JP6245928B2 - Crystal device - Google Patents
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Description
本発明は、耐圧性が向上された水晶デバイスに関する。 The present invention relates to a quartz crystal device with improved pressure resistance.
所定の周波数で振動する水晶振動片がベース板及びリッド板に挟まれて形成される水晶デバイスが知られている。例えば、特許文献1には、ベース板及びリッド板が水晶材料又はガラスにより形成されている水晶デバイスが示されている。このような水晶デバイスでは、水晶デバイスを保護する為にさらに樹脂でモールドされる場合がある。 A quartz crystal device is known in which a quartz crystal vibrating piece that vibrates at a predetermined frequency is sandwiched between a base plate and a lid plate. For example, Patent Document 1 discloses a crystal device in which a base plate and a lid plate are formed of a crystal material or glass. Such a crystal device may be further molded with a resin in order to protect the crystal device.
しかし、特許文献1に示されるような水晶デバイスでは、リッド板及びベース板が水晶材料又はガラス等の脆性材料で形成されること、及び樹脂モールドでは高温下で樹脂を金型に圧力をかけて注入するために水晶デバイスにも圧力がかることにより、水晶デバイスが破損等する場合があった。一方、リッド板及びベース板を十分に厚くすることにより水晶デバイスの破損を防ぐことができるが、製品の大きさが大きくなり、市場要求の仕様に合わなくなるという問題がある。 However, in the crystal device as shown in Patent Document 1, the lid plate and the base plate are formed of a brittle material such as a crystal material or glass, and in the resin mold, the resin is pressed against the mold at a high temperature. In some cases, the crystal device is damaged due to pressure applied to the crystal device for injection. On the other hand, the crystal device can be prevented from being damaged by making the lid plate and the base plate sufficiently thick, but there is a problem that the size of the product becomes large and the specifications of the market cannot be met.
その為、本発明では、大きさを大きくすることなく耐圧性を向上させた水晶デバイスを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a crystal device with improved pressure resistance without increasing the size.
第1観点の水晶デバイスは、所定の周波数で振動する振動部、振動部を空間を挟んで囲み振動部よりも厚く形成される枠部、及び振動部と枠部とを連結する連結部を含む水晶振動片と、枠部の一主面に接合され第1厚さに形成される第1接合部を有するリッド板と、枠部の他主面に接合されるベース板と、を有している。また、水晶デバイスの振動部は、枠部、ベース板、及びリッド板により囲まれるキャビティに密封され、リッド板のキャビティに面する部分の厚さが第1厚さよりも厚い。 A crystal device according to a first aspect includes a vibrating portion that vibrates at a predetermined frequency, a frame portion that surrounds the vibrating portion with a space therebetween and is formed thicker than the vibrating portion, and a connecting portion that connects the vibrating portion and the frame portion. A crystal vibrating piece; a lid plate having a first joint portion joined to one main surface of the frame portion and formed to a first thickness; and a base plate joined to the other main surface of the frame portion. Yes. Moreover, the vibration part of the crystal device is sealed in a cavity surrounded by the frame part, the base plate, and the lid plate, and the thickness of the portion of the lid plate facing the cavity is thicker than the first thickness.
第2観点の水晶デバイスは、所定の周波数で振動する振動部、振動部を空間を挟んで囲む枠部、及び振動部と枠部とを連結する連結部を含む水晶振動片と、枠部の一主面に接合され第1厚さに形成される第1接合部を有するリッド板と、枠部の他主面に接合され第2厚さに形成される第2接合部を有するベース板と、を有している。また、水晶デバイスの振動部は、枠部、ベース板、及びリッド板により囲まれるキャビティに密封され、枠部がキャビティの内側に突き出た突起を有し、リッド板及びベース板が、突起と厚さ方向に重なる位置に、第1厚さ及び第2厚さと同じ厚さの支持部を有する。 A quartz crystal device according to a second aspect includes a vibrating part that vibrates at a predetermined frequency, a frame part that surrounds the vibrating part with a space interposed therebetween, and a crystal vibrating piece that includes a connecting part that connects the vibrating part and the frame part, A lid plate having a first joint portion joined to one main surface and formed to a first thickness; and a base plate having a second joint portion joined to the other main surface of the frame portion and formed to a second thickness; ,have. In addition, the vibration part of the crystal device is sealed in a cavity surrounded by the frame part, the base plate, and the lid plate, and the frame part has a protrusion protruding to the inside of the cavity. A support portion having the same thickness as the first thickness and the second thickness is provided at a position overlapping in the vertical direction.
第3観点の水晶デバイスは、第2観点において、突起が連結部の空間を挟んだ両側に形成される。 In the crystal device according to the third aspect, in the second aspect, the protrusions are formed on both sides of the space of the connecting portion.
第4観点の水晶デバイスは、第2観点及び第3観点において、突起の表裏面及び支持部の突起に向かい合う面には、金属膜が形成される。 In the crystal device according to the fourth aspect, in the second and third aspects, a metal film is formed on the front and back surfaces of the protrusion and the surface facing the protrusion of the support portion.
第5観点の水晶デバイスは、第1観点から第4観点において、ベース板が平板状に形成される。 In the quartz device according to the fifth aspect, the base plate is formed in a flat plate shape in the first to fourth aspects.
本発明の水晶デバイスによれば、大きさを大きくすることなく耐圧性を向上させることができる。 According to the quartz crystal device of the present invention, the pressure resistance can be improved without increasing the size.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the scope of the present invention is not limited to these forms unless otherwise specified in the following description.
(第1実施形態)
<水晶デバイス100の構成>
図1は、水晶デバイス100の分解斜視図である。水晶デバイス100は主に、水晶振動片110と、ベース板120と、リッド板130と、により形成されている。水晶振動片110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、水晶デバイス100において水晶デバイス100の長手方向をX軸方向、水晶デバイス100の高さ方向をY’軸方向、X軸方向及びY’軸方向に垂直な方向をZ’軸方向として説明する。
(First embodiment)
<Configuration of Crystal Device 100>
FIG. 1 is an exploded perspective view of the quartz crystal device 100. The quartz crystal device 100 is mainly formed of a quartz crystal vibrating piece 110, a base plate 120, and a lid plate 130. As the crystal vibrating piece 110, for example, an AT-cut crystal vibrating piece is used. The AT-cut quartz crystal resonator element has a principal surface (YZ plane) inclined with respect to the Y axis of the crystal axis (XYZ) by 35 degrees 15 minutes from the Z axis in the Y axis direction around the X axis. In the following description, the new axes tilted with respect to the axial direction of the AT-cut quartz crystal vibrating piece are used as the Y ′ axis and the Z ′ axis. That is, in the quartz device 100, the longitudinal direction of the quartz device 100 is defined as the X-axis direction, the height direction of the quartz device 100 is defined as the Y′-axis direction, and the direction perpendicular to the X-axis direction and the Y′-axis direction is described as the Z′-axis direction. .
水晶振動片110は主に、所定の周波数で振動する振動部111と、振動部111を空間を挟んで囲む枠部112と、振動部111及び枠部112を互いに連結する連結部113と、により構成されている。振動部111は矩形形状に形成されており、振動部111の−X軸側の辺の両端からはそれぞれ連結部113が−X軸方向に伸びて枠部112に連結されている。振動部111の+Y’軸側の面及び−Y’軸側の面には励振電極114が形成されており、各励振電極114からはそれぞれ引出電極115が連結部113を介して枠部112に引き出されている。振動部111の−Y’軸側の面に形成されている励振電極114からは、−Z’軸側の連結部113を介して枠部112の−Y’軸側の面の−X軸側の−Z’軸側の角に引出電極115が引き出されている。また、振動部111の+Y’軸側の面に形成されている励振電極114からは、+Z’軸側の連結部113を介して枠部112の−Y’軸側の面の+X軸側の+Z’軸側の角に引出電極115が引き出されている。励振電極114及び引出電極115は、例えば、水晶振動片110を構成する水晶材料の表面にクロム(Cr)層が形成され、さらにその表面に金(Au)層が形成されることにより形成される。 The quartz crystal vibrating piece 110 mainly includes a vibrating part 111 that vibrates at a predetermined frequency, a frame part 112 that surrounds the vibrating part 111 with a space therebetween, and a connecting part 113 that connects the vibrating part 111 and the frame part 112 to each other. It is configured. The vibrating portion 111 is formed in a rectangular shape, and connecting portions 113 extend in the −X axis direction from both ends of the −X axis side of the vibrating portion 111 and are connected to the frame portion 112. Excitation electrodes 114 are formed on the surface on the + Y′-axis side and the surface on the −Y′-axis side of the vibration unit 111, and an extraction electrode 115 is connected to the frame portion 112 from each excitation electrode 114 via the connection portion 113. Has been pulled out. From the excitation electrode 114 formed on the surface at the −Y′-axis side of the vibration part 111, the −X′-axis side of the surface at the −Y′-axis side of the frame part 112 through the connection part 113 on the −Z′-axis side The extraction electrode 115 is extracted at a corner on the −Z ′ axis side. Further, from the excitation electrode 114 formed on the surface on the + Y′-axis side of the vibration part 111, the + X′-axis side surface of the −Y′-axis side surface of the frame part 112 via the + Z′-axis side connection part 113. The extraction electrode 115 is extracted at the corner on the + Z ′ axis side. The excitation electrode 114 and the extraction electrode 115 are formed, for example, by forming a chromium (Cr) layer on the surface of a quartz material constituting the quartz crystal vibrating piece 110 and further forming a gold (Au) layer on the surface. .
ベース板120は平板状に形成されており、四隅の側面にはベース板120の内側に凹んだキャスタレーション121が形成されている。また、ベース板120の+Y’軸側の面の各キャスタレーション121の周囲には接続電極122が形成されており、ベース板120の−Y’軸側の面には一対の外部電極123が形成されている。接続電極122と外部電極123とは互いにキャスタレーション121を介して電気的に接続されている。ベース板120は枠部112の−Y’軸側の面に封止材151(図2参照)を介して接合されるが、その際に接続電極122と引出電極115とが電気的に接続される。 The base plate 120 is formed in a flat plate shape, and castellations 121 that are recessed inside the base plate 120 are formed on the side surfaces of the four corners. A connection electrode 122 is formed around each castellation 121 on the surface on the + Y′-axis side of the base plate 120, and a pair of external electrodes 123 are formed on the surface on the −Y′-axis side of the base plate 120. Has been. The connection electrode 122 and the external electrode 123 are electrically connected to each other via a castellation 121. The base plate 120 is joined to the surface on the −Y′-axis side of the frame portion 112 via a sealing material 151 (see FIG. 2). At that time, the connection electrode 122 and the extraction electrode 115 are electrically connected. The
リッド板130には、−Y’軸側の面の中央領域に−Y’軸方向に突き出た凸部131が形成されている。また、リッド板130は、凸部131の周りの第1接合部132が枠部112の+Y’軸側の面に封止材151(図2参照)を介して接合される。 On the lid plate 130, a convex portion 131 protruding in the −Y′-axis direction is formed in the central region of the surface on the −Y′-axis side. Further, in the lid plate 130, the first joint portion 132 around the convex portion 131 is joined to the surface on the + Y′-axis side of the frame portion 112 via the sealing material 151 (see FIG. 2).
図2は、図1のA−A断面図である。水晶デバイス100は、枠部112の+Y’軸側の面とリッド部130の第1接合部132とが低融点ガラス等により構成される封止材151を介して接合され、さらに枠部112の−Y’軸側の面とベース部120の+Y’軸側の面の周囲とが封止材151を介して接合される。これにより、水晶振動片110の振動部111は、リッド板130、ベース板120、及び枠部112により囲まれて形成されるキャビティ101に配置される。リッド板130では、凸部131がキャビティ101に面しており、凸部131の厚さC2が枠部112に接合される第1接合部132の厚さである第1厚さC1よりも厚く形成されている。また、水晶振動片110では、枠部112のY’軸方向への厚さA1が振動部111及び連結部113の厚さA2よりも厚く形成されており、枠部112の+Y’軸側の面の高さが振動部111及び連結部113の+Y’軸側の面の高さより高くなるように形成されている。すなわち、水晶デバイス100では、水晶振動片110の+Y’軸側の面では励振電極111の+Y’軸側の面が枠部112の+Y’軸側の面よりも凹むように形成されており、この凹んだ空間に凸部131が嵌るように形成されている。また、水晶デバイス100では、第1接合部132の−Y’軸側の面と枠部112の+Y’軸側の面とが接合されるのみならず、凸部131の−Y’軸側の側面及び枠部112の+Y’軸側の内側側面の間(矢印131a)も封止材151により接合されている。 FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. In the crystal device 100, the surface on the + Y′-axis side of the frame portion 112 and the first bonding portion 132 of the lid portion 130 are bonded via a sealing material 151 made of low-melting glass or the like. The surface on the −Y′-axis side and the periphery of the surface on the + Y′-axis side of the base portion 120 are joined via the sealing material 151. As a result, the vibrating portion 111 of the quartz crystal vibrating piece 110 is disposed in the cavity 101 formed by being surrounded by the lid plate 130, the base plate 120, and the frame portion 112. In the lid plate 130, the convex portion 131 faces the cavity 101, and the thickness C <b> 2 of the convex portion 131 is thicker than the first thickness C <b> 1 that is the thickness of the first joint portion 132 joined to the frame portion 112. Is formed. Further, in the crystal vibrating piece 110, the thickness A1 of the frame portion 112 in the Y′-axis direction is formed to be thicker than the thickness A2 of the vibration portion 111 and the connecting portion 113, and the +112 ′ side of the frame portion 112 on the + Y′-axis side. The height of the surface is formed so as to be higher than the height of the surface on the + Y′-axis side of the vibrating portion 111 and the connecting portion 113. That is, in the crystal device 100, the surface on the + Y′-axis side of the crystal vibrating piece 110 is formed such that the surface on the + Y′-axis side of the excitation electrode 111 is recessed from the surface on the + Y′-axis side of the frame portion 112. The projecting portion 131 is formed so as to fit into the recessed space. Further, in the quartz crystal device 100, not only the surface on the −Y′-axis side of the first bonding portion 132 and the surface on the + Y′-axis side of the frame portion 112 are bonded, but also the −Y′-axis side of the convex portion 131. Between the side surface and the inner side surface on the + Y′-axis side of the frame portion 112 (arrow 131 a) is also joined by the sealing material 151.
水晶デバイスでは、水晶デバイスの保護のために表面を樹脂でモールドする場合がある。この樹脂モールドは、金型に水晶デバイスを嵌めて樹脂を圧力をかけて注入することにより行われる。この場合、樹脂にかける圧力と同等の圧力が水晶デバイスにもかかる。このとき、圧力によりリッド板等が歪むこと水晶デバイスが圧力に耐え切れずに破損する場合がある。また、リッド板等に歪みが生じた場合には、枠部とリッド部等との接合箇所にリークが生じる場合がある。 In a quartz device, the surface may be molded with resin for protection of the quartz device. This resin molding is performed by fitting a crystal device in a mold and injecting resin under pressure. In this case, a pressure equivalent to the pressure applied to the resin is also applied to the quartz crystal device. At this time, the lid plate or the like is distorted by the pressure, and the crystal device may be damaged without being able to withstand the pressure. In addition, when the lid plate or the like is distorted, a leak may occur at a joint portion between the frame portion and the lid portion.
水晶デバイス100ではリッド板130の凸部131の厚さC2が厚く形成されることによりリッド板130が歪みにくくされており、リッド板130の耐圧性が向上されている。これにより、水晶デバイス100が樹脂モールドされる場合のリッド板130の破損が防がれている。また、リッド板130の凸部131の−Y’軸側側面と枠部112の+Y’軸側側面との間(図2の矢印131a)にも接合材151が形成されることにより、リッド板130と枠部112との接合面積が増えており、これによって枠部112とリッド部130との接合箇所にリークが生じることが防がれている。 In the quartz crystal device 100, the thickness C2 of the convex portion 131 of the lid plate 130 is formed thick so that the lid plate 130 is hardly distorted, and the pressure resistance of the lid plate 130 is improved. Thereby, damage to the lid plate 130 when the crystal device 100 is resin-molded is prevented. Further, the bonding material 151 is also formed between the −Y′-axis side side surface of the convex portion 131 of the lid plate 130 and the + Y′-axis side side surface of the frame portion 112 (the arrow 131a in FIG. 2), whereby the lid plate The joint area between the frame portion 112 and the frame portion 112 is increased, thereby preventing leakage at the joint portion between the frame portion 112 and the lid portion 130.
水晶デバイス100は、キャビティ101の大きさを従来の水晶デバイスよりも狭くして最小限に抑えることでリッド板130に凸部131を形成している。そのため、水晶デバイス100の外形の大きさは従来の水晶デバイスの大きさよりも大きくすることなく水晶デバイスの耐圧性を向上させている。 In the quartz crystal device 100, the convex portion 131 is formed on the lid plate 130 by minimizing the size of the cavity 101 to be smaller than that of the conventional quartz crystal device. Therefore, the pressure resistance of the quartz crystal device 100 is improved without making the size of the external shape of the quartz crystal device 100 larger than the size of the conventional quartz crystal device.
水晶デバイス100ではリッド板130にのみ凸部が形成されたが、振動部111の−Y’軸側の面を枠部112の−Y’軸側の面よりも+Y’軸方向に高く形成して、ベース板120にもリッド板130と同様の凸部を形成しても良い。 In the quartz crystal device 100, the convex portion is formed only on the lid plate 130, but the surface on the −Y′-axis side of the vibrating portion 111 is formed higher in the + Y′-axis direction than the surface on the −Y′-axis side of the frame portion 112. Thus, the base plate 120 may be provided with a convex portion similar to the lid plate 130.
(第2実施形態)
水晶デバイスでは、リッド板及びベース板の耐圧性を向上させるために、リッド板及びベース板に、リッド板及びベース板を支える支持部を形成しても良い。以下に支持部を有する水晶デバイスについて説明する。また、以下の説明では、第1実施形態と同じ部分に関しては第1実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
(Second Embodiment)
In the crystal device, in order to improve the pressure resistance of the lid plate and the base plate, a support portion that supports the lid plate and the base plate may be formed on the lid plate and the base plate. A crystal device having a support portion will be described below. In the following description, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
<水晶デバイス200の構成>
図3は、水晶デバイス200の分解斜視図である。水晶デバイス200は主に、リッド板230と、ベース板220と、水晶振動片210と、により形成されている。水晶振動片210は、枠部212と、振動部111と、連結部213と、を含んで形成されている。枠部212は振動部111を囲むように形成されており、枠部212と振動部111とは振動部111の−X軸側の辺の中央から−X軸方向に伸びて枠部212に連結する連結部213により連結されている。また、枠部212と振動部111との間には水晶振動片210をY’軸方向に貫通する貫通溝217が形成されており、枠部212の内側側面には貫通溝217側に突き出た突起216が形成されている。
<Configuration of crystal device 200>
FIG. 3 is an exploded perspective view of the quartz crystal device 200. The crystal device 200 is mainly formed by a lid plate 230, a base plate 220, and a crystal vibrating piece 210. The quartz crystal vibrating piece 210 includes a frame part 212, a vibrating part 111, and a connecting part 213. The frame part 212 is formed so as to surround the vibration part 111, and the frame part 212 and the vibration part 111 extend in the −X axis direction from the center of the −X axis side of the vibration part 111 and are connected to the frame part 212. Connected by a connecting portion 213. Further, a through groove 217 that penetrates the quartz crystal vibrating piece 210 in the Y′-axis direction is formed between the frame portion 212 and the vibration portion 111, and protrudes toward the through groove 217 side on the inner side surface of the frame portion 212. A protrusion 216 is formed.
リッド板230は−Y’軸側の面の中央領域に+Y’軸方向に凹んだ凹部231が形成されている。凹部231の周囲には、枠部212の+Y’軸側の面に封止材151(図5参照)を介して接合される第1接合部232が形成されている。また、第1接合部232から凹部231側に突き出た一対の支持部233が形成されている。 The lid plate 230 has a recess 231 that is recessed in the + Y′-axis direction in the central region of the surface on the −Y′-axis side. Around the concave portion 231, a first joint portion 232 is formed that is joined to the surface on the + Y′-axis side of the frame portion 212 via a sealing material 151 (see FIG. 5). In addition, a pair of support portions 233 protruding from the first joint portion 232 toward the concave portion 231 is formed.
ベース板220は、+Y’軸側の面の中央領域に−Y’軸方向に凹んだ凹部224が形成されている。凹部224の周囲には、枠部212の−Y’軸側の面に封止材151(図5参照)を介して接合される第2接合部226が形成されている。また、ベース板220の+Y’軸側の面には第2接合部226から凹部224側に突き出た支持部225が形成されている。 The base plate 220 has a recess 224 that is recessed in the −Y′-axis direction in the central region of the surface on the + Y′-axis side. Around the concave portion 224, a second joint portion 226 is formed that is joined to the surface on the −Y′-axis side of the frame portion 212 via a sealing material 151 (see FIG. 5). Further, a support portion 225 that protrudes from the second joint portion 226 to the concave portion 224 side is formed on the surface on the + Y′-axis side of the base plate 220.
図4(a)は、リッド板230の平面図である。リッド板230は矩形形状に形成されており、第1接合部232がリッド板230の周囲を取り囲み、枠部212にY’軸方向に重なるように形成されている。また支持部233は、第1接合部232の凹部231側の+Z’軸側及び−Z’軸側の各側面からZ’軸方向に平行に伸びるように形成されている。支持部233は、突起216及び支持部225にY’軸方向に重なるように形成されている。 FIG. 4A is a plan view of the lid plate 230. The lid plate 230 is formed in a rectangular shape, and the first joint portion 232 surrounds the periphery of the lid plate 230 and is formed so as to overlap the frame portion 212 in the Y′-axis direction. The support portion 233 is formed so as to extend in parallel with the Z′-axis direction from the side surfaces on the + Z′-axis side and the −Z′-axis side on the concave portion 231 side of the first joint portion 232. The support portion 233 is formed to overlap the protrusion 216 and the support portion 225 in the Y′-axis direction.
図4(b)は、水晶振動片210の平面図である。水晶振動片210では、振動部111の−X軸側の辺の中央と枠部212とが1本の連結部213により連結されている。また、水晶振動片210では、振動部111の+Y’軸側及び−Y’軸側の面に励振電極114が形成されている。振動部111の+Y’軸側の面から引き出される引出電極115は、連結部213の+Y’軸側の面を通って枠部212の+Y’軸側の面の+X軸側の+Z’軸側の角まで引き出され、さらに貫通溝217に面する枠部212の側面を介して枠部212の−Y’軸側の面に引き出されている。また、振動部111の−Y’軸側の面から引き出される引出電極115は、連結部213の−Y’軸側の面を介して枠部212に引き出され、さらに枠部212の−Y’軸側の面の−X軸側の−Z’軸側の角にまで引き出されている。 FIG. 4B is a plan view of the quartz crystal vibrating piece 210. In the crystal vibrating piece 210, the center of the side on the −X-axis side of the vibrating portion 111 and the frame portion 212 are connected by a single connecting portion 213. Further, in the quartz crystal vibrating piece 210, excitation electrodes 114 are formed on the surfaces of the vibration unit 111 on the + Y′-axis side and the −Y′-axis side. The extraction electrode 115 drawn from the surface on the + Y′-axis side of the vibrating portion 111 passes through the surface on the + Y′-axis side of the connecting portion 213 and the + Z′-axis side on the + X-axis side of the surface on the + Y′-axis side of the frame portion 212. And is further drawn to the surface on the −Y′-axis side of the frame portion 212 through the side surface of the frame portion 212 facing the through groove 217. In addition, the extraction electrode 115 drawn from the surface on the −Y′-axis side of the vibrating portion 111 is drawn out to the frame portion 212 through the surface on the −Y′-axis side of the connecting portion 213, and further −Y ′ of the frame portion 212. It is drawn out to the -Z'-axis side corner on the -X-axis side of the shaft-side surface.
水晶振動片210では、枠部212の内側の+Z’軸側及び−Z’軸側の各側面からZ’軸方向に平行に連結部213に向かって伸びるように突起216が突き出ている。すなわち、突起216は連結部213の+Z’軸側及び−Z’軸側の両隣に形成されている。水晶振動片210では、振動部111で生じた振動エネルギーを振動部111に閉じ込めるために、連結部213が長めに形成されている。突起216は、これにより生じた貫通溝217の空間を埋めるように形成されている。 In the quartz crystal vibrating piece 210, a protrusion 216 protrudes from each side surface on the + Z′-axis side and the −Z′-axis side inside the frame portion 212 so as to extend toward the connecting portion 213 in parallel with the Z′-axis direction. That is, the protrusions 216 are formed on both sides of the connecting portion 213 on the + Z′-axis side and the −Z′-axis side. In the quartz crystal resonator element 210, a long connecting portion 213 is formed in order to confine the vibration energy generated in the vibrating portion 111 in the vibrating portion 111. The protrusion 216 is formed so as to fill the space of the through groove 217 generated thereby.
図4(c)は、ベース板220の平面図である。ベース板220は矩形形状に形成されており、第2接合部226はベース板220の周囲を取り囲み、枠部212にY’軸方向に重なるように形成されている。また支持部225は、第2接合部226の凹部231側の+Z’軸側及び−Z’軸側の各側面からZ’軸方向に平行に伸びるように形成されている。ベース板220の+Y’軸側の面の四隅には接続電極122が形成されており、接続電極122はベース板220の−Y’軸側の面に形成される外部電極123(図3参照)にキャスタレーション121を介して電気的に接続されている。 FIG. 4C is a plan view of the base plate 220. The base plate 220 is formed in a rectangular shape, and the second joint portion 226 surrounds the base plate 220 and is formed so as to overlap the frame portion 212 in the Y′-axis direction. Further, the support portion 225 is formed so as to extend in parallel with the Z′-axis direction from the side surfaces on the + Z′-axis side and the −Z′-axis side on the concave portion 231 side of the second joint portion 226. Connection electrodes 122 are formed at four corners of the surface on the + Y′-axis side of the base plate 220, and the connection electrodes 122 are external electrodes 123 formed on the surface on the −Y′-axis side of the base plate 220 (see FIG. 3). Are electrically connected to each other via a castellation 121.
図5は、水晶デバイス200の断面図である。図5は、図4(a)から図4(c)のB−B断面を含んでいる。水晶デバイス200の振動部111は、ベース板230、リッド板220、及び枠部212により囲まれるキャビティ201に配置される。リッド板230では、支持部233のY’軸方向への厚さが第1接合部232の厚さである第1厚さC21と同じ厚さに形成されている。また、凹部231における厚さC22は、第1厚さC21よりも薄く形成されている。ベース板220では、支持部225のY’軸方向の厚さが第2接合部226の厚さである第2厚さB21と同じであり、凹部224の厚さB22よりも厚く形成されている。また、水晶振動片210では、枠部212、振動部111、及び突起216の厚さは全て同じ厚さA21に形成されている。また、支持部233、突起216、及び支持部225は、Y’軸方向に重なるように形成されている。 FIG. 5 is a cross-sectional view of the quartz crystal device 200. FIG. 5 includes the BB cross section of FIGS. 4 (a) to 4 (c). The vibration part 111 of the crystal device 200 is disposed in the cavity 201 surrounded by the base plate 230, the lid plate 220, and the frame part 212. In the lid plate 230, the thickness of the support portion 233 in the Y′-axis direction is the same as the first thickness C 21 that is the thickness of the first joint portion 232. Further, the thickness C22 in the recess 231 is formed thinner than the first thickness C21. In the base plate 220, the thickness of the support portion 225 in the Y′-axis direction is the same as the second thickness B21 that is the thickness of the second joint portion 226, and is formed to be thicker than the thickness B22 of the concave portion 224. . Further, in the crystal vibrating piece 210, the thickness of the frame portion 212, the vibrating portion 111, and the protrusion 216 are all formed to the same thickness A21. Further, the support portion 233, the protrusion 216, and the support portion 225 are formed to overlap in the Y′-axis direction.
水晶デバイス200では、水晶デバイス200が樹脂モールドされるために水晶デバイス200に圧力が加わる場合、リッド板230及びベース板220に歪みが生じる。この歪みは、封止材151で固定されないリッド板230及びベース板220の中央領域で最も大きくなると考えられる。水晶デバイス200では、リッド板230及びベース板220の中央領域がキャビティ201側に凹むように歪みが生じた場合に、支持部233及び支持部225が突起216に接触することによりリッド板230及びベース板220の歪みを抑え、水晶デバイス200の破損を防ぐように形成されている。すなわち、水晶デバイス200では、耐圧性が向上されている。また、リッド板230及びベース板220の歪みが抑えられることにより、封止材151が剥がれる方向に応力がかかりにくくなるため、キャビティ201のリークが防がれる。 In the crystal device 200, when pressure is applied to the crystal device 200 because the crystal device 200 is resin-molded, distortion occurs in the lid plate 230 and the base plate 220. This distortion is considered to be greatest in the central region of the lid plate 230 and the base plate 220 that are not fixed by the sealing material 151. In the quartz crystal device 200, when distortion occurs so that the central region of the lid plate 230 and the base plate 220 is recessed toward the cavity 201, the support portion 233 and the support portion 225 come into contact with the protrusion 216, thereby causing the lid plate 230 and the base plate to be in contact with each other. It is formed so as to suppress the distortion of the plate 220 and prevent the crystal device 200 from being damaged. That is, in the quartz crystal device 200, the pressure resistance is improved. In addition, since the distortion of the lid plate 230 and the base plate 220 is suppressed, it is difficult for stress to be applied in the direction in which the sealing material 151 is peeled off, so that the leakage of the cavity 201 is prevented.
また、水晶デバイス200では、突起216が連結部213の形成により生じた貫通溝217の空間を利用して形成されているため、水晶デバイス200の外形の大きさは従来の水晶デバイスの大きさよりも大きくすることなく水晶デバイスの耐圧性を向上させている。 Further, in the crystal device 200, since the protrusion 216 is formed using the space of the through groove 217 generated by the formation of the connecting portion 213, the size of the external shape of the crystal device 200 is larger than the size of the conventional crystal device. The pressure resistance of the crystal device is improved without increasing the size.
水晶デバイス200では突起216と支持部233及び支持部225との間に封止材151を形成していないが、封止材151を形成しても良い。また、水晶デバイス200では、連結部213の両隣に突起216が形成されたが、貫通溝217に他の空いた空間が存在すれば、その空間に突起を形成しても良い。 In the quartz crystal device 200, the sealing material 151 is not formed between the protrusion 216, the support portion 233, and the support portion 225, but the sealing material 151 may be formed. Further, in the crystal device 200, the protrusions 216 are formed on both sides of the connecting portion 213. However, if there is another vacant space in the through groove 217, a protrusion may be formed in the space.
<水晶デバイス300の構成>
図6は、水晶デバイス300の分解斜視図である。水晶デバイス300は主に、リッド板330と、ベース板320と、水晶振動片310と、により形成されている。水晶振動片310は、枠部312と、振動部111と、連結部213と、を含んでいる。枠部312は連結部213を囲むように形成されており、また、連結部213は振動部111の−X軸側の辺の中央から−X軸方向に伸びて枠部312に連結している。枠部312と振動部111との間には水晶振動片310をY’軸方向に貫通する貫通溝317が形成されている。また、枠部312には、Z’軸方向に平行に連結部213に向かって突き出た突起316が形成されている。突起316の+Y’軸側の面及び−Y’軸側の面である表裏面には、金属膜318が形成されている。金属膜318は、例えば励振電極114及び引出電極115と同じ材料により形成される。
<Configuration of Crystal Device 300>
FIG. 6 is an exploded perspective view of the quartz crystal device 300. The crystal device 300 is mainly formed by a lid plate 330, a base plate 320, and a crystal vibrating piece 310. The crystal vibrating piece 310 includes a frame portion 312, a vibrating portion 111, and a connecting portion 213. The frame portion 312 is formed so as to surround the connecting portion 213, and the connecting portion 213 extends from the center of the −X axis side of the vibrating portion 111 in the −X axis direction and is connected to the frame portion 312. . A through groove 317 is formed between the frame portion 312 and the vibrating portion 111 so as to penetrate the crystal vibrating piece 310 in the Y′-axis direction. In addition, the frame portion 312 is formed with a protrusion 316 protruding toward the connecting portion 213 in parallel with the Z′-axis direction. A metal film 318 is formed on the front and back surfaces of the protrusion 316 on the + Y′-axis side surface and the −Y′-axis side surface. The metal film 318 is formed of the same material as the excitation electrode 114 and the extraction electrode 115, for example.
リッド板330は平板状に形成されている。また、リッド板330の−Y’軸側の面には、水晶振動片310の突起316にY’軸方向に重なる位置に金属膜334が形成されている。金属膜334は、例えば励振電極114及び引出電極115と同じ材料により形成される。 The lid plate 330 is formed in a flat plate shape. A metal film 334 is formed on the surface of the lid plate 330 on the −Y′-axis side so as to overlap with the protrusion 316 of the crystal vibrating piece 310 in the Y′-axis direction. The metal film 334 is formed of the same material as the excitation electrode 114 and the extraction electrode 115, for example.
ベース板320は、+Y’軸側の面の中央領域に−Y’軸方向に凹んだ凹部224が形成されている。凹部224の周囲には、枠部312の−Y’軸側の面に封止材151(図7参照)を介して接合される第2接合部226が形成されている。また、第2接合部226から凹部224側に突き出すように支持部225が形成されている。支持部225の+Y’軸側の面には、金属膜327が形成されている。金属膜327は、例えば励振電極114及び引出電極115と同じ材料により形成される。 The base plate 320 has a recess 224 that is recessed in the −Y′-axis direction in the central region of the surface on the + Y′-axis side. Around the concave portion 224, a second joint portion 226 joined to the surface of the frame portion 312 on the −Y′-axis side via a sealing material 151 (see FIG. 7) is formed. Further, a support portion 225 is formed so as to protrude from the second joint portion 226 to the concave portion 224 side. A metal film 327 is formed on the surface at the + Y′-axis side of the support portion 225. The metal film 327 is formed of the same material as the excitation electrode 114 and the extraction electrode 115, for example.
図7は、図6のC−C断面図である。水晶デバイス300の振動部111は、ベース板330、リッド板320、及び枠部312により囲まれるキャビティ301に配置される。また、枠部312及び突起316の厚さA1は振動部111の厚さA2よりも厚く形成されている。水晶振動片310に形成されている金属膜318は、リッド板330に形成されている金属膜334及びベース板320に形成されている金属膜327にY’軸方向に重なるように配置される。金属膜318及び金属膜334と、金属膜318及び金属膜327とは接触しても良いし接触していなくても良い。また、各金属膜同士の間に封止材151が形成されていても良い。 7 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. The vibration unit 111 of the crystal device 300 is disposed in a cavity 301 surrounded by the base plate 330, the lid plate 320, and the frame unit 312. Further, the thickness A1 of the frame portion 312 and the protrusion 316 is formed to be thicker than the thickness A2 of the vibration portion 111. The metal film 318 formed on the crystal vibrating piece 310 is disposed so as to overlap the metal film 334 formed on the lid plate 330 and the metal film 327 formed on the base plate 320 in the Y′-axis direction. The metal film 318 and the metal film 334 may be in contact with the metal film 318 and the metal film 327 or may not be in contact with each other. Moreover, the sealing material 151 may be formed between each metal film.
突起及び支持部が形成された水晶デバイスに樹脂モールドを行う場合であり、突起及び支持部が互いに水晶材料又はガラス等の脆性材料で形成されている場合には、突起及び支持部が互いに接触することにより破損することが考えられる。これに対して水晶デバイス300では、突起316、支持部225、及びリッド板330に金属膜が形成されることにより、突起316と支持部225及びリッド板330とが直接接触することがないため、突起316及び支持部225の破損を回避することができる。 This is the case where resin molding is performed on the crystal device on which the protrusion and the support are formed. When the protrusion and the support are formed of a brittle material such as a crystal material or glass, the protrusion and the support are in contact with each other. It is thought that it breaks. On the other hand, in the crystal device 300, since the protrusion 316, the support portion 225, and the lid plate 330 are formed with a metal film, the protrusion 316, the support portion 225, and the lid plate 330 are not in direct contact with each other. Damage to the protrusion 316 and the support portion 225 can be avoided.
以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。 As described above, the optimal embodiment of the present invention has been described in detail. However, as will be apparent to those skilled in the art, the present invention can be implemented with various modifications and variations within the technical scope thereof.
100、200、300 … 水晶デバイス
101、201、301 … キャビティ
110、210、310 … 水晶振動片
111 … 振動部
112、212、312 … 枠部
113、213 … 連結部
114 … 励振電極
115 … 引出電極
120、220、320 … ベース板
121 … キャスタレーション
122 … 接続電極
123 … 外部電極
130、230、330 … リッド板
131 … 凸部
132 … 第1接合部
151 … 低融点ガラス
216、316 … 突起
217、317 … 貫通溝
224、231 … 凹部
225、233 … 支持部
226 … 第2接合部
232 … 第1接合部
318、327、334 … 金属膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100, 200, 300 ... Crystal device 101, 201, 301 ... Cavity 110, 210, 310 ... Crystal vibrating piece 111 ... Vibrating part 112, 212, 312 ... Frame part 113, 213 ... Connection part 114 ... Excitation electrode 115 ... Extraction electrode 120, 220, 320 ... base plate 121 ... castellation 122 ... connection electrode 123 ... external electrode 130, 230, 330 ... lid plate 131 ... convex portion 132 ... first junction 151 ... low melting glass 216, 316 ... projection 217, 317 ... Through groove 224, 231 ... Recessed part 225, 233 ... Support part 226 ... Second joint part 232 ... First joint part 318, 327, 334 ... Metal film
Claims (3)
前記枠部の一主面に接合され第1厚さに形成される第1接合部を有するリッド板と、
前記枠部の他主面に接合され第2厚さに形成される第2接合部を有するベース板と、を含み、
前記振動部は、前記枠部、前記ベース板、及び前記リッド板により囲まれるキャビティに密封され、
前記枠部は前記連結部の前記空間を挟んだ両側に前記キャビティの内側に突き出た突起を有し、
前記リッド板及び前記ベース板は、前記突起と厚さ方向に重なる位置に、前記第1厚さ及び前記第2厚さと同じ厚さの支持部を有する水晶デバイス。 A vibration part that vibrates at a predetermined frequency, a frame part that surrounds the vibration part across a space, and a crystal vibrating piece that includes a connection part that connects the vibration part and the frame part;
A lid plate having a first joint part joined to one main surface of the frame part and formed to a first thickness;
A base plate having a second joint portion joined to the other main surface of the frame portion and formed to a second thickness;
The vibrating portion is sealed in a cavity surrounded by the frame portion, the base plate, and the lid plate,
The frame part has protrusions protruding inside the cavity on both sides of the space of the connecting part ,
The lid plate and the base plate are quartz crystal devices having support portions having the same thickness as the first thickness and the second thickness at positions overlapping the protrusions in the thickness direction.
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