JP2019121854A - 圧電振動デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】外部回路基板との接合強度を向上することができるサンドイッチ構造の圧電振動デバイスを提供する。【解決手段】水晶発振器１０１には、水晶振動板２と、水晶振動板２の第１励振電極２２１と第２励振電極２２２とを覆う第１封止部材３と第２封止部材４とが設けられている。第１封止部材３と水晶振動板２と第２封止部材４とが接合されることによって略直方体のパッケージ１２が形成される。当該パッケージ１２には水晶振動板２の振動部２３を気密封止した内部空間１３が設けられている。水晶振動板２の振動部２３を気密封止する接合材１１は、平面視で、環状に形成され、かつ、パッケージ１２の四隅以外の部分において当該パッケージ１２の外周縁に沿って設けられている。また、第２封止部材の他主面の四隅には外部電極端子が形成され、かつ、第２封止部材の側面には外部電極側面端子が設けられている。【選択図】 図７

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（例えば水晶発振器等）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、ガラスや水晶からなる第１封止部材及び第２封止部材と、水晶からなり両主面に励振電極が形成された水晶振動板とから構成され、第１封止部材と第２封止部材とが水晶振動板を介して積層して接合され、パッケージの内部（内部空間）に配された水晶振動板の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

しかしながら、小型化が進んだサンドイッチ構造の圧電振動デバイスでは、封止部材の底面に形成される外部電極端子の有効面積も従来のセラミックパッケージの圧電振動デバイスに比べて小さく限られたものとなっており、外部電極端子の形成状態により電気的な特性に悪影響を与えやすいものであった。

その結果、車載用途など耐衝撃性能が求められる用途に使用される圧電振動デバイスとしては、半田などの導電性接合材による外部回路基板との接合強度を確保することが難しく、不向きな構成となっていた。

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、外部回路基板との接合強度を向上することができるサンドイッチ構造の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封止部材の他主面と前記圧電振動板の一主面とが接合され、かつ前記第２封止部材の一主面と前記圧電振動板の他主面とが接合されることによって略直方体のパッケージが形成され、当該パッケージには、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、かつ、前記パッケージの四隅で外周縁から離隔した離隔部と、前記離隔部以外の部分において当該パッケージの外周縁に沿って設けられた外周縁部とを有しており、前記各励振電極とは電気的に接続されていない、前記第２封止部材の他主面の四隅には、外部回路基板と電気的に接続する複数の外部電極端子が形成され、 第２封止部材の側面には、前記外部電極端子と接続されるとともに前記封止部の離隔部が形成された領域に外部電極側面端子が設けられていることを特徴とする。

上記構成によれば、パッケージの封止部は、外周縁のうち四隅のみに封止部の隔離部を構成し、この以外をパッケージの外周縁に沿って設けられた外周縁部として構成しているため、封止部の外周縁部のスペースを圧電振動板の振動部の配置スペースとして利用でき、圧電振動板の振動部を気密封止する内部空間のスペースをできるだけ大きくすることができる。これにより、できるだけ大きな構成の振動部を用いることができるだけでなく、振動部の設計の自由度を向上させることができ、様々な特性の振動部を設計することができる。

また、パッケージの四隅の領域には、例えば貫通孔や電気パス等の配置スペースとして利用できるため、外部回路基板と接合するための外部電極端子の有効面積を形成するのに望ましい構造とすることができる。しかも、パッケージの四隅の外部電極端子が、パッケージの中央付近に配置される圧電振動板の励振電極と、パッケージの厚み方向において重畳することもできるだけ避けるように構成することができるため、浮遊容量や外部ノイズの悪影響を低減することができる。

また、封止部は各励振電極とは電気的に接続されていないため、両者の接続に起因する寄生容量の発生を抑制することができ、圧電振動デバイスの周波数可変量を大きく確保できる。

また、第２封止部材の側面には、前記外部電極端子と接続されるとともに前記封止部の離隔部が形成された領域に外部電極側面端子が設けられているため、半田（流動性導電接合材）を用いて外部回路基板と接合する場合に、外部電極端子のみによる面接合だけでなく、外部電極側面端子に沿って半田が突出するフィレット部が形成され、接合面積が増えるため接合強度を高めることができる。しかも、外部電極側面端子に沿って半田が突出して形成されるフィレット部は、前記封止部の離隔部が形成された領域に位置するため、前記封止部の外周縁部の存在しない領域となり、外部電極端子と極性の異なる封止部が短絡することがない。

以上により、小型で外部電極端子の有効面積を確保することが難しいサンドイッチ構造の圧電振動デバイスであっても、外部回路基板との接合強度を高めることができ、車載用途など高い機械的性能が求められる用途にも対応することができる。

上記構成において、前記パッケージの四隅には、前記圧電振動板の一主面と他主面との間を貫通する貫通孔が設けられ、前記第１封止部材の一主面には、複数の配線パターンが形成され、前記各貫通孔にはそれぞれ、前記複数の配線パターンの一部と、前記複数の外部電極端子の一部とを電気的に接続するための貫通電極が形成されていてもよい。

上記構成によれば、平面視で、封止部の外側に貫通孔が配置され、パッケージの四隅のスペースを利用して、圧電振動板に貫通孔を形成することができ、貫通孔に電極を形成することで、圧電振動板の一主面と他主面との間を導通させることができる。

また、パッケージの四隅は、外力によってパッケージの各層（圧電振動板、第１封止部材、及び第２封止部材）に剥がれが発生しやすくなっている。しかし、本構成によれば、パッケージの四隅を避けて封止部を配置することによって、外力による剥がれから封止部を保護することができる。

上記構成において、前記外部電極側面端子は、第２封止部材の側面のうち四隅の稜に設けられていてもよい。パッケージの四隅は、外力によってパッケージに対して応力が加わりやすくなっている。しかし、本構成によれば、パッケージの四隅に半田（流動性導電接合材）のフィレット部が形成され接合強度を高めることで、外力による応力に対抗することができる。

上記構成において、前記外部電極端子は、圧電振動板の励振電極とは重畳しなくてもよい。この構成によれば、外部端子電極と励振電極との両者に生じる浮遊容量や外部ノイズの悪影響を低減することができる。

上記構成において、前記封止部の外縁形状は、平面視で八角形であってもよい。この構成によれば、パッケージの外周縁のうち四隅以外のスペースに設けられる封止部と、パッケージの四隅のスペースに設けられる貫通孔とを、より効率的に配置することができる。

本発明によれば、サンドイッチ構造の圧電振動デバイスにおいて、小型化への対応を容易に行うことが可能となり、外部回路基板との接合強度を向上することができる。

図１は、本実施の形態にかかる水晶発振器の各構成を示した概略構成図である。 図２は、水晶発振器の第１封止部材の概略平面図である。 図３は、水晶発振器の第１封止部材の概略裏面図である。 図４は、水晶発振器の水晶振動板の概略平面図である。 図５は、水晶発振器の水晶振動板の概略裏面図である。 図６は、水晶発振器の第２封止部材の概略平面図である。 図７は、水晶発振器の第２封止部材の概略裏面図である。 図８は、水晶発振器の第２封止部材の裏面側の概略斜視図である。 図９は、水晶発振器における接合材と、水晶振動板の振動部や貫通孔等との平面視での位置関係を示す概略平面図である。 図１０は、水晶発振器の水晶振動板の変形例を示す概略平面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では、圧電振動デバイスとして水晶発振器に本発明を適用した場合について説明する。

本実施の形態にかかる水晶発振器１０１では、図１に示すように、水晶振動板２（本発明でいう圧電振動板）と、水晶振動板２の第１励振電極２２１（図４参照）を覆い、水晶振動板２の一主面２１１に形成された第１励振電極２２１を気密封止する第１封止部材３と、この水晶振動板２の他主面２１２に、水晶振動板２の第２励振電極２２２（図５参照）を覆い、第１励振電極２２１と対になって形成された第２励振電極２２２を気密封止する第２封止部材４と、第１封止部材３に搭載された電子部品素子（本実施の形態ではＩＣ５）とが設けられている。電子部品素子としてのＩＣ５は、水晶振動板２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。この水晶発振器１０１では、水晶振動板２と第１封止部材３とが接合され、水晶振動板２と第２封止部材４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１２が構成される。

そして、水晶振動板２を介して第１封止部材３と第２封止部材４とが接合されることで、パッケージ１２の内部空間１３が形成され、このパッケージ１２の内部空間１３に、水晶振動板２の両主面２１１，２１２に形成された第１励振電極２２１及び第２励振電極２２２を含む振動部２３が気密封止されている。本実施の形態にかかる水晶発振器１０１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、本パッケージ１２では、キャスタレーションを形成せずに、後述する貫通孔（第１１〜第２５貫通孔）を用いて電極の導通を図っている。

次に、水晶発振器１０１のパッケージ１２を構成する水晶振動板２と第１封止部材３と第２封止部材４について、図１〜７を用いて説明する。なお、ここでは、水晶振動板２と第１封止部材３と第２封止部材４が接合されていない夫々単体として構成されている各部材について説明を行う。

水晶振動板２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（一主面２１１，他主面２１２）が平坦平滑面（鏡面加工）として成形されている。

水晶振動板２の両主面２１１，２１２（一主面２１１，他主面２１２）に一対の（対となる）励振電極（第１励振電極２２１，第２励振電極２２２）が形成されている。そして、両主面２１１，２１２には、一対の第１励振電極２２１，第２励振電極２２２を囲うように２つの切り欠き部２４（貫通形状）が形成されて振動部２３が構成されている。切り欠き部２４は、平面視凹形状体２４１（１つの平面視長方形の両端から２つの長方形夫々が、長方形の長手方向に対して直角方向に延出して成形された３つの平面視長方形からなる平面視体）と、平面視長方形状体２４２とからなる。

そして、平面視凹形状体２４１と平面視長方形状体２４２との間の部位（保持部）２１３に、第１励振電極２２１及び第２励振電極２２２をＩＣ５に引き出すための引出電極（第１引出電極２２３，第２引出電極２２４）が設けられている。第１励振電極２２１及び第１引出電極２２３は、一主面２１１上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、この下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなる。第２励振電極２２２及び第２引出電極２２４は、他主面２１２上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、この下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなる。

水晶振動板２では、両主面２１１，２１２の振動部２３に沿った外方に、振動部２３を囲むように第１封止部材３と第２封止部材４とを接合するための振動側封止部２５が夫々設けられている。水晶振動板２の一主面２１１の振動側封止部２５に、第１封止部材３に接合するための振動側第１接合パターン２５１が形成されている。また、水晶振動板２の他主面２１２の振動側封止部２５に、第２封止部材４に接合するための振動側第２接合パターン２５２が形成されている。

振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２は、平面視で環状に形成されており、外縁形状が略八角形に形成されている。振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２は、平面視で水晶振動板２の四隅以外の部分に設けられている。つまり、振動側第１接合パターン２５１は、平面視で水晶振動板２の四隅で外周縁から離隔した離隔部２５１ａと、水晶振動板２の四隅の離隔部２５１ａ以外の部分において水晶振動板２の外周縁に沿って設けられた４つの外周縁部２５１ｂとを有している。振動側第２接合パターン２５２は、平面視で水晶振動板２の四隅で外周縁から離隔した離隔部２５２ａと、水晶振動板２の四隅の離隔部２５２ａ以外の部分において水晶振動板２の外周縁に沿って設けられた４つの外周縁部２５２ｂとを有している。

振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２は、同一の幅を有しており、平面視で同一の位置に設けられている。内部空間１３は、平面視で振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２の内方（内側）に形成されることになる。ここでいう内部空間１３の内方とは、後述する接合材１１上を含まずに厳密に接合材１１の内周面の内側のことをいう。水晶振動板２の一対の第１励振電極２２１，第２励振電極２２２は、振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２とは電気的に接続されていない。

振動側第１接合パターン２５１は、一主面２１１上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜２５１１と、下地ＰＶＤ膜２５１１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜２５１２とからなる。振動側第２接合パターン２５２は、他主面２１２上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜２５２１と、下地ＰＶＤ膜２５２１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜２５２２とからなる。つまり、振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２とは、同一構成からなり、複数の層が両主面２１１，２１２の振動側封止部２５上に積層して構成され、その最下層側からＴｉ層（もしくはＣｒ層）とＡｕ層とが蒸着形成されている。このように、振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２とでは、下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１が単一の材料（Ｔｉ（もしくはＣｒ））からなり、電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２が単一の材料（Ａｕ）からなり、下地ＰＶＤ膜２５１１，２５２１よりも電極ＰＶＤ膜２５１２，２５２２の方が厚い。

また、水晶振動板２の一主面２１１に形成された第１励振電極２２１と振動側第１接合パターン２５１とは同一厚みを有し、第１励振電極２２１と振動側第１接合パターン２５１との表面（主面）が同一金属からなり、水晶振動板２の他主面２１２に形成された第２励振電極２２２と振動側第２接合パターン２５２とは同一厚みを有し、第２励振電極２２２と振動側第２接合パターン２５２との表面（主面）が同一金属からなる。また、振動側第１接合パターン２５１と振動側第２接合パターン２５２は、非Ｓｎパターンである。

ここで、第１励振電極２２１、第１引出電極２２３及び振動側第１接合パターン２５１を同一の構成とすることができ、この場合、同一のプロセスで第１励振電極２２１、第１引出電極２２３及び振動側第１接合パターン２５１を一括して形成することができる。同様に、第２励振電極２２２、第２引出電極２２４及び振動側第２接合パターン２５２を同一の構成とすることができ、この場合、同一のプロセスで第２励振電極２２２、第２引出電極２２４及び振動側第２接合パターン２５２を一括して形成することができる。詳細には、真空蒸着やスパッタリング、イオンプレーティング、ＭＢＥ、レーザーアブレーションなどのＰＶＤ法（例えば、フォトリソグラフィ等の加工におけるパターンニング用の膜形成法）により下地ＰＶＤ膜や電極ＰＶＤ膜を形成することで、一括して膜形成を行い、製造工数を減らすことができ、コスト低減に寄与することができる。

水晶振動板２には、図４，５に示すように、一主面２１１と他主面２１２との間を貫通する５つの貫通孔（第１１〜第１５貫通孔２７１〜２７５）が形成されている。第１１貫通孔２７１は、後述する第１封止部材３の第１６貫通孔３５１及び第２封止部材４の第２２貫通孔４５１に繋がるものである。第１２貫通孔２７２は、後述する第１封止部材３の第１７貫通孔３５２及び第２封止部材４の第２３貫通孔４５２に繋がるものである。第１３貫通孔２７３は、後述する第１封止部材３の第１８貫通孔３５３及び第２封止部材４の第２４貫通孔４５３に繋がるものである。第１４貫通孔２７４は、後述する第１封止部材３の第１９貫通孔３５４及び第２封止部材４の第２５貫通孔４５４に繋がるものである。第１５貫通孔２７５は、第２励振電極２２２から引き出された第２引出電極２２４、及び、後述する接合材１４を介して第１封止部材３の第２１貫通孔３５６に繋がるものである。

第１１〜第１５貫通孔２７１〜２７５には、図１，４，５に示すように、一主面２１１と他主面２１２とに形成された電極の導通を図るための貫通電極７１が、第１１〜第１５貫通孔２７１〜２７５夫々の内壁面に沿って形成されている。そして、第１１〜第１５貫通孔２７１〜２７５夫々の中央部分は、一主面２１１と他主面２１２との間を貫通した中空状態の貫通部分７２となる。第１１〜第１５貫通孔２７１〜２７５夫々の外周囲には、接続用接合パターン７３が形成されている。接続用接合パターン７３は、水晶振動板２の両主面（一主面２１１，他主面２１２）に設けられている。

接続用接合パターン７３は、振動側第１接合パターン２５１，振動側第２接合パターン２５２と同様の構成であり、振動側第１接合パターン２５１，振動側第２接合パターン２５２と同一のプロセスで形成することができる。具体的には、接続用接合パターン７３は、水晶振動板２の両主面（一主面２１１，他主面２１２）上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、当該下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなる。

水晶振動板２の一主面２１１に形成された第１５貫通孔２７５の接続用接合パターン７３は、図４の矢印Ａ１方向に沿って延びており、振動側第１接合パターン２５１と切り欠き部２４との間に設けられている。水晶振動板２の他主面２１２に形成された第１５貫通孔２７５の接続用接合パターン７３は、第２励振電極２２２から引き出された第２引出電極２２４と一体的に形成されている。また、第１励振電極２２１から引き出された第１引出電極２２３には、図４の矢印Ａ１方向に沿って延びる接続用接合パターン７３が一体的に形成されており、この接続用接合パターン７３は、振動側第１接合パターン２５１と切り欠き部２４との間に設けられている。

水晶発振器１０１では、第１１〜第１４貫通孔２７１〜２７４は、平面視で内部空間１３の外方（接合材１１の外周面の外側）に形成されている。より具体的には、第１１〜第１４貫通孔２７１〜２７４は、平面視で水晶振動板２の四隅に設けられている。一方、第１５貫通孔２７５は、平面視で内部空間１３の内方（接合材１１の内周面の内側）に形成されている。つまり、第１５貫通孔２７５は、平面視で水晶振動板２の四隅以外の部分に設けられている。第１１〜第１５貫通孔２７１〜２７５は、振動側第１接合パターン２５１及び振動側第２接合パターン２５２とは電気的に接続されていない。

第１封止部材３には、曲げ剛性（断面二次モーメント×ヤング率）が１０００［Ｎ・ｍｍ²］以下の材料が用いられている。具体的には、第１封止部材３は、図２，３に示すように、１枚のガラスウエハから形成された直方体の基板であり、この第１封止部材３の他主面３１２（水晶振動板２に接合する面）は平坦平滑面（鏡面加工）として成形されている。第１封止部材３は、平面視で、水晶振動板２と略同一の形状及び大きさを有している。

この第１封止部材３の他主面３１２には、水晶振動板２に接合するための封止側第１封止部３２が設けられている。第１封止部材３の封止側第１封止部３２に、水晶振動板２に接合するための封止側第１接合パターン３２１が形成されている。

封止側第１接合パターン３２１は、平面視で環状に形成されており、外縁形状が略八角形に形成されている。封止側第１接合パターン３２１は、平面視で第１封止部材３の四隅以外の部分に設けられている。つまり、封止側第１接合パターン３２１は、平面視で第１封止部材３の四隅で外周縁から離隔した離隔部３２１ａと、第１封止部材３の四隅の離隔部３２１ａ以外の部分において第１封止部材３の外周縁に沿って設けられた４つの外周縁部３２１ｂとを有している。封止側第１接合パターン３２１は、第１封止部材３の封止側第１封止部３２上の全ての位置において同一幅とされる。

この封止側第１接合パターン３２１は、第１封止部材３上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜３２１１と、下地ＰＶＤ膜３２１１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜３２１２とからなる。なお、本実施の形態では、下地ＰＶＤ膜３２１１には、Ｔｉ（もしくはＣｒ）が用いられ、電極ＰＶＤ膜３２１２にはＡｕが用いられている。また、封止側第１接合パターン３２１は、非Ｓｎパターンである。具体的には、封止側第１接合パターン３２１は、複数の層が他主面３１２の封止側第１封止部３２上に積層して構成され、その最下層側からＴｉ層（もしくはＣｒ層）とＡｕ層とが蒸着形成されている。

第１封止部材３の一主面３１１（ＩＣ５を搭載する面）には、図１，２に示すように、発振回路素子であるＩＣ５を搭載する搭載パッドを含む６つの電極パターン３３が形成されている。６つの電極パターン３３は、夫々個別に第１６〜第２１貫通孔３５１〜３５６に接続されている。ＩＣ５は、金属バンプ（例えばＡｕバンプ等）３４を用いて電極パターン３３に、ＦＣＢ（Ｆｌｉｐ Ｃｈｉｐ Ｂｏｎｄｉｎｇ）法により接合される。各電極パターン３３は、封止側第１接合パターン３２１と同様の構成であり、一主面３１１上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、当該下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなる。

第１封止部材３には、図１〜３に示すように、一主面３１１と他主面３１２との間を貫通する６つの貫通孔（第１６〜第２１貫通孔３５１〜３５６）が形成されている。第１６貫通孔３５１は、水晶振動板２の第１１貫通孔２７１に繋がるものである。第１７貫通孔３５２は、水晶振動板２の第１２貫通孔２７２に繋がるものである。第１８貫通孔３５３は、水晶振動板２の第１３貫通孔２７３に繋がるものである。第１９貫通孔３５４は、水晶振動板２の第１４貫通孔２７４に繋がるものである。第２０貫通孔３５５は、接合材１４を介して水晶振動板２の第１励振電極２２１から引き出された第１引出電極２２３に繋がるものである。第２１貫通孔３５６は、接合材１４を介して水晶振動板２の第１５貫通孔２７５に繋がるものである。

第１６〜第２１貫通孔３５１〜３５６には、図１〜３に示すように、一主面３１１と他主面３１２とに形成された電極の導通を図るための貫通電極７１が、第１６〜第２１貫通孔３５１〜３５６夫々の内壁面に沿って形成されている。そして、第１６〜第２１貫通孔３５１〜３５６夫々の中央部分は、一主面３１１と他主面３１２との間を貫通した中空状態の貫通部分７２となる。第１６〜第２１貫通孔３５１〜３５６夫々の外周囲には、接続用接合パターン７３が形成されている。接続用接合パターン７３は、第１封止部材３の他主面３１２に設けられている。

接続用接合パターン７３は、封止側第１接合パターン３２１と同様の構成であり、封止側第１接合パターン３２１と同一のプロセスで形成することができる。具体的には、接続用接合パターン７３は、第１封止部材３の他主面３１２上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、当該下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなる。第２０貫通孔３５５及び第２１貫通孔３５６の接続用接合パターン７３は、図３の矢印Ａ１方向に沿って延びている。

水晶発振器１０１では、第１６〜第１９貫通孔３５１〜３５４は、平面視で内部空間１３の外方（接合材１１の外周面の外側）に形成されている。より具体的には、第１６〜第１９貫通孔３５１〜３５４は、平面視で第１封止部材３の四隅に設けられている。一方、第２０貫通孔３５５，第２１貫通孔３５６は、平面視で内部空間１３の内方（接合材１１の内周面の内側）に形成されている。つまり、第２０貫通孔３５５，第２１貫通孔３５６は、平面視で第１封止部材３の四隅以外の部分に設けられている。第１６〜第２１貫通孔３５１〜３５６は、封止側第１接合パターン３２１とは電気的に接続されていない。また、６つの電極パターン３３も、封止側第１接合パターン３２１とは電気的に接続されていない。

第２封止部材４には、曲げ剛性（断面二次モーメント×ヤング率）が１０００［Ｎ・ｍｍ²］以下の材料が用いられている。具体的には、第２封止部材４は、図６に示すように、１枚のガラスウエハから形成された直方体の基板であり、この第２封止部材４の一主面４１１（水晶振動板２に接合する面）は平坦平滑面（鏡面加工）として成形されている。第２封止部材４は、平面視で、水晶振動板２と略同一の形状及び大きさを有している。

この第２封止部材４の一主面４１１には、水晶振動板２に接合するための封止側第２封止部４２が設けられている。封止側第２封止部４２には、水晶振動板２に接合するための封止側第２接合パターン４２１が形成されている。

封止側第２接合パターン４２１は、平面視で環状に形成されており、外縁形状が略八角形に形成されている。封止側第２接合パターン４２１は、平面視で第２封止部材４の四隅以外の部分に設けられている。つまり、封止側第２接合パターン４２１は、平面視で第２封止部材４の四隅で外周縁から離隔した離隔部４２１ａと、第２封止部材４の四隅の離隔部４２１ａ以外の部分において第２封止部材４の外周縁に沿って設けられた４つの外周縁部４２１ｂとを有している。封止側第２接合パターン４２１は、第２封止部材４の封止側第２封止部４２上の全ての位置において同一幅とされる。

この封止側第２接合パターン４２１は、第２封止部材４上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜４２１１と、下地ＰＶＤ膜４２１１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜４２１２とからなる。なお、本実施の形態では、下地ＰＶＤ膜４２１１には、Ｔｉ（もしくはＣｒ）が用いられ、電極ＰＶＤ膜４２１２にはＡｕが用いられている。また、封止側第２接合パターン４２１は、非Ｓｎパターンである。具体的には、封止側第２接合パターン４２１は、複数の層が一主面４１１の封止側第２封止部４２上に積層して構成され、その最下層側からＴｉ層（もしくはＣｒ層）とＡｕ層とが蒸着形成されている。-

第２封止部材４の他主面４１２（水晶振動板２に面しない外方の主面）には、外部に電気的に接続する４つの外部電極端子（第１〜第４外部電極端子４３３〜４３６）が設けられている。第１〜第４外部電極端子４３３〜４３６は、第２封止部材４の他主面４１２の４つの角部（四隅）に夫々位置する。また、図７，８に示すように、４つの外部電極端子（第１〜第４外部電極端子４３３〜４３６）は、後述する外部電極側面端子との接続する領域を除き、第２封止部材４の外周端部から所定の間隔を隔てて設けられている。

より詳細には、封止側第２接合パターン４２１（封止部）の外周縁部４２１ｂの存在しない領域で、封止側第２接合パターン４２１（封止部）の離隔部４２１ａの形成された領域でのみ、第２封止部材４の外周端部に延出されており、後述する外部電極側面端子と接続されている。これら外部電極端子（第１〜第４外部電極端子４３３〜４３６）は、他主面４１２上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜４３３１〜４３６１と、下地ＰＶＤ膜４３３１〜４３６１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜４３３２〜４３６２とからなる。

なお、本形態の４つの外部電極端子（第１〜第４外部電極端子４３３〜４３６）は、水晶振動板２と接合された後には、図７に示すように、水晶振動板２の両主面２１１，２１２の励振電極（第１励振電極２２１，第２励振電極２２２、図７の点線部分）とは、平面視重畳しない位置に形成されている。この構成によれば、外部端子電極と励振電極との両者に生じる浮遊容量や外部ノイズの悪影響を低減することができる。

第２封止部材４の４つの側面４１３には、図６，７，８に示すように、外部電極端子４３３〜４３６と接続されるとともに、側面４１３のうち封止側第２接合パターン４２１（封止部）の離隔部４２１ａの形成された領域で、封止部の４つの外周縁部４２１ｂの存在しない領域に、４つの外部電極側面端子（第１〜第４外部電極側面端子４４１〜４４４）が設けられている。

また、本形態の４つの外部電極側面端子（第１〜第４外部電極側面端子４４１〜４４４）では、第２封止部材４の側面４１３のうち、第２封止部材４の四隅の稜４１４〜４１７に形成されており、より詳しくは四隅の稜４１４〜４１７を中心にして、二つの側面４１３にわたって形成されている。これら４つの外部電極側面端子（第１〜第４外部電極側面端子４４１〜４４４）は、側面４１３上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜４４１１〜４４４１と、下地ＰＶＤ膜４４１１〜４４４１上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜４４１２〜４４４２とからなる。なお、本形態に限らず、上記４つの外部電極側面端子（第１〜第４外部電極側面端子４４１〜４４４）は、四隅の稜を含まず側面の一部のみに形成してもよい。

第２封止部材４には、図１，６，７に示すように、一主面４１１と他主面４１２との間を貫通する４つの貫通孔（第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４）が形成されている。第２２貫通孔４５１は、第１外部電極端子４３３及び水晶振動板２の第１１貫通孔２７１に繋がるものである。第２３貫通孔４５２は、第２外部電極端子４３４及び水晶振動板２の第１２貫通孔２７２に繋がるものである。第２４貫通孔４５３は、第３外部電極端子４３５及び水晶振動板２の第１３貫通孔２７３に繋がるものである。第２５貫通孔４５４は、第４外部電極端子４３６及び水晶振動板２の第１４貫通孔２７４に繋がるものである。

第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４には、図１，６，７に示すように、一主面４１１と他主面４１２とに形成された電極の導通を図るための貫通電極７１が、第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４夫々の内壁面に沿って形成されている。そして、第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４夫々の中央部分は、一主面４１１と他主面４１２との間を貫通した中空状態の貫通部分７２となる。第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４夫々の外周囲には、接続用接合パターン７３が形成されている。接続用接合パターン７３は、第２封止部材４の一主面４１１に設けられている。

接続用接合パターン７３は、封止側第２接合パターン４２１と同様の構成であり、封止側第２接合パターン４２１と同一のプロセスで形成することができる。具体的には、接続用接合パターン７３は、第２封止部材４の一主面４１１上に物理的気相成長させて形成された下地ＰＶＤ膜と、当該下地ＰＶＤ膜上に物理的気相成長させて積層形成された電極ＰＶＤ膜とからなる。

水晶発振器１０１では、第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４は、平面視で内部空間１３の外方（接合材１１の外周面の外側）に形成されている。より具体的には、第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４は、平面視で第２封止部材４の四隅に設けられている。そして、第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４は、封止側第２接合パターン４２１とは電気的に接続されていない。また、第１〜第４外部電極端子４３３〜４３６も、封止側第２接合パターン４２１とは電気的に接続されていない。

上記の水晶振動板２、第１封止部材３、及び第２封止部材４を含む水晶発振器１０１では、別途接着剤等の接合専用材を用いずに、水晶振動板２と第１封止部材３とが振動側第１接合パターン２５１及び封止側第１接合パターン３２１を重ね合わせた状態で拡散接合され、水晶振動板２と第２封止部材４とが振動側第２接合パターン２５２及び封止側第２接合パターン４２１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１２が製造される。これにより、パッケージ１２の内部空間１３、つまり、振動部２３の収容空間が気密封止される。

なお、振動側第１接合パターン２５１及び封止側第１接合パターン３２１自身が拡散接合後に生成される接合材１１となり、振動側第２接合パターン２５２及び封止側第２接合パターン４２１自身が拡散接合後に生成される接合材１１となる。接合材１１は、平面視で環状に形成されており、外縁形状が略八角形に形成される。

この際、第１１〜第２５貫通孔夫々の外周囲の接続用接合パターン７３同士も重ね合わせられた状態で拡散接合される。具体的には、第１１貫通孔２７１及び第１６貫通孔３５１の接続用接合パターン７３同士が拡散接合される。第１１貫通孔２７１及び第２２貫通孔４５１の接続用接合パターン７３同士が拡散接合される。また、第１２貫通孔２７２及び第１７貫通孔３５２の接続用接合パターン７３同士が拡散接合される。第１２貫通孔２７２及び第２３貫通孔４５２の接続用接合パターン７３同士が拡散接合される。また、第１３貫通孔２７３及び第１８貫通孔３５３の接続用接合パターン７３同士が拡散接合される。第１３貫通孔２７３及び第２４貫通孔４５３の接続用接合パターン７３同士が拡散接合される。また、第１４貫通孔２７４及び第１９貫通孔３５４の接続用接合パターン７３同士が拡散接合される。第１４貫通孔２７４及び第２５貫通孔４５４の接続用接合パターン７３同士が拡散接合される。

また、第１５貫通孔２７５及び第２１貫通孔３５６の接続用接合パターン７３同士が拡散接合される。第１５貫通孔２７５の接続用接合パターン７３は、第２封止部材４の一主面４１１に設けられた接続用接合パターン７３と重ね合わせられた状態で拡散接合される。第２０貫通孔３５５の接続用接合パターン７３は、水晶振動板２の第１励振電極２２１から引き出された第１引出電極２２３から延びる接続用接合パターン７３と重ね合わせられた状態で拡散接合される。

そして、夫々の接続用接合パターン７３同士が拡散接合後に生成される接合材１４となる。拡散接合によって形成されたこれらの接合材１４は、貫通孔の貫通電極７１同士を導通させる役割、及び接合箇所を気密封止する役割を果たす。なお、図１では、平面視で封止用の接合材１１よりも外方に設けられた接合材１４を実線で示し、接合材１１よりも内方に設けられた接合材１４を破線で示している。

そして、第２０貫通孔３５５は、ＩＣ５を第１励振電極２２１に導通するための第１電気パス（導通路）となる。第２１貫通孔３５６，第１５貫通孔２７５は、ＩＣ５を第２励振電極２２２に導通するための第２電気パスとなる。第１６貫通孔３５１，第１１貫通孔２７１，第２２貫通孔４５１は、ＩＣ５を第１外部電極端子４３３に導通するための第３電気パスとなる。第１７貫通孔３５２，第１２貫通孔２７２，第２３貫通孔４５２は、ＩＣ５を第２外部電極端子４３４に導通するための第４電気パスとなる。第１８貫通孔３５３，第１３貫通孔２７３，第２４貫通孔４５３は、ＩＣ５を第３外部電極端子４３５に導通するための第５電気パスとなる。第１９貫通孔３５４，第１４貫通孔２７４，第２５貫通孔４５４は、ＩＣ５を第４外部電極端子４３６に導通するための第６電気パスとなる。

本実施の形態では、拡散接合を常温で行っている。ここでいう常温は、５℃〜３５℃のことをいう。この常温拡散接合により下記する効果（ガスの発生抑制と接合良好）を有するが、これは共晶半田の融点である１８３℃よりも低い値であって好適な例である。しかしながら、常温拡散接合だけが下記する効果を有するものではなく、常温以上２３０℃未満の温度下で拡散接合されていればよい。特に、２００℃以上２３０℃未満の温度下において拡散接合することで、Ｐｂフリー半田の融点である２３０℃未満であり、さらにＡｕの再結晶温度（２００℃）以上となるので、接合部分の不安定領域を安定化できる。また本実施の形態ではＡｕ−Ｓｎといった接合専用材を使用していないため、メッキガス、バインダーガス、金属ガス等のガスの発生がない。よってＡｕの再結晶温度以上にすることができる。

そして、拡散接合によって製造されたパッケージ１２では、第１封止部材３と水晶振動板２とは、１．００μｍ以下のギャップを有し、第２封止部材４と水晶振動板２とは、１．００μｍ以下のギャップを有する。つまり、第１封止部材３と水晶振動板２との間の接合材１１の厚みが、１．００μｍ以下であり、第２封止部材４と水晶振動板２との間の接合材１１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。

水晶発振器１０１において、第１励振電極２２１、第２励振電極２２２、及び第１〜第４外部電極端子４３３〜４３６は、振動部２３を気密封止する封止部としての接合材１１（振動側第１接合パターン２５１及び封止側第１接合パターン３２１，振動側第２接合パターン２５２及び封止側第２接合パターン４２１）には電気的に接続されていない。詳細には、第１励振電極２２１は、第１電気パス（第２０貫通孔３５５）、及び電極パターン３３を順に経由して、ＩＣ５に電気的に接続されている。第２励振電極２２２は、第２電気パス（第１５貫通孔２７５、第２１貫通孔３５６）、及び電極パターン３３を順に経由して、ＩＣ５に電気的に接続されている。第１、第２電気パスは、平面視で接合材１１よりも内方に配置される内部電気パスとなっている。第２電気パスを構成する第１５貫通孔２７５及び第２１貫通孔３５６は、平面視で重畳しないように設けられている。

また、ＩＣ５は、電極パターン３３、及び第３電気パス（第１６貫通孔３５１、第１１貫通孔２７１、及び第２２貫通孔４５１）を順に経由して、第１外部電極端子４３３に電気的に接続されている。ＩＣ５は、電極パターン３３、及び第４電気パス（第１７貫通孔３５２、第１２貫通孔２７２、及び第２３貫通孔４５２）を順に経由して、第２外部電極端子４３４に電気的に接続されていている。ＩＣ５は、電極パターン３３、及び第５電気パス（第１８貫通孔３５３、第１３貫通孔２７３、及び第２４貫通孔４５３を順に経由して、第３外部電極端子４３５に電気的に接続されていている。ＩＣ５は、電極パターン３３、及び第６電気パス（第１９貫通孔３５４、第１４貫通孔２７４、及び第２５貫通孔４５４を順に経由して、第４外部電極端子４３６に電気的に接続されていている。第３〜第６電気パスは、平面視で接合材１１よりも外方に配置される外部電気パスとなっている。

そして、第３電気パスを構成する第１６貫通孔３５１、第１１貫通孔２７１、及び第２２貫通孔４５１は、平面視で重畳するように設けられている。第４電気パスを構成する第１７貫通孔３５２、第１２貫通孔２７２、及び第２３貫通孔４５２は、平面視で重畳するように設けられている。第５電気パスを構成する第１８貫通孔３５３、第１３貫通孔２７３、及び第２４貫通孔４５３は、平面視で重畳するように設けられている。第６電気パスを構成する第１９貫通孔３５４、第１４貫通孔２７４、及び第２５貫通孔４５４は、平面視で重畳するように設けられている。これにより、ＩＣ５をＦＣＢ法により第１封止部材３の一主面３１１に搭載する際、ＦＣＢ法を行うことが可能な領域を広く確保することができる。

本実施の形態では、水晶発振器１０１において、封止部としての接合材１１は、平面視で、パッケージ１２の四隅以外の部分においてパッケージ１２の外周縁に沿って設けられている。以下、この点について、図１〜図９を参照して説明する。図９は、水晶発振器１０１における接合材１１と、水晶振動板２の振動部２３や貫通孔等との平面視での位置関係を示す図である。図９では、貫通孔として、水晶振動板２の第１１〜第１５貫通孔２７１〜２７５を代表して示している。なお、本実施の形態では、平面視で、パッケージ１２の外周縁と、水晶振動板２、第１封止部材３、及び第２封止部材４の各外周縁とが一致している。

水晶発振器１０１では、接合材１１は、水晶振動板２及び第１封止部材３の間において、振動側第１接合パターン２５１及び封止側第１接合パターン３２１の拡散接合によって形成される。また、接合材１１は、水晶振動板２及び第２封止部材４の間において、振動側第２接合パターン２５２及び封止側第２接合パターン４２１の拡散接合によって形成される。

振動側第１接合パターン２５１、振動側第２接合パターン２５２、封止側第１接合パターン３２１、及び封止側第２接合パターン４２１は、平面視で同一の形状及び大きさを有しており、水晶振動板２及び第１封止部材３の間の接合材１１と、水晶振動板２及び第２封止部材４の間の接合材１１とは、平面視で同一の形状及び大きさに形成される。このように、水晶発振器１０１では、水晶振動板２の両主面２１１，２１２に、それぞれ平面視で同一の形状及び大きさの接合材１１が形成されている。

接合材１１の外縁形状は、平面視で八角形に形成されている。接合材１１の外縁形状は、振動側第１接合パターン２５１、振動側第２接合パターン２５２、封止側第１接合パターン３２１、及び封止側第２接合パターン４２１の外縁形状（図３〜図６参照）と同一の形状になっている。

そして、水晶発振器１０１において、接合材１１は、平面視で、パッケージ１２の四隅以外の部分においてパッケージ１２の外周縁に沿って（平行に）設けられている。接合材１１は、パッケージ１２の四隅の第３〜第６電気パス（つまり、第１１〜第１４貫通孔２７１〜２７４、第１６〜第１９貫通孔３５１〜３５４、及び第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４）を避けるように配置されている。また、接合材１１は、平面視で、振動部２３を囲うように設けられており、振動部２３の収容空間（内部空間１３）が、接合材１１によって気密封止されている。

具体的には、図９に示すように、接合材１１は、平面視で、パッケージ１２の１対の短辺に沿って（平行に）設けられた１対の第１直線部１１Ａと、パッケージ１２の１対の長辺に沿って（平行に）設けられた１対の第２直線部１１Ｂと、第１直線部１１Ａの端部及び第２直線部１１Ｂの端部を繋ぐように設けられた４つの連結部１１Ｃとを有する。１対の第１直線部１１Ａ及び１対の第２直線部１１Ｂは、パッケージ１２の外周縁（短辺及び長辺）に沿った外周縁部となっており、４つの連結部１１Ｃは、パッケージ１２の外周縁から離隔した離隔部となっている。

１対の第１直線部１１Ａは、平面視で、パッケージ１２の短辺に近接して設けられている。第１直線部１１Ａの長さ（短辺方向の寸法）は、パッケージ１２の短辺の少なくとも［１／３］以上の長さになっている。２つの第１直線部１１Ａの長さは、同一の長さになっている。一方の第１直線部１１Ａの短辺方向の両側には、所定の間隔を隔てて、第１１，第１２貫通孔２７１，２７２が設けられている。

一方の第１直線部１１Ａの外端は、平面視で、第１１，第１２貫通孔２７１，２７２の中心を結んだ直線Ｌ１よりも、パッケージ１２の短辺に近接して設けられている。他方の第１直線部１１Ａの短辺方向の両側には、所定の間隔を隔てて、第１３，第１４貫通孔２７３，２７４が設けられている。

他方の第１直線部１１Ａの外端は、平面視で、第１３，第１４貫通孔２７３，２７４の中心を結んだ直線Ｌ２よりも、パッケージ１２の短辺に近接して設けられている。本実施の形態では、第１直線部１１Ａの外端はパッケージ１２の短辺に対し、所定の間隔を隔てて設けられている。また、一方の第１直線部１１Ａの内端は、平面視で、直線Ｌ１上に位置しており、他方の第１直線部１１Ａの内端は、平面視で、直線Ｌ２上に位置している。

なお、一方の第１直線部１１Ａの外端が、直線Ｌ１よりもパッケージ１２の短辺に近接していれば、この第１直線部１１Ａの内端は、直線Ｌ１の外側に位置してもよいし、あるいは、直線Ｌ１の内側に位置してもよい。同様に、他方の第１直線部１１Ａの外端が、直線Ｌ２よりもパッケージ１２の短辺に近接していれば、この第１直線部１１Ａの内端は、直線Ｌ２の外側に位置してもよいし、あるいは、直線Ｌ２の内側に位置してもよい。

１対の第２直線部１１Ｂは、平面視で、パッケージ１２の長辺に近接して設けられている。第２直線部１１Ｂの長さ（長辺方向の寸法）は、パッケージ１２の長辺の少なくとも［１／３］以上の長さになっており、上述した第１直線部１１Ａよりも長くなっている。２つの第２直線部１１Ｂの長さは、同一の長さになっている。

一方の第２直線部１１Ｂの長辺方向の両側には、所定の間隔を隔てて、第１１，第１３貫通孔２７１，２７３が設けられている。一方の第２直線部１１Ｂの外端は、平面視で、第１１，第１３貫通孔２７１，２７３の中心を結んだ直線Ｌ３よりも、パッケージ１２の長辺に近接して設けられている。

他方の第２直線部１１Ｂの長辺方向の両側には、所定の間隔を隔てて、第１２，第１４貫通孔２７２，２７４が設けられている。他方の第２直線部１１Ｂの外端は、平面視で、第１２，第１４貫通孔２７２，２７４の中心を結んだ直線Ｌ４よりも、パッケージ１２の長辺に近接して設けられている。本実施の形態では、第２直線部１１Ｂの外端はパッケージ１２の長辺に対し、所定の間隔を隔てて設けられている。また、一方の第２直線部１１Ｂの内端は、平面視で、直線Ｌ３上に位置しており、他方の第２直線部１１Ｂの内端は、平面視で、直線Ｌ４上に位置している。

なお、一方の第２直線部１１Ｂの外端が、直線Ｌ３よりもパッケージ１２の長辺に近接していれば、この第２直線部１１Ｂの内端は、直線Ｌ３の外側に位置してもよいし、あるいは、直線Ｌ３の内側に位置してもよい。同様に、他方の第２直線部１１Ｂの外端が、直線Ｌ４よりもパッケージ１２の長辺に近接していれば、この第１直線部１１Ｂの内端は、直線Ｌ４の外側に位置してもよいし、あるいは、直線Ｌ４の内側に位置してもよい。

４つの連結部１１Ｃは、平面視で、パッケージ１２の外周縁（短辺及び長辺）に対し平行には設けられていない。本実施の形態では、連結部１１Ｃは、パッケージ１２の２つの対角線のうちいずれか一方に対し、略平行に延びている。つまり、連結部１１Ｃが、平面視で、パッケージ１２の対角線に交差するように設けられている。なお、連結部１１Ｃを、平面視で、パッケージ１２の対角線に直交するように配置してもよい。

連結部１１Ｃの長さは、上述した第１直線部１１Ａ及び第２直線部１１Ｂよりも短くなっている。４つの連結部１１Ｃの長さは、同一の長さになっている。連結部１１Ｃは、パッケージ１２の四隅に設けられており、第１１〜第１４貫通孔２７１〜２７４の近傍に設けられている。連結部１１Ｃは、第１１〜第１４貫通孔２７１〜２７４の外周囲の接合材１４（接続用接合パターン７３）に対し、所定の間隔を隔てて設けられている。

以上のように、本実施の形態では、接合材１１が平面視でパッケージ１２の四隅以外の部分においてパッケージ１２の外周縁に沿って設けられており、平面視で、貫通孔（第１１〜第１４貫通孔２７１〜２７４、第１６〜第１９貫通孔３５１〜３５４、及び第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４）が、接合材１１の外側に配置される。これにより、次のような効果が得られる。

水晶振動板２の振動部２３を気密封止した内部空間１３のスペースをできるだけ大きくすることができ、できるだけ大きな構成の振動部２３を用いることができる。これにより、振動部２３の設計の自由度を向上させることができ、様々な特性の振動部２３を設計することができる。

また、パッケージ１２の四隅のスペースを、第１１〜第１４貫通孔２７１〜２７４、第１６〜第１９貫通孔３５１〜３５４、及び第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４の配置スペースとして利用でき、かつ、パッケージ１２の外周縁のうち四隅以外のスペースを接合材１１の配置スペースとして利用できるので、パッケージ１２の四隅を含む外周縁のスペースを有効利用することができる。したがって、サンドイッチ構造の水晶発振器１０１において、小型化への対応を容易に行うことが可能になる。

しかも、接合材１１の外縁形状が、平面視で八角形に形成されているので、接合材１１と、第１１〜第１４貫通孔２７１〜２７４、第１６〜第１９貫通孔３５１〜３５４、及び第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４とを、より効率的に配置することができる。

ここで、パッケージ１２の四隅は、外力によってパッケージ１２の各層（水晶振動板２、第１封止部材３、及び第２封止部材４）に剥がれが発生しやすくなっている。しかし、本実施の形態では、パッケージ１２の四隅に、第１１〜第１４貫通孔２７１〜２７４、第１６〜第１９貫通孔３５１〜３５４、及び第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４を配置し、パッケージ１２の四隅を避けて接合材１１を配置することによって、外力による剥がれから接合材１１を保護することができる。ここで、接合材１１の外縁形状が八角形であり、連結部１１Ｃがパッケージ１２の対角線に交差するように設けられているので、連結部１１Ｃによって、パッケージ１２の四隅から中心へ向けて伝達される応力を緩和することができ、外力による剥がれから接合材１１を保護することができる。

また、接合材１１のうち、パッケージ１２の外周縁に沿った第１，第２直線部１１Ａ，１１Ｂはそれぞれ、平面視で、２つの貫通孔の中心を結んだ直線Ｌ１〜Ｌ４よりも、パッケージ１２の外周縁に近接して設けられている。そして、接合材１１が、パッケージ１２の四隅の第１１〜第１４貫通孔２７１〜２７４、第１６〜第１９貫通孔３５１〜３５４、及び第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４を避けるように配置されている。つまり、接合材１１よりも外方に、第１１〜第１４貫通孔２７１〜２７４、第１６〜第１９貫通孔３５１〜３５４、及び第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４が配置される。このように、接合材１１の内方に設ける貫通孔の数をできるだけ少なくすることによって、水晶振動板２の振動部２３を気密封止した内部空間１３の気密性を向上させることができる。

さらに、水晶発振器１０１を外部の回路基板に半田（流動性導電接合材）を用いて接合する際、半田が外部電極端子（第１〜第４外部電極端子４３３〜４３６）から第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４に伝って、第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４の貫通部分７２に這い上がり、第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４の貫通部分７２が埋まる。この際、貫通部分７２へ這い上がった半田の侵食作用によって、水晶振動板２の振動部２３を気密封止した内部空間１３の気密性の低下が懸念される。しかし、本実施の形態によれば、接合材１１よりも外方に、第１１〜第１４貫通孔２７１〜２７４、第１６〜第１９貫通孔３５１〜３５４、及び第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４が配置されるので、内部空間１３の気密性低下への半田の侵食作用の影響を抑制することができる。

ここで、外部電極端子（第１〜第４外部電極端子４３３〜４３６）は、通常、第２封止部材４の他主面４１２の４つの角部に設けられる。外部電極端子とＩＣ５とを接続する第３〜第６電気パス（つまり、第１１〜第１４貫通孔２７１〜２７４、第１６〜第１９貫通孔３５１〜３５４、及び第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４）が、パッケージ１２の四隅に設けられている。これにより、第３〜第６電気パスを介して、外部電極端子とＩＣ５とを最短距離で接続することができ、ノイズ抑制を図ることができる。また、第３〜第６電気パスは、接合材１１によって振動部２３から隔離されているので、第３〜第６電気パスに外部電極端子から高調波成分を含む信号が供給された場合にも、高調波成分によるノイズの影響を抑制することができる。

また、第３〜第６電気パスが接合材１１の外方に設けられる一方、ＩＣ５と励振電極（第１励振電極２２１，第２励振電極２２２）とを接続する第１，第２電気パスが、接合材１１の内方に設けられているので、第３〜第６電気パスによる寄生容量（浮遊容量）の増加を抑制することができる。この場合、第３〜第６電気パスは、パッケージ１２の四隅に設けられており、励振電極から離れた位置に設けられているため、寄生容量の抑制には有利である。また、接合材１１が第１，第２電気パスとは接続されていないので、両者の接続に起因する寄生容量の発生を抑制することができ、圧電振動デバイスの周波数可変量を大きく確保できる。

また、本実施の形態では、第２封止部材４の４つの側面４１３には、外部電極端子４３３〜４３６と接続されるとともに、側面４１３のうち封止側第２接合パターン４２１（封止部）の離隔部４２１ａの形成された領域で、封止部の４つの外周縁部４２１ｂの存在しない領域に、４つの外部電極側面端子（第１〜第４外部電極側面端子４４１〜４４４）が設けられている。これにより、次のような効果が得られる。

半田（流動性導電接合材）を用いて外部回路基板と接合する場合に、半田（流動性導電接合材）が外部電極端子（第１〜第４外部電極端子４３３〜４３６）から外部電極側面端子（第１〜第４外部電極側面端子４４１〜４４４）に伝って這い上がる。このため、半田（流動性導電接合材）による外部電極端子（第１〜第４外部電極端子４３３〜４３６）のみの面接合だけでなく、外部電極側面端子（第１〜第４外部電極側面端子４４１〜４４４）に沿って半田が突出するフィレット部が形成され、接合面積が増えるため接合強度を高めることができる。

特に、本形態では、外部電極側面端子（第１〜第４外部電極側面端子４４１〜４４４）が、第２封止部材４の側面４１３のうち、第２封止部材４の四隅の稜４１４〜４１７に形成されているので、外力によって応力が加わりやすいパッケージの四隅に対して半田（流動性導電接合材）のフィレット部が形成され接合強度を高めることで、対抗することができる。

さらに、本形態では、パッケージ１２の四隅には、ＩＣ５を搭載する電極パターン３３と外部電極端子（第１〜第４外部電極端子４３３〜４３６）とを接続する第３〜第６電気パスとしての貫通孔（つまり、第１１〜第１４貫通孔２７１〜２７４、第１６〜第１９貫通孔３５１〜３５４、及び第２２〜第２５貫通孔４５１〜４５４）が設けられ、貫通電極７１が形成されている。このため、半田（流動性導電接合材）を用いて外部回路基板と接合する場合に、上述の外部電極側面端子と同様に半田（流動性導電接合材）が各貫通孔内部の貫通電極にも這い上がることで、外部端子電極の平面視周辺部だけでなく中央付近にも半田（流動性導電接合材）の這い上がり部を形成することができる。結果として、外部端子電極の周辺と中央付近の２つの這い上がり部により挟み込まれることで、外部端子電極による面接合領域を増大させることなく、外部回路基板との接合強度をさらに高めることができる。

なお、本実施の形態では、第１封止部材３及び第２封止部材４にガラスを用いているが、これに限定されるものではなく、水晶を用いてもよい。また、水晶振動板２、第１封止部材３、及び第２封止部材４をＡＴカット水晶で構成してもよい。この場合、水晶振動板２、第１封止部材３、及び第２封止部材４の熱膨張率が同一であり、水晶振動板２、第１封止部材３、及び第２封止部材４の熱膨張差に起因するパッケージ１２の変形を抑制できるので、水晶振動板２の振動部２３を気密封止した内部空間１３の気密性を向上させることが可能になる。また、パッケージ１２の変形による歪は、保持部２１３を介して第１励振電極２２１及び第２励振電極２２２に伝達され、周波数変動の要因となる可能性があるが、水晶振動板２、第１封止部材３、及び第２封止部材４を全て水晶で構成することによって、そのような周波数変動を抑制することができる。

また、本実施の形態では、圧電振動板に水晶を用いているが、これに限定されるものではなく、圧電材料であれば他の材料であってもよく、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等であってもよい。

また、本実施の形態では、接合材１１として、Ｔｉ（もしくはＣｒ）とＡｕを用いているが、これに限定されるものではなく、接合材１１を例えばＮｉとＡｕとから構成してもよい。

また、本実施の形態では、接合材１１の外縁形状を八角形としたが、これに限定されるものではなく、接合材１１の外縁形状を、例えば、五角形や六角形等といった五角形以上の任意の多角形としてもよい。また、多角形に限られず、接合材１１の外縁形状を、湾曲部を含むような形状としてもよく、具体的には、上述した連結部１１Ｃの形状を、例えば、円弧状といった湾曲形状としてもよい。

また、本実施の形態では、接合材１１がパッケージ１２の外周縁に対し、所定の間隔を隔てて配置されたが、パッケージ１２の外周縁まで接合材１１を形成するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、外部電極端子を、第１外部電極端子４３３、第２外部電極端子４３４、第３外部電極端子４３５、及び第４外部電極端子４３６の４端子としたが、これに限定されるものではなく、外部電極端子を、例えば、６端子や８端子等といった任意の数の端子としてもよい。

また、本実施の形態では、水晶振動板２に２つの保持部２１３，２１３が設けられている場合について説明したが、図１０に示すように水晶振動板２に保持部２１３を1つのみ設ける構成としてもよい。この構成では、振動部２３の振動漏れの影響や外部からの応力の影響が軽減される構成とできる。振動部のなお、図中の各番号について、同一もしくは同様の部分に関して同番号を付しており、詳細な説明については省略する。

本発明は、その精神や主旨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。

本発明は、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たサンドイッチ構造の圧電振動デバイスに利用可能である。

１０１ 水晶発振器
１１ 接合材（封止部）
１２ パッケージ
１３ 内部空間
２ 水晶振動板
２２１ 第１励振電極
２２２ 第２励振電極
２３ 振動部
２７１〜２７４ 第１〜第４貫通孔（外部貫通孔）
３ 第１封止部材
４ 第２封止部材
５ ＩＣ（外部素子）

Claims (2)

1. 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封止部材の他主面と前記圧電振動板の一主面とが接合され、かつ前記第２封止部材の一主面と前記圧電振動板の他主面とが接合されることによって略直方体のパッケージが形成され、当該パッケージには、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、かつ、前記パッケージの四隅で外周縁から離隔した離隔部と、前記離隔部以外の部分において当該パッケージの外周縁に沿って設けられた外周縁部とを有しており、前記各励振電極とは電気的に接続されていない、
   前記第２封止部材の他主面の四隅には、外部回路基板と電気的に接続する複数の外部電極端子が形成され、
   第２封止部材の側面には、前記外部電極端子と接続されるとともに前記封止部の離隔部が形成された領域に外部電極側面端子が設けられていること
   を特徴とする圧電振動デバイス。
2. 請求項１に記載の圧電振動デバイスにおいて、
   前記パッケージの四隅には、前記圧電振動板の一主面と他主面との間を貫通する貫通孔が設けられ、
   前記第１封止部材の一主面には、複数の配線パターンが形成され、
   前記各貫通孔にはそれぞれ、前記複数の配線パターンの一部と、前記複数の外部電極端子の一部とを電気的に接続するための貫通電極が形成されていること
   を特徴とする圧電振動デバイス。

Images