JP5787059B2 - 圧電振動片、圧電振動子、電子デバイス - Google Patents
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Description
そこで本発明は上記問題点に着目し、逆メサ型圧電振動素子(圧電振動片)において、マウント部から振動部への応力の伝播を十分に緩和することを可能とした圧電振動片、圧電振動子、電子デバイスを提供することを目的とする。
第1の形態に係る圧電振動片は、圧電基板の一方の主面から、前記一方の主面とは反対側の他方の主面に向けて凹陥している第1の凹陥部と、前記圧電基板の前記他方の主面から、前記第1の凹陥部の底部に向けて凹陥している第2の凹陥部と、前記第1の凹陥部と、前記第2の凹陥部と、の間に配置されている振動部と、前記振動部の外周縁と一体的に接続され前記振動部の厚みより厚い厚肉部と、前記厚肉部の少なくとも一方において、前記厚肉部に接続され、前記一方の主面において一点で支持されているマウント部と、平面視において前記マウント部の少なくとも一部が重なる前記他方の主面に配置され、前記マウント部の厚み方向に切り欠かれている段差部と、を備え、前記第1の凹陥部が前記第2の凹陥部よりも深く凹陥していることにより、前記振動部は、前記厚肉部の厚み方向で、前記他方の主面側に偏在して配置され、前記段差部の深さが前記第2の凹陥部の深さと同じになっていることを特徴とする。
第2の形態に係る圧電振動片は、第1の形態に係る圧電振動片において、前記圧電基板の他方の主面から、前記第1の凹陥部の底部に向けて凹陥している第2の凹陥部を備えていることを特徴とする。
第3の形態に係る圧電振動片は、第1の形態または第2の形態に係る圧電振動片において、前記厚肉部と前記マウント部との間には緩衝部が配置され、前記緩衝部は、前記厚肉部の厚み方向に貫通しているスリット、または、前記一方の主面から前記他方の主面に向かう溝を有することを特徴とする。
第4の形態に係る圧電振動片は、第1の形態乃至第3の形態のいずれか1の形態に係る圧電振動片において、前記薄肉部は、前記厚肉部の厚み方向で、前記圧電基板の両主面のうちいずれか一方の主面に偏在して配置されたことを特徴とする。
第5の形態に係る圧電振動片は、第1の形態乃至第4の形態のいずれか1の形態に係る圧電振動片において、前記圧電振動片は、水晶の結晶軸である、電気軸としてのX軸と、機械軸としてのY軸と、光学軸としてのZ軸と、からなる直交座標系の前記X軸を回転軸として、前記Z軸を前記Y軸の−Y方向へ回転させた軸をZ′軸とし、前記Y軸を前記Z軸の+Z方向へ回転させた軸をY′軸とし、前記X軸と前記Z′軸に平行な面で構成され、前記Y′軸に平行な方向を厚みとするATカット水晶により形成され、前記+Z′軸をY′軸回りに+X軸方向へ回転させることを正の回転角として、前記Z′軸を前記Y′軸回りに−120°から+60°の範囲で回転させて得られるZ′′軸と、前記X軸を前記Y′軸回りに前記Z′軸とともに回転させて得られるX′軸と、にそれぞれ平行な縁辺を有し、前記マウント部の幅方向は、前記X′軸に平行な縁辺の方向であり、前記厚肉部、前記マウント部の並ぶ方向は、前記Z′′軸に平行な縁辺の方向であることを特徴とする。
第6の形態に係る圧電振動片は、第1の形態乃至第5の形態のいずれか1の形態に係る圧電振動片において、前記厚肉部の前記マウント部とともに前記振動部を挟み込む側は切り欠かれ、前記薄肉部の端部が露出していることを特徴とする。
第7の形態に係る圧電振動片は、第1の形態乃至第6の形態のいずれか1の形態に係る圧電振動片において、平面視において前記マウント部の少なくとも一部が重なる前記一方の主面には、前記マウント部の厚み方向に切り欠かれている段差部が設けられていることを特徴とする。
第8の形態に係る圧電振動片は、第1の形態乃至第7の形態のいずれか1の形態に係る圧電振動片において、前記振動部に設けられている励振電極と、前記励振電極から前記マウント部に引き出されている引出電極と、を備えていることを特徴とする。
第9の形態に係る圧電振動片は、第1の形態乃至第8の形態のいずれか1の形態に係る圧電振動片において、前記マウント部に設けられている前記引出電極には、少なくとも一つの凹部が設けられていることを特徴とする。
第1の形態に係る圧電振動子は、第1の形態乃至第8の形態のいずれか1の形態に係る圧電振動片と、基板と、を備え、前記マウント部は、基板に支持されていることを特徴とする。
第2の形態に係る圧電振動子は、第1の形態乃至第9の形態のいずれか1の形態に係る圧電振動片と、基板と、を備え、前記マウント部の前記一方の主面側に設けられている引出電極と前記基板とは、導電性接着剤により接続され、前記マウント部の前記他方の主面側に設けられている引出電極と前記基板とはワイヤーを介して接続されていることを特徴とする。
第3の形態に係る圧電振動子は、第2の形態に係る圧電振動子において、前記マウント部の前記一方の主面側に設けられた引出電極の先端は第1のパッド電極となっており、前記マウント部の前記他方の主面側に設けられた引出電極の先端は第2のパッド電極となっており、前記第1のパッド電極は前記導電性接着剤に接続され、前記第2のパッド電極は前記ワイヤーに接続され、前記第1のパッド電極及び前記第2のパッド電極は、平面視で互いに重なる位置に配置され、前記第2のパッド電極は、前記第1のパッド電極よりも小さいことを特徴とする。
第1の形態に係る電子デバイスは、第1の形態乃至第9の形態のいずれか1の形態に係る圧電振動片と、基板と、備え、前記マウント部の前記他方の主面側に設けられている引出電極と前記基板とは、導電性接着剤により接続され、前記マウント部の反対面側の面に設けられている引出電極と前記基板とはワイヤーを介して接続され、少なくとも一以上の電子部品を備えてなることを特徴とする。
第2の形態に係る電子デバイスは、第1の形態に係る電子デバイスにおいて、前記電子部品が、サーミスタ、コンデンサ、リアクタンス素子、半導体素子のうちのいずれかであることを特徴とする。
[適用例1]圧電基板の一方の主面から、前記主面とは反対側の他方の主面に向けて凹陥した第1の凹陥部と、前記第1の凹陥部の底部に配置された振動部と、前記振動部の外周縁と一体的に接続され前記振動部の厚みより厚い厚肉部と、を備える圧電振動片であって、前記厚肉部に接続され、基板上で一点支持されるマウント部を有し、前記圧電基板の他方の主面から、前記第1の凹陥部の底部に向けて凹陥した第2の凹陥部を設け、前記振動部は、前記第1、第2の凹陥部の底部により構成され、前記振動部と前記厚肉部との境界には、前記圧電基板の両主面共に、前記厚肉部の厚み方向に段差を有していることを特徴とする圧電振動片。
上記構成により、圧電振動片のマウント部に導電性接着剤を塗布した場合、導電性接着剤の接続位置から圧電振動片の実装面側の振動部までの距離が長くなるので前記接続位置で発生し振動部へ伝達する応力を緩和させることができる。
上記構成により、マウント部で発生した応力のうち振動部側に伝播する成分を低減することができる。したがって、振動部への応力の影響が低減された圧電振動片となる。
上記構成により、ウエハーから圧電振動片を複数切り出す場合に、圧電振動片一個あたりのウエハーの占有面積を小さくすることができる。よってウエハーから切り出せる圧電振動片の個数を増やして、圧電振動片のコストを抑制することができる。
上述のマウント部の圧電振動子の実装面には導電性接着剤が塗布される。この導電性接着剤に起因する応力が、圧電振動片の端面を経由し、マウント部の他方の主面を伝播し、圧電振動片の実装面の反対面に配置された振動部側に伝播する。よって、上記構成において、段差部により、上述の振動部に伝播する応力の経路を折り曲げることができるので、この折り曲げる位置において応力を効果的に緩和させることができる。
上記構成により、導電性接着剤による接着時において、導電性接着剤のマウント部での拡がりを抑制して、圧電振動子に印加される応力を抑制することができる。
上記構成により、マウント部で発生した応力の振動部への影響を緩和させ、周波数特性等が良好な圧電振動子となる。特に適用例7を併用することにより、低背化された圧電振動子を構築できる。
上記構成により、マウント部で発生した応力の振動部への影響を緩和させ、周波数特性等が良好な電子デバイスとなる。特に適用例7を用いることにより、低背化された電子デバイスを構築できる。
上記構成により、圧電振動片を発振源として用いた電子デバイスを構築することができる。
Claims (11)
- 圧電基板の一方の主面から、前記一方の主面とは反対側の他方の主面に向けて凹陥している第1の凹陥部と、
前記圧電基板の前記他方の主面から、前記第1の凹陥部の底部に向けて凹陥している第2の凹陥部と、
前記第1の凹陥部と、前記第2の凹陥部と、の間に配置されている振動部と、
前記振動部の外周縁と一体的に接続され前記振動部の厚みより厚い厚肉部と、
前記厚肉部の少なくとも一方において、前記厚肉部に接続され、前記一方の主面において一点で支持されているマウント部と、
平面視において前記マウント部の少なくとも一部が重なる前記他方の主面に配置され、前記マウント部の厚み方向に切り欠かれている段差部と、を備え、
前記第1の凹陥部が前記第2の凹陥部よりも深く凹陥していることにより、前記振動部は、前記厚肉部の厚み方向で、前記他方の主面側に偏在して配置され、
前記段差部の深さが前記第2の凹陥部の深さと同じになっていることを特徴とする圧電振動片。 - 前記厚肉部と前記マウント部との間には緩衝部が配置され、
前記緩衝部は、
前記厚肉部の厚み方向に貫通しているスリット、
または、前記一方の主面から前記他方の主面に向かう溝を有することを特徴とする請求項1に記載の圧電振動片。 - 前記圧電振動片は、
水晶の結晶軸である、電気軸としてのX軸と、機械軸としてのY軸と、光学軸としてのZ軸と、からなる直交座標系の前記X軸を回転軸として、前記Z軸を前記Y軸の−Y方向へ回転させた軸をZ′軸とし、前記Y軸を前記Z軸の+Z方向へ回転させた軸をY′軸とし、前記X軸と前記Z′軸に平行な面で構成され、前記Y′軸に平行な方向を厚みとするATカット水晶により形成され、
前記+Z′軸をY′軸回りに+X軸方向へ回転させることを正の回転角として、前記Z′軸を前記Y′軸回りに−120°から+60°の範囲で回転させて得られるZ′′軸と、前記X軸を前記Y′軸回りに前記Z′軸とともに回転させて得られるX′軸と、にそれぞれ平行な縁辺を有し、
前記マウント部の幅方向は、前記X′軸に平行な縁辺の方向であり、
前記厚肉部、前記マウント部の並ぶ方向は、前記Z′′軸に平行な縁辺の方向であることを特徴とする請求項1または2に記載の圧電振動片。 - 前記厚肉部の前記マウント部とともに前記振動部を挟み込む側は切り欠かれ、前記薄肉部の端部が露出していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の圧電振動片。
- 前記振動部に設けられている励振電極と、
前記励振電極から前記マウント部に引き出されている引出電極と、を備えていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の圧電振動片。 - 前記マウント部に設けられている前記引出電極には、少なくとも一つの凹部が設けられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の圧電振動片。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の圧電振動片と、基板と、を備え、
前記マウント部は、基板に支持されていることを特徴とする圧電振動子。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の圧電振動片と、基板と、を備え、
前記マウント部の前記一方の主面側に設けられている引出電極と前記基板とは、導電性接着剤により接続され、前記マウント部の前記他方の主面側に設けられている引出電極と前記基板とはワイヤーを介して接続されていることを特徴とする圧電振動子。 - 前記マウント部の前記一方の主面側に設けられた引出電極の先端は第1のパッド電極となっており、
前記マウント部の前記他方の主面側に設けられた引出電極の先端は第2のパッド電極となっており、
前記第1のパッド電極は前記導電性接着剤に接続され、前記第2のパッド電極は前記ワイヤーに接続され、
前記第1のパッド電極及び前記第2のパッド電極は、平面視で互いに重なる位置に配置され、
前記第2のパッド電極は、前記第1のパッド電極よりも小さいことを特徴とする請求項8に記載の圧電振動子。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の圧電振動片と、基板と、備え、
前記マウント部の前記他方の主面側に設けられている引出電極と前記基板とは、導電性接着剤により接続され、前記マウント部の反対面側の面に設けられている引出電極と前記基板とはワイヤーを介して接続され、少なくとも一以上の電子部品を備えてなることを特徴とする電子デバイス。 - 請求項10に記載の電子デバイスにおいて、前記電子部品が、サーミスタ、コンデンサ、リアクタンス素子、半導体素子のうちのいずれかであることを特徴とする電子デバイス。
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