JP2007214941A - Piezoelectric vibration chip and piezoelectric device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧電振動片及び圧電デバイスに係り、特に小型、薄型化された圧電振動片、及びこの圧電振動片を搭載した圧電デバイスに関する。 The present invention relates to a piezoelectric vibrating piece and a piezoelectric device, and more particularly to a small and thin piezoelectric vibrating piece and a piezoelectric device on which the piezoelectric vibrating piece is mounted.
水晶振動片を用いた圧電振動子は、小型化が容易であり、温度特性が良好である等の理由から、従来よりＰＤＡや携帯電話等の移動体通信機器をはじめとする様々な電子機器の基準周波数信号源として採用されてきた。 Piezoelectric vibrators using quartz resonator elements are easy to miniaturize and have good temperature characteristics, and so on, and so on for various electronic devices such as mobile communication devices such as PDAs and mobile phones. It has been adopted as a reference frequency signal source.
近年では、上記のような電子機器の高機能化が進み、内部回路においては高集積化が進められてきている。このような背景の下、上記圧電振動子には更なる小型化の要求が強まり、圧電振動片と圧電振動子との実装スペース（ダイサイズ）を同一とすることができる圧電振動片の構造が開発されている。例えば特許文献１に開示されているような構造の水晶振動片がそれである。
In recent years, higher functionality of electronic devices as described above has progressed, and higher integration has been promoted in internal circuits. Against this background, there is an increasing demand for further miniaturization of the piezoelectric vibrator, and there is a structure of a piezoelectric vibrator piece that can make the mounting space (die size) of the piezoelectric vibrator piece and the piezoelectric vibrator the same. Has been developed. For example, this is a quartz crystal resonator element having a structure as disclosed in
従来の圧電振動子は、セラミックス等で構成されたパッケージの内部に振動片を内装して構成されるものであり、圧電振動子のダイサイズは、圧電振動片のダイサイズよりも大型とならざるをえないということが実状であった。 A conventional piezoelectric vibrator is configured by incorporating a resonator element inside a package made of ceramics or the like, and the die size of the piezoelectric vibrator does not have to be larger than the die size of the piezoelectric resonator element. It was the actual situation that I could not get it.
特許文献１に開示されている圧電振動片は、矩形に形成した振動部と、この振動部の周囲に、貫通溝を介して形成した枠部とを有し、前記振動部と枠部とを支持部によって接続する構成としている。また、励振電極は、振動部の形状に合わせて矩形に形成され、引き出し電極は、支持部を介して枠部に引き回されている。
The piezoelectric vibrating piece disclosed in
このような構成とすることにより、前記枠部をパッケージの一部として圧電振動片の上下に蓋体を接合することにより、圧電振動片とダイサイズが同一となる圧電振動子を構成することが可能となる。また、枠部と振動部との接続を支持部のみとしたことにより、外部応力による影響が振動部へと伝達され難くなるといったメリットも得ることができる。
上記特許文献１に開示されている圧電振動片のような構造であれば、確かに小型で特性劣化の少ない圧電振動片とすることができる。しかし、枠部の大きさを従来の圧電振動片の大きさに合わせて製造した場合、枠部の内側に形成される振動部の大きさは従来よりもはるかに小さなものとなる。このように、振動部が小型矩形に形成されるため、特許文献１に開示されているような構成の圧電振動片には振動部に高次の屈曲モードによるスプリアスが発生し易くなるという問題が生じる。また、励振電極の形状も矩形であるため、励振部に対する振動エネルギーの閉じ込め効率が悪く、振動子を構成した場合における振動子の性能指数（Figure of Merit：フィギュアオブメリット）が低いという問題がある。
If it is a structure like the piezoelectric vibrating reed disclosed in the above-mentioned
本発明では、上記問題を解決し、振動部に屈曲モードによるスプリアスが生じ難い圧電振動片及び圧電デバイスを提供することを第１の目的とする。また、本発明では、フィギュアオブメリットを向上させることができる圧電振動片、及び圧電デバイスを提供することを第２の目的とする。 The first object of the present invention is to solve the above problems and to provide a piezoelectric vibrating piece and a piezoelectric device in which spurious due to a bending mode does not easily occur in the vibration part. The second object of the present invention is to provide a piezoelectric vibrating piece and a piezoelectric device that can improve the figure of merit.
上記第１の目的を達成するための本発明に係る圧電振動片は、厚み滑り振動を主振動とする圧電振動片であって、主面に励振電極を形成し、厚み滑り振動を励起する振動部と、当該振動部の外周側に、貫通溝を介して配置される枠部と、前記振動部と前記枠部とを接続する支持部とを有し、前記振動部の形状を楕円形状としたことを特徴とする。このような構成の圧電振動片であれば、楕円形状とした振動部により高次モードのスプリアスの発生を抑制することができる。 In order to achieve the first object, a piezoelectric vibrating piece according to the present invention is a piezoelectric vibrating piece having thickness shear vibration as a main vibration, and an excitation electrode is formed on the main surface to excite the thickness shear vibration. And a support part that connects the vibration part and the frame part, and the shape of the vibration part is an elliptical shape. It is characterized by that. With the piezoelectric vibrating piece having such a configuration, it is possible to suppress the occurrence of high-order mode spurious by the elliptical vibrating portion.
また、上記第１、第２の目的を双方共に達成するための本発明に係る圧電振動片は、厚み滑り振動を主振動とする圧電振動片であって、主面に励振電極を形成し、厚み滑り振動を励起する振動部と、当該振動部の外周側に、貫通溝を介して配置される枠部と、前記振動部と前記枠部とを接続する支持部とを有し、前記振動部及び前記励振電極の形状を楕円形状としたことを特徴とするものである。このような構成の圧電振動片であれば、楕円形状とした振動部により高次モードのスプリアスの発生を抑制することができる。また、励振電極を楕円形状とすることにより厚み滑り振動のエネルギーが集中する範囲に励振電極を配置することが可能となる。このため、励振電極の直列抵抗を低下させることができ、並列容量を減少させることができ、振動子を構成した場合におけるフィギュアオブメリットを向上させることが可能となる。 In addition, a piezoelectric vibrating piece according to the present invention for achieving both the first and second objects is a piezoelectric vibrating piece having thickness shear vibration as a main vibration, and an excitation electrode is formed on the main surface. A vibration portion that excites thickness shear vibration; a frame portion that is disposed on the outer peripheral side of the vibration portion via a through groove; and a support portion that connects the vibration portion and the frame portion, and the vibration The shape of the part and the excitation electrode is an elliptical shape. With the piezoelectric vibrating piece having such a configuration, it is possible to suppress the occurrence of high-order mode spurious by the elliptical vibrating portion. Further, by making the excitation electrode into an elliptical shape, the excitation electrode can be arranged in a range where the energy of the thickness shear vibration is concentrated. For this reason, the series resistance of the excitation electrode can be reduced, the parallel capacitance can be reduced, and the figure of merit in the case of configuring the vibrator can be improved.
また、上記のような特徴を有する圧電振動片では、前記励振電極は前記振動部より小型に形成し、前記励振電極と前記振動部とを相似形状とすると良い。このような構成とすることにより、振動部と励振電極とのバランスがとれ、フィギュアオブメリットを向上させることができる。 In the piezoelectric vibrating piece having the above-described characteristics, the excitation electrode may be formed smaller than the vibration part, and the excitation electrode and the vibration part may have a similar shape. By adopting such a configuration, the vibration part and the excitation electrode can be balanced, and the figure of merit can be improved.
また、上記のような特徴を有する圧電振動片は、前記圧電振動片はＡＴカット水晶基板によって構成し、楕円形状に形成した振動部の長軸側をＸ軸、短軸側をＺ´軸に設定した場合に前記励振電極は前記振動部の楕円形状と同一方向に長軸と短軸とを有する楕円形状に形成し、前記励振電極の長軸と短軸との比を１．１４から１．３９対１．０の間で定めると良い。このような範囲で励振電極の長軸と短軸との比を定めることにより、厚み滑り振動を最も効率良く励起することができる。 Further, in the piezoelectric vibrating piece having the above-described features, the piezoelectric vibrating piece is formed of an AT-cut quartz substrate, and the major axis side of the vibrating portion formed in an elliptical shape is the X axis and the minor axis side is the Z ′ axis. When set, the excitation electrode is formed in an elliptical shape having a major axis and a minor axis in the same direction as the elliptical shape of the vibrating portion, and the ratio of the major axis to the minor axis of the excitation electrode is 1.14 to 1. It should be set between .39 and 1.0. By determining the ratio of the major axis to the minor axis of the excitation electrode in such a range, the thickness shear vibration can be excited most efficiently.
また、上記のような特徴を有する圧電振動片では、前記枠部の内周側の形状を前記振動部の外形形状に沿って形成すると良い。上記のような振動部と枠部とを備える圧電振動片では一般的に、生産性、及び取り扱いの容易性等を考慮して、枠部の外形（外周）形状は矩形とされている。このため、枠部の内周形状を振動部の外形形状に沿って略楕円形とすることにより、枠部に割り当てられる面積が大きくなる。これにより、枠部の主面に蓋体を接合する際の接合面を広く確保することができるようになり、強固な接合を実現することが可能となる。 In the piezoelectric vibrating piece having the above-described characteristics, the shape of the inner peripheral side of the frame portion may be formed along the outer shape of the vibrating portion. In general, in a piezoelectric vibrating piece including the vibrating portion and the frame portion as described above, the outer shape (outer periphery) of the frame portion is rectangular in consideration of productivity, ease of handling, and the like. For this reason, the area allocated to a frame part becomes large by making the inner peripheral shape of a frame part into a substantially elliptical shape along the external shape of a vibration part. As a result, it is possible to secure a wide joining surface when joining the lid to the main surface of the frame portion, and it is possible to realize strong joining.
また、上記のような特徴を有する圧電振動片では、前記振動部の肉厚を前記枠部の肉厚よりも薄肉に形成すると良い。このような構成とすることにより、励起する振動の周波数を高周波化することができる。また、枠部を振動部よりも厚肉とすることにより、外部応力に対する強度を確保することができる。さらに、枠部の主面に平坦な面を有する蓋体を接合した場合であっても、振動部と蓋体とが接触することが無い。 Further, in the piezoelectric vibrating piece having the above-described characteristics, it is preferable that the thickness of the vibrating portion is thinner than the thickness of the frame portion. With such a configuration, the frequency of vibration to be excited can be increased. Moreover, the strength against external stress can be ensured by making the frame part thicker than the vibration part. Furthermore, even when a lid having a flat surface is joined to the main surface of the frame portion, the vibrating portion and the lid do not contact each other.
また、上記目的を達成するための本発明に係る圧電デバイスは、上記いずれかに記載の圧電振動片の枠部における両主面にそれぞれ蓋体を接合し、いずれかの蓋体に、前記振動部に形成した励振電極と電気的に接続された外部端子を備えたことを特徴とする。このような構成とすることにより、圧電振動片のダイサイズと圧電デバイスのダイサイズとを同一とすることができる。また、上記圧電振動片を搭載することより、高いフィギュアオブメリットを得ることができる。 In addition, the piezoelectric device according to the present invention for achieving the above object is characterized in that a lid is bonded to each main surface of the frame portion of the piezoelectric vibrating piece according to any one of the above, and the vibration is applied to any lid. And an external terminal electrically connected to the excitation electrode formed in the portion. By setting it as such a structure, the die size of a piezoelectric vibrating piece and the die size of a piezoelectric device can be made the same. Moreover, a high figure of merit can be obtained by mounting the piezoelectric vibrating piece.
また、上記のような特徴を有する圧電デバイスでは、前記蓋体の前記振動部と対向する側の面に凹陥部を形成しても良い。このような構成とすることによれば、圧電振動片における振動部と枠部の肉厚を同一とした場合であっても、振動部と蓋体とが接触する虞が無くなる。 In the piezoelectric device having the above-described characteristics, a concave portion may be formed on the surface of the lid that faces the vibrating portion. According to such a configuration, there is no possibility that the vibrating portion and the lid are in contact with each other even when the vibrating portion and the frame portion of the piezoelectric vibrating piece have the same thickness.
以下、本発明の圧電振動片及び圧電デバイスに係る実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明の一部を示す形態であり、本発明はその主要部を変えない限度において種々の形態を採るものとする。 Hereinafter, embodiments of a piezoelectric vibrating piece and a piezoelectric device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiment is a form showing a part of the present invention, and the present invention takes various forms as long as the main part is not changed.
まず、図１を参照して、本発明の圧電振動片に係る第１の実施形態について説明する。なお、図１において、図１（Ａ）は圧電振動片の平面構成を示す図であり、図１（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す図である。 First, a first embodiment of the piezoelectric vibrating piece according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, FIG. 1A is a diagram illustrating a planar configuration of the piezoelectric vibrating piece, and FIG. 1B is a diagram illustrating a cross section taken along line AA in FIG.
本実施形態の圧電振動片１０は、振動部１２と、枠部１４、及び前記振動部１２と前記枠部１４とを接続する支持部１３とを基本構成とする。
前記振動部１２は外形形状を楕円形とし、板面の両主面には励振電極１８ａ，１８ｂが形成されている。前記励振電極１８ａ，１８ｂの形状は、前記振動部１２の外形形状に合わせた楕円形とされる。このように振動部１２を楕円形とすることにより、外形形状に起因した高次の屈曲モードによるスプリアスの発生を低減することが可能となる。また、振動部１２の板面に励振電極１８ａ，１８ｂを形成することにより当該励振電極１８ａ，１８ｂ形成部に振動エネルギーを閉じ込めるエネルギー閉じ込め効果を奏するが、励振電極１８ａ，１８ｂの形状を楕円とすることにより前記エネルギー閉じ込め効果の効率を高め、フィギュアオブメリットを向上させることが可能となる。
The
The vibrating
前記枠部１４は、本実施形態の場合、矩形状に形成される。当該枠部１４は、前記振動部１２を囲繞するように振動部１２の外側に形成されるものであり、振動部１２と枠部１４との間には貫通溝１６が形成されている。枠部１４には、引出電極２０ａ，２０ｂが形成されており、当該引出電極２０ａ，２０ｂは、前記振動部１２と当該枠部１４とを接続する前記支持部１３を介して前記振動部１２に形成された前記励振電極１８ａ，１８ｂに接続されている。
In the case of the present embodiment, the
本実施形態の場合、前記振動部１２は、前記枠部１４よりも薄肉に形成されている。このため、詳細は図示しないが、振動部１２と枠部１４とを繋ぐ支持部１３には、傾斜面、あるいは段部が形成されることとなる。このように振動部１２を枠部１４よりも薄肉に形成することにより、枠部１４の両主面に蓋体（リッド）を接合した場合であっても、前記リッドと前記振動部１２とが接触することが無くなる。また、振動部１２を薄肉化することによって励起する振動の高周波化を図ることができる。一方、支持部１３を介した枠部１４は厚肉に構成されるため、圧電振動片１０としては、衝撃や熱応力等の外部応力に対する強度を保つことができる。さらに、枠部１４と振動部１２との間には貫通溝１６が形成されるため、枠部１４に与えられた外部応力が振動部１２に伝達され難くなる。
In the case of this embodiment, the
圧電振動片１０の構成材料としては、厚み滑り振動を主振動として励起する部材であれば特に限定をする必要は無いが、本実施形態では特に水晶を選定し、カット角をＡＴカットとしたＡＴカット水晶基板を例に挙げて説明することとする。なお、ＡＴカット水晶基板におけるＸ軸Ｚ´軸は、楕円に形成した振動部１２の長軸（長辺）方向をＸ軸方向、短軸（短辺）方向をＺ´軸方向として定めることとする。
The constituent material of the piezoelectric vibrating
上記のような構成の圧電振動片１０において、楕円形状に形成した励振電極１８ａ，１８ｂの長軸と短軸との寸法比率は、１．２６５：１とすることが望ましい。ＡＴカット水晶基板における主振動である厚み滑り振動のエネルギーは、基板の中央に楕円形に集中する傾向にある。そして、その厚み滑り振動のエネルギーが集中する楕円の長軸と短軸との寸法比が１．２６５：１なのである。このため、励振電極の形状を楕円とし、その寸法比を１．２６５：１とすることが、厚み滑り振動を励起する上で最も効率が良いものとなる。なお、製造寸法のバラツキ等を考慮すると、上記寸法比の±１０％程度の誤差がある場合であっても、ほぼ同様の効果を得ることができると考えられる。したがって、楕円の長軸と短軸との寸法比は、１．１４〜１．３９：１の範囲程度で定めることが望ましい。また、振動部１２と励振電極１８ａ，１８ｂとは相似関係とすると良い。また、図示するように、励振電極１８ａ，１８ｂは振動部１２に対して小型とし、その中心は同一とすることが望ましい。
In the piezoelectric vibrating
上記のような構成の圧電振動片１０を用いて圧電振動子を作成した場合における振動子の性能指数（Figure of Merit：フィギュアオブメリット）Ｍは、
上記のような構成の圧電振動片は、単一のＡＴカット水晶基板から形成される。以下に、上記圧電振動片１０の製造工程について、図２を参照して説明する。
まずＡＴカット水晶基板１０ａ（図２（Ａ））の両主面に金（Ａｕ）メッキ２２を被覆する。次に、Ａｕメッキ２２の上層にレジスト膜２４を形成し（図２（Ｂ））、所望する形状のマスクを用いてレジスト膜２４を露光現像し、レジスト膜２４形成部位以外に形成されたＡｕメッキ２２をエッチングする（図２（Ｃ））。次にＡＴカット水晶基板１０ａをエッチング液に浸し、レジスト膜２４で覆われていない部位をエッチングする（図２（Ｄ））。エッチングにより振動部となる部位１２ａと枠部１４との間に貫通溝を形成した後、ＡＴカット水晶基板１０ａの表面に被覆したレジスト膜２４とＡｕメッキ２２とを剥離する（図２（Ｅ））。
The piezoelectric vibrating piece configured as described above is formed from a single AT-cut quartz crystal substrate. Below, the manufacturing process of the said
First, gold (Au) plating 22 is coated on both main surfaces of the AT-cut
次に、枠部１４にＡｕメッキ２２、及びレジスト膜２４を施し（図２（Ｆ））、ＡＴカット圧電基板１０ａをエッチング液に浸すことで振動部となる部位１２ａを所望の厚さにエッチングして振動部１２を形成する（図２（Ｇ））。
Next, an Au plating 22 and a resist
次に、レジスト膜２４とＡｕメッキ２２を剥離し、再びＡｕメッキ２２をＡＴカット水晶基板１０ａ全体に施す（図２（Ｈ））。次に、Ａｕメッキ２２の上層にレジスト膜２４を被覆し、所望形状のマスクを用いて前記レジスト膜２４を電極パターン（励振電極及び引出電極）の形状に合わせて露光現像する（図２（Ｉ））。Ａｕメッキ２２を残す箇所（電極パターン形成箇所）に合わせたレジスト膜２４を形成した後、ＡＴカット水晶基板１０ａをエッチング液に浸し、レジスト膜に覆われていない部位のＡｕメッキ２２をエッチングして電極パターンを形成する（図２（Ｊ））。その後、電極パターン上に被覆されているレジスト膜２４を剥離して圧電振動片１０が完成する（図２（Ｋ））。
Next, the resist
上記のようにして形成した本実施形態の圧電振動片１０は、上述したように、高次の屈曲モードによるスプリアスの発生を抑制し、フィギュアオブメリットを向上させることが可能となる。
As described above, the piezoelectric vibrating
なお、上述した圧電振動片１０の製造方法は、本発明を実施する上での一例であり、例えば貫通溝１６の形成をブラスト加工やドライエッチング、プラズマＣＶＭ等の技術を用いて行ったとしても、製造された圧電振動片１０は本発明の一部であることは言うまでも無い。
The above-described method for manufacturing the piezoelectric vibrating
次に、図３を参照して、本発明の圧電振動片に係る第２の実施形態について説明する。なお、図３において図３（Ａ）は圧電振動片の平面図を示し、図３（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す図である。 Next, a second embodiment according to the piezoelectric vibrating piece of the present invention will be described with reference to FIG. 3A is a plan view of the piezoelectric vibrating piece, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3A.
本実施形態の圧電振動片１０の基本構成は、振動部１２と枠部１４、及び前記振動部１２と前記枠部１４とを接続する支持部１３であり、上述した第１の実施形態に係る圧電振動片と同様である。したがってその機能を同様とする箇所には図１と同一の符号を附して詳細な説明は省略することとする。
The basic configuration of the piezoelectric vibrating
本実施形態に係る圧電振動片１０と第１の実施形態に係る圧電振動片との違いは、枠部１４及び貫通溝１６の形状にある。すなわち、第１の実施形態に係る圧電振動片では枠部の内周側の形状は、枠部の外周側の形状（外形形状）に合わせて矩形としていたのに対し、本実施形態の圧電振動片１０では、枠部１４の内周側の形状を振動部１２の外形形状に合わせて楕円形状（略楕円）としたことを特徴としている。
The difference between the piezoelectric vibrating
ＣＳＰ（チップサイズパッケージ）構造を採用するための圧電振動片１０では、枠部１４の外形形状によって定められた基板スペースの中で、枠部１４、振動部１２、貫通溝１６、支持部１３等を構成しなければならない。こうした中、圧電振動片１０の振動特性を向上させるためには、振動部１２の大きさをできるだけ大きく確保することが望ましいという実状がある。一方で、枠部１４もリッドとの接合強度を確保するために、できるだけ広い接合面積を確保することが望ましいという実状がある。
In the piezoelectric vibrating
そこで、本実施形態の圧電振動片１０のように、楕円形状とした振動部１２の外形形状に枠部１４の内周形状を合わせて形成することによれば、無駄にエッチングされる面積が低減され、振動部１２の面積を最大限に確保し、かつ枠部１４の接合面積をも広く確保することが可能となる。その他の作用効果については、上述した第１の実施形態に係る圧電振動片と同様である。
Therefore, as in the piezoelectric vibrating
上述した実施形態ではいずれも、支持部１３の配置方向を基板のＺ´軸方向に沿ったものであるように記載しているが、本発明に係る圧電振動片はこれに限定されるものでは無い。すなわち、支持部１３をＸ軸方向に沿って配置した場合であっても、製造された圧電振動片は上述した実施形態に係る圧電振動片と同様の効果を奏することができ、本発明の一部とみなすことができるのである。
In any of the above-described embodiments, the arrangement direction of the
次に、図４、図５を参照して、本発明の圧電デバイスに係る第１の実施形態について説明する。なお、図４（Ａ）は圧電デバイスの平面（あるいは底面）図であり、図４（Ｂ）は同図（Ａ）における正面図である。また、図５（Ａ）は図４（Ｂ）におけるＡ−Ａ断面を示す図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す図であり、図５（Ｃ）は同図（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。 Next, a first embodiment according to the piezoelectric device of the present invention will be described with reference to FIGS. 4A is a plan (or bottom) view of the piezoelectric device, and FIG. 4B is a front view in FIG. 5A is a diagram showing an AA section in FIG. 4B, FIG. 5B is a diagram showing an AA section in FIG. 5A, and FIG. (C) is a figure which shows the BB cross section in the same figure (A).
本実施形態の圧電デバイス１００は圧電振動子であり、上述した圧電振動片１０の表裏面にそれぞれリッド１１０，１２０を接合したことを基本とする。また、本実施形態では一方のリッド１１０にプリント基板等への実装用の外部端子１１２ａ，１１２ｂを設ける構成とした。このため、本実施形態の圧電振動片１０は、枠部１４にスルーホール１９を設けて電極を片側側面へと引き回す構成を採ることとした。また、本実施形態の圧電振動片１０では、リッド１１０，１２０との接合を行うため、枠部１４全体に引出電極２０ａ，２０ｂを形成する構成を採り、前記スルーホール１９の周囲には、電極の非形成部２１を設ける構成として電極間の短絡を防止する構成とした。なお、枠部１４に対するスルーホール１９の形成は、エッチングの他、ブラスト加工等によっても良い。
The
本実施形態の圧電デバイス１００では、外部端子１１２ａ，１１２ｂを形成するリッド１１０に、上述した圧電振動片１０同様にスルーホール１１４ａ，１１４ｂを形成する。振動部１２に形成された励振電極１８ａ，１８ｂと、外部端子１１２ａ，１１２ｂとの電気的導通を図るためである。リッド１１０，１２０の構成材料は、圧電振動片１０の構成材料と熱膨張係数が近似するものを選択することが望ましい。リフロー時を含む加熱時や常温での温度変化に伴う膨張収縮により接合面の剥離や部材の損傷を防止する他、膨張率、あるいは収縮率の違いにより圧電振動片１０に余分な応力が負荷されて特性が劣化することを防止するためである。本実施形態の場合、圧電振動片１０を水晶基板としていることより、リッド材料としては、ソーダガラスや水晶等を選択することが望ましい。
In the
なお、リッド１１０，１２０と圧電振動片１０との接合は、陽極接合や直接接合等によれば良い。陽極結合は静電引力による結合、直接接合は水素結合によって結合されるため、結合が強固となり、高い信頼性を得ることができる。
The
上記のようにして構成される圧電デバイス１００は、圧電振動片１０単体でのダイサイズと、パッケージとしてのリッド１１０，１２０を含む圧電振動子自体でのダイサイズとが同一となる。このため、小型な圧電振動子とすることができ、上述したように高次の屈曲モードによるスプリアスの発生を抑制し、フィギュアオブメリットを向上させることが可能な圧電振動片１０を搭載したことにより、振動子としての特性が良好となる。
In the
次に、図６を参照して本発明の圧電デバイス１００に係る第２の実施形態について説明する。なお、図６は本実施形態の圧電デバイス１００の特定断面（例えば図５（Ａ）でいうＡ−Ａ断面）を示す図である。
Next, a second embodiment according to the
本実施形態の圧電デバイスも第１の実施形態と同様に圧電振動子を示すものである。また、その構成も、振動部１２と、枠部１４と、前記振動部１２と枠部１４とを接続する支持部１３とを備えた圧電振動片１０と、前記圧電振動片１０の枠部１４の両主面にそれぞれ接合したリッド１１０，１２０とから成ることを基本とするものである。したがってその機能を同様とする箇所には図５（Ｂ）と同一の符号を附してその詳細な説明は省略することとする。
The piezoelectric device of the present embodiment also shows a piezoelectric vibrator as in the first embodiment. In addition, the
本実施形態の圧電デバイス１００と第１の実施形態に係る圧電デバイスとの違いは、圧電振動片１０における振動部１２の厚さと、リッド１１０，１２０の表面の形状である。具体的には、本実施形態の圧電デバイス１００における圧電振動片１０は、振動部１２の厚さと枠部１４の厚さとを同一としている。このような構成とすることにより、圧電振動片１０を形成する工程を減らすことが可能となり、圧電振動片１０の生産性を向上させることが可能となる。また、本実施形態の圧電デバイス１００におけるリッド１１０，１２０は、枠部１４との接合を要する側の主面に、振動部１２との接触を回避するための凹陥部１１０ａ，１２０ａを設ける構成とした。このような構成とすることにより、枠部１４と振動部１２との厚さを同一とした圧電振動片１０に対してリッド１１０，１２０を接合した場合であっても、リッド１１０，１２０と振動部１２とが接触することを防止することができる。
The differences between the
上記のような構成を有する本実施形態の圧電振動子であっても、上述した第１の実施形態に係る圧電振動子と同様の効果を奏することができる。
上記実施形態では、圧電振動片１０の励振電極１８ａ，１８ｂは全て、振動部１２の外形形状に合わせた楕円形状であるように示しているが、本発明の第１の目的である高次の屈曲モードによるスプリアスの発生の抑制効果は、振動部１２の外形形状を楕円形状とすることによって奏される。したがって、第１の目的を達成するための本発明に係る圧電振動片１０は、励振電極１８ａ，１８ｂの形状を問うものではない。よって、上述した圧電振動片において、励振電極の形状を、矩形、あるいは円形、その他の形状とした場合であっても、製造される圧電振動片、及び圧電デバイスは、本発明の一部の実施形態であることに違いは無い。
Even the piezoelectric vibrator according to the present embodiment having the above-described configuration can achieve the same effects as those of the piezoelectric vibrator according to the first embodiment described above.
In the above embodiment, the
１０………圧電振動片、１２………振動部、１３………支持部、１４………枠部、１６………貫通溝、１８ａ，１８ｂ………励振電極、２０ａ，２０ｂ………引出電極、１００………圧電デバイス、１１０………リッド、１２０………リッド。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
主面に励振電極を形成し、厚み滑り振動を励起する振動部と、
当該振動部の外周側に、貫通溝を介して配置される枠部と、
前記振動部と前記枠部とを接続する支持部とを有し、
前記振動部の形状を楕円形状としたことを特徴とする圧電振動片。 A piezoelectric vibrating piece mainly having thickness shear vibration,
An excitation electrode is formed on the main surface to excite thickness shear vibration;
On the outer peripheral side of the vibration part, a frame part arranged through a through groove,
A support portion that connects the vibrating portion and the frame portion;
A piezoelectric vibrating piece, wherein the shape of the vibrating portion is an ellipse.
主面に励振電極を形成し、厚み滑り振動を励起する振動部と、
当該振動部の外周側に、貫通溝を介して配置される枠部と、
前記振動部と前記枠部とを接続する支持部とを有し、
前記振動部及び前記励振電極の形状を楕円形状としたことを特徴とする圧電振動片。 A piezoelectric vibrating piece mainly having thickness shear vibration,
An excitation electrode is formed on the main surface to excite thickness shear vibration;
On the outer peripheral side of the vibration part, a frame part arranged through a through groove,
A support portion that connects the vibrating portion and the frame portion;
The piezoelectric vibrating piece according to claim 1, wherein the vibrating portion and the excitation electrode have an elliptical shape.
楕円形状に形成した振動部の長軸側をＸ軸、短軸側をＺ´軸に設定した場合に前記励振電極は前記振動部の楕円形状と同一方向に長軸と短軸とを有する楕円形状に形成し、
前記励振電極の長軸と短軸との比を１．１４から１．３９対１．０の間で定めたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の圧電振動片。 The piezoelectric vibrating piece is formed of an AT-cut quartz substrate,
When the long axis side of the vibration part formed in the elliptical shape is set to the X axis and the short axis side is set to the Z ′ axis, the excitation electrode is an ellipse having a long axis and a short axis in the same direction as the elliptical shape of the vibration part. Formed into a shape,
4. The piezoelectric vibrating piece according to claim 2, wherein a ratio of a major axis to a minor axis of the excitation electrode is determined between 1.14 and 1.39 to 1.0. 5.
いずれかの蓋体に、前記振動部に形成した励振電極と電気的に接続された外部端子を備えたことを特徴とする圧電デバイス。 A lid is bonded to each main surface of the frame portion of the piezoelectric vibrating piece according to any one of claims 1 to 6,
One of the lids includes an external terminal electrically connected to an excitation electrode formed on the vibrating portion.
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