CN103259503A - 压电振动元件及压电装置 - Google Patents

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CN103259503A CN2013100536387A CN201310053638A CN103259503A CN 103259503 A CN103259503 A CN 103259503A CN 2013100536387 A CN2013100536387 A CN 2013100536387A CN 201310053638 A CN201310053638 A CN 201310053638A CN 103259503 A CN103259503 A CN 103259503A
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山口贵士
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Abstract

一种压电振动元件及压电装置。压电振动元件包括压电片，所述压电片形成为包含长边及短边的矩形形状，具有第一主面及其背面的第二主面，且至少在第一主面具有比周边部厚的一台面部。而且，在第一主面及第二主面上形成着一对激振电极，一对引出电极从一对激振电极向一短边引出。激振电极比台面部的面积大、且在形成着台面部的主面以覆盖台面部的方式而形成。而且，激振电极的中心从压电片的中心向另一短边侧相隔第一距离，台面部的中心从压电片的中心向另一短边侧相隔第二距离，第二距离与第一距离不同。

Description

压电振动元件及压电装置
技术领域
本发明涉及一种包含台面(mesa)型的压电片的压电振动元件及压电装置，所述压电振动元件不易发生由掉落等的冲击及温度变化而引起的频率变动、且振动特性得到改良。
背景技术
形成着激振电极(excitation electrode)、且通过对激振电极施加电压而以规定的振动频率振动的压电片，以及包含此种压电片的压电振动元件，是众所周知的。而且，通过将此种压电振动元件载置于封装(package)中而形成压电装置。众所周知，在压电片的主面形成着厚度比压电片的周边部厚的台面部，由此晶体阻抗(crystal impedance，CI)值变佳。而且，众所周知，在包含形成着此种台面部的台面型的压电片的压电振动元件及压电装置中，振动特性会根据台面部及电极的形成位置及大小等而发生变化。
例如专利文献1中公开了如下的台面型振动片，其通过使激振电极形成得比台面部大，而提高频率可变灵敏度(frequency variablesensitivity)，从而抑制了不需要的振动。而且所述专利文献1中公开了如下内容：通过使台面部远离导电性粘接剂而形成，可防止导电性粘接剂与激振电极之间的电短路(electric short)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本专利特开2005-94410号公报
然而，在压电振动元件及压电装置中，进而存在着如下的情况，即，相对于因掉落等的冲击及温度变化等而在压电片中产生的应力，会发生频率变动，从而寻求针对此问题的对应措施。而且，寻求关于振动特性的进一步的改善。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种压电振动元件及压电装置，不易发生由掉落等的冲击及温度变化而引起的频率变动、且振动特性得到改良。
第一形态的压电振动元件包括：压电片，形成为包含长边及短边的矩形形状，所述压电片具有第一主面及所述第一主面的背面的第二主面，且至少在第一主面具有比周边部厚的一台面部；一对激振电极，形成在第一主面及第二主面；以及一对引出电极，从一对激振电极向一方的短边引出。激振电极以比台面部的面积大、且在形成着台面部的主面以覆盖台面部的方式而形成。激振电极的中心从压电片的中心向另一方的短边侧相隔第一距离。而且，台面部的中心从压电片的中心向另一方的短边侧相隔第二距离。进而，第二距离与第一距离不同。
第二形态的压电振动元件如第一形态，第二距离为长边的长度的0.073倍～0.148倍。
第三形态的压电振动元件如第一形态及第二形态，还包括框部，所述框部包围压电片且连接于压电片的一方的短边，一对引出电极从一方的短边进而向框部引出。
第四形态的压电振动装置包括：第一形态至第三形态的压电振动元件，载置着压电振动元件的底板，以及将压电片密封的盖板。
发明的效果
根据本发明的压电振动元件及压电装置，不易发生由掉落等的冲击及温度变化而引起的频率变动，且可改善振动特性。
附图说明
图1是压电装置100的分解立体图。
图2是图1的I-I剖面图。
图3是压电振动元件130的平面图。
图4A是压电振动元件130a的平面图。图4B是表示压电装置掉落时的应力分布的模拟结果的压电振动元件130a的平面图。图4C是表示压电装置的温度变化时的应力分布的模拟结果的压电振动元件130a的平面图。
图5是表示压电振动元件的等价电路的图。
图6A是压电振动元件130b的平面图。图6B是压电振动元件130c的平面图。
图7A是表示台面部的X轴方向的长度MX与等价串联电容C1的关系的曲线图。图7B是表示台面部的X轴方向的长度MX与等价串联电阻R1的关系的曲线图。
图8是表示压电振动元件的激振电极的尺寸及台面部的尺寸的表。
图9A是表示第二距离DM与等价串联电容C1的关系的曲线图。图9B是表示第二距离DM与等价串联电阻R1的关系的曲线图。
图10是压电装置200的分解立体图。
图11是图10的II-II剖面图。
图12是压电振动元件230的平面图。
图13A是压电振动元件230a的平面图。图13B是表示压电装置掉落时的应力分布的模拟结果的压电振动元件230a的平面图。图13C是表示压电装置的温度变化时的应力分布的模拟结果的压电振动元件230a的平面图。
附图标记：
100、200：压电装置
101、201：模腔
110：盖板
111、121、221：凹部
112、122、222：接合面
120、220：底板
123、223：连接电极
124：贯通电极
126、226：外部电极
130、130a、130b、130c、130d、130e、130f、130g、230、230a：压电振动元件
131、131c、231：激振电极
132、232：引出电极
133、133a、233：台面部
134、234：压电片
135：周边部
141、141a、141b：导电性粘接剂
142：密封材料
171：与X轴平行的直线
224：侧面电极
225：城堡形结构
235：框部
236：贯通槽
237：连接部
AX：压电片的X轴方向的长度
AZ：压电片的Z′轴方向的长度
C1：等价串联电容
C0：平行封装电容
CA：压电片的中心
CM：台面部的中心
CR：激振电极的中心
DM：第二距离
DR：第一距离
L1：等价串联电感
MX：台面部的X轴方向的长度
MZ：台面部的Z′轴方向的长度
R1：等价串联电阻
RX：激振电极的X轴方向的长度
RZ：激振电极的Z′轴方向的长度
SX：导电性粘接剂141b的X轴方向的长度
SZ：导电性粘接剂141b的Z′轴方向的长度
X、Y、Y′、Z、Z′：轴
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的较佳的实施方式进行详细说明。另外，本发明的范围在以下的说明中只要无特别限定本发明的记载，则并不限于这些方式。
第一实施方式
压电装置100的构成
图1是压电装置100的分解立体图。压电装置100包含：盖板110、底板120、及压电振动元件130。压电振动元件130中例如使用AT切割的晶体振动元件。AT切割的晶体振动元件的主面(YZ面)相对于结晶轴(XYZ)的Y轴，以X轴为中心从Z轴向Y轴方向倾斜35度15分。以下的说明中，将以AT切割的晶体振动元件的轴方向为基准，而将倾斜的新的轴用作Y′轴及Z′轴。也就是，压电装置100中，将压电装置100的长边方向设为X轴方向，压电装置100的高度方向设为Y′轴方向，与X及Y′轴方向垂直的方向设为Z′轴方向来进行说明。
压电振动元件130包括：压电片134，以规定的频率振动，形成为矩形形状，且压电片134包含凸状地形成在+Y′轴侧及-Y′轴侧的主面的台面部133；激振电极131，形成在台面部133的全体及台面部133的周围；以及引出电极132，从各激振电极131向-X轴侧引出。从形成在压电片134的+Y′轴侧的面的激振电极131引出的引出电极132是：从激振电极131向-X轴侧引出，进而经由压电片134的-Z′轴侧的侧面而引出到压电片134的-Y′轴侧的面为止。从形成在压电片134的-Y′轴侧的面的激振电极131引出的引出电极132是：从激振电极132向-X轴侧引出，并经由压电片134的+Z′轴侧的侧面而形成到压电片134的+Y′轴侧的面为止。
在底板120上，在+Y′轴侧的面的周围形成着：经由密封材料142(参照图2)而接合到盖板110的接合面122。而且，在底板120的+Y′轴侧的面的中央，形成着从接合面122向-Y′轴方向凹陷的凹部121。在凹部121形成着一对连接电极123，各连接电极123经由导电性粘接剂141(参照图2)而与压电振动元件130的引出电极132电连接。而且，在底板120的-Y′轴侧的面形成着一对外部电极126。外部电极126与连接电极123是利用贯通底板120的贯通电极124而电连接。
盖板110在-Y′轴侧的面形成着向+Y′轴方向凹陷的凹部111。而且，以包围凹部111的方式形成着接合面112。接合面112经由密封材料142(参照图2)而接合到底板120的接合面122。
图2是图1的I-I剖面图。压电装置100中，底板120的接合面122与盖板110的接合面112是经由密封材料142而接合，由此，在压电装置100内形成着密闭的模腔(cavity)101。而且，压电振动元件130配置在模腔101中。在压电振动元件130上形成着激振电极131。而且，在压电片134上形成着台面部133，台面部133的Y′轴方向的厚度是：比台面部133的周围的周边部135的Y′轴方向的厚度还厚。压电振动元件130中，引出电极132经由导电性粘接剂141而接合到底板120的连接电极123，且压电振动元件130配置在模腔101内。而且，引出电极132与连接电极123经由导电性粘接剂141而电连接，由此，激振电极131与外部电极126电连接。
图3是压电振动元件130的平面图。压电振动元件130具有：长边沿X轴方向延伸、短边沿Z′轴方向延伸的矩形形状的压电片134。在压电片134的+Y′轴侧及-Y′轴侧的面形成着矩形形状的激振电极131。形成在+Y′轴侧及-Y′轴侧的面的激振电极131彼此为相同的形状及尺寸，且相对于XZ′平面形成为面对称。而且，在压电片134的+Y′轴侧的面及-Y′轴侧的面形成着：表面被激振电极131覆盖的台面部133。而且，将引出电极132从各激振电极131向-X轴方向引出。
如果将压电片的X轴方向的长度(长边的长度)设为长度AX，Z′轴方向的长度(短边的长度)设为长度AZ，则压电振动元件130的长度AX形成为1.355mm、长度AZ形成为0.795mm。而且，以下，将激振电极的X轴方向的长度设为长度RX，激振电极的Z′轴方向的长度设为长度RZ，台面部的X轴方向的长度设为长度MX，台面部的Z′轴方向的长度设为长度MZ，来进行说明。此外，如果将压电片134的+Y′轴侧的面的中心设为中心CA，形成在+Y′轴侧的面的激振电极131的中心设为中心CR，形成在+Y′轴侧的台面部133的中心设为中心CM，则将中心CA与中心CR的距离设为第一距离DR，中心CA与中心CM的距离设为第二距离DM。以下说明的第一距离DR及第二距离DM，在中心CR及中心CM位于比中心CA靠-X轴侧的情况下，表示为负值，在中心CR及中心CM位于比中心CA靠+X轴侧的情况下，表示为正值。而且，中心CA、中心CR、及中心CM存在于与X轴平行的直线171上。
压电振动元件130的模拟结果
关于压电振动元件130的台面部133及激振电极131的最适合形成位置、形状、及大小，通过进行模拟来进行调查。以下，对模拟的结果进行说明。
施加至压电振动元件的应力
图4A是压电振动元件130a的平面图。压电振动元件130a是：在+Y′轴侧的面及-Y′轴侧的面形成着台面部133a，在压电振动元件130a的-X轴侧的+Z′轴侧及-Z′轴侧的角部的-Y′轴侧的面、分别形成着导电性粘接剂141a。使用压电振动元件130a，来进行关于施加至压电振动元件的应力的模拟。
图4B是表示压电装置掉落时的应力分布的模拟结果的压电振动元件130a的平面图。通过假定在Y′轴方向施加3000G的加速度来进行压电装置掉落时的模拟。图4B中，因掉落而施加至压电振动元件130a的应力的强度分9个阶段来显示。由接近于白色的颜色所示的应力的强度为0～1的区域表示：施加至压电振动元件130a的应力最弱；由黑色所示的应力的强度为8～9的区域表示：施加至压电振动元件130a的应力最强。在图4B中可知，施加至距离导电性粘接剂141a的形成位置最远的、压电振动元件130a的+X轴侧的端部周边的应力为最小。
图4C是表示压电装置的温度变化时的应力分布的模拟结果的压电振动元件130a的平面图。通过假定施加至压电装置的温度从400℃下降至25℃的情况，来进行压电装置的温度变化的模拟。图4C中，通过温度变化而施加至压电振动元件130a的应力的强度分9个阶段来显示。由接近于白色的颜色所示的应力的强度为0～1的区域表示：施加至压电振动元件130a的应力最弱；由黑色所示的应力的强度为8～9的区域表示：施加至压电振动元件130a的应力最强。在图4C中可知，随着远离形成着导电性粘接剂141a的区域，温度变化引起的应力变化的影响减小。
压电振动元件中产生的应力成为：使压电振动元件的振动频率偏离的原因。而且，存在如下情况：因掉落等而一次施加的应力会导致导电性粘接剂变形，压电振动元件的振动频率成为保持在偏离的状态。而且，根据图4B及图4C可知，在远离形成着导电性粘接剂的位置的部位，不易受到由掉落及温度变化而产生的应力的影响。因此，为了防止由掉落及温度变化等所产生的应力而引起的振动频率的偏离，理想的是：作为形成压电振动元件的振动频率的主区域即台面部，形成在远离导电性粘接剂的位置。
台面部的尺寸及激振电极与台面部的关系
图5表示压电振动元件的等价电路的图。压电振动元件可由图5所示的等价电路来表示。图5中，将等价串联电感设为L1，等价串联电容设为C1，等价串联电阻设为R1，平行安装电容(shunt capacitance)设为C0。R1表示振动时的内部摩擦及音响损耗等的振动能量的损耗成分，是相当于压电振动元件的晶体阻抗(CI)的值。因此，优选的是R1小。C1是表示压电振动元件的伸缩性及可塑性的值，当C1大时，压电振动元件的可塑性增强，因而为较佳。以下，使用模拟来对关于压电振动元件130b及压电振动元件130c的C1及R1进行评估，由此求出台面部的尺寸及激振电极与台面部的最佳关系。
图6A是压电振动元件130b的平面图。压电振动元件130b中，在+Y′轴侧及-Y′轴侧的面形成着台面部133，进而以覆盖台面部133的方式形成着激振电极131。在压电振动元件130b中，长度AX形成为1.355mm，长度AZ形成为0.795mm，长度RX形成为0.89mm，长度RZ形成为0.64mm，长度MZ形成为0.6mm，第二距离DM形成为0.045mm。而且，在压电片134的-Y′轴侧的面的-X轴侧的+Z′轴侧及-Z′轴侧，形成着导电性粘接剂141b。导电性粘接剂141b的X轴方向的长度SX形成为0.215mm，Z′轴方向的长度SZ形成为0.22mm。
图6B是压电振动元件130c的平面图。压电振动元件130c中，在+Y′轴侧及-Y′轴侧的面形成着台面部133，进而在台面部133的表面形成着激振电极131c。而且，在压电片134的-Y′轴侧的面的-X轴侧的+Z′轴侧及-Z′轴侧，形成着导电性粘接剂141b。压电振动元件130c的长度AX、AZ、MZ、SX、SZ、及第二距离DM形成为：与压电振动元件130b相同的值。激振电极131c的长度RZ形成为0.5mm，长度RX形成为从台面部133的长度MX减去0.1mm所得的长度。也就是，激振电极131c中，在从台面部133的外周的边靠0.05mm内侧处形成着激振电极131c的外周，从而激振电极131c的面积比激振电极131小。
图7A是表示台面部133的X轴方向的长度MX与等价串联电容C1的关系的曲线图。图7A的中空的三角形表示压电振动元件130b的结果，叉形标记表示压电振动元件130c的结果。而且，图7A的横轴表示台面部的X轴方向的长度MX，纵轴表示等价串联电容C1的值。图7A中，压电振动元件130b在长度MX为0.35mm时、C1约为1.2fF；在长度MX为1mm时、C1约为2.0fF。压电振动元件130c在长度MX为0.5mm时、C1约为0.7fF；在长度MX为1.0mm时、C1约为1.7fF。根据图7A，压电振动元件130b及压电振动元件130c均存在如下倾向：台面部133的X轴方向的长度MX越长，则C1的值越高。也就是，可以说台面部133的面积越大则C1越高，因而为较佳。而且，对于台面部133的X轴方向的长度MX而言，压电振动元件130b的C1总是比压电振动元件130c高。认为是：由于压电振动元件130b与压电振动元件130c的不同之处在于激振电极的面积，压电振动元件130b的激振电极131的面积比压电振动元件130c的激振电极131c的面积大，由此C1增高。由此，认为是：激振电极的面积大为较佳。
图7B是表示台面部133的X轴方向的长度MX与等价串联电阻R1的关系的曲线图。图7B的中空的三角形表示压电振动元件130b的结果，叉形标记表示压电振动元件130c的结果。而且，图7B的横轴表示台面部133的X轴方向的长度MX，纵轴表示等价串联电阻R1的值。图7B中，压电振动元件130b在长度MX为0.35mm时、R1约为87Ω；在长度MX为1.0mm时、R1约为46Ω。压电振动元件130c在长度MX为0.5mm时、R1约为150Ω；在长度MX为1.0mm时、R1约为75Ω。根据图7B可知，压电振动元件130b及压电振动元件130c均为随着台面部133的X轴方向的长度MX变长而R1降低。也就是，可以说台面部133的面积越大则R1越低，因而为较佳。而且，在台面部133的X轴方向的长度MX相同的情况下，压电振动元件130b的R1总是比压电振动元件130c低。认为这即是因为：压电振动元件130b的激振电极131的面积比压电振动元件130c的激振电极131c的面积大，由此R1变低。由此，认为是：激振电极的面积大为较佳。
根据图7A及图7B，可以说如果台面部133的面积变大，则C1增高、进而R1降低，因而为较佳。而且，如果激振电极的面积变大，则C1增高、进而R1降低，因而为较佳。压电振动元件130中，为了使激振电极的面积形成得大，而考虑使激振电极的中心CR接近于压电片134的中心CA，且引出电极132形成在压电片134的-X轴侧的边，在此情况下，认为：较佳的是，激振电极131的中心CR形成在从压电片134的中心CA稍靠向+X轴侧的位置。而且，台面部133越靠向压电片134的+X轴侧则越不易施加应力，因而为较佳，因此认为：较佳的是，台面部133的中心CM形成在比激振电极131的中心CR及压电片134的中心CA靠向+X轴侧的位置。
台面部的形成位置
图8是表示压电振动元件的激振电极的尺寸及台面部的尺寸的表。以下，进行如下说明：通过对图8所示的压电振动元件进行模拟，而台面部相对于压电振动元件优选形成在哪一位置。图8中表示压电振动元件130d、压电振动元件130e、压电振动元件130f、及压电振动元件130g这四个压电振动元件。压电振动元件130d与压电振动元件130e，以相同尺寸形成着激振电极及台面部，且仅使激振电极的中心与压电振动元件的中心的第一距离DR不同而形成。而且，压电振动元件130f与压电振动元件130g仅台面部的X轴方向的长度MX不同。此外，压电振动元件130d及130e、与压电振动元件130f及130g，主要是激振电极的X轴方向的长度RX不同。
图9A是表示第二距离DM与等价串联电容C1的关系的曲线图。图9A中，横轴表示第二距离DM，纵轴表示等价串联电容C1。而且，图9A中表示关于图8所示的四个压电振动元件的第二距离DM与等价串联电容C1的关系。图9A中，中空的菱形表示压电振动元件130d，中空的三角形表示压电振动元件130e，涂黑的正方形表示压电振动元件130f，涂黑的圆形表示压电振动元件130g。
压电振动元件130d及压电振动元件130e的C1相对于第二距离DM的变化，均显示出相似的倾向。当第二距离DM为直至-0.1mm左右为止时，存在伴随第二距离DM的增加而C1也增加的倾向。而且，当第二距离DM取大于-0.1mm的值时，与第二距离DM的值无关，C1稳定地约为1.3fF左右的值。因此，压电振动元件130d及压电振动元件130e在第二距离DM大于-0.1mm时C1的值增高，因而为较佳。而且，因压电振动元件130d及压电振动元件130e均显示出相似的倾向，所以认为：激振电极131的形成位置对C1造成的影响小。
对于压电振动元件130f而言，当第二距离DM为直至-0.1mm为止时，伴随第二距离DM的增加而C1也增加。而且，当第二距离DM处于-0.1mm至0.2mm之间时，C1处于约1.5fF至约1.7fF之间而稳定，而当第二距离DM为0.2mm以上时，伴随第二距离DM的增加而C1减少。因此，压电振动元件130f在第二距离DM处于-0.1mm至0.2mm之间时、C1的值增高，因而为较佳。
对于压电振动元件130g而言，当第二距离DM为0mm以下时，伴随第二距离DM的增加，C1也增加。而且，当第二距离DM处于0mm至0.2mm之间时，C1处于约1.9fF至约2.1fF之间而稳定，当第二距离DM为0.2mm以上时，伴随第二距离DM的增加而C1减少。因此，压电振动元件130g在第二距离DM处于0mm至0.2mm之间时、C1的值增高，因而为较佳。
图9A中，存在压电振动元件130g的C1的值比压电振动元件130f的C1的值高的倾向。因压电振动元件130f与压电振动元件130g的台面部133的面积不同，所以认为台面部133的面积越大则C1的值越高。这与如下情况一致，即，台面部133的面积比压电振动元件130f及压电振动元件130g小的压电振动元件130d及压电振动元件130e，其C1比压电振动元件130f及压电振动元件130g的C1低。
而且，对于压电振动元件130f及压电振动元件130g而言，在第二距离DM的值超过0.2mm后C1会急遽下降。认为这是因为，如果台面部133过于接近压电振动元件的端部，则无法作为振动而良好地发挥作用。对于压电振动元件130d、130e、130f、及130g而言，在第二距离DM处于0mm至0.2mm的范围内，C1共同地增高，因而认为对于压电振动元件而言，第二距离DM存在于该范围内的情况为较佳。而且，如图4B及图4C所示，对于压电振动元件而言，振动的区域越接近远离导电性粘接剂的+X轴侧的端部，则越不易施加应力，因而为较佳。因此，台面部133的中心CM的最适当位置优选在第二距离DM处于0mm～0.2mm的范围内，进而台面部133的中心CM为靠向+X轴侧的0.1mm～0.2mm之间则更佳。而且，如果考虑该第二距离DM与压电振动元件130f的长边的长度AX的长度的比，则长度AX为1.355mm时、第二距离DM宜为0.1mm～0.2mm的范围，因此当第二距离DM相对于长度AX为0.073倍～0.148倍时，此为较佳。
图9B是表示第二距离DM与等价串联电阻R1的关系的曲线图。图9B中表示关于图8所示的四个压电振动元件的R1与第二距离DM的关系。图9B中，与图9A同样地，中空的菱形表示压电振动元件130d，中空的三角形表示压电振动元件130e，涂黑的正方形表示压电振动元件130f，涂黑的圆形表示压电振动元件130g。压电振动元件130d及压电振动元件130e均显示出相似的倾向，在第二距离DM大于-0.2mm时、R1约为80Ω左右的低值而稳定，因而为较佳。而且，对于压电振动元件130f及压电振动元件130g而言，分别在第二距离DM为-0.1mm～0.25mm及0mm～0.2mm时、R1降低，因而为较佳。
与图9A同样地，认为：压电振动元件130d、130e、130f、及130g中，R1分别不同的原因在于台面部133的面积。而且，在压电振动元件130f及压电振动元件130g中，认为：当第二距离DM分别大于0.25mm及0.2mm时、R1增大，这是因为如果台面部133过于接近压电振动元件的端部，则无法作为振动而良好地发挥作用所导致。压电振动元件130d、130e、130f、及130g与图9A的情况同样地，在第二距离DM处于0mm至0.2mm之间，R1共同地降低，因而为较佳。进而，如图4B及图4C所示，对于压电振动元件而言，振动的区域接近远离导电性粘接剂的+X轴侧的端部的情况下、不易施加应力，因而为较佳，因此，台面部133的中心CM的最适当位置优选在第二距离DM处于0mm～0.2mm的范围内，进而台面部133的中心CM为靠向+X轴侧的0.1mm～0.2mm之间则更佳。也就是，与图9A同样地，当第二距离DM相对于长度AX为0.073倍～0.148倍时，此为较佳。
第二实施方式
压电振动元件也可形成包围压电片的周围的框部。以下，对形成着框部的压电振动元件230、及具有压电振动元件230的压电装置200进行说明。另外，以下的说明中，对于与第一实施方式说明的部分相同的部分，附上与第一实施方式的符号相同的符号，并省略其说明。
压电装置200的构成
图10是压电装置200的分解立体图。压电装置200包括：压电振动元件230、底板220、以及盖板110。压电振动元件230具有：压电片234、及包围压电片234的框部235，底板220与盖板110隔着框部235而接合，由此形成压电装置200。
压电振动元件230由压电片234及框部235形成。压电片234的-X轴侧的边连结于框部235。而且，在压电片234形成着台面部233，在台面部233及台面部233的周围形成着激振电极231。将引出电极232从激振电极231向框部235引出。
底板220在+Y′轴侧的面的周围形成着：经由密封材料141(参照图11)而接合到框部235的接合面222。而且，在底板220的+Y′轴侧的面的中央，形成着从接合面222向-Y′轴方向凹陷的凹部221。在底板220的四角的接合面222形成着连接电极223，连接电极223上电连接着压电振动元件230的引出电极232。而且，在底板220的四角的侧面，形成着向底板220的内侧凹陷的城堡形结构(castellation)225。在各城堡形结构225的侧面形成着侧面电极224。而且，在底板220的-Y′轴侧的面形成着一对外部电极226。外部电极226经由侧面电极224而与连接电极223电连接。
图11是图10的II-II剖面图。压电装置200经由密封材料141将盖板110接合到压电振动元件230的框部235的+Y′轴侧的面，并经由密封材料141将底板220接合到框部235的-Y′轴侧的面。由此，在压电装置200形成着模腔201，压电振动元件230的压电片234密封于模腔201内。
在压电振动元件230的+Y′轴侧及-Y′轴侧的面形成着台面部233。而且，以覆盖台面部233的方式形成着激振电极231，将引出电极232从激振电极231引出至框部235的-Y′轴侧的面为止。引出电极232与底板220的连接电极223电连接。而且，连接电极223经由侧面电极224而与外部电极226电连接，因而激振电极231与外部电极226电连接。
图12是压电振动元件230的平面图。压电振动元件230具有：压电片234与框部235。压电片234以-X轴侧的边连接于框部235。而且，在压电片234与框部235之间、形成着将压电振动元件230朝Y′轴方向贯通的贯通槽236。贯通槽236形成在压电片234的-X轴侧的中央、+X轴侧、+Z′轴侧、及-Z′轴侧。因此，压电片234是：以压电片234的-X轴侧的边的+Z′轴侧及-Z′轴侧的端部这两个部位连接于框部235。将该压电片234连接于框部235的两个部位的部分作为连接部237。
在压电振动元件230的压电片234的+Y′轴侧及-Y′轴侧的面形成着台面部233，而且，在压电片234以覆盖台面部233的方式形成着激振电极231。将引出电极232从形成在压电片234的+Y′轴侧的面的激振电极231，经由压电片234的+Z′轴侧的侧面及+Z′轴侧的连接部237而引出至框部235的-X轴侧的+Z′轴侧的角为止。而且，将引出电极232从形成在-Y′轴侧的面的激振电极231，经由-Z′轴侧的连接部237而引出至框部235的+X轴侧的-Z′轴侧的角为止。
压电振动元件230a的模拟结果
使用模拟来调查压电振动元件230中的台面部233的最适当形成位置、形状、及大小。以下对模拟的结果进行说明。
应力、温度依存性
图13A是压电振动元件230a的平面图。使用压电振动元件230a来进行模拟。在压电振动元件230a的+Y′轴侧的面及-Y′轴侧的面形成着台面部233，在压电振动元件230a的-X轴侧的边的+Z′轴侧及-Z′轴侧的端部，经由连接部237而连接着压电片234与框部235。
图13B是表示压电装置掉落时的应力分布的模拟结果的压电振动元件230a的平面图。通过假设在Y′轴方向上施加3000G的加速度，来进行压电装置掉落时的模拟。图13B中因掉落而施加至压电振动元件230a的应力的强度分9个阶段来显示。由接近于白色的颜色所示的应力的强度为0～1的区域表示：施加至压电振动元件230a的应力最弱；由黑色所示的应力的强度为8～9的区域表示：施加至压电振动元件230a的应力最强。图13B中，可知施加至压电片234内的应力在压电片234的+X轴侧减小。因此，形成振动的台面部233优选形成在压电片234的+X轴侧。
图13C是表示压电装置的温度变化时的应力分布的模拟结果的压电振动元件230a的平面图。通过假定施加至压电装置的温度从400℃下降至25℃的情况，来进行压电装置的温度变化的模拟。图13C中藉由温度变化而施加至压电振动元件230a的应力的强度分9个阶段来显示。由接近于白色的颜色所示的应力的强度为0～1的区域表示：施加至压电振动元件230a的应力最弱；由黑色所示的应力的强度为8～9的区域表示：施加至压电振动元件230a的应力最强。图13C中，框部235及压电片234的连接部237附近由黑色表示，可知对这些区域施加了强应力。而且，对于压电片234而言，随着远离连接部237而应力减弱，则设想在压电片234的+X轴侧的端部周边，由温度变化引起的应力变化的影响最减小。
根据图13B及图13C可知，距离连接部237最远的区域的应力减小。也就是，对于压电振动元件而言，可知台面部233越位于+X轴侧，则越不易产生由应力的影响而引起的频率变动。而且，与压电片134的-X轴侧利用导电性粘接剂来固定的情况同样地，压电片234以-X轴侧的边经由连接部237而固定在框部235。因此，与第一实施方式同样地，认为：第二距离DM相对于长度AX为0.073倍～0.148倍时，此为较佳。
以上，对本发明的最佳实施方式进行了详细说明，但如本领域技术人员所知，本发明可在其技术范围内对实施方式添加各种变更、变形来实施。
例如，第一实施方式及第二实施方式中是在+Y′轴侧及-Y′轴侧的两主面形成着台面部，而台面部也可仅形成在任一方的主面。而且，所述实施方式中表示压电片为AT切割的晶体片的情况，而即便为以同样的方式按照厚度剪力模式(Thickness Shear Mode)来振动的BT切割的晶体片等，则也可同样地适用。此外，压电片不仅适用于晶体材料，也可基本地适用于包含钽酸锂、铌酸锂或者压电陶瓷的压电材料。

Claims (4)

1.一种压电振动元件，其特征在于包括：
压电片，形成为包含长边及短边的矩形形状，所述压电片具有：第一主面及所述第一主面的背面的第二主面，且至少在所述第一主面具有比周边部厚的台面部；
一对激振电极，形成在所述第一主面及所述第二主面；以及
一对引出电极，从所述一对激振电极向一方的所述短边引出；
所述激振电极比所述台面部的面积大、且在形成着所述台面部的主面以覆盖所述台面部的方式而形成，
所述激振电极的中心从所述压电片的中心向另一方的所述短边侧相隔第一距离，
所述台面部的中心从所述压电片的中心向所述另一方的所述短边侧相隔第二距离，
所述第二距离与所述第一距离不同。
2.如权利要求1所述的压电振动元件，其特征在于：
所述第二距离为所述长边的长度的0.073倍～0.148倍。
3.如权利要求1或2所述的压电振动元件，其特征在于还包括：
框部，
所述框部包围所述压电片，且连接于所述压电片的所述一方的短边，
所述一对引出电极从所述一方的短边进而向所述框部引出。
4.一种压电装置，其特征在于包括：
如权利要求1至3中任一所述的压电振动元件；
底板，载置着所述压电振动元件；以及
盖板，将所述压电片密封。
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