JP2017005524A - Vibration device, electronic apparatus and base station - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動デバイス、この振動デバイスを備えている電子機器及び基地局に関する。 The present invention relates to a vibrating device, an electronic apparatus including the vibrating device, and a base station.
従来、振動デバイスの一例として、ベース基板と、ベース基板の一面(表面)に設けられている凸状の支持部と、接合材によって一端部が支持部に接続されている振動素子と、ベース基板の裏面に設けられている加熱素子と、を備えている振動子が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、振動デバイスの他の一例として、ヒーター素子が取り付けられた基体と、基体と略平行に配置されている平らな構成の結晶共振器と、基体と結晶共振器とを接続する複数のクリップと、を備えているオーブンコントロール共振器が知られている(例えば、特許文献2参照)。
Conventionally, as an example of a vibration device, a base substrate, a convex support portion provided on one surface (front surface) of the base substrate, a vibration element having one end connected to the support portion by a bonding material, and the base substrate There is known a vibrator including a heating element provided on the back surface (see, for example, Patent Document 1).
Further, as another example of the vibration device, a base body to which a heater element is attached, a crystal resonator having a flat configuration arranged substantially parallel to the base body, and a plurality of clips connecting the base body and the crystal resonator, Are known (see, for example, Patent Document 2).
特許文献1の振動子は、ベース基板の裏面に設けられている加熱素子により、ベース基板を介して振動素子(以下、振動片という)を略一定温度に制御する構成となっている。
しかしながら、特許文献1の振動子は、振動片の一端部の一箇所が接合材によって支持部に接続されていることから、支持部を介したベース基板(加熱素子)からの熱伝導により、振動片全体が略均一な温度になるまでには、相当程度の時間を要することになる。
これにより、特許文献1の振動子は、場合によっては振動片全体が略均一な温度にはならずに、振動片の各部分間で温度差(温度勾配、熱勾配)が生じる虞がある。
The vibrator of
However, since the vibrator of
As a result, in the vibrator disclosed in
これに対して、特許文献2のオーブンコントロール共振器は、ヒーター素子が取り付けられた基体(特許文献1のベース基板に相当)により、基体と結晶共振器(以下、振動片という)とを接続する複数のクリップを介して、振動片を略一定温度に制御する構成となっている。
特許文献2のオーブンコントロール共振器は、クリップによって基体と振動片とが複数箇所で接続されていることから、複数のクリップを介した基体からの熱伝導により、振動片の各部分間での温度差を特許文献1の振動子よりも低減することができる。
On the other hand, the oven control resonator disclosed in
In the oven control resonator of
しかしながら、特許文献2のオーブンコントロール共振器は、板状であって折り曲げ加工が施されるなど比較的剛性の高いクリップにより、基体と振動片とが複数箇所で接続されていることから、互いの熱膨張係数の違いによって基体と振動片との間に生じる熱応力が、特許文献1の振動子よりも大きくなる虞がある。
この結果、特許文献2のオーブンコントロール共振器は、例えば、振動片の周波数特性などの特性が劣化する虞がある。
However, the oven control resonator of
As a result, the oven control resonator disclosed in
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例にかかる振動デバイスは、温度制御部と、前記温度制御部に間隔を有して重ねて配置されている振動片と、前記振動片と前記温度制御部とを接続する複数のワイヤーと、を備えていることを特徴とする。 [Application Example 1] A vibration device according to this application example connects a temperature control unit, a vibration piece arranged to be overlapped with the temperature control unit with an interval, and the vibration piece and the temperature control unit. And a plurality of wires.
これによれば、振動デバイスは、振動片と温度制御部とを複数のワイヤーで接続していることから、複数のワイヤーを介した温度制御部から振動片への熱伝導によって、従来の特許文献1の構成よりも振動片の各部分間での温度差を低減しつつ、従来の特許文献2の構成よりも振動片と温度制御部との間に生じる熱応力を低減することができる。
これにより、振動デバイスは、例えば、振動片の周波数特性などの特性を、従来よりも向上させることができる。
According to this, since the vibrating device connects the vibrating piece and the temperature control unit with a plurality of wires, the conventional patent document is based on heat conduction from the temperature control unit to the vibrating piece via the plurality of wires. The thermal stress generated between the vibrating piece and the temperature control unit can be reduced as compared with the conventional configuration of
Thereby, the vibration device can improve characteristics, such as a frequency characteristic of a vibration piece, compared with the past.
[適用例2]上記適用例にかかる振動デバイスにおいて、前記振動片は、駆動電極を有し、前記温度制御部は、内部電極を備え、前記複数のワイヤーの内、少なくとも1本は、前記駆動電極と前記内部電極とに接続され、他の少なくとも1本は、前記振動片の前記駆動電極とは異なる領域と、前記温度制御部の前記内部電極とは異なる領域と、に接続されていることが好ましい。 Application Example 2 In the vibration device according to the application example, the vibrating piece includes a drive electrode, the temperature control unit includes an internal electrode, and at least one of the plurality of wires is the drive Connected to the electrode and the internal electrode, and at least one other is connected to a region different from the drive electrode of the resonator element and a region different from the internal electrode of the temperature control unit Is preferred.
これによれば、振動デバイスは、複数のワイヤーの内、少なくとも1本が駆動電極と内部電極とに接続されていることから、ワイヤーによって熱伝導とともに振動片と温度制御部との電気的な接続を兼ねることができる。 According to this, since at least one of the plurality of wires is connected to the drive electrode and the internal electrode, the vibration device is electrically connected to the vibration piece and the temperature control unit together with heat conduction by the wire. Can also serve.
[適用例3]上記適用例にかかる振動デバイスにおいて、前記振動片及び前記温度制御部の少なくとも一方は、熱伝導パターン電極を備え、前記複数のワイヤーの内、少なくとも1本の、少なくとも一端は、前記熱伝導パターン電極と接続されていることが好ましい。 Application Example 3 In the vibration device according to the application example, at least one of the vibrating piece and the temperature control unit includes a heat conductive pattern electrode, and at least one of the plurality of wires, at least one end is It is preferable to be connected to the heat conduction pattern electrode.
これによれば、振動デバイスは、少なくとも1本のワイヤーの、少なくとも一端が、熱伝導パターン電極に接続されていることから、温度制御部から振動片(振動片全体)への熱伝導速度(熱伝達速度)を向上させることができる。 According to this, since at least one end of at least one wire is connected to the heat conduction pattern electrode, the vibration device has a heat conduction speed (heat) from the temperature control unit to the vibration piece (the whole vibration piece). (Transmission speed) can be improved.
[適用例4]上記適用例にかかる振動デバイスにおいて、前記温度制御部は、接地電極を備え、前記振動片の前記熱伝導パターン電極は、前記振動片の周縁部に設けられ、前記ワイヤーを介して前記接地電極と接続されていることが好ましい。 Application Example 4 In the vibration device according to the application example described above, the temperature control unit includes a ground electrode, and the thermal conduction pattern electrode of the vibration piece is provided at a peripheral portion of the vibration piece, and the wire is interposed through the wire. And preferably connected to the ground electrode.
これによれば、振動デバイスは、振動片の周縁部に設けられている熱伝導パターン電極が、ワイヤーを介して温度制御部の接地電極と接続されていることから、例えば、外部から振動片へのノイズの侵入などを低減するシールド効果を奏することができる。 According to this, since the heat conduction pattern electrode provided in the peripheral part of the vibration piece is connected to the ground electrode of the temperature control unit via the wire, the vibration device can be connected, for example, from the outside to the vibration piece. It is possible to provide a shielding effect that reduces the intrusion of noise.
[適用例5]上記適用例にかかる振動デバイスにおいて、前記複数のワイヤーの内、少なくとも1本の、少なくとも一端は、前記振動片または前記温度制御部に、直接接合されていることが好ましい。 Application Example 5 In the vibration device according to the application example described above, it is preferable that at least one of the plurality of wires is directly joined to the vibration piece or the temperature control unit.
これによれば、振動デバイスは、ワイヤーが振動片または温度制御部に、直接接合されていることから、例えば、介在物を挟んで間接的に接合されている場合よりも、温度制御部から振動片への熱伝導速度を向上させることができ、且つ介在物による悪影響を受けることもない。 According to this, since the wire is directly bonded to the vibrating piece or the temperature control unit, the vibration device vibrates from the temperature control unit, for example, compared to the case where the wire is indirectly bonded with the inclusion interposed therebetween. The rate of heat conduction to the piece can be improved, and it is not adversely affected by inclusions.
[適用例6]上記適用例にかかる振動デバイスにおいて、前記複数のワイヤーの内、少なくとも1本の、少なくとも一端は、前記振動片または前記温度制御部に、弾性を有する接合部材を介して接合されていることが好ましい。 Application Example 6 In the vibration device according to the application example, at least one of the plurality of wires is bonded to the vibration piece or the temperature control unit via a bonding member having elasticity. It is preferable.
これによれば、振動デバイスは、ワイヤーが振動片または温度制御部に弾性を有する接合部材を介して接合されていることから、例えば、外部から衝撃が加わった際に、ワイヤーが直接接合されている場合よりも、接合部材の弾性により振動片に加わる衝撃力を緩和することができる。 According to this, in the vibrating device, since the wire is bonded to the vibrating piece or the temperature control unit via the bonding member having elasticity, for example, when an impact is applied from the outside, the wire is directly bonded. The impact force applied to the resonator element can be mitigated by the elasticity of the joining member, compared to the case of being present.
[適用例7]上記適用例にかかる振動デバイスにおいて、前記振動片は、前記複数のワイヤーによって宙吊り状態で支持されていることが好ましい。 Application Example 7 In the vibrating device according to the application example described above, it is preferable that the vibrating piece is supported in a suspended state by the plurality of wires.
これによれば、振動デバイスは、振動片が複数のワイヤーによって宙吊り状態で支持されていることから、例えば、外部から衝撃が加わった際に、振動片が宙吊り状態で支持されていない場合(例えば、一箇所が温度制御部に固定されている場合)よりも、振動片に加わる衝撃力を緩和することができる。 According to this, since the vibration piece is supported in a suspended state by a plurality of wires, for example, when an impact is applied from the outside, the vibration piece is not supported in the suspended state (for example, The impact force applied to the resonator element can be reduced compared to the case where one place is fixed to the temperature control unit.
[適用例8]上記適用例にかかる振動デバイスにおいて、前記温度制御部は、基板と、前記基板に取り付けられている加熱素子と、を備え、前記複数のワイヤーは、前記温度制御部側が前記基板に接続されていることが好ましい。 Application Example 8 In the vibrating device according to the application example described above, the temperature control unit includes a substrate and a heating element attached to the substrate, and the plurality of wires have the temperature control unit side on the substrate. It is preferable that it is connected to.
これによれば、振動デバイスは、温度制御部が基板と、基板に取り付けられている加熱素子と、を備え、複数のワイヤーは、温度制御部側が基板に接続されていることから、振動片と温度制御部とのワイヤーによる接続を比較的容易に行うことができる。 According to this, the vibration device includes a temperature control unit including a substrate and a heating element attached to the substrate, and the plurality of wires are connected to the substrate on the temperature control unit side. Connection with the temperature control unit by a wire can be performed relatively easily.
[適用例9]上記適用例にかかる振動デバイスにおいて、前記振動片を駆動する発振回路を備えていることが好ましい。 Application Example 9 The vibration device according to the application example described above preferably includes an oscillation circuit that drives the vibration piece.
これによれば、振動デバイスは、振動片を駆動する発振回路を備えていることから、例えば、周波数特性などの特性に優れる発振器を提供することができる。 According to this, since the vibration device includes the oscillation circuit that drives the resonator element, for example, an oscillator having excellent characteristics such as frequency characteristics can be provided.
[適用例10]本適用例にかかる電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動デバイスを備えていることを特徴とする。 Application Example 10 An electronic apparatus according to this application example includes the vibration device according to any one of the application examples.
これによれば、電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動デバイスを備えていることから、上記適用例のいずれか一例に記載の効果が奏され、優れた性能を発揮することができる。 According to this, since the electronic device includes the vibration device described in any one of the above application examples, the effect described in any one of the above application examples is achieved, and excellent performance is exhibited. Can do.
[適用例11]本適用例にかかる基地局は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動デバイスを備えていることを特徴とする。 Application Example 11 A base station according to this application example includes the vibration device according to any one of the application examples described above.
これによれば、基地局は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動デバイスを備えていることから、上記適用例のいずれか一例に記載の効果が奏され、優れた性能を発揮することができる。 According to this, since the base station includes the vibration device described in any one of the above application examples, the effect described in any one of the above application examples is achieved, and excellent performance is exhibited. Can do.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
最初に、振動デバイスの一例として、水晶振動子について説明する。
図1は、第1実施形態の水晶振動子の概略構成を示すリッド(蓋体)側から見た模式平面図である。図2は、図1のA−A線での模式断面図である。なお、図1ではリッドを省略し、図2では一部の構成要素を省略してある。また、わかり易くするために、各構成要素の寸法比率は、実際と異なる(以降の各図も同様)。
(First embodiment)
First, a crystal resonator will be described as an example of a vibrating device.
FIG. 1 is a schematic plan view seen from a lid (lid body) side showing a schematic configuration of the crystal resonator of the first embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line AA in FIG. In FIG. 1, the lid is omitted, and some components are omitted in FIG. 2. In addition, for easy understanding, the dimensional ratio of each component is different from the actual one (the same applies to the subsequent drawings).
図1、図2に示すように、第1実施形態の水晶振動子1は、温度制御部10と、温度制御部10に間隔を有して重ねて配置されている振動片としての水晶振動片20と、水晶振動片20と温度制御部10とを接続する複数のワイヤー30と、水晶振動片20を収容するパッケージ40と、を備えている。
温度制御部10は、水晶振動片20を収容するパッケージ40の一部を兼ねており、基板としてのパッケージベース41と、パッケージベース41に取り付けられている加熱素子11と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
水晶振動片20は、水晶の原石などから所定の角度で切り出され、所定の形状に仕上げられた水晶基板(ここでは、一例として円盤状のSCカット水晶基板)であって、両主面21,22の略中央部に、駆動電極としての励振電極23,24を有している。
また、水晶振動片20は、略円形状の励振電極23,24から、周縁部に引き出されている引出電極25,26を備えている。
引出電極25は、主面21側の励振電極23から引き出され、引出電極26は、主面22側の励振電極24から引き出されている。なお、引出電極25,26は、駆動電極に含まれる。
The quartz
In addition, the quartz
The
加えて、水晶振動片20は、周縁部に熱伝導パターン電極27を備えている。
熱伝導パターン電極27は、励振電極23,24を囲むように、略円弧状に設けられている。熱伝導パターン電極27は、一方の主面21側から側面に沿って他方の主面22側まで回り込んで設けられている。
励振電極23,24、引出電極25,26及び熱伝導パターン電極27は、例えば、Cr(クロム)を下地層とし、その上にAu(金)を含む層が積層された構成の金属被膜からなる。
In addition, the quartz
The heat
The
パッケージ40は、平面形状が略矩形で、水晶振動片20を収容する凹部42を有するパッケージベース41と、パッケージベース41の凹部42を覆う略矩形平板状のリッド(蓋体)43と、を備えている。
パッケージベース41には、セラミックグリーンシートを成形して積層し焼成した酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体、ガラスセラミックス焼結体などのセラミックス系の絶縁性材料、または、水晶、ガラス、シリコン(高抵抗シリコン)などが用いられている。
リッド43には、パッケージベース41と同材料、または、コバール、42アロイなどの金属が用いられている。
The
The
The
パッケージベース41の内底面(凹部42の内側の底面)42aには、水晶振動片20の引出電極26に対向する位置に内部電極44aが設けられ、内部電極44aの近傍で、平面視で水晶振動片20と重ならない位置に内部電極44bが設けられている。
また、パッケージベース41の内底面42aには、内部電極44a,44bを含む一部の領域を除く殆どの部分に、熱伝導パターン電極45aが設けられている。
パッケージベース41の外底面(外側の底面)46側には、加熱素子11が取り付けられ、外底面46の平面視で加熱素子11と重なる領域を含む殆どの部分に、熱伝導パターン電極45bが設けられている。
加えて、外底面46の周縁部には、複数の外部電極47が設けられている。
An
Further, on the
The
In addition, a plurality of
内部電極44a,44b、熱伝導パターン電極45a,45b及び外部電極47は、例えば、W(タングステン)、Mo(モリブデン)などのメタライズ層にNi(ニッケル)、Au(金)などの各被膜をメッキなどにより積層した金属被膜からなる。
なお、熱伝導パターン電極45aと熱伝導パターン電極45bとは、内部配線(図示せず)により互いに接続されている。
The
The heat
水晶振動片20は、引出電極26が金属フィラーなどの導電性物質が混合された、エポキシ系、シリコーン系、ポリイミド系などの導電性接着剤50によって、パッケージベース41の内部電極44aに接合(固定)されている。
水晶振動片20は、引出電極25が複数のワイヤー30の内、ワイヤー30aを介してパッケージベース41の内部電極44bと接続されている。換言すれば、複数のワイヤー30の内、ワイヤー30aは、引出電極25と内部電極44bとに接続されている。
なお、水晶振動片20と温度制御部10とを接続する複数のワイヤーを、個々に区別する必要がある場合には、30a,30bなどと表記し、それ以外の場合には30と表記する。
The quartz
In the quartz
In addition, when it is necessary to distinguish the several wire which connects the
水晶振動片20は、熱伝導パターン電極27が、ワイヤー30a以外の残りのワイヤー30を介して熱伝導パターン電極45aと接続されている。換言すれば、ワイヤー30a以外の残りのワイヤー30は、水晶振動片20の引出電極25とは異なる領域である熱伝導パターン電極27と、パッケージベース41の内部電極44a,44bとは異なる領域である熱伝導パターン電極45aと、に接続されている。
なお、複数のワイヤー30は、水晶振動片20を囲むように分散して配置されていることが、均一な熱伝導の観点から好ましい。
In the
In addition, it is preferable from the viewpoint of uniform heat conduction that the plurality of
熱伝導パターン電極45aは、接地電極(GND電極)を兼ねている。
複数のワイヤー30は、Au(金)、Al(アルミニウム)、Cu(銅)などの金属からなり、複数のワイヤー30の内、少なくとも1本(ここでは全部)の、少なくとも一端(ここでは両端)は、水晶振動片20またはパッケージベース41に(ここでは両者に)直接接合されている。
The heat
The plurality of
加熱素子11は、例えば、パワートランジスターなどからなり、複数の端子12の内、接地端子がパッケージベース41の外底面46の熱伝導パターン電極45bに、例えば、ハンダなどの接合部材51により取り付けられている。
その他の端子12は、パッケージベース41の外底面46に設けられている接続電極(図示せず)に、接合部材51により取り付けられている。
なお、加熱素子11の本体部分(端子12以外の部分)は、接着剤(図示せず)などにより熱伝導パターン電極45bに接合されていることが好ましい。
The
The
In addition, it is preferable that the main-body part (parts other than the terminal 12) of the
加熱素子11は、外部からの電力の印加により発熱し、発熱の程度は印加する電力量によって調整される。パッケージベース41は、この発熱した加熱素子11からの熱伝導により、略一定温度に維持され、加熱素子11を含めて温度制御部10として機能する。
パッケージベース41の外底面46の複数の外部電極47は、内部配線(図示せず)により内部電極44a,44b、熱伝導パターン電極45a,45b(接地電極)及び接続電極(加熱素子11)とそれぞれ接続されている。
The
A plurality of
水晶振動子1は、水晶振動片20がパッケージベース41の内部電極44a,44b及び熱伝導パターン電極45aに接続された状態で、パッケージベース41の凹部42がリッド43により覆われ、パッケージベース41とリッド43とがシームリング、低融点ガラス、接着剤などの接合部材48で接合されることにより、パッケージベース41の凹部42が気密に封止されている。
なお、パッケージベース41の気密に封止された凹部42内は、減圧された真空状態(真空度の高い状態)となっている。
In the
In addition, the inside of the hermetically sealed
なお、パッケージ40は、平板状のパッケージベース41と凹部を有するリッド43などから構成されていてもよい。また、パッケージ40は、パッケージベース41及びリッド43の両方に凹部を有していてもよい。
The
水晶振動子1は、例えば、図2に2点鎖線で示すような密封された容器60内に収容されることにより、オーブンコントロール水晶振動子として機能する。
水晶振動子1は、例えば、電子機器のICチップ内に集積化された発振回路から、外部電極47、内部電極44a,44b、導電性接着剤50、ワイヤー30aなどを経由して印加される駆動信号によって、水晶振動片20が厚みすべり振動を励振されて所定の周波数で共振(発振)し、外部電極47を経由して共振信号(発振信号)を出力する。
この際、水晶振動子1は、温度制御部10からの複数のワイヤー30、導電性接着剤50などを経由した熱伝導によって、水晶振動片20が略一定温度に制御されている。
The
The
At this time, in the
上述したように、第1実施形態の水晶振動子1は、温度制御部10のパッケージベース41と、パッケージベース41に間隔を有して重ねて配置されている水晶振動片20と、水晶振動片20とパッケージベース41とを接続する複数のワイヤー30と、を備えている。
As described above, the
これによれば、水晶振動子1は、水晶振動片20とパッケージベース41とを複数のワイヤー30で接続していることから、複数のワイヤー30を介したパッケージベース41(温度制御部10)から水晶振動片20への熱伝導によって、従来の特許文献1の構成よりも水晶振動片20の各部分間での温度差を低減しつつ、従来の特許文献2の構成よりも水晶振動片20とパッケージベース41との間に生じる熱応力を低減することができる。
これにより、水晶振動子1は、例えば、水晶振動片20の周波数特性などの特性を、従来よりも向上させることができる。
According to this, since the
Thereby, the
また、水晶振動子1は、水晶振動片20が駆動電極としての励振電極23,24及び引出電極25,26を有し、パッケージベース41が内部電極44a,44bを備え、複数のワイヤー30の内、ワイヤー30aが、引出電極25と内部電極44bとに接続されていることから、ワイヤー30aによって、熱伝導とともに水晶振動片20とパッケージベース41との、水晶振動片20の駆動にかかわる電気的な接続を兼ねることができる。
Further, in the
また、水晶振動子1は、水晶振動片20及びパッケージベース41が、熱伝導パターン電極27及び熱伝導パターン電極45aを備え、複数のワイヤー30の内、ワイヤー30a以外のワイヤー30は、熱伝導パターン電極27と熱伝導パターン電極45aとに接続されている。
Further, in the
これによれば、水晶振動子1は、複数のワイヤー30の内、ワイヤー30a以外のワイヤー30は、熱伝導パターン電極27と熱伝導パターン電極45aとに接続されていることから、パッケージベース41から水晶振動片20(水晶振動片20全体)への熱伝導速度(熱伝達速度)を向上させることができる。
According to this, in the
なお、水晶振動子1は、水晶振動片20及びパッケージベース41の少なくとも一方に、熱伝導パターン電極27(45a)を備え、複数のワイヤー30の内、少なくとも1本の、少なくとも一端が、熱伝導パターン電極27(45a)と接続されている構成としてもよい。
この構成によれば、水晶振動子1は、熱伝導パターン電極27(45a)がない場合よりもパッケージベース41から水晶振動片20への熱伝導速度を向上させることができる。
The
According to this configuration, the
また、水晶振動子1は、パッケージベース41が接地電極を兼ねる熱伝導パターン電極45aを備え、水晶振動片20の熱伝導パターン電極27は、水晶振動片20の周縁部に設けられ、ワイヤー30を介して接地電極を兼ねる熱伝導パターン電極45aと接続されている。
In addition, the
これによれば、水晶振動子1は、水晶振動片20の周縁部に設けられている熱伝導パターン電極27が、ワイヤー30を介してパッケージベース41の接地電極を兼ねる熱伝導パターン電極45aと接続されていることから、例えば、外部から水晶振動片20へのノイズの侵入などを低減するシールド効果を奏することができる。
なお、接地電極は、熱伝導パターン電極45aとは別に設けられていてもよく、ノイズ対策などに支障がなければ、なくてもよい。
According to this, in the
The ground electrode may be provided separately from the heat
また、水晶振動子1は、全てのワイヤー30が水晶振動片20及びパッケージベース41に、直接接合されていることから、例えば、介在物を挟んで間接的に接合されている場合よりも、パッケージベース41から水晶振動片20への熱伝導速度を向上させることができ、且つ介在物による悪影響(例えば、介在物からのアウトガスの発生に起因する特性の劣化など)を受けることもない。
In addition, since all the
なお、水晶振動子1は、複数のワイヤー30の内、全てではなく、少なくとも1本の、少なくとも一端が水晶振動片20またはパッケージベース41に、直接接合されている構成であってもよい。
この構成によれば、水晶振動子1は、全てのワイヤー30の両端が、介在物を挟んで間接的に接合されている場合よりも、パッケージベース41から水晶振動片20への熱伝導速度を向上させることができる。
The
According to this configuration, the
また、水晶振動子1は、温度制御部10が、基板としてのパッケージベース41と、パッケージベース41に取り付けられている加熱素子11と、を備え、複数のワイヤー30は、温度制御部10側がパッケージベース41に接続されていることから、水晶振動片20と温度制御部10とのワイヤー30による接続を比較的容易に行うことができる。
Further, the
なお、水晶振動片20の熱伝導パターン電極27の形状は、円弧状に限定されるものではなく、例えば、複数の独立した島状など任意の形状としてもよい。
また、熱伝導パターン電極27は、一方の主面21及び他方の主面22のいずれか一方にのみ設けられていてもよい。また、熱伝導パターン電極27は、ワイヤー30とのみ接続されている場合に限定されない。例えば、熱伝導パターン電極45a上に設けられているバンプや、上面にパターンを設けた枕部材に接している構成としてもよい。
また、パッケージベース41の熱伝導パターン電極45aの形状は、図示のような内底面42aの略全面に広がるべたパターン状に限定されるものではなく、例えば、電極部分と非電極部分とが矩形状に形成され、両者が交互に設けられているパターン状など任意の形状としてもよい。
なお、熱伝導パターン電極27,45a,45bは、温度制御部10から水晶振動片20への熱伝導に支障がなければ、なくてもよい。
The shape of the heat
Further, the heat
Further, the shape of the heat
The heat
(第2実施形態)
次に、振動デバイスの一例として、他の構成の水晶振動子について説明する。
図3は、第2実施形態の水晶振動子の概略構成の一例を示す模式要部断面図であり、図4は、第2実施形態の水晶振動子の概略構成の他の例を示す模式要部断面図であり、図5は、第2実施形態の水晶振動子の概略構成の別の例を示す模式要部断面図である。なお、第1実施形態との共通部分には、同一の符号を付して詳細な説明を省略し、第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Next, as an example of a vibrating device, a crystal resonator having another configuration will be described.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an essential part showing an example of the schematic configuration of the crystal resonator of the second embodiment, and FIG. 4 is a schematic diagram showing another example of the schematic configuration of the crystal resonator of the second embodiment. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an essential part showing another example of the schematic configuration of the crystal resonator according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to a common part with 1st Embodiment, detailed description is abbreviate | omitted, and it demonstrates centering on a different part from 1st Embodiment.
図3、図4、図5に示すように、第2実施形態の水晶振動子2は、第1実施形態と比較して、ワイヤー接合の構成が異なる。
具体的には、水晶振動子2は、図3の構成では、ワイヤー30の一端が水晶振動片20の熱伝導パターン電極27に、弾性を有する接合部材52を介して接合されている。
図4の構成では、ワイヤー30の一端がパッケージベース41の熱伝導パターン電極45aに、接合部材52を介して接合されている。
図5の構成では、ワイヤー30の一端が水晶振動片20の熱伝導パターン電極27に、接合部材52を介して接合され、ワイヤー30の他端がパッケージベース41の熱伝導パターン電極45aに、接合部材52を介して接合されている。
As shown in FIGS. 3, 4, and 5, the
Specifically, in the configuration of FIG. 3, in the
In the configuration of FIG. 4, one end of the
In the configuration of FIG. 5, one end of the
なお、弾性を有する接合部材52としては、特に限定されないが、例えば、金属フィラーなどの導電性物質が混合された、エポキシ系、シリコーン系、ポリイミド系などの導電性接着剤や、電気的な接続が不要であれば、導電性物質を含まない、エポキシ系、シリコーン系、ポリイミド系などの接着剤が挙げられる。
Note that the bonding
上述したように、第2実施形態の水晶振動子2は、複数のワイヤー30の内、少なくとも1本(ここでは全部)の、少なくとも一端が水晶振動片20またはパッケージベース41に、弾性を有する接合部材52を介して接合されている。
これによれば、水晶振動子2は、ワイヤー30が水晶振動片20またはパッケージベース41に(図5の構成では両者に)弾性を有する接合部材52を介して接合されていることから、例えば、外部から衝撃が加わった際に、ワイヤー30が直接接合されている場合よりも、接合部材52の弾性により水晶振動片20に加わる衝撃力を緩和することができる。
これにより、水晶振動子2は、耐衝撃性能を向上させることができる。
As described above, in the
According to this, since the
Thereby, the
また、水晶振動子2は、ワイヤー30が弾性を有する接合部材52を介して接合されていることから、ワイヤー30を引出電極25、熱伝導パターン電極27,45aなどの金属被膜がない部分(換言すれば、ワイヤーボンディング装置によるワイヤーボンディングができない部分)にも接合することができる。
なお、第2実施形態の構成は、以下の各実施形態にも適用可能である。
Further, in the
Note that the configuration of the second embodiment is also applicable to the following embodiments.
(第3実施形態)
次に、振動デバイスの一例として、別の構成の水晶振動子について説明する。
図6は、第3実施形態の水晶振動子の概略構成を示すリッド側から見た模式平面図であり、図7は、図6のA−A線での模式断面図である。なお、第1実施形態との共通部分には、同一の符号を付して詳細な説明を省略し、第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
(Third embodiment)
Next, as an example of the vibration device, a crystal resonator having another configuration will be described.
FIG. 6 is a schematic plan view seen from the lid side showing a schematic configuration of the crystal resonator of the third embodiment, and FIG. 7 is a schematic cross-sectional view taken along line AA of FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to a common part with 1st Embodiment, detailed description is abbreviate | omitted, and it demonstrates centering on a different part from 1st Embodiment.
図6、図7に示すように、第3実施形態の水晶振動子3は、第1実施形態と比較して、引出電極26の内部電極44aとの接続構成が異なる。
水晶振動子3は、水晶振動片20の引出電極25,26が、互いに重ならないようにして、一方の主面21(22)側から側面に沿って他方の主面22(21)側まで回り込んで形成されている。
また、水晶振動子3は、内部電極44aが、内部電極44bの近傍であって、平面視で水晶振動片20と重ならない位置に設けられている。
これらにより、水晶振動子3は、水晶振動片20の引出電極26が、導電性接着剤50ではなく、ワイヤー30bによって内部電極44aと接続されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
The
In the
As a result, in the
この結果、水晶振動子3は、水晶振動片20が複数のワイヤー30によって宙吊り状態で支持されていることから、例えば、外部から衝撃が加わった際に、第1実施形態のように水晶振動片20が宙吊り状態で支持されていない場合よりも、水晶振動片20に加わる衝撃力を緩和することができる。
これにより、水晶振動子3は、耐衝撃性能を向上させることができる。
As a result, since the
Thereby, the
なお、水晶振動子3は、例えば、パッケージベース41の内底面42aと外底面46とを繋ぐ貫通孔(図示せず)から吸着装置(図示せず)を挿入し、水晶振動片20を内底面42aから離れた位置で吸着支持し、水晶振動片20などへの複数のワイヤー30を用いたワイヤーボンディングを行った後、吸着装置を取り外すことにより、水晶振動片20を宙吊り状態とすることができる。
また、水晶振動子3は、別の方法として、例えば、水晶振動片20を一旦、内底面42aに吸着支持して水晶振動片20などへの複数のワイヤー30を用いたワイヤーボンディングを行った後、複数のワイヤー30を変形させながら、水晶振動片20をリッド43側に持ち上げることにより、水晶振動片20を宙吊り状態とすることができる。
なお、貫通孔は、封止材の充填により気密に封止される。
なお、第3実施形態の構成は、上記第2実施形態及び以下の第4実施形態にも適用可能である。
In the
Further, as another method, for example, after the
The through hole is hermetically sealed by filling the sealing material.
Note that the configuration of the third embodiment is also applicable to the second embodiment and the following fourth embodiment.
(第4実施形態)
次に、振動デバイスの一例として、水晶発振器について説明する。
図8は、第4実施形態の水晶発振器の概略構成を示すリッド側から見た模式平面図であり、図9は、図8のA−A線での模式断面図である。なお、図8、図9では、わかり易くするために、一部の構成要素を部分的に省略してある。
また、上記各実施形態との共通部分には、同一の符号を付して詳細な説明を省略し、上記各実施形態と異なる部分を中心に説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a crystal oscillator will be described as an example of a vibrating device.
FIG. 8 is a schematic plan view seen from the lid side showing a schematic configuration of the crystal oscillator of the fourth embodiment, and FIG. 9 is a schematic cross-sectional view taken along line AA of FIG. In FIGS. 8 and 9, some components are partially omitted for the sake of clarity.
In addition, common portions with the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and portions different from the above-described embodiments will be mainly described.
図8、図9に示すように、第4実施形態の水晶発振器5は、水晶振動片20を駆動する発振回路としてのICチップ70を備えている。
ICチップ70は、水晶振動片20を駆動する発振回路を内蔵し、パッケージベース41の内底面42aに設けられている収容凹部42bの底面に、接着剤(図示せず)などにより取り付けられている。
ICチップ70の接続パッド(図示せず)は、収容凹部42bの底面に設けられている中間電極49aに、チップ用ワイヤー31によって接続されている。
中間電極49aは、内部配線(図示せず)によって内部電極44a,44b、外部電極47などに接続されている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
The
A connection pad (not shown) of the
The
また、水晶発振器5は、加熱素子11がパワートランジスターなどを内蔵してICチップ化されている。ICチップ化された加熱素子11は、パッケージベース41の凹部42内であって、収容凹部42bの近傍に配置され、熱伝導パターン電極45aに、接着剤(図示せず)などにより取り付けられている。
加熱素子11の接続パッド(図示せず)は、パッケージベース41の内底面42aに設けられている接続電極49bに、チップ用ワイヤー32によって接続されている。
The
A connection pad (not shown) of the
水晶振動片20は、熱伝導パターン電極27が、接合部材53によって加熱素子11の端部の一箇所に接合され、片持ち支持されている。水晶振動片20とICチップ70とは、平面サイズを抑制する観点から、平面視で互いに重なるように配置されていることが好ましい。
なお、接合部材53としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ系、シリコーン系、ポリイミド系などの接着剤が挙げられる。
In the
The bonding
水晶発振器5は、外部電極47を経由して外部から入力された起動信号により、ICチップ70の発振回路から出力される駆動信号によって、水晶振動片20が厚みすべり振動を励振されて所定の周波数で共振(発振)し、ICチップ70で増幅された共振信号(発振信号)を、外部電極47を経由して出力する。
この際、水晶発振器5は、温度制御部10からの複数のワイヤー30、接合部材53などを経由した熱伝導によって、水晶振動片20が略一定温度に制御されている。
In the
At this time, in the
上述したように、第4実施形態の水晶発振器5は、水晶振動片20を駆動する発振回路としてのICチップ70を備えていることから、例えば、周波数特性などの特性に優れる発振器を提供することができる。
また、水晶発振器5は、水晶振動片20が加熱素子11に片持ち支持されていることから、温度制御部10から水晶振動片20への熱伝導速度を、第1〜第3実施形態よりも向上させることができる。
As described above, since the
Further, in the
なお、上記各実施形態において、水晶振動片20は、SCカット水晶基板に限定されるものではなく、ATカット水晶基板、音叉型水晶基板、双音叉型水晶基板、H型水晶基板、WT型水晶基板などであってもよい。
また、各水晶基板は、コンベックス加工、ベベル加工、メサ加工、逆メサ加工などが施されていてもよい。
また、振動片の材質は、水晶に限定されるものではなく、LiTaO3(タンタル酸リチウム)、Li2B4O7(四ホウ酸リチウム)、LiNbO3(ニオブ酸リチウム)、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)、ZnO(酸化亜鉛)、AlN(窒化アルミニウム)などの圧電体、またはSi(シリコン)などの半導体でもよい。
また、振動片の駆動方法は、圧電体の圧電効果によるものの他に、クーロン力による静電駆動であってもよい。
In each of the above embodiments, the
Each quartz substrate may be subjected to convex processing, bevel processing, mesa processing, reverse mesa processing, and the like.
The material of the resonator element is not limited to quartz. LiTaO 3 (lithium tantalate), Li 2 B 4 O 7 (lithium tetraborate), LiNbO 3 (lithium niobate), PZT (titanate) A piezoelectric material such as lead zirconate), ZnO (zinc oxide), AlN (aluminum nitride), or a semiconductor such as Si (silicon) may be used.
Further, the driving method of the resonator element may be electrostatic driving using a Coulomb force in addition to the piezoelectric effect of the piezoelectric body.
(電子機器)
次に、上述した振動デバイスを備えている電子機器について説明する。
図10は、振動デバイスを備えている電子機器としてのモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す模式斜視図である。
図10に示すように、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部1101を有する表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このようなパーソナルコンピューター1100には、上述した振動デバイスのいずれかが内蔵されている(ここでは、一例として水晶振動子1)。
(Electronics)
Next, an electronic apparatus including the above-described vibration device will be described.
FIG. 10 is a schematic perspective view illustrating a configuration of a mobile (or notebook) personal computer as an electronic apparatus including the vibration device.
As shown in FIG. 10, the
Such a
図11は、振動デバイスを備えている電子機器としての携帯電話(PHSも含む)の構成を示す模式斜視図である。
図11に示すように、携帯電話1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部1201が配置されている。
このような携帯電話1200には、上述した振動デバイスのいずれかが内蔵されている(ここでは、一例として水晶振動子1)。
FIG. 11 is a schematic perspective view illustrating a configuration of a mobile phone (including PHS) as an electronic apparatus including the vibration device.
As shown in FIG. 11, the
Such a
図12は、振動デバイスを備えている電子機器としてのデジタルスチルカメラの構成を示す模式斜視図である。なお、この図12には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
デジタルスチルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面(図中手前側)には、表示部1310が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部1310は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。
また、ケース1302の正面側(図中奥側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。
FIG. 12 is a schematic perspective view illustrating a configuration of a digital still camera as an electronic apparatus including the vibration device. In FIG. 12, connection with external devices is also shown in a simplified manner.
Here, an ordinary camera sensitizes a silver halide photographic film with a light image of a subject, whereas a
A
A
撮影者が表示部1310に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリー1308に転送・格納される。
また、このデジタルスチルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、ビデオ信号出力端子1312には、テレビモニター1430が、データ通信用の入出力端子1314には、パーソナルコンピューター1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー1308に格納された撮像信号が、テレビモニター1430や、パーソナルコンピューター1440に出力される構成になっている。
このようなデジタルスチルカメラ1300には、上述した振動デバイスのいずれかが内蔵されている(ここでは、一例として水晶振動子1)。
When the photographer confirms the subject image displayed on the
In the
Such a
このような電子機器は、上述した振動デバイスを備えていることから、上記各実施形態で説明した効果が奏され、優れた性能を発揮することができる。
なお、上述した振動デバイスを備えている電子機器としては、これら以外に、例えば、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンター)、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、各種ナビゲーション装置、ページャー、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類、フライトシミュレーター、GPSモジュール、ネットワーク機器、放送機器、人工衛星などが挙げられる。
いずれの場合にも、これらの電子機器は、上述した振動デバイスを備えていることから、上記各実施形態で説明した効果が奏され、優れた性能を発揮することができる。
Since such an electronic apparatus includes the above-described vibration device, the effects described in the above embodiments can be achieved, and excellent performance can be exhibited.
In addition to the above, the electronic apparatus provided with the above-described vibration device includes, for example, an ink jet discharge device (for example, an ink jet printer), a laptop personal computer, a television, a video camera, a video tape recorder, various navigation devices, Pager, electronic notebook (including communication function), electronic dictionary, calculator, electronic game device, word processor, workstation, video phone, TV monitor for crime prevention, electronic binoculars, POS terminal, medical device (for example, electronic thermometer, blood pressure monitor, Blood glucose meters, electrocardiogram measuring devices, ultrasonic diagnostic devices, electronic endoscopes), fish detectors, various measuring devices, instruments, flight simulators, GPS modules, network devices, broadcasting devices, artificial satellites and the like.
In any case, since these electronic devices are provided with the above-described vibration device, the effects described in the above embodiments are exhibited, and excellent performance can be exhibited.
(基地局)
次に、上述した振動デバイスを備えている基地局について説明する。
図13は、振動デバイスを備えている基地局の一例を示す模式斜視図である。
図13に示す基地局1500は、警察無線、消防無線、市町村防災行政無線、鉄道無線、タクシー無線などの業務無線、及び電気通信業者の移動体通信などの親局であり、無線通信設備(図示せず)を備えている。
基地局1500の無線通信設備には、高精度で安定性、信頼性などに優れた基準クロック発信源が必要であり、上述した振動デバイスのいずれかが内蔵されている(ここでは、一例として水晶振動子1)。
これにより、基地局1500は、上述した振動デバイスを備えていることから、上記各実施形態で説明した効果が奏され、優れた性能を発揮することができる。
(base station)
Next, a base station including the above-described vibration device will be described.
FIG. 13 is a schematic perspective view illustrating an example of a base station including a vibrating device.
A
The wireless communication equipment of the
Thereby, since the
1,2,3…振動デバイスとしての水晶振動子、5…振動デバイスとしての水晶発振器、10…温度制御部、11…加熱素子、12…端子、20…振動片としての水晶振動片、21,22…主面、23,24…駆動電極としての励振電極、25,26…駆動電極としての引出電極、27…熱伝導パターン電極、30,30a,30b…ワイヤー、31,32…チップ用ワイヤー、40…パッケージ、41…温度制御部の基板としてのパッケージベース、42…凹部、42a…内底面、42b…収容凹部、43…リッド(蓋体)、44a,44b…内部電極、45a,45b…熱伝導パターン電極、46…外底面、47…外部電極、48…接合部材、49a…中間電極、49b…接続電極、50…導電性接着剤、51…接合部材、52…弾性を有する接合部材、53…接合部材、60…容器、70…発振回路としてのICチップ、1100…電子機器としてのパーソナルコンピューター、1101…表示部、1102…キーボード、1104…本体部、1106…表示ユニット、1200…電子機器としての携帯電話、1201…表示部、1202…操作ボタン、1204…受話口、1206…送話口、1300…電子機器としてのデジタルスチルカメラ、1302…ケース、1304…受光ユニット、1306…シャッターボタン、1308…メモリー、1310…表示部、1312…ビデオ信号出力端子、1314…入出力端子、1430…テレビモニター、1440…パーソナルコンピューター、1500…基地局。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記温度制御部に間隔を有して重ねて配置されている振動片と、
前記振動片と前記温度制御部とを接続する複数のワイヤーと、
を備えていることを特徴とする振動デバイス。 A temperature control unit;
Vibrating pieces arranged to overlap the temperature control unit with an interval;
A plurality of wires connecting the resonator element and the temperature control unit;
A vibration device comprising:
前記温度制御部は、内部電極を備え、
前記複数のワイヤーの内、少なくとも1本は、前記駆動電極と前記内部電極とに接続され、他の少なくとも1本は、前記振動片の前記駆動電極とは異なる領域と、前記温度制御部の前記内部電極とは異なる領域と、に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の振動デバイス。 The vibrating piece has a drive electrode,
The temperature control unit includes an internal electrode,
At least one of the plurality of wires is connected to the drive electrode and the internal electrode, and at least one other is a region different from the drive electrode of the vibrating piece, and the temperature controller The vibration device according to claim 1, wherein the vibration device is connected to a region different from the internal electrode.
前記複数のワイヤーの内、少なくとも1本の、少なくとも一端は、前記熱伝導パターン電極と接続されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の振動デバイス。 At least one of the vibrating piece and the temperature control unit includes a heat conduction pattern electrode,
3. The vibration device according to claim 1, wherein at least one end of at least one of the plurality of wires is connected to the heat conductive pattern electrode.
前記振動片の前記熱伝導パターン電極は、前記振動片の周縁部に設けられ、前記ワイヤーを介して前記接地電極と接続されていることを特徴とする請求項3に記載の振動デバイス。 The temperature control unit includes a ground electrode,
The vibration device according to claim 3, wherein the heat conduction pattern electrode of the vibration piece is provided at a peripheral portion of the vibration piece and is connected to the ground electrode via the wire.
前記複数のワイヤーは、前記温度制御部側が前記基板に接続されていることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の振動デバイス。 The temperature control unit includes a substrate and a heating element attached to the substrate,
The vibration device according to claim 1, wherein the plurality of wires are connected to the substrate on the temperature control unit side.
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