JP7196934B2

JP7196934B2 - 圧電振動デバイス

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Publication number: JP7196934B2
Application number: JP2020559313A
Authority: JP
Inventors: 悟石野; 有果古城
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2022-12-27
Anticipated expiration: 2039-12-12
Also published as: US20220014173A1; TWI729621B; CN113196650B; EP3896847A1; JPWO2020122179A1; WO2020122179A1; TW202032917A; CN113196650A; EP3896847A4; US11362641B2

Description

本発明は、圧電振動デバイスに関する。

近年、各種電子機器の動作周波数の高周波化や、パッケージの小型化（特に低背化）が進んでいる。そのため、高周波化やパッケージの小型化にともなって、圧電振動デバイス（例えば水晶振動子、水晶発振器など）も高周波化やパッケージの小型化への対応が求められている。

この種の圧電振動デバイスでは、その筐体が略直方体のパッケージで構成されている。このパッケージは、例えばガラスや水晶からなる第１封止部材および第２封止部材と、例えば水晶からなり両主面に励振電極が形成された圧電振動板とから構成され、第１封止部材と第２封止部材とが圧電振動板を介して積層して接合される。そして、パッケージの内部（内部空間）に配された圧電振動板の振動部（励振電極）が気密封止されている（例えば、特許文献１）。以下、このような圧電振動デバイスの積層形態をサンドイッチ構造という。

特開２０１０－２５２０５１号公報

上述のような圧電振動デバイスでは、第２封止部材の第２主面（他主面）に、外部回路基板に電気的に接続するための複数の外部電極端子（裏面端子）が形成されている。また、圧電振動板の振動部を気密封止する封止部（シールパス）が、平面視で、環状に形成されている。

ところで、圧電振動デバイスを外部回路基板に実装する際、外部電極端子は、例えば半田等の導電性接着剤を用いて外部回路基板に接続される。外部回路基板への実装時、半田等の導電性接着剤が収縮することによって、外部電極端子を介して、第２封止部材の長辺方向に沿った引張応力あるいは圧縮応力が作用する。つまり、外部回路基板への実装時、第２封止部材が反るように第２封止部材を変形させようとする応力が発生し、この応力がシールパスに作用することが懸念される。

しかし、従来では、複数の外部電極端子が、第２封止部材の他主面のほとんどの領域を占めるように配置されており、上述した応力による第２封止部材の変形に対する対策は行われていなかった。このため、外部回路基板への実装時、第２封止部材の変形に起因してシールパスに作用する応力が大きくなる可能性がある。

本発明は上述したような実情を考慮してなされたもので、外部回路基板への実装時、圧電振動板の振動部を気密封止する封止部に作用する応力を低減することが可能な圧電振動デバイスを提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、基板の一主面に第１励振電極が形成され、前記基板の他主面に前記第１励振電極と対になる第２励振電極が形成された圧電振動板と、前記圧電振動板の前記第１励振電極を覆う第１封止部材と、前記圧電振動板の前記第２励振電極を覆う第２封止部材と、が設けられ、前記第１封止部材と前記圧電振動板とが接合され、かつ前記第２封止部材と前記圧電振動板とが接合されることによって、前記第１励振電極と前記第２励振電極とを含む前記圧電振動板の振動部を気密封止した内部空間が設けられた圧電振動デバイスにおいて、前記圧電振動板の振動部を気密封止する封止部は、平面視で、環状に形成され、前記第２封止部材の他主面には、外部回路基板に電気的に接続する複数の外部電極端子が形成され、前記各外部電極端子が、平面視で、前記内部空間を囲う外枠部に沿うように配置され、前記外部電極端子が、平面視で、前記外枠部にのみ重畳するように配置されていることを特徴とする。

上記構成によれば、外部電極端子が、平面視で外枠部に沿うように配置されているので、外部電極端子のうち、内部空間に重畳する部分をできる限り小さくすることができる。これにより、外部回路基板への実装時、第２封止部材の変形に起因する封止部に作用する応力を低減することができ、封止部の気密性を向上させることができる。また、外部電極端子が、平面視で、外枠部にのみ重畳するように配置されているので、外部電極端子のうち、内部空間に重畳する部分をなくすことができ、外部回路基板への実装時、第２封止部材の変形に起因する封止部に作用する応力をより低減することができ、封止部の気密性をより向上させることができる。

また、本発明は、基板の一主面に第１励振電極が形成され、前記基板の他主面に前記第１励振電極と対になる第２励振電極が形成された圧電振動板と、前記圧電振動板の前記第１励振電極を覆う第１封止部材と、前記圧電振動板の前記第２励振電極を覆う第２封止部材と、が設けられ、前記第１封止部材と前記圧電振動板とが接合され、かつ前記第２封止部材と前記圧電振動板とが接合されることによって、前記第１励振電極と前記第２励振電極とを含む前記圧電振動板の振動部を気密封止した内部空間が設けられた圧電振動デバイスにおいて、前記圧電振動板の振動部を気密封止する封止部は、平面視で、環状に形成され、前記第２封止部材の他主面には、外部回路基板に電気的に接続する複数の外部電極端子が形成され、前記各外部電極端子が、平面視で、前記内部空間を囲う外枠部に沿うように配置され、前記各外部電極端子が、平面視で、略Ｌ字状に形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、外部電極端子が、平面視で外枠部に沿うように配置されているので、外部電極端子のうち、内部空間に重畳する部分をできる限り小さくすることができる。これにより、外部回路基板への実装時、第２封止部材の変形に起因する封止部に作用する応力を低減することができ、封止部の気密性を向上させることができる。また、各外部電極端子が、平面視で、略Ｌ字状に形成されているので、外枠部の限られたスペースを効率的に活用して外部電極端子を配置することができる。

上記構成において、前記各外部電極端子が、前記第２封止部材の他主面の隅部に配置されていることが好ましい。この場合、前記外部電極端子が、前記第２封止部材の他主面の４隅にそれぞれ配置されていることが好ましい。

これらの構成によれば、外枠部の限られたスペースを効率的に活用して外部電極端子を配置することができる。

本発明の圧電振動デバイスによれば、外部電極端子が、平面視で外枠部に沿うように配置されているので、外部電極端子のうち、内部空間に重畳する部分をできる限り小さくすることができる。これにより、外部回路基板への実装時、第２封止部材の変形に起因する封止部に作用する応力を低減することができ、封止部の気密性を向上させることができる。

本実施の形態にかかる水晶発振器の各構成を模式的に示した概略構成図である。図２は、水晶発振器の第１封止部材の第１主面側の概略平面図である。図３は、水晶発振器の第１封止部材の第２主面側の概略平面図である。図４は、水晶発振器の水晶振動板の第１主面側の概略平面図である。図５は、水晶発振器の水晶振動板の第２主面側の概略平面図である。図６は、水晶発振器の第２封止部材の第１主面側の概略平面図である。図７は、水晶発振器の第２封止部材の第２主面側の概略平面図である。変形例にかかる水晶発振器を示す図７相当図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施の形態では、本発明を適用する圧電振動デバイスが水晶発振器である場合について説明する。

まず、本実施の形態にかかる水晶発振器１００の基本的な構造を説明する。水晶発振器１００は、図１に示すように、水晶振動板（圧電振動板）１０、第１封止部材２０、第２封止部材３０、およびＩＣチップ４０を備えて構成されている。この水晶発振器１００では、水晶振動板１０と第１封止部材２０とが接合され、水晶振動板１０と第２封止部材３０とが接合されることによって、略直方体のサンドイッチ構造のパッケージが構成される。すなわち、水晶発振器１００においては、水晶振動板１０の両主面のそれぞれに第１封止部材２０および第２封止部材３０が接合されることでパッケージの内部空間（キャビティ）Ｃ１が形成され、この内部空間Ｃ１に振動部１１（図４，５参照）が気密封止される。

また、第１封止部材２０における水晶振動板１０との接合面と反対側の主面には、ＩＣチップ４０が搭載される。電子部品素子としてのＩＣチップ４０は、水晶振動板１０とともに発振回路を構成する１チップ集積回路素子である。

本実施の形態にかかる水晶発振器１００は、例えば、１．０×０．８ｍｍのパッケージサイズであり、小型化と低背化とを図ったものである。また、小型化に伴い、パッケージでは、キャスタレーションを形成せずに、後述するスルーホールを用いて電極の導通を図っている。

次に、上記した水晶発振器１００における水晶振動板１０、第１封止部材２０および第２封止部材３０の各部材について、図１～７を用いて説明する。なお、ここでは、接合されていないそれぞれ単体として構成されている各部材について説明を行う。図２～７は、水晶振動板１０、第１封止部材２０および第２封止部材３０のそれぞれの一構成例を示しているに過ぎず、これらは本発明を限定するものではない。

水晶振動板１０は、図４，５に示すように、水晶からなる圧電基板であって、その両主面（第１主面１０１，第２主面１０２）が平坦平滑面（鏡面加工）として形成されている。本実施の形態では、水晶振動板１０として、厚みすべり振動を行うＡＴカット水晶板が用いられている。図４，５に示す水晶振動板１０では、水晶振動板１０の両主面１０１，１０２が、ＸＺ´平面とされている。このＸＺ´平面において、水晶振動板１０の短手方向（短辺方向）に平行な方向がＸ軸方向とされ、水晶振動板１０の長手方向（長辺方向）に平行な方向がＺ´軸方向とされている。なお、ＡＴカットは、人工水晶の３つの結晶軸である電気軸（Ｘ軸）、機械軸（Ｙ軸）、および光学軸（Ｚ軸）のうち、Ｚ軸に対してＸ軸周りに３５°１５′だけ傾いた角度で切り出す加工手法である。ＡＴカット水晶板では、Ｘ軸は水晶の結晶軸に一致する。Ｙ´軸およびＺ´軸は、水晶の結晶軸のＹ軸およびＺ軸からそれぞれ概ね３５°１５′傾いた（この切断角度はＡＴカット水晶振動板の周波数温度特性を調整する範囲で多少変更してもよい）軸に一致する。Ｙ´軸方向およびＺ´軸方向は、ＡＴカット水晶板を切り出すときの切り出し方向に相当する。

水晶振動板１０の両主面１０１，１０２には、一対の励振電極（第１励振電極１１１，第２励振電極１１２）が形成されている。水晶振動板１０は、略矩形に形成された振動部１１と、この振動部１１の外周を取り囲む外枠部１２と、振動部１１と外枠部１２とを連結することで振動部１１を保持する保持部１３とを有している。すなわち、水晶振動板１０は、振動部１１、外枠部１２および保持部１３が一体的に設けられた構成となっている。保持部１３は、振動部１１の＋Ｘ方向かつ－Ｚ´方向に位置する１つの角部のみから、－Ｚ´方向に向けて外枠部１２まで延びている（突出している）。

第１励振電極１１１は振動部１１の第１主面１０１側に設けられ、第２励振電極１１２は振動部１１の第２主面１０２側に設けられている。第１励振電極１１１，第２励振電極１１２には、これらの励振電極を外部電極端子に接続するための引出配線（第１引出配線１１３，第２引出配線１１４）が接続されている。第１引出配線１１３は、第１励振電極１１１から引き出され、保持部１３を経由して、外枠部１２に形成された接続用接合パターン１４に繋がっている。第２引出配線１１４は、第２励振電極１１２から引き出され、保持部１３を経由して、外枠部１２に形成された接続用接合パターン１５に繋がっている。

水晶振動板１０の両主面（第１主面１０１，第２主面１０２）には、水晶振動板１０を第１封止部材２０および第２封止部材３０に接合するための振動側封止部がそれぞれ設けられている。第１主面１０１の振動側封止部としては振動側第１接合パターン１２１が形成されており、第２主面１０２の振動側封止部としては振動側第２接合パターン１２２が形成されている。振動側第１接合パターン１２１および振動側第２接合パターン１２２は、外枠部１２に設けられており、平面視で環状に形成されている。

また、水晶振動板１０には、図４，５に示すように、第１主面１０１と第２主面１０２との間を貫通する５つのスルーホールが形成されている。具体的には、４つの第１スルーホール１６１は、外枠部１２の４隅（角部）の領域にそれぞれ設けられている。第２スルーホール１６２は、外枠部１２であって、振動部１１のＺ´軸方向の一方側（図４，５では、－Ｚ´方向側）に設けられている。第１スルーホール１６１の周囲には、それぞれ接続用接合パターン１２３が形成されている。また、第２スルーホール１６２の周囲には、第１主面１０１側では接続用接合パターン１２４が、第２主面１０２側では接続用接合パターン１５が形成されている。

第１スルーホール１６１および第２スルーホール１６２には、第１主面１０１と第２主面１０２とに形成された電極の導通を図るための貫通電極が、スルーホールそれぞれの内壁面に沿って形成されている。また、第１スルーホール１６１および第２スルーホール１６２それぞれの中央部分は、第１主面１０１と第２主面１０２との間を貫通した中空状態の貫通部分となる。

第１封止部材２０は、図２，３に示すように、１枚のＡＴカット水晶板から形成された直方体の基板であり、この第１封止部材２０の第２主面２０２（水晶振動板１０に接合する面）は平坦平滑面（鏡面加工）として形成されている。なお、第１封止部材２０は振動部を有するものではないが、水晶振動板１０と同様にＡＴカット水晶板を用いることで、水晶振動板１０と第１封止部材２０の熱膨張率を同じにすることができ、水晶発振器１００における熱変形を抑制することができる。また、第１封止部材２０におけるＸ軸、Ｙ軸およびＺ´軸の向きも水晶振動板１０と同じとされている。

第１封止部材２０の第１主面２０１（ＩＣチップ４０を搭載する面）には、図２に示すように、発振回路素子であるＩＣチップ４０を搭載する搭載パッドを含む６つの電極パターン２２が形成されている。ＩＣチップ４０は、金属バンプ（例えばＡｕバンプなど）２３（図１参照）を用いて電極パターン２２に、ＦＣＢ（Flip Chip Bonding）法により接合される。

第１封止部材２０には、図２，３に示すように、６つの電極パターン２２のそれぞれと接続され、第１主面２０１と第２主面２０２との間を貫通する６つのスルーホールが形成されている。具体的には、４つの第３スルーホール２１１が、第１封止部材２０の４隅（角部）の領域に設けられている。第４，第５スルーホール２１２，２１３は、図２，３の＋Ｚ´方向および－Ｚ´方向にそれぞれ設けられている。

第３スルーホール２１１および第４，第５スルーホール２１２，２１３には、第１主面２０１と第２主面２０２とに形成された電極の導通を図るための貫通電極が、スルーホールそれぞれの内壁面に沿って形成されている。また、第３スルーホール２１１および第４，第５スルーホール２１２，２１３それぞれの中央部分は、第１主面２０１と第２主面２０２との間を貫通した中空状態の貫通部分となる。

第１封止部材２０の第２主面２０２には、水晶振動板１０に接合するための封止側第１封止部としての封止側第１接合パターン２４が形成されている。封止側第１接合パターン２４は、平面視で環状に形成されている。

また、第１封止部材２０の第２主面２０２では、第３スルーホール２１１の周囲に接続用接合パターン２５がそれぞれ形成されている。第４スルーホール２１２の周囲には接続用接合パターン２６１が、第５スルーホール２１３の周囲には接続用接合パターン２６２が形成されている。さらに、接続用接合パターン２６１に対して第１封止部材２０の長軸方向の反対側（－Ｚ´方向側）には接続用接合パターン２６３が形成されており、接続用接合パターン２６１と接続用接合パターン２６３とは配線パターン２７によって接続されている。

第２封止部材３０は、図６，７に示すように、１枚のＡＴカット水晶板から形成された直方体の基板であり、この第２封止部材３０の第１主面３０１（水晶振動板１０に接合する面）は平坦平滑面（鏡面加工）として形成されている。なお、第２封止部材３０においても、水晶振動板１０と同様にＡＴカット水晶板を用い、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ´軸の向きも水晶振動板１０と同じとすることが望ましい。

この第２封止部材３０の第１主面３０１には、水晶振動板１０に接合するための封止側第２封止部としての封止側第２接合パターン３１が形成されている。封止側第２接合パターン３１は、平面視で環状に形成されている。

第２封止部材３０の第２主面３０２（水晶振動板１０に面しない外方の主面）には、水晶発振器１００の外部に設けられる外部回路基板（図示省略）に電気的に接続する４つの外部電極端子３２が設けられている。外部電極端子３２は、第２封止部材３０の第２主面３０２の４隅（隅部）にそれぞれ位置する。

第２封止部材３０には、図６，７に示すように、第１主面３０１と第２主面３０２との間を貫通する４つのスルーホールが形成されている。具体的には、４つの第６スルーホール３３は、第２封止部材３０の４隅（角部）の領域に設けられている。第６スルーホール３３には、第１主面３０１と第２主面３０２とに形成された電極の導通を図るための貫通電極が、スルーホールそれぞれの内壁面に沿って形成されている。このようにスルーホールの内壁面に形成された貫通電極によって、第１主面３０１に形成された電極と、第２主面３０２に形成された外部電極端子３２とが導通されている。また、第６スルーホール３３それぞれの中央部分は、第１主面３０１と第２主面３０２との間を貫通した中空状態の貫通部分となる。また、第２封止部材３０の第１主面３０１では、第６スルーホール３３の周囲には、それぞれ接続用接合パターン３４が形成されている。

上記の水晶振動板１０、第１封止部材２０、および第２封止部材３０を含む水晶発振器１００では、水晶振動板１０と第１封止部材２０とが振動側第１接合パターン１２１および封止側第１接合パターン２４を重ね合わせた状態で拡散接合され、水晶振動板１０と第２封止部材３０とが振動側第２接合パターン１２２および封止側第２接合パターン３１を重ね合わせた状態で拡散接合されて、図１に示すサンドイッチ構造のパッケージが製造される。これにより、パッケージの内部空間Ｃ１、つまり、振動部１１の収容空間が気密封止される。

この際、上述した接続用接合パターン同士も重ね合わせられた状態で拡散接合される。そして、接続用接合パターン同士の接合により、水晶発振器１００では、第１励振電極１１１、第２励振電極１１２、ＩＣチップ４０および外部電極端子３２の電気的導通が得られるようになっている。

具体的には、第１励振電極１１１は、第１引出配線１１３、配線パターン２７、第４スルーホール２１２および電極パターン２２を順に経由して、ＩＣチップ４０に接続される。第２励振電極１１２は、第２引出配線１１４、第２スルーホール１６２、第５スルーホール２１３および電極パターン２２を順に経由して、ＩＣチップ４０に接続される。また、ＩＣチップ４０は、電極パターン２２、第３スルーホール２１１、第１スルーホール１６１および第６スルーホール３３を順に経由して、外部電極端子３２に接続される。

水晶発振器１００において、各種接合パターンは、複数の層が水晶板上に積層されてなり、その最下層側からＴｉ（チタン）層とＡｕ（金）層とが蒸着形成されているものとすることが好ましい。また、水晶発振器１００に形成される他の配線や電極も、接合パターンと同一の構成とすれば、接合パターンや配線および電極を同時にパターニングでき、好ましい。

上述のように構成された水晶発振器１００では、水晶振動板１０の振動部１１を気密封止する封止部（シールパス）１１５，１１６は、平面視で、環状に形成されている。シールパス１１５は、上述した振動側第１接合パターン１２１および封止側第１接合パターン２４の拡散接合によって形成され、シールパス１１５の外縁形状および内縁形状が略八角形に形成されている。同様に、シールパス１１６は、上述した振動側第２接合パターン１２２および封止側第２接合パターン３１の拡散接合によって形成され、シールパス１１６の外縁形状および内縁形状が略八角形に形成されている。

このように拡散接合によってシールパス１１５，１１６が形成された水晶発振器１００において、第１封止部材２０と水晶振動板１０とは、１．００μｍ以下のギャップを有し、第２封止部材３０と水晶振動板１０とは、１．００μｍ以下のギャップを有する。つまり、第１封止部材２０と水晶振動板１０との間のシールパス１１５の厚みが、１．００μｍ以下であり、第２封止部材３０と水晶振動板１０との間のシールパス１１６の厚みが、１．００μｍ以下（具体的には、本実施の形態のＡｕ－Ａｕ接合では０．１５μｍ～１．００μｍ）である。なお、比較例として、Ｓｎを用いた従来の金属ペースト封止材では、５μｍ～２０μｍとなる。

本実施の形態では、第２封止部材３０の第２主面（他主面）３０２には、外部回路基板に接続する複数（本実施の形態では４つ）の外部電極端子３２が形成され、各外部電極端子３２が、平面視で、内部空間Ｃ１を囲う外枠部Ｗ１に沿うように配置されている。以下、この点について説明する。

図７には、内部空間Ｃ１と外枠部Ｗ１との境界線Ｌ１を２点鎖線で示している。つまり、境界線Ｌ１は、内部空間Ｃ１の外周縁であって、外枠部Ｗ１の内周縁になっている。本実施の形態では、境界線Ｌ１は、平面視で、水晶振動板１０の外枠部１２の内周縁に略一致する位置に設けられている。

外枠部Ｗ１は、水晶発振器１００において、第１封止部材２０および水晶振動板１０と、第２封止部材３０および水晶振動板１０とが略隙間のない状態で密着している部分になっている。略隙間のない状態で密着しているとは、第１封止部材２０および水晶振動板１０の隙間と、第２封止部材３０および水晶振動板１０の隙間とが、上述したギャップ（１．００μｍ）以下で密着していることを意味する。本実施の形態では、外枠部Ｗ１は、平面視で、水晶振動板１０の外枠部１２に略一致する位置に設けられている。

内部空間Ｃ１は、水晶発振器１００において、第１封止部材２０および水晶振動板１０と、第２封止部材３０および水晶振動板１０とが密着しておらず、隙間を有する部分になっている。この場合、第１封止部材２０および水晶振動板１０の隙間と、第２封止部材３０および水晶振動板１０の隙間とが、上述したギャップ（１．００μｍ）よりも大きくなっている。また、水晶振動板１０の振動部１１と外枠部１２の間の空間の部分も、内部空間Ｃ１になっている。内部空間Ｃ１は、シールパス１１５，１１６よりも内周側に設けられている。本実施の形態では、内部空間Ｃ１は、平面視で、水晶振動板１０の外枠部１２よりも内側の領域に略一致する位置に設けられている。

本実施の形態では、第２封止部材３０の第２主面３０２に形成された４つの外部電極端子３２は、平面視で、内部空間Ｃ１を囲う外枠部Ｗ１に沿うように配置されている。詳細には、各外部電極端子３２は、平面視で、外枠部Ｗ１にのみ重畳するように配置されており、外枠部Ｗ１と内部空間Ｃ１とに跨らないように配置されている。各外部電極端子３２は、第２封止部材３０の第２主面３０２の４隅の領域に配置されている。各外部電極端子３２は、平面視で、略Ｌ字状に形成されている。各外部電極端子３２は、Ｘ軸方向に沿って延びるＸ軸方向部分およびＺ´軸方向に沿って延びるＺ´軸方向部分を有しており、Ｘ軸方向部分の一端とＺ´軸方向部分の一端とが、第２封止部材３０の第２主面３０２の４隅で接続されている。

本実施の形態によれば、外部電極端子３２が、平面視で外枠部Ｗ１に沿うように配置されているので、水晶発振器１００の外部回路基板への実装時、シールパス１１５，１１６に作用する応力を低減することができ、シールパス１１５，１１６の気密性を向上させることができる。この点について以下に説明する。

水晶発振器１００を外部回路基板に実装する際、外部電極端子３２は、例えば半田等の導電性接着剤を用いて外部回路基板に接続される。外部回路基板への実装時、半田等の導電性接着剤が収縮することによって、外部電極端子３２を介して、第２封止部材３０に対しＺ´軸方向に沿った引張応力あるいは圧縮応力が作用する。つまり、外部回路基板への実装時、第２封止部材３０が反るように第２封止部材３０を変形させようとする応力が発生し、この応力がシールパス１１５，１１６に作用する可能性がある。この場合、外部電極端子３２のうち、平面視で、内部空間Ｃ１に重畳する部分が大きいほど、外部回路基板への実装時、第２封止部材３０の変形に起因してシールパス１１５，１１６に作用する応力が大きくなる可能性があり、シールパス１１５，１１６の気密性を確保できなくなる可能性がある。その理由は、外部電極端子３２が、外枠部Ｗ１に重畳する比較的安定した部分と、内部空間Ｃ１に重畳する比較的不安定な部分とに跨って配置されるためであると考えられる。

これに対し、本実施の形態では、外部電極端子３２が、平面視で外枠部Ｗ１に沿うように配置されているので、外部電極端子３２のうち、内部空間Ｃ１に重畳する部分をできる限り小さくすることができる。これにより、外部回路基板への実装時、第２封止部材３０の変形に起因するシールパス１１５，１１６に作用する応力を低減することができ、シールパス１１５，１１６の気密性を向上させることができる。

しかも、外部電極端子３２が、平面視で、外枠部Ｗ１にのみ重畳するように配置されており、外枠部Ｗ１と内部空間Ｃ１とに跨らないように配置されているので、外部電極端子３２のうち、内部空間Ｃ１に重畳する部分をなくすことができる。これにより、外部回路基板への実装時、第２封止部材３０の変形に起因するシールパス１１５，１１６に作用する応力をより低減することができ、シールパス１１５，１１６の気密性をより向上させることができる。

また、外部電極端子３２が、第２封止部材３０の第２主面３０２の４隅の領域に配置されており、さらに、外部電極端子３２が、平面視で、略Ｌ字状に形成されている。このように、４つの外部電極端子３２が、平面視で、内部空間Ｃ１を囲うように設けられているので、外枠部Ｗ１の限られたスペースを効率的に活用して外部電極端子３２を配置することができる。

また、本実施の形態では、外部電極端子３２が、第２封止部材３０の第２主面３０２側にのみ設けられ、第１封止部材２０の第１主面３０１側には設けられていない。第１封止部材２０の第１主面２０１側には、ＩＣチップ４０を搭載するための電極パターン２２が設けられている。つまり、外部電極端子３２が、水晶発振器１００の片面（第２封止部材側）にのみ形成されるようになっている。さらに、水晶発振器１００において、第２封止部材３０上の外部電極端子３２が、第１封止部材２０上の電極パターン２２と同一の膜構成（層構成）になっており、例えば、上述した各種接合パターンと同一の膜構成とすることが可能になっている。具体的には、外部電極端子３２および電極パターン２２は、複数の層が積層された構成なっており、その最下層側からＴｉ（チタン）層とＡｕ（金）層とが蒸着形成されているものとすることが好ましい。このように、外部電極端子３２および電極パターン２２の膜構成を、水晶発振器１００に形成される他の接合パターンや配線、電極等と同一の膜構成にすることによって、外部電極端子３２および電極パターン２２を、水晶発振器１００に形成される他の接合パターンや配線、電極等と同時にパターニングでき、好ましい。加えて、第２封止部材３０上の外部電極端子３２が、第１封止部材２０上の電極パターン２２と同一の膜構成（層構成）になっていることで、これらの膜構成による応力バランスを均一化することができ、より好ましい構成になっている。

今回開示した実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記実施の形態では、本発明を水晶発振器１００に適用した場合について説明した。しかし、これに限定されるものではなく、第１封止部材２０、水晶振動板１０、および第２封止部材３０が積層された構成の水晶振動子に本発明を適用してもよい。

上記実施の形態では、第２封止部材３０の第２主面３０２の外部電極端子３２の数を４つとしたが、これに限定されるものではなく、外部電極端子３２の数を、例えば、２つ、６つ、あるいは８つ等としてもよい。また、外部電極端子３２の形状は略Ｌ字状に限らず、任意の形状であってもよい。例えば、図８に示すように、外部電極端子３２の形状を、Ｘ軸方向に沿って延びるＸ軸方向部分のみを有する略矩形状としてもよい。また、全ての外部電極端子３２の形状は同一でなくてもよく、例えば、４つの外部電極端子３２のうちの１つを、マーキング用の突起または切欠きを有する形状としてもよい。

また、上記実施の形態では、外部電極端子３２を、平面視で、外枠部Ｗ１にのみ重畳するように配置したが、外部電極端子３２の一部分が内部空間Ｃ１に重畳していてもよい。この場合、外部電極端子３２のうち、内部空間Ｃ１に重畳する部分をできる限り小さくする観点から、外部電極端子３２のほとんどの全ての部分（例えば９０％以上の面積の部分）が外枠部Ｗ１に重畳し、残り僅かの部分（例えば１０％以下の面積の部分）が内部空間Ｃ１に重畳することが好ましい。

上記実施の形態では、第１封止部材２０の第２主面２０２および第２封止部材３０の第１主面３０１が平坦面である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、第１封止部材２０の第２主面２０２および第２封止部材３０の第１主面３０１の少なくとも一方に凹部が形成されていてもよい。また、水晶振動板１０の振動部１１を外枠部１２に比べて薄く形成してもよい。

また、上記実施形態では、第１封止部材２０および第２封止部材３０を水晶板によって形成したが、これに限定されるものではなく、第１封止部材２０および第２封止部材３０を、例えば、ガラスや、セラミックスによって形成してもよい。

この出願は、２０１８年１２月１４日に日本で出願された特願２０１８－２３４５５５号に基づく優先権を請求する。これに言及することにより、その全ての内容は本出願に組み込まれるものである。

１０水晶振動板（圧電振動板）
１１振動部
２０第１封止部材
３０第２封止部材
３２外部電極端子
１００水晶発振器（圧電振動デバイス）
１１１第１励振電極
１１２第２励振電極
１１５，１１６シールパス（封止部）
３０２第２主面（他主面）
Ｃ１内部空間
Ｗ１外枠部

Claims

基板の一主面に第１励振電極が形成され、前記基板の他主面に前記第１励振電極と対になる第２励振電極が形成された圧電振動板と、
前記圧電振動板の前記第１励振電極を覆う第１封止部材と、
前記圧電振動板の前記第２励振電極を覆う第２封止部材と、が設けられ、
前記第１封止部材と前記圧電振動板とが接合され、かつ前記第２封止部材と前記圧電振動板とが接合されることによって、前記第１励振電極と前記第２励振電極とを含む前記圧電振動板の振動部を気密封止した内部空間が設けられた圧電振動デバイスにおいて、
前記圧電振動板の振動部を気密封止する封止部は、平面視で、環状に形成され、
前記第２封止部材の他主面には、外部回路基板に電気的に接続する複数の外部電極端子が形成され、前記各外部電極端子が、平面視で、前記内部空間を囲う外枠部に沿うように配置され、
前記外部電極端子が、平面視で、前記外枠部にのみ重畳するように配置されていることを特徴とする圧電振動デバイス。
基板の一主面に第１励振電極が形成され、前記基板の他主面に前記第１励振電極と対になる第２励振電極が形成された圧電振動板と、
前記圧電振動板の前記第１励振電極を覆う第１封止部材と、
前記圧電振動板の前記第２励振電極を覆う第２封止部材と、が設けられ、
前記第１封止部材と前記圧電振動板とが接合され、かつ前記第２封止部材と前記圧電振動板とが接合されることによって、前記第１励振電極と前記第２励振電極とを含む前記圧電振動板の振動部を気密封止した内部空間が設けられた圧電振動デバイスにおいて、
前記圧電振動板の振動部を気密封止する封止部は、平面視で、環状に形成され、
前記第２封止部材の他主面には、外部回路基板に電気的に接続する複数の外部電極端子が形成され、前記各外部電極端子が、平面視で、前記内部空間を囲う外枠部に沿うように配置され、
前記各外部電極端子が、平面視で、略Ｌ字状に形成されていることを特徴とする圧電振動デバイス。
請求項１または２に記載の圧電振動デバイスにおいて、
前記各外部電極端子が、前記第２封止部材の他主面の隅部に配置されていることを特徴とする圧電振動デバイス。
請求項３に記載の圧電振動デバイスにおいて、
前記外部電極端子が、前記第２封止部材の他主面の４隅にそれぞれ配置されていることを特徴とする圧電振動デバイス。