JP6119134B2 - 振動片、振動子、発振器および電子機器 - Google Patents
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Description
[適用例1]
本発明の振動片は、基部と、
前記基部から突出する少なくとも一対の振動腕と、
前記基部から突出する支持腕と、
一対の前記振動腕が並ぶ方向と交差する方向に前記支持腕を貫通する第1貫通孔と、
前記支持腕の一方の主面に配置されている第1導電パッドと、
前記第1導電パッドに電気的に接続し、前記第1貫通孔、前記支持腕の他方の主面、および前記基部に配置されている配線と、を有し、
前記支持腕の前記一方の主面側から前記第1貫通孔内に配置され、前記他方の主面側の先端部が、前記他方の主面よりも前記一方の主面側にある第1接着剤を介して対象物に接続されることを特徴とする。
本発明の振動片では、平面視で、前記第1貫通孔の前記一方の主面側の開口の面積が、前記他方の主面側の開口の面積よりも大きいことが好ましい。
[適用例3]
本発明の振動片では、前記第1貫通孔は、前記一方の主面側から前記他方の主面側までの間に段差を有していることが好ましい。
[適用例4]
本発明の振動片では、前記第1導電パッドは、前記第1貫通孔の内周面の少なくとも一部に配置されており、
前記第1導電パッドと前記対象物とが前記第1接着剤を介して接続されることが好ましい。
これにより、例えば、第1接着剤が導電性を有している場合には、第1導電パッドと対象物との導通を第1接着剤を介して行うことができる。
本発明の振動片では、前記支持腕の前記一方の主面であって、前記第1導電パッドよりも前記支持腕の基端側に配置され、前記第1導電パッドと電気的に接続していない第2導電パッドを有し、
前記第2導電パッドと前記対象物とが第2接着剤を介して接続されることが好ましい。
[適用例6]
本発明の振動片では、一対の前記振動腕が並ぶ方向と交差する方向に前記支持腕を貫通し、前記第1貫通孔よりも基端側に位置している第2貫通孔を有し、
前記第2接着剤は、前記支持腕の前記一方の主面側から前記第2貫通孔内に配置され、前記他方の主面側の先端部が、前記他方の主面よりも前記一方の主面側にあることが好ましい。
[適用例7]
本発明の振動片では、平面視で、前記第2貫通孔の前記一方の主面側の開口の面積が、前記他方の主面側の開口の面積よりも大きいことが好ましい。
[適用例8]
本発明の振動片では、前記第2貫通孔は、前記一方の主面側から前記他方の主面側までの間に段差を有していることが好ましい。
[適用例9]
本発明の振動片では、前記第2導電パッドは、前記第2貫通孔の内周面の少なくとも一部に配置されていることが好ましい。
本発明の振動片では、前記支持腕は、一対の前記振動腕の間に位置していることが好ましい。
[適用例11]
本発明の振動片では、前記支持腕を一対有し、一対の前記支持腕は、一対の前記振動腕が並ぶ方向に一対の前記振動腕を挟んで位置していることが好ましい。
本発明の振動子は、本発明の振動片と、
前記振動片を収納しているパッケージと、を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い振動子が得られる。
[適用例13]
本発明の発振器は、本発明の振動片と、
前記振動片と電気的に接続されている発振回路と、を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い発振器が得られる。
[適用例14]
本発明の電子機器は、本発明の振動片を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
1.振動子
まず、本発明の振動片を備える振動子(本発明の振動子)について説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る振動子を示す平面図である。図2は、図1中のA−A線断面図である。図3は、図1に示す振動子が有する振動片の平面図であって、(a)が上面図、(b)が下面図(透視図)である。図4は、図3(a)中のB−B線断面図である。図5は、図2に示す振動片の製造方法を説明するための断面図である。なお、各図では、説明の便宜上、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸およびZ軸を図示している。また、以下の説明では、説明の便宜上、図1中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」と言う。また、説明の便宜上、Z軸方向から見たときの平面視を単に「平面視」とも言う。
図1および図2に示す振動子100は、振動片200と、振動片200を収容するパッケージ400とを有している。以下、振動片200およびパッケージ400について、順次詳細に説明する。
パッケージ400は、上面に開放する凹部411を有するキャビティ型のベース基板410と、凹部411の開口を覆うようにベース基板410に接合されたリッド(蓋体)420とを有し、その内部空間Sに振動片200を収納している。なお、内部空間Sは、気密的に封止されているのが好ましい。
なお、ベース基板410は平板形状であっても良く、その場合リッド420は内部空間Sを構成するために凹状のキャップ形状であることが良い。
図3に示すように、振動片200は、振動基板210と、この振動基板210上に形成された駆動用の電極300とを有している。
振動基板210は、例えば、圧電基板として、水晶、特にZカット水晶板で構成されている。これにより、振動片200は、優れた振動特性を発揮することができる。なお、Zカット水晶板とは、水晶のZ軸(光軸)を厚さ方向とする水晶基板である。Z軸は、振動基板210の厚さ方向と一致しているのが好ましいが、常温近傍における周波数温度変化を小さくする観点からは、厚さ方向に対して若干(例えば、15°未満程度)傾けることになる。
基部220は、XY平面に広がりを有し、Z軸方向に厚さを有する略板状をなしている。本実施形態の基部220は、腕230、240、250と反対側に、−Y軸方向に向かって幅が漸減する縮幅部221を有している。このような縮幅部221を有することにより、振動漏れを抑制することができる。
また、貫通孔251のX軸方向長さやY軸方向長さは、特に限定されないが、溝235、236、245、246よりも、貫通孔251のX軸方向長さが長く、更に貫通孔251のY軸方向長さは貫通孔251のX軸長さよりも長い事が好ましい。貫通孔251のY軸方向長さが貫通孔251のX軸長さよりも長い事により、貫通孔251をウェットエッチングにより形成する際に、貫通孔251のY軸方向内周面に形成されるヒレによって貫通を阻害される事がなく、更に、溝235、236、245、246よりも、貫通孔251のX軸方向長さが長い事によって、一方の主面と他方の主面から同時に外形形状を形成する際のウェットエッチング工程により、確実に貫通させる事ができる。
図3および図4に示すように、電極300は、複数の第1駆動用電極310と、これら複数の第1駆動用電極310を接続する配線320、330、340、350と、複数の第2駆動用電極360と、これら複数の第2駆動用電極360を接続する配線370、380、390とを有している。
これら接続部361、281(第1、第2駆動用電極310、360)間に交番電圧を印加すると、振動腕230、240が互いに接近、離間を繰り返すように面内方向(XY平面方向)に所定の周波数で振動する。
まず、図5(a)に示すように、振動基板210を用意する。振動基板210は、Zカット水晶基板をウェットエッチングによってパターニングすることにより製造することができる。
次に、このレジストパターンを介して金属膜300’をウェットエッチングすることにより、金属膜300’のレジストパターンから露出している部分を除去した後、レジストパターンを除去する。以上によって、図5(c)に示すように、振動片200が得られる。
次に、本発明の振動子の第2実施形態について説明する。
図6は、本発明の第2実施形態に係る振動子の断面図である。図7は、図6に示す振動子が有する振動片の平面図であって、(a)が上面図、(b)が下面図(透視図)である。
第2実施形態の振動子は、振動片の構成が異なること、具体的には、支持腕に形成された貫通孔の数およびそれに伴う電極の配置が異なること以外は、第1実施形態の振動子とほぼ同様である。なお、図6および図7では、前述した第1実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
また、配線380の分岐した部分380”は、支持腕250の下面を通って貫通孔252まで伸びている。また、部分380”の先端部に設けられた接続部(第2導電パッド)381は、貫通孔252の開口を囲むように枠状に形成されているとともに、貫通孔252の内周面にも形成されている。
次に、本発明の振動子の第3実施形態について説明する。
図8は、本発明の第3実施形態に係る振動子が有する振動片の平面図であって、(a)が上面図、(b)が下面図(透視図)である。図9は、図8(a)中のC−C線断面図である。図10は、図8に示す振動片の製造方法を説明するための断面図である。
第3実施形態の振動子は、振動片の構成(支持腕の形状)が異なること以外は、前述した第2実施形態の振動子とほぼ同様である。なお、図8ないし図10では、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
まず、図10(a)に示すように、振動基板210を用意する。振動基板210は、Zカット水晶基板をウェットエッチングによってパターニングすることにより製造することができる。
このような振動片200Bが導電性接着剤451、452によってベース基板410に固定された状態では、導電性接着剤451が支持腕250の側面まで広がって金属膜510と接触する可能性があり、同様に、導電性接着剤452が支持腕250の側面まで広がって金属膜520と接触する可能性があるが、これら金属膜510、520は、共に、前述したように電気的に浮いている状態の膜であり、さらには互いに離間しているため、不本意な短絡等は発生せず、振動子100の信頼性に影響を与えることがない。
次に、本発明の振動子の第4実施形態について説明する。
図11は、本発明の第4実施形態に係る振動子が有する振動片の平面図であって、(a)が上面図、(b)が下面図(透視図)である。図12は、図11に示す振動片の製造方法を説明するための断面図(図11(a)中のD−D線断面に相当する断面図)である。
第4実施形態の振動子は、振動片の構成(支持腕の形状)が異なること以外は、第2実施形態の振動子とほぼ同様である。なお、図11および図12では、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
また、支持腕250の側面には2つの金属膜530、540が形成されている。金属膜530は、支持腕250の先端側に形成され、金属膜540は、支持腕250の基端側に形成されている。そして、これら金属膜530、540は、突出部255、256によって分割されている。また、金属膜530、540は、それぞれ、電極300とは電気的に接続されておらず、電気的に浮いた状態となっている。
次に、本発明の振動子の第5実施形態について説明する。
図13は、本発明の第5実施形態に係る振動子の断面図である。
以下、第5実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図13に示す振動片200Dでは、貫通孔251Dは、途中に段差を有しており、下面側の横断面積が上面側の横断面積よりも大きくなるように形成されている。具体的には、貫通孔251Dは、振動基板210の下面に開放する有底の凹部251D’と、凹部251D’の底面の縁部を除く中央部と振動基板210の上面とを貫通する貫通孔251D”とを有している。
以上、貫通孔251Dの構成について説明したが、貫通孔252Dの構成も同様である。
このような第5実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
次に、本発明の振動子の第6実施形態について説明する。
図14は、本発明の第6実施形態に係る振動子が有する振動片の下面を示す平面図(透視図)である。
以下、第6実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第6実施形態の振動子は、振動片の構成が異なること、具体的には、支持腕の下面に溝が形成されていること以外は、第2実施形態の振動子とほぼ同様である。なお、図14では、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
このような第6実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
次に、本発明の振動子の第7実施形態について説明する。
図15は、本発明の第7実施形態に係る振動子が有する振動片の平面図であって、(a)が上面図、(b)が下面図(透視図)である。
以下、第7実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第7実施形態の振動子は、振動片の構成が異なること、具体的には、支持腕の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態の振動子とほぼ同様である。なお、図15および図16では、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
また、各第1駆動用電極310は、配線350’によって支持腕250’の下面を通って貫通孔251’まで引き出されており、その先端部には接続部351’が形成されている。接続部351’は、貫通孔251’の開口を囲むように形成されており、さらに、貫通孔251’の内周面にも形成されている。
このような振動片200Fが導電性接着剤451、452によってベース基板410に固定された状態では、導電性接着剤451、452が貫通孔251’、251”内に侵入している。そのため、導電性接着剤451、452と振動片200Fとの接触面積をより大きく確保することができ、振動片200Fをより安定した状態でベース基板410に固定することができる。
このような第7実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
次に、本発明の振動片を適用した発振器(本発明の発振器)について説明する。
図16に示す発振器900は、振動片200と、振動片200を収納するパッケージ400Aと、振動片200を駆動するためのICチップ(チップ部品)600とを有している。
ベース基板410Aは、上面に開放する第1凹部411Aと、下面に開放する第2凹部412Aとを有している。
第1凹部411Aの開口は、リッド420Aによって塞がれており、その内側に、振動片200が収納されている。また、第1凹部411A内には、2つの接続電極431、432が形成されている。第1凹部411A内の振動片200は、支持腕250において、一対の導電性接着剤451、452を介してベース基板410Aに支持、固定されている。また、一方の導電性接着剤451は、接続電極431と接続部351とを電気的に接続するように設けられており、他方の導電性接着剤452は、接続電極432と接続部381とを電気的に接続するように設けられている。
ICチップ600は、振動片200の駆動を制御するための駆動回路(発振回路)を有しており、このICチップ600によって振動片200を駆動すると、所定の周波数の信号を取り出すことができる。
次いで、本発明の振動片を適用した電子機器(本発明の電子機器)について、図17〜図20に基づき、詳細に説明する。
図17は、本発明の振動片を備える電子機器を適用したモバイル型(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斜視図である。この図において、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2000を備えた表示ユニット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、発振器900(振動片200)が内蔵されている。
ディジタルスチルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部が設けられ、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(図中裏面側)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。
また、前述した実施形態の縮幅部の輪郭には、突出部や窪み(切り欠き)が形成されていてもよい。
Claims (14)
- 基部と、
前記基部から突出する少なくとも一対の振動腕と、
前記基部から突出する支持腕と、
一対の前記振動腕が並ぶ方向と交差する方向に前記支持腕を貫通する第1貫通孔と、
前記支持腕の一方の主面に配置されている第1導電パッドと、
前記第1導電パッドに電気的に接続し、前記第1貫通孔、前記支持腕の他方の主面、および前記基部に配置されている配線と、を有し、
前記支持腕の前記一方の主面側から前記第1貫通孔内に配置され、前記他方の主面側の先端部が、前記他方の主面よりも前記一方の主面側にある第1接着剤を介して対象物に接続されることを特徴とする振動片。 - 平面視で、前記第1貫通孔の前記一方の主面側の開口の面積が、前記他方の主面側の開口の面積よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の振動片。
- 前記第1貫通孔は、前記一方の主面側から前記他方の主面側までの間に段差を有していることを特徴とする請求項1または2に記載の振動片。
- 前記第1導電パッドは、前記第1貫通孔の内周面の少なくとも一部に配置されており、
前記第1導電パッドと前記対象物とが前記第1接着剤を介して接続されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の振動片。 - 前記支持腕の前記一方の主面であって、前記第1導電パッドよりも前記支持腕の基端側に配置され、前記第1導電パッドと電気的に接続していない第2導電パッドを有し、
前記第2導電パッドと前記対象物とが第2接着剤を介して接続されることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の振動片。 - 一対の前記振動腕が並ぶ方向と交差する方向に前記支持腕を貫通し、前記第1貫通孔よりも基端側に位置している第2貫通孔を有し、
前記第2接着剤は、前記支持腕の前記一方の主面側から前記第2貫通孔内に配置され、前記他方の主面側の先端部が、前記他方の主面よりも前記一方の主面側にあることを特徴とする請求項5に記載の振動片。 - 平面視で、前記第2貫通孔の前記一方の主面側の開口の面積が、前記他方の主面側の開口の面積よりも大きいことを特徴とする請求項6に記載の振動片。
- 前記第2貫通孔は、前記一方の主面側から前記他方の主面側までの間に段差を有していることを特徴とする請求項6または7に記載の振動片。
- 前記第2導電パッドは、前記第2貫通孔の内周面の少なくとも一部に配置されていることを特徴とする請求項6ないし8のいずれか一項に記載の振動片。
- 前記支持腕は、一対の前記振動腕の間に位置していることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一項に記載の振動片。
- 前記支持腕を一対有し、一対の前記支持腕は、一対の前記振動腕が並ぶ方向に一対の前記振動腕を挟んで位置していることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一項に記載の振動片。
- 請求項1ないし11のいずれか一項に記載の振動片と、
前記振動片を収納しているパッケージと、を備えることを特徴とする振動子。 - 請求項1ないし11のいずれか一項に記載の振動片と、
前記振動片と電気的に接続されている発振回路と、を備えることを特徴とする発振器。 - 請求項1ないし11のいずれか一項に記載の振動片を備えることを特徴とする電子機器。
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