JP2014171151A - Vibration element, vibrator, oscillator, electric apparatus and movable body - Google Patents
Vibration element, vibrator, oscillator, electric apparatus and movable body Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014171151A JP2014171151A JP2013042586A JP2013042586A JP2014171151A JP 2014171151 A JP2014171151 A JP 2014171151A JP 2013042586 A JP2013042586 A JP 2013042586A JP 2013042586 A JP2013042586 A JP 2013042586A JP 2014171151 A JP2014171151 A JP 2014171151A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- vibration element
- substrate
- element according
- adhesive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
Description
本発明は、振動素子、振動子、発振器、電子機器および移動体に関するものである。 The present invention relates to a vibration element, a vibrator, an oscillator, an electronic device, and a moving body.
ATカット水晶振動子は、励振する主振動の振動モードが厚みすべり振動であり、小型化、高周波数化に適し、且つ周波数温度特性が優れた三次曲線を呈するので、圧電発振器、電子機器等の多方面で使用されている。
特許文献1には、主面の一部に凹陥部を形成して高周波化を図った逆メサ構造のATカット水晶振動子が開示されており、このATカット水晶振動子は、2つの導電性接着剤を介してパッケージに固定されている。ここで、パッケージへのATカット水晶振動子の固定は、まず、パッケージに未硬化の導電性接着剤を塗布し、次いで、ATカット水晶振動子を導電性接着剤に押し付け、さらに、導電性接着剤を硬化させることによって行われる。特許文献1のATカット水晶振動子は、導電性接着剤と接触する箇所が平坦面で構成されているため、前述のように、ATカット水晶振動子を導電性接着剤に押し付けた際に導電性接着剤の濡れ広がりを制御することが困難である。そのため、導電性接着剤の塗布領域に個体差が生じ、それに基づいて振動特性のバラつきが生じてしまう。特に、導電性接着剤の塗布領域の個体差に基づいて、振動の伝達距離(振動部と導電性接着剤の離間距離)が変わってしまい振動漏れ等の特性に個体差が生じてしまう。
AT-cut quartz resonators have thickness shear vibration as the main vibration mode to be excited, and are suitable for miniaturization and higher frequency, and exhibit a cubic curve with excellent frequency temperature characteristics. Used in many ways.
本発明の目的は、固定部材との接触領域を精度よく制御することができ、固定部材を介して対象物に固定した際の振動特性のばらつきを低減することのできる振動素子、振動子、発振器、電子機器および移動体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a resonator element, a vibrator, and an oscillator that can accurately control a contact area with a fixing member and can reduce variation in vibration characteristics when fixed to an object via the fixing member. It is to provide an electronic device and a moving body.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
[適用例1]
本発明の振動素子は、1つの固定部材を介して対象物に固定される厚肉部と、
前記厚肉部よりも厚みが薄く、励振電極が設けられている振動部と、
を含む基板を備え、
前記基板は、平面視で長手形状であり、
前記厚肉部の一方の主面のうち、前記振動部に対して前記基板の長手方向の一方側に位置する領域には、前記固定部材が供給される凹部が設けられ、
前記凹部は、前記基板の長手方向の前記一方側の側面に開口していることを特徴とする。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following application examples.
[Application Example 1]
The vibration element of the present invention includes a thick part fixed to an object via one fixing member,
A vibration part having a thickness smaller than the thick part and provided with an excitation electrode;
Comprising a substrate including
The substrate has a longitudinal shape in plan view,
Of the one main surface of the thick part, a region located on one side in the longitudinal direction of the substrate with respect to the vibration part is provided with a recess to which the fixing member is supplied,
The concave portion is open to the side surface on the one side in the longitudinal direction of the substrate.
これにより、凹部内の余剰な固定部材を開口部を介して基板の側面(振動部と反対側)に導くことができ、固定部材が凹部からはみ出して振動部側へ広がることを低減することができる。そのため、固定部材との接触領域(振動部と固定部材との離間距離)を精度よく制御することができ、固定部材を介して対象物に固定した際の振動特性のばらつきを低減することのできる振動素子が得られる。 As a result, an excessive fixing member in the recess can be guided to the side surface of the substrate (opposite the vibrating portion) through the opening, and the fixing member can be prevented from protruding from the recess and spreading to the vibrating portion side. it can. Therefore, the contact area with the fixing member (the separation distance between the vibration part and the fixing member) can be accurately controlled, and variations in vibration characteristics when the object is fixed to the object via the fixing member can be reduced. A vibration element is obtained.
[適用例2]
本発明の振動素子では、前記凹部は、前記基板の長手方向の前記一方側に向うにしたがって短手方向の開口の長さが大きくなっている部分を含むことが好ましい。
これにより、より効果的に、凹部内の余剰な固定部材を基板の側面に導くことができる。
[Application Example 2]
In the resonator element according to the aspect of the invention, it is preferable that the concave portion includes a portion in which the length of the opening in the short direction increases toward the one side in the longitudinal direction of the substrate.
Thereby, the excess fixing member in a recessed part can be guide | induced to the side surface of a board | substrate more effectively.
[適用例3]
本発明の振動素子では、前記凹部の前記長手方向の他方側に位置する側壁が短手方向に延在していることが好ましい。
これにより、凹部内の余剰な固定部材が凹部からはみ出して振動部側へ広がってしまうのを効果的に低減することができる。
[Application Example 3]
In the resonator element according to the aspect of the invention, it is preferable that a side wall located on the other side in the longitudinal direction of the concave portion extends in a short direction.
Thereby, it can reduce effectively that the excess fixing member in a recessed part protrudes from a recessed part, and spreads to the vibration part side.
[適用例4]
本発明の振動素子では、前記基板の平面視にて、前記振動素子の重心は、前記基板の短手方向の中央に対して短手方向の一方側にずれていることが好ましい。
これにより、例えば、厚肉部の構成の自由度が増し、振動素子の小型化を図ることができる。
[Application Example 4]
In the vibration element according to the aspect of the invention, it is preferable that the center of gravity of the vibration element is shifted to one side in the short direction with respect to the center in the short direction of the substrate in a plan view of the substrate.
Thereby, for example, the degree of freedom of the configuration of the thick portion increases, and the vibration element can be reduced in size.
[適用例5]
本発明の振動素子では、前記基板の平面視にて、前記凹部の重心は、前記基板の短手方向の中央に対して短手方向の前記一方側にずれていることが好ましい。
これにより、例えば、固定部材として接着剤を用いた場合、接着剤が硬化するまでの間の振動素子の不本意な変位(特に、接着剤を軸とする回転)を効果的に低減することができる。
[Application Example 5]
In the resonator element according to the aspect of the invention, it is preferable that the center of gravity of the concave portion is shifted to the one side in the short direction with respect to the center in the short direction of the substrate in a plan view of the substrate.
Thereby, for example, when an adhesive is used as the fixing member, it is possible to effectively reduce the unintentional displacement (particularly, rotation around the adhesive) of the vibration element until the adhesive is cured. it can.
[適用例6]
本発明の振動素子では、前記振動部の外縁の少なくとも一部は、前記基板の短手方向の他方側の側面に露出していることが好ましい。
これにより、振動素子の小型化を図ることができる。
[適用例7]
本発明の振動素子では、前記振動部の外縁の少なくとも一部は、前記基板の長手方向の他方側の側面に露出していることが好ましい。
これにより、振動素子の小型化を図ることができる。
[Application Example 6]
In the resonator element according to the aspect of the invention, it is preferable that at least a part of the outer edge of the vibrating portion is exposed on the other side surface in the short direction of the substrate.
Thereby, size reduction of a vibration element can be achieved.
[Application Example 7]
In the resonator element according to the aspect of the invention, it is preferable that at least a part of the outer edge of the vibrating portion is exposed on the other side surface in the longitudinal direction of the substrate.
Thereby, size reduction of a vibration element can be achieved.
[適用例8]
本発明の振動子は、本発明の振動素子と、
前記振動素子を収容するパッケージと、を有することを特徴とする。
これにより、信頼性の高い振動子が得られる。
[適用例9]
本発明の発振器は、本発明の振動素子と、
前記振動素子に接続された発振回路と、を備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い発振器が得られる。
[Application Example 8]
The vibrator of the present invention includes the vibration element of the present invention,
And a package for housing the vibration element.
Thereby, a highly reliable vibrator is obtained.
[Application Example 9]
The oscillator of the present invention includes the vibration element of the present invention,
And an oscillation circuit connected to the vibration element.
Thereby, a highly reliable oscillator can be obtained.
[適用例10]
本発明の電子機器は、本発明の振動素子を備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
[適用例11]
本発明の移動体は、本発明の振動素子を備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。
[Application Example 10]
An electronic apparatus according to the present invention includes the vibration element according to the present invention.
As a result, a highly reliable electronic device can be obtained.
[Application Example 11]
The moving body of the present invention includes the vibration element of the present invention.
Thereby, a mobile body with high reliability is obtained.
以下、本発明の振動素子、振動子、発振器、電子機器および移動体を図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
1.振動素子
まず、本発明の振動素子について説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態にかかる振動素子の平面図、図2は、図1中のA−A線断面図、図3は、ATカット水晶基板と結晶軸との関係を説明する図、図4は、図1に示す振動素子を対象物に固定した状態を示す断面図である。
図1および図2に示すように、振動素子1は、圧電基板(基板)2と、圧電基板2上に形成された電極3とを有している。
Hereinafter, a resonator element, a vibrator, an oscillator, an electronic device, and a moving body of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the drawings.
1. First, the vibration element of the present invention will be described.
<First Embodiment>
1 is a plan view of a resonator element according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between an AT-cut quartz substrate and a crystal axis. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the vibration element shown in FIG. 1 is fixed to an object.
As illustrated in FIGS. 1 and 2, the
(圧電基板2)
圧電基板2は、板状の水晶基板である。ここで、圧電基板2の材料である水晶は、三方晶系に属しており、図3に示すように互いに直交する結晶軸X、Y、Zを有している。X軸、Y軸、Z軸は、それぞれ、電気軸、機械軸、光学軸と呼称される。本実施形態の圧電基板2は、XZ面をX軸の回りに所定の角度θだけ回転させた平面に沿って切り出された回転Yカット水晶基板からなる。例えば、ATカット水晶基板の場合は、角度θは略35°15’である。
(Piezoelectric substrate 2)
The
なお、以下では、角度θに対応してX軸まわりに回転したY軸およびZ軸を、Y’軸およびZ’軸とする。すなわち、板状の圧電基板2は、Y’軸方向に厚みを有し、XZ’面方向に広がりを有する。なお、圧電基板2としては、厚みすべり振動を励振することができれば、ATカットの圧電基板に限定されず、例えば、BTカットの圧電基板を用いてもよい。
Hereinafter, the Y axis and the Z axis rotated around the X axis corresponding to the angle θ are referred to as a Y ′ axis and a Z ′ axis. That is, the plate-like
圧電基板2は、平面視にて矩形をなしている。より具体的には、圧電基板2は、平面視にて、X軸方向を長辺(長手)とし、Z’軸方向を短辺(短手)とする略長方形をなしている。ここで、圧電基板2のX軸方向の両端に圧力を加えたときの周波数変化と、Z’軸方向の両端に同じ圧力を加えたときの周波数変化とを比較すると、Z’軸方向の両端に圧力を加えたときの方がX軸方向の両端に圧力を加えたときよりも周波数変化が小さい。そのため、本実施形態のように、圧電基板2の外形をZ’軸方向よりもX軸方向が長い矩形とし、後述するように、X軸方向の一端部にて圧電基板2を固定することにより、応力による周波数変化を小さくすることができる。圧電基板2の長さ(X軸方向の長さ)と幅(Z’軸方向の長さ)の比としては、特に限定されないが、例えば、1.26:1程度とすることが好ましい。なお、圧電基板2の外形形状は、長方形に限定されず、例えば、正方形、五角形以上の多角形、円形(真円、長円、楕円等を含む)であってもよい。また、平面視形状が多角形の場合には、角部が面取り等されていてもよい。
The
圧電基板2は、薄肉の振動領域219を含む振動部21と、振動部21と一体化され振動領域219よりも厚肉な厚肉部22とを有している。このような圧電基板2は、水晶基板をウエットエッチングによってパターニングすることにより簡単に形成することができる。なお、振動領域219とは、振動素子1の振動エネルギーが閉じ込められる領域である。
The
振動部21は、平面視にて、矩形状をなしている。また、振動部21の輪郭は、第1の辺211と、第2の辺212と、第3の辺213と、第4の辺214とを有している。第1の辺211および第2の辺212は、X軸方向に対向しており、共に、Z’軸方向に延在している。第3の辺213は、X軸方向に延在しており、第1の辺211と第2の辺212の+Z’軸側の端同士を連結している。第4の辺214は、X軸方向に延在しており、第1の辺211と第2の辺212の−Z’軸側の端同士を連結している。
The
厚肉部22の表面(+Y’軸方向側の主面)は、振動部21の表面(+Y’軸方向側の主面)よりも+Y’軸方向側へ突出して設けられている。一方、厚肉部22の裏面(−Y’軸方向側の主面)は、振動部21の裏面(−Y’軸方向側の主面)と同一平面上に設けられている。
厚肉部22は、振動部21の第1の辺211に沿って配置された第1の厚肉部(振動部21に対して圧電基板2の長手方向の一方側に位置する領域)221と、第2の辺212に沿って配置された第2の厚肉部222と、第3の辺213に沿って配置された第3の厚肉部223とを有している。すなわち、厚肉部22は、振動部21の3辺に沿って一体化された略「コ」字状をなしている。そのため、振動部21は、第4の辺214にて厚肉部22から開放(露出)している。このように、振動部21を第4の辺214にて厚肉部22から開放させることにより、言い換えれば、第4の辺214に沿って厚肉部を設けないことにより、振動素子1の小型化(軽量化)を図ることができる。また、振動部21の3辺を厚肉部22で囲むことによって、振動部21の剛性を十分に高めることができるため、振動部21の不要振動(不要振動モードの発生)を低減することができる。
The surface (the main surface on the + Y′-axis direction side) of the
The
第1の厚肉部221は、振動部21の第1の辺211に連設され、+X軸方向に向けて厚みが漸増する傾斜部(残渣部)221aと、傾斜部221aの+X軸方向側の端縁に連接する厚みがほぼ一定の厚肉部本体221bとを備えている。同様に、第2の厚肉部222は、振動部21の第2の辺212に連設され、−X軸方向に向けて厚みが漸増する傾斜部(残渣部)222aと、傾斜部222aの−X軸方向側の端縁に連接する厚みがほぼ一定の厚肉部本体222bとを備えている。同様に、第3の厚肉部223は、振動部21の第3の辺213に連設され、+Z’軸方向に向けて厚みが漸増する傾斜部(残渣部)223aと、傾斜部223aの+Z’軸方向側の端縁に連接する厚みがほぼ一定の厚肉部本体223bとを備えている。
The first
また、第1の厚肉部221(厚肉部本体221b)の表面には、有底の凹部23が形成されている。また、凹部23は、第1の厚肉部221の+X軸方向側の側面(振動部21と反対側)に開口している。また、凹部23の平面視での輪郭は、X軸方向に延在し、Z’軸方向に対向配置された第1、第2の辺231、232と、第1、第2の辺231、232の−X軸方向側の端同士を連結する第3の辺233とを有している。
Moreover, the bottomed recessed
図4に示すように、凹部23は、振動素子1を対象物7に固定するための接着剤(固定部材)6が供給される凹部である。凹部23内に接着剤6を供給することにより、接着剤6と振動素子1との接触面積を広く確保することができるため、接着剤6と振動素子1との接着強度を高めることができる。また、凹部23が+X軸方向側にて開口しているため、接着剤6を用いて振動素子1を対象物7に固定する際に、余剰な接着剤6を凹部23の開口部分から振動素子1の側面へ逃がすことができる。そのため、余剰な接着剤6が第1の厚肉部22の表面に広がるのを低減することができる。このように、厚肉部22の表面への接着剤6の広がりを低減することにより、振動部21と接着剤6との離間距離の減少を低減することができる。すなわち、振動部21で発生する振動が接着剤6に到達するまでの距離を十分に大きく保つことができる。そのため、対象物7に固定された状態での振動素子1の振動漏れを効果的に低減することができる。特に、本実施形態では、前述したように、振動部21側に位置する第3の辺233がZ’軸方向に延在している。そのため、余剰な接着剤6が第3の辺233を超え難くなっている。したがって、接着剤6が第1の厚肉部22の表面を伝って振動部21側へ広がるのをより効果的に低減することができる。
また、凹部23を設けることにより、振動素子1の接着剤6との接触領域を精度よく制御することができるため、複数の振動素子1間の振動特性のバラつきも抑えることができる。さらには、凹部23を設けることにより、振動素子1の接着剤6との接触領域を正確に規定することができる。
As shown in FIG. 4, the
Moreover, since the contact area | region with the
ここで、振動素子1の重心Gは、振動部21が−Z’軸側へ偏在している関係で、Z軸方向(短手方向)の中心Oよりも+Z’側にずれている。そして、凹部23の重心G’も、振動素子1の重心Gのずれに対応させて中心Oよりも+Z’側にずれている。すなわち、XZ’平面視にて、中心Oと交わりX軸に平行な線分Aによって二分される領域をS1、S2としたとき、重心G、G’が共に領域S1、S2のいずれか一方の領域に位置している。これにより、接着剤6による対象物7への固定時における振動素子1の不本意な変位を低減することができる。
Here, the center of gravity G of the
具体的に説明すると、振動素子1は、重心Gが中心Oからずれているため、接着剤6を介して振動素子1を対象物7に固定する際であって、接着剤6が硬化するまでの間(すなわち接着剤6が柔らかい状態のとき)に振動素子1が接着剤6を軸として回転してしまうおそれがある。所望の姿勢から回転した状態で固定されてしまうと、例えば、振動素子1が対象物7に接触し、所望の振動特性が得られなくなるおそれがある。そこで、本実施形態のように、凹部23の重心G’を重心Gに合わせて中心Oからずらすことにより、接着剤6と重心GのZ’軸方向のずれを低減することができ、振動素子1の前記回転を効果的に低減することができる。このような構成によれば、より確実に、振動素子1を所望の姿勢で対象物7に固定することができるため、振動素子1の対象物7への接触等を防止することができる。
Specifically, since the
特に、重心G’は、XZ’平面視にて、重心Gと交わりX軸に平行な直線Bと重なるように位置しているのが好ましい。凹部23をこのような配置とすることによって、上記の効果(回転防止効果)をより効果的に発揮することができる。また、例えば、振動素子1に衝撃、振動等に起因したY’軸方向の加速度が加わったときに、振動素子1に接着剤6を中心とする回転モーメントが加わることを低減でき、加速度による振動特性の変化を抑えることができる。そのため、振動(加速度)の有無に関係なく、安定した振動特性を発揮することのできる振動素子1となる。
In particular, the center of gravity G ′ is preferably positioned so as to overlap with the straight line B intersecting with the center of gravity G and parallel to the X axis in the XZ ′ plan view. By arranging the
なお、接着剤6を用いて振動素子1を対象物7に固定する方法としては、まず、接着剤6の一部が突出する程度に凹部23内に接着剤6を充填し、次に、接着剤6を対象物7に押し付ける方法が挙げられる。また、反対に、まず、対象物7に接着剤6を塗布し、次に、接着剤6が凹部23内に供給されるように、接着剤6に振動素子1を押し付ける方法が挙げられる。
As a method of fixing the
また、本実施形態では、凹部23の平面視形状(輪郭形状)が略正方形であるが、厚肉部22の側面に開口していれば、凹部23の平面視形状は特に限定されず、例えば、長方形であってもよいし、五角形以上の多角形であってもよいし、円形、楕円形、長円形であってもよい。また、凹部23が厚肉部22の表面に形成されているが、凹部23が厚肉部22の裏面に形成されていてもよい。また、本実施形態では、凹部23の重心G’が領域S1、S2のうちの重心Gと同じ側の領域に位置しているが、これに限定されず、異なる側の領域に位置していてもよいし、領域S1、S2の境界(線分A上)に位置していてもよい。
In the present embodiment, the planar view shape (contour shape) of the
(電極3)
電極3は、一対の励振電極31、32と、一対のパッド電極33、34と、一対のリード電極35、36とを有している。
励振電極31は、振動領域219の表面に形成されている。励振電極32は、振動領域219の裏面に、励振電極31と対向して配置されている。励振電極31、32は、それぞれ、四角形状をなしている。また、裏面側の励振電極32の面積は、表面側の励振電極31よりも大きく設定されている。これは、励振電極31、32の質量効果によるエネルギー閉じ込め係数を必要以上に大きくしないためである。
(Electrode 3)
The
The
パッド電極33は、凹部23内に形成されている。また、パッド電極33は、リード電極35を介して励振電極31に電気的に接続されている。パッド電極33から延出したリード電極35は、振動部21の表面上から傾斜部223aと、厚肉部本体223bとを経由してパッド電極33に接続されている。一方、パッド電極34は、厚肉部本体221bの裏面に形成されている。また、パッド電極34は、リード電極36を介して励振電極32に電気的に接続されている。パッド電極34から延出したリード電極36は、圧電基板2の裏面の縁部を経由してパッド電極34に接続されている。
The
ここで、本実施形態では、リード電極35、36は、圧電基板2を介して互いに交差(対向)しないように設けられている。このような配置とすることによって、静電容量の増加を抑えることができる。なお、パッド電極33、34の配置やリード電極35、36の経路は、本実施形態のものに限定されない。また、本実施形態では、パッド電極33、34が圧電基板2を介して対向して配置されている。このような配置とすることにより、後述する振動子10で述べるように、ワイヤーボンディングによる電気的な接続をより確実に行うことができる。
Here, in the present embodiment, the
このような励振電極31、32、パッド電極33、34およびリード電極35、36は、それぞれ、例えば、Cr(クロム)、Ni(ニッケル)等の下地層に、Au(金)を積層した金属被膜で構成することができる。なお、例えば、励振電極31、32と、パッド電極33、34およびリード電極35、36とで構成(各層の材料および厚さ)を異ならせてもよい。例えば、励振電極31、32をNiの下地層にAuの薄膜を積層させた構成とし、パッド電極33、34およびリード電極35、36をCrの下地層にAuの薄膜を積層させた構成としてもよい。なお、励振電極31、32のAu薄膜の厚さは、オーミックロスが大きくならない範囲で、主振動を閉じ込めモードとし、近接したインハーモニック・モードはできるだけ伝搬モード(非閉じ込めモード)となるように設定するのが好ましい。
なお、励振電極31、32の形状が四角形の構成を説明したが、励振電極31、32の形状は、これに限定されない。例えば、励振電極31が円形であり、励振電極32が励振電極31の面積より十分に大きな四角形であってもよい。また、例えば、励振電極31が楕円形であり、励振電極32が励振電極31の面積より十分に大きな四角形であってもよい。
In addition, although the shape of the
<第2実施形態>
次に、本発明の振動素子の第2実施形態について説明する。
図5は、本発明の第2実施形態にかかる振動素子の平面図である。
以下、第2実施形態の振動素子について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第2実施形態にかかる振動素子は、凹部の構成が異なっている以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the resonator element according to the invention will be described.
FIG. 5 is a plan view of a resonator element according to the second embodiment of the invention.
Hereinafter, the resonator element according to the second embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
The vibration element according to the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment described above except that the configuration of the recesses is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to 1st Embodiment mentioned above.
図5に示す振動素子1Aでは、凹部23の開口の幅(Z’軸方向の長さ、短手方向の長さ)が+X軸方向(振動部から離間する方向)に向けて漸増している(大きくなっている)。凹部23をこのような形状とすることにより、第1、第2の辺231、232で構成されるテーパー状のガイド部に沿って接着剤6が流動し易くなり、凹部23内の余剰な接着剤6を、より効率的に、開口部から振動素子1Aの側面に導くことができる。そのため、接着剤6の第3の辺233からのはみ出しをより効果的に低減することができる。
このような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
In the
Also according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.
<第3実施形態>
次に、本発明の振動素子の第3実施形態について説明する。
図6は、本発明の第3実施形態にかかる振動素子の平面図である。
以下、第3実施形態の振動素子について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第3実施形態にかかる振動素子は、第2の厚肉部が省略されている以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the resonator element according to the invention will be described.
FIG. 6 is a plan view of a resonator element according to the third embodiment of the invention.
Hereinafter, the resonator element according to the third embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
The vibration element according to the third embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment described above except that the second thick portion is omitted. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to 1st Embodiment mentioned above.
図6に示す振動素子1Bでは、厚肉部22は、振動部21の第1の辺211に沿って設けられた第1の厚肉部221と、第3の辺に沿って設けられた第3の厚肉部223とにより構成されている。すなわち、振動素子1Bは、前述した第1実施形態の振動素子1から、第2の厚肉部222を省略した構成となっている。このような構成とすることによって、より小型な振動素子が得られる。
このような第3実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
In the
Also according to the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.
<第4実施形態>
次に、本発明の振動素子の第4実施形態について説明する。
図7は、本発明の第4実施形態にかかる振動素子の断面図である。
以下、第4実施形態の振動素子について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第4実施形態にかかる振動素子は、厚肉部の構成が異なる以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the resonator element according to the invention will be described.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a resonator element according to the fourth embodiment of the invention.
Hereinafter, the vibration element according to the fourth embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
The vibration element according to the fourth embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment described above except that the configuration of the thick portion is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to 1st Embodiment mentioned above.
図7に示す振動素子1Cでは、厚肉部22の表面(+Y’軸方向側の主面)は、振動部21の表面(+Y’軸方向側の主面)よりも+Y’軸方向側へ突出して設けられている。一方、厚肉部22の裏面(−Y’軸方向側の主面)は、振動部21の裏面(−Y’軸方向側の主面)よりも−Y’軸方向側へ突出して設けられている。
このような第4実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
In the
According to the fourth embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited.
2.振動子
次に、前述した振動素子1を適用した振動子(本発明の振動子)について説明する。
図8は、本発明の振動子の好適な実施形態を示す断面図である。
図8に示す振動子10は、前述した振動素子1と、振動素子1を収容するパッケージ4とを有している。
2. Next, a vibrator (the vibrator of the present invention) to which the above-described
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a preferred embodiment of the vibrator of the present invention.
A
(パッケージ)
パッケージ4は、上面に開放する凹部411を有する箱状のベース41と、凹部411の開口を塞いでベース41に接合された板状のリッド42とを有している。そして、凹部411がリッド42によって塞がれることにより形成された収納空間Sに振動素子1が収納されている。収納空間Sは、減圧(真空)状態となっていてもよいし、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されていてもよい。
(package)
The package 4 includes a box-shaped
ベース41の構成材料としては、特に限定されないが、酸化アルミニウム等の各種セラミックスを用いることができる。また、リッド42の構成材料としては、特に限定されないが、ベース41の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース41の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金とするのが好ましい。なお、ベース41とリッド42の接合は、特に限定されず、例えば、接着剤を介して接合してもよいし、シーム溶接等により接合してもよい。
The constituent material of the
ベース41の凹部411の底面には、接続電極451、461が形成されている。また、ベース41の下面には、外部実装端子452、462が形成されている。接続電極451は、ベース41に形成された図示しない貫通電極を介して外部実装端子452と電気的に接続されており、接続電極461は、ベース41に形成された図示しない貫通電極を介して外部実装端子462と電気的に接続されている。
接続電極451、461、外部実装端子452、462の構成としては、それぞれ、導電性を有していれば、特に限定されないが、例えば、Cr(クロム)、W(タングステン)などのメタライズ層(下地層)に、Ni(ニッケル)、Au(金)、Ag(銀)、Cu(銅)などの各被膜を積層した金属被膜で構成することができる。
The configurations of the
収納空間S内に収容されている振動素子1は、凹陥面をベース41側に向けて、導電性接着剤(固定部材)51によってベース(対象物)41に固定されている。導電性接着剤51は、凹部23内に充填されている。また、導電性接着剤51は、さらに、接続電極451とパッド電極33とに接触して設けられている。これにより、導電性接着剤51を介して接続電極451とパッド電極33とが電気的に接続される。導電性接着剤51を用いて振動素子1を一カ所(一点)で支持することによって、例えば、ベース41と圧電基板2の熱膨張率の差によって振動素子1に発生する応力を抑えることができる。
The
導電性接着剤51としては、導電性および接着性を有していれば特に限定されず、例えば、シリコーン系、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、ビスマレイミド系等の接着剤に導電性フィラーを分散させたものを用いることができる。
振動素子1のパッド電極34は、ボンディングワイヤー52を介して接続電極461に電気的に接続されている。前述したように、パッド電極34は、パッド電極33と対向して配置されているため、振動素子1がベース41に固定されている状態では、導電性接着剤51の直上に位置している。そのため、ワイヤーボンディング時にパッド電極34に与える振動(超音波振動)の漏れを低減することができ、パッド電極34へのボンディングワイヤー52の接続をより確実に行うことができる。
The
The
3.発振器
次に、本発明の振動子を適用した発振器(本発明の発振器)について説明する。
図9は、本発明の発振器の好適な実施形態を示す断面図である。
図9に示す発振器100は、振動子10と、振動素子1を駆動するためのICチップ110とを有している。以下、発振器100について、前述した振動子との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
3. Next, an oscillator to which the vibrator of the present invention is applied (the oscillator of the present invention) will be described.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a preferred embodiment of the oscillator of the present invention.
An
図9に示すように、発振器100では、ベース41の凹部411にICチップ110が固定されている。ICチップ110は、凹部411の底面に形成された複数の内部端子120と電気的に接続されている。複数の内部端子120には、接続電極451、461と接続されているものと、外部実装端子452、462と接続されているものがある。ICチップ110は、振動素子1の駆動を制御するための発振回路を有している。ICチップ110によって振動素子1を駆動すると、所定の周波数の信号を取り出すことができる。
As shown in FIG. 9, in the
4.電子機器
次に、本発明の振動子を適用した電子機器(本発明の電子機器)について説明する。
図10は、本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部2000を備えた表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター1100には、フィルター、共振器、基準クロック等として機能する振動子10(振動素子1)が内蔵されている。
4). Next, an electronic device (an electronic device of the present invention) to which the vibrator of the present invention is applied will be described.
FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which the electronic apparatus of the present invention is applied. In this figure, a
図11は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部2000が配置されている。このような携帯電話機1200には、フィルター、共振器等として機能する振動子10(振動素子1)が内蔵されている。
FIG. 11 is a perspective view showing a configuration of a mobile phone (including PHS) to which the electronic apparatus of the invention is applied. In this figure, a
図12は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
FIG. 12 is a perspective view showing the configuration of a digital still camera to which the electronic apparatus of the present invention is applied. In this figure, connection with an external device is also simply shown. Here, an ordinary camera sensitizes a silver halide photographic film with a light image of a subject, whereas a
ディジタルスチルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。
A display unit is provided on the back of a case (body) 1302 in the
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリー1308に転送・格納される。また、このディジタルスチルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニター1430が、デ−タ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピューター1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー1308に格納された撮像信号が、テレビモニター1430や、パーソナルコンピューター1440に出力される構成になっている。このようなディジタルスチルカメラ1300には、フィルター、共振器等として機能する振動子10(振動素子1)が内蔵されている。
When the photographer confirms the subject image displayed on the display unit and presses the
なお、本発明の振動素子を備える電子機器は、図10のパーソナルコンピューター(モバイル型パーソナルコンピューター)、図11の携帯電話機、図12のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンター)、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレーター等に適用することができる。 In addition to the personal computer shown in FIG. 10 (mobile personal computer), the mobile phone shown in FIG. 11, and the digital still camera shown in FIG. Inkjet printers), laptop personal computers, televisions, video cameras, video tape recorders, car navigation devices, pagers, electronic notebooks (including those with communication functions), electronic dictionaries, calculators, electronic game devices, word processors, workstations, televisions Telephone, crime prevention TV monitor, electronic binoculars, POS terminal, medical equipment (for example, electronic thermometer, blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasonic diagnostic device, electronic endoscope), fish detector, various measuring devices, instruments Class (eg, vehicle, aircraft) Gauges of a ship), can be applied to a flight simulator or the like.
5.移動体
次に、本発明の振動子を適用した移動体(本発明の移動体)について説明する。
図13は、本発明の移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車1500には、振動子10(振動素子1)が搭載されている。振動子10は、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム(ABS)、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット(ECU:electronic control unit)に広く適用できる。
5. Next, a moving body (moving body of the present invention) to which the vibrator of the present invention is applied will be described.
FIG. 13 is a perspective view schematically showing an automobile as an example of the moving object of the present invention. The
以上、本発明の振動素子、振動子、発振器、電子機器および移動体について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、前述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。 As described above, the resonator element, the vibrator, the oscillator, the electronic device, and the moving body of the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part is the same. It can be replaced with any configuration having the above function. In addition, any other component may be added to the present invention. Moreover, you may combine each embodiment mentioned above suitably.
また、前述した実施形態では、平面視にて、振動部が矩形をなしているが、振動部の形状は、これに限定されない。言い換えると、前述した実施形態では、振動部の輪郭が有する第1、第2、第3、第4の辺がそれぞれ直線で構成されているものについて説明したが、各辺は、全体的に湾曲していてもよいし、途中で屈曲していてもよい。また、辺同士が連続して接続されていてもよい。 In the above-described embodiment, the vibration part is rectangular in plan view, but the shape of the vibration part is not limited to this. In other words, in the above-described embodiment, the first, second, third, and fourth sides of the contour of the vibration unit are each configured by a straight line, but each side is curved as a whole. It may be bent or bent in the middle. Further, the sides may be connected continuously.
また、前述した実施形態では、振動素子の重心Gが中心OからZ’軸方向へずれている構成について説明したが、重心Gは、中心OとZ’軸方向にて一致していてもよい(すなわち線分A上に重心Gが位置していてもよい)。
また、前述した実施形態では、振動部の輪郭の一部が厚肉部から開放している構成について説明したが、振動部は、厚肉部から開放した部分を有していなくてもよい。すなわち、振動部の輪郭の全域に沿って厚肉部が形成されていてもよい。
また、前述した実施形態では、圧電基板として水晶基板を用いているが、これに替えて、例えば、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の各種圧電基板を用いてもよい。
In the above-described embodiment, the configuration in which the center of gravity G of the vibration element is shifted from the center O in the Z′-axis direction has been described, but the center of gravity G may coincide with the center O in the Z′-axis direction. (That is, the center of gravity G may be located on the line segment A).
In the above-described embodiment, the configuration in which a part of the outline of the vibration part is opened from the thick part has been described. However, the vibration part may not have a part opened from the thick part. That is, the thick part may be formed along the entire contour of the vibration part.
In the above-described embodiment, the quartz substrate is used as the piezoelectric substrate, but various piezoelectric substrates such as lithium niobate and lithium tantalate may be used instead.
1、1A、1B、1C…振動素子 2…圧電基板 21…振動部 211…第1の辺 212…第2の辺 213…第3の辺 214…第4の辺 219…振動領域 22…厚肉部 221…第1の厚肉部 221a…傾斜部 221b…厚肉部本体 222…第2の厚肉部 222a…傾斜部 222b…厚肉部本体 223…第3の厚肉部 223a…傾斜部 223b…厚肉部本体 23…凹部 231…第1の辺 232…第2の辺 233…第3の辺 3…電極 31、32…励振電極 33、34…パッド電極 35、36…リード電極 4…パッケージ 41…ベース 411…凹部 42…リッド 451…接続電極 452…外部実装端子 461…接続電極 462…外部実装端子 51…導電性接着剤 52…ボンディングワイヤー 6…接着剤 7…対象物 10…振動子 100…発振器 110…ICチップ 120…内部端子 1100…パーソナルコンピューター 1102…キーボード 1104…本体部 1106…表示ユニット 1200…携帯電話機 1202…操作ボタン 1204…受話口 1206…送話口 1300…ディジタルスチルカメラ 1302…ケース 1304…受光ユニット 1306…シャッターボタン 1308…メモリー 1312…ビデオ信号出力端子 1314…入出力端子 1430…テレビモニター 1440…パーソナルコンピューター 1500…自動車 2000…表示部 G、G’…重心 O…中心 S…収納空間 S1、S2…領域
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記厚肉部よりも厚みが薄く、励振電極が設けられている振動部と、
を含む基板を備え、
前記基板は、平面視で長手形状であり、
前記厚肉部の一方の主面のうち、前記振動部に対して前記基板の長手方向の一方側に位置する領域には、前記固定部材が供給される凹部が設けられ、
前記凹部は、前記基板の長手方向の前記一方側の側面に開口していることを特徴とする振動素子。 A thick part fixed to the object via one fixing member;
A vibration part having a thickness smaller than the thick part and provided with an excitation electrode;
Comprising a substrate including
The substrate has a longitudinal shape in plan view,
Of the one main surface of the thick part, a region located on one side in the longitudinal direction of the substrate with respect to the vibration part is provided with a recess to which the fixing member is supplied,
The vibration element is characterized in that the recess is opened on the side surface on the one side in the longitudinal direction of the substrate.
前記振動素子を収容するパッケージと、を有することを特徴とする振動子。 The vibration element according to any one of claims 1 to 7,
And a package for housing the vibration element.
前記振動素子に接続された発振回路と、を備えていることを特徴とする発振器。 The vibration element according to any one of claims 1 to 7,
And an oscillation circuit connected to the vibration element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013042586A JP2014171151A (en) | 2013-03-05 | 2013-03-05 | Vibration element, vibrator, oscillator, electric apparatus and movable body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013042586A JP2014171151A (en) | 2013-03-05 | 2013-03-05 | Vibration element, vibrator, oscillator, electric apparatus and movable body |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014171151A true JP2014171151A (en) | 2014-09-18 |
Family
ID=51693224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013042586A Pending JP2014171151A (en) | 2013-03-05 | 2013-03-05 | Vibration element, vibrator, oscillator, electric apparatus and movable body |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014171151A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112688654A (en) * | 2019-10-18 | 2021-04-20 | 精工爱普生株式会社 | Vibration element and oscillator |
-
2013
- 2013-03-05 JP JP2013042586A patent/JP2014171151A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112688654A (en) * | 2019-10-18 | 2021-04-20 | 精工爱普生株式会社 | Vibration element and oscillator |
CN112688654B (en) * | 2019-10-18 | 2023-07-14 | 精工爱普生株式会社 | Vibrating element and oscillator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6051885B2 (en) | Vibration element, vibrator, oscillator, electronic device, and moving object | |
JP6107330B2 (en) | Vibration element, vibrator, oscillator, electronic device, and moving object | |
JP6435606B2 (en) | Vibration element, vibrator, oscillator, electronic device, and moving object | |
JP6592906B2 (en) | Vibrating piece, vibrator, vibrating device, oscillator, electronic device, and moving object | |
TWI604693B (en) | Vibrating element, vibrator, oscillator, electronic apparatus, and moving object | |
JP2016140023A (en) | Vibrating piece, vibrator, oscillation device, oscillator and mobile object | |
JP6390104B2 (en) | Vibration element, vibrator, oscillator, electronic device, and moving object | |
JP6179104B2 (en) | Vibration element, vibrator, oscillator, electronic device, and moving object | |
JP2016174202A (en) | Vibration piece, vibrator, vibration device, oscillator, electronic apparatus, and mobile | |
JP2016140024A (en) | Vibrating piece, vibrator, oscillation device, oscillator and mobile object | |
US9178471B2 (en) | Resonating element, resonator, oscillator, electronic apparatus, and mobile object | |
JP6179131B2 (en) | Vibration element, vibrator, oscillator, electronic device, and moving object | |
JP6375612B2 (en) | Vibrating piece, vibrator, oscillator, electronic device and moving object | |
JP6375611B2 (en) | Vibrating piece, vibrator, oscillator, electronic device and moving object | |
JP6498379B2 (en) | Vibration element, vibrator, oscillator, electronic device, and moving object | |
JP2016140025A (en) | Vibrating piece, vibrator, oscillation device, oscillator and mobile object | |
JP2014171151A (en) | Vibration element, vibrator, oscillator, electric apparatus and movable body | |
JP2014171150A (en) | Vibration element, vibrator, oscillator, electric apparatus and movable body | |
JP2016178500A (en) | Vibration piece, vibrator, vibration device, oscillator, electronic apparatus, and mobile body | |
JP2015097361A (en) | Vibration piece, vibrator, oscillator, electronic device and mobile object | |
JP2014171152A (en) | Vibration element, vibrator, oscillator, electric apparatus and movable body | |
JP2016149604A (en) | Vibrator, oscillator, real-time clock, electronic apparatus, and mobile body | |
JP2016025408A (en) | Vibration element, vibrator, oscillator, electronic apparatus, and mobile | |
JP6578709B2 (en) | Vibration element, vibrator, oscillator, electronic device, and moving object | |
JP6578708B2 (en) | Vibration element, vibrator, oscillator, electronic device, and moving object |