JP4020031B2 - 圧電振動片と圧電振動片を利用した圧電デバイス、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置および圧電デバイスを利用した電子機器 - Google Patents
圧電振動片と圧電振動片を利用した圧電デバイス、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置および圧電デバイスを利用した電子機器 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電振動片と、この圧電振動片をパッケージに収容した圧電デバイス、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話と電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
HDD(ハード・ディスク・ドライブ)、モバイルコンピュータ、あるいはICカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器において、パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスが広く使用されている。
図12は、このような圧電デバイスに収容される公知の圧電振動片の概略平面図である(特許文献1参照)。
【0003】
圧電振動片3は、例えば水晶をエッチングすることにより図12のような形状とされている。図示されているように、圧電振動片3は、基部5と、この基部5から平行に延びる一対の振動腕6,7を備える、所謂、音叉型水晶振動片で構成されている。
圧電振動片3は、図示しないパッケージ内の電極部と接合されることにより、パッケージの実装端子と電気的に接続されている。
【0004】
そして、外部から上記パッケージの電極部を介して圧電振動片3に駆動電圧を印加することにより、振動腕6と振動腕7は矢印に示すように、その先端を互いに接近・離間させる屈曲振動が、所定の振動周波数で行われる。このような振動に基づく振動周波数を取り出すことにより、制御クロック信号等の各種信号に利用されるようになっている。
【0005】
【特許文献1】
特開昭56−65517号
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
図12の圧電振動片3をさらに詳しく説明すると、各振動腕6,7には、それぞれ、各振動腕6,7の長さ方向に延びる溝8,9が設けられている。図13は図12のF−F線切断端面図であり、この溝は各振動腕6,7の表裏に溝8,8、溝9,9として形成されている。
【0007】
この場合、溝8,9の端部8a,9aが、股部1よりも各振動腕6,7の先端側に離れて位置する場合には、図12の屈曲振動時に、比較的大きな変形を生じる箇所から遠くなり、溝8,9には、駆動用の電極が形成される関係から、駆動効率が低下し、抵抗値が高まる。このため、図12に示すように、溝8,9の端部8a,9aが、各振動腕6,7の間の股部1よりも深く基部5側に入り込んで設けられている。
【0008】
ここで、圧電振動片3は、図12のような音叉形状を形成するために、例えば水晶ウエハ等の圧電材料をエッチングする必要がある。このエッチングの際に、図12に示す振動腕6と振動腕7との間の股部1に、図12のG−G線切断端面図である図14に示されているように、ヒレ状の異形部2が形成される。
そして、圧電振動片3の各振動腕6,7が図12の矢印方向に屈曲振動する際には、各振動腕6,7の間の股部1付近に、他の領域と比較して大きな応力が作用する。そして、特に異形部2が形成されていることに起因して、異形部2と近接した各溝8,9の壁部8b,9b付近の機械強度が低下しており、この部分に上記応力が集中し、破損する場合がある。
【0009】
本発明は、所謂音叉型の圧電振動片において、圧電材料のエッチング異方性による異形部の形成に起因して生じる機械強度の低下を防止できる構造とした圧電振動片と、このような圧電振動片を使用した圧電デバイス、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話と電子機器を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、第1の発明によれば、エッチングによる異方性を有する圧電材料により形成されており、基部から平行に延びる同じ長さの一対の振動腕を備え、かつ前記基部の前記各振動腕の間に位置する股部を有し、前記各振動腕に、長さ方向に延びる溝を備えた音叉型の圧電振動片において、前記振動腕の長さをL、エッチング残りに起因して前記股部に形成される異形部の前記振動腕の長さ方向に沿った大きさをh、前記股部と前記溝の端部との距離をHとすると、(H−h)/Lが、0.005以上の大きさである圧電振動片により、達成される。
第1の発明の構成によれば、前記溝の前記基部側の端部が、前記基部に大きく入り込むと、前記異形部と溝部が近接し過ぎて、溝を形成する壁部の厚みが薄くなり、機械強度が低くなり、応力が集中しやすくなる。このため、前記した(H−h)/Lが、0.005以上とすれば、機械強度が向上し、圧電振動片の破損を防止することができる。
これにより、本発明によれば、所謂音叉型の圧電振動片において、圧電材料のエッチング異方性による異形部の形成に起因して生じる機械強度の低下を防止できる構造とした圧電振動片を提供することができる。
【0011】
第2の発明は第1の発明の構成において、(H−h)/Lが、0.07以下の大きさであることを特徴とする。
第2の発明の構成によれば、前記(H−h)/Lを、0.07以下の大きさとしている。すなわち、前記溝の前記基部側の端部が、前記基部に大きく入り込むと、前記異形部と溝部が近接し過ぎて、溝を形成する壁部の厚みが薄くなり、機械強度が低くなり、応力が集中しやすくなる。このため、(H−h)/Lの値は、機械強度を向上させるためには、大きい方がよいが、一方、前記溝の前記基部側の端部が、前記基部から離れる位置、すなわち、前記異形部から振動腕の先端側に、必要以上に離間して位置すると、抵抗値が高まり、駆動効率が低下する。そこで、前記(H−h)/Lを、0.07以下とすることにより、機械強度も向上し、抵抗値も実用上許容できる程度に低く抑えることが可能となる。
【0012】
第3の発明は第2の発明の構成において、(H−h)/Lが、0.012以上で0.07以下の大きさであることを特徴とする。
第3の発明の構成によれば、(H−h)/Lが、0.012以上の大きさであれば、3割程度以上機械強度を向上させることができ、(H−h)/Lが、0.07以下の大きさであれば、抵抗値も実用上許容できる程度に低く抑えることが可能となる。
【0013】
第4の発明は第1ないし第3の発明のいずれかの構成において、前記Lが1.6mm程度、前記hが0.05mm以下である場合に、(H−h)/Lが、0.012以上の大きさであることを特徴とする。
第4の発明の構成によれば、前記Lが1.6mm程度、前記hが0.05mm以下である場合に、(H−h)/Lが、0.012以上の大きさとすることにより、機械強度を3割程度以上向上させることができる。
【0014】
上述の目的は、第5の発明によれば、エッチングによる異方性を有する圧電材料により形成されており、基部から平行に延びる同じ長さの一対の振動腕を備え、かつ前記基部の前記各振動腕の間に位置する股部を有し、前記各振動腕に、長さ方向に延びる溝を備えた音叉型の圧電振動片において、前記股部に近接した箇所で前記溝の幅が基部側で狭くなる縮幅部が形成されて、少なくとも前記エッチングに起因して前記股部に形成された異形部がある側の壁が厚くされ、前記溝の基部側の端部が、前記股部より基部側に形成されている圧電振動片により、達成される。
第5の発明の構成によれば、前記溝の前記基部側の端部領域において、前記股部に近接した箇所で、少なくとも前記異形部がある側の壁の厚みを、他の領域の壁の厚みよりも厚くすることにより、この溝の端部の機械強度を向上させることができ、圧電振動片の破損を防止することができる。
これにより、本発明によれば、所謂音叉型の圧電振動片において、圧電材料のエッチング異方性による異形部の形成に起因して生じる機械強度の低下を防止できる構造とした圧電振動片を提供することができる。
【0015】
第6の発明は、第5の発明の構成において、前記股部に形成された異形部がある側の壁の厚みをd、前記振動腕の腕幅をWとすると、d/W>0 . 25の関係を満たすことを特徴とする。
【0016】
上述の目的は、第7の発明によれば、エッチングによる異方性を有する圧電材料により形成されており、基部から平行に延びる同じ長さの一対の振動腕を備え、かつ前記基部の前記各振動腕の間に位置する股部を有し、前記各振動腕に、長さ方向に延びる溝を備えた音叉型の圧電振動片をケースもしくはパッケージ内に収容した圧電デバイスであって、前記圧電振動片が、前記振動腕の長さをL、エッチング残りに起因して前記股部に形成される異形部の前記振動腕の長さ方向に沿った大きさをh、前記股部と前記溝の端部との距離をHとすると、(H−h)/Lが、0.005以上の大きさである、圧電デバイスにより、達成される。
第7の発明の構成によれば、ケースもしくはパッケージに収容された圧電振動片に関して、第1の発明と同じ作用により、その機械強度を向上させることができ、駆動の際、および外部からの衝撃に対して強い構造の圧電デバイスを得ることができる。
【0017】
上述の目的は、第8の発明によれば、エッチングによる異方性を有する圧電材料により形成されており、基部から平行に延びる同じ長さの一対の振動腕を備え、かつ前記基部の前記各振動腕の間に位置する股部を有し、前記各振動腕に、長さ方向に延びる溝を備えた音叉型の圧電振動片をケースもしくはパッケージ内に収容した圧電デバイスであって、 前記圧電振動片が、前記股部に近接した箇所で前記溝の幅が基部側で狭くなる縮幅部が形成されて、少なくとも前記エッチングに起因して前記股部に形成された異形部がある側の壁が厚くされ、前記溝の基部側の端部が、前記股部より基部側に形成されている圧電デバイスにより、達成される。
第8の発明の構成によれば、ケースもしくはパッケージに収容された圧電振動片に関して、第5の発明と同じ作用により、その機械強度を向上させることができ、駆動の際、および外部からの衝撃に対して強い構造の圧電デバイスを得ることができる。
【0018】
第9の発明は、第8の発明の構成によれば、前記股部に形成された異形部がある側の壁の厚みをd、前記振動腕の腕幅をWとすると、d/W>0 . 25の関係を満たすことを特徴とする。
上述の目的は、第10の発明によれば、エッチングによる異方性を有する圧電材料により形成されており、基部から平行に延びる同じ長さの一対の振動腕を備え、かつ前記基部の前記各振動腕の間に位置する股部を有し、前記各振動腕に、長さ方向に延びる溝を備えた音叉型の圧電振動片をケースもしくはパッケージ内に収容した圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、前記圧電振動片が、前記振動腕の長さをL、エッチング残りに起因して前記股部に形成される異形部の前記振動腕の長さ方向に沿った大きさをh、前記股部と前記溝の端部との距離をHとすると、(H−h)/Lが、0.005以上の大きさである圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした、携帯電話装置により、達成される。
上述の目的は、第11の発明によれば、エッチングによる異方性を有する圧電材料により形成されており、基部から平行に延びる同じ長さの一対の振動腕を備え、かつ前記基部の前記各振動腕の間に位置する股部を有し、前記各振動腕に、長さ方向に延びる溝を備えた音叉型の圧電振動片をケースもしくはパッケージ内に収容した圧電デバイスを利用した電子機器であって、前記圧電振動片が、前記振動腕の長さをL、エッチング残りに起因して前記股部に形成される異形部の前記振動腕の長さ方向に沿った大きさをh、前記股部と前記溝の端部との距離をHとすると、(H−h)/Lが、0.005以上の大きさである圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした、電子機器により、達成される。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1ないし図3は、本発明の圧電デバイスの実施形態を示しており、図1はその概略平面図、図2は図1のB−B線概略断面図である。
これらの図において、圧電デバイス30は、圧電振動子を構成した例を示しており、圧電デバイス30は、パッケージ36内に圧電振動片32を収容している。パッケージ36は、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成形して形成される複数の基板を積層した後、焼結して形成されている。複数の各基板は、その内側に所定の孔を形成することで、積層した場合に内側に所定の内部空間S2を形成するようにされている。この実施形態では、パッケージ36の厚さを最小とするために、第1の基板61と第2の基板64と第3の基板68を積層して形成されており、第3の基板68の内側の材料を除去することで、内部空間S2のスペースを形成している。
この内部空間S2が圧電振動片を収容するための収容空間である。
【0020】
なお、圧電振動片32を収容するパッケージとしては、上述の構造に限らず、例えば、圧電材料で形成した平たい基板の上に、圧電振動片を接合し、浅い箱状のキャップで封止するようなパッケージ等も使用することができる。
あるいは、金属製の筒状のケース内に、電極に接合された圧電振動片を挿入して封止する構成などによってもよい。
【0021】
パッケージ36の内部空間S2内の図において左端部付近において、内部空間S2に露出して内側底部を構成する第2の基板64には、例えば、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキで形成した電極部31,31が設けられている。
この電極部31,31は、外部と接続されて、駆動電圧を供給するものである。この各電極部31,31の上に導電性接着剤43,43が塗布され、この導電性接着剤43,43の上に圧電振動片32の基部51の幅方向両端部に設けた引き出し電極33,33が載置されて、導電性接着剤43,43が硬化されるようになっている。各引出し電極33,33は、後述する圧電振動片32の励振電極にそれぞれ接続されている(図示せず)。尚、導電性接着剤43,43としては、接合力を発揮する接着剤成分としての合成樹脂剤に、銀製の細粒等の導電性の粒子を含有させたものが使用でき、シリコーン系、エポキシ系またはポリイミド系導電性接着剤等を利用することができる。
【0022】
また、図2に示すように、パッケージ36の底面のほぼ中央付近には、パッケージ36を構成する2枚の積層基板に連続する貫通孔37a,37bを形成することにより、外部に開口した貫通孔37が設けられている。この貫通孔37を構成する2つの貫通孔のうち、パッケージ内部に開口する第1の孔37bに対して、第2の孔である外側の貫通孔37aは、より大きな内径を備えるようにされている。これにより、貫通孔37は、図2において下向きの段部62を備える段つき開口とされている。この段部62の表面には、金属被覆部が設けられていることが好ましい。
【0023】
ここで、貫通孔37に充填される金属製封止材38としては、例えば、鉛を含有しない封止材が選択されることが好ましく、例えば、銀ロウ、Au/Sn合金、Au/Ge合金等から選択される。これに対応して、段部62の表面の金属被覆部には、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキを形成することが好ましい。
さらに、図2において、第2の基板64の内側の一部を除去することにより、凹部42が設けられている。これにより、圧電デバイス30に外部から衝撃が加えられた場合に、圧電振動片32の先端が矢印D方向に変位しても、この圧電振動片32の先端がパッケージ36の内側底部に衝突して破損することが有効に防止されている。
【0024】
圧電振動片32は、エッチングによる異方性を有する圧電材料を使用して形成されており、例えば単結晶の水晶が用いられる。水晶以外にもタンタル酸リチウム,ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。
図3は、第1の実施形態に係る圧電振動片32の概略平面図であり、図3において、圧電振動片32は、例えば、エッチングによる異方性を有する圧電材料としての水晶を音叉型に加工されて形成されている。この場合、図3に示すX軸が電気軸、Y軸が機械軸及びZ軸が光軸となるように水晶の単結晶から切り出されることになる。
また、圧電振動片32は、パッケージ36側と固定される基部51と、この基部51を基端として、図において上方に向けて、二股に別れて平行に延びる同じ長さの一対の振動腕34,35を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片が利用されている。
【0025】
さらに圧電振動片32は、好ましくは、基部51の各振動腕34,35の基端部近傍に、基部51の幅を縮幅するようにして設けたくびれ部、もしくは切欠き部48,48を備えている。圧電振動片32は、この切欠き部48,48を備えることにより、各振動腕34,35からの振動の基部51側への漏れ込みが抑制されるようになっている。
【0026】
各振動腕34,35には、それぞれ長さ方向に延びる溝44,44を有している。この各溝44,44は、図1のC−C切断端面図である図4に示されているように、各振動腕34,35の表裏両面に形成されている。圧電振動片32の基部51の端部には、図1で説明したように、パッケージ36の電極部31,31と接続するための引き出し電極33,33が形成されている。各引き出し電極33,33は、圧電振動片32の基部51の表裏に設けられている。これらの各引き出し電極33,33は、各振動腕34,35の溝44,44内に設けた励振電極と接続されている。
【0027】
圧電振動片32の駆動電極である励振電極は、第1の電極と第2の電極とでなっており、この第1の電極と第2の電極とは、それぞれ各引き出し電極33,33に接続されている(図3に図示せず)。そして、図4に示されているように、この第1の電極54と第2の電極55は互いに分離されているとともに、各振動腕34,35の領域では、各溝44,44とこれら振動腕34,35の側面部とに、電極どうしが互いに対向する位置を占めるように形成されている。
これにより、第1の電極54と第2の電極55に駆動電圧が印加されると、図4に矢印で示すように、電界を形成することができ、駆動電圧の周波数変化に基づいて各振動腕34,35に屈曲振動を生じるようになっている。
【0028】
パッケージ36の開放された上端には、図2の示すように、封止材36aを用いて蓋体39が接合されることにより、封止されている。蓋体39は、好ましくは、パッケージ36に封止固定した後で、図2に示すように、外部からレーザ光LBを圧電振動片32の金属被覆部もしくは励振電極の一部(図示せず)に照射して、質量削減方式により周波数調整を行うために、光を透過する材料,特に、薄板ガラスにより形成されている。
蓋体39として適するガラス材料としては、例えば、ダウンドロー法により製造される薄板ガラスとして、例えば、硼珪酸ガラスが使用される。
【0029】
ここで、本実施形態の圧電振動片32は、図3で説明したような結晶軸方位に従って、水晶ウエハをフッ酸溶液等によりウエットエッチングして、その音叉状の形態を形成すると、主として2箇所に異形部が形成される。
ひとつの異形部としては、図3や図4に現れているように、各振動腕34,35の図示の場合、右側側面において、各振動腕34,35の長さ方向に延びる凸条として形成される異形部65,65である。
また、エッチング工程においては、さらに、他の異形部として、振動腕34と振動腕35の間の股部66において、例えば、図3および図5に示されているように、ヒレ状の異形部67が形成される。この異形部67に関連して、本実施形態では、各溝44,44の形成位置を次のような位置に定めている。
この場合、各振動腕34,35に関して、その溝44,44の構造は同じであるから、振動腕35の溝44に関してのみ説明する。
【0030】
図3において、振動腕35の長さをL、エッチング残りに起因して股部66に形成される異形部67の振動腕35の長さ方向に沿った大きさをh、股部66と溝44の端部45との距離をHとすると、これらL,h,Hを次の条件に適合するように定める。
具体的には、(H−h)/Lが、0.005以上の大きさとする。
すなわち、図6は横軸に上記(H−h)/Lを、縦軸に圧電振動片32の機械強度をとったグラフであり、Lが1.6mm程度、hがほぼ0.05mmである場合において、(H−h)/Lの変化に応じて、つまり、溝44の端部45の位置によって、振動腕35の股部近傍の機械強度の変化を測定した結果を示している。
図6に示されているように、(H−h)/Lの値が、0.005以上では、急激に機械強度が向上している。そして、図6において、(H−h)/Lの値が、0.012以上の大きさであれば、3割(30パーセント)程度以上機械強度を向上させることができて好ましい。
【0031】
これに対して、図7は横軸に上記(H−h)/Lをとり、縦軸に圧電振動片32の電気抵抗値(kΩ)をとったグラフである。この場合にも、Lが1.6mm程度、hがほぼ0.05mmである場合において、(H−h)/Lの変化に応じて、つまり、溝44の端部45の位置によって、電気抵抗値が変化する。そして、溝44の端部45の位置が、基部51から離れる程電気抵抗値は高くなる。
図7によると、(H−h)/Lが0.07以下の大きさであれば、抵抗値も実用上許容できる程度に低く抑えることが可能となる。
したがって、圧電振動片32に溝44を形成する場合に、(H−h)/Lが、0.005以上となるようにすれば、機械強度が向上し、圧電振動片の破損を防止することができる。
これにより、所謂音叉型の圧電振動片において、圧電材料のエッチング異方性による異形部の形成に起因して生じる機械強度の低下を防止できる構造とした圧電振動片を提供することができる。
【0032】
さらに、(H−h)/Lが、0.07以下の大きさであると抵抗値を実用上許容できる程度に低く抑えることが可能となる。さらに好ましくは、このため、(H−h)/Lが、0.012以上で0.07以下の大きさとすることで、機械強度を3割程度以上向上させつつ、抵抗値も実用上許容できる程度に低く抑えることが可能となる。
【0033】
そして、前記Lが1.6mm程度、前記hが0.05mm以下である場合には、(H−h)/Lが、0.012以上の大きさとすることで、機械強度を3割程度以上向上させることができる。
【0034】
図8は、第2の実施形態の圧電振動片32−1の概略平面図、図9は図8のE−E線切断端面図である。これらの図において、第1の実施形態と共通する構成には同一の符号を付して重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
図8において、圧電振動片32−1の振動腕34の上幅をWとする(振動腕35の腕幅も同じ)。各振動腕34,35の溝44,44は、それぞれ基部51側の端部に、他の領域の壁の厚みよりも厚くした領域46,46が設けられている。
【0035】
つまり、この実施形態では、各溝44,44の基部51側の端部を、基部51に入り込む側に延長して、圧電振動片32の電気抵抗値を低くするようになされている。
しかも、この延長した領域は、図9に示すように、溝44の少なくとも、異形部67側の壁部44a,44aの厚みd,dを、他の領域よりも厚くすることにより、この部分の機械強度を向上させるようになっている。
【0036】
図10は、上記した壁厚dと振動腕34の幅Wとの比d/Wを横軸にとり、縦軸に圧電振動片32−1の機械強度を測定した結果を示すグラフである。
図示されているように、d/Wが0.25以上となると、急激に機械強度が増加しているので、d/Wは、少なくとも0.25以上とすることが好ましい。
そして、振動腕の腕幅Wを0.1mmとした時、領域46の寸法dを0.035mmとすると、機械強度は従来の3割程度以上向上して好ましい。
【0037】
図11は、本発明の上述した実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図である。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン308及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ309を備えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるCPU(Central
Processing Unit)301を備えている。
CPU301は、送受信信号の変調及び復調の他に画像表示部としてのLCDや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部302や、RAM,ROM等でなる情報記憶手段としてのメモリ303の制御を行うようになっている。このため、CPU301には、圧電デバイス30が取り付けられて、その出力周波数をCPU301に内蔵された所定の分周回路(図示せず)等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。このCPU301に取付けられる圧電デバイス30は、圧電デバイス30単体でなくても、圧電デバイス30と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器であってもよい。
【0038】
CPU301は、さらに、温度補償水晶発振器(TCXO)305と接続され、温度補償水晶発振器305は、送信部307と受信部306に接続されている。これにより、CPU301からの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償水晶発振器305により修正されて、送信部307及び受信部306に与えられるようになっている。
【0039】
このように、制御部を備えたデジタル式携帯電話装置300のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧電振動片32と、これらを利用した圧電デバイス30を利用することにより、圧電振動片32の強度を向上させつつ、CI値(抵抗値)を抑制できるので、適切な振動を実現できることから、正確なクロック信号を生成することができる。
【0040】
本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
また、この発明は、パッケージ内、あるいは金属製の筒状のケース等に圧電振動片を収容するものであれば、圧電振動子、圧電発振器等の名称にかかわらず、全ての圧電デバイスに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の圧電デバイスの実施形態を示す概略平面図。
【図2】 図1のB−B線概略断面図。
【図3】 図1の圧電デバイスに収容した圧電振動片の第1の実施形態の概略平面図。
【図4】 図1のC−C線切断端面図。
【図5】 図3のD−D線切断端面図。
【図6】 溝位置に関する(H−h)/Lの値と圧電振動片の機械強度の関係を示すグラフ。
【図7】 溝位置に関する(H−h)/Lの値と圧電振動片の抵抗値の関係を示すグラフ。
【図8】 図1の圧電デバイスに収容した圧電振動片の第2の実施形態の概略平面図。
【図9】 図8のE−E線切断端面図。
【図10】 溝位置に関するd/Wの値と圧電振動片の機械強度の関係を示すグラフ。
【図11】 本発明の実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図。
【図12】 従来の圧電振動片の概略平面図。
【図13】 図12のF−F線切断端面図。
【図14】 図12のG−G線切断端面図。
【符号の説明】
30・・・圧電デバイス、32・・・圧電振動片、34,35・・・振動腕、36・・・パッケージ、44,44・・・溝、66・・・股部、67・・・異形部。
Claims (11)
- エッチングによる異方性を有する圧電材料により形成されており、基部から平行に延びる同じ長さの一対の振動腕を備え、かつ前記基部の前記各振動腕の間に位置する股部を有し、前記各振動腕に、長さ方向に延びる溝を備えた音叉型の圧電振動片において、
前記振動腕の長さをL、エッチング残りに起因して前記股部に形成される異形部の前記振動腕の長さ方向に沿った大きさをh、前記股部と前記溝の端部との距離をHとすると、
(H−h)/Lが、0.005以上の大きさである
ことを特徴とする、圧電振動片。 - (H−h)/Lが、0.07以下の大きさであることを特徴とする請求項1に記載の圧電振動片。
- (H−h)/Lが、0.012以上で0.07以下の大きさであることを特徴とする請求項2に記載の圧電振動片。
- 前記Lが1.6mm程度、前記hが0.05mm以下である場合に、(H−h)/Lが、0.012以上の大きさであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の圧電振動片。
- エッチングによる異方性を有する圧電材料により形成されており、基部から平行に延びる同じ長さの一対の振動腕を備え、かつ前記基部の前記各振動腕の間に位置する股部を有し、前記各振動腕に、長さ方向に延びる溝を備えた音叉型の圧電振動片において、
前記股部に近接した箇所で前記溝の幅が基部側で狭くなる縮幅部が形成されて、少なくとも前記エッチングに起因して前記股部に形成された異形部がある側の壁が厚くされ、
前記溝の基部側の端部が、前記股部より基部側に形成されている
ことを特徴とする、圧電振動片。 - 前記股部に形成された異形部がある側の壁の厚みをd、前記振動腕の腕幅をWとすると、
d/W>0 . 25
の関係を満たすことを特徴とする、請求項5に記載の圧電振動片。 - エッチングによる異方性を有する圧電材料により形成されており、基部から平行に延びる同じ長さの一対の振動腕を備え、かつ前記基部の前記各振動腕の間に位置する股部を有し、前記各振動腕に、長さ方向に延びる溝を備えた音叉型の圧電振動片をケースもしくはパッケージ内に収容した圧電デバイスであって、
前記圧電振動片が、
前記振動腕の長さをL、エッチング残りに起因して前記股部に形成される異形部の前記振動腕の長さ方向に沿った大きさをh、前記股部と前記溝の端部との距離をHとすると、
(H−h)/Lが、0.005以上の大きさである
ことを特徴とする、圧電デバイス。 - エッチングによる異方性を有する圧電材料により形成されており、基部から平行に延びる同じ長さの一対の振動腕を備え、かつ前記基部の前記各振動腕の間に位置する股部を有し、前記各振動腕に、長さ方向に延びる溝を備えた音叉型の圧電振動片をケースもしくはパッケージ内に収容した圧電デバイスであって、
前記圧電振動片が、
前記股部に近接した箇所で前記溝の幅が基部側で狭くなる縮幅部が形成されて、少なくとも前記エッチングに起因して前記股部に形成された異形部がある側の壁が厚くされ、
前記溝の基部側の端部が、前記股部より基部側に形成されている
ことを特徴とする、圧電デバイス。 - 前記股部に形成された異形部がある側の壁の厚みをd、前記振動腕の腕幅をWとすると、
d/W>0 . 25
の関係を満たすことを特徴とする、請求項8に記載の圧電デバイス。 - エッチングによる異方性を有する圧電材料により形成されており、基部から平行に延びる同じ長さの一対の振動腕を備え、かつ前記基部の前記各振動腕の間に位置する股部を有し、前記各振動腕に、長さ方向に延びる溝を備えた音叉型の圧電振動片をケースもしくはパッケージ内に収容した圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、
前記圧電振動片が、
前記振動腕の長さをL、エッチング残りに起因して前記股部に形成される異形部の前記振動腕の長さ方向に沿った大きさをh、前記股部と前記溝の端部との距離をHとすると、
(H−h)/Lが、0.005以上の大きさである圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにしたことを特徴とする、携帯電話装置。 - エッチングによる異方性を有する圧電材料により形成されており、基部から平行に延びる同じ長さの一対の振動腕を備え、かつ前記基部の前記各振動腕の間に位置する股部を有し、前記各振動腕に、長さ方向に延びる溝を備えた音叉型の圧電振動片をケースもしくはパッケージ内に収容した圧電デバイスを利用した電子機器であって、
前記圧電振動片が、
前記振動腕の長さをL、エッチング残りに起因して前記股部に形成される異形部の前記振動腕の長さ方向に沿った大きさをh、前記股部と前記溝の端部との距離をHとすると、
(H−h)/Lが、0.005以上の大きさである圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにしたことを特徴とする、電子機器。
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