JP5797961B2 - 圧電振動片及び圧電デバイス - Google Patents
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Description
第3観点の圧電振動片は、第1観点または第2観点において、連結部が第1辺の中央に連結される。
第4観点の圧電振動片は、第1観点から第3観点において、第1領域の第3方向への厚さが、第2厚さよりも厚く形成されている。
第5観点の圧電振動片は、第4観点において、第1領域が第3方向に対して所定の角度を有するテーパー面により第3領域に接続している。
第6観点の圧電振動片は、第1観点から第5観点において、第2領域が第3方向に対して所定の角度を有するテーパー面により第3領域に接続している。
第8観点の圧電振動片は、第7観点において、第2連結領域が第1連結領域と第3領域との全ての間に形成されている。
第9観点の圧電振動片は、第4観点から第6観点において、第1領域の第3方向への厚さが第1厚さである。
第11観点の圧電振動片は、第1観点から第6観点において、連結部の第1方向の側面に第2厚さに形成される第2補助連結部が形成されている。
第12観点の圧電振動片は、第11観点において、第2補助連結部が連結部の第1方向の側面と第1辺及び枠部とを曲面又は第1方向から第2方向へ所定の角度傾いた法線を有する平面で連結している。
第14観点の圧電振動片は、第1観点から第13観点において、連結部の第1方向の幅は第1幅に形成され、第2領域は第1方向に第2幅となる幅に形成され、第2領域は第1辺の第2幅を含み、第1幅は第2幅よりも小さい。
第15観点の圧電振動片は、第1観点から第14観点において、枠部の励振部側の側面の四隅にはそれぞれ補助枠部が形成され、補助枠部の励振部に面する側面が曲面又は第1方向から第2方向へ所定の角度傾いた法線を有する平面に形成されている。
第16観点の圧電振動片は、第15観点において、補助枠部の第3方向への厚さが枠部の第3方向への厚さ、第1厚さ、又は第2厚さのいずれかに形成される。
第17観点の圧電デバイスは、第1観点から第16観点に記載の圧電振動片と、圧電振動片の枠部の一方の主面に接合されるリッド板と、圧電振動片の枠部の他方の主面に接合されるベース板と、を含む。
<圧電デバイス100の構成>
図1は、圧電デバイス100の分解斜視図である。圧電デバイス100は、リッド板110と、ベース板120と、圧電振動片130と、により構成されている。圧電振動片130には例えばATカットの水晶振動片が用いられる。ATカットの水晶振動片は、主面(YZ面)が結晶軸(XYZ)のY軸に対して、X軸を中心としてZ軸からY軸方向に35度15分傾斜されている。以下の説明では、ATカットの水晶振動片の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をY’軸及びZ’軸として用いる。すなわち、圧電デバイス100においては圧電デバイス100の長辺方向をX軸方向、圧電デバイス100の高さ方向をY’軸方向、X及びY’軸方向に垂直な方向をZ’軸方向として説明する。
圧電振動片の第1領域131aには、第3領域131cよりもY’軸方向の厚さが厚いメサ部が形成されていてもよい。以下、圧電振動片130の変形例として、メサ部が形成された圧電振動片230について説明する。また、以下の説明では、圧電振動片130と同様の構成部分に関しては同じ記号を用いてその説明を省略する。
圧電デバイスが実装されたプリント基板に曲げ応力がかかった場合には、圧電デバイス及び圧電振動片にも曲げ応力がかかる。このような曲げ応力がかかる圧電振動片の部分及びその大きさはシミュレーションにより計算することが可能であり、このシミュレーションの値は実際に測定される曲げ応力の値に近いことが確認されている。以下、圧電デバイスが実装されたプリント基板に曲げ応力がかかった場合に、圧電振動片にかかる曲げ応力のシミュレーションの結果について説明する。また、以下の説明において圧電振動片130と同様の部分に関しては圧電振動片130と同様の記号を用い、その説明を省略する。
圧電振動片の励振部及び連結部の段差は、テーパー面に形成されていてもよい。以下、テーパー面が形成された圧電振動片430a及び圧電振動片430bについて説明する。
図8(a)は、圧電振動片430aの断面図である。圧電振動片430aは、励振部431aと、枠部132と、連結部433と、により構成されている。圧電振動片430aは、圧電振動片130(図3(b)参照)において、第2領域131bの第3領域131cとの境界、及び連結部433の枠部132との境界にテーパー面171が形成された形状を有している。テーパー面171は、+Y’軸方向とテーパー面171との法線方向とが成す角度が90度よりも小さい角度となるように形成されている。圧電振動片430aに形成される引出電極135は、このテーパー面171を通って励振電極134から枠部132まで引き出されている。
図8(b)は、圧電振動片430bの断面図である。圧電振動片430aは、励振部431bと、枠部132と、連結部433と、により構成されている。圧電振動片430bは、圧電振動片230(図4(b)参照)において、第1領域131aの第3領域131cとの境界、第2領域131bの第3領域131cとの境界、及び連結部433の枠部132との境界にテーパー面171が形成されている。圧電振動片430bに形成される引出電極135は、このテーパー面171を通って励振電極134から枠部132まで引き出されている。
圧電振動片の連結部には、連結部の側面に補助連結部が形成されていてもよい。以下、補助連結部が形成された圧電振動片について説明する。
図9(a)は、圧電振動片530aの平面図である。圧電振動片530aは、励振部5 31a、枠部132、連結部133、及び第1補助連結部533により構成されている。第1補助連結部533は、連結部133の+Z’軸側及び−Z’軸側の側面に形成されている。また、励振部531aの第2領域131bは、第1連結領域539aと第2連結領域539bとを有している。第1連結領域539aは連結部133とY’軸方向に同じ厚さに形成されて連結部133に直接連結され、第2連結領域539bは第1連結領域539aの+Z’軸側及び−Z’軸側に形成され、第1補助連結部533とY’軸方向に同じ厚さに形成されて第1補助連結部533に直接連結される。その他の構成は圧電振動片230(図4(a)参照)と同様である。
図10(a)は、圧電振動片530bの平面図である。圧電振動片530bは、励振部531b、枠部132、連結部133、及び第1補助連結部533により構成されている。圧電振動片530bでは、第2領域131bに第1連結領域539aと第3連結領域539cとが形成されており、連結部133の+Z’軸側及び−Z’軸側の側面には第1補助連結部533が形成されている。第1連結領域539aは連結部133に連結されており、第3連結領域539cは第1補助連結部533に連結されている。また、第3連結領域539cは第1連結領域539aと第3領域131cとの間を分けるように、第1連結領域539aの周りに形成されている。その他の構成は圧電振動片230(図4(a)参照)と同様である。
圧電振動片530bの作製方法について、図11及び図12に示されたフローチャートを参照して説明する。また、図11及び図12のフローチャートの右横には、図11及び図12に示される各ステップを説明するための図が示されている。これらの図は、複数の圧電振動片530bが形成される圧電ウエハW530の図10(a)に示された圧電振動片530のG−G断面に相当する部分断面図である。
圧電振動片は、角部が形成されている箇所に応力が集中し、角部を起点とした破損が起こりやすい。以下に、これらの破損が防がれた圧電振動片について説明する。
圧電振動片に形成される第2領域のZ’軸方向の幅は、連結部のZ’軸方向の幅よりも広く形成されていてもよい。以下に、第2領域のZ’軸方向の幅が連結部のZ’軸方向の幅よりも広く形成された圧電振動片630aについて説明する。
圧電振動片に形成される第2領域の角部は、曲面又は平面で面取りされていてもよい。以下に、第2領域の角部が面取りされた圧電振動片について説明する。
連結部と励振部の第1辺との間に形成される角部には、第2補助連結部が形成されていてもよい。以下に、第2補助連結部が形成された圧電振動片について説明する。
圧電振動片では、枠部にも角部が形成される。図15(b)及び図15(c)に示されたように、角部は90度よりも大きい角度で形成された場合、角部が割れなどの起点となることを防ぐことができる。そのため、枠部にも、枠部の角部を補強するための補助枠部が形成されていてもよい。以下に、枠部の角部に補助枠部が形成された圧電振動片について説明する。
110 … リッド板
111、121 … 凹部
112、122 … 接合面
120 … ベース板
123 … 接続電極
124 … 実装端子
125 … 側面電極
126 … キャスタレーション
130、230、230a、230b、330a、330b、430a、430b、530a、530b、630a、630b、630c、730a、730b、730c、830a、830b、830c、930a、930b … 圧電振動片
131、431a、431b、531a、531b、631a、631b、631c、831 … 励振部
131a … 第1領域
131b … 第2領域
131c … 第3領域
132 … 枠部
133、333a、333b、433 … 連結部
134 … 励振電極
135 … 引出電極
136 … 貫通孔
138a … 第1辺
138b … 第2辺
141 … 封止材
171 … テーパー面
181 … 金属膜
182 … フォトレジスト
191、192、193、194、195、196 … 角部
200 … プリント基板
331b … 周辺領域
533 … 第1補助連結部
539a … 第1連結領域
539b … 第2連結領域
539c、639c … 第3連結領域
833a、833b、833c … 第2補助連結部
932a、932b … 補助枠部
W530 … 圧電ウエハ
Claims (17)
- 第1方向に伸びる第1辺及び前記第1方向に直交する第2方向に伸びる第2辺を含む矩形形状の励振部と、
前記励振部を囲む枠部と、
前記励振部の前記第1辺と前記枠部とを連結し、前記第1方向と前記第2方向とに直交する第3方向への厚さが第1厚さである1本の連結部と、を備え、
前記励振部は、両主面に一対の励振電極が形成される第1領域と、前記第1辺の少なくとも一部を含んで前記連結部に前記第1厚さで直接連結される第2領域と、前記第1領域と前記第2領域との間に配置され前記第1領域及び前記第2領域以外の領域であり前記第3方向への厚さが第2厚さである第3領域と、を含み、
前記第2領域は前記励振部の辺では前記第1辺のみを含み、前記第3領域は前記励振部の前記第1辺の反対側の辺の全体及び前記第2辺の全体を含み、
前記第2領域の前記第3方向への厚さは前記第2厚さよりも厚く形成される圧電振動片。
- 前記第1辺は、前記第2辺よりも長さが短い請求項1に記載の圧電振動片。
- 前記連結部は、前記第1辺の中央に連結される請求項1又は請求項2に記載の圧電振動片。
- 前記第1領域の前記第3方向への厚さは、前記第2厚さよりも厚く形成されている請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の圧電振動片。
- 前記第1領域は、前記第3方向に対して所定の角度を有するテーパー面により前記第3領域に接続している請求項4に記載の圧電振動片。
- 前記第2領域は、前記第3方向に対して所定の角度を有するテーパー面により前記第3領域に接続している請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の圧電振動片。
- 前記連結部の前記第1方向の側面には、前記第1厚さよりも薄く前記第2厚さより厚い第3厚さに形成される第1補助連結部が形成され、
前記励振部の前記第2領域は、前記連結部に直接連結され前記第1厚さに形成されている第1連結領域と、前記第1補助連結部に連結され前記第3厚さに形成されている第2連結領域と、を含む請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の圧電振動片。 - 前記第2連結領域は、前記第1連結領域と前記第3領域との全ての間に形成されている請求項7に記載の圧電振動片。
- 前記第1領域の前記第3方向への厚さは前記第1厚さである請求項4から請求項6のいずれか1項に記載の圧電振動片。
- 前記第1領域の前記第3方向への厚さは前記第3厚さである請求項7又は請求項8に記載の圧電振動片。
- 前記連結部の前記第1方向の側面には、前記第2厚さに形成される第2補助連結部が形成されている請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の圧電振動片。
- 前記第2補助連結部は、前記連結部の前記第1方向の側面と前記第1辺及び前記枠部とを曲面又は前記第1方向から前記第2方向へ所定の角度傾いた法線を有する平面で連結している請求項11に記載の圧電振動片。
- 前記第2領域の前記励振電極側の側面の角部は、曲面又は平面で面取りされている請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の圧電振動片。
- 前記連結部の前記第1方向の幅は第1幅に形成され、前記第2領域は前記第1方向に第2幅となる幅に形成され、
前記第2領域は前記第1辺の第2幅を含み、
前記第1幅は前記第2幅よりも小さい請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の圧電振動片。 - 前記枠部の前記励振部側の側面の四隅にはそれぞれ補助枠部が形成され、
前記補助枠部の前記励振部に面する側面は、曲面又は前記第1方向から前記第2方向へ所定の角度傾いた法線を有する平面に形成されている請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の圧電振動片。 - 前記補助枠部の前記第3方向への厚さは、前記枠部の前記第3方向への厚さ、前記第1厚さ、又は前記第2厚さのいずれかに形成される請求項15に記載の圧電振動片。
- 請求項1から請求項16のいずれか1項に記載の圧電振動片と、
前記圧電振動片の前記枠部の一方の主面に接合されるリッド板と、
前記圧電振動片の前記枠部の他方の主面に接合されるベース板と、
を含む圧電デバイス。
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