特開 2022-183738 振動デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022183738

(43)【公開日】2022-12-13

(54)【発明の名称】振動デバイス

(51)【国際特許分類】

   H03B 5/32 20060101AFI20221206BHJP

【ＦＩ】

H03B5/32 H

H03B5/32 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021091207

(22)【出願日】2021-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】西澤 竜太

(72)【発明者】

【氏名】竹内 淳一

【テーマコード（参考）】

5J079

【Ｆターム（参考）】

5J079AA04

5J079BA02

5J079BA43

5J079CB01

5J079HA03

5J079HA07

5J079HA28

5J079HA30

(57)【要約】

【課題】優れた発振特性を有する振動デバイスを提供すること。
【解決手段】振動デバイスは、振動素子と、表裏関係にある第１面および第２面を有し、前記第１面側に前記振動素子が配置されているベースと、前記ベースに配置されている集積回路と、前記振動素子に対向する内面と、前記内面と表裏関係にある外面とを有し、前記振動素子を収容するように前記ベースに接合されているリッドと、前記リッドの前記内面に配置され、前記リッドの放射率より高い放射率を有する放射層と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

振動素子と、
表裏関係にある第１面および第２面を有し、前記第１面側に前記振動素子が配置されているベースと、
前記ベースに配置されている集積回路と、
前記振動素子に対向する内面と、前記内面と表裏関係にある外面とを有し、前記振動素子を収容するように前記ベースに接合されているリッドと、
前記リッドの前記内面に配置され、前記リッドの放射率より高い放射率を有する放射層と、を有することを特徴とする振動デバイス。

【請求項2】

前記ベースおよび前記リッドは、それぞれ、シリコン基板である請求項１に記載の振動デバイス。

【請求項3】

前記放射層の常温における放射率は、０．５以上である請求項２に記載の振動デバイス。

【請求項4】

前記放射層の構成材料は、少なくとも、酸化銅、酸化チタン、酸化シリコン、窒化シリコン、ガラス材料、窒化アルミニウム、酸化ニッケル、白金黒のいずれかを含む請求項１ないし３のいずれか１項に記載の振動デバイス。

【請求項5】

前記リッドは、前記内面を底面として前記振動素子を収容している収容凹部を有し、
前記放射層は、前記収容凹部の側面にも配置されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の振動デバイス。

【請求項6】

前記放射層は、前記リッドの前記外面にも配置されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の振動デバイス。

【請求項7】

前記集積回路は、前記ベースの前記第１面側に配置されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の振動デバイス。

【請求項8】

前記リッドは、前記上面に開口する凹部を有する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の振動デバイス。

【請求項9】

前記凹部は、第１方向に沿って延在する直線状の第１凹部を有する請求項８に記載の振動デバイス。

【請求項10】

前記凹部は、前記第１方向と異なる第２方向に沿って延在し、前記第１凹部と交差する直線状の第２凹部を有する請求項９に記載の振動デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、振動デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、水晶振動子と、温度センサー、補償電圧発生回路および発振回路を１チップ化したＩＣと、を有し、水晶振動子とＩＣとがセラミックパッケージに収容されてなる温度補償型発振器が記載されている。また、セラミックパッケージは、上面に開口する凹部を有する箱状のセラミックベースと、凹部の開口を塞ぐようにしてセラミックベースの上面に接合されている金属蓋と、を有し、凹部の底面にＩＣが固定され、凹部の段差面に水晶振動子が固定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４－３２０４１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の温度補償型発振器では、セラミックベースの断熱性が高く、ＩＣからの発熱がセラミックパッケージ内に籠り易い。そのため、セラミックパッケージ内の水晶振動子の温度が安定せず、発振特性が劣化するという課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の振動デバイスは、振動素子と、
表裏関係にある第１面および第２面を有し、前記第１面側に前記振動素子が配置されているベースと、
前記ベースに配置されている集積回路と、
前記振動素子に対向する内面と、前記内面と表裏関係にある外面とを有し、前記振動素子を収容するように前記ベースに接合されているリッドと、
前記リッドの前記内面に配置され、前記リッドの放射率より高い放射率を有する放射層と、を有する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態に係る振動デバイスを示す断面図であり、図２中のＡ－Ａ線断面図である。

【図2】振動素子を示す平面図である。

【図3】第２実施形態に係る振動デバイスを示す断面図である。

【図4】第３実施形態に係る振動デバイスを示す断面図である。

【図5】第４実施形態に係る振動デバイスを示す断面図である。

【図6】リッドの上面に形成された凹部を示す平面図である。

【図7】凹部の変形例を示す平面図である。

【図8】凹部の変形例を示す平面図である。

【図9】凹部の変形例を示す平面図である。

【図10】凹部の変形例を示す平面図である。

【図11】凹部の変形例を示す平面図である。

【図12】第５実施形態に係る振動デバイスを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、振動デバイスの好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、図１～図５および図１２中の上側を「上」とも言い、下側を「下」とも言う。その場合、図６～図１１では、紙面手前側が「上」であり、奥側が「下」である。

【0008】

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る振動デバイスを示す断面図であり、図２中のＡ－Ａ線断面図である。図２は、振動素子を示す平面図である。

【0009】

図１に示す振動デバイス１は、内部に気密な収容部Ｓを有する略直方体（正六面体）のパッケージ１０と、収容部Ｓに収容された振動素子４と、を有する。また、パッケージ１０は、一対の金属バンプ８１、８２を介して振動素子４が接合されたベース２と、振動素子４を覆ってベース２の上面２ａに接合されたリッド３と、を有する。また、ベース２の下面２ｂ側には振動素子４と電気的に接続された集積回路６が形成されている。

【0010】

ベース２は、シリコン基板である。本実施形態では、特に、Ｐ型のシリコン基板を用いている。そのため、振動デバイス１の使用時には、ベース２は、定電位であるグランドに接続される。ただし、ベース２としては、特に限定されず、Ｎ型のシリコン基板であってもよい。また、シリコン以外の半導体基板、例えば、Ｇｅ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の半導体基板を用いてもよい。

【0011】

ベース２は、板状であり、表裏関係にある第１面としての上面２ａおよび第２面としての下面２ｂを有する。また、上面２ａおよび下面２ｂにはそれぞれ絶縁膜２６が形成されている。絶縁膜２６は、例えば、ベース２の表面を熱酸化して形成したシリコン酸化膜である。ただし、絶縁膜２６としては、特に限定されず、例えば、シリコン窒化膜であってもよい。また、絶縁膜２６の形成方法としては、熱酸化に限定されず、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）であってもよい。

【0012】

また、ベース２の下面２ｂ側には振動素子４と電気的に接続された集積回路６が形成されている。このように、ベース２に集積回路６を形成することにより、ベース２を有効活用することができる。特に、下面２ｂ側に集積回路６を形成することにより、後述する第２実施形態のように上面２ａ側に集積回路６を形成する場合と比べて、リッド３との接合領域がない分、集積回路６の形成スペースを広く確保することができる。

【0013】

また、集積回路６には、例えば、振動素子４の温度を検知する温度センサー６Ａと、温度センサー６Ａの検知結果に基づいて振動素子４固有の周波数温度特性を補償する温度補償回路６Ｂと、振動素子４を発振させてクロック信号等の発振信号を生成する発振回路６Ｃと、が含まれている。つまり、本実施形態の振動デバイス１は、温度補償型の振動デバイスである。これにより、高い周波数安定性を有する振動デバイス１となる。また、集積回路６には、その他、電源回路、出力バッファ等が含まれている。ただし、集積回路６の構成としては、特に限定されない。

【0014】

下面２ｂには、配線層６２、絶縁層６３、パッシベーション膜６４および端子層６５が積層してなる積層体６０が形成されている。そして、配線層６２に含まれる配線を介して下面２ｂに形成された図示しない複数の能動素子が電気的に接続されて集積回路６が構成される。また、端子層６５は、集積回路６と電気的に接続された複数の実装端子６５０を有する。振動デバイス１では、この実装端子６５０を介して集積回路６と外部装置との接続が行われる。

【0015】

なお、図示の構成では、積層体６０に１つの配線層６２が含まれているが、これに限定されず、複数の配線層６２が絶縁層６３を介して積層されていてもよい。つまり、配線層６２と絶縁層６３とが交互に複数回積層されていてもよい。これにより、例えば、集積回路６内の配線の引き回し、複数の実装端子６５０の設置の自由度を高めることができる。

【0016】

また、ベース２には、ベース２を厚さ方向に貫通する一対の貫通孔２１、２２が形成されている。各貫通孔２１、２２内には金属材料等の導電性材料が充填され、貫通電極２１０、２２０が形成されている。また、ベース２の上面２ａには、振動素子４と電気的に接続された一対の配線２８、２９が配置されている。配線２８は、貫通電極２１０を介して集積回路６と電気的に接続され、配線２９は、貫通電極２２０を介して集積回路６と電気的に接続されている。

【0017】

リッド３は、ベース２と同様、シリコン基板である。これにより、ベース２とリッド３との線膨張係数が等しくなり、熱膨張に起因する熱応力の発生が抑えられ、優れた振動特性を有する振動デバイス１となる。また、振動デバイス１を半導体プロセスによって形成することができるため、振動デバイス１を精度よく製造することができると共に、その小型化を図ることができる。ただし、リッド３としては、特に限定されず、シリコン以外の半導体基板、例えば、Ｇｅ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の半導体基板を用いてもよい。

【0018】

また、リッド３は、箱状であり、上面３ａと、下面３ｂと、下面３ｂに開口し、内部に振動素子４を収容する有底の収容凹部３１と、を有する。このようなリッド３は、その下面３ｂにおいて金属層７を介してベース２の上面２ａと接合されている。ベース２とリッド３とを金属層７を介して接合することにより、これらを強固にかつ密に接合することができる。そのため、パッケージ１０の強度を高めることができると共に、収容部Ｓの気密性を高めることができる。

【0019】

また、リッド３は、金属層７を介してベース２と電気的に接続されている。前述したように、振動デバイス１の使用時にはベース２がグランドに接続されるため、リッド３も同じくグランドに接続される。そのため、パッケージ１０全体がシールドとして機能し、外部からの電磁ノイズの影響を低減することができる。したがって、信頼性の高い振動デバイス１となる。

【0020】

また、リッド３の内面すなわち収容凹部３１の底面３１１および側面３１２には、それぞれ、リッド３の放射率より高い放射率を有する放射層８が配置されている。これにより、放射層８が収容部Ｓ内の熱（主に、集積回路６からの輻射熱）を吸収し、吸収した熱をリッド３から外部に効率的に放出することができる。そのため、振動素子４の温度がより安定し、より周波数偏差が小さく、より精度の高い発振特性を有する振動デバイス１となる。特に、底面３１１だけではなく、側面３１２にも放射層８を配置することにより、より高い放熱効果を発揮することができる。

【0021】

本願明細書中の「放射率」の定義は、ＪＩＳ Ｚ８１１７に基づき、この放射率は、例えば、ＪＩＳ Ｒ１８０１に準拠したＦＴＩＲ（フーリエ変換型赤外分光光度計）による分光放射率測定方法により測定することができる。

【0022】

なお、リッド３の構成材料であるシリコンの常温における放射率は、約０．２とされているため、放射層８の常温における放射率は、これよりも高ければよく、０．５以上であることが好ましい。これにより、より効率的に、収容部Ｓ内の熱をリッド３から外部に放出することができ、より精度の高い発振特性を有する振動デバイス１となる。

【0023】

このような放射層８の構成材料は、少なくとも、酸化銅（０．８７）、酸化チタン（０．５１～０．６１）、酸化シリコン（０．６５～０．９）、窒化シリコン（０．７５～０．９）、ガラス材料（０．９１～０．９４）、窒化アルミニウム（０．９３）、酸化ニッケル（０．３１～０．４６）、白金黒（０．９３）のいずれかを含んでいることが好ましい。なお、括弧内の数値は、それぞれの放射率を表している。これらの中でも、特に、酸化銅、酸化チタン、酸化シリコン、窒化シリコン、窒化アルミニウムは、それぞれ、半導体プロセスに用い易い材料であるため、これらの材料を用いることにより、振動デバイス１の製造が容易となる。また、酸化ニッケル、白金黒は、それぞれ、スパッタに用い易い材料であるため、これらの材料を用いることにより、振動デバイス１の製造が容易となる。

【0024】

また、放射層８の構成材料としては、酸化シリコン、窒化シリコン等のシリコン系材料よりも、酸化銅、酸化チタン、窒化アルミニウム、酸化ニッケル、白金黒等の金属系材料を用いることが好ましい。金属系材料の方がシリコン系材料よりも熱伝導率が高く、より高い放熱効果を発揮することができる。

【0025】

なお、本実施形態では、収容凹部３１の底面３１１および側面３１２の両方に放射層８が配置されているが、これに限定されず、例えば、底面３１１だけに放射層８が配置されていてもよいし、側面３１２だけに放射層８が配置されていてもよい。

【0026】

パッケージ１０内の収容部Ｓは、気密であり、減圧状態、好ましくはより真空に近い状態である。これにより、粘性抵抗が減り、振動素子４の発振特性が向上する。ただし、収容部Ｓの雰囲気は、特に限定されず、例えば、窒素またはＡｒ等の不活性ガスを封入した雰囲気であってもよく、減圧状態でなく大気圧状態または加圧状態となっていてもよい。

【0027】

図２に示すように、振動素子４は、振動基板４１と、振動基板４１の表面に配置された電極４２と、を有する。振動基板４１は、厚みすべり振動モードを有し、本実施形態ではＡＴカット水晶基板から形成されている。ＡＴカット水晶基板は、三次の周波数温度特性を有しているため、優れた温度特性を有する振動素子４となる。また、電極４２は、上面に配置された励振電極４２１と、下面に励振電極４２１と対向して配置された励振電極４２２と、を有する。また、電極４２は、振動基板４１の下面に配置された一対の端子４２３、４２４と、端子４２３と励振電極４２１とを電気的に接続する配線４２５と、端子４２４と励振電極４２２とを電気的に接続する配線４２６と、を有する。

【0028】

なお、振動素子４の構成は、上述の構成に限定されない。例えば、振動素子４は、励振電極４２１、４２２に挟まれた振動領域がその周囲から突出したメサ型となっていてもよいし、逆に、振動領域がその周囲から凹没した逆メサ型となっていてもよい。また、振動基板４１の周囲を研削するベベル加工や、上面および下面を凸曲面とするコンベックス加工が施されていてもよい。

【0029】

また、振動素子４としては、厚みすべり振動モードで振動するものに限定されず、例えば、音叉型の振動素子のように複数の振動腕が面内方向に屈曲振動するものであってもよい。つまり、振動基板４１は、ＡＴカット水晶基板から形成されたものに限定されず、ＡＴカット水晶基板以外の水晶基板、例えば、Ｘカット水晶基板、Ｙカット水晶基板、Ｚカット水晶基板、ＢＴカット水晶基板、ＳＣカット水晶基板、ＳＴカット水晶基板等から形成されていてもよい。

【0030】

また、振動基板４１の構成材料としては、水晶に限定されず、例えば、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、四ホウ酸リチウム、ランガサイト、ニオブ酸カリウム、リン酸ガリウム等の圧電単結晶体により構成されていてもよいし、これら以外の圧電単結晶体で構成されていてもよい。更にまた、振動素子４は、圧電駆動型の振動片に限らず、静電気力を用いた静電駆動型の振動片であってもよい。

【0031】

このような振動素子４は、一対の金属バンプ８１、８２を介してベース２の上面２ａに接合されていると共に配線２８、２９と電気的に接続されている。金属バンプ８１、８２は、例えば、スタッドバンプ、めっきバンプ等である。金属バンプ８１、８２は、例えば、超音波接合により配線２８、２９に接合され、熱圧着により端子４２３、４２４と接合されている。ただし、接合方法は、特に限定されない。例えば、一方の接続を金属バンプで行い、他方の接続を金属ワイヤーで行ってもよい。また、接合部材として、金属バンプ８１、８２に替えて導電性の接着剤を用いてもよい。

【0032】

以上、振動デバイス１について説明した。このような振動デバイス１は、前述したようイに、振動素子４と、表裏関係にある第１面としての上面２ａおよび第２面としての下面２ｂを有し、上面２ａ側に振動素子４が配置されているベース２と、ベース２に配置されている集積回路６と、振動素子４に対向する内面としての底面３１１と、底面３１１と表裏関係にある外面としての上面３ａとを有し、振動素子４を収容するようにベース２に接合されているリッド３と、リッド３の底面３１１に配置され、リッド３の放射率より高い放射率を有する放射層８と、を有する。これにより、放射層８が収容部Ｓ内の熱を吸収し、吸収した熱がリッド３から外部に効率的に放出される。そのため、振動素子４の温度がより安定し、より周波数偏差が小さく、より精度の高い発振特性を有する振動デバイス１となる。

【0033】

また、前述したように、ベース２およびリッド３は、それぞれ、シリコン基板である。これにより、ベース２およびリッド３がそれぞれ高い放熱性を発揮することができる。そのため、振動素子４の温度がより安定し、より周波数偏差が小さく、より精度の高い発振特性を有する振動デバイス１となる。

【0034】

また、前述したように、放射層８の常温における放射率は、０．５以上であることが好ましい。これにより、より効率的に、収容部Ｓ内の熱をリッド３から外部に放出することができ、より精度の高い発振特性を有する振動デバイス１となる。

【0035】

また、前述したように、放射層８の構成材料は、少なくとも、酸化銅、酸化チタン、酸化シリコン、窒化シリコン、ガラス材料、窒化アルミニウム、酸化ニッケル、白金黒のいずれかを含むことが好ましい。これにより、放射層８の形成が容易となる。

【0036】

また、前述したように、リッド３は、前記内面を底面３１１として振動素子４を収容している収容凹部３１を有し、放射層８は、収容凹部３１の側面３１２にも配置されている。これにより、放射層８の面積が増加し、放射層８の効果がより顕著となる。そのため、振動素子４の温度がより安定し、より周波数偏差が小さく、より精度の高い発振特性を有する振動デバイス１となる。

【0037】

＜第２実施形態＞
図３は、第２実施形態に係る振動デバイスを示す断面図である。

【0038】

本実施形態は、主に、集積回路６の配置が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。以下の説明では、本実施形態に関し前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態における各図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

【0039】

図３に示すように、本実施形態の振動デバイス１では、集積回路６は、ベース２の上面２ａ側に配置されており、収容部Ｓに収容されている。このような構成とすることにより、集積回路６を水分や埃から保護することができる。そのため、振動デバイス１の信頼性を向上させることができる。さらには、前述した第１実施形態と比較して集積回路６の熱が収容部Ｓ内に籠り易いため、放射層８の効果がより顕著となる。

【0040】

本実施形態の場合、集積回路６上に振動素子４が搭載されており、端子層６５に、金属バンプ８１、８２を介して振動素子４と電気的に接続される配線６５１、６５２が含まれている。また、ベース２の下面２ｂ側に貫通電極２１０、２２０を介して集積回路６と電気的に接続された外部端子２５が配置されている。

【0041】

以上のように、本実施形態の振動デバイス１では、集積回路６は、ベース２の第１面としての上面２ａ側に配置されている。これにより、集積回路６の熱が収容部Ｓ内に籠り易くなり、放射層８の効果がより顕著となる。

【0042】

以上のような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0043】

＜第３実施形態＞
図４は、第３実施形態に係る振動デバイスを示す断面図である。

【0044】

本実施形態は、主に、リッド３の外面にも放射層８が配置されていること以外は、前述した第１実施形態と同様である。以下の説明では、本実施形態に関し前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態における各図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

【0045】

図４に示すように、本実施形態の振動デバイス１では、リッド３の外面としての上面３ａにも放射層８が配置されている。これにより、底面３１１に配置された放射層８によって収容部Ｓ内の熱を吸収し、この吸収した熱を上面３ａに配置された放射層８から効率的に放出することができる。したがって、振動素子４の温度がさらに安定し、周波数偏差が小さく、精度の高い発振特性を有する振動デバイス１となる。なお、本実施形態では、放射層８が上面３ａの全域に配置されているが、これに限定されず、上面３ａの一部にだけ配置されていてもよい。

【0046】

以上のような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0047】

＜第４実施形態＞
図５は、第４実施形態に係る振動デバイスを示す断面図である。図６は、リッドの上面に形成された凹部を示す平面図である。図７ないし図１１は、それぞれ、凹部の変形例を示す平面図である。

【0048】

本実施形態は、主に、リッド３の上面３ａに凹部３２が形成されていること以外は、前述した第１実施形態と同様である。以下の説明では、本実施形態に関し前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態における各図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

【0049】

図５に示すように、本実施形態の振動デバイス１では、上面３ａに開口する凹部３２が形成されている。凹部３２を形成することにより、リッド３の表面積が増えて放熱性が高まる。そのため、集積回路６から発生する熱が速やかに放出され、内部に収容された振動素子４の温度変動が効果的に抑えられる。また、環境温度変化に伴う振動素子４の温度変動についても効果的に抑えられる。したがって、振動素子４の温度が安定するため、周波数偏差が小さく精度の高い発振特性を有する振動デバイス１となる。特に、放射層８との相乗効果によって、上記効果が顕著となる。

【0050】

以下、凹部３２ついて具体的に説明する。以下では、説明の便宜上、パッケージ１０の幅方向に沿う方向を第１方向とし、パッケージ１０の長手方向に沿う方向を第２方向とする。つまり、本実施形態では、第１方向と第２方向とが直交している。ただし、第１方向と第２方向とは、交差していればよく、直交する必要はない。

【0051】

図６に示すように、凹部３２は、第１方向に沿って延在する複数の第１凹部３２１を有する。また、複数の第１凹部３２１は、第２方向に等間隔に並んで配置されている。さらに、凹部３２は、第２方向に沿って延在する複数の第２凹部３２２を有する。また、複数の第２凹部３２２は、第１方向に等間隔に並んで配置されている。そのため、凹部３２は、格子状をなす。このような構成によれば、簡単な構成でリッド３の表面積をより大きくすることができ、優れた放熱性を発揮することができる。

【0052】

また、各第１凹部３２１および各第２凹部３２２は、それぞれ、直線状である。これにより、ダイシングブレードを用いて第１、第２凹部３２１、３２２を形成することができ、凹部３２の形成が容易となる。ただし、第１凹部３２１および第２凹部３２２の形状は、特に限定されず、例えば、波状に蛇行していてもよい。また、凹部３２の形成方法についても特に限定されず、例えば、エッチング、サンドブラスト等によって形成してもよい。

【0053】

ただし、凹部３２の構成としては、特に限定されない。例えば、図７に示すように、第２凹部３２２が１つであってもよい。また、図８に示すように、第２凹部３２２が省略され、凹部３２が複数の第１凹部３２１だけを有する構成であってもよい。また、図９に示すように、凹部３２が１つの第１凹部３２１だけを有する構成であってもよい。このような構成の凹部３２によっても、本実施形態と同様に、形成が容易な凹部３２となる。

【0054】

また、例えば、図１０に示すように、凹部３２が同心的に配置された円環状の複数の凹部３２３を有する構成であってもよいし、図１１に示すように、凹部３２が蛇行状の凹部３２４を有する構成であってもよい。

【0055】

また、図５に示すように、リッド３の内面すなわち収容凹部３１の底面３１１と凹部３２の底面との間の部分３３の厚みＴとしては、特に限定されないが、例えば、パッケージ１０の平面視サイズが長さＬ＝１．６ｍｍ以下、幅Ｗ＝１．２ｍｍ以下である場合に、１０μｍ以上であることが好ましい。これにより、部分３３がパッケージ１０のサイズに対して十分に厚くなり、パッケージ１０の内外の圧力差に起因する部分３３の撓みを抑制することができる。そのため、十分な機械的強度を有する振動デバイス１となる。

【0056】

以上のように、本実施形態の振動デバイス１では、リッド３は、上面３ａに開口する凹部３２を有する。凹部３２を形成することにより、リッド３の表面積が増えて放熱性が高まる。そのため、振動素子４の温度変動が効果的に抑えられる。

【0057】

また、前述したように、凹部３２は、第１方向に沿って延在する直線状の第１凹部３２１を有する。これにより、凹部３２の形成が容易となる。

【0058】

また、前述したように、凹部３２は、第１方向と異なる第２方向に沿って延在し、第１凹部３２１と交差する直線状の第２凹部３２２を有する。これにより、凹部３２の形成が容易となる。

【0059】

以上のような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、本実施形態では、リッド３の上面３ａの全域に凹部３２が形成されているが、これに限定されず、上面３ａの一部にだけ形成されていてもよい。

【0060】

＜第５実施形態＞
図１２は、第５実施形態に係る振動デバイスを示す断面図である。

【0061】

本実施形態は、主に、パッケージ１０の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。以下の説明では、本実施形態に関し前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態における各図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

【0062】

図１２に示すように、本実施形態の振動デバイス１では、ベース２がセラミックス基板で構成され、リッド３がコバール等の金属基板から構成されている。これにより、高い機械的強度を有するパッケージ１０となる。また、集積回路６は、ベース２とは別体のＩＣチップとして形成されている。

【0063】

また、ベース２は、上面２ａに開口する凹部２７を有し、リッド３は、凹部２７の開口を塞ぐようにしてベース２の上面２ａに金属層７を介して接合されている。また、凹部２７は、上面２ａに開口する第１凹部２７１と、第１凹部２７１の底面に開口し、第１凹部２７１よりも小さい第２凹部２７２と、を有する。そして、第２凹部２７２の底面に集積回路６が固定され、第１凹部２７１の底面に金属バンプ８１、８２を介して振動素子４が固定されている。なお、振動素子４と集積回路６とは、ベース２の内部に形成された図示しない内部配線を介して電気的に接続されている。

【0064】

また、リッド３の内面すなわち下面には、放射層８が配置されている。リッド３の構成材料であるコバールの常温での放射率が０．０５程度であるため、放射層８の放射率は、これよりも高ければよく、０．５以上であることが好ましい。これにより、より効率的に、収容部Ｓ内の熱をリッド３から外部に放出することができ、より精度の高い発振特性を有する振動デバイス１となる。なお、放射層８の構成材料としては、例えば、前述した第１実施形態と同様の材料を用いることができる。

【0065】

以上のような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、放射層８は、リッド３の下面のみならず外面すなわち上面にも配置することができる。

【0066】

以上、本発明の振動デバイスを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0067】

１…振動デバイス、１０…パッケージ、２…ベース、２ａ…上面、２ｂ…下面、２１…貫通孔、２１０…貫通電極、２２…貫通孔、２２０…貫通電極、２５…外部端子、２６…絶縁膜、２７…凹部、２７１…第１凹部、２７２…第２凹部、２８…配線、２９…配線、３…リッド、３ａ…上面、３ｂ…下面、３１…収容凹部、３１１…底面、３１２…側面、３２…凹部、３２１…第１凹部、３２２…第２凹部、３２３…凹部、３２４…凹部、３３…部分、４…振動素子、４１…振動基板、４２…電極、４２１…励振電極、４２２…励振電極、４２３…端子、４２４…端子、４２５…配線、４２６…配線、６…集積回路、６Ａ…温度センサー、６Ｂ…温度補償回路、６Ｃ…発振回路、６０…積層体、６２…配線層、６３…絶縁層、６４…パッシベーション膜、６５…端子層、６５０…実装端子、６５１…配線、６５２…配線、７…金属層、８…放射層、８１…金属バンプ、８２…金属バンプ、Ｌ…長さ、Ｓ…収容部、Ｔ…厚み、Ｗ…幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】