CN104852702B - 压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟表 - Google Patents

压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟表 Download PDF

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Abstract

本发明题为压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟表。提供提高振动臂部的基部侧的厚度方向的弯曲刚性且在基部侧的端部中容易在槽部的内壁形成激振电极的压电振动片及压电振动器。另外,提供具备这种压电振动器并且可靠性优异的振荡器、电子设备及电波钟表。本发明的压电振动片的一个方式,其特征在于,包括:基部;以及与基部连接并且沿宽度方向并排地配置的一对振动臂部,在振动臂部的主面,沿着振动臂部的长度方向形成槽部,在槽部内部的基部侧,设有从槽部的底部向主面侧突出的突出部,突出部与槽部的侧壁分离地设置。

Description

压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟表
技术领域
本发明涉及压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟表。
背景技术
为了降低等效串联电阻的值、即CI(晶体阻抗:Crystal Impedance)值,已知在音叉臂部(振动臂部)形成槽部的音叉型弯曲振动器。
在这样的音叉型弯曲振动器中,由于在音叉臂部形成有槽部,会降低音叉臂部在厚度方向的弯曲刚性。由此,出现这样的情况,即音叉臂部向厚度方向弯曲从而发生振动偏移,使得音叉型弯曲振动器的振动特性不稳定。
针对该问题,提出了通过形成从音叉基部的一端向槽部突出的加强壁部,谋求提高音叉型弯曲振动器中的音叉臂部的弯曲刚性的结构(例如,专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-60347号公报。
发明内容
发明要解决的课题
然而,例如,在如上述专利文献1所示的音叉型弯曲振动器(压电振动片)中,由于加强壁部从音叉基部的一端向槽部突出地设置,所以音叉基部侧的端部中槽部的宽度变小。因此,难以在音叉基部侧的端部中槽部的内壁形成激振电极,有在音叉基部侧的端部中的槽部的内壁中激振电极的形成不充分的担忧。由此,有激振电极的电场形成的反压电效应下降,音叉型弯曲振动器的振动特性会下降的情况。
本发明的一个方式,鉴于上述问题点而完成,其目的之一是提供提高振动臂部的基部侧的厚度方向的弯曲刚性,并且,容易在基部侧的端部中槽部的内壁形成激振电极的压电振动片及压电振动器。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供具备那样的压电振动器并且可靠性优异的振荡器、电子设备及电波钟表。
用于解决课题的方案
本发明的压电振动片的一个方式,其特征在于,包括:基部;以及与所述基部连接并且沿宽度方向并排地配置的一对振动臂部,在所述振动臂部的主面,沿着所述振动臂部的长度方向形成有槽部,在所述槽部的内部的所述基部侧,设有从所述槽部的底部向所述主面侧突出的突出部,所述突出部与所述槽部的侧壁分离地设置。
也可以为所述突出部设置在所述槽部的内部的所述基部侧的端部附近的结构。
也可以为设在一对所述振动臂部的所述突出部彼此通过一对所述振动臂部彼此之间的所述宽度方向的中心,并且,相对于与所述长度方向平行的中心线而线对称设置的结构。
本发明的压电振动器的一个方式,其特征在于,包括:封装件,具有基底部件和盖部件,所述盖部件叠合于所述基底部件而接合并且在与所述基底部件之间形成气密密封的空腔;以及上述压电振动片,装配于所述基底部件中的安装面,并容纳于所述空腔内。
本发明的振荡器的一个方式,其特征在于,具备上述压电振动器,所述压电振动器作为振子电连接到集成电路。
本发明的电子设备的一个方式,其特征在于,具备上述压电振动器,所述压电振动器与计时部电连接。
本发明的电波钟表的一个方式,其特征在于,具备上述压电振动器,所述压电振动器与滤波器部电连接。
发明效果
依据本发明的一个方式,提供提高振动臂部的基部侧的厚度方向的弯曲刚性,并且,容易在基部侧的端部中槽部的内壁形成激振电极的压电振动片及压电振动器。另外,依据本发明的一个方式,提供具备那样的压电振动器并且可靠性优异的振荡器、电子设备及电波钟表。
附图说明
图1是示出本实施方式的压电振动器的分解立体图;
图2是示出本实施方式的压电振动器的截面图;
图3是示出本实施方式的压电振动片的平面图;
图4是示出本实施方式的压电振动片的图,是图3中的IV-IV截面图;
图5是示出本实施方式的压电振动片的图,是图3中的V-V截面图;
图6是示出本实施方式的压电振动片的图,是图3中的VI-VI截面图;
图7是用于说明本实施方式的效果的说明图;
图8是示出振荡器的实施方式的一个例子的图;
图9是示出电子设备的实施方式的一个例子的图;
图10是示出电波钟表的实施方式的一个例子的图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的实施方式所涉及的压电振动片及压电振动器进行说明。
此外,本发明的范围,不限定于以下的实施方式,在本发明的技术思想的范围内可进行任意变更。另外,在以下的附图中,为了容易理解各结构,有使实际的构造和各构造中的比例尺、数量等不同的情况。
[压电振动器]
图1及图2是示出本实施方式的压电振动器1的图。图1是分解立体图。图2是截面图。图3到图6是示出本实施方式的压电振动片100的图。图3是平面图。图4是图3中的IV-IV截面图。图5是图3中的V-V截面图。图6是图3中的VI-VI截面图。
此外,在以下的说明中,设定XYZ轴,并参照该XYZ坐标系,说明各部件的位置关系。此时,将压电振动器1(参照图1)的厚度方向设为Z轴向、压电振动器1的长度方向设为Y轴向、压电振动器1的短边方向设为X轴向。
本实施方式的压电振动器1,如图1所示,是外形大致为长方体状的所谓的陶瓷封装型的表面安装型振动器。压电振动器1具备具有气密地密封的空腔C1的封装件2和容纳于空腔C1的压电振动片100。
如图1所示,封装件2具备封装件主体(基底部件)3和封口板(盖部件)4。封装件主体3是具有有底的凹部3a的部件。凹部3a由后述的密封圈52的内侧面52a、形成在后述的第2基底基板51上的贯通孔51a的内侧面、和后述的第1基底基板50的上表面50a构成。
封口板4堵塞封装件主体3的凹部3a的开口,与封装件主体3接合。空腔C1相当于封装件主体3的凹部3a的内侧的内部空间,通过封装件主体3和封口板4而与封装件2的外部隔开。
封装件主体3包含:第1基底基板50;配置在第1基底基板50上的第2基底基板51;以及配置在第2基底基板51上的密封圈52。
第1基底基板50和第2基底基板51分别为俯视(XY面视)下外形大概长方形的板状部件。第2基底基板51在俯视(XY面视)下外形尺寸与第1基底基板50大致相同。
第1基底基板50和第2基底基板51分别是陶瓷制的。第1基底基板50和第2基底基板51的形成材料例如既可为以氧化铝为主成分的高温烧制陶瓷(HTCC:High TemperatureCo-Fired Ceramic),也可为玻璃陶瓷等的低温烧制陶瓷(LTCC:Low Temperature Co-Fired Ceramic)。
在第1基底基板50中,第2基底基板51侧(+Z侧)的上表面50a的一部分,相当于封装件主体3的凹部3a的底面。
第2基底基板51重叠到第1基底基板50,通过烧结等与第1基底基板50结合。即,第2基底基板51和第1基底基板50被一体化。
如图1及图2所示,在第2基底基板51形成有贯通孔51a。贯通孔51a的内侧面构成封装件主体3的凹部3a的侧壁的一部分。在贯通孔51a的短边方向的一侧(-X侧)的内侧面,向贯通孔51a突出地设有安装部55。在贯通孔51a的短边方向的另一侧(+X侧)的内侧面,向贯通孔51a突出地设有安装部56。安装部55和安装部56以互相对置地设置。贯通孔51a的俯视(XY面视)形状为从矩形除去安装部55、56的俯视(XY面视)形状的形状。
安装部55、56的密封圈52侧(+Z侧)的面是装配压电振动片100的安装面55a、56a。在安装面55a设有电极焊盘53。在安装面56a设有电极焊盘54。安装部55、56的俯视(XY面视)形状,在本实施方式中,例如为矩形状。如图2所示,安装部55、56经由电极焊盘53、54与压电振动片100接触。
电极焊盘53和电极焊盘54是与压电振动片100电连接的一对端子。电极焊盘53及电极焊盘54例如为凸点电极。
细节后述,但是在压电振动片100设有基板安装用的装配部17及装配部18。电极焊盘53与形成在压电振动片100的装配部17的未图示的装配电极电连接,电极焊盘54与形成在压电振动片100的装配部18的未图示的装配电极电连接。
如图1所示,密封圈52在俯视(XY面视)下为矩形状的框状部件,构成封装件主体3的凹部3a的侧壁的一部分。密封圈52在俯视(XY面视)下外形尺寸比第2基底基板51小一圈。密封圈52通过利用银焊料等的焊料材料、焊接材料等的烧焊,接合到第2基底基板51的密封圈52侧(+Z侧)的面(以下,第2基底基板51的上表面)。通过对形成在第2基底基板51的上表面的金属接合层的熔敷等,密封圈52也可以与第2基底基板51的上表面接合。该金属接合层也可以利用电解镀敷法、非电解镀敷法、蒸镀法、溅射法的至少一种来形成。
密封圈52是导电性的部件,例如,包含镍基合金。该镍基合金也可以包含科瓦合金、埃林瓦尔合金、因瓦合金、42-合金之中1种或2种以上。密封圈52的形成材料也可以从热膨胀系数接近第1基底基板50及第2基底基板51的材料中选择。例如,作为第1基底基板50及第2基底基板51的形成材料,使用热膨胀系数为6.8×10-6/℃的氧化铝的情况下,密封圈52的形成材料既可为热膨胀系数5.2×10-6/℃的科瓦合金,也可为热膨胀系数4.5~6.5×10-6/℃的42-合金。
密封圈52的内形,除了形成安装部55、56的部位以外,俯视(XY面视)下与贯通孔51a重叠。
如图2所示,封口板4重叠在密封圈52上,堵塞密封圈52的开口(凹部3a的开口)。上述空腔C1是由第1基底基板50和第2基底基板51和密封圈52和封口板4包围的空间。即,压电振动片100在俯视(XY面视)下容纳于密封圈52的内侧。
封口板4是导电性的基板,与密封圈52接合。密封圈52通过例如使辊电极接触而进行的缝焊、激光焊、超声波焊等的焊接,与封口板4接合。在焊接封口板4和密封圈52的情况下,若对封口板4的下表面(-Z侧的面)和密封圈52的上表面(+Z侧的面)的一者或两者设置镍、金等的接合层,则焊接的接合可靠性提高,例如,变得易于确保空腔C1的气密性。
在第1基底基板50的下方侧(-Z侧)的面,设有外部电极57及外部电极58。
外部电极57及外部电极58是接受来自压电振动器1的外部器件、例如安装有压电振动器1的器件的电力供给的端子。
在封装件主体3,设有电连接电极焊盘53和外部电极57的第1布线(未图示)、和电连接电极焊盘54和外部电极58的第2布线(未图示)。即,施加到外部电极57的电位经由第1布线及电极焊盘53,施加到形成在压电振动片100的装配部17的装配电极。另外,施加到外部电极58的电位经由第2布线及电极焊盘54,施加到形成在压电振动片100的装配部18的装配电极。压电振动片100通过向各装配电极供给的电力进行振动。
此外,第1布线例如包含:将第1基底基板50沿厚度方向(Z轴向)贯通而与外部电极57导通的第1贯通电极;将第2基底基板51沿厚度方向(Z轴向)贯通而与电极焊盘53导通的第2贯通电极;以及设置在第1基底基板50与第2基底基板51之间并电连接第1贯通电极与第2贯通电极的连接布线。电连接电极焊盘54与外部电极58的第2布线,是与第1布线同样的结构。第1布线和第2布线的结构能够适当变更。
[压电振动片]
接着,对本实施方式的压电振动片100进行说明。
压电振动片100是对石英、钽酸锂、铌酸锂等的压电体形成作为电极或者布线发挥功能的导电膜图案等的附带物的板状部件。本实施方式的压电振动片100是所谓的侧臂型压电振动片。
此外,在本实施方式中,对压电振动片100的压电体为石英的情况进行说明。
如图3所示,压电振动片100具备:基部10;与基部10连接并且沿宽度方向(X轴向)并排地配置的一对振动臂部21、22;连接在基部10中的振动臂部21、22的宽度方向(X轴向)的两侧的两个支撑臂部15、16;以及设置在支撑臂部15、16的两个装配部17、18。在本实施方式中,基部10、一对振动臂部21、22及支撑臂部15、16形成为一体,邻接的各部分无界面地连续。在图3及图4中,为了示出各部分的范围,以双点划线示出各部分的基端或者前端。
基部10连接支撑臂部15、16与振动臂部21、22。
如图3所示,基部10的俯视(XY面视)形状为矩形状。
在基部10中的振动臂部21、22的宽度方向两侧(±X侧)的端部,分别连接有支撑臂部15、16。在基部10中的振动臂部21、22的长度方向的一侧(+Y侧),连接有振动臂部21、22。
振动臂部21、22分别在长度方向的一侧(-Y侧)的端部与基部10连接。振动臂部21和振动臂部22通过振动臂部21与振动臂部22之间的宽度方向(X轴向)的中心,相对于与振动臂部21、22的长度方向(Y轴向)平行的中心线P而线对称地设置。
振动臂部21和振动臂部22的形状及尺寸同样,因此在以下的说明中,作为代表,有仅对振动臂部21进行说明的情况。
振动臂部21具备:以大致均匀的宽度线性延伸的带状部11;以及宽度(X轴向长度)大于带状部11的锤部13。同样地,振动臂部22具备带状部12和锤部14。
锤部13、14以分别从与带状部11、12的基部10连接的一侧相反侧(+Y侧)的前端沿着带状部11、12的长度方向(Y轴向)的方式延伸出地形成。锤部13、14的宽度(X轴向长度)形成为比带状部11、12的宽度(X轴向长度)大。锤部13、14设定在以基部10为固定端、沿宽度方向(X轴向)振动的自由端。
振动臂部21的带状部11从基部10沿着压电振动器1的长度方向(Y轴向)线性延伸。
在带状部11中的压电振动片100的表面(+Z侧的主面)19a,形成有槽部31a。在带状部11中的压电振动片100的背面(-Z侧的主面)19b,如图4所示,形成有槽部31b。槽部31a、31b从振动臂部21的基部10侧(-Y侧)的端部,与振动臂部21的长度方向(Y轴向)大致平行地延伸。槽部31a、31b的深度方向与压电振动片100的厚度方向(Z轴向)大致平行。同样如此,在振动臂部22的带状部12中的表面19a,如图5所示,形成有槽部32a。在带状部12中的背面19b,形成有槽部32b。
此外,槽部31a、31b、32a、32b为同样的结构,在以下的说明中,作为代表,有仅对槽部31a进行说明的情况。
槽部31a的截面视(ZX面视)形状无特别限定,既可为矩形状,也可为多边形状,还可为其他形状。在本实施方式中,槽部31a、32a的截面视(ZX面视)形状,如图5所示,例如为5角形状。在本实施方式中,如后述那样槽部31a通过蚀刻形成,因此槽部31a的内壁成为与结晶面对应的形状。
如图3及图4所示,在槽部31a内部的基部10侧(-Y侧),更详细而言,在基部10侧(-Y侧)的端部附近,设有突出部41a。突出部41a从槽部31a的底部31c向表面19a侧(+Z侧)突出。突出部41a设置在槽部31a的宽度方向(X轴向)的中央,从槽部31a的侧壁分离地设置。
此外,在本说明书中,突出部41a设在槽部31a内部的基部10侧(-Y侧)的端部“附近”是指例如突出部41a的基部10侧(-Y侧)的端部与槽部的基部10侧(-Y侧)的端部中的侧壁的距离,成为槽部31a的长度方向(Y轴向)的大小的1/4以下。
突出部41a的截面视(ZX面视)形状无特别限,既可为矩形状,也可为多边形状,还可为其他形状。在本实施方式中,突出部41a的截面视(ZX面视)形状,如图6所示,例如为梯形状。在本实施方式中,与槽部31a同样,突出部41a通过蚀刻形成,因此突出部41a的侧壁成为与结晶面对应的形状。
如图3及图6所示,通过形成突出部41a,在突出部41a的振动臂部21的宽度方向的两侧(±X侧),分别形成有窄宽度部33a及窄宽度部33b。窄宽度部33a的宽度(X轴向长度)W2小于图5所示的槽部31a中的窄宽度部33a、33b以外的部分的宽度W1。对于窄宽度部33b也同样。
如图5及图6所示,窄宽度部33a、33b的深度D2小于槽部31a中的窄宽度部33a、33b以外的部分的深度D1。因此,窄宽度部33a、33b中的底部31f的厚度(Z轴向长度)大于槽部31a中的窄宽度部33a、33b以外的部分的底部31c的厚度。槽部31a的底部31c也是槽部31b的底部,窄宽度部33a、33b的底部31f也是后述的窄宽度部33c、33d的底部。
此外,以下的说明中,只要没有特别通知,槽部31a的宽度就指槽部31a中的窄宽度部33a、33b以外的部分的宽度,槽部31a的深度就指槽部31a中的窄宽度部33a、33b以外的部分的深度,槽部31a的底部就指槽部31a中的窄宽度部33a、33b以外的部分的底部。
在槽部31b的内部的基部10侧(-Y侧),更详细而言,槽部31b的比长度方向(Y轴向)的中心靠近基部10侧(-Y侧),设有突出部41b。在本实施方式中,突出部41b设置在槽部31b的内部的基部10侧(-Y侧)的端部附近。突出部41b从槽部31b的底部31c向背面19b侧(-Z侧)突出。突出部41b与突出部41a同样,设置在槽部31b的宽度方向(X轴向)的中央,从槽部31b的侧壁分离地设置。在本实施方式中,突出部41a和突出部41b以在俯视(XY面视)下重叠的方式设置。
通过设置突出部41b,与槽部31a同样,在槽部31b形成窄宽度部33c及窄宽度部33d。
与振动臂部21同样,在振动臂部22的槽部32a的内部,设有突出部42a。通过设置突出部42a,在槽部32a形成窄宽度部34a及窄宽度部34b。突出部42a在槽部32a的底部32c之中,从形成窄宽度部34a、34b的部分的底部32f突出地设置。槽部32a的底部32c是槽部32b的底部,窄宽度部34a、34b的底部32f也是后述的窄宽度部34c及窄宽度部34d的底部。
另外,同样如此,在振动臂部22的槽部32b的内部,设有突出部42b。通过设置突出部42b,在槽部32b形成窄宽度部34c及窄宽度部34d。
振动臂部21的突出部41a、41b和振动臂部22的突出部42a、42b,相对于中心线P而线对称地设置。
此外,在本说明书中,“线对称”并非仅指严格地线对称的情况,包括尺寸比为0.9以上、1.1以下程度的范围,以及位置的偏差为对象物的宽度的5%以下程度的范围。另外,还包括石英被蚀刻时取决于结晶面的突出部的形状的一点点不同。
在本实施方式中,槽部31a是通过蚀刻来形成,突出部41a与槽部31a的形成同时形成。即,在振动臂部21中的形成突出部41a的位置设置掩模,以留下突出部41a的部分的方式蚀刻振动臂部21的表面19a,从而形成槽部31a及突出部41a。
作为蚀刻的方法,无特别限定,既可以选择干法蚀刻,也可以选择湿法蚀刻。
在振动臂部21的表面19a、背面19b及槽部31a、31b的内壁,形成有未图示的激振电极。对于振动臂部22也同样。
一对支撑臂部15、16从基部10在振动臂部21、22的宽度方向(X轴向)两侧延伸出后,沿着振动臂部21、22的长度方向(Y轴向),向振动臂部21、22的前端侧(+Y侧)弯曲延伸而形成。
在支撑臂部15、16的背面19b侧(-Z侧),分别设有装配部17、18。设有装配部17、18的位置是支撑臂部15、16振动时成为振动的关节的位置。
在支撑臂部15、16的装配部17、18,形成有未图示的装配电极,通过未图示的引出电极,与形成在振动臂部21、22的外表面上的激振电极连接。而且,若对这些各电极施加既定电压,则一对振动臂部21、22的双方的激振电极彼此的相互作用下,一对振动臂部21、22以既定谐振频率沿互相接近或分离的方向(X轴向)振动。
依据本实施方式,在槽部31a的内部的基部10侧(-Y侧)设有突出部41a,突出部41a从槽部31a的侧壁分离开地设置。因此,通过突出部41a形成的窄宽度部33a、33b,不在槽部31a的基部10侧(-Y侧)的端部形成。由此,依据本实施方式,能够使槽部31a的基部10侧的端部的宽度大于窄宽度部33a、33b的宽度,因此容易在槽部31a的基部10侧的端部中的内壁形成激振电极。因此,依据本实施方式,能够抑制在槽部31a的基部10侧的端部的内壁中,激振电极的形成不充分,并能抑制压电振动片100的振动特性下降。
另外,依据本实施方式,由于突出部41a设置在槽部31a的基部10侧(-Y侧),能够提高振动臂部21的基部10侧的端部中的厚度方向(Z轴向)的弯曲刚性。由此,依据本实施方式,能够抑制振动臂部21沿厚度方向弯曲而发生振动偏移。
另外,依据本实施方式,由于突出部41a设置在槽部31a的基部10侧(-Y侧)的端部附近,能够进一步提高振动臂部21的基部10侧的端部中的厚度方向(Z轴向)的弯曲刚性。
通过以上结构,依据本实施方式,能得到由槽部31a降低CI值,并且,提高振动臂部21的基部10侧的端部的厚度方向的弯曲刚性,并且,容易在槽部31a的基部10侧的端部形成激振电极的压电振动片。
另外,依据本实施方式,由于能够加大槽部31a中的设有突出部41a的部分、即窄宽度部33a、33b中的底部31f的厚度,所以能够进一步提高振动臂部21的基部10侧(-Y侧)的端部中的厚度方向(Z轴向)的弯曲刚性。以下,进行详细说明。
如图5及图6所示,窄宽度部33a的宽度W2小于槽部31a的宽度W1。由此,在通过蚀刻来形成槽部31a的情况下,能够使窄宽度部33a的深度D2小于槽部31a的深度D1。这是按照以下的原理的。
图7是用于说明在通过蚀刻形成的槽中,因宽度的不同而深度不同的说明图。
如图7所示,如果通过蚀刻在振动臂部70形成槽部60,由于在本实施方式中,压电振动片(振动臂部)的压电体为石英,所以因蚀刻而会出现结晶面62、63。
蚀刻进行到结晶面62、63相交为止,在形成具有比槽部60的宽度W3小的宽度W4的槽部61时,结晶面62、63相交为止的距离比槽部60的情况短,作为结果,槽部61的深度D4会比槽部60的深度D3小。
回到图5及图6,由于窄宽度部33a的深度D2小于槽部31a的深度D1,所以,作为结果,窄宽度部33a的底部31f的厚度(Z轴向长度)会比槽部31a的底部31c的厚度大。由此,能够进一步提高形成有突出部41a的部位的振动臂部21的厚度方向(Z轴向)的弯曲刚性。而且,突出部41a设于槽部31a内部的基部10侧(-Y侧)的端部附近,因此,依据本实施方式,能够进一步提高振动臂部21的基部10侧的端部的厚度方向(Z轴向)的弯曲刚性。
另外,依据本实施方式,由于在槽部31a的基部10侧(-Y侧)的端部没有形成窄宽度部,抑制槽部31a的基部10侧的端部中的深度变小。因此,能够抑制槽部31a的基部10侧的端部中的内壁的面积变小,并能抑制槽部31a的基部10侧的端部中,形成在内壁的激振电极造成反压电效应下降。
另外,依据本实施方式,设置在振动臂部21的突出部41a、41b和设置在振动臂部22的突出部42a、42b,通过振动臂部21、22彼此之间的中心,相对于与振动臂部21、22的长度方向平行的中心线P而线对称地设置。由此,依据本实施方式,能够抑制压电振动片100的振动特性不稳定。
另外,依据本实施方式的压电振动器1,由于具备上述说明的压电振动片100,所以能得到可靠性优异的压电振动器。
此外,在本实施方式中,也能采用以下的结构及制造方法。
在上述说明的实施方式中,窄宽度部33a、33b的深度D2小于槽部31a的深度D1,但并不限于此。在本实施方式中,例如,也可以使窄宽度部33a、33b的深度D2和槽部31a的深度D1为相同大小。
另外,在本实施方式中,压电振动片100的压电体也可以用石英形成。
另外,在本实施方式中,突出部41a的形成方法无特别限定,也可以采用蚀刻以外的任何方法。
另外,在本实施方式中,在槽部31a内部的基部10侧(-Y侧),即,在比槽部31a的长度方向(Y轴向)的中心靠近基部10侧(-Y侧),突出部41a在与槽部31a的侧壁分离而设置的范围内,设置在哪处都可。
另外,在本实施方式中,采用了侧臂型的压电振动片100,但是既可为音叉型,也可为中心臂型。
另外,在本实施方式中,作为采用压电振动片100的压电振动器1,对陶瓷封装型的表面安装型振动器进行了说明,但是也可以将压电振动片100适用于由玻璃材料形成的基底基板及盖基板阳极接合而接合的玻璃封装型的压电振动器。
(具备压电振动器的设备的实施方式)
[振荡器]
接着,对具备压电振动器1的本实施方式的振荡器进行说明。
图8是示出本实施方式的振荡器1000的图。
振荡器1000具备基板1010、集成电路1020、电子部件1030、和压电振动器1。
电子部件1030为例如电容器等,安装于基板1010。集成电路1020用于振荡器,安装于基板1010。
集成电路1020经由省略图示的布线与压电振动器1和电子部件1030分别电连接。压电振动器1例如在基板1010中安装在集成电路1020的附近。压电振动器1是参照图1等进行上述说明的实施方式的压电振动器,作为振子发挥功能。振荡器1000的至少一部分也可以适当通过未图示的树脂来模制。
振荡器1000中,对压电振动器1供给电力时,压电振动器1的压电振动片振动。压电振动片的振动因压电振动片所具有的压电特性而转换为电信号。该电信号从压电振动器1输出到集成电路1020。集成电路1020对从压电振动器1输出的电信号执行各种处理,从而生成频率信号。
振荡器1000能够应用在例如控制钟表用的单功能振荡器、计算机等各种装置的工作定时的定时控制装置、提供时刻或日历等的装置等中。集成电路1020按照振荡器1000所要求的功能而构成,包含所谓的RTC(实时时钟)模块也可。
依据本实施方式,由于具备压电振动器1,与上述同样地,能得到可靠性优异的振荡器1000。
[电子设备]
接着,作为具备压电振动器1的本实施方式的电子设备的一个方式,对便携信息设备进行说明。
该便携信息设备为如手表那样的形态,比一般的便携电话格外小型及轻量,但能进行与便携电话同样的通信。该便携信息设备在相当于表盘的部分配置有液晶显示器等的显示部,可在显示部中显示时刻信息等。此外,该便携信息设备在表带的内侧部分设有扬声器、麦克风等的输入输出部,利用输入输出部可以进行通话等。
图9是示出本实施方式的便携信息设备1100的一个例子的图。
图9所示的便携信息设备1100具备:计时部1110、显示部1120、通信部1130、控制部1140、电源部1150、电压检测部1160、和电源截断部1170。
控制部1140总括地控制便携信息设备1100的各部分。例如,控制部1140控制计时部1110进行的时刻的测量、显示部1120进行的信息的显示、通信部1130进行的与外部的通信等。控制部1140例如包含:预先写入程序的ROM、读出写入到该ROM的程序并根据该程序执行各种处理的CPU、和用作为该CPU的工作区的RAM。
计时部1110具备集成电路及压电振动器1。该集成电路包含振荡电路、寄存器电路、计数器电路、及接口电路。压电振动器1是上述说明的实施方式所涉及的压电振动器。压电振动器1接受电力供给而使压电振动片振动,并将该振动转换为与压电振动片所具有的压电特性相应的电信号。从压电振动器1输出的电信号输入到集成电路的振荡电路。
在计时部1110的集成电路中,振荡电路的输出被二值化,由寄存器电路和计数器电路来计数。该计数结果经由接口电路供给至控制部1140。控制部1140基于来自集成电路的计数结果执行各种运算等,从而算出时刻或日期等,基于该算出结果,在显示部1120显示时刻、日期、日历等的各种信息。
通信部1130进行与外部的通信,即向外部的数据发送及来自外部的数据接收。通信部1130包含无线部1200、声音处理部1210、切换部1220、放大部1230、声音输入输出部1240、电话号码输入部1250、来电音产生部1260、及呼叫控制存储器部1270。
通过天线1280,无线部1200与基站进行编码后的声音数据等各种数据的交换。声音处理部1210将从无线部1200输入的数据解码并向放大部1230输出。此外,声音处理部1210将从放大部1230输入的数据编码并向无线部1200输出。放大部1230进行声音处理部1210与声音输入输出部1240之间的信号的交付,并且将交付的信号适当放大到既定电平。声音输入输出部1240包含扬声器及麦克风等,将与来自放大部1230的信号相应的声音向外部输出,从外部接受声音的输入。
此外,切换部1220通过与来自基站的呼叫等相应的来自控制部1140的指令,将来电音产生部1260连接到放大部1230。来电音产生部1260通过与来自基站的呼叫相应的来自控制部1140的指令,将来电音的数据输出至切换部1220。即,控制部1140响应来自基站的呼叫等,将来电音的数据输出到放大部1230,从而通过声音输入输出部1240输出来电音。
呼叫控制存储器部1270存放与通信的呼叫及来电控制相关的程序。此外,电话号码输入部1250具备例如0至9的号码键及其他键,通过按压这些号码键等,用于通话对象的电话号码等的输入。
电源部1150包含例如锂离子二次电池,向便携信息设备1100的各部分供给电力。电压检测部1160检测从电源部1150供给至便携信息设备1100的各部分的电压。电压检测部1160在检测到的电压为既定值以下的情况下,向控制部1140通知电压为既定值以下的情况。该既定值是被预先设定为使通信部1130稳定工作所需要的电压的值,例如3V左右。从电压检测部1160接受电压下降的通知的控制部1140,禁止或限制包括无线部1200、声音处理部1210、切换部1220、及来电音产生部1260在内的多个功能部的至少一部分的动作。该情况下,控制部1140先于多个功能部中耗电相对小的功能部而禁止或限制多个功能部中耗电相对大的功能部的动作。控制部1140使显示部1120显示表示因供给电力下降而功能被停止或限制的情况的信息。该显示可以包括文字,也可以包括符号,例如在显示部1120显示的电话图标打“×(叉)”标记的形态也可。电源截断部1170选择性停止对多个功能部之中因电压下降而停止功能的功能部的电力供给。
依据本实施方式,由于具备压电振动器1,与上述同样,能得到可靠性优异的便携信息设备1100。
[电波钟表]
接着,对具备压电振动器1的本实施方式的电波钟表进行说明。
电波钟表具有将显示的时刻与从标准电波取得的时刻匹配的功能。标准电波是通过包含称为定时码的时刻信息的调制信号,对既定频率的载波施加AM调制的电波。标准电波例如在日本国内,从福岛县的发送站和佐贺县的发送站发送。从福岛县的发送站发送的标准电波的载波频率为40kHz,从佐贺县的发送站发送的标准电波的载波频率为60kHz。
图10是示出本实施方式的电波钟表1300的图。该电波钟表1300具备:天线1310、放大器1320、滤波器部1330、检波整流电路1340、波形整形电路1350、CPU1360、和RTC1370。
天线1310接收标准电波。放大器1320将天线1310接收的标准电波的信号放大并向滤波器部1330输出。滤波器部1330对来自放大器1320的信号进行滤波、调谐,向检波整流电路1340输出。检波整流电路1340对来自滤波器部1330的信号进行检波解调,向波形整形电路1350输出。波形整形电路1350从来自检波整流电路1340的信号取得定时码,将该定时码向CPU1360供给。CPU1360从定时码取得与当前的年、累积日、星期、时刻等的时刻相关的信息。RTC1370是所谓的实时时钟,保持着当前的年、月、日、时、分、秒等的信息。CPU1360将从定时码取得的时刻相关的信息反映于RTC1370所保持的信息中。RTC1370所保持的信息被适当地读取而利用于时刻的显示。
滤波器部1330包含与滤波的信号的频率相当的谐振频率的压电振动器。滤波器部1330中,压电振动器作为谐振子起作用。例如,图10的电波钟表1300是假设在日本国内使用,滤波器部1330包含谐振频率为40kHz的压电振动器1a、和谐振频率为60kHz的压电振动器1b。再者,假设在日本国内以外的地域使用的电波钟表1300,按照与所使用的地域对应的标准电波的载波频率,设定滤波器部1330的压电振动器的谐振频率。
本实施方式中,滤波器部1330的压电振动器1a和压电振动器1b分别为与上述说明的实施方式的压电振动器1同样的压电振动器。
依据本实施方式,由于具备具有与压电振动器1同样的结构的压电振动器1a、1b,与上述同样地,能得到可靠性优异的电波钟表1300。
标号说明
1、1a、1b…压电振动器;2…封装件;3…封装件主体(基底部件);4…封口板(盖部件);10…基部;19a…表面(主面);19b…背面(主面);21、22…振动臂部;31a、31b、32a、32b…槽部;31c、31f、32c、32f…底部;41a、41b、42a、42b…突出部;55a、56a…安装面;100…压电振动片;1000…振荡器;1020…集成电路;1110…计时部;1300…电波钟表;1330…滤波器部;C1…空腔;P…中心线。

Claims (7)

1.一种压电振动片,其特征在于,包括:
基部;以及
一对振动臂部,与所述基部连接并且沿宽度方向并排地配置,
在所述振动臂部的主面,沿着所述振动臂部的长度方向形成有槽部,
在所述槽部的内部的所述基部侧,设有从所述槽部的底部向所述主面侧突出的突出部,
所述突出部与所述槽部的侧壁分离地设置,
通过所述突出部形成的窄宽度部不在所述槽部的所述基部侧的端部形成。
2.如权利要求1所述的压电振动片,其中,所述突出部设置在所述槽部的内部的所述基部侧的端部附近。
3.如权利要求1或2所述的压电振动片,其中,设置在一对所述振动臂部的所述突出部彼此,通过一对所述振动臂部彼此之间的所述宽度方向的中心,并且,相对于与所述长度方向平行的中心线而线对称地设置。
4.一种压电振动器,其特征在于,包括
封装件,具有基底部件和盖部件,所述盖部件叠合于所述基底部件而接合并且在与所述基底部件之间形成气密密封的空腔;以及
权利要求1或2所述的压电振动片,装配在所述基底部件中的安装面,并容纳于所述空腔内。
5.一种振荡器,其特征在于,具备权利要求4所述的压电振动器,所述压电振动器作为振子与集成电路电连接。
6.一种电子设备,其特征在于,具备权利要求4所述的压电振动器,所述压电振动器与计时部电连接。
7.一种电波钟表,其特征在于,具备权利要求4所述的压电振动器,所述压电振动器与滤波器部电连接。
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