特許 7053118 圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-04

(45)【発行日】2022-04-12

(54)【発明の名称】圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/19 20060101AFI20220405BHJP

   H03H 9/215 20060101ALI20220405BHJP

【ＦＩ】

H03H9/19 J

H03H9/215

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018033718

(22)【出願日】2018-02-27

(65)【公開番号】P2019149725

(43)【公開日】2019-09-05

【審査請求日】2020-12-23

(73)【特許権者】

【識別番号】713005174

【氏名又は名称】エスアイアイ・クリスタルテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渋谷 元規

【審査官】石田 昌敏

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０００６４１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１５４２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０３９２２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｈ ９／００－９／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧電材料製の圧電振動片であって、
基部と、
前記基部から第一の方向に延出される一対の振動腕部と、
前記一対の振動腕部の並び方向の両外側で前記基部から前記並び方向に延びる第一延出部と、前記第一延出部から前記第一の方向に延出される第二延出部と、を備え、前記第二延出部において前記圧電振動片が収容されるパッケージに対して固定される一対の支持腕部と、
前記一対の振動腕部と前記一対の支持腕部との前記並び方向の間のそれぞれで前記第一延出部から前記第一の方向及び反対方向の少なくとも一方に延出され、かつ前記パッケージに対しては固定されない一対の中間腕部と、
を有する圧電振動片。

【請求項2】

前記第一の方向において前記中間腕部の延出先端の位置が、前記一対の前記支持腕部の延出先端の位置と同じである請求項１に記載の圧電振動片。

【請求項3】

前記第一の方向又は前記反対方向において前記中間腕部の延出先端の位置が、前記一対の前記支持腕部の延出先端の位置と異なっている請求項１に記載の圧電振動片。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の圧電振動片と、
前記圧電振動片を気密状態で収容する収容部を備える前記パッケージと、
前記支持腕部を前記収容部の底面に接着する導電性接着剤と、
を有する圧電振動子。

【請求項5】

請求項４に記載の圧電振動子を備え、前記圧電振動子は発振子として集積回路に電気的に接続されている発振器。

【請求項6】

請求項４に記載の圧電振動子を備え、前記圧電振動子は計時部に電気的に接続されている電子機器。

【請求項7】

請求項４に記載の圧電振動子を備え、前記圧電振動子はフィルタ部に電気的に接続されている電波時計。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計に関する。

【背景技術】

【0002】

圧電振動片として、圧電材料により形成された基部と、基部から所定方向に伸びる一対の振動腕と、振動腕の外側で基部より所定方向に伸びる一対の支持腕とを備えた構造の圧電振動片がある（たとえば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－３９２２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

圧電振動片の一対の振動腕部が振動すると、この振動によって、支持腕部も振動する。このような、振動腕部から支持腕部への振動漏れ（「音響リーク」と称されることがある）が生じると、圧電振動片の振動特定に影響を与えることがある。

【0005】

本願は、振動腕部から支持腕部への振動漏れを抑制することが目的である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第一の態様では、基部と、前記基部から第一の方向に延出される一対の振動腕部と、前記一対の振動腕部の並び方向の両外側で前記基部から前記第一の方向に延出される一対の支持腕部と、前記一対の振動腕部と前記一対の支持腕部との間のそれぞれで前記基部から前記第一の方向及び反対方向の少なくとも一方に延出される一対の中間腕部と、を有する。

【0007】

この圧電材料製の圧電振動片に対する電圧印加により、基部から延出された一対の振動腕部が所定の振動数で振動する。圧電振動片は、一対の支持腕部を有しており、この支持腕部によって、たとえばパッケージの支持部に支持される。

【0008】

さらに、この圧電振動片は、一対の中間腕部を有している。一対の中間腕部のそれぞれは、一対の振動腕部のそれぞれと一対の支持腕部のそれぞれとの間で、基部から、第一の方向、及びその反対方向の少なくとも一方に延出されている。振動腕部の振動は、基部を経て支持腕部に伝わろうとするとが、振動伝達経路の途中から中間腕部が延出されていることになる。振動腕部の振動の一部が、中間腕部の振動として吸収されるので、振動腕部から支持腕部への振動漏れを抑制できる。これにより、圧電振動片の振動特性を良好にできる。

【0009】

第二の態様では、第一の態様において、前記第一の方向において前記中間腕部の延出先端の位置が、前記一対の前記支持腕部の延出先端の位置と同じである。

【0010】

第三の態様では、第一の態様において、前記第一の方向又は前記反対方向において前記中間腕部の延出先端の位置が、前記一対の前記支持腕部の延出先端の位置と異なっている。

【0011】

このように、中間腕部の延出先端の位置は、支持腕部の延出先端の位置と同じであってもよく、異なっていてもよい。中間腕部の延出先端の位置を調整することで、中間腕部を含む圧電振動片の全体での重心位置を所望の位置にできる。

【0012】

第四の態様では、第一～第三のいずれか１つの態様の圧電振動片と、前記圧電振動片を気密状態で収容する収容部を備えるパッケージと、前記支持腕部を前記収容部の底面に接着する導電性接着剤と、を有する。

【0013】

圧電振動片が、パッケージの収容部に気密状態で収容されている。この圧電振動子は、一対の中間腕部を有しているので、振動腕部から基部を経て支持腕部に伝わろうとする振動の一部が、中間腕部の振動として吸収される。振動腕部から支持腕部への振動漏れが抑制され、圧電振動子として、良好な振動特性を得られる。

【0014】

第五の態様では、第四の態様において、前記中間腕部が前記パッケージに対し非接触である。

【0015】

中間腕部がパッケージに対し非接触であるので、中間腕部の振動がパッケージに伝わらす、圧電振動子の振動特性をさらに良好にできる。

【0016】

第六の態様では、第四又は第五の態様の圧電振動子を備え、前記圧電振動子は発振子として集積回路に電気的に接続されている。

【0017】

発振子として集積回路に電気的に接続された圧電振動子は、一対の中間腕部を有している。振動腕部から基部を経て支持腕部に伝わろうとする振動の一部が、中間腕部の振動として吸収されるので、振動腕部から支持腕部への振動漏れが抑制され、発振器として、良好な発振特性を得られる。

【0018】

第七の態様では、第四又は第五の態様の圧電振動子を備え、前記圧電振動子は計時部に電気的に接続されている。

【0019】

計時部に電気的に接続された圧電振動子は、一対の中間腕部を有している。振動腕部から基部を経て支持腕部に伝わろうとする振動の一部が、中間腕部の振動として吸収されるので、振動腕部から支持腕部への振動漏れが抑制され、電子機器として、良好な計時特性を得られる。

【0020】

第八の態様では、第四又は第五の態様の圧電振動子を備え、前記圧電振動子はフィルタ部に電気的に接続されている。

【0021】

フィルタ部に電気的に接続された圧電振動子は、一対の中間腕部を有している。振動腕部から基部を経て支持腕部に伝わろうとする振動の一部が、中間腕部の振動として吸収されるので、振動腕部から支持腕部への振動漏れが抑制され、電波時計として、良好な特性を得られる。

【発明の効果】

【0022】

本願では、振動腕部から支持腕部への振動漏れを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】図１は第一実施形態の圧電振動片を示す側面図である。

【図2】図２は第一実施形態の圧電振動片を示す平面図である。

【図3】図３は第一実施形態の圧電振動片を示す側面図である。

【図4】図４は第一実施形態の圧電振動子を示す斜視図である。

【図5】図５は第一実施形態の圧電振動子を示す分解斜視図である。

【図6】図６は第一実施形態の圧電振動子の内部構造を示す平面図である。

【図7】図７は第一実施形態の圧電振動子を示す図４の７－７線断面図である。

【図8】図８は第一実施形態の圧電振動片を製造する工程を示すフローチャートである。

【図9】図９は第一実施形態の圧電振動片を製造する工程を（Ａ）から（Ｅ）へと順に示す説明図である。

【図10】図１０は第一実施形態において圧電振動片を圧電振動子のキャビティに接着する工程を（Ａ）から（Ｃ）へと順に示す説明図である。

【図11】図１１は比較例の圧電振動片を示す平面図である。

【図12】図１２は第二実施形態の圧電振動片を示す平面図である。

【図13】図１３は第三実施形態の圧電振動片を示す平面図である。

【図14】図１４は第四実施形態の圧電振動片を示す平面図である。

【図15】図１５は第五実施形態の圧電振動片を示す平面図である。

【図16】図１６は本願実施形態の圧電振動子を用いた発振器を示す構成図である。

【図17】図１７は本願実施形態の圧電振動子を用いた電子機器を示す構成図である。

【図18】図１８は本願実施形態の圧電振動子を用いた電波時計を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本発明の第一実施形態の圧電振動片２２及び圧電振動子４２について、図面を参照して詳細に説明する。図面において、圧電振動片２２の幅方向、長手方向及び厚み方向をそれずれ、矢印Ｗ、矢印Ｌ及び矢印Ｔで示す。さらに、図面において、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３つの矢印を示す。図１～図３において、矢印Ｘ及びその反対の－Ｘ方向が幅方向に、矢印Ｙ及びその反対の－Ｙ方向が長手方向に、矢印Ｚ及びその反対の－Ｚ方向が厚み方向に対応する。

【0025】

圧電振動片２２は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料によって形成されており、所定の電圧を印加することで振動する部材である。後述するように、圧電振動片２２の形状、特に一対の振動腕部２６を有する形状は、音叉型と称されることがある。

【0026】

図１及び図２に示すように、圧電振動片２２は、板状の基部２４を有している。本実施形態では、基部２４は、厚み方向（矢印Ｔ１方向）に視て、矢印Ｗ方向を長辺２４Ｌとする長方形状である。すなわち、基部２４の長辺２４Ｌの方向は圧電振動片２２の幅方向と一致している。

【0027】

基部２４からは、一対（２本）の振動腕部２６が、矢印Ｙ方向（第一の方向）に延出されている。２本の振動腕部２６は平行であり、平面視で矢印Ｗ方向に並んでいる。本実施形態では、振動腕部２６はいずれも、基部２４と一体成形されており、基部２４の長辺２４Ｌの一方から延出されている。

【0028】

基部２４からは、さらに、一対（２本）の支持腕部２８が延出されている。支持腕部２８のそれぞれは、平面視で、振動腕部２６の並び方向（矢印Ｗ方向）の両方の外側に位置している。

【0029】

本実施形態では、支持腕部２８は、基部２４の短辺２４Ｓのそれぞれから幅方向外側に延出された第一延出部３０Ａと、この第一延出部３０Ａの延出端部から矢印Ｙ方向に延出された第二延出部３０Ｂを有する形状である。そして、支持腕部２８における第二延出部３０Ｂが、振動腕部２６の並び方向（矢印Ｗ方向）の両方の外側で、振動腕部２６と平行に位置している。支持腕部２８の延出先端２８Ｔは、振動腕部２６の延出先端２６Ｔよりも基部２４に近い位置である。

【0030】

基部２４からは、さらに、一対（２本）の中間腕部３２が延出されている。中間腕部３２のそれぞれは、平面視で、振動腕部２６と支持腕部２８の間のそれぞれに位置している。本実施形態では、中間腕部３２は、支持腕部２８の第一延出部３０Ａにおける延出方向の中間位置から矢印Ｙ方向に延出されている。すなわち、中間腕部３２は、支持腕部２８の第一延出部３０Ａを介して基部２４から延出される形状である。

【0031】

本実施形態では、矢印Ｙ方向で、中間腕部３２の延出先端３２Ｔの位置は、支持腕部２８の延出先端２８Ｔの位置と同じである。換言すれば、図３に示すように、矢印Ｙ方向では、中間腕部３２の延出先端３２Ｔと支持腕部２８の延出先端２８Ｔとは重なる。

【0032】

図２に示すように、圧電振動片２２は、基部２４における幅方向の中心線ＣＬ－１に対し線対称の形状である。

【0033】

圧電振動片２２の表面には、図示しない励振電極が設けられており、励振電極への電圧印加により、圧電振動片２２が所定の振動数で振動する。図３に示すように、本実施形態の圧電振動片２２では、振動腕部２６の厚み方向における両面（上面２６Ａ及び下面２６Ｂ）に、第一の方向に沿って凹部２６Ｈが形成されて表面積が広くされており、励振電極を広い範囲に設けることができる形状である。

【0034】

図４～図７に示すように、圧電振動子４２は、パッケージ４４を有する。パッケージ４４は、本実施形態では、直方体の箱状の部材であり、内部が収容部４６である。収容部４６には、圧電振動片２２が気密状態で収容される。

【0035】

パッケージ４４は、一方の面（図５及び図７では上側の面）が開放されたパッケージ本体４８と、このパッケージ本体４８の開放部分を閉塞する平板状の閉塞板５０と、を有している。

【0036】

パッケージ本体４８は、平板状のパッケージ板５２と、枠状のパッケージ枠５４と、環状のシール枠５６と、を有している。本実施形態では、パッケージ板５２とパッケージ枠５４はいずれもセラミック製であり、たとえば、セラミックグリーンシートを重ね合わせて一体で焼結することが形成されている。また、シール枠５６は、パッケージ枠５４に重ね合わせた状態で接合されている。

【0037】

本実施形態では、平面視（矢印Ｄ１方向視）において、パッケージ板５２の外側、パッケージ枠５４の外側及びシール枠５６の外側は、同一の形状を有している。本実施形態では、パッケージ板５２、パッケージ枠５４及びシール枠５６の外側形状は同一の長方形状である。そして、パッケージ本体４８の４つの角部には、中心角９０度の円弧状の切欠４８Ｋが厚み方向に渡って設けられている。

【0038】

また、図５～図７に示すように、平面視においてパッケージ枠５４の内側とシール枠５６の内側とは、同一の形状を有している。本実施形態では、パッケージ枠５４の内側とシール枠５６の内側とはいずれも、角部が円弧状の長方形である。

【0039】

パッケージ枠５４の長辺５４Ｌ(図５参照）のそれぞれからは、平面視でパッケージ枠５４の内側に突出する支持部５８が形成されている。支持部５８は、パッケージ４４の底面４４Ｂにおいて、圧電振動片２２を支持する部位である。

【0040】

図６に示すように、平面視における支持部５８の位置は、圧電振動片２２において支持腕部２８の一部には重なるが、支持腕部２８以外の部位には重ならない位置である。したがって、中間腕部３２は、パッケージ４４に対し非接触である。

【0041】

図５～図７に示すように、支持部５８の上面には、圧電振動片２２と電気的に接続される電極パッド６０が設けられている。そして、電極パッド６０上の導電性接着剤６２によって支持腕部２８が電極パッド６０に接着されている。すなわち、パッケージ４４の底面４４Ｂの支持部５８に対し、導電性接着剤６２によって、支持腕部２８が電気的に接続されて接着されることで、圧電振動片２２がパッケージ４４に取り付けられる構造である。

【0042】

支持部５８には、貫通電極６４が支持部５８を貫通して設けられており、この貫通電極６４及び導電性接着剤６２を通じて、圧電振動子４２の外部（後述する外部電極６６）から、圧電振動片２２に所定の電圧を印加することができる。

【0043】

パッケージ板５２の下面、すなわち、パッケージ４４の外側の面には、一対の外部電極６６がパッケージ板５２の長手方向に間隔をあけて設けられている。図７に示すように、パッケージ板５２には、パッケージ板５２を厚み方向に貫通する貫通電極６５が設けられ、貫通電極６５と貫通電極６４とが電極６７により電気的に接続されている。すなわち、電極パッド６０と外部電極６６とが、貫通電極６５、電極６７及び貫通電極６４を介して、電気的に接続されている。

【0044】

図４、図５および図７に示すように、閉塞板５０は、導電性の材料によって平板状に形成された部材である。平面視において、閉塞板５０の外側の形状は、シール枠５６の外側よりも小さい形状である。閉塞板５０がシール枠５６に接合されることで、パッケージ本体４８と閉塞板５０の間が、圧電振動片２２を収容する収容部４６となる。

【0045】

パッケージ板５２及びパッケージ枠５４は、たとえば、上記したようにセラミックス製とされる。より具体的には、例えばアルミナ製のＨＴＣＣ（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ－Ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）や、ガラスセラミック製のＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ－Ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ）等が挙げられる。

【0046】

また、シール枠５６の材料としては、導電性を有する材料、例えばニッケル基合金等が挙げられる。より、具体的にはコバール、エリンバー、インバー、４２－アロイ等から選択すれば良い。特に、シール枠５６の材料としては、セラミック製とされているパッケージ板５２パッケージ枠５４に対して熱膨張係数が近いものを選択することが好ましい。例えば、パッケージ板５２パッケージ枠５４として、熱膨張係数６．８×１０－６／℃のアルミナを用いる場合には、シール枠５６としては、熱膨張係数５．２×１０－６／℃のコバールや、熱膨張係数４．５～６．５×１０－６／℃の４２－アロイを用いることが好ましい。

【0047】

パッケージ本体４８に対する閉塞板５０の取付方法は、たとえば、銀ロウ等のロウ材や半田材等による焼付け、シーム溶接、レーザ溶接、超音波溶接等を挙げることができる。

【0048】

次に、圧電振動片２２の製造方法について説明する。

【0049】

先ず、水晶のランバート原石をスライスして一定の厚みのウエハＳを得る。このウエハＳをラッピングして粗加工した後、加工変質層をエッチングで取り除き、この後、ポリッシュなどの鏡面研磨加工を行なって、所定の厚み（たとえば８０μｍ）ウエハＳを準備する（図８のステップＳ１）。

【0050】

次に、図９（Ａ）に示すように、ウエハＳの両面にエッチング保護膜７０と外形フォトレジスト膜７３をそれぞれ成膜する（図８に示すステップＳ２）。エッチング保護膜７０は、例えばクロム（Ｃｒ）を数１０ｎｍ成膜したエッチング保護膜７１と、金（Ａｕ）を数１０ｎｍ成膜したエッチング保護膜７２とが、順次積層された積層膜である。

【0051】

このステップＳ２においては、先ず、ウエハＳの両面に、順次、エッチング保護膜７１とエッチング保護膜７２とを、それぞれスパッタリング法や蒸着法などにより成膜する。

【0052】

次いで、エッチング保護膜７０上に、スピンコート法などによりレジスト材料を塗布して、外形フォトレジスト膜７３を形成する。

【0053】

なお、本実施形態で用いるレジスト材料としては、環化ゴム（例えば、環化イソプレン）を主体にしたゴム系ネガレジストを好適に用いることができる。ゴム系ネガレジストは、環化ゴムを有機溶剤に溶解し、さらにビスアジド感光剤を加えて、ろ過し、不純物を除去することで精製されたレジストである。

【0054】

次に、エッチング保護膜７０及び外形フォトレジスト膜７３が成膜されたウエハＳの両面を、外形パターンが描画されたフォトマスクを用いて一括で露光し、現像する。これにより、図９（Ｂ）に示すように、外形フォトレジスト膜７３に外形パターン７３Ａを形成する（図８のステップＳ３）。外形パターン７３Ａは、目的とする圧電振動片２２の外形に沿った形状を有する。

【0055】

次に、外形パターン７３Ａが形成された外形フォトレジスト膜７３をマスクとしてエッチング加工を行ない、マスクされていないエッチング保護膜７０のエッチング保護膜７２のみを選択的に除去する（図８のステップＳ４）。

【0056】

次に、エッチング加工後に、外形パターン７３Ａが形成された外形フォトレジスト膜７３を剥離する（図８のステップＳ５）。これにより、エッチング保護膜７２に外形パターン７２Ａ（図９（Ｃ）参照）を形成する。

【0057】

エッチング加工には、エッチング保護膜７０と外形フォトレジスト膜７３が形成されたウエハＳを薬液に浸漬して行うウエットエッチング方式を用いることができる。具体的には、例えば、金（Ａｕ）が成膜されたエッチング保護膜７２は薬液としてヨウ素を用いてエッチングすることができる。

【0058】

次に、エッチング保護膜７２をマスクとしてエッチング加工を行ない、マスクされていないエッチング保護膜７０のエッチング保護膜７１を選択的に除去する。これにより、図９（Ｃ）に示すように、エッチング保護膜７１に外形パターン７１Ａを形成する。なお、エッチング加工には、エッチング保護膜７１が形成されたウエハＳを薬液に浸漬して行うウエットエッチング方式を用いることができる。具体的には、例えば、クロム（Ｃｒ）が成膜されたエッチング保護膜７１は薬液としてフェリシアン化カリウムを用いてエッチングすることができる。

【0059】

次に、図９（Ｄ）に示すように、外形パターン７０Ａをマスクとしてエッチング加工を行ない、マスクされていないウエハＳを選択的に除去する（図８に示すステップＳ６、エッチング工程）。このエッチング加工は、外形パターン７０Ａが形成されたウエハＳを薬液に浸漬して行うウエットエッチング方式を用いることができる。例えば、水晶からなるウエハは薬液としてフッ酸を用いてエッチングすることができる。この場合、エッチング時間は１０時間程度とすることが可能である。

【0060】

次に、エッチング加工後に、外形パターン７０Ａが形成されたエッチング保護膜７０を剥離する（図８に示すステップＳ７、マスク除去工程）。これによって、図９（Ｅ）に示すように、圧電振動片２２が得られる。

【0061】

このようにして得られた圧電振動片２２は、図１０に順に示す工程により、パッケージ４４に取り付けられる。

【0062】

まず、図１０（Ａ）に示すように、パッケージ枠５４に設けられた支持部５８の電極パッド６０の上面に未硬化の導電性接着剤６２を塗布する。本実施形態では、導電性及び熱硬化性を有する接着剤を用いている。

【0063】

次に、図１０（Ｂ）に示すように、圧電振動片２２の支持腕部２８の一部を支持部５８における未硬化の導電性接着剤６２に当接させる。

【0064】

次に、未硬化の導電性接着剤６２を加熱して硬化させる。これにより、硬化した導電性接着剤６２によって、圧電振動片２２の支持腕部２８がパッケージ４４の支持部５８に支持された状態で接着される。そして、圧電振動片２２は、図１０（Ｃ）に示すように、パッケージ枠５４の下面に対して平行な状態で支持されると共に、一対の支持腕部２８が電極パッド６０にそれぞれ導電性接着剤６２を介して電気的に接続された状態で実装される。

【0065】

次に、本実施形態の作用を説明する。

【0066】

本実施形態では、外部電極６６から、貫通電極６４及び導電性接着剤６２を通じて、圧電振動片２２に所定の電圧を印加することで、圧電振動片２２において、一対の振動腕部２６が振動する。そして、この振動が電気信号に変換され、圧電振動子４２の外部に取り出される。

【0067】

本実施形態では、一対の中間腕部３２を有している。一対の中間腕部３２のそれぞれは、一対の振動腕部２６のそれぞれと、一対の支持腕部２８のそれぞれとの間で、基部２４から、第一の方向に延出されている。振動腕部２６が振動すると、この振動の一部は、支持腕部２８にも伝わろうとする。

【0068】

しかし、振動腕部２６から基部２４を経て支持腕部２８に至る振動伝達経路の途中から、中間腕部３２が延出されている。したがって、振動腕部２６から支持腕部２８に伝わろうとした振動の一部が、中間腕部３２の振動として吸収される。

【0069】

ここで、図１１には、比較例の圧電振動片９２が示されている。この圧電振動片９２は、第一実施形態の圧電振動片２２と比較して、中間腕部３２を有さない構造である。比較例の圧電振動片９２では、中間腕部３２を有さないので、振動腕部２６の振動が支持腕部２８に伝わりやすい。

【0070】

比較例の圧電振動片９２において、振動腕部２６から支持腕部２８への振動伝達を抑制するためには、たとえば、第一延出部３０Ａを細くしたり、基部２４を厚くしたりすることも考えられる。しかし、第一延出部３０Ａを細くすると、耐久性が低下する。また、基部２４を厚くすると、圧電振動片９２の長手方向（矢印Ｌ１方向）での重心位置が基部２４側に偏る。

【0071】

これに対し、本実施形態では、比較例の圧電振動片９２のような中間腕部３２がない構造と比較して、振動腕部２６から支持腕部２８に伝わる振動は小さくなる。このように、振動腕部２６から支持腕部２８への振動漏れを抑制することで、圧電振動片２２及び圧電振動子４２の振動特性が良好になる。

【0072】

しかも、本実施形態では、振動腕部２６から支持腕部２８への振動伝達を抑制するために、第一延出部３０Ａを細くしたり、基部２４を厚くしたりする必要がない。第一延出部３０Ａを細くしないので、耐久性が低下しない。また、基部２４を厚くしないので、圧電振動片９２の重心位置が基部２４側に偏ることもない。

【0073】

圧電振動子４２としては、圧電振動片２２の中間腕部３２がパッケージ４４に接触しない構造である。中間腕部３２が振動しても、この振動がパッケージ４４に伝わらないので、中間腕部３２がパッケージ４４に接触する構造の圧電振動子と比較して、本実施形態の圧電振動子４２では振動特性が良好である。

【0074】

次に、第二～第五実施形態について説明する。第二～第五実施形態の圧電振動片において、第一実施形態の圧電振動片２２と同様の要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。また、第二～第五実施形態において、圧電振動子の全体的な構造は第一実施形態の圧電振動子４２と同様であるので、図示を省略する。

【0075】

図１２に示す第二実施形態の圧電振動片２２２では、一対の中間腕部２２４が、基部２４から第一の方向へ延出されているが、中間腕部２２４のそれぞれの延出先端２２４Ｔの位置は、振動腕部２６の延出先端２６Ｔの位置と同じである。

【0076】

図１３に示す第三実施形態の圧電振動片２３２では、一対の中間腕部２３４が、基部２４から第一の方向へ延出されているが、中間腕部２３４のそれぞれの延出先端２３４Ｔの位置は、支持腕部２８の延出先端２８Ｔよりも、基部２４に近い位置である。

【0077】

図１４に示す第四実施形態の圧電振動片２４２では、一対の中間腕部２４４として、基部２４から第一の方向へ延出される中間腕部２４６と、この第一の方向の反対方向へ延出される中間腕部２４８とを有している。中間腕部２４６の延出先端２４６Ｔの位置は、図１４に示す例では、支持腕部２８の延出先端２８Ｔよりも、基部２４に近い位置である。第一延出部３０Ａからの中間腕部２４８の延出長は、図１４に示す例では、中間腕部２４６における第一延出部３０Ａからの延出長と同程度である。

【0078】

図１５に示す第五実施形態の圧電振動片２５２では、一対の中間腕部２５４が、第一の方向の反対方向へ延出されている。第一延出部３０Ａからの中間腕部２５４の延出長は、図１５に示す例では、第四実施形態の中間腕部２４６の延出長と同程度である。

【0079】

これら第二～第五実施形態のように、中間腕部の延出方向及び延出先端の位置は、特に限定されない。中間腕部の延出方向及び延出先端の位置を調整することで、圧電振動片の長手方向（矢印Ｌ方向）での重心位置を調整することができる。すなわち、圧電振動片として良好な振動特性が得られる重心位置となるように、中間腕部の延出方向及び延出先端の位置を調整すればよい。

【0080】

また、このように重心位置が調整された圧電振動片では、パッケージ４４への収容時に圧電振動片の姿勢が安定する。たとえば、圧電振動片と、パッケージ４４の底面４４Ｂとを平行に維持して、圧電振動片をパッケージ４４に収容し搭載できる。

【0081】

上記各実施形態の圧電振動片２２、２２２、２３２、２４２、２５２は、各種の機器に搭載することが可能である。

【0082】

たとえば、図１６には、発振器１００が示されている。この発振器１００は、圧電振動子４２を、集積回路１０１に電気的に接続された発振子として用いている。この発振器１００は、コンデンサ等の電子部品１０２が実装された基板１０３を備えている。基板１０３には、発振器用の集積回路１０１が実装されており、この集積回路１０１の近傍に、圧電振動子４２が実装されている。これら電子部品１０２、集積回路１０１および圧電振動子４２は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、同じく図示しない樹脂によりモールドされている。

【0083】

このように構成された発振器１００において、圧電振動子４２に電圧を印加すると、この圧電振動子４２内の圧電振動片２２が振動する。この振動は、圧電振動片２２が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路１０１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路１０１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。これにより、圧電振動子４２が発振子として機能する。

【0084】

また、集積回路１０１の構成を、たとえば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。

【0085】

このような発振器１００では、各実施形態のいずれかの圧電振動子を備えているので、振動特性が良好であり、信頼性に優れた発振器１００とすることができる。

【0086】

次に、図１７には、電子機器の一例として、携帯情報機器１１０が示されている。この携帯情報機器１１０は、たとえば、携帯電話であり、所定の情報を表示する表示部（ディスプレイ）１１５を備えている。また、外部の基地局や通信親機と通信することが可能である。さらに、スピーカやマイクロフォンによって、使用者に対する音声の伝達や入力が可能である。

【0087】

携帯情報機器１１０は、圧電振動子４２と、電力を供給するための電源部１１１と、を備えている。電源部１１１は、たとえば、リチウム二次電池を含む。電源部１１１には、機能部として、制御部１１２、計時部１１３、通信部１１４、表示部１１５、電圧検出部１１６が接続されている。

【0088】

制御部１１２は、携帯情報機器１１０における各種制御を行う。計時部１１３は、時刻等のカウントを行う。通信部１１４は、携帯情報機器１１０の外部との通信を行う。表示部１１５は、携帯情報機器１１０における各種情報を表示する。電圧検出部１１６は、携帯情報機器１１０におけるそれぞれの機能部の電圧を検出するそして、電源部１１１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。

【0089】

より具体的には、制御部１１２は、各機能部を制御して音声データの送信および受信、現在時刻の計測や表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１１２は、予めプログラムが書き込まれたＲｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ）と、このＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣｅｎｔｒａｌ Ｐｒｉｃｅｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）と、このＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）等とを備えている。

【0090】

計時部１１３は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路およびインターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子４２とを備えている。圧電振動子４２に電圧を印加すると圧電振動片２２が振動し、この振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部１１２と信号の送受信が行われ、表示部１１５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。

【0091】

通信部１１４は、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９、増幅部１２０、音声入出力部１２１、電話番号入力部１２２、着信音発生部１２３および呼制御メモリ部１２４を備えている。無線部１１７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１２５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１１８は、無線部１１７又は増幅部１２０から入力された音声信号を符号化および複号化する。増幅部１２０は、音声処理部１１８又は音声入出力部１２１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１２１は、スピーカやマイクロフォン等を備えており、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。

【0092】

着信音発生部１２３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１１９は、着信時に、音声処理部１１８に接続されている増幅部１２０を着信音発生部１２３に切り替えることによって、着信音発生部１２３において生成された着信音が増幅部１２０を介して音声入出力部１２１に出力される。なお、呼制御メモリ部１２４には、通信の発着呼制御に係るプログラムが格納されている。また、電話番号入力部１２２は、たとえば、０から９の番号キーおよびその他のキーを備えており、使用者は、これらキー等を押下することにより、通話先の電話番号等を入力できる。

【0093】

電圧検出部１１６は、電源部１１１によって制御部１１２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部１１２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１１４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、たとえば、３Ｖ程度となる。電圧検出部１１６から電圧降下の通知を受けた制御部１１２は、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９および着信音発生部１２３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１１７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１１５に、通信部１１４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。

【0094】

すなわち、電圧検出部１１６と制御部１１２とによって、通信部１１４の動作を禁止し、その旨を表示部１１５に表示することができる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部１１５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしてもよい。なお、通信部１１４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部１２６を備えることで、通信部１１４の機能をより確実に停止することができる。

【0095】

携帯情報機器１１０は、第一～第五実施形態のいずれかの圧電振動子を備えているので、この圧電振動子の優れた振動特性により、信頼性に優れた携帯情報機器１１０とすることができる。

【0096】

次に、図１８には、電波時計１３０が示されている。電波時計１３０は、フィルタ部１３１に電気的に接続された圧電振動子４２を備えている。そして、時計情報を含む標準の電波を受信して、時刻を自動修正して表示する機能を備えている。

【0097】

電波時計１３０は、フィルタ部１３１、アンテナ１３２、アンプ１３３、検波整流回路１３４、波形整形回路１３５、ＣＰＵ１３６、Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ（ＲＣＴ）１３７、水晶振動子部１３８、１３９を備えている。

【0098】

アンテナ１３２は、標準電波、たとえば日本国内であれば４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの長波の電波を受信する。受信された標準電波は、アンプ１３３によって増幅され、複数の圧電振動子４２を有するフィルタ部１３１によって濾波、同調される。電波時計１３０に用いる圧電振動子４２は４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１３８、１３９をそれぞれ備えている。

【0099】

濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１３４により検波復調される。続いて、波形整形回路１３５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１３６でカウントされる。ＣＰＵ１３６では、当該時点での年、積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１３７に反映され、正確な時刻情報が表示される。

【0100】

電波時計１３０においても、第一～第五実施形態のいずれかの圧電振動子を備えているので、この圧電振動子の優れた振動特性により、信頼性に優れた電波時計１３０とすることができる。

【符号の説明】

【0101】

２２ 圧電振動片
２４ 基部
２６ 振動腕部
２６Ｔ 振動腕部の延出先端
２８ 支持腕部
２８Ｔ 支持腕部の延出先端
３２ 中間腕部
３２Ｔ 中間腕部の延出先端
４２ 圧電振動子
４４ パッケージ
４４Ｂ 底面
４６ 収容部
４８ パッケージ本体
６２ 導電性接着剤
１００ 発振器
１１０ 携帯情報機器（電子機器の一例）
１１３ 計時部
１３０ 電波時計
１３１ フィルタ部
２２２ 圧電振動片
２２４ 中間腕部
２２４Ｔ 中間腕部の延出先端
２３２ 圧電振動片
２３４ 中間腕部
２３４Ｔ 中間腕部の延出先端
２４２ 圧電振動片
２４４ 中間腕部
２４６ 中間腕部
２４６Ｔ 中間腕部の延出先端
２４８ 中間腕部
２５２ 圧電振動片
２５４ 中間腕部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】