JP2010283804A - 圧電フレーム及び圧電デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、落下に対する破損を防止できる特性が優れる圧電フレーム及び圧電デバイスを提供する。
【解決手段】 本発明に係る圧電フレーム（１００）は、基部の一端側から所定方向に伸びる一対の振動腕を有する圧電振動片（２０）と、圧電振動片を囲む圧電外枠（３０）と、振動腕の両外側において基部から所定方向に伸びる一対の支持腕（２４）と、支持腕と圧電外枠とを接続する接続腕（４０）とを同じ平面内に備え、接続腕が平面内で曲がり易い構造を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば水晶等の圧電材料からなる、落下に対する破損を防止できる特性が優れ、且つ振動漏れも防止することができる圧電フレーム及び圧電デバイスに関する。

ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、或いはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話等の移動体通信機器などにおいて、圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスが広く使用されている。

近年、小型電子機器に対応するために、圧電振動子を構成する圧電振動片及び圧電フレームの小型化が望まれている。しかしながら、圧電振動片の小型化に従って、振動漏れや、ＣＩ値の悪化や、圧電振動片の接着面積の縮小などの問題がある。

従来、音叉型圧電振動片９１と枠部９３とを一体に形成する技術は、特許文献１に示す水晶フレーム９０が提案されていた。特許文献１によれば、音叉型圧電振動片９１の基部９２が音叉型圧電振動片の長さ方向（Ｙ方向）に延びた接続部９４と、基部の幅方向（Ｘ方向）に延びた接続部９５とを一体に形成した水晶フレーム９０を提供していた。水晶フレーム９０は上ケースと下ケースで封止されて表面実装型の圧電デバイスとして使用される。

しかしながら、圧電デバイスが小型化するにつれ、３箇所の接続部が更に短くなり、音叉型圧電振動片９１から外部への振動漏れが大きくなる。従って、特許文献２において、この接続部の代わりに、振動腕の両方の外側において基部から振動腕の伸びた方向に伸びる一対の支持腕を設ける構造が掲示されている。この支持腕により、音叉型圧電振動片から外部への振動漏れを抑えることができる。

特開２００４−２０８２３７ 特開２００８−１１８５０１

しかしながら、落下などにより水晶振動片に衝撃力が印加された場合、重い部分である基部が揺れてしまう。これにより、特許文献２のような接続腕の略中央部の隣で応力が集中し易くなり、支持腕が断裂する場合がある。これにより、圧電振動片の破損又は変形などが起こり、ＣＩ値、発振周波数等の変動等が生じる。

本発明は、小型化されても落下による破損又は変形を十分に且つ確実に防止することができ、且つ振動漏れも防止することができる圧電フレーム及び圧電デバイスを提供することにその目的がある。

本発明の第一観点に係る圧電フレームは、基部の一端側から所定方向に伸びる一対の振動腕を有する圧電振動片と、圧電振動片を囲む圧電外枠と、振動腕の両外側において基部から所定方向に伸びる一対の支持腕と、支持腕と圧電外枠とを接続する接続腕とを同じ平面内に備え、接続腕が平面内で曲がり易い構造を有している。

本発明の第一観点によれば、接続腕が平面内で曲がり易い構造を有することにより、外部の衝撃力に対抗する能力が一番弱い部分に応力が集中することを有効に防止することができる。即ち、接続腕が曲がり易くなったので、支持腕と、接続腕と外枠とに印加された応力が分散され、衝撃力に対抗する能力が一番弱い部分を確実に保護することができる。

本発明の第二観点に係る圧電フレームは、接続腕と圧電外枠とが接続する領域の上方又は下方に、圧電外枠の一部を切り欠いた切り欠け部が形成されている。この切り欠け部により、圧電振動片の振動漏れを抑えることができ、且つ、落下衝突する時に接続腕に印加された応力を低減することができる。

本発明の第三観点に係る圧電フレームは、接続腕と圧電外枠とが接続する領域の上下両方で切り欠け部が形成されている。上下両方で切り欠け部を形成することにより、圧電振動片の振動漏れをより一層抑えることができ、且つ、落下衝突する時に接続腕に印加された応力をより一層低減することができる。

本発明の第四観点に係る圧電フレームは、切り欠け部が丸形構造を有する。この丸形構造により圧電振動片の振動漏れを抑えることができ、且つ、落下衝突する時に接続腕に印加された応力を低減することができる。

本発明の第五観点によれば、この切り欠け部が円形又は曲線の構造であることが好ましい。この円形又は曲線構造は、曲率が大きいので、より曲がり易くなり、衝撃力をより一層分散して、接続腕に印加された応力を低減することができる。

本発明の第六観点に係る圧電フレームは、圧電外枠は、振動腕の所定方向における一方の幅より、所定方向と直交する方向における他方の幅が大きい。これにより、この圧電フレームを蓋部とベースとに固定する時、しっかりと固定されることができ、圧電フレームからの振動漏れを確実に防止することができる。

本発明の第七観点に係る圧電フレームは、接続腕の所定方向における幅は、振動腕の所定方向の幅より大きい。これにより、接続腕の強度が向上され、落下衝突に確実に対抗できる。

本発明の第八観点に係る圧電デバイスは、第一観点から第六観点のいずれか一つの圧電フレームと、この圧電フレームを覆う蓋部と、圧電フレームを支えるベースと、を備える。これにより、小型化されても落下による破損又は変形を十分に且つ確実に防止することができる。

本発明に係る圧電フレームと圧電デバイスは、小型化されても落下衝突等による破損又は変形を十分に且つ確実に防止することができ、且つ振動漏れも防止することができる。

第一圧電フレーム１００の構造を示す平面図である。 第二圧電フレーム１２０の構造を示す平面図である。 接続腕４０と圧電外枠３０とが接続する領域の形状と、落下衝突により支持腕２４に加える応力との関係を示す図面である。 第三圧電フレーム１４０の構造を示す平面図である。 圧電フレームの変更例に係る第四圧電フレームを示す平面図である。 上記圧電フレームの変更例に係る第五圧電フレームを示す斜視図である。 図７（ａ）は、圧電デバイス２００を構成する蓋部２１０の内面図であり、図７（ｂ）は圧電振動片２０を有する変形例２に係る第五圧電フレーム２２０の上面図であり、図７（ｃ）はベース２３０の上面図であり、図７（ｄ）は（ａ）から（ｃ）のＥ−Ｅ断面で圧電デバイス２００を示した断面構成図である。 特許文献１に係る水晶フレーム９０を示す図面である。

以下、図面に基づいて本発明に係る圧電フレーム及び圧電デバイスの具体的な実施形態を説明する。しかしながら、これらの具体的な実施形態は、本発明の技術思想の具現化であり、これに限定されるわけではない。

＜実施例１：第一圧電フレーム１００＞
図１は、第一圧電フレーム１００の構造を示す平面図である。図１に示したように、第一圧電フレーム１００には、その中央に圧電振動片２０が形成され、且つ、当該圧電振動片２０を囲むように圧電外枠３０が形成されている。

本実施例において、当該圧電振動片２０は、たとえば３２．７６８ｋＨｚで信号を発信し、Ｘ方向の長さは０．７ｍｍから２ｍｍで設計され、Ｙ軸方向の長さは１．５ｍｍから４ｍｍで設計される極めて小型の振動片となっている。圧電振動片は、水晶振動片又は水ニオブ酸リチウム等の様々な圧電単結晶材料を用いることができる。

圧電振動片２０は、基部２２と、基部２２から所定方向に伸びた二つの振動腕２３と、振動腕２３の外側に形成された二つの支持腕２４とを有する。それに、二つの振動腕２３の表面、裏面には、エッチングにより溝部２７が形成されている。つまり、一対の振動腕２３には表裏面で２箇所の溝部２７が形成されている。この溝部２７の断面は、略Ｈ型に形成され音圧電振動片２０のＣＩ値を低下させる効果がある。なお、二つの振動腕２３の表面、裏面及び側面には、夫々に蒸着法又はスパッタリング法により励振電極が形成されている。

なお、振動腕２３の先端付近では幅広に形成されており、ハンマー型の形状をしている。また、振動腕２３のハンマー型の部分では金属膜も形成して錘の役目をさせている。錘は振動腕２３に電圧をかけた際に振動しやすくさせ、また安定した振動をするために形成されている。

基部２２と支持腕２４に渡って、夫々に、蒸着法又はスパッタリング法により基部電極が形成されており、夫々に励振電極と接続されている。図１において、このような励振電極と基部電極とを省略した。

基部電極及び励振電極は、１５０オングストローム〜７００オングストロームのクロム（Ｃｒ）層の上に４００オングストローム〜２０００オングストロームの金（Ａｕ）層が形成された構成である。クロム（Ｃｒ）層の代わりに、チタン（Ｔｉ）層を使用してもよく、また金（Ａｕ）層の代わりに、銀（Ａｇ）層を使用してもよい。このような二層構造の代わりに、良好な密着性、耐食性、電気伝導性、耐熱性等を得るように、銅を主成分としてアルミニウム等との合金を使用して電極を形成しても良い。

一対の支持腕２４は、基部２２の一端から振動腕２３の先端を超えない長さで振動腕２３が伸びる方向（Ｙ方向）に従って伸びている。この一対の支持腕２４は、Ｘ方向に従って伸びた接続腕４０を介して圧電外枠３０に接続されている。

一対の支持腕２４は、振動腕２３の振動を外部へ振動漏れとして伝えづらくさせ、また外部の温度変化、または衝撃の影響を受けづらくさせる効果を持つ。これらの圧電振動片２０と、圧電外枠３０と、接続腕４０とは、第一圧電フレーム１００の外形をエッチングする時、一体に形成する。

接続腕４０と圧電外枠３０とが接続する領域の下方に、圧電外枠３０の一部を切り欠いた円形の切り欠け部５０が形成されている。この円形の切り欠け部５０は、接続腕４０と圧電外枠３０とが接続する領域の上方に形成されてもよく、上下両方に形成されてもよい。

ここで下方とは、接続腕４０を基準として、基部２２側の方向（−Ｙ方向）を示し、上方とは、接続腕４０を基準として、振動腕２３の先端側の方向（Ｙ方向）を示す。当該切り欠け部５０も、第一圧電フレーム１００の外形をエッチングする時、一体に形成することができる。

図１において、衝撃力を受けて基部２２がＸ方向において揺れる状態を点線で示している。ここで、揺れた場合の基部２２と支持腕２４との輪郭だけを簡単に示した。図１の点線から分かるように、このような切り欠け部５０により、支持腕２４が曲がり易くなる。

従来、基部２２がＸ方向において揺れる場合、支持腕２４の略中央部の隣の付近に応力が貯まりやすくなる。この応力により支持腕２４の略中央部が断裂し易くなる。即ち、図１で一点鎖線のリングで示した部分が、支持腕２４の断裂し易い部分２４１である。

本実施例の切り欠け部５０は、基部２２のＸ方向における揺れにより断裂し易い部分２４１に加わる応力を軽減することができる。これにより、断裂し易い部分２４１の破損を防止することができる。それに、この円形の切り欠け部５０により、振動漏れを抑えることもできる。

なお、本実施例において、支持腕２４のＹ方向の幅Ｗ１と、接続腕４０のＸ方向の幅Ｗ２と、圧電外枠３０のＹ方向の幅Ｗ３とは、略同じである。なお、基部２２と圧電外枠３０との間のＸ方向の幅Ｗ４、及び支持腕２４と圧電外枠３０との間のＹ方向の幅Ｗ５は、支持腕２４のＹ方向の幅Ｗ１より狭くすることが、周波数変動率を下げるという点で好ましい。

＜実施例２：第二圧電フレーム１２０＞
図２は、第二圧電フレーム１２０の構造を示す平面図である。第一圧電フレーム１００と異なる部分だけを説明し、同じ部分については、その説明を省略する。第二圧電フレーム１２０は、切り欠け部５２を除いて、第一圧電フレーム１００の構造及び寸法と同じである。

第二圧電フレーム１２０において、図２に示したように、接続腕４０と圧電外枠３０とが接続する領域の上下両方に、圧電外枠３０の一部を切り欠いた切り欠け部５２が形成されている。即ち、一対の接続腕４０の上下両方の位置において、夫々に二つの切り欠け部５２が形成されている。これらの切り欠け部５２も、第二圧電フレーム１２０の外形をエッチングする時、一体に形成することができる。

なお、図２に示したように、本実施例に係る切り欠け部５２は、四角形状にエッチングされたものであって、その角部５２１に応力が集中しないように、各角部５２１を円滑な曲線に加工したものである。この曲線の加工は、エッチングすることにより簡単に行うことができる。

このような切り欠け部５２を通じて、基部２２のＸ方向における揺れにより支持腕２４の断裂し易い部分２４１に加わる応力を軽減することができる。これにより、断裂し易い部分２４１の破損を防止することができる。特に、上下両方で切り欠け部５２が形成されたので、第一圧電フレーム１００より、支持腕２４の断裂し易い部分２４１に加わる応力を更に軽減することができる。それに、これらの切り欠け部５２により、振動漏れも抑えることができる。

なお、実施例２においても、支持腕２４のＹ方向の幅Ｗ１と、接続腕４０のＸ方向の幅Ｗ２と、圧電外枠３０のＹ方向の幅Ｗ３とは、略同じである。なお、基部２２と圧電外枠３０との間のＸ方向の幅Ｗ４、及び支持腕２４と圧電外枠３０との間のＹ方向の幅Ｗ５は、支持腕２４のＹ方向の幅Ｗ１より狭くすることが、周波数変動率を下げるという点で好ましい。

なお、実施例２において、四角形状の角部を円滑な曲線に加工した切り欠け部５２を形成したが、実施例１と同じように、円形状の切り欠け部を形成してもよい。なお、本発明において、「丸形」とは、円部の一部である実施例１のような円形形状と、実施例２のような角部を円滑な曲線に加工した四角形状と、円滑な曲線の形状などを含む意味を示す。

図３は、接続腕４０と圧電外枠３０とが接続する領域の形状と、落下衝突により支持腕２４に加える応力との関係を示す図面である。図３に示したように、従来の形状に比べて、実施例１の切り欠け部５０により、落下衝突により支持腕２４に加える応力が略３５％ぐらい軽減される。

これは、図１に示したように、基部２２がＸ方向において揺れることにより、支持腕２４が点線で示しように接続腕４０を支点として曲がる時、この切り欠け部５０により曲がり易くなったためである。

なお、図３に示したように、従来の形状に比べて、実施例２のような切り欠け部５２により、落下衝突により支持腕２４に加える応力が略４３％ぐらい軽減された。これは、図２に示したように、基部２２がＸ方向において揺れることにより、支持腕２４が点線で示しように接続腕４０を支点として曲がる時、上下両方の切り欠け部５０により更に曲がり易くなったためである。

＜実施例３：第三圧電フレーム１４０＞
図４は、第三圧電フレーム１４０の構造を示す平面図である。第二圧電フレーム１２０と異なる部分だけを説明し、同じ部分については、その説明を省略する。第三圧電フレーム１４０は、切り欠け部５４と、各部の寸法関係を除いて、第二圧電フレーム１２０の構造と同じである。

第三圧電フレーム１４０において、図４に示したように、接続腕４０と圧電外枠３０とが接続する領域の上下両方に、圧電外枠３０の一部を切り欠いた曲線状の切り欠け部５４が形成されている。即ち、一対の接続腕４０の上下両方の位置において、夫々に二つの切り欠け部５４が形成されている。これらの切り欠け部５４も、第三圧電フレーム１４０の外形をエッチングする時、一体に形成することができる。

このような切り欠け部５４により、基部２２のＸ方向における揺れにより支持腕２４の断裂し易い部分２４１に加わる応力を軽減することができる。これにより、断裂し易い部分２４１の破損を防止することができる。特に、上下両方で切り欠け部５４が形成されたので、第二圧電フレーム１２０と同じ程度に支持腕２４の断裂し易い部分２４１に加わる応力を軽減することができる。それに、これらの切り欠け部５４により、振動漏れも抑えることができる。

なお、実施例３の切り欠け部５４の形状は曲線形状で、実施例２の切り欠け部５２の四角形状に比べて曲率が大きい。従って、実施例２の切り欠け部５２に比べて、実施例３の切り欠け部５４により、支持腕２４がより曲がり易くなる。これにより、支持腕２４の破損の可能性をより一層低減することができる。

なお、図４に示したように、支持腕２４のＹ方向の幅Ｗ１は、振動腕２３のＹ方向の幅Ｗ６の１．４倍以下にする。これにより、圧電振動片２０の周波数変動率が小さくなり、安定的な圧電振動片、更に圧電フレームを提供することができる。

圧電外枠３０のＸ方向の幅Ｗ７は、Ｙ方向の幅Ｗ３の１．１倍以上になるように設定されている。これにより、当該第三圧電フレーム１４０を、蓋部とベースとの間に封止して圧電デバイスを形成する場合、圧電振動片の振動漏れがベースに伝いにくくなる。これにより、より安定した圧電デバイスを提供することができる。

なお、基部２２と圧電外枠３０との間のＸ方向の幅Ｗ４、及び支持腕２４と圧電外枠３０との間のＹ方向の幅Ｗ５は、支持腕２４のＹ方向の幅Ｗ１より狭くすることが、周波数変動率を下げるという点で好ましい。なお、実施例３だけにおいて、このような寸法関係を設定したが、実施例１と実施例２とにもこのような寸法を設定することにより、より一層の性能特性を得ることができる。

＜変形例１＞
図５は、上記圧電フレームの変更例である第四圧電フレーム１６０を示す平面図である。第三圧電フレーム１４０と異なる部分だけを説明し、同じ部分については、その説明を省略する。本変形例に係る第四圧電フレーム１６０は、切り欠け部５６、及び接続腕４０の接続領域の構造を除いて、第三圧電フレーム１４０の構造及び寸法と同じである。

図５に示したように、接続腕４０と圧電外枠３０とが接続する領域の上下両方に、圧電外枠３０の一部を切り欠いた曲線状の切り欠け部５６が形成されている。即ち、一対の接続腕４０の上下両方の位置において、夫々に二つの切り欠け部５６が形成されている。これらの切り欠け部５６も、第三圧電フレーム１４０の外形をエッチングする時、一体に形成することができる。

なお、図５に示したように、支持腕２４と接続される接続腕４０の各角部４１は、円滑な曲線に加工され、圧電外枠３０と接続される接続腕４０の各角部４１も、同じように円滑な曲線に加工されている。これらの角部を円滑な曲線に加工することは、圧電フレームの外形を形成する時、一緒にエッチングすることにより行うことができる。

これは、角になると、応力がこの角部等に集中し易いので、これらの角部４１を円滑にすることにより、応力がこれらの角部４１に集中することなく、支持腕２４と、接続腕４０と、圧電外枠３０とに渡って円滑に分散される。従って、本変形例によれば、実施例１から実施例３に説明した優れた効果の他に、角部４１等における応力の集中による破損を防止することができる。即ち、更に安定する圧電フレームを実現することができる。

以下、図４に示した第三圧電フレーム１４０との相違点について簡単に説明する。第三圧電フレーム１４０の切り欠け部５４を構成する曲線は、その曲率が一定であるわけではなく、切り欠け部５４に沿ってその曲率が変化する。なお、接続腕４０の上下両方に形成された切り欠け部５４は、形状及び寸法が同じである。なお、支持腕２４と接続する接続腕４０の角部は、直角になっている。

しかしながら、図５に示した第四圧電フレーム１６０において、切り欠け部５６を構成する曲線は、その曲率が一定であり、切り欠け部５６に沿ってその曲率が変化しない。なお、接続腕４０の上下両方に形成された切り欠け部５６は、その形状及び寸法が相同しない。なお、支持腕２４と接続する接続腕４０の角部４１は、直角ではなく、円滑な曲線に形成されている。

＜変形例２＞
図６は、上記圧電フレームの変更例に係る第五圧電フレーム２２０を示す斜視図である。第三圧電フレーム１４０と異なる部分だけを説明し、同じ部分については、その説明を省略する。本変形例に係る第五圧電フレーム２２０は、切り欠け部５８、５９、及び接続腕４０の接続領域の構造を除いて、第三圧電フレーム１４０の構造及び寸法と同じである。

図６に示したように、第五圧電フレーム２２０は、接続腕４０の上下両方で、形状が若干違う二つの切り欠け部５８、５９が夫々に形成されている。切り欠け部５８は、円形の形状を取る。なお、接続腕４０の支持腕２４と接続される角部４１は、変形例１と同じように円滑な曲線に加工されている。なお、接続腕４０の圧電外枠３０と接続される角部４１も円滑な曲線に加工されている。なお、切り欠け部５９は、切り欠け部５８より曲率が大きい円形に形成されている。

なお、今までの切り欠け部は、持腕４０からＸ方向の圧電外枠３０までの一部に渡って形成されている。しかし、図６に示したように、切り欠け部５９は、支持腕４０からＸ方向の圧電外枠３０までの全般に渡って形成されている。これにより、切り欠け部５９の曲率をより大きくすることができ、更に応力を低減することができる。

なお、本変形例においても、圧電外枠３０のＸ方向の幅Ｗ７は、Ｙ方向の幅Ｗ３の１．１倍以上になるように設定されている。これにより、当該第三圧電フレーム１４０を、蓋部とベースとの間に封止して圧電デバイスを形成する場合、圧電振動片の振動漏れがベースに伝いにくくなる。これにより、より安定した圧電デバイスを提供することができる。

以上の圧電フレームの実施例及び変形例において、切り欠け部及び他の構造、寸法について、詳しく説明したが、これに限定されるわけではない。本発明の技術思想の範囲内で様々な変更を行うことができる。たとえば、変形例２において、切り欠け部５８、５９は曲率だけが不相同である円形であるが、夫々に実施例１と実施例２との形状にすることができる。もちろん、変形例１のような全ての角部を円滑に加工することもできる。

＜圧電デバイス２００＞
以下、図７に基づいて、圧電デバイス２００について詳しく説明する。
図７（ａ）は、圧電デバイス２００を構成する蓋部２１０の内面図であり、図７（ｂ）は圧電振動片２０を有する変形例２に係る第五圧電フレーム２２０の上面図であり、図７（ｃ）はベース２３０の上面図であり、図７（ｄ）は（ａ）から（ｃ）のＥ−Ｅ断面で圧電デバイス２００を示した断面構成図である。図７に示される蓋部２１０及びベース２３０は、圧電フレームと同じ水晶からなる。また、蓋部２１０及びベース２３０は、ナトリウムイオンなどの金属イオンを含有しているパイレックス（登録商標）ガラス及びホウ珪酸ガラスなどでもよい。

ここで、工業材料の硬さを表わす指標の一つにヌープ硬度がある。ヌープ硬度は数値が高ければ硬く、低ければ柔らかい。蓋部及びベースに使用される代表的なガラスであるホウケイ酸ガラスは、ヌープ硬度が５９０ｋｇ／ｍｍ^２である。また、水晶のヌープ硬度は７１０〜７９０ｋｇ／ｍｍ^２である。そのため圧電デバイス２００では、蓋部２１０及びベース２３０にガラスの代わりに水晶を使用する方が圧電デバイスの硬度を高くすることができる。また、圧電デバイスを所定の硬度にする場合には、蓋部及びベースに使われるガラスの厚みを厚くする必要があるが、水晶であれば厚みが薄くてもよい。つまり、同じ硬度の圧電デバイスであれば蓋部及びベースに水晶を使用すると、小型化・低背化が可能となる。

また、圧電デバイスの作製時、または圧電デバイスのプリント基板への取り付け時には圧電デバイスに熱が加えられる。その時に、蓋部２１０及びベース２３０に水晶材料とは異なる種類の材料を使用する場合、圧電デバイス内には熱膨張係数の差による応力が加わる。熱膨張係数の差が大きいと、この応力も大きくなり、特に圧電外枠３０を備える圧電フレーム２２０では強度の弱い圧電外枠３０の角等が破損することがある。そのため、蓋部２１０及びベース２３０と圧電フレーム２２０との熱膨張係数の差を小さくすることが望まれる。蓋部２１０及びベース２３０に水晶を使用することは、ガラスを使用した場合に比べて圧電フレーム２２０との熱膨張係数の差を小さくし、圧電デバイス２００内の応力を小さくすることができるため好ましい。さらに、上記の通り、ガラスを使用した場合に比べて圧電デバイスの小型化・低背化が可能となるため好ましい。

図７（ａ）に示されるように、蓋部２１０は、圧電フレーム２２０側の片面に、エッチングにより形成された蓋部用凹部２０１を有している。

図７（ｂ）に示したように、圧電フレーム２２０は、本発明に係る変形例の第五圧電フレームの構造及び寸法と同じである。即ち、その中央に圧電振動片２０が形成され、且つ、当該圧電振動片２０を囲むように圧電外枠３０が形成されている

圧電振動片２０は、基部２２と、基部２２から所定方向に伸びた二つの振動腕２３と、振動腕２３の外側に形成された二つの支持腕２４とを有する。それに、二つの振動腕２３の表面、裏面及び側面には、夫々に蒸着法又はスパッタリング法により励振電極２３１が形成されている。基部２２と支持腕２４にわたって、夫々に、蒸着法又はスパッタリング法により基部電極２４１が形成されており、基部電極２４１は励振電極２３１に接続されている。

なお、接続腕４０の隣接する両方に、切り欠け部５８、５９が夫々に形成されている。図７（ｂ）によりその形状の差が明確になる。なお、圧電外枠３０のＸ方向の幅Ｗ７は、Ｙ方向の幅Ｗ３の１．１倍以上になるように設定されている。

図７（ｃ）に示されるように、ベース２３０は、圧電フレーム２２０側の面に、エッチングにより形成されたベース用凹部２０３を有している。それと同時に、ベース２３０の角部において、圧電振動片２０の基部電極２４１と対応する位置にへこみ部２０６が形成されて、当該へこみ部２０６に接続電極２０７が形成されている。

なお、ベース２３０の角部において、接続電極２０７と対応する位置にエッチングによりスルーホール２０４が形成されている。なお、実装基板と接続されるベース２３０の実装面には、半田と接続するための外部電極２０５が形成されている。

スルーホール２０４は、その内面に金属膜が形成され、その内面の金属膜は、接続電極２０７と同時にフォトリソグラフィ工程で作成される。内面の金属膜はクロム（Ｃｒ）層又はニッケル（Ｎｉ）層の上に金（Ａｕ）層又は銀（Ａｇ）層が形成される。接続電極２０７は、スルーホール２０４通じてベース２３０の片面に設けた外部電極２０５に接続される。

図７（ｄ）の概略断面構成図で示されるように、蓋部用凹部２０１が圧電フレーム２２０に向け、ベース用凹部２０３が圧電フレーム２２０を向けた状態で、基部電極、接続電極、スルーホール、及び外部電極が電気的に接続する位置で、蓋部２１０と圧電フレーム２２０とベース２３０とを接合する。蓋部２１０及びベース２３０が水晶材料であれば、水晶である圧電フレーム２２０はシロキサン結合により蓋部２１０及びベース２３０で挟み込まれて接合される。なお接合に際しては、蓋部用凹部２０１とベース用凹部２０３とに挟まれた空間を真空状態又は不活性ガスの雰囲気にして、圧電デバイス２００が形成される。蓋部２１０及びベース２３０がガラスであれば、圧電フレーム２２０は陽極接合により蓋部２１０及びベース２３０で挟み込まれて接合される。

本実施例に係る圧電フレーム２２０において、圧電外枠３０のＸ方向の幅Ｗ７は、Ｙ方向の幅Ｗ３の１．１倍以上になるように設定されている。これにより、図７（ｄ）に示したように、圧電フレーム２２０が蓋部２１０とベース２３０とに挟まれて封止されて圧電デバイス２００になった場合、Ｘ方向において、蓋部２１０とベース２３０とより圧電外枠３０が突出されている。

Ｘ方向における圧電フレーム２２０の突出により、圧電振動片２０の振動漏れがベースに伝わりにくくなる。これにより、より安定した圧電デバイスを提供することができる。なお、本実施例において、圧電フレームとして変形例に係る圧電フレーム２２０を一例として示したが、本発明の技術思想の範囲内で、実施例１から変形例１の何れかの圧電フレームを選択することもできる。

２０ … 圧電振動片
２２ … 基部
２３ … 振動腕
２４ … 支持腕
２４１ … 断裂し易い部分
２７ … 溝部
３０ … 圧電外枠
４０ … 接続腕
５０ … 円形の切り欠け部
５２ … 丸形の切り欠け部
１００ … 第一圧電フレーム
１２０ … 第二圧電フレーム
１４０ … 第三圧電フレーム
１６０ … 第四圧電フレーム
２２０ … 第五圧電フレーム
２００ … 圧電デバイス
２１０ … 蓋部
２３０ … ベース
９０ … 水晶フレーム
９１ … 音叉型圧電振動片
９２ … 基部
９３ … 外枠
９４ … 接続部
９５ … 接続部

Claims (8)

1. 基部の一端側から所定方向に伸びる一対の振動腕を有する圧電振動片と、
   前記圧電振動片を囲む圧電外枠と、
   前記振動腕の両外側において前記基部から前記所定方向に伸びる一対の支持腕と、
   前記支持腕と前記圧電外枠とを接続する接続腕と、を同じ平面内に備え、
   前記接続腕が前記平面内で曲げ剛性の低い構造を有していることを特徴とする圧電フレーム。
2. 前記接続腕と前記圧電外枠とが接続する領域の上方又は下方に、前記圧電外枠の一部を切り欠いた切り欠け部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電フレーム。
3. 前記切り欠け部は、前記接続腕と前記圧電外枠とが接続する領域の上下両方で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の圧電フレーム。
4. 前記切り欠け部が丸形構造を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の圧電フレーム。
5. 前記切り欠け部が円形又は曲線形の構造であることを特徴とする請求項２から請求項４の何れか一項に記載の圧電フレーム。
6. 前記圧電外枠は、前記振動腕の前記所定方向における一方の幅より、前記所定方向と直交する方向における他方の幅が大きいことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の圧電フレーム。
7. 前記接続腕の前記所定方向における幅は、前記振動腕の前記所定方向の幅より大きいことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の圧電フレーム。
8. 請求項１から、請求項７のいずれか一項に記載の圧電フレームと、
   この圧電フレームを覆う蓋部と、
   前記圧電フレームを支えるベースと、
   を備えることを特徴とする圧電デバイス。