面に厚み縦振動用励振電極１３２が設けられ、振動腕部に屈曲振動用励振電極が設けられ、所定の接続電極１３４ａが厚み縦振動用励振電極と電気的に接続され、所定の他の接続電極１３４ｂが屈曲振動用励振電極と電気的に接続されている水晶振動素子を用いる。
【解決手段】水晶振動素子が搭載されている素子搭載部材が蓋部材と接合されて素子搭載部材と蓋部材とで水晶振動素子を気密封止している水晶デバイスであって、矩形形状の平板状の基部１３１ａと基部の側面から同一方向に延設された２つ一対の振動腕部１３１ｂとから構成されており音叉形状の水晶片１３１と、両主面がＹ軸及びＺ軸に平行な基部の両主面に厚み縦振動用励振電極１３２が設けられ、振動腕部に屈曲振動用励振電極が設けられ、所定の接続電極１３４ａが厚み縦振動用励振電極と電気的に接続され、所定の他の接続電極１３４ｂが屈曲振動用励振電極と電気的に接続されている水晶振動素子を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素子搭載部材と蓋部材とが接合されて前記素子搭載部材に搭載されている水晶振動素子が気密封止されている水晶デバイスの水晶振動素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶デバイスは、例えば、移動通信機器等の電子機器に多く用いられている。
特に、電子機器は、電子機器の多機能化に伴って、複数の水晶デバイスが搭載される。また、小型化に伴って、複数の水晶デバイスを搭載するために、水晶デバイスも小型化が進められている。
【０００３】
ここで、水晶デバイスは、例えば、水晶振動素子と素子搭載部材と蓋部材とから構成されている。
【０００４】
素子搭載部材は、例えば、基板部と基板部の一方の主面の縁部に沿って環状に設けられている枠部とから構成されており、一方の主面に凹部空間が形成されている。
また、素子搭載部材は、凹部空間の底面に搭載パッドが設けられ、凹部空間の底面に対向する面に搭載パッドと電気的に接続されている外部接続端子が設けられている。
また、素子搭載部材には、例えば、搭載パッドが後述する水晶振動素子の接続端子に対向する位置に設けられ、導電性接着剤によって電気的に接続されることで、後述する水晶振動素子が搭載される。
【０００５】
蓋部材は、例えば、素子搭載部材の凹部空間を塞ぐように素子搭載部材に接合されている。このとき、後述する水晶振動素子が素子搭載部材と蓋部材とで形成される空間内に気密封止されている。
【０００６】
水晶振動素子は、例えば、水晶片と励振電極と接続電極と導配線パターンとから構成されている。
また、水晶振動素子は、例えば、導配線パターンによって励振電極と接続電極とが電気的に接続された状態になるように、励振電極と接続電極と導配線パターンが水晶片に設けられている。
また、水晶振動素子は、接続電極に交流電圧が印加されると、所定の周波数で水晶片の一部が振動する。
【０００７】
ここで、水晶片の一部が振動しているときの周波数を振動周波数とする。
また、水晶片の一部が振動している状態を水晶振動素子が振動している状態とし、このときの水晶片の振動の仕方を振動モードとする。
【０００８】
また、水晶振動素子は、水晶片が互いに直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有しているため、水晶振動素子が有している振動モードが結晶軸と励振電極が設けられている位置によって異なる。言い換えると、水晶振動素子が有している振動モードは、励振電極が設けられている面と水晶片の結晶軸との位置によって異なる。
【０００９】
水晶振動素子が有している振動モードは、例えば、厚み滑り振動モードや厚み縦振動モードや屈曲振動モードがある。
【００１０】
振動モードの一例である厚み滑り振動モードを有する水晶振動素子は、例えば、水晶片の両主面がＸ軸及びＺ軸を含む面をＹ軸の負の方向側へ約３５度回転させた面に平行となっており、この両主面に励振電極が設けられている。
また、厚み滑り振動モードを有する水晶振動素子は、例えば、周波数帯がＭＨｚ帯となっているＭＨｚ帯の水晶デバイスに用いられる。
また、厚み滑り振動モードを有する水晶振動素子は、振動周波数が水晶片の厚みに依存している。ここで、水晶片の厚みとは、励振電極が設けられている水晶片の一方の主面から他方の主面までの長さである。
【００１１】
また、振動モードの他の一例である厚み縦振動モードを有する水晶振動素子は、例えば、水晶片の両主面がＹ軸及びＺ軸に平行となっており、この両主面に励振電極が設けられている。
また、厚み縦振動モードを有する水晶振動素子は、例えば、周波数帯がＭＨｚ帯となっているＭＨｚ帯の水晶デバイスに用いられている。
また、厚み縦振動モードを有する水晶振動素子は、振動周波数が水晶片の厚みに依存している。
【００１２】
また、振動モードの更に他の一例である屈曲振動モードを有する水晶振動素子は、例えば、両主面がＹ軸及びＺ軸に平行となっている水晶板がフォトリソ技術及びエッチング技術によって、基部と２つ一対の振動腕部とが一体となって音叉形状に形成された水晶片が用いられる。このとき、２つ一対の振動腕部が基部の所定の側面から同一方向に延びるように設けられており、励振電極が振動腕部の表面に設けられている。
また、屈曲振動モードを有する水晶振動素子は、励振電極に交流電圧が印加されると、電界が発生しこれにより、振動腕部が屈曲振動される構造となっている。
このため、屈曲振動モードを有する水晶振動素子は、その振動周波数が振動腕部の大きさに依存している。
ここで、振動腕部の長さとは、基部と振動腕部とが接する面からこの面に対向する振動腕部までの長さ、つまり、自由端から固定端までの長さとする。また、振動腕部の幅とは、隣接する振動腕部側を向く面とこの面に対向する面までの長さとする。
また、屈曲振動モードを有する水晶振動素子は、例えば、周波数帯がｋＨｚ帯となっているｋＨｚ対の水晶デバイスに用いられている。
【００１３】
水晶デバイスは、水晶振動素子が素子搭載部材と蓋部材とで気密封止されており、素子搭載部材の外部接続端子と水晶振動子の励振電極が電気的に接続された状態となっている。このため、水晶デバイスは、素子搭載部材の外部接続端子に交流電圧を印加したとき、水晶振動素子が振動周波数で振動する構成となっている。
また、水晶デバイスは、使用用途に合わせて水晶振動素子の振動モードが選択され移動通信機器等の電子機器に用いられている。
【００１４】
ここで、電子機器の一例である携帯電話には、例えば、メインクロック用の発振源となるＭＨｚ帯の水晶デバイスや待機動作用のサブクロックの発振源となるｋＨｚ帯の水晶デバイスが用いられている。
【００１５】
ＭＨｚ帯の水晶デバイスには、例えば、厚み滑り振動モードの水晶振動素子が用いられる。
このような厚み滑り振動モードの水晶振動素子は、例えば、矩形形状の平板状の水晶片の両主面に励振電極が設けられている。このとき、水晶振動素子は、両主面が、例えば、Ｘ軸及びＺ軸に平行な面をＹ軸の負の方向へ約３５度回転させた面に平行となっている。
【００１６】
ｋＨｚ帯の水晶デバイスは、例えば、屈曲振動モードの水晶振動素子が用いられる。
このｋＨｚ帯の水晶デバイスの水晶振動素子は、例えば、両主面がＹ軸及びＺ軸を含む面が平行なっている水晶板がフォトリソ技術及びエッチング技術によって、基部と基部の側面から同一方向に延設されている振動腕部とが一体となって音叉形状に形成された水晶片が用いられ、この振動腕部の表面に励振電極が設けられている。
【００１７】
近年の電子機器の多機能化と小型化に伴い、水晶デバイスも小型化される傾向にある。
小型化された水晶デバイスは、例えば、異なる振動モードを有する水晶振動素子を同一の素子搭載部材に搭載する構造となっている（例えば、特許文献１参照）。
【００１８】
また、ＭＨｚ帯の水晶デバイスの一例として、厚み滑り振動モードを有した水晶振動素子が用いられている場合について説明したが、厚み縦振動モードを有して水晶振動素子が用いられる場合がある。
このＭＨｚ帯の水晶デバイスの水晶振動素子は、例えば、水晶片の両主面がＹ軸及びＺ軸に平行な面に平行となっており、この両主面に励振電極が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００４−１２００７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、従来の水晶デバイスは、異なる振動モードを有する水晶振動素子を同一の素子搭載部材に搭載する構造となっているので、複数の水晶振動素子と搭載しなければならず、搭載するための手間と時間を要し、生産性が低下する恐れがある。
【００２１】
また、従来の水晶デバイスは、異なる振動モードを有する水晶振動素子を同一の素子搭載部材に搭載する構造となっているので、水晶デバイスがさらに小型化した場合、素子搭載部材の搭載面積が小さくなり水晶振動素子を搭載することができなくなる恐れがある。
【００２２】
また、従来の水晶デバイスは、異なる振動モードを有する水晶振動素子を同一の素子搭載部材に搭載する構造となっているので、水晶デバイスがさらに小型化した場合、水晶振動素子が小型化されて取り扱いが困難となり生産性が低下する恐れがある。
小型化された水晶振動素子を素子搭載部材に搭載する場合、同一の素子搭載部材に搭載される水晶振動素子の距離が短くなり、隣接する水晶振動素子が接触しないように搭載しなければならず、取り扱いが困難となる。
【００２３】
そこで、本発明では、複数の水晶振動素子を同一の素子搭載部材に搭載することなく複数の振動モードを有した生産性のよい水晶デバイスを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
前記課題を解決するため、接続端子が設けられている水晶振動素子と、前記接続端子と電気的に接続されている搭載パッドが設けられ前記水晶振動素子を搭載する素子搭載部材と、前記蓋部材と接合されて前記素子搭載部材を気密封止する蓋部材とを備え、前記水晶振動素子が搭載されている前記素子搭載部材の面に対向する前記素子搭載部材の外部接続端子が設けられ、前記外部接続端子と前記搭載パッドとが電気的に接続されている水晶デバイスであって、
互いに直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有しており、主面が前記Ｙ軸及び前記Ｚ軸に平行となっている平板状の基部の側面より
同一方向に延びる２つの平板形状の振動腕部が一体となって設けられ音叉形状となっている水晶片と、前記基部の両主面に設けられている厚み縦振動用励振電極と、
前記振動腕部の面であって前記基部の側面に接している面及び前記基部の側面に接している面に対向する面に設けられている屈曲振動用励振電極と、前記素子搭載部材側を向く前記基部の面であって前記振動腕部が設けられている辺に対向する前記基部の辺の縁部に沿って設けられており、前記厚み縦振動用励振電極が所定の接続電極と電気的に接続され、前記屈曲振動用励振電極が所定の他の接続電極と電気的に接続されている接続用電極と、を備えている水晶振動素子を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
このような水晶デバイスによれば、互いに直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を備えている水晶振動素子の水晶片が基部と基部の側面から同一方向に延設されている振動腕部とが一体となって音叉形状に形成されており、両主面がＹ軸及びＺ軸に平行となっている基部の両主面に厚み縦振動用励振電極が設けられ、所定の接続電極が厚み縦振動用励振電極と電気的に接続になっており、振動腕部に屈曲振動用励振電極が設けられ、
所定の他の接続用電極が屈曲振動用励振電極と電気的に接続になっており、素子搭載部材の搭載パッドと外部接続端子とが電気的に接続されており、
素子搭載部材の搭載パッドと水晶振動素子の接続電極とが電気的に接続されているので、水晶振動素子の接続電極に交流電圧を印加させると、厚み縦振動用励振電極及び屈曲振動用励振電極に交流電圧を印加することができる。
従って、このような水晶デバイスによれば、厚み縦振動モード及び屈曲振動モードを有している水晶振動素子を素子搭載部材に搭載することができるので、従来の水晶デバイスと比較して搭載する水晶振動素子の数を少なくすることができる。
このため、このような水晶デバイスによれば、従来の水晶デバイスと比較して、水晶振動素子を搭載する手間と時間を減少させることができ、生産性を向上させることができる。
【００２６】
また、このような水晶デバイスによれば、水晶振動素子が異なる振動モードを有しているので、従来の水晶デバイスの水晶振動素子と比較して搭載するために必要な面積が小さくなっている。
このため、このような水晶デバイスによれば、従来の水晶デバイスよりさらに小型化して素子搭載部材の搭載面積が小さくなっても、水晶振動素子を搭載することができる。
【００２７】
また、このような水晶デバイスによれば、水晶振動素子が異なる振動モードを有しているので、素子搭載部材に搭載する面積が小さくても搭載することができる。
このため、このような水晶デバイスによれば、従来の水晶デバイスの水晶振動素子より大きさを大きくすることができるので、従来の水晶デバイスの水晶振動素子と比較して取り扱いが容易となり、生産性を向上させることができる。
このような水晶デバイスによれば、小型化された水晶振動素子を素子搭載部材に搭載する場合、従来の水晶デバイスのように隣接する水晶振動素子が接触しないように搭載する必要がないので、取り扱いが容易となり生産性が向上される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係る水晶デバイスの水晶振動素子の一例を示す状態図である。
【図２】本発明の実施形態に係る水晶デバイスの一例を示す分解断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る水晶デイバスの水晶振動素子の他の一例を示す状態図である。
【図４】本発明の実施形態に係る水晶デバイスの他の一例を示す分解断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
次に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、各図面において各構成要素の状態を分かりやすくするために誇張して図示している。
【００３０】
本発明の実施形態に係る水晶デバイスは、図２に示すように、素子搭載部材１１０と蓋部材１２０と水晶振動素子１３０とから構成されている。
【００３１】
素子搭載部材１１０は、例えば、図２に示すように、基板部１１０ａと枠部１１０ｂとから構成され、矩形形状で平板状の基板部１１０ａの一方の主面の縁部に沿って環状の枠部１１０ｂが設けられて凹部空間１１１が形成されている。
また、素子搭載部材１１０は、凹部空間１１１の底面に搭載パッドＰが設けられている。また、素子搭載部材１１０は、基板部１１０ａと枠部１１０とが接する面に対向する基板部１１０ａの面に外部接続端子Ｇが設けられている。
【００３２】
搭載パッドＰは、例えば、４つ設けられており、後述する水晶振動素子１３０の接続電極１３４ａ，１３４ｂに対向する位置に設けられている。
また、搭載パッドＰは、例えば、図２に示すように、導電性接着剤Ｄによって、後述する水晶振動素子１３０の接続電極１３４ａ，１３４ｂと電気的に接続されている。
【００３３】
外部接続端子Ｇは、例えば、４つ設けられており、素子搭載部材１１０の内部配線（図示せず）を介して搭載パッドＰと電気的に接続されている。
【００３４】
従って、素子搭載部材１１０は、図２に示すように、搭載パッドＰと後述する水晶振動素子１３０の接続電極１３４ａ，１３４ｂとを電気的に接続した状態にして、後述する水晶振動素子１３０を凹部空間１１１内に収納した状態で搭載している。
【００３５】
蓋部材１２０は、矩形形状の平板状に形成されている。
また、蓋部材１２０は、図２に示すように、蓋部材１３０の一方の主面が基板部１１０ａと枠部１１０ｂとが接する面に対向する枠部１１０ｂの面と接合されている。従って、蓋部材１２０は、素子搭載部材１１０の凹部空間１１１を塞ぐようにして素子搭載部材１１０に接合されている。
このとき、素子搭載部材１１０に搭載されている水晶振動素子１３０が素子搭載部材１１０と蓋部材１２０とで気密封止された状態となっている。
【００３６】
水晶振動素子１３０は、図１及び図２に示すように、水晶片１３１（１３１ａ，１３１ｂ）と厚み縦振動用励振電極１３２と屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂと接続電極１３４ａ，１３４ｂと導配線パターン１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃと周波数調整用電極１３６とから構成されている。
【００３７】
水晶片１３１は、互いに直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有した水晶板がフォトリソ技術とエッチング技術によって、基部１３１ａと枠部１３１ｂとが一体となって音叉形状に設けられている。このとき、水晶板の主面がＹ軸及びＺ軸に平行となっている。
【００３８】
基部１３１ａは、例えば、矩形形状の平板状に形成されており、両主面がＹ軸及びＺ軸に平行となっている。
【００３９】
振動腕部１３１ｂは、例えば、平板状となっており、２つ設けられている。
また、振動腕部１３１ｂは、基部１３１ａの側面より同一方向に延びるように設けられている。
【００４０】
ここで、基部１３１ａの側面とは、基部１３１ａの両主面に接している面である。
【００４１】
従って、振動腕部１３１ｂは、基部１３１ａと一体となって形成されているので、基部１３１ａの主面と平行な面がＹ軸及びＺ軸に平行となっており、隣接する振動腕部１３１ｂ側を向く面とこの面に対向する面がＹ軸及びＺ軸に垂直となっている。
また、振動腕部１３１ｂは、基部１３１ａと接している面側の端部が固定された固定端となっており、基部１３１ａと接している面に対向する振動腕部１３１ａの端部が自由端となっている。
【００４２】
従って、水晶片１３１は、２つの振動腕部１３０ｂが同一方向に延びるように基部１３１ａの側面に一体となって設けられて音叉形状となっている。
【００４３】
厚み縦振動用励振電極１３２は、図１及び図２に示すように、２つ一対となっており、水晶片１３１の基部１３１ａの両主面に設けられている。
一方の厚み縦振動用励振電極１３２は、図１及び図２に示すように、基部１３１ａの一方の主面に設けられている。
他方の厚み縦振動用励振電極１３２は、図２に示すように、一方の厚み縦振動用励振電極１３２に対向する位置であって、基部１３１ａの他方の主面に設けられている。
【００４４】
また、厚み縦振動用励振電極１３２は、Ｙ軸及びＺ軸に平行となっている両主面に設けられているので、厚み縦振動用励振電極１３２に交流電圧が印加したとき、厚み縦振動用励振電極１３２に挟まれている基板部１３１ａの一部を所定の周波数で厚み縦振動させる役割を果たす。
【００４５】
このとき、厚み縦振動用励振電極１３２に挟まれている基板部１３１ａの一部が厚み縦振動しているときの所定の周波数を厚み縦振動周波数とする。
この厚み縦振動周波数が基板部１３１ａの板厚に依存しているので、水晶片１３１の基板部１３１ａの板厚によって厚み縦振動周波数を決定することができる。
基板部１３１ａの板厚とは、厚み縦振動用励振電極１３２が設けられている基板部１３１ａであって基板部１３１ａの一方の主面から他方の主面までの長さである。
また、厚み縦振動用励振電極１３２に挟まれた基板部１３１ａの一部が厚み縦振動しているときの状態を厚み縦振動モードとする。
【００４６】
屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂは、図１及び図２に示すように、水晶片１３１の振動腕部１３１ｂに２つ設けられている。
【００４７】
一方の屈曲振動用励振電極１３３ａは、一方の振動腕部１３１ｂの面であって基部１３１ａの両主面に平行な２面と、他方の振動腕部１３１ｂの面であって一方の振動腕部１３１ｂ側を向く面と、他方の振動腕部１３１ｂの面であって一方の振動腕部１３１ｂ側を向く面に平行な面と、に設けられている。
つまり、一方の屈曲振動用励振電極１３３ａは、一方の振動腕部１３１ｂの対向しあう２面と他方の振動腕部１３１ｂの対向しあう２面とに設けられている。
また、一方の振動腕部１３１に設けられている一方の屈曲振動用励振電極１３３ａは、後述する接続電極１３５ｃによって接続されている。
【００４８】
他方の屈曲振動用励振電極１３３ｂは、一方の振動腕部１３１ｂの面であって他方の振動腕部１３１ｂ側を向く面と、一方の振動腕部１３１ｂの面であって他方の振動腕部１３１ｂ側を向く面に対向する面と、他方の振動腕部１３１ｂの面であって基部１３１ａの両主面に平行な２面と、に設けられている。
つまり、他方の屈曲振動用励振電極１３３ｂは、一方の屈曲振動用励振電極１３３ａが設けられていない一方の振動腕部１３１ｂの対向しあう２面と、一方の屈曲振動用励振電極１３３ａが設けられていない他方の振動腕部１３１ｂの対向しあう２面とに設けられている。
また、他方の振動腕部１３１に設けられている他方の屈曲振動用励振電極１３３ｂは、後述する接続電極１３５ｃによって接続されている。
【００４９】
また、屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂは、振動腕部１３１ｂに設けられているので、屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂに交流電圧を印加したとき、電界が発生され振動腕部を所定の周波数で屈曲振動させる役割を果たしている。
【００５０】
このとき、振動腕部１３１ｂが振動しているときの所定の周波数を屈曲振動周波数とする。
この屈曲振動周波数は、振動腕部１３１ｂの腕長さ及び振動腕部１３１ｂの幅に依存しているので、水晶片１３１の振動腕部１３１ｂの大きさによって屈曲振動用周波数を決定することができる。
振動腕部１３１ｂの幅とは、隣接する振動腕部１３１ｂ側を向く面からこの面に対向する面までの長さである。
振動腕部１３１ｂの腕長さとは、基部１３１ａに接する面からこの面に対向する面までの長さ、つまり、固定端から自由端までの長さである。
また、振動腕部１３１ｂが屈曲振動しているときの状態を屈曲振動モードとする。
【００５１】
接続電極１３４ａ，１３４ｂは、図２に示すように、前述した素子搭載部材１１０の搭載パッドＰに対向する位置に設けられている。
従って、接続電極１３４ａ，１３４ｂは、例えば、素子搭載部材１１０側を向く基部１３１ａの面であって、振動腕部１３１ｂが設けられている辺に対向する基部１３１ａの辺の縁部に沿って４つ並んで設けられている。
【００５２】
所定の２つの接続電極１３４ａは、一方の接続電極１３４ａが、一方の厚み縦振動用励振電極１３２と後述する導配線パターン１３５ａによって電気的に接続されており、他方の厚み縦振動用励振電極１３２と後述する導配線パターン１３５ａによって電気的に接続されている。
【００５３】
所定の他２つの接続電極１３４ｂは、一方の接続電極１３４ｂが一方の屈曲振動用励振電極１３３ａと後述する導配線パターン１３５ｂによって電気的に接続されており、
他方の接続電極１３４ｂが他方の屈曲振動用励振電極１３３ｂと後述する導配線パターン１３５ｂによって電気的に接続されている。
【００５４】
導配線パターン１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃは、水晶片１３１の表面に設けられている。
【００５５】
導配線パターン１３５ａは、基部１３１ａの主面に設けられており、厚み縦振動用励振電極１３２と接続電極１３４ａとを電気的に接続させている。
【００５６】
導配線パターン１３５ｂは、水晶片１３１の表面に設けられており、屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂと接続電極１３４ｂとを電気的に接続させている。
【００５７】
導配線パターン１３５ｃは、水晶片１３１の表面に設けられており、Ｙ軸及びＺ軸に平行な面であって対向しあう面に設けられている屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂを電気的に接続させている。
【００５８】
周波数調整用電極１３６は、図１及び図２に示すように、基板部１３１ａの主面に平行な振動腕部１３１ｂの面であって、振動腕部１３１ｂの自由端側に設けられており、屈曲振動周波数を調整する機能を果たす。
【００５９】
従って、水晶振動素子１３０は、所定の２つの接続電極１３４ａと厚み縦振動用励振電極１３２とが導配線パターン１３５ａによって電気的に接続されており、所定の他の２つの接続電極１３４ｂと屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂとが導配線パターン１３５ｂ，１３５ｃとによって電気的に接続されている。
このため、水晶振動素子１３０は、接続電極１３４ａ，１３４ｂに交流電圧が印加されると、厚み縦振動用励振電極１３２で挟まれている基部１３１ａの一部が厚み縦振動しつつ、振動腕部１３２が屈曲振動する構成となっている。
つまり、このような水晶振動素子１３０は、厚み縦振動モード及び屈曲振動モードを有している。
【００６０】
このような本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００は、例えば、図２に示すように、水晶振動素子１３０の接続電極１３４ａ，１３４ｂが素子搭載部材１１０の搭載パッドＰに導電性接着剤Ｄによって電気的に接続されている。
また、このような本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００は、素子搭載部材１１０の搭載パッドＰと外部接続端子Ｇとが内部配線によって電気的に接続されているので、所定の外部接続端子Ｇと厚み縦振動用励振電極１３２とが電気的に接続されつつ所定の他の外部接続端子Ｇと屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂとが電気的に接続された構造となっている。
従って、本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００は、外部接続端子Ｇに交流電圧を印加すると、厚み縦振動用励振電極１３３及び屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂに交流電圧を印加することができる構造となっている。
【００６１】
このような本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００によれば、互いに直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を備えている水晶振動素子１３０の水晶片１３１が基部１３１ａと基部１３１ａの側面から同一方向に延設されている振動腕部１３１ｂとが一体となって音叉形状に形成されており、
両主面がＹ軸及びＺ軸に平行となっている基部１３１ａの両主面に厚み縦振動用励振電極１３２が設けられ、所定の接続電極１３４ａが厚み縦振動用励振電極１３２と電気的に接続になっており、振動腕部１３１ｂに屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂが設けられ、
所定の他の接続用電極１３４ｂが屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂと電気的に接続になっており、素子搭載部材１１０の搭載パッドＰと外部接続端子Ｇとが電気的に接続されており、素子搭載部材１１０の搭載パッドＰと水晶振動素子１３０の接続電極１３４ａ，１３４ｂとが電気的に接続されているので、水晶振動素子１３０の接続電極１３４ａ，１３４ｂに交流電圧を印加させると、厚み縦振動用励振電極１３２及び屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂに交流電圧を印加することができる。
従って、このような本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００によれば、厚み縦振動モード及び屈曲振動モードを有している水晶振動素子１３０を素子搭載部材１１０に搭載することができるので、従来の水晶デバイスと比較して搭載する水晶振動素子の数を少なくすることができる。
このため、このような本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００によれば、従来の水晶デバイスと比較して、水晶振動素子１３０を搭載する手間と時間を減少させることができ、生産性を向上させることができる。
【００６２】
また、このような本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００によれば、水晶振動素子１３０が異なる振動モードを有しているので、従来の水晶デバイスの水晶振動素子と比較して搭載するために必要な面積が小さくなっている。
このため、このような本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００によれば、従来の水晶デバイスよりさらに小型化して素子搭載部材１１０の搭載面積が小さくなっても、水晶振動素子１３０を搭載することができる。
【００６３】
また、このような本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００によれば、水晶振動素子１３０が異なる振動モードを有しているので、素子搭載部材１１０に搭載する面積が小さくても搭載することができる。
このため、このような本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００によれば、従来の水晶デバイスの水晶振動素子より大きさを大きくすることができるので、従来の水晶デバイスの水晶振動素子と比較して取り扱いが容易となり、生産性を向上させることができる。
また、このような本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００によれば、小型化された水晶振動素子を素子搭載部材に搭載する場合、従来の水晶デバイスのように隣接する水晶振動素子が接触しないように搭載する必要がないので、取り扱いが容易となり生産性が向上される。
【００６４】
なお、振動腕部が屈曲振動するときに厚み縦振動に影響を防止するために、例えば、図３に示すように、基部２３１ａの主面であって厚み縦振動用励振電極２３２と振動腕部２３１ｂが設けられている基部の一辺との間に干渉防止溝２４０を設けてもよい。
【００６５】
なお、振動腕部が屈曲振動するときに厚み縦振動に影響を防止するために、例えば、図４に示すように、素子搭載部材３１０に干渉防止枕部３４０を設けてもよい。このとき、干渉防止枕部３４０が厚み縦振動用励振電極１３２と振動腕部１３１ｂが設けられている一辺との間の基部１３１ａの面に接している。
【００６６】
なお、水晶デバイスが水晶振動素子と蓋部材と素子搭載部材とからなる水晶振動子の場合について説明しているが、素子搭載部材に集積回路素子が搭載されている水晶発振器であってもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１００，３００ 水晶デバイス
１１０，３１０ 素子搭載部材
Ｇ 外部接続端子
Ｐ 搭載パッド
１２０ 蓋部材
１３０，２３０，３３０ 水晶振動素子
１３１，２３１ 水晶片
１３１ａ，２３１ａ 基部
１３１ｂ，２３１ｂ 振動腕部
１３２，２３３ 厚み縦振動用励振電極
１３３ａ，１３３ｂ，２３３ａ，２３３ｂ 屈曲振動用励振電極
１３４ａ，１３４ｂ，２３４ａ，２３４ｂ 接続電極
１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃ，２３５ａ，２３５ｂ，２３５ｃ 導配線パターン
１３６，２３６ 周波数調整用電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素子搭載部材と蓋部材とが接合されて前記素子搭載部材に搭載されている水晶振動素子が気密封止されている水晶デバイスの水晶振動素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶デバイスは、例えば、移動通信機器等の電子機器に多く用いられている。
特に、電子機器は、電子機器の多機能化に伴って、複数の水晶デバイスが搭載される。また、小型化に伴って、複数の水晶デバイスを搭載するために、水晶デバイスも小型化が進められている。
【０００３】
ここで、水晶デバイスは、例えば、水晶振動素子と素子搭載部材と蓋部材とから構成されている。
【０００４】
素子搭載部材は、例えば、基板部と基板部の一方の主面の縁部に沿って環状に設けられている枠部とから構成されており、一方の主面に凹部空間が形成されている。
また、素子搭載部材は、凹部空間の底面に搭載パッドが設けられ、凹部空間の底面に対向する面に搭載パッドと電気的に接続されている外部接続端子が設けられている。
また、素子搭載部材には、例えば、搭載パッドが後述する水晶振動素子の接続端子に対向する位置に設けられ、導電性接着剤によって電気的に接続されることで、後述する水晶振動素子が搭載される。
【０００５】
蓋部材は、例えば、素子搭載部材の凹部空間を塞ぐように素子搭載部材に接合されている。このとき、後述する水晶振動素子が素子搭載部材と蓋部材とで形成される空間内に気密封止されている。
【０００６】
水晶振動素子は、例えば、水晶片と励振電極と接続電極と導配線パターンとから構成されている。
また、水晶振動素子は、例えば、導配線パターンによって励振電極と接続電極とが電気的に接続された状態になるように、励振電極と接続電極と導配線パターンが水晶片に設けられている。
また、水晶振動素子は、接続電極に交流電圧が印加されると、所定の周波数で水晶片の一部が振動する。
【０００７】
ここで、水晶片の一部が振動しているときの周波数を振動周波数とする。
また、水晶片の一部が振動している状態を水晶振動素子が振動している状態とし、このときの水晶片の振動の仕方を振動モードとする。
【０００８】
また、水晶振動素子は、水晶片が互いに直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有しているため、水晶振動素子が有している振動モードが結晶軸と励振電極が設けられている位置によって異なる。言い換えると、水晶振動素子が有している振動モードは、励振電極が設けられている面と水晶片の結晶軸との位置によって異なる。
【０００９】
水晶振動素子が有している振動モードは、例えば、厚み滑り振動モードや厚み縦振動モードや屈曲振動モードがある。
【００１０】
振動モードの一例である厚み滑り振動モードを有する水晶振動素子は、例えば、水晶片の両主面がＸ軸及びＺ軸を含む面をＹ軸の負の方向側へ約３５度回転させた面に平行となっており、この両主面に励振電極が設けられている。
また、厚み滑り振動モードを有する水晶振動素子は、例えば、周波数帯がＭＨｚ帯となっているＭＨｚ帯の水晶デバイスに用いられる。
また、厚み滑り振動モードを有する水晶振動素子は、振動周波数が水晶片の厚みに依存している。ここで、水晶片の厚みとは、励振電極が設けられている水晶片の一方の主面から他方の主面までの長さである。
【００１１】
また、振動モードの他の一例である厚み縦振動モードを有する水晶振動素子は、例えば、水晶片の両主面がＹ軸及びＺ軸に平行となっており、この両主面に励振電極が設けられている。
また、厚み縦振動モードを有する水晶振動素子は、例えば、周波数帯がＭＨｚ帯となっているＭＨｚ帯の水晶デバイスに用いられている。
また、厚み縦振動モードを有する水晶振動素子は、振動周波数が水晶片の厚みに依存している。
【００１２】
また、振動モードの更に他の一例である屈曲振動モードを有する水晶振動素子は、例えば、両主面がＹ軸及びＺ軸に平行となっている水晶板がフォトリソ技術及びエッチング技術によって、基部と２つ一対の振動腕部とが一体となって音叉形状に形成された水晶片が用いられる。このとき、２つ一対の振動腕部が基部の所定の側面から同一方向に延びるように設けられており、励振電極が振動腕部の表面に設けられている。
また、屈曲振動モードを有する水晶振動素子は、励振電極に交流電圧が印加されると、電界が発生しこれにより、振動腕部が屈曲振動される構造となっている。
このため、屈曲振動モードを有する水晶振動素子は、その振動周波数が振動腕部の大きさに依存している。
ここで、振動腕部の長さとは、基部と振動腕部とが接する面からこの面に対向する振動腕部までの長さ、つまり、自由端から固定端までの長さとする。また、振動腕部の幅とは、隣接する振動腕部側を向く面とこの面に対向する面までの長さとする。
また、屈曲振動モードを有する水晶振動素子は、例えば、周波数帯がｋＨｚ帯となっているｋＨｚ対の水晶デバイスに用いられている。
【００１３】
水晶デバイスは、水晶振動素子が素子搭載部材と蓋部材とで気密封止されており、素子搭載部材の外部接続端子と水晶振動子の励振電極が電気的に接続された状態となっている。このため、水晶デバイスは、素子搭載部材の外部接続端子に交流電圧を印加したとき、水晶振動素子が振動周波数で振動する構成となっている。
また、水晶デバイスは、使用用途に合わせて水晶振動素子の振動モードが選択され移動通信機器等の電子機器に用いられている。
【００１４】
ここで、電子機器の一例である携帯電話には、例えば、メインクロック用の発振源となるＭＨｚ帯の水晶デバイスや待機動作用のサブクロックの発振源となるｋＨｚ帯の水晶デバイスが用いられている。
【００１５】
ＭＨｚ帯の水晶デバイスには、例えば、厚み滑り振動モードの水晶振動素子が用いられる。
このような厚み滑り振動モードの水晶振動素子は、例えば、矩形形状の平板状の水晶片の両主面に励振電極が設けられている。このとき、水晶振動素子は、両主面が、例えば、Ｘ軸及びＺ軸に平行な面をＹ軸の負の方向へ約３５度回転させた面に平行となっている。
【００１６】
ｋＨｚ帯の水晶デバイスは、例えば、屈曲振動モードの水晶振動素子が用いられる。
このｋＨｚ帯の水晶デバイスの水晶振動素子は、例えば、両主面がＹ軸及びＺ軸を含む面が平行なっている水晶板がフォトリソ技術及びエッチング技術によって、基部と基部の側面から同一方向に延設されている振動腕部とが一体となって音叉形状に形成された水晶片が用いられ、この振動腕部の表面に励振電極が設けられている。
【００１７】
近年の電子機器の多機能化と小型化に伴い、水晶デバイスも小型化される傾向にある。
小型化された水晶デバイスは、例えば、異なる振動モードを有する水晶振動素子を同一の素子搭載部材に搭載する構造となっている（例えば、特許文献１参照）。
【００１８】
また、ＭＨｚ帯の水晶デバイスの一例として、厚み滑り振動モードを有した水晶振動素子が用いられている場合について説明したが、厚み縦振動モードを有して水晶振動素子が用いられる場合がある。
このＭＨｚ帯の水晶デバイスの水晶振動素子は、例えば、水晶片の両主面がＹ軸及びＺ軸に平行な面に平行となっており、この両主面に励振電極が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００４−１２００７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、従来の水晶デバイスは、異なる振動モードを有する水晶振動素子を同一の素子搭載部材に搭載する構造となっているので、複数の水晶振動素子と搭載しなければならず、搭載するための手間と時間を要し、生産性が低下する恐れがある。
【００２１】
また、従来の水晶デバイスは、異なる振動モードを有する水晶振動素子を同一の素子搭載部材に搭載する構造となっているので、水晶デバイスがさらに小型化した場合、素子搭載部材の搭載面積が小さくなり水晶振動素子を搭載することができなくなる恐れがある。
【００２２】
また、従来の水晶デバイスは、異なる振動モードを有する水晶振動素子を同一の素子搭載部材に搭載する構造となっているので、水晶デバイスがさらに小型化した場合、水晶振動素子が小型化されて取り扱いが困難となり生産性が低下する恐れがある。
小型化された水晶振動素子を素子搭載部材に搭載する場合、同一の素子搭載部材に搭載される水晶振動素子の距離が短くなり、隣接する水晶振動素子が接触しないように搭載しなければならず、取り扱いが困難となる。
【００２３】
そこで、本発明では、複数の水晶振動素子を同一の素子搭載部材に搭載することなく複数の振動モードを有した生産性のよい水晶デバイスを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
前記課題を解決するため、接続端子が設けられている水晶振動素子と、前記接続端子と電気的に接続されている搭載パッドが設けられ前記水晶振動素子を搭載する素子搭載部材と、前記蓋部材と接合されて前記素子搭載部材を気密封止する蓋部材とを備え、前記水晶振動素子が搭載されている前記素子搭載部材の面に対向する前記素子搭載部材の外部接続端子が設けられ、前記外部接続端子と前記搭載パッドとが電気的に接続されている水晶デバイスであって、
互いに直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有しており、主面が前記Ｙ軸及び前記Ｚ軸に平行となっている平板状の基部の側面より
同一方向に延びる２つの平板形状の振動腕部が一体となって設けられ音叉形状となっている水晶片と、前記基部の両主面に設けられている厚み縦振動用励振電極と、
前記振動腕部の面であって前記基部の側面に接している面及び前記基部の側面に接している面に対向する面に設けられている屈曲振動用励振電極と、前記素子搭載部材側を向く前記基部の面であって前記振動腕部が設けられている辺に対向する前記基部の辺の縁部に沿って設けられており、前記厚み縦振動用励振電極が所定の接続電極と電気的に接続され、前記屈曲振動用励振電極が所定の他の接続電極と電気的に接続されている接続用電極と、を備えている水晶振動素子を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
このような水晶デバイスによれば、互いに直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を備えている水晶振動素子の水晶片が基部と基部の側面から同一方向に延設されている振動腕部とが一体となって音叉形状に形成されており、両主面がＹ軸及びＺ軸に平行となっている基部の両主面に厚み縦振動用励振電極が設けられ、所定の接続電極が厚み縦振動用励振電極と電気的に接続になっており、振動腕部に屈曲振動用励振電極が設けられ、
所定の他の接続用電極が屈曲振動用励振電極と電気的に接続になっており、素子搭載部材の搭載パッドと外部接続端子とが電気的に接続されており、
素子搭載部材の搭載パッドと水晶振動素子の接続電極とが電気的に接続されているので、水晶振動素子の接続電極に交流電圧を印加させると、厚み縦振動用励振電極及び屈曲振動用励振電極に交流電圧を印加することができる。
従って、このような水晶デバイスによれば、厚み縦振動モード及び屈曲振動モードを有している水晶振動素子を素子搭載部材に搭載することができるので、従来の水晶デバイスと比較して搭載する水晶振動素子の数を少なくすることができる。
このため、このような水晶デバイスによれば、従来の水晶デバイスと比較して、水晶振動素子を搭載する手間と時間を減少させることができ、生産性を向上させることができる。
【００２６】
また、このような水晶デバイスによれば、水晶振動素子が異なる振動モードを有しているので、従来の水晶デバイスの水晶振動素子と比較して搭載するために必要な面積が小さくなっている。
このため、このような水晶デバイスによれば、従来の水晶デバイスよりさらに小型化して素子搭載部材の搭載面積が小さくなっても、水晶振動素子を搭載することができる。
【００２７】
また、このような水晶デバイスによれば、水晶振動素子が異なる振動モードを有しているので、素子搭載部材に搭載する面積が小さくても搭載することができる。
このため、このような水晶デバイスによれば、従来の水晶デバイスの水晶振動素子より大きさを大きくすることができるので、従来の水晶デバイスの水晶振動素子と比較して取り扱いが容易となり、生産性を向上させることができる。
このような水晶デバイスによれば、小型化された水晶振動素子を素子搭載部材に搭載する場合、従来の水晶デバイスのように隣接する水晶振動素子が接触しないように搭載する必要がないので、取り扱いが容易となり生産性が向上される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係る水晶デバイスの水晶振動素子の一例を示す状態図である。
【図２】本発明の実施形態に係る水晶デバイスの一例を示す分解断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る水晶デイバスの水晶振動素子の他の一例を示す状態図である。
【図４】本発明の実施形態に係る水晶デバイスの他の一例を示す分解断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
次に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、各図面において各構成要素の状態を分かりやすくするために誇張して図示している。
【００３０】
本発明の実施形態に係る水晶デバイスは、図２に示すように、素子搭載部材１１０と蓋部材１２０と水晶振動素子１３０とから構成されている。
【００３１】
素子搭載部材１１０は、例えば、図２に示すように、基板部１１０ａと枠部１１０ｂとから構成され、矩形形状で平板状の基板部１１０ａの一方の主面の縁部に沿って環状の枠部１１０ｂが設けられて凹部空間１１１が形成されている。
また、素子搭載部材１１０は、凹部空間１１１の底面に搭載パッドＰが設けられている。また、素子搭載部材１１０は、基板部１１０ａと枠部１１０とが接する面に対向する基板部１１０ａの面に外部接続端子Ｇが設けられている。
【００３２】
搭載パッドＰは、例えば、４つ設けられており、後述する水晶振動素子１３０の接続電極１３４ａ，１３４ｂに対向する位置に設けられている。
また、搭載パッドＰは、例えば、図２に示すように、導電性接着剤Ｄによって、後述する水晶振動素子１３０の接続電極１３４ａ，１３４ｂと電気的に接続されている。
【００３３】
外部接続端子Ｇは、例えば、４つ設けられており、素子搭載部材１１０の内部配線（図示せず）を介して搭載パッドＰと電気的に接続されている。
【００３４】
従って、素子搭載部材１１０は、図２に示すように、搭載パッドＰと後述する水晶振動素子１３０の接続電極１３４ａ，１３４ｂとを電気的に接続した状態にして、後述する水晶振動素子１３０を凹部空間１１１内に収納した状態で搭載している。
【００３５】
蓋部材１２０は、矩形形状の平板状に形成されている。
また、蓋部材１２０は、図２に示すように、蓋部材１３０の一方の主面が基板部１１０ａと枠部１１０ｂとが接する面に対向する枠部１１０ｂの面と接合されている。従って、蓋部材１２０は、素子搭載部材１１０の凹部空間１１１を塞ぐようにして素子搭載部材１１０に接合されている。
このとき、素子搭載部材１１０に搭載されている水晶振動素子１３０が素子搭載部材１１０と蓋部材１２０とで気密封止された状態となっている。
【００３６】
水晶振動素子１３０は、図１及び図２に示すように、水晶片１３１（１３１ａ，１３１ｂ）と厚み縦振動用励振電極１３２と屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂと接続電極１３４ａ，１３４ｂと導配線パターン１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃと周波数調整用電極１３６とから構成されている。
【００３７】
水晶片１３１は、互いに直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有した水晶板がフォトリソ技術とエッチング技術によって、基部１３１ａと枠部１３１ｂとが一体となって音叉形状に設けられている。このとき、水晶板の主面がＹ軸及びＺ軸に平行となっている。
【００３８】
基部１３１ａは、例えば、矩形形状の平板状に形成されており、両主面がＹ軸及びＺ軸に平行となっている。
【００３９】
振動腕部１３１ｂは、例えば、平板状となっており、２つ設けられている。
また、振動腕部１３１ｂは、基部１３１ａの側面より同一方向に延びるように設けられている。
【００４０】
ここで、基部１３１ａの側面とは、基部１３１ａの両主面に接している面である。
【００４１】
従って、振動腕部１３１ｂは、基部１３１ａと一体となって形成されているので、基部１３１ａの主面と平行な面がＹ軸及びＺ軸に平行となっており、隣接する振動腕部１３１ｂ側を向く面とこの面に対向する面がＹ軸及びＺ軸に垂直となっている。
また、振動腕部１３１ｂは、基部１３１ａと接している面側の端部が固定された固定端となっており、基部１３１ａと接している面に対向する振動腕部１３１ａの端部が自由端となっている。
【００４２】
従って、水晶片１３１は、２つの振動腕部１３０ｂが同一方向に延びるように基部１３１ａの側面に一体となって設けられて音叉形状となっている。
【００４３】
厚み縦振動用励振電極１３２は、図１及び図２に示すように、２つ一対となっており、水晶片１３１の基部１３１ａの両主面に設けられている。
一方の厚み縦振動用励振電極１３２は、図１及び図２に示すように、基部１３１ａの一方の主面に設けられている。
他方の厚み縦振動用励振電極１３２は、図２に示すように、一方の厚み縦振動用励振電極１３２に対向する位置であって、基部１３１ａの他方の主面に設けられている。
【００４４】
また、厚み縦振動用励振電極１３２は、Ｙ軸及びＺ軸に平行となっている両主面に設けられているので、厚み縦振動用励振電極１３２に交流電圧が印加したとき、厚み縦振動用励振電極１３２に挟まれている基板部１３１ａの一部を所定の周波数で厚み縦振動させる役割を果たす。
【００４５】
このとき、厚み縦振動用励振電極１３２に挟まれている基板部１３１ａの一部が厚み縦振動しているときの所定の周波数を厚み縦振動周波数とする。
この厚み縦振動周波数が基板部１３１ａの板厚に依存しているので、水晶片１３１の基板部１３１ａの板厚によって厚み縦振動周波数を決定することができる。
基板部１３１ａの板厚とは、厚み縦振動用励振電極１３２が設けられている基板部１３１ａであって基板部１３１ａの一方の主面から他方の主面までの長さである。
また、厚み縦振動用励振電極１３２に挟まれた基板部１３１ａの一部が厚み縦振動しているときの状態を厚み縦振動モードとする。
【００４６】
屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂは、図１及び図２に示すように、水晶片１３１の振動腕部１３１ｂに２つ設けられている。
【００４７】
一方の屈曲振動用励振電極１３３ａは、一方の振動腕部１３１ｂの面であって基部１３１ａの両主面に平行な２面と、他方の振動腕部１３１ｂの面であって一方の振動腕部１３１ｂ側を向く面と、他方の振動腕部１３１ｂの面であって一方の振動腕部１３１ｂ側を向く面に平行な面と、に設けられている。
つまり、一方の屈曲振動用励振電極１３３ａは、一方の振動腕部１３１ｂの対向しあう２面と他方の振動腕部１３１ｂの対向しあう２面とに設けられている。
また、一方の振動腕部１３１に設けられている一方の屈曲振動用励振電極１３３ａは、後述する接続電極１３５ｃによって接続されている。
【００４８】
他方の屈曲振動用励振電極１３３ｂは、一方の振動腕部１３１ｂの面であって他方の振動腕部１３１ｂ側を向く面と、一方の振動腕部１３１ｂの面であって他方の振動腕部１３１ｂ側を向く面に対向する面と、他方の振動腕部１３１ｂの面であって基部１３１ａの両主面に平行な２面と、に設けられている。
つまり、他方の屈曲振動用励振電極１３３ｂは、一方の屈曲振動用励振電極１３３ａが設けられていない一方の振動腕部１３１ｂの対向しあう２面と、一方の屈曲振動用励振電極１３３ａが設けられていない他方の振動腕部１３１ｂの対向しあう２面とに設けられている。
また、他方の振動腕部１３１に設けられている他方の屈曲振動用励振電極１３３ｂは、後述する接続電極１３５ｃによって接続されている。
【００４９】
また、屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂは、振動腕部１３１ｂに設けられているので、屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂに交流電圧を印加したとき、電界が発生され振動腕部を所定の周波数で屈曲振動させる役割を果たしている。
【００５０】
このとき、振動腕部１３１ｂが振動しているときの所定の周波数を屈曲振動周波数とする。
この屈曲振動周波数は、振動腕部１３１ｂの腕長さ及び振動腕部１３１ｂの幅に依存しているので、水晶片１３１の振動腕部１３１ｂの大きさによって屈曲振動用周波数を決定することができる。
振動腕部１３１ｂの幅とは、隣接する振動腕部１３１ｂ側を向く面からこの面に対向する面までの長さである。
振動腕部１３１ｂの腕長さとは、基部１３１ａに接する面からこの面に対向する面までの長さ、つまり、固定端から自由端までの長さである。
また、振動腕部１３１ｂが屈曲振動しているときの状態を屈曲振動モードとする。
【００５１】
接続電極１３４ａ，１３４ｂは、図２に示すように、前述した素子搭載部材１１０の搭載パッドＰに対向する位置に設けられている。
従って、接続電極１３４ａ，１３４ｂは、例えば、素子搭載部材１１０側を向く基部１３１ａの面であって、振動腕部１３１ｂが設けられている辺に対向する基部１３１ａの辺の縁部に沿って４つ並んで設けられている。
【００５２】
所定の２つの接続電極１３４ａは、一方の接続電極１３４ａが、一方の厚み縦振動用励振電極１３２と後述する導配線パターン１３５ａによって電気的に接続されており、他方の厚み縦振動用励振電極１３２と後述する導配線パターン１３５ａによって電気的に接続されている。
【００５３】
所定の他２つの接続電極１３４ｂは、一方の接続電極１３４ｂが一方の屈曲振動用励振電極１３３ａと後述する導配線パターン１３５ｂによって電気的に接続されており、
他方の接続電極１３４ｂが他方の屈曲振動用励振電極１３３ｂと後述する導配線パターン１３５ｂによって電気的に接続されている。
【００５４】
導配線パターン１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃは、水晶片１３１の表面に設けられている。
【００５５】
導配線パターン１３５ａは、基部１３１ａの主面に設けられており、厚み縦振動用励振電極１３２と接続電極１３４ａとを電気的に接続させている。
【００５６】
導配線パターン１３５ｂは、水晶片１３１の表面に設けられており、屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂと接続電極１３４ｂとを電気的に接続させている。
【００５７】
導配線パターン１３５ｃは、水晶片１３１の表面に設けられており、Ｙ軸及びＺ軸に平行な面であって対向しあう面に設けられている屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂを電気的に接続させている。
【００５８】
周波数調整用電極１３６は、図１及び図２に示すように、基板部１３１ａの主面に平行な振動腕部１３１ｂの面であって、振動腕部１３１ｂの自由端側に設けられており、屈曲振動周波数を調整する機能を果たす。
【００５９】
従って、水晶振動素子１３０は、所定の２つの接続電極１３４ａと厚み縦振動用励振電極１３２とが導配線パターン１３５ａによって電気的に接続されており、所定の他の２つの接続電極１３４ｂと屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂとが導配線パターン１３５ｂ，１３５ｃとによって電気的に接続されている。
このため、水晶振動素子１３０は、接続電極１３４ａ，１３４ｂに交流電圧が印加されると、厚み縦振動用励振電極１３２で挟まれている基部１３１ａの一部が厚み縦振動しつつ、振動腕部１３２が屈曲振動する構成となっている。
つまり、このような水晶振動素子１３０は、厚み縦振動モード及び屈曲振動モードを有している。
【００６０】
このような本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００は、例えば、図２に示すように、水晶振動素子１３０の接続電極１３４ａ，１３４ｂが素子搭載部材１１０の搭載パッドＰに導電性接着剤Ｄによって電気的に接続されている。
また、このような本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００は、素子搭載部材１１０の搭載パッドＰと外部接続端子Ｇとが内部配線によって電気的に接続されているので、所定の外部接続端子Ｇと厚み縦振動用励振電極１３２とが電気的に接続されつつ所定の他の外部接続端子Ｇと屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂとが電気的に接続された構造となっている。
従って、本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００は、外部接続端子Ｇに交流電圧を印加すると、厚み縦振動用励振電極１３３及び屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂに交流電圧を印加することができる構造となっている。
【００６１】
このような本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００によれば、互いに直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を備えている水晶振動素子１３０の水晶片１３１が基部１３１ａと基部１３１ａの側面から同一方向に延設されている振動腕部１３１ｂとが一体となって音叉形状に形成されており、
両主面がＹ軸及びＺ軸に平行となっている基部１３１ａの両主面に厚み縦振動用励振電極１３２が設けられ、所定の接続電極１３４ａが厚み縦振動用励振電極１３２と電気的に接続になっており、振動腕部１３１ｂに屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂが設けられ、
所定の他の接続用電極１３４ｂが屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂと電気的に接続になっており、素子搭載部材１１０の搭載パッドＰと外部接続端子Ｇとが電気的に接続されており、素子搭載部材１１０の搭載パッドＰと水晶振動素子１３０の接続電極１３４ａ，１３４ｂとが電気的に接続されているので、水晶振動素子１３０の接続電極１３４ａ，１３４ｂに交流電圧を印加させると、厚み縦振動用励振電極１３２及び屈曲振動用励振電極１３３ａ，１３３ｂに交流電圧を印加することができる。
従って、このような本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００によれば、厚み縦振動モード及び屈曲振動モードを有している水晶振動素子１３０を素子搭載部材１１０に搭載することができるので、従来の水晶デバイスと比較して搭載する水晶振動素子の数を少なくすることができる。
このため、このような本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００によれば、従来の水晶デバイスと比較して、水晶振動素子１３０を搭載する手間と時間を減少させることができ、生産性を向上させることができる。
【００６２】
また、このような本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００によれば、水晶振動素子１３０が異なる振動モードを有しているので、従来の水晶デバイスの水晶振動素子と比較して搭載するために必要な面積が小さくなっている。
このため、このような本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００によれば、従来の水晶デバイスよりさらに小型化して素子搭載部材１１０の搭載面積が小さくなっても、水晶振動素子１３０を搭載することができる。
【００６３】
また、このような本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００によれば、水晶振動素子１３０が異なる振動モードを有しているので、素子搭載部材１１０に搭載する面積が小さくても搭載することができる。
このため、このような本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００によれば、従来の水晶デバイスの水晶振動素子より大きさを大きくすることができるので、従来の水晶デバイスの水晶振動素子と比較して取り扱いが容易となり、生産性を向上させることができる。
また、このような本発明の実施形態に係る水晶デバイス１００によれば、小型化された水晶振動素子を素子搭載部材に搭載する場合、従来の水晶デバイスのように隣接する水晶振動素子が接触しないように搭載する必要がないので、取り扱いが容易となり生産性が向上される。
【００６４】
なお、振動腕部が屈曲振動するときに厚み縦振動に影響を防止するために、例えば、図３に示すように、基部２３１ａの主面であって厚み縦振動用励振電極２３２と振動腕部２３１ｂが設けられている基部の一辺との間に干渉防止溝２４０を設けてもよい。
【００６５】
なお、振動腕部が屈曲振動するときに厚み縦振動に影響を防止するために、例えば、図４に示すように、素子搭載部材３１０に干渉防止枕部３４０を設けてもよい。このとき、干渉防止枕部３４０が厚み縦振動用励振電極１３２と振動腕部１３１ｂが設けられている一辺との間の基部１３１ａの面に接している。
【００６６】
なお、水晶デバイスが水晶振動素子と蓋部材と素子搭載部材とからなる水晶振動子の場合について説明しているが、素子搭載部材に集積回路素子が搭載されている水晶発振器であってもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１００，３００ 水晶デバイス
１１０，３１０ 素子搭載部材
Ｇ 外部接続端子
Ｐ 搭載パッド
１２０ 蓋部材
１３０，２３０，３３０ 水晶振動素子
１３１，２３１ 水晶片
１３１ａ，２３１ａ 基部
１３１ｂ，２３１ｂ 振動腕部
１３２，２３３ 厚み縦振動用励振電極
１３３ａ，１３３ｂ，２３３ａ，２３３ｂ 屈曲振動用励振電極
１３４ａ，１３４ｂ，２３４ａ，２３４ｂ 接続電極
１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃ，２３５ａ，２３５ｂ，２３５ｃ 導配線パターン
１３６，２３６ 周波数調整用電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続端子が設けられている水晶振動素子と、前記接続端子と電気的に接続されている搭載パッドが設けられ前記水晶振動素子を搭載する素子搭載部材と、前記蓋部材と接合されて前記素子搭載部材を気密封止する蓋部材とを備え、前記水晶振動素子が搭載されている前記素子搭載部材の面に対向する前記素子搭載部材の外部接続端子が設けられ、前記外部接続端子と前記搭載パッドとが電気的に接続されている水晶デバイスであって、
互いに直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有しており、主面が前記Ｙ軸及び前記Ｚ軸に平行となっている平板状の基部の側面より同一方向に延びる２つの平板形状の振動腕部が一体となって設けられ音叉形状となっている水晶片と、
前記基部の両主面に設けられている厚み縦振動用励振電極と、
前記振動腕部の面であって前記基部の側面に接している面及び前記基部の側面に接している面に対向する面に設けられている屈曲振動用励振電極と、
前記素子搭載部材側を向く前記基部の面であって前記振動腕部が設けられている辺に対向する前記基部の辺の縁部に沿って設けられており、前記厚み縦振動用励振電極が所定の接続電極と電気的に接続され、前記屈曲振動用励振電極が所定の他の接続電極と電気的に接続されている接続用電極と、
を備えている水晶振動素子を用いることを
特徴とする水晶デバイス。
【請求項１】
接続端子が設けられている水晶振動素子と、前記接続端子と電気的に接続されている搭載パッドが設けられ前記水晶振動素子を搭載する素子搭載部材と、前記蓋部材と接合されて前記素子搭載部材を気密封止する蓋部材とを備え、前記水晶振動素子が搭載されている前記素子搭載部材の面に対向する前記素子搭載部材の外部接続端子が設けられ、前記外部接続端子と前記搭載パッドとが電気的に接続されている水晶デバイスであって、
互いに直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有しており、主面が前記Ｙ軸及び前記Ｚ軸に平行となっている平板状の基部の側面より同一方向に延びる２つの平板形状の振動腕部が一体となって設けられ音叉形状となっている水晶片と、
前記基部の両主面に設けられている厚み縦振動用励振電極と、
前記振動腕部の面であって前記基部の側面に接している面及び前記基部の側面に接している面に対向する面に設けられている屈曲振動用励振電極と、
前記素子搭載部材側を向く前記基部の面であって前記振動腕部が設けられている辺に対向する前記基部の辺の縁部に沿って設けられており、前記厚み縦振動用励振電極が所定の接続電極と電気的に接続され、前記屈曲振動用励振電極が所定の他の接続電極と電気的に接続されている接続用電極と、
を備えている水晶振動素子を用いることを
特徴とする水晶デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１５６９４１（Ｐ２０１２−１５６９４１Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６４５９（Ｐ２０１１−１６４５９）
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラクリスタルデバイス株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラクリスタルデバイス株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]