JP5584500B2 - Piezoelectric frame and piezoelectric device - Google Patents
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
本発明は、例えば水晶等の圧電材料からなる、落下に対する破損を防止できる特性が優れ、且つ振動漏れも防止することができる圧電フレーム及び圧電デバイスに関する。 The present invention relates to a piezoelectric frame and a piezoelectric device, which are made of a piezoelectric material such as quartz, for example, have excellent characteristics that can prevent breakage due to falling, and can also prevent vibration leakage.
ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、或いはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話等の移動体通信機器などにおいて、圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスが広く使用されている。 Piezoelectric devices such as piezoelectric vibrators and piezoelectric oscillators are widely used in small information devices such as HDDs (hard disk drives), mobile computers, and IC cards, and mobile communication devices such as mobile phones and automobile phones. Has been.
近年、小型電子機器に対応するために、圧電振動子を構成する圧電振動片及び圧電フレームの小型化が望まれている。しかしながら、圧電振動片の小型化に従って、振動漏れや、ＣＩ値の悪化や、圧電振動片の接着面積の縮小などの問題がある。 In recent years, in order to cope with small electronic devices, downsizing of the piezoelectric vibrating piece and the piezoelectric frame constituting the piezoelectric vibrator is desired. However, as the piezoelectric vibrating piece is downsized, there are problems such as vibration leakage, deterioration of the CI value, and reduction in the bonding area of the piezoelectric vibrating piece.
従来、音叉型圧電振動片９１と枠部９３とを一体に形成する技術は、特許文献１に示す水晶フレーム９０が提案されていた。特許文献１によれば、音叉型圧電振動片９１の基部９２が音叉型圧電振動片の長さ方向（Ｙ方向）に延びた接続部９４と、基部の幅方向（Ｘ方向）に延びた接続部９５とを一体に形成した水晶フレーム９０を提供していた。水晶フレーム９０は上ケースと下ケースで封止されて表面実装型の圧電デバイスとして使用される。 Conventionally, a crystal frame 90 shown in Patent Document 1 has been proposed as a technique for integrally forming the tuning fork type piezoelectric vibrating piece 91 and the frame portion 93. According to Patent Document 1, a base portion 92 of a tuning fork type piezoelectric vibrating piece 91 is connected to a connecting portion 94 that extends in the length direction (Y direction) of the tuning fork type piezoelectric vibrating piece, and a connection that extends in the width direction (X direction) of the base portion. The crystal frame 90 formed integrally with the portion 95 was provided. The crystal frame 90 is sealed with an upper case and a lower case and used as a surface-mount type piezoelectric device.
しかしながら、圧電デバイスが小型化するにつれ、３箇所の接続部が更に短くなり、音叉型圧電振動片９１から外部への振動漏れが大きくなる。従って、特許文献２において、この接続部の代わりに、振動腕の両方の外側において基部から振動腕の伸びた方向に伸びる一対の支持腕を設ける構造が掲示されている。この支持腕により、音叉型圧電振動片から外部への振動漏れを抑えることができる。 However, as the piezoelectric device is reduced in size, the three connection portions are further shortened, and vibration leakage from the tuning fork type piezoelectric vibrating piece 91 to the outside increases. Therefore, in Patent Document 2, a structure in which a pair of support arms extending in the direction in which the vibrating arm extends from the base portion is provided on both outer sides of the vibrating arm instead of the connecting portion. With this support arm, vibration leakage from the tuning fork type piezoelectric vibrating piece to the outside can be suppressed.
しかしながら、落下などにより水晶振動片に衝撃力が印加された場合、重い部分である基部が揺れてしまう。これにより、特許文献２のような接続腕の略中央部の隣で応力が集中し易くなり、支持腕が断裂する場合がある。これにより、圧電振動片の破損又は変形などが起こり、ＣＩ値、発振周波数等の変動等が生じる。 However, when an impact force is applied to the crystal vibrating piece due to dropping or the like, the base which is a heavy part is shaken. Thereby, stress becomes easy to concentrate next to the substantially central portion of the connecting arm as in Patent Document 2, and the support arm may be torn. As a result, the piezoelectric vibrating piece is broken or deformed, and fluctuations in the CI value, oscillation frequency, and the like occur.
本発明は、小型化されても落下による破損又は変形を十分に且つ確実に防止することができ、且つ振動漏れも防止することができる圧電フレーム及び圧電デバイスを提供することにその目的がある。 An object of the present invention is to provide a piezoelectric frame and a piezoelectric device that can sufficiently and reliably prevent damage or deformation due to dropping even when downsized, and also prevent vibration leakage.
本発明の第一観点に係る圧電フレームは、基部の一端側から所定方向に伸びる一対の振動腕を有する圧電振動片と、圧電振動片を囲む圧電外枠と、振動腕の両外側において基部から所定方向に伸びる一対の支持腕と、支持腕と圧電外枠とを接続する接続腕とを同じ平面内に備え、接続腕が平面内で曲がり易い構造を有している。 A piezoelectric frame according to a first aspect of the present invention includes a piezoelectric vibrating piece having a pair of vibrating arms extending in a predetermined direction from one end side of a base, a piezoelectric outer frame surrounding the piezoelectric vibrating piece, and a base on both outer sides of the vibrating arm. A pair of support arms extending in a predetermined direction and a connection arm connecting the support arm and the piezoelectric outer frame are provided in the same plane, and the connection arm has a structure that is easily bent in the plane.
本発明の第一観点によれば、接続腕が平面内で曲がり易い構造を有することにより、外部の衝撃力に対抗する能力が一番弱い部分に応力が集中することを有効に防止することができる。即ち、接続腕が曲がり易くなったので、支持腕と、接続腕と外枠とに印加された応力が分散され、衝撃力に対抗する能力が一番弱い部分を確実に保護することができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to effectively prevent stress from being concentrated on a portion having the weakest ability to resist external impact force by having a structure in which the connecting arm is easily bent in a plane. it can. That is, since the connecting arm is easily bent, the stress applied to the support arm, the connecting arm, and the outer frame is dispersed, and the portion having the weakest ability to resist the impact force can be reliably protected.
本発明の第二観点に係る圧電フレームは、接続腕と圧電外枠とが接続する領域の上方又は下方に、圧電外枠の一部を切り欠いた切り欠け部が形成されている。この切り欠け部により、圧電振動片の振動漏れを抑えることができ、且つ、落下衝突する時に接続腕に印加された応力を低減することができる。 In the piezoelectric frame according to the second aspect of the present invention, a notch portion in which a part of the piezoelectric outer frame is cut is formed above or below a region where the connecting arm and the piezoelectric outer frame are connected. By this notch portion, vibration leakage of the piezoelectric vibrating piece can be suppressed, and stress applied to the connection arm at the time of falling collision can be reduced.
本発明の第三観点に係る圧電フレームは、接続腕と圧電外枠とが接続する領域の上下両方で切り欠け部が形成されている。上下両方で切り欠け部を形成することにより、圧電振動片の振動漏れをより一層抑えることができ、且つ、落下衝突する時に接続腕に印加された応力をより一層低減することができる。 In the piezoelectric frame according to the third aspect of the present invention, notches are formed both above and below the region where the connecting arm and the piezoelectric outer frame are connected. By forming the notch portions both in the upper and lower directions, vibration leakage of the piezoelectric vibrating piece can be further suppressed, and the stress applied to the connecting arm when the drop collision occurs can be further reduced.
本発明の第四観点に係る圧電フレームは、切り欠け部が丸形構造を有する。この丸形構造により圧電振動片の振動漏れを抑えることができ、且つ、落下衝突する時に接続腕に印加された応力を低減することができる。 In the piezoelectric frame according to the fourth aspect of the present invention, the notch has a round structure. With this round structure, vibration leakage of the piezoelectric vibrating piece can be suppressed, and the stress applied to the connecting arm at the time of falling collision can be reduced.
本発明の第五観点によれば、この切り欠け部が円形又は曲線の構造であることが好ましい。この円形又は曲線構造は、曲率半径が大きいので、より曲がり易くなり、衝撃力をより一層分散して、接続腕に印加された応力を低減することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, it is preferable that the notch has a circular or curved structure. Since this circular or curved structure has a large radius of curvature , it becomes easier to bend, and the impact force can be further dispersed to reduce the stress applied to the connecting arm.
本発明の第六観点に係る圧電フレームは、圧電外枠は、振動腕の所定方向における一方の幅より、所定方向と直交する方向における他方の幅が大きい。これにより、この圧電フレームを蓋部とベースとに固定する時、しっかりと固定されることができ、圧電フレームからの振動漏れを確実に防止することができる。 In the piezoelectric frame according to the sixth aspect of the present invention, the width of the piezoelectric outer frame in the direction orthogonal to the predetermined direction is larger than the width of the vibrating arm in the predetermined direction. Thereby, when this piezoelectric frame is fixed to the lid portion and the base, it can be firmly fixed, and vibration leakage from the piezoelectric frame can be reliably prevented.
本発明の第七観点に係る圧電フレームは、接続腕の所定方向における幅は、振動腕の所定方向の幅より大きい。これにより、接続腕の強度が向上され、落下衝突に確実に対抗できる。 In the piezoelectric frame according to the seventh aspect of the present invention, the width of the connecting arm in the predetermined direction is larger than the width of the vibrating arm in the predetermined direction. As a result, the strength of the connecting arm is improved, and it is possible to reliably counter a drop collision.
本発明の第八観点に係る圧電デバイスは、第一観点から第六観点のいずれか一つの圧電フレームと、この圧電フレームを覆う蓋部と、圧電フレームを支えるベースと、を備える。これにより、小型化されても落下による破損又は変形を十分に且つ確実に防止することができる。 A piezoelectric device according to an eighth aspect of the present invention includes the piezoelectric frame according to any one of the first to sixth aspects, a lid that covers the piezoelectric frame, and a base that supports the piezoelectric frame. Thereby, even if it is reduced in size, damage or deformation due to dropping can be sufficiently and reliably prevented.
本発明に係る圧電フレームと圧電デバイスは、小型化されても落下衝突等による破損又は変形を十分に且つ確実に防止することができ、且つ振動漏れも防止することができる。 Even if the piezoelectric frame and the piezoelectric device according to the present invention are downsized, they can sufficiently and reliably prevent damage or deformation due to a drop collision or the like, and also prevent vibration leakage.
以下、図面に基づいて本発明に係る圧電フレーム及び圧電デバイスの具体的な実施形態を説明する。しかしながら、これらの具体的な実施形態は、本発明の技術思想の具現化であり、これに限定されるわけではない。 Hereinafter, specific embodiments of a piezoelectric frame and a piezoelectric device according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, these specific embodiments are realizations of the technical idea of the present invention and are not limited thereto.
＜実施例１：第一圧電フレーム１００＞
図１は、第一圧電フレーム１００の構造を示す平面図である。図１に示したように、第一圧電フレーム１００には、その中央に圧電振動片２０が形成され、且つ、当該圧電振動片２０を囲むように圧電外枠３０が形成されている。
<Example 1: First piezoelectric frame 100>
FIG. 1 is a plan view showing the structure of the first piezoelectric frame 100. As shown in FIG. 1, a piezoelectric vibrating piece 20 is formed at the center of the first piezoelectric frame 100, and a piezoelectric outer frame 30 is formed so as to surround the piezoelectric vibrating piece 20.
本実施例において、当該圧電振動片２０は、たとえば３２．７６８ｋＨｚで信号を発信し、Ｘ方向の長さは０．７ｍｍから２ｍｍで設計され、Ｙ軸方向の長さは１．５ｍｍから４ｍｍで設計される極めて小型の振動片となっている。圧電振動片は、水晶振動片又は水ニオブ酸リチウム等の様々な圧電単結晶材料を用いることができる。 In the present embodiment, the piezoelectric vibrating piece 20 transmits a signal at, for example, 32.768 kHz, the length in the X direction is designed from 0.7 mm to 2 mm, and the length in the Y axis direction is from 1.5 mm to 4 mm. It is an extremely small vibration piece to be designed. As the piezoelectric vibrating piece, various piezoelectric single crystal materials such as a quartz vibrating piece or lithium water niobate can be used.
圧電振動片２０は、基部２２と、基部２２から所定方向に伸びた二つの振動腕２３と、振動腕２３の外側に形成された二つの支持腕２４とを有する。それに、二つの振動腕２３の表面、裏面には、エッチングにより溝部２７が形成されている。つまり、一対の振動腕２３には表裏面で２箇所の溝部２７が形成されている。この溝部２７の断面は、略Ｈ型に形成され音圧電振動片２０のＣＩ値を低下させる効果がある。なお、二つの振動腕２３の表面、裏面及び側面には、夫々に蒸着法又はスパッタリング法により励振電極が形成されている。 The piezoelectric vibrating piece 20 includes a base portion 22, two vibrating arms 23 extending from the base portion 22 in a predetermined direction, and two support arms 24 formed outside the vibrating arm 23. In addition, grooves 27 are formed on the front and back surfaces of the two vibrating arms 23 by etching. That is, two grooves 27 are formed on the front and back surfaces of the pair of vibrating arms 23. The cross section of the groove 27 is formed in a substantially H shape, and has an effect of reducing the CI value of the acoustic piezoelectric vibrating piece 20. Excitation electrodes are formed on the front, back, and side surfaces of the two vibrating arms 23 by vapor deposition or sputtering, respectively.
なお、振動腕２３の先端付近では幅広に形成されており、ハンマー型の形状をしている。また、振動腕２３のハンマー型の部分では金属膜も形成して錘の役目をさせている。錘は振動腕２３に電圧をかけた際に振動しやすくさせ、また安定した振動をするために形成されている。 In addition, in the vicinity of the tip of the vibrating arm 23, it is formed wide and has a hammer shape. Further, a metal film is also formed on the hammer-shaped portion of the vibrating arm 23 to serve as a weight. The weight is formed to make it easy to vibrate when a voltage is applied to the vibrating arm 23 and to make stable vibration.
基部２２と支持腕２４に渡って、夫々に、蒸着法又はスパッタリング法により基部電極が形成されており、夫々に励振電極と接続されている。図１において、このような励振電極と基部電極とを省略した。 A base electrode is formed over the base 22 and the support arm 24 by vapor deposition or sputtering, respectively, and is connected to the excitation electrode. In FIG. 1, the excitation electrode and the base electrode are omitted.
基部電極及び励振電極は、１５０オングストローム〜７００オングストロームのクロム（Ｃｒ）層の上に４００オングストローム〜２０００オングストロームの金（Ａｕ）層が形成された構成である。クロム（Ｃｒ）層の代わりに、チタン（Ｔｉ）層を使用してもよく、また金（Ａｕ）層の代わりに、銀（Ａｇ）層を使用してもよい。このような二層構造の代わりに、良好な密着性、耐食性、電気伝導性、耐熱性等を得るように、銅を主成分としてアルミニウム等との合金を使用して電極を形成しても良い。 The base electrode and the excitation electrode have a structure in which a gold (Au) layer of 400 angstroms to 2000 angstroms is formed on a chromium (Cr) layer of 150 angstroms to 700 angstroms. A titanium (Ti) layer may be used instead of the chromium (Cr) layer, and a silver (Ag) layer may be used instead of the gold (Au) layer. Instead of such a two-layer structure, an electrode may be formed by using an alloy with copper as a main component and aluminum so as to obtain good adhesion, corrosion resistance, electrical conductivity, heat resistance, and the like. .
一対の支持腕２４は、基部２２の一端から振動腕２３の先端を超えない長さで振動腕２３が伸びる方向（Ｙ方向）に従って伸びている。この一対の支持腕２４は、Ｘ方向に従って伸びた接続腕４０を介して圧電外枠３０に接続されている。 The pair of support arms 24 extends from one end of the base portion 22 along the direction (Y direction) in which the vibration arm 23 extends with a length not exceeding the tip of the vibration arm 23. The pair of support arms 24 are connected to the piezoelectric outer frame 30 via connection arms 40 extending in the X direction.
一対の支持腕２４は、振動腕２３の振動を外部へ振動漏れとして伝えづらくさせ、また外部の温度変化、または衝撃の影響を受けづらくさせる効果を持つ。これらの圧電振動片２０と、圧電外枠３０と、接続腕４０とは、第一圧電フレーム１００の外形をエッチングする時、一体に形成する。 The pair of support arms 24 has an effect of making it difficult to transmit the vibration of the vibrating arm 23 to the outside as a vibration leak, and to make it difficult to be influenced by an external temperature change or impact. The piezoelectric vibrating piece 20, the piezoelectric outer frame 30, and the connection arm 40 are integrally formed when the outer shape of the first piezoelectric frame 100 is etched.
接続腕４０と圧電外枠３０とが接続する領域の下方に、圧電外枠３０の一部を切り欠いた円形の切り欠け部５０が形成されている。この円形の切り欠け部５０は、接続腕４０と圧電外枠３０とが接続する領域の上方に形成されてもよく、上下両方に形成されてもよい。 A circular notch 50 formed by cutting out a part of the piezoelectric outer frame 30 is formed below a region where the connecting arm 40 and the piezoelectric outer frame 30 are connected. The circular notch 50 may be formed above a region where the connection arm 40 and the piezoelectric outer frame 30 are connected, or may be formed both above and below.
ここで下方とは、接続腕４０を基準として、基部２２側の方向（−Ｙ方向）を示し、上方とは、接続腕４０を基準として、振動腕２３の先端側の方向（Ｙ方向）を示す。当該切り欠け部５０も、第一圧電フレーム１００の外形をエッチングする時、一体に形成することができる。 Here, “lower” refers to the direction on the base 22 side (−Y direction) with respect to the connecting arm 40, and “upper” refers to the direction on the tip side of the vibrating arm 23 (Y direction) with respect to the connecting arm 40. Show. The notch 50 can also be integrally formed when the outer shape of the first piezoelectric frame 100 is etched.
図１において、衝撃力を受けて基部２２がＸ方向において揺れる状態を点線で示している。ここで、揺れた場合の基部２２と支持腕２４との輪郭だけを簡単に示した。図１の点線から分かるように、このような切り欠け部５０により、支持腕２４が曲がり易くなる。 In FIG. 1, a state in which the base portion 22 is shaken in the X direction in response to an impact force is indicated by a dotted line. Here, only the outline of the base 22 and the support arm 24 in the case of shaking is shown. As can be seen from the dotted line in FIG. 1, the support arm 24 is easily bent by the notch 50.
従来、基部２２がＸ方向において揺れる場合、支持腕２４の略中央部の隣の付近に応力が貯まりやすくなる。この応力により支持腕２４の略中央部が断裂し易くなる。即ち、図１で一点鎖線のリングで示した部分が、支持腕２４の断裂し易い部分２４１である。 Conventionally, when the base portion 22 swings in the X direction, stress is likely to be accumulated in the vicinity of the substantially central portion of the support arm 24. Due to this stress, the substantially central portion of the support arm 24 is easily torn. That is, a portion indicated by a one-dot chain line in FIG. 1 is a portion 241 where the support arm 24 is easily torn.
本実施例の切り欠け部５０は、基部２２のＸ方向における揺れにより断裂し易い部分２４１に加わる応力を軽減することができる。これにより、断裂し易い部分２４１の破損を防止することができる。それに、この円形の切り欠け部５０により、振動漏れを抑えることもできる。 The cutout portion 50 of this embodiment can reduce the stress applied to the portion 241 that is easily torn by the shaking of the base portion 22 in the X direction. Thereby, damage of the part 241 which is easy to tear can be prevented. In addition, the circular cutout 50 can suppress vibration leakage.
なお、本実施例において、支持腕２４のＹ方向の幅Ｗ１と、接続腕４０のＸ方向の幅Ｗ２と、圧電外枠３０のＹ方向の幅Ｗ３とは、略同じである。なお、基部２２と圧電外枠３０との間のＸ方向の幅Ｗ４、及び支持腕２４と圧電外枠３０との間のＹ方向の幅Ｗ５は、支持腕２４のＹ方向の幅Ｗ１より狭くすることが、周波数変動率を下げるという点で好ましい。 In this embodiment, the width W1 in the Y direction of the support arm 24, the width W2 in the X direction of the connecting arm 40, and the width W3 in the Y direction of the piezoelectric outer frame 30 are substantially the same. The width W4 in the X direction between the base portion 22 and the piezoelectric outer frame 30 and the width W5 in the Y direction between the support arm 24 and the piezoelectric outer frame 30 are narrower than the width W1 of the support arm 24 in the Y direction. It is preferable to reduce the frequency fluctuation rate.
＜実施例２：第二圧電フレーム１２０＞
図２は、第二圧電フレーム１２０の構造を示す平面図である。第一圧電フレーム１００と異なる部分だけを説明し、同じ部分については、その説明を省略する。第二圧電フレーム１２０は、切り欠け部５２を除いて、第一圧電フレーム１００の構造及び寸法と同じである。
<Example 2: Second piezoelectric frame 120>
FIG. 2 is a plan view showing the structure of the second piezoelectric frame 120. Only the parts different from the first piezoelectric frame 100 will be described, and the description of the same parts will be omitted. The second piezoelectric frame 120 has the same structure and dimensions as the first piezoelectric frame 100 except for the cutout portion 52.
第二圧電フレーム１２０において、図２に示したように、接続腕４０と圧電外枠３０とが接続する領域の上下両方に、圧電外枠３０の一部を切り欠いた切り欠け部５２が形成されている。即ち、一対の接続腕４０の上下両方の位置において、夫々に二つの切り欠け部５２が形成されている。これらの切り欠け部５２も、第二圧電フレーム１２０の外形をエッチングする時、一体に形成することができる。 In the second piezoelectric frame 120, as shown in FIG. 2, notch portions 52 in which a part of the piezoelectric outer frame 30 is cut out are formed both above and below the region where the connecting arm 40 and the piezoelectric outer frame 30 are connected. Has been. That is, two notches 52 are formed at both the upper and lower positions of the pair of connecting arms 40. These notches 52 can also be integrally formed when the outer shape of the second piezoelectric frame 120 is etched.
なお、図２に示したように、本実施例に係る切り欠け部５２は、四角形状にエッチングされたものであって、その角部５２１に応力が集中しないように、各角部５２１を円滑な曲線に加工したものである。この曲線の加工は、エッチングすることにより簡単に行うことができる。 As shown in FIG. 2, the notch 52 according to the present embodiment is etched into a quadrangular shape, and each corner 521 is smoothed so that stress is not concentrated on the corner 521. It is processed into a simple curve. This curve can be easily processed by etching.
このような切り欠け部５２を通じて、基部２２のＸ方向における揺れにより支持腕２４の断裂し易い部分２４１に加わる応力を軽減することができる。これにより、断裂し易い部分２４１の破損を防止することができる。特に、上下両方で切り欠け部５２が形成されたので、第一圧電フレーム１００より、支持腕２４の断裂し易い部分２４１に加わる応力を更に軽減することができる。それに、これらの切り欠け部５２により、振動漏れも抑えることができる。 Through such a cutout portion 52, the stress applied to the portion 241 of the support arm 24 that is easily torn due to the shaking of the base portion 22 in the X direction can be reduced. Thereby, damage of the part 241 which is easy to tear can be prevented. In particular, since the cutout portions 52 are formed on both the upper and lower sides, the stress applied to the portion 241 of the support arm 24 that is easily torn can be further reduced than the first piezoelectric frame 100. In addition, vibration leakage can be suppressed by these cutout portions 52.
なお、実施例２においても、支持腕２４のＹ方向の幅Ｗ１と、接続腕４０のＸ方向の幅Ｗ２と、圧電外枠３０のＹ方向の幅Ｗ３とは、略同じである。なお、基部２２と圧電外枠３０との間のＸ方向の幅Ｗ４、及び支持腕２４と圧電外枠３０との間のＹ方向の幅Ｗ５は、支持腕２４のＹ方向の幅Ｗ１より狭くすることが、周波数変動率を下げるという点で好ましい。 In Example 2, the width W1 in the Y direction of the support arm 24, the width W2 in the X direction of the connecting arm 40, and the width W3 in the Y direction of the piezoelectric outer frame 30 are substantially the same. The width W4 in the X direction between the base portion 22 and the piezoelectric outer frame 30 and the width W5 in the Y direction between the support arm 24 and the piezoelectric outer frame 30 are narrower than the width W1 of the support arm 24 in the Y direction. It is preferable to reduce the frequency fluctuation rate.
なお、実施例２において、四角形状の角部を円滑な曲線に加工した切り欠け部５２を形成したが、実施例１と同じように、円形状の切り欠け部を形成してもよい。なお、本発明において、「丸形」とは、円部の一部である実施例１のような円形形状と、実施例２のような角部を円滑な曲線に加工した四角形状と、円滑な曲線の形状などを含む意味を示す。 In the second embodiment, the cutout portion 52 is formed by processing the square corner portion into a smooth curve. However, as in the first embodiment, a circular cutout portion may be formed. In the present invention, “round” means a circular shape as in Example 1 that is a part of a circle, a square shape in which corners are processed into a smooth curve as in Example 2, and a smooth shape. The meaning including the shape of a simple curve is shown.
図３は、接続腕４０と圧電外枠３０とが接続する領域の形状と、落下衝突により支持腕２４に加える応力との関係を示す図面である。図３に示したように、従来の形状に比べて、実施例１の切り欠け部５０により、落下衝突により支持腕２４に加える応力が略３５％ぐらい軽減される。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the shape of the region where the connection arm 40 and the piezoelectric outer frame 30 are connected and the stress applied to the support arm 24 due to a drop collision. As shown in FIG. 3, the stress applied to the support arm 24 by the drop collision is reduced by about 35% by the cutout portion 50 of the first embodiment as compared with the conventional shape.
これは、図１に示したように、基部２２がＸ方向において揺れることにより、支持腕２４が点線で示しように接続腕４０を支点として曲がる時、この切り欠け部５０により曲がり易くなったためである。 This is because, as shown in FIG. 1, when the support portion 24 bends with the connecting arm 40 as a fulcrum as shown by the dotted line, the base portion 22 sways in the X direction. is there.
なお、図３に示したように、従来の形状に比べて、実施例２のような切り欠け部５２により、落下衝突により支持腕２４に加える応力が略４３％ぐらい軽減された。これは、図２に示したように、基部２２がＸ方向において揺れることにより、支持腕２４が点線で示しように接続腕４０を支点として曲がる時、上下両方の切り欠け部５０により更に曲がり易くなったためである。 In addition, as shown in FIG. 3, compared with the conventional shape, the stress applied to the support arm 24 by the drop collision is reduced by about 43% by the notch 52 as in the second embodiment. As shown in FIG. 2, when the support arm 24 bends with the connecting arm 40 as a fulcrum as shown by the dotted line by the base portion 22 swinging in the X direction, the upper and lower cutout portions 50 are more easily bent. It is because it became.
＜実施例３：第三圧電フレーム１４０＞
図４は、第三圧電フレーム１４０の構造を示す平面図である。第二圧電フレーム１２０と異なる部分だけを説明し、同じ部分については、その説明を省略する。第三圧電フレーム１４０は、切り欠け部５４と、各部の寸法関係を除いて、第二圧電フレーム１２０の構造と同じである。
<Example 3: Third piezoelectric frame 140>
FIG. 4 is a plan view showing the structure of the third piezoelectric frame 140. Only the parts different from the second piezoelectric frame 120 will be described, and the description of the same parts will be omitted. The third piezoelectric frame 140 has the same structure as the second piezoelectric frame 120 except for the cutout portion 54 and the dimensional relationship between the respective portions.
第三圧電フレーム１４０において、図４に示したように、接続腕４０と圧電外枠３０とが接続する領域の上下両方に、圧電外枠３０の一部を切り欠いた曲線状の切り欠け部５４が形成されている。即ち、一対の接続腕４０の上下両方の位置において、夫々に二つの切り欠け部５４が形成されている。これらの切り欠け部５４も、第三圧電フレーム１４０の外形をエッチングする時、一体に形成することができる。 In the third piezoelectric frame 140, as shown in FIG. 4, a curved notch portion in which a part of the piezoelectric outer frame 30 is cut out both above and below the region where the connecting arm 40 and the piezoelectric outer frame 30 are connected. 54 is formed. That is, two notches 54 are formed at both the upper and lower positions of the pair of connecting arms 40. These notches 54 can also be formed integrally when the outer shape of the third piezoelectric frame 140 is etched.
このような切り欠け部５４により、基部２２のＸ方向における揺れにより支持腕２４の断裂し易い部分２４１に加わる応力を軽減することができる。これにより、断裂し易い部分２４１の破損を防止することができる。特に、上下両方で切り欠け部５４が形成されたので、第二圧電フレーム１２０と同じ程度に支持腕２４の断裂し易い部分２４１に加わる応力を軽減することができる。それに、これらの切り欠け部５４により、振動漏れも抑えることができる。 Such a notch 54 can reduce the stress applied to the portion 241 of the support arm 24 that is easily torn due to the shaking of the base 22 in the X direction. Thereby, damage of the part 241 which is easy to tear can be prevented. In particular, since the cutout portions 54 are formed both on the top and bottom, the stress applied to the portion 241 of the support arm 24 that is easily torn can be reduced to the same extent as the second piezoelectric frame 120. In addition, vibration leakage can be suppressed by these cutout portions 54.
なお、実施例３の切り欠け部５４の形状は曲線形状で、実施例２の切り欠け部５２の四角形状に比べて曲率半径が大きい。従って、実施例２の切り欠け部５２に比べて、実施例３の切り欠け部５４により、支持腕２４がより曲がり易くなる。これにより、支持腕２４の破損の可能性をより一層低減することができる。
In addition, the shape of the notch part 54 of Example 3 is a curve shape, and its curvature radius is large compared with the square shape of the notch part 52 of Example 2. Therefore, the support arm 24 is more easily bent by the notch portion 54 of the third embodiment than the notch portion 52 of the second embodiment. Thereby, the possibility of breakage of the support arm 24 can be further reduced.
なお、図４に示したように、支持腕２４のＹ方向の幅Ｗ１は、振動腕２３のＹ方向の幅Ｗ６の１．４倍以下にする。これにより、圧電振動片２０の周波数変動率が小さくなり、安定的な圧電振動片、更に圧電フレームを提供することができる。 As shown in FIG. 4, the width W1 of the support arm 24 in the Y direction is 1.4 times or less the width W6 of the vibrating arm 23 in the Y direction. Thereby, the frequency variation rate of the piezoelectric vibrating piece 20 is reduced, and a stable piezoelectric vibrating piece and further a piezoelectric frame can be provided.
圧電外枠３０のＸ方向の幅Ｗ７は、Ｙ方向の幅Ｗ３の１．１倍以上になるように設定されている。これにより、当該第三圧電フレーム１４０を、蓋部とベースとの間に封止して圧電デバイスを形成する場合、圧電振動片の振動漏れがベースに伝いにくくなる。これにより、より安定した圧電デバイスを提供することができる。 The width W7 in the X direction of the piezoelectric outer frame 30 is set to be 1.1 times or more the width W3 in the Y direction. Accordingly, when the third piezoelectric frame 140 is sealed between the lid portion and the base to form a piezoelectric device, vibration leakage of the piezoelectric vibrating piece is difficult to be transmitted to the base. Thereby, a more stable piezoelectric device can be provided.
なお、基部２２と圧電外枠３０との間のＸ方向の幅Ｗ４、及び支持腕２４と圧電外枠３０との間のＹ方向の幅Ｗ５は、支持腕２４のＹ方向の幅Ｗ１より狭くすることが、周波数変動率を下げるという点で好ましい。なお、実施例３だけにおいて、このような寸法関係を設定したが、実施例１と実施例２とにもこのような寸法を設定することにより、より一層の性能特性を得ることができる。 The width W4 in the X direction between the base portion 22 and the piezoelectric outer frame 30 and the width W5 in the Y direction between the support arm 24 and the piezoelectric outer frame 30 are narrower than the width W1 of the support arm 24 in the Y direction. It is preferable to reduce the frequency fluctuation rate. Note that such a dimensional relationship is set only in the third embodiment. However, by setting such a dimension also in the first and second embodiments, further performance characteristics can be obtained.
＜変形例１＞
図５は、上記圧電フレームの変更例である第四圧電フレーム１６０を示す平面図である。第三圧電フレーム１４０と異なる部分だけを説明し、同じ部分については、その説明を省略する。本変形例に係る第四圧電フレーム１６０は、切り欠け部５６、及び接続腕４０の接続領域の構造を除いて、第三圧電フレーム１４０の構造及び寸法と同じである。
<Modification 1>
FIG. 5 is a plan view showing a fourth piezoelectric frame 160 which is a modified example of the piezoelectric frame. Only the parts different from the third piezoelectric frame 140 will be described, and the description of the same parts will be omitted. The fourth piezoelectric frame 160 according to this modification has the same structure and dimensions as the third piezoelectric frame 140 except for the structure of the notch portion 56 and the connection region of the connection arm 40.
図５に示したように、接続腕４０と圧電外枠３０とが接続する領域の上下両方に、圧電外枠３０の一部を切り欠いた曲線状の切り欠け部５６が形成されている。即ち、一対の接続腕４０の上下両方の位置において、夫々に二つの切り欠け部５６が形成されている。これらの切り欠け部５６も、第三圧電フレーム１４０の外形をエッチングする時、一体に形成することができる。 As shown in FIG. 5, curved notch portions 56 in which a part of the piezoelectric outer frame 30 is notched are formed both above and below the region where the connecting arm 40 and the piezoelectric outer frame 30 are connected. That is, two notches 56 are formed in both the upper and lower positions of the pair of connecting arms 40. These notches 56 can also be integrally formed when the outer shape of the third piezoelectric frame 140 is etched.
なお、図５に示したように、支持腕２４と接続される接続腕４０の各角部４１は、円滑な曲線に加工され、圧電外枠３０と接続される接続腕４０の各角部４１も、同じように円滑な曲線に加工されている。これらの角部を円滑な曲線に加工することは、圧電フレームの外形を形成する時、一緒にエッチングすることにより行うことができる。 As shown in FIG. 5, each corner 41 of the connection arm 40 connected to the support arm 24 is processed into a smooth curve, and each corner 41 of the connection arm 40 connected to the piezoelectric outer frame 30. Is processed into a smooth curve as well. These corners can be processed into smooth curves by etching together when forming the outer shape of the piezoelectric frame.
これは、角になると、応力がこの角部等に集中し易いので、これらの角部４１を円滑にすることにより、応力がこれらの角部４１に集中することなく、支持腕２４と、接続腕４０と、圧電外枠３０とに渡って円滑に分散される。従って、本変形例によれば、実施例１から実施例３に説明した優れた効果の他に、角部４１等における応力の集中による破損を防止することができる。即ち、更に安定する圧電フレームを実現することができる。 This is because when the corners are formed, the stress tends to concentrate on the corners and the like. Therefore, by smoothing the corners 41, the stress is not concentrated on the corners 41, and the support arm 24 is connected. It is smoothly distributed over the arm 40 and the piezoelectric outer frame 30. Therefore, according to the present modification, in addition to the excellent effects described in the first to third embodiments, it is possible to prevent damage due to stress concentration in the corner portions 41 and the like. That is, a more stable piezoelectric frame can be realized.
以下、図４に示した第三圧電フレーム１４０との相違点について簡単に説明する。第三圧電フレーム１４０の切り欠け部５４を構成する曲線は、その曲率半径が一定であるわけではなく、切り欠け部５４に沿ってその曲率半径が変化する。なお、接続腕４０の上下両方に形成された切り欠け部５４は、形状及び寸法が同じである。なお、支持腕２４と接続する接続腕４０の角部は、直角になっている。
Hereinafter, differences from the third piezoelectric frame 140 shown in FIG. 4 will be briefly described. Curve constituting the notch portion 54 of the third piezoelectric frame 140 is a not necessarily a radius of curvature is constant, its radius of curvature varies along the notches 54. The cutout portions 54 formed on both the upper and lower sides of the connection arm 40 have the same shape and dimensions. In addition, the corner | angular part of the connection arm 40 connected with the support arm 24 is a right angle.
しかしながら、図５に示した第四圧電フレーム１６０において、切り欠け部５６を構成する曲線は、その曲率半径が一定であり、切り欠け部５６に沿ってその曲率半径が変化しない。なお、接続腕４０の上下両方に形成された切り欠け部５６は、その形状及び寸法が相同しない。なお、支持腕２４と接続する接続腕４０の角部４１は、直角ではなく、円滑な曲線に形成されている。
However, in the fourth piezoelectric frame 160 shown in FIG. 5, the curvature radius of the curve constituting the cutout portion 56 is constant, and the curvature radius does not change along the cutout portion 56. In addition, the notch part 56 formed in both the upper and lower sides of the connection arm 40 does not have the same shape and dimension. In addition, the corner | angular part 41 of the connection arm 40 connected with the support arm 24 is not a right angle, but is formed in the smooth curve.
＜変形例２＞
図６は、上記圧電フレームの変更例に係る第五圧電フレーム２２０を示す斜視図である。第三圧電フレーム１４０と異なる部分だけを説明し、同じ部分については、その説明を省略する。本変形例に係る第五圧電フレーム２２０は、切り欠け部５８、５９、及び接続腕４０の接続領域の構造を除いて、第三圧電フレーム１４０の構造及び寸法と同じである。
<Modification 2>
FIG. 6 is a perspective view showing a fifth piezoelectric frame 220 according to a modified example of the piezoelectric frame. Only the parts different from the third piezoelectric frame 140 will be described, and the description of the same parts will be omitted. The fifth piezoelectric frame 220 according to the present modification has the same structure and dimensions as the third piezoelectric frame 140 except for the structure of the connection regions of the cutout portions 58 and 59 and the connection arm 40.
図６に示したように、第五圧電フレーム２２０は、接続腕４０の上下両方で、形状が若干違う二つの切り欠け部５８、５９が夫々に形成されている。切り欠け部５８は、円形の形状を取る。なお、接続腕４０の支持腕２４と接続される角部４１は、変形例１と同じように円滑な曲線に加工されている。なお、接続腕４０の圧電外枠３０と接続される角部４１も円滑な曲線に加工されている。なお、切り欠け部５９は、切り欠け部５８より曲率半径が大きい円形に形成されている。
As shown in FIG. 6, the fifth piezoelectric frame 220 is formed with two notches 58 and 59 having slightly different shapes on both the upper and lower sides of the connection arm 40. The cutout 58 takes a circular shape. In addition, the corner | angular part 41 connected with the support arm 24 of the connection arm 40 is processed into the smooth curve similarly to the modification 1. FIG. In addition, the corner | angular part 41 connected with the piezoelectric outer frame 30 of the connection arm 40 is also processed into the smooth curve. The notch 59 is formed in a circular shape having a larger radius of curvature than the notch 58.
なお、今までの切り欠け部は、接続腕４０からＸ方向の圧電外枠３０までの一部に渡って形成されている。しかし、図６に示したように、切り欠け部５９は、接続腕４０からＸ方向の圧電外枠３０までの全般に渡って形成されている。これにより、切り欠け部５９の曲率半径をより大きくすることができ、更に応力を低減することができる。
The conventional notch is formed over a part from the connecting arm 40 to the piezoelectric outer frame 30 in the X direction. However, as shown in FIG. 6, the notch 59 is formed over the entire area from the connecting arm 40 to the piezoelectric outer frame 30 in the X direction. Thereby, the curvature radius of the notch part 59 can be enlarged more, and stress can be reduced further.
なお、本変形例においても、圧電外枠３０のＸ方向の幅Ｗ７は、Ｙ方向の幅Ｗ３の１．１倍以上になるように設定されている。これにより、当該第三圧電フレーム１４０を、蓋部とベースとの間に封止して圧電デバイスを形成する場合、圧電振動片の振動漏れがベースに伝いにくくなる。これにより、より安定した圧電デバイスを提供することができる。 Also in this modification, the width W7 in the X direction of the piezoelectric outer frame 30 is set to be 1.1 times or more the width W3 in the Y direction. Accordingly, when the third piezoelectric frame 140 is sealed between the lid portion and the base to form a piezoelectric device, vibration leakage of the piezoelectric vibrating piece is difficult to be transmitted to the base. Thereby, a more stable piezoelectric device can be provided.
以上の圧電フレームの実施例及び変形例において、切り欠け部及び他の構造、寸法について、詳しく説明したが、これに限定されるわけではない。本発明の技術思想の範囲内で様々な変更を行うことができる。たとえば、変形例２において、切り欠け部５８、５９は曲率半径だけが不相同である円形であるが、夫々に実施例１と実施例２との形状にすることができる。もちろん、変形例１のような全ての角部を円滑に加工することもできる。
In the above-described embodiments and modifications of the piezoelectric frame, the notch and other structures and dimensions have been described in detail, but the present invention is not limited to this. Various changes can be made within the scope of the technical idea of the present invention. For example, in the second modification, the cutout portions 58 and 59 have a circular shape in which only the curvature radii are not homologous, but can be formed in the shapes of the first and second embodiments, respectively. Of course, all corners as in the first modification can be processed smoothly.
＜圧電デバイス２００＞
以下、図７に基づいて、圧電デバイス２００について詳しく説明する。
図７（ａ）は、圧電デバイス２００を構成する蓋部２１０の内面図であり、図７（ｂ）は圧電振動片２０を有する変形例２に係る第五圧電フレーム２２０の上面図であり、図７（ｃ）はベース２３０の上面図であり、図７（ｄ）は（ａ）から（ｃ）のＥ−Ｅ断面で圧電デバイス２００を示した断面構成図である。図７に示される蓋部２１０及びベース２３０は、圧電フレームと同じ水晶からなる。また、蓋部２１０及びベース２３０は、ナトリウムイオンなどの金属イオンを含有しているパイレックス（登録商標）ガラス及びホウ珪酸ガラスなどでもよい。
<Piezoelectric device 200>
Hereinafter, the piezoelectric device 200 will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 7A is an inner surface view of the lid portion 210 constituting the piezoelectric device 200, and FIG. 7B is a top view of the fifth piezoelectric frame 220 according to the modified example 2 including the piezoelectric vibrating piece 20. FIG. 7C is a top view of the base 230, and FIG. 7D is a cross-sectional configuration diagram showing the piezoelectric device 200 in the EE cross section from (a) to (c). The lid 210 and the base 230 shown in FIG. 7 are made of the same crystal as the piezoelectric frame. The lid 210 and the base 230 may be Pyrex (registered trademark) glass or borosilicate glass containing metal ions such as sodium ions.
ここで、工業材料の硬さを表わす指標の一つにヌープ硬度がある。ヌープ硬度は数値が高ければ硬く、低ければ柔らかい。蓋部及びベースに使用される代表的なガラスであるホウケイ酸ガラスは、ヌープ硬度が５９０ｋｇ／ｍｍ２である。また、水晶のヌープ硬度は７１０〜７９０ｋｇ／ｍｍ２である。そのため圧電デバイス２００では、蓋部２１０及びベース２３０にガラスの代わりに水晶を使用する方が圧電デバイスの硬度を高くすることができる。また、圧電デバイスを所定の硬度にする場合には、蓋部及びベースに使われるガラスの厚みを厚くする必要があるが、水晶であれば厚みが薄くてもよい。つまり、同じ硬度の圧電デバイスであれば蓋部及びベースに水晶を使用すると、小型化・低背化が可能となる。 Here, Knoop hardness is one of the indexes representing the hardness of industrial materials. Knoop hardness is hard when the numerical value is high, and soft when it is low. Borosilicate glass, which is a typical glass used for the lid and base, has a Knoop hardness of 590 kg / mm 2 . Further, the Knoop hardness of quartz is 710 to 790 kg / mm 2 . Therefore, in the piezoelectric device 200, the hardness of the piezoelectric device can be increased by using quartz instead of glass for the lid portion 210 and the base 230. In addition, when the piezoelectric device has a predetermined hardness, it is necessary to increase the thickness of the glass used for the lid portion and the base. That is, if a piezoelectric device having the same hardness is used for the lid and the base, the size and the height can be reduced.
また、圧電デバイスの作製時、または圧電デバイスのプリント基板への取り付け時には圧電デバイスに熱が加えられる。その時に、蓋部２１０及びベース２３０に水晶材料とは異なる種類の材料を使用する場合、圧電デバイス内には熱膨張係数の差による応力が加わる。熱膨張係数の差が大きいと、この応力も大きくなり、特に圧電外枠３０を備える圧電フレーム２２０では強度の弱い圧電外枠３０の角等が破損することがある。そのため、蓋部２１０及びベース２３０と圧電フレーム２２０との熱膨張係数の差を小さくすることが望まれる。蓋部２１０及びベース２３０に水晶を使用することは、ガラスを使用した場合に比べて圧電フレーム２２０との熱膨張係数の差を小さくし、圧電デバイス２００内の応力を小さくすることができるため好ましい。さらに、上記の通り、ガラスを使用した場合に比べて圧電デバイスの小型化・低背化が可能となるため好ましい。 Further, heat is applied to the piezoelectric device when the piezoelectric device is manufactured or when the piezoelectric device is attached to the printed circuit board. At that time, when a material of a type different from the quartz material is used for the lid portion 210 and the base 230, stress due to a difference in thermal expansion coefficient is applied to the piezoelectric device. When the difference in thermal expansion coefficient is large, this stress also increases. In particular, in the piezoelectric frame 220 including the piezoelectric outer frame 30, the corners of the piezoelectric outer frame 30 having low strength may be damaged. Therefore, it is desired to reduce the difference in thermal expansion coefficient between the lid part 210 and the base 230 and the piezoelectric frame 220. The use of quartz for the lid 210 and the base 230 is preferable because the difference in thermal expansion coefficient with the piezoelectric frame 220 can be reduced and the stress in the piezoelectric device 200 can be reduced as compared with the case where glass is used. . Furthermore, as described above, the piezoelectric device can be reduced in size and height as compared with the case where glass is used, which is preferable.
図７（ａ）に示されるように、蓋部２１０は、圧電フレーム２２０側の片面に、エッチングにより形成された蓋部用凹部２０１を有している。 As shown in FIG. 7A, the lid 210 has a lid recess 201 formed by etching on one surface on the piezoelectric frame 220 side.
図７（ｂ）に示したように、圧電フレーム２２０は、本発明に係る変形例の第五圧電フレームの構造及び寸法と同じである。即ち、その中央に圧電振動片２０が形成され、且つ、当該圧電振動片２０を囲むように圧電外枠３０が形成されている As shown in FIG. 7B, the piezoelectric frame 220 has the same structure and dimensions as the fifth piezoelectric frame according to the modification of the present invention. That is, the piezoelectric vibrating piece 20 is formed at the center, and the piezoelectric outer frame 30 is formed so as to surround the piezoelectric vibrating piece 20.
圧電振動片２０は、基部２２と、基部２２から所定方向に伸びた二つの振動腕２３と、振動腕２３の外側に形成された二つの支持腕２４とを有する。それに、二つの振動腕２３の表面、裏面及び側面には、夫々に蒸着法又はスパッタリング法により励振電極２３１が形成されている。基部２２と支持腕２４にわたって、夫々に、蒸着法又はスパッタリング法により基部電極２４１が形成されており、基部電極２４１は励振電極２３１に接続されている。 The piezoelectric vibrating piece 20 includes a base portion 22, two vibrating arms 23 extending from the base portion 22 in a predetermined direction, and two support arms 24 formed outside the vibrating arm 23. In addition, excitation electrodes 231 are formed on the front, back, and side surfaces of the two vibrating arms 23 by vapor deposition or sputtering, respectively. A base electrode 241 is formed over the base 22 and the support arm 24 by vapor deposition or sputtering, and the base electrode 241 is connected to the excitation electrode 231.
なお、接続腕４０の隣接する両方に、切り欠け部５８、５９が夫々に形成されている。図７（ｂ）によりその形状の差が明確になる。なお、圧電外枠３０のＸ方向の幅Ｗ７は、Ｙ方向の幅Ｗ３の１．１倍以上になるように設定されている。 Note that notches 58 and 59 are formed in both adjacent connection arms 40, respectively. FIG. 7B shows the difference in shape. The width W7 in the X direction of the piezoelectric outer frame 30 is set to be 1.1 times or more the width W3 in the Y direction.
図７（ｃ）に示されるように、ベース２３０は、圧電フレーム２２０側の面に、エッチングにより形成されたベース用凹部２０３を有している。それと同時に、ベース２３０の角部において、圧電振動片２０の基部電極２４１と対応する位置にへこみ部２０６が形成されて、当該へこみ部２０６に接続電極２０７が形成されている。 As shown in FIG. 7C, the base 230 has a base recess 203 formed by etching on the surface on the piezoelectric frame 220 side. At the same time, a dent 206 is formed at a corner of the base 230 at a position corresponding to the base electrode 241 of the piezoelectric vibrating piece 20, and a connection electrode 207 is formed at the dent 206.
なお、ベース２３０の角部において、接続電極２０７と対応する位置にエッチングによりスルーホール２０４が形成されている。なお、実装基板と接続されるベース２３０の実装面には、半田と接続するための外部電極２０５が形成されている。 Note that through holes 204 are formed by etching at the corners of the base 230 at positions corresponding to the connection electrodes 207. An external electrode 205 for connection with solder is formed on the mounting surface of the base 230 connected to the mounting substrate.
スルーホール２０４は、その内面に金属膜が形成され、その内面の金属膜は、接続電極２０７と同時にフォトリソグラフィ工程で作成される。内面の金属膜はクロム（Ｃｒ）層又はニッケル（Ｎｉ）層の上に金（Ａｕ）層又は銀（Ａｇ）層が形成される。接続電極２０７は、スルーホール２０４通じてベース２３０の片面に設けた外部電極２０５に接続される。 A metal film is formed on the inner surface of the through hole 204, and the metal film on the inner surface is formed by a photolithography process simultaneously with the connection electrode 207. As the inner metal film, a gold (Au) layer or a silver (Ag) layer is formed on a chromium (Cr) layer or a nickel (Ni) layer. The connection electrode 207 is connected to the external electrode 205 provided on one side of the base 230 through the through hole 204.
図７（ｄ）の概略断面構成図で示されるように、蓋部用凹部２０１が圧電フレーム２２０に向け、ベース用凹部２０３が圧電フレーム２２０を向けた状態で、基部電極、接続電極、スルーホール、及び外部電極が電気的に接続する位置で、蓋部２１０と圧電フレーム２２０とベース２３０とを接合する。蓋部２１０及びベース２３０が水晶材料であれば、水晶である圧電フレーム２２０はシロキサン結合により蓋部２１０及びベース２３０で挟み込まれて接合される。なお接合に際しては、蓋部用凹部２０１とベース用凹部２０３とに挟まれた空間を真空状態又は不活性ガスの雰囲気にして、圧電デバイス２００が形成される。蓋部２１０及びベース２３０がガラスであれば、圧電フレーム２２０は陽極接合により蓋部２１０及びベース２３０で挟み込まれて接合される。 As shown in the schematic cross-sectional configuration diagram of FIG. 7D, the base electrode, the connection electrode, and the through hole in the state where the lid recess 201 faces the piezoelectric frame 220 and the base recess 203 faces the piezoelectric frame 220. The lid 210, the piezoelectric frame 220, and the base 230 are joined to each other at a position where the external electrodes are electrically connected. If the lid part 210 and the base 230 are made of quartz material, the piezoelectric frame 220 made of quartz is sandwiched and joined by the lid part 210 and the base 230 by siloxane bonding. In joining, the piezoelectric device 200 is formed by setting the space between the lid recess 201 and the base recess 203 in a vacuum state or an inert gas atmosphere. If the lid part 210 and the base 230 are made of glass, the piezoelectric frame 220 is sandwiched and joined between the lid part 210 and the base 230 by anodic bonding.
本実施例に係る圧電フレーム２２０において、圧電外枠３０のＸ方向の幅Ｗ７は、Ｙ方向の幅Ｗ３の１．１倍以上になるように設定されている。これにより、図７（ｄ）に示したように、圧電フレーム２２０が蓋部２１０とベース２３０とに挟まれて封止されて圧電デバイス２００になった場合、Ｘ方向において、蓋部２１０とベース２３０とより圧電外枠３０が突出されている。 In the piezoelectric frame 220 according to the present embodiment, the width W7 in the X direction of the piezoelectric outer frame 30 is set to be 1.1 times or more the width W3 in the Y direction. Accordingly, as shown in FIG. 7D, when the piezoelectric frame 220 is sandwiched and sealed between the lid part 210 and the base 230 to form the piezoelectric device 200, the lid part 210 and the base in the X direction. The piezoelectric outer frame 30 protrudes from 230.
Ｘ方向における圧電フレーム２２０の突出により、圧電振動片２０の振動漏れがベースに伝わりにくくなる。これにより、より安定した圧電デバイスを提供することができる。なお、本実施例において、圧電フレームとして変形例に係る圧電フレーム２２０を一例として示したが、本発明の技術思想の範囲内で、実施例１から変形例１の何れかの圧電フレームを選択することもできる。 The protrusion of the piezoelectric frame 220 in the X direction makes it difficult for vibration leakage of the piezoelectric vibrating piece 20 to be transmitted to the base. Thereby, a more stable piezoelectric device can be provided. In this embodiment, the piezoelectric frame 220 according to the modified example is shown as an example of the piezoelectric frame. However, any one of the piezoelectric frames according to the first to modified examples 1 is selected within the scope of the technical idea of the present invention. You can also.
２０ … 圧電振動片
２２ … 基部
２３ … 振動腕
２４ … 支持腕
２４１ … 断裂し易い部分
２７ … 溝部
３０ … 圧電外枠
４０ … 接続腕
５０ … 円形の切り欠け部
５２ … 丸形の切り欠け部
１００ … 第一圧電フレーム
１２０ … 第二圧電フレーム
１４０ … 第三圧電フレーム
１６０ … 第四圧電フレーム
２２０ … 第五圧電フレーム
２００ … 圧電デバイス
２１０ … 蓋部
２３０ … ベース
９０ … 水晶フレーム
９１ … 音叉型圧電振動片
９２ … 基部
９３ … 外枠
９４ … 接続部
９５ … 接続部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Piezoelectric vibrating piece 22 ... Base 23 ... Vibrating arm 24 ... Support arm 241 ... The part 27 which is easy to tear 27 ... Groove part 30 ... Piezoelectric outer frame 40 ... Connection arm 50 ... Circular notch 52 ... Round notch 100 First piezoelectric frame 120 Second piezoelectric frame 140 Third piezoelectric frame 160 Fourth piezoelectric frame 220 Fifth piezoelectric frame 200 Piezoelectric device 210 Lid 230 Base 90 Crystal unit 91 Tuning fork type piezoelectric vibration Piece 92 ... Base 93 ... Outer frame 94 ... Connection part 95 ... Connection part
Claims (5)
前記圧電振動片を囲む圧電外枠と、
前記振動腕の両外側において前記基部から前記所定方向に伸びる一対の支持腕と、
前記支持腕と前記圧電外枠とを接続する接続腕と、を同じ平面内に備え、
前記接続腕と前記圧電外枠とが接続する領域の上方又は下方の少なくとも一方に、前記圧電外枠の一部を切り欠いた切り欠け部が形成されており、
前記切り欠け部は、丸形構造、円形の構造、又は曲線形の構造であり、前記接続腕の上下両方に形成され、前記接続腕の近くでは曲率半径が小さく、前記接続腕から離れるに従って曲率半径が大きくなることを特徴とする圧電フレーム。 A piezoelectric vibrating piece having a pair of vibrating arms extending in a predetermined direction from one end of the base;
A piezoelectric outer frame surrounding the piezoelectric vibrating piece;
A pair of support arms extending in the predetermined direction from the base on both outer sides of the vibrating arms;
A connecting arm for connecting the support arm and the piezoelectric outer frame in the same plane ,
A cutout part formed by cutting out a part of the piezoelectric outer frame is formed at least above or below the region where the connecting arm and the piezoelectric outer frame are connected,
The cut chipping unit, round structure, a circular structure, or Ri structures der curvilinear, is formed both above and below the connecting arm, in the vicinity of the connection arm small radius of curvature, the distance from the connection arm piezoelectric frame radius of curvature and wherein the large Do Rukoto.
前記圧電振動片を囲む圧電外枠と、
前記振動腕の両外側において前記基部から前記所定方向に伸びる一対の支持腕と、
前記支持腕と前記圧電外枠とを接続する接続腕と、を同じ平面内に備え、
前記接続腕と前記圧電外枠とが接続する領域の上方又は下方の少なくとも一方に、前記圧電外枠の一部を切り欠いた切り欠け部が形成されており、
前記切り欠け部は、丸形構造、円形の構造、又は曲線形の構造であり、前記接続腕の上下両方に形成され、前記上方に形成される前記切り欠け部と前記下方に形成される前記切り欠け部とは形状が異なることを特徴とする圧電フレーム。 A piezoelectric vibrating piece having a pair of vibrating arms extending in a predetermined direction from one end of the base;
A piezoelectric outer frame surrounding the piezoelectric vibrating piece;
A pair of support arms extending in the predetermined direction from the base on both outer sides of the vibrating arms;
A connecting arm for connecting the support arm and the piezoelectric outer frame in the same plane ,
A cutout part formed by cutting out a part of the piezoelectric outer frame is formed at least above or below the region where the connecting arm and the piezoelectric outer frame are connected,
The cut chipping unit, round structure, Ri circular structure, or structures der curvilinear, it is formed both above and below the connecting arm, is formed on the lower and the cut-chipping portion formed on the upper piezoelectric frame shape with the cut-chipped portion is characterized by different of Rukoto.
前記圧電振動片を囲む圧電外枠と、
前記振動腕の両外側において前記基部から前記所定方向に伸びる一対の支持腕と、
前記支持腕と前記圧電外枠とを接続する接続腕と、を同じ平面内に備え、
前記接続腕と前記圧電外枠とが接続する領域の上方又は下方の少なくとも一方に、前記圧電外枠の一部を切り欠いた切り欠け部が形成されており、
前記切り欠け部は、丸形構造、円形の構造、又は曲線形の構造であり、
前記圧電外枠は、前記振動腕の前記所定方向における一方の幅より、前記所定方向と直交する方向における他方の幅が大きいことを特徴とする圧電フレーム。 A piezoelectric vibrating piece having a pair of vibrating arms extending in a predetermined direction from one end of the base;
A piezoelectric outer frame surrounding the piezoelectric vibrating piece;
A pair of support arms extending in the predetermined direction from the base on both outer sides of the vibrating arms;
A connecting arm for connecting the support arm and the piezoelectric outer frame in the same plane ,
A cutout part formed by cutting out a part of the piezoelectric outer frame is formed at least above or below the region where the connecting arm and the piezoelectric outer frame are connected,
The cut chipping unit, round structure, a circular structure, or structures der curvilinear is,
The piezoelectric outer frame is characterized in that the other width in the direction orthogonal to the predetermined direction is larger than one width in the predetermined direction of the vibrating arm .
前記圧電振動片を囲む圧電外枠と、
前記振動腕の両外側において前記基部から前記所定方向に伸びる一対の支持腕と、
前記支持腕と前記圧電外枠とを接続する接続腕と、を同じ平面内に備え、
前記接続腕と前記圧電外枠とが接続する領域の上方又は下方の少なくとも一方に、前記圧電外枠の一部を切り欠いた切り欠け部が形成されており、
前記切り欠け部は、丸形構造、円形の構造、又は曲線形の構造であり、
前記支持腕の前記所定方向における幅は、前記振動腕の前記所定方向の幅より大きいことを特徴とする圧電フレーム。 A piezoelectric vibrating piece having a pair of vibrating arms extending in a predetermined direction from one end of the base;
A piezoelectric outer frame surrounding the piezoelectric vibrating piece;
A pair of support arms extending in the predetermined direction from the base on both outer sides of the vibrating arms;
A connecting arm for connecting the support arm and the piezoelectric outer frame in the same plane ,
A cutout part formed by cutting out a part of the piezoelectric outer frame is formed at least above or below the region where the connecting arm and the piezoelectric outer frame are connected,
The cut chipping unit, round structure, a circular structure, or structures der curvilinear is,
The width of the support arm in the predetermined direction is larger than the width of the vibrating arm in the predetermined direction .
この圧電フレームを覆う蓋部と、
前記圧電フレームを支えるベースと、
を備えることを特徴とする圧電デバイス。
The piezoelectric frame according to any one of claims 1 to 4 ,
A lid that covers this piezoelectric frame;
A base that supports the piezoelectric frame;
A piezoelectric device comprising:
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