JP2015186196A - Piezoelectric vibrating piece and piezoelectric device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、支持応力による振動への影響が抑制された圧電振動片、及び該圧電振動片を有する圧電デバイスに関する。 The present invention relates to a piezoelectric vibrating piece in which an influence on vibration due to a support stress is suppressed, and a piezoelectric device having the piezoelectric vibrating piece.
所定の周波数で振動する振動部を有する圧電振動片を載置する圧電デバイスは、高精度、高安定な周波数が得られ、経年変化が少ない等の電気的諸特性を有することから、通信用機器から民生用機器の基準周波数源として広く用いられている。 A piezoelectric device on which a piezoelectric vibrating piece having a vibrating part that vibrates at a predetermined frequency has high electrical accuracy and high stability, and has various electrical characteristics such as little secular change. Is widely used as a reference frequency source for consumer equipment.
このような圧電デバイスでは、圧電振動片を固定する際に生じる応力により周波数温度特性、クリスタルインピーダンス(CI)、周波数再現性、及びエージング等が劣化する場合があった。このような問題に対して、例えば特許文献1では、振動部にL字状の支持部を形成し、支持部で圧電振動片を支えることにより振動部に応力が伝わることを防ぐ旨が示されている。
In such a piezoelectric device, frequency temperature characteristics, crystal impedance (CI), frequency reproducibility, aging, and the like may be deteriorated due to stress generated when the piezoelectric vibrating piece is fixed. For example,
しかし、特許文献1では、L字状に支持部を形成するため、圧電デバイス内の限られた空間に圧電振動片を載置する場合に振動部の大きさを小さくしなければならない。振動部の大きさが小さくなることは等価抵抗の増加及び共振Q値の低減に繋がるため圧電振動片が発振し難くなるという問題が生じる。また、圧電デバイスを大きくすることは圧電デバイスの小型化の流れに逆らうものであり困難である。さらに、特許文献1では圧電振動片がL字状の支持部の両端で支えられ、支持部の中央に連結部が形成されて支持部と振動部とを連結するが、支持応力が支持部の両端の間に発生するため、支持応力が連結部を介して振動部に伝わり、振動に影響を及ぼす場合があった。
However, in
本発明は、支持応力による振動への影響を無くした圧電振動片、及び該圧電振動片を有する圧電デバイスを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a piezoelectric vibrating piece that has no influence on vibration due to support stress, and a piezoelectric device having the piezoelectric vibrating piece.
第1観点の圧電振動片は、長辺及び短辺を有する矩形形状の一対の主面を有し所定の周波数で振動させるため一対の主面にそれぞれ一対の励振電極が形成される振動部と、振動部から離間して長辺又は短辺に平行に伸び主面に平行な第1面と第1面の反対の第2面とを有する支持部と、支持部の一端と長辺又は短辺の端部とを連結するように長辺又は短辺に垂直に伸びる連結部と、を備える。また、圧電振動片は各励振電極から支持部の第2面にまでそれぞれ引出電極が引き出されている。 A piezoelectric vibrating piece according to a first aspect includes a vibrating portion having a pair of rectangular main surfaces having a long side and a short side, and a pair of excitation electrodes formed on the pair of main surfaces to vibrate at a predetermined frequency. A supporting portion having a first surface extending in parallel with the long side or the short side and being parallel to the main surface and a second surface opposite to the first surface, and one end of the supporting portion and the long side or the short side. A connecting portion extending perpendicularly to the long side or the short side so as to connect the end portions of the sides. Further, the piezoelectric vibrating piece has an extraction electrode drawn from each excitation electrode to the second surface of the support portion.
第2観点の圧電振動片は、第1観点において、支持部の長さが、支持部が離間して平行に伸びる長辺又は短辺の半分の長さ以上であり、支持部が離間して平行に伸びる長辺又は短辺の長さ以下である。 In the piezoelectric resonator element according to the second aspect, in the first aspect, the length of the support portion is equal to or longer than the length of the long side or the short side that extends in parallel with the support portion being separated, and the support portion is separated. It is below the length of the long side or the short side extending in parallel.
第3観点の圧電振動片は、第1観点及び第2観点において、振動部が、励振電極が形成される励振領域及び励振領域を囲む周辺領域を有しする。励振領域は周辺領域よりも厚く形成され、連結部は周辺領域と同じ厚さに形成される。また、支持部の第1面から第2面までの厚さは励振領域の一方の主面から他方の主面までの厚さと同じ厚さで形成される。 In the piezoelectric resonator element according to the third aspect, in the first aspect and the second aspect, the vibration unit includes an excitation region where the excitation electrode is formed and a peripheral region surrounding the excitation region. The excitation region is formed thicker than the peripheral region, and the connecting portion is formed to the same thickness as the peripheral region. Further, the thickness from the first surface to the second surface of the support portion is formed with the same thickness as the thickness from one main surface to the other main surface of the excitation region.
第4観点の圧電振動片は、第1観点及び第2観点において、支持部の第1面から第2面までの厚さが励振領域の一方の主面から他方の主面までの厚さよりも厚く形成される。 In the piezoelectric vibrating piece according to the fourth aspect, in the first aspect and the second aspect, the thickness from the first surface to the second surface of the support portion is larger than the thickness from one main surface to the other main surface of the excitation region. It is formed thick.
第5観点の圧電振動片は、第4観点において、連結部が、振動部に接続する個所で振動部と同じ厚さであり、支持部に接続する個所で支持部と同じ厚さであり、振動部に接続する箇所から支持部に接続する箇所にかけてなだらかに厚さが厚くなる。 In the fourth aspect, the piezoelectric vibrating piece according to the fifth aspect is the same thickness as the vibrating portion at the location where the connecting portion is connected to the vibrating portion, and the same thickness as the supporting portion at the location where the connecting portion is connected to the supporting portion, The thickness gradually increases from the location connected to the vibrating portion to the location connected to the support portion.
第6観点の圧電デバイスは、第1観点から第5観点の圧電振動片と、支持部に引き出された引出電極に導電性接着剤を介して電気的に接続される接続電極を有し圧電振動片を載置するパッケージと、パッケージに接続され圧電振動片を密封する密閉空間を形成するリッドと、を備える。 A piezoelectric device according to a sixth aspect includes the piezoelectric vibrating piece according to the first to fifth aspects and a connection electrode electrically connected to the extraction electrode drawn out to the support portion via a conductive adhesive. A package on which the piece is placed; and a lid that is connected to the package and forms a sealed space for sealing the piezoelectric vibrating piece.
第7観点の圧電デバイスは、第6観点において、支持部は引出電極が接続電極に接続される2箇所の接続箇所を有し、支持部と振動部とを連結する連結端部と一方の接続箇所との間に他方の接続箇所が配置される。 According to a seventh aspect of the piezoelectric device, in the sixth aspect, the support portion has two connection locations where the extraction electrode is connected to the connection electrode, and one end of the connection end that connects the support portion and the vibration portion is connected. The other connection location is arranged between the locations.
第8観点の圧電デバイスは、第6観点及び第7観点において、パッケージには、圧電振動片を制御する集積回路が載置される。 In the piezoelectric device according to the eighth aspect, in the sixth aspect and the seventh aspect, an integrated circuit for controlling the piezoelectric vibrating piece is placed on the package.
本発明の圧電振動片及び圧電デバイスによれば、圧電振動片の支持部とパッケージとが接続される接続箇所の間に支持部と振動部との連結部を設けないことにより振動部に支持応力が伝わることを防ぎ、支持応力による振動への影響を無くすことができる。 According to the piezoelectric vibrating piece and the piezoelectric device of the present invention, a supporting stress is applied to the vibrating portion by not providing a connecting portion between the supporting portion and the vibrating portion between the connection portions where the supporting portion of the piezoelectric vibrating piece and the package are connected. Can be prevented, and the influence of the support stress on the vibration can be eliminated.
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)
<圧電デバイス100の全体構成>
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、圧電振動片130と、リッド110と、パッケージ120と、により形成されている。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(XZ面)が結晶軸(XYZ)の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。
(First embodiment)
<Overall Configuration of
FIG. 1 is an exploded perspective view of the
圧電デバイス100は、パッケージ120の+Y’軸側に形成される凹部121に圧電振動片130が載置され、さらに凹部121を密封するようにリッド110がパッケージ120の+Y’軸側の面に接合されることにより形成される。圧電デバイス100は、表面実装型の圧電デバイスであり、プリント基板等にハンダ(不図示)を介して実装されることにより用いられる。
In the
圧電振動片130は、所定の周波数で振動する振動部131と、振動部131の外側に形成された支持部132と、振動部131と支持部132とを連結する連結部133と、により形成されている。振動部131には一対の励振電極134が形成されており、各励振電極134からはそれぞれ引出電極135が引き出されている。引出電極135は連結部133を通り支持部132にまで引き出されている。
The piezoelectric vibrating
パッケージ120の−Y’軸側の面は圧電デバイス100が実装される実装面126aであり、実装面126aには一対の実装端子125(図2参照)が形成される。また、パッケージ120は、X軸に平行な長辺とZ’軸に平行な短辺とを有する矩形形状に形成されている。パッケージ120の外壁の四隅には、パッケージ120の内側に凹んだキャスタレーション127aが形成され、外壁の短辺側の中央にはキャスタレーション127bが形成されている。キャスタレーション127bには、実装端子125の一部が形成されている。
The surface on the −Y′-axis side of the
パッケージ120の+Y’軸側の面には、−Y’軸方向に凹んだ凹部121が形成されている。凹部121は、実装面126aの反対側の面であり凹部121の−Y’軸側の面である底面126bを有しており、底面126bには圧電振動片130が載置される載置部123が形成されている。載置部123の+Y’軸側の面には実装端子125に電気的に接続される電極パッド124が形成されている。また、パッケージ120の凹部121の周囲にはリッド110に接合される接合面122が形成されている。
A
パッケージ120は3つの層により構成されており、各層は例えばセラミックスにより形成される。パッケージ120の−Y’軸側には、平面状に形成されている第1層120aが配置されている。第1層120aの−Y’軸側の面は実装面126aであり、実装端子125が形成されている。第1層120aの+Y’軸側の面には第2層120bが配置される。第2層120bの中央部には、凹部121の一部を形成する貫通孔が形成されている。また第2層120bは凹部121内に載置部123を形成する。第2層120bの+Y’軸側の面には第3層120cが配置される。第3層120cの中央部には凹部121の一部を形成する貫通孔が形成されている。第3層120cの+Y’軸側の面には接合面122が形成されている。
The
リッド110は、平面状の板として形成されている。リッド110はパッケージ120の+Y’軸側の面の接合面122に封止材142(図2参照)を介して接合されることによりパッケージ120の凹部121を密封する。
The
図2は、図1のA−A断面図である。圧電デバイス100では、リッド110がパッケージ120の接合面122に封止材142を介して接合されることによりパッケージ120の凹部121が密封されている。密封された凹部121の−X軸側の端には、+Y’軸側の面に電極パッド124が形成された載置部123が形成されている。載置部123には、圧電振動片130の支持部132が導電性接着剤141を介して固定される。また、支持部132に形成される引出電極135と載置部123に形成される電極パッド124とは導電性接着剤141を介して電気的に接続される。電極パッド124は、載置部123を貫通し又は第1層120aの+Y’軸側の面等に形成される接続電極124aを介して、パッケージ120の実装面126a及びキャスタレーション127bの一部に形成される実装端子125に電気的に接続されている。パッケージ120に形成される電極パッド124、接続電極124a及び実装端子125等の電極は、例えばセラミックス上にタングステンの層が形成され、その上に下地めっきとしてニッケル層が形成され、さらにその上に仕上げメッキとして金層が形成されることにより形成される。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. In the
図3(a)は、圧電振動片130の斜視図である。圧電振動片130の振動部131はX軸方向に長辺が伸びZ’軸方向に短辺が伸びる矩形形状に形成されている。振動部131の+Y’軸側の面と−Y’軸側の面とにはそれぞれ矩形形状の励振電極134が形成されている。また、振動部131の−X軸側には振動部131とは離間してZ’軸方向に伸びる支持部132が形成されており、支持部132の+X軸側の辺の−Z’軸側の端部と振動部131の−X軸側の辺の−Z’軸側の端部とがX軸方向に伸びる連結部133により連結されている。振動部131、支持部132、及び連結部133のY’軸方向の厚さは全て等しい厚さに形成されている。
FIG. 3A is a perspective view of the piezoelectric vibrating
振動部131に形成される各励振電極134からはそれぞれ引出電極135が引き出されている。振動部131の+Y’軸側の面に形成されている励振電極134から引き出される引出電極135は、連結部133の+Y’軸側の面を通って支持部132の+Y’軸側の面に引き出され、支持部132を+Z’軸方向に支持部132の+Z’軸側の端部付近にまで延びた後に支持部132の−X軸側の側面を介して支持部132の−Y’軸側の面に引き出されている。また、振動部131の−Y’軸側の面に形成されている励振電極134から引き出される引出電極135は、連結部133の−Y’軸側の面を通って支持部132の−Y’軸側の面に引き出され、支持部132の+Z’軸方向に延びて支持部132の−Y’軸側の面に引き出されている。図3(a)では、支持部132の−Y’軸側の面に引き出された各引出電極135の端135aが示されている。
An
図3(b)は、圧電振動片130の平面図である。圧電振動片130では、振動部131のZ’軸方向の長さをL1、振動部131のX軸方向の長さをL2とすると、L1はL2よりも短く形成されている。また、圧電振動片130の全体のX軸方向の長さをL3とすると、L3はL2よりも長く形成される。圧電振動片130では、支持部132のZ’軸方向の長さもL1に形成される。圧電振動片130では、振動部131と支持部132との間の連結部133以外の領域は、圧電振動片130をY’軸方向に貫通する貫通溝136が形成されている。
FIG. 3B is a plan view of the piezoelectric vibrating
圧電振動片130の+Y’軸側及び−Y’軸側の各面に形成される励振電極134から引き出される引出電極135は、互いにY’軸方向に重ならないように形成されることが望ましい。引出電極135がY’軸方向に重ならないように形成されることにより引出電極135間の静電容量の発生が抑えられ、圧電振動片130のクリスタルインピーダンス(CI)値の上昇を抑えることができる。
The
図4(a)は、パッケージ120の平面図である。底面126bの長辺の中央付近の+Z’軸側及び−Z’軸側には電極パッド124が形成された一対の載置部123が配置されている。また、電極パッド124と実装端子125とを電気的に接続するように接続電極124aが形成されている。一対の載置部123は、圧電振動片130を凹部121に載置する場合に引出電極135の端135aにY’軸方向に重なる位置に配置されている。
FIG. 4A is a plan view of the
パッケージ120には、外壁の四隅及びパッケージ120の短辺側の外壁の中央に、凹部121側に凹んだキャスタレーション127a及びキャスタレーション127bが形成されている。パッケージ120はセラミックスシートに複数のパッケージ120が形成された後に個々に切断されて形成されるが、切断時に各パッケージ120の角が欠けてしまうことがある。キャスタレーション127aは、このような欠け等によるパッケージ120の破損を防ぐために形成される。また、キャスタレーション127bは、実装端子125の一部をパッケージ120の側面にも形成するために形成される。圧電デバイス100はハンダを介してプリント基板等に実装されるが、このハンダは圧電デバイス100の側面に形成される実装端子125にも付着する。そのため、圧電デバイス100の側面に形成される実装端子125に付着したハンダを介してハンダの接合状態を確認することができる。
In the
図4(b)は、圧電振動片130が載置されたパッケージ120の平面図である。圧電振動片130は、支持部132の−Y’軸側の面に引き出された各引出電極135の端135aと電極パッド124とが導電性接着剤141により接合されて、電気的に接続される。すなわち、圧電振動片130は、各引出電極135の端135aがそれぞれ各接続電極124aに接続される接続箇所となって載置部124に固定される。圧電振動片130では、圧電振動片130が固定される各引出電極135の端135a及びそれらの間に支持応力が生じるが、図4(b)では一点鎖線150でこの支持応力が生じる主な範囲が囲まれている。
FIG. 4B is a plan view of the
圧電デバイスでは、圧電振動片を固定する際に生じる応力により周波数温度特性、クリスタルインピーダンス(CI)、周波数再現性、及びエージング等が劣化する場合があるが、これは主に支持応力等が振動部に伝わることにより生じるものである。 In piezoelectric devices, frequency temperature characteristics, crystal impedance (CI), frequency reproducibility, aging, etc. may deteriorate due to stress generated when the piezoelectric vibrating piece is fixed. It is caused by being transmitted to.
圧電デバイス100では、図4(b)に示されるように一点鎖線150で囲まれる支持応力が発生する領域と振動部131とが貫通溝136により互いに離間し、一点鎖線150で囲まれる領域から最も離れた支持部の−Z’軸側の端で支持部132と振動部131とが連結されていることにより、支持部132に発生する支持応力が振動部131に伝わり難くなっている。また、圧電デバイス100では圧電振動片130をパッケージ120に載置する際に導電性接着剤141を介して圧電振動片130に熱がかかるが、圧電振動片130に貫通溝136が形成されて一点鎖線150で囲まれる支持応力が発生する領域と振動部131とが貫通溝136により互いに離間しているため、このような熱のヒステリシスに起因する応力の影響が振動部131に及ぶことが防がれている。これらにより、圧電デバイスの周波数温度特性、クリスタルインピーダンス(CI)、周波数再現性、及びエージング等が劣化することが防がれている。
In the
また、従来は導電性接着剤に起因して生ずる応力を緩和するために軟性のあるシリコン系の導電性接着剤が用いられたが、シリコン系の導電性接着剤では接合が不安定になるため周波数変化及び接合の不具合が生じることがあった。また、シリコン系接着剤を使用した場合にはシリコン系接着剤に特有なシロキサン揮発問題で、振動特性の経時変化が大きくなるという問題があった。圧電デバイス100では圧電振動片130の支持部132に導電性接着剤が接着されることにより振動部131への応力の影響が弱められているため、
導電性接着剤にシリコン系の導電性接着剤よりも硬い材料を使用することができ、これにより圧電振動片130を安定して接合することができる。そのため、周波数変化及び接合の不具合の発生を防ぐことができる。
Conventionally, a soft silicon-based conductive adhesive has been used to relieve the stress caused by the conductive adhesive, but the bonding becomes unstable with a silicon-based conductive adhesive. In some cases, frequency changes and bonding defects occurred. Further, when a silicon-based adhesive is used, there is a problem that a change with time in vibration characteristics becomes large due to a siloxane volatilization problem peculiar to the silicon-based adhesive. In the
A material harder than a silicon-based conductive adhesive can be used for the conductive adhesive, whereby the piezoelectric vibrating
さらに、圧電振動片130では、支持部132が振動部131の一辺の側に限定して形成されている。そのため、振動部131の大きさをできる限り大きく保つことができ、等価抵抗の増加及び共振Q値の低減を最小限に抑えることができる。
Further, in the piezoelectric vibrating
(第2実施形態)
圧電振動片の形状及び圧電デバイスの構成は、様々に形成することができる。以下に圧電振動片及び圧電デバイスの変形例について説明する。また、以下の説明では、第1実施形態と同様の部分に関しては第1実施形態と同様の番号を付してその説明を省略する。
(Second Embodiment)
The shape of the piezoelectric vibrating piece and the configuration of the piezoelectric device can be variously formed. Hereinafter, modified examples of the piezoelectric vibrating piece and the piezoelectric device will be described. In the following description, the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and the description thereof is omitted.
<圧電振動片230の構成>
図5(a)は、圧電振動片230の平面図である。圧電振動片230は、振動部131と、連結部133と、支持部232と、により構成されている。連結部133は、振動部131の−X軸側の辺の−Z’軸側の端部と支持部232の+X軸側の辺の−Z’軸側の端部とを連結している。支持部232は、Z’軸方向の長さがL4に形成されている。L4は振動部131のZ’軸方向の長さL1よりも短く、L1の半分の長さよりも長い。また、+Y’軸側の面に形成されている励振電極134からは支持部232の+Y’軸側の面に引出電極235が引き出され、更に支持部232を+Z’軸方向に支持部232の+Z’軸側の端部付近にまで延びた後に支持部232の−X軸側の側面を介して支持部232の−Y’軸側の面に引き出されている。支持部232の−Y’軸側の面の引出電極235の端は、端235aとなっている。引出電極235の支持部232の−Y’軸側の面の引出電極235の端235aと、引出電極135の端135aとには導電性接着剤141が塗布されることによりパッケージ(不図示)に固定される。
<Configuration of
FIG. 5A is a plan view of the piezoelectric vibrating
圧電振動片230では、支持部232のZ’軸方向の長さが短く形成されることにより引出電極235の全体の長さを短く形成することができる。これにより、引出電極235の全体の電気抵抗値が下がるため圧電振動片のクリスタルインピーダンス(CI)値がより低くなるように形成することができる。また、支持部232の長さL4は振動部131のZ’軸方向の長さであるL1の半分の長さよりも長く形成されることが望ましい。L4の長さがL1の半分の長さよりも短い場合には、引出電極135の端135aと引出電極235の端235aとの距離が短くなるため電極の短絡を考慮しなければならなくなるため導電性接着剤の接合領域が限定され、圧電振動片230の固定が不安定になる可能性があるためである。
In the piezoelectric vibrating
<圧電振動片330の構成>
図5(b)は、圧電振動片330の平面図である。圧電振動片330は、振動部331と、連結部333と、支持部332と、により構成されている。振動部331はX軸方向に長辺が伸びZ’軸方向に短辺が伸びた矩形形状に形成されている。支持部332はX軸方向に伸びるように形成されており、振動部331の+Z’軸側に振動部331から離間して配置されている。そのため、振動部331と支持部332との間には貫通溝336が形成される。また、振動部331の+Z’軸側の辺の−X軸側の端部と支持部332の−Z’軸側の辺の−X軸側の端部とが、Z’軸方向に伸びる連結部333により連結されている。また、圧電振動片330のX軸方向の長さをL5、Z’軸方向の長さをL6とすると、L5はL6よりも長く形成される。また、振動部331及び支持部332のX軸方向の長さはそれぞれL5に形成される。
<Configuration of
FIG. 5B is a plan view of the piezoelectric vibrating
振動部331の+Y’軸側及び−Y’軸側の主面にはそれぞれ励振電極334が形成されており、各励振電極334からは支持部332にまで引出電極335が引き出されている。+Y’軸側の面に形成されている励振電極334から引き出されている引出電極335は連結部333の+Y’軸側の面を介して支持部332に引き出され、さらに支持部332の+Y’軸側の面を+X軸方向に伸び、+Z’軸側の側面を介して−Y’軸側の面に引き出されている。また、−Y’軸側の面に形成されている励振電極334から引き出されている引出電極335は連結部333の−Y’軸側の面を介して支持部332に引き出され、支持部332の−Y’軸側の面まで引き出されている。圧電振動片330は、各引出電極335の支持部332の−Y’軸側の面に形成される端335aにおいて導電性接着剤141によりパッケージ(不図示)に載置される。そのため、圧電振動片330が載置されるパッケージでは、凹部内の+Z’軸側に一対の載置部が形成される。
圧電振動片330では、支持部332が振動部331の長辺方向に伸びているため各引出電極335の端335a同士の間隔を広く取ることができる。そのため、各引出電極335の端335aの面積を大きく取ることにより導電性接着剤141が塗布される領域を増やすことができるため、圧電振動片330と導電性接着剤141との接触面積を増やすことで圧電振動片330のパッケージへの固定を強くすることができる。
In the piezoelectric vibrating
<圧電振動片430の構成>
図5(c)は、圧電振動片430の平面図である。圧電振動片430は、振動部331と、連結部333と、支持部432と、により構成されている。連結部333は、振動部331の+Z’軸側の辺の−X軸側の端部と支持部432の−Z’軸側の辺の−X軸側の端部とを連結している。支持部432は、X軸方向の長さがL7に形成されている。L7は振動部332のX軸方向の長さL5よりも短く、L5の半分の長さよりも長い。また、+Y’軸側の面に形成されている励振電極334から引き出されている引出電極335は連結部333の+Y’軸側の面を介して支持部432に引き出され、さらに支持部432の+Y’軸側の面を+X軸方向に伸び、+Z’軸側の側面を介して−Y’軸側の面に引き出されている。引出電極435の支持部432の−Y’軸側の面の引出電極435の端435aと、引出電極335の端335aとには導電性接着剤141が塗布されることによりパッケージに固定される。
<Configuration of
FIG. 5C is a plan view of the piezoelectric vibrating
圧電振動片430では、圧電振動片230と同様に、支持部432のX軸方向の長さを適切に調整することにより、引出電極435の抵抗値を低くすることによりクリスタルインピーダンス(CI)値を下げると共にパッケージへの固定を強くすることができる。
In the piezoelectric vibrating
<圧電振動片530の構成>
図6(a)は、圧電振動片530の斜視図である。圧電振動片530は、振動部131と、連結部133と、支持部532と、により形成されている。支持部532は、支持部132(図3(a)参照)よりもY’軸方向の長さが長く形成されているがその他の部分は支持部132と同様である。そのため、圧電振動片530の平面形状は圧電振動片130(図3(b)参照)と同じである。連結部133は、振動部131の−X軸側の辺の−Z’軸側の端部と支持部532の+X軸側の面の−Z’軸側の+Y’軸側の角に連結されている。振動部131に形成される各励振電極134からは、支持部532の−Y’軸側の面にまで引出電極535が引き出されている。
<Configuration of
FIG. 6A is a perspective view of the piezoelectric vibrating
図6(b)は、図6(a)のB−B断面図である。振動部131及び連結部133のY’軸方向の厚さをL8、支持部532のY’軸方向の厚さをL9とすると、L9はL8よりも大きい。圧電デバイス100(図2参照)では、圧電振動片130がパッケージ120の第1層120aに接触しないように載置部123が設けられているが、圧電振動片530では支持部が厚く形成されることによりパッケージに載置部123が形成されていなくても振動部133が第1層120aに接触しないようにパッケージ内に載置することができる。
FIG.6 (b) is BB sectional drawing of Fig.6 (a). When the thickness of the vibrating
<圧電振動片630の構成>
図6(c)は、圧電振動片630の断面図である。振動部131と、連結部633と、支持部532と、により形成されている。連結部633以外の部分は、圧電振動片530と圧電振動片630とは同じであり、平面形状も同じである。連結部633は、振動部131に連結する部分の厚さがL8であり、支持部532に連結する部分の厚さがL9に形成されている。また、連結部633では、振動部131に連結する部分から支持部532に連結する部分にかけてなだらかに厚さが厚くなるように形成されている。圧電振動片630では、このように支持部532の厚さに合わせて連結部633の厚さを厚く形成することで連結部633の強度が強化されている。
<Configuration of
FIG. 6C is a cross-sectional view of the piezoelectric vibrating
<圧電振動片730の構成>
図7(a)は、圧電振動片730の平面図である。圧電振動片730は、振動部731と、連結部133と、支持部732と、により構成されている。振動部731は、励振電極134が形成され、所定の周波数で振動する領域である励振領域731aと、励振領域731aの周囲を取り囲むように形成される周辺領域731bと、により形成されている。
<Configuration of
FIG. 7A is a plan view of the piezoelectric vibrating
図7(b)は、図7(a)のC−C断面図である。振動部731では、+Y’軸側及び−Y’軸側の両主面に励振領域731aが形成される。周辺領域731bのY’軸方向の厚さをL8とした場合、各励振領域731aは周辺領域731bから厚さL11に形成される。また、支持部732のY’軸方向の厚さと振動部731のY’軸方向の厚さとは等しくなるように形成される。そのため、圧電振動片730では、支持部732のY’軸方向の厚さをL10とした場合、図7(b)に示されるように、L8と励振領域731bの厚さL11の2倍との合計がL10になるように形成される。
FIG.7 (b) is CC sectional drawing of Fig.7 (a). In the
圧電振動片730では、振動部731の中央領域が厚いメサ型に形成されることにより、圧電振動片730の不要振動の発生が抑えられ、クリスタルインピーダンス(CI)値を低下させることができる。
In the piezoelectric vibrating
<圧電デバイス800の構成>
図8は、圧電デバイス800の概略断面図である。圧電デバイス800は、圧電振動片130と、リッド110と、パッケージ820と、集積回路850と、により構成されている。パッケージ820は、+Y’軸側に開口を有する凹部821を有し、第1層820aと、第2層820bと、第3層820cと、により形成されている。第1層820a、第2層820b、及び第3層820cは、パッケージ120の第1層120a、第2層120b、及び第3層120cに対応するが、集積回路850を載置するためにパッケージ120の第1層120a、第2層120b、及び第3層120cとは寸法及び電極の配線等が異なる。
<Configuration of
FIG. 8 is a schematic sectional view of the
第1層820aの−Y’軸側の面には実装端子825が形成されており、+Y’軸側の面の凹部821内には集積回路850が載置される。実装端子825は例えば6つの端子により構成され、各端子は集積回路850に電気的に接続されて外部から電力の受給及び圧電デバイス800の外部に周波数信号を出力する事等を仲介する。集積回路850は、さらに、パッケージ820の凹部821内に形成される接続電極824aを介して圧電振動片130に電気的に接続されて圧電振動片130を制御する。圧電振動片130は、凹部821内に形成される載置部823上に載置される。凹部821はリッド110により密封されている。
A mounting
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。また、各実施形態の特徴を様々に組み合わせ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. Moreover, the features of each embodiment can be implemented in various combinations.
さらに、上記の実施形態では、振動部は矩形であってが、音叉型、楕円形、円形など他の形状であってもよい。また、圧電振動片はATカットの水晶であったが、Zカット又はBTカットなどの水晶を用いてもよい。また、圧電振動片は水晶で形成されたが、水晶以外の圧電材料、例えばタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム又は圧電セラミックを用いてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the vibrating portion is rectangular, but may be other shapes such as a tuning fork shape, an elliptical shape, and a circular shape. Further, although the piezoelectric vibrating piece is an AT cut crystal, a crystal such as a Z cut or a BT cut may be used. Moreover, although the piezoelectric vibrating piece is formed of quartz, a piezoelectric material other than quartz, for example, lithium tantalate, lithium niobate, or piezoelectric ceramic may be used.
100、800 … 圧電デバイス
110 … リッド
120、820 … パッケージ
120a … 第1層
120b … 第2層
120c … 第3層
121、821 … 凹部
122 … 接合面
123、823 … 載置部
124 … 電極パッド
124a、824a … 接続電極
125、825 … 実装端子
126a … 実装面
126b … 底面
127a、127b … キャスタレーション
130、230、330、430、530、630、730 … 圧電振動片
131、331、731 … 振動部
132、232、332、432、532、732 … 支持部
133、333、633 … 連結部
134、334 … 励振電極
135、235、335、435 … 引出電極
135a、235a、335a、435a … 支持部の−Y’軸側の面に引き出された引出電極の端
136、336 … 貫通溝
141 … 導電性接着剤
142 … 封止材
731a … 励振領域
731b … 周辺領域
850 … 集積回路
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記振動部から離間して前記長辺又は前記短辺に平行に伸び、前記主面に平行な第1面と前記第1面の反対の第2面とを有する支持部と、
前記支持部の一端と前記長辺又は前記短辺の端部とを連結するように、前記長辺又は前記短辺に垂直に伸びる連結部と、を備え、
前記各励振電極から前記支持部の第2面にまでそれぞれ引出電極が引き出されている圧電振動片。 A vibrating portion having a pair of rectangular main surfaces having a long side and a short side, and a pair of excitation electrodes formed on the pair of main surfaces to vibrate at a predetermined frequency;
A support portion that is spaced apart from the vibrating portion and extends in parallel with the long side or the short side, and has a first surface parallel to the main surface and a second surface opposite to the first surface;
A connecting portion extending perpendicularly to the long side or the short side so as to connect one end of the support portion and the end of the long side or the short side;
A piezoelectric vibrating piece in which an extraction electrode is drawn from each excitation electrode to the second surface of the support portion.
前記励振領域は前記周辺領域よりも厚く形成され、
前記連結部は前記周辺領域と同じ厚さに形成され、
前記支持部の前記第1面から前記第2面までの厚さは前記励振領域の一方の主面から他方の主面までの厚さと同じ厚さで形成される請求項1又は請求項2に記載の圧電振動片。 The vibration unit has an excitation region where the excitation electrode is formed and a peripheral region surrounding the excitation region,
The excitation region is formed thicker than the peripheral region,
The connecting portion is formed to the same thickness as the peripheral region,
The thickness from the said 1st surface of the said support part to the said 2nd surface is formed with the same thickness as the thickness from the one main surface of the said excitation area | region to the other main surface. The piezoelectric vibrating piece according to the description.
前記支持部に引き出された前記引出電極に導電性接着剤を介して電気的に接続される接続電極を有し、前記圧電振動片を載置するパッケージと、
前記パッケージに接続され、前記圧電振動片を密封する密閉空間を形成するリッドと、を備える圧電デバイス。 The piezoelectric vibrating piece according to any one of claims 1 to 5,
A connection electrode electrically connected to the extraction electrode drawn out to the support portion via a conductive adhesive, and a package on which the piezoelectric vibrating piece is placed;
And a lid that is connected to the package and forms a sealed space for sealing the piezoelectric vibrating piece.
The piezoelectric device according to claim 6, wherein an integrated circuit that controls the piezoelectric vibrating piece is placed on the package.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014063446A JP2015186196A (en) | 2014-03-26 | 2014-03-26 | Piezoelectric vibrating piece and piezoelectric device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2014063446A JP2015186196A (en) | 2014-03-26 | 2014-03-26 | Piezoelectric vibrating piece and piezoelectric device |
Publications (1)
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|---|---|
| JP2015186196A true JP2015186196A (en) | 2015-10-22 |
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Country Status (1)
| Country | Link |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016127468A (en) * | 2015-01-06 | 2016-07-11 | セイコーエプソン株式会社 | Vibration device, electronic device, and moving object |
| JP2020198492A (en) * | 2019-05-31 | 2020-12-10 | 京セラ株式会社 | Crystal element, crystal device, and electronic apparatus, and method for manufacturing crystal element |
-
2014
- 2014-03-26 JP JP2014063446A patent/JP2015186196A/en active Pending
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| JP2020198492A (en) * | 2019-05-31 | 2020-12-10 | 京セラ株式会社 | Crystal element, crystal device, and electronic apparatus, and method for manufacturing crystal element |
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