CN107104652A - 压电振动片及压电振动器 - Google Patents
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Abstract
本发明题为压电振动片及压电振动器。更大地确保压电振动片的有助于振动的电极部分的面积。压电振动片为音叉形的压电振动片,从基部延伸设置有一对振动臂部,在振动臂部的长边方向,在其主面(背面和表面)形成有一定宽度的槽部。在振动臂部的侧面和主面、槽部内形成有2个系统的激振电极。在将形成在振动臂部的侧面和槽部的侧面的堤部的宽度设为W0、形成在振动臂部的主面上的激振电极与激振电极的间隔设为电极分割宽度W1的情况下,以使电极分割宽度W1成为1μm<W1<3μm的范围、W0>W1的方式形成。通过使电极分割宽度窄于3μm,能够加宽形成在振动臂部的主面上(堤部上)的激振电极的宽度。由此,能够增大有助于振动的电极部分的面积,并能使压电效应优良。
Description
技术领域
本发明涉及压电振动片及压电振动器,具体涉及使振动臂部激振的激振电极。
背景技术
例如,在便携电话、便携信息终端设备等的电子设备中,作为用于时刻源、控制信号等的定时源、参考信号源等的器件,使用利用了石英等的压电振动器。
作为这种压电振动器,已知如专利文献1所示,在由封装件和盖体形成的空腔内气密密封压电振动片的压电振动器。
图6示出对于现有的一般压电振动片600的构造的、立体图(a)和从P-P截面开始的立体图(b)。
如图6(a)、(b)所示,压电振动片600具备:利用压电材料来形成的既定长度的基部800;以及从基部800并排延伸的一对振动臂700a、b。
在两振动臂700a、b的主面(表面/背面)形成有沿振动臂的长边方向延伸的槽720a、b,并且形成有对该主面和侧面施加驱动用的电压的2个系统的电极910、920。
电极910、920的形成是通过蒸镀或溅射来对包括槽720a、b内的压电振动片600的整体成膜电极材料的。而且利用光刻来除去图6的不存在斜线的部分,从而分割电极910和电极920。
这样形成的压电振动片600,通过对电极910和电极920施加不同系统的电压,使两振动臂700a、b互相振动。
此外,压电振动片600因为来自其被搭载的电子设备侧的要求而小型化。随着该压电振动片600的小型化,振动臂700a、b的宽度W0也越来越窄。
另一方面,一直以来电极910和电极920的间隔W5仍为6~7μm左右。
因此,形成在振动臂700a、b的主面(背面/表面)的电极910、920的宽度w变窄,结果出现有助于振动的(压电效应变好)电极部分的面积变小的问题。
此外,振动臂700a、b的宽度W0变窄,相应地也能缩小槽720a、b的宽度,但是对于宽度W0为10μm以下的振动臂700a、b,CI值会增大,因此并不优选缩小槽宽度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-81501号公报。
发明内容
发明要解决的课题
本发明目的在于针对压电振动片的小型化,更大地确保有助于振动的电极部分的面积。
用于解决课题的方案
(1)在权利要求1所述的发明中,提供一种压电振动片,其特征在于,具备:基部;从所述基部并排延伸设置的一对振动臂部;配置在所述振动臂部的外周面的第1激振电极;以及配置在所述振动臂部的外周面的第2激振电极,在所述振动臂部的对置的两个主面形成的所述第1激振电极与所述第2激振电极的电极分割宽度W1为1μm<W1<3μm。
(2)在权利要求2所述的发明中,提供一种根据权利要求1所述的压电振动片,其特征在于:在所述振动臂部的所述两个主面,沿着其长边方向形成有槽部,在将形成在所述振动臂部的侧面和所述槽部的内侧面的堤部的宽度设为W0的情况下,在所述堤部形成在所述主面的所述第1激振电极与所述第2激振电极的电极分割宽度W1为W1<W0。
(3)在权利要求3所述的发明中,提供一种根据权利要求2所述的压电振动片,其特征在于:所述堤部的宽度W0形成为约3μm。
(4)在权利要求4所述的发明中,提供一种根据权利要求1、权利要求2或权利要求3所述的压电振动片,其特征在于:至少在所述堤部的、形成在所述主面上的所述第1激振电极和所述第2激振电极被绝缘膜覆盖。
(5)在权利要求5所述的发明中,提供一种根据权利要求1、权利要求2、权利要求3或权利要求4所述的压电振动片,其特征在于:所述振动臂部各自以所述振动臂部的主面的宽度从所述振动臂部的前端侧的中途向所述基部侧逐渐变宽的方式,倾斜地形成所述振动臂部的两侧面。
(6)在权利要求6所述的发明中,提供一种根据权利要求5所述的压电振动片,其特征在于:在所述倾斜的两侧面之中与另一振动臂部对置的内侧侧面宽度逐渐变宽至所述基部,并且在所述倾斜的两侧面之中位于外侧的外侧侧面宽度逐渐变宽至到达所述基部的中途,从所述中途到所述基部为止形成为与所述基部的侧面同一平面。
(7)在权利要求7所述的发明中,提供一种根据权利要求1到权利要求6中的任一项权利要求所述的压电振动片,其特征在于:具备在所述振动臂部的外侧并排并从所述基部延伸设置的、安装用的一对支撑臂部。
(8)在权利要求8所述的发明中,提供一种压电振动器,其特征在于,具备:包括安装部的封装件;以及经由接合材料安装在所述安装部的、权利要求1至权利要求7中的任一项权利要求所述的压电振动片。
发明效果
依据本发明,由于在振动臂部的对置的两个主面形成的第1激振电极与第2激振电极的电极分割宽度W为1μm<W1<3μm,所以能够更大地确保有助于振动的电极部分的面积。
附图说明
图1是压电振动器的外观立体图。
图2是压电振动器的分解立体图。
图3是表示压电振动片的结构和压电振动器的截面的图。
图4是对于形成在振动臂部的激振电极和激振电极的间隔的说明图。
图5是表示压电振动片的侧截面的说明图。
图6是对于现有的压电振动片的构造的说明图。
具体实施方式
以下,参照图1至图5,对本发明的压电振动片及压电振动器中的合适的实施方式进行详细说明。
(1)实施方式的概要
本实施方式的压电振动片6为音叉形的压电振动片,从基部8延伸设置有一对振动臂部7,并且具备从基部8在振动臂部7的两外侧并排地延伸设置的支撑臂部9。在一对振动臂部7的长边方向,在该主面(背面/表面)形成有一定宽度的槽部72。
在构成振动臂部7的外周面的侧面和主面、槽部72内,形成有作为第1激振电极、第2激振电极而发挥功能的、不同的2个系统的激振电极91、92。
在本实施方式中,在设形成在振动臂部7的侧面和槽部72的侧面的堤部的宽度为W0、形成在振动臂部7的主面上的激振电极91和激振电极92的间隔为电极分割宽度W1的情况下,以使电极分割宽度W1成为1μm<W1<3μm的范围、W0>W1的方式形成。
这样,通过使电极分割宽度W1比3μm窄,能够扩大形成在振动臂部7的主面上(堤部上)的激振电极91、92的宽度。由此,能够增大有助于振动的电极部分的面积,并能使压电效应良好。
此外,在本实施方式中,使支撑臂部9接合到容纳压电振动片6的封装件的安装部,但是也可以适用于不形成支撑臂部而将基部8接合到安装部的压电振动器、或在两振动臂部7之间形成从基部8延伸设置的1根支撑单臂部并使该支撑单臂部契合到安装部的形状的压电振动片。
另外,在本实施方式中,在振动臂部7的主面(背面/表面)形成有槽部72,但是也能适用于在振动臂部不形成槽部的现有的音叉型的压电振动片。
(2)实施方式的详细
[第1实施方式]
图1是第1实施方式所涉及的、具备压电振动片的压电振动器的外观立体图。图2是第1实施方式所涉及的压电振动器的分解立体图。
如图1、2所示,本实施方式的压电振动器1是具备内部具有气密密封的空腔C的封装件2、和容纳于空腔C内的压电振动片6的陶瓷封装类型的表面安装型振动器。
此外,本实施方式的压电振动器1成为左右对称的构造,因此如振动臂部7a和振动臂部7b那样,以同一数字表示对称配置的两部分,并且为了区别两部分而对一方标注区别标号a、A,向另一方标注区别标号b、B后进行说明。但是,虽然适当省略区别标号并进行说明,但在该情况下视为指各个部分。
压电振动片6是由石英、钽酸锂、铌酸锂等的压电材料形成的、所谓的音叉形的振动片,当施加既定电压时进行振动。在本实施方式中,以作为压电材料使用石英而形成的压电振动片为例子进行说明。
压电振动片6具备从基部8平行延伸的振动臂部7a、7b和在该振动臂部7a、7b的外侧沿相同方向从基部8延伸的支撑臂部9a、9b,通过该支撑臂部9a、9b被保持在空腔C内。对于压电振动片6的细节将后述。
封装件2以大体长方体状形成。封装件2具备:封装件主体3;以及对封装件主体3接合并且在与封装件主体3之间形成空腔C的封口板4。
封装件主体3具备:以互相叠合的状态接合的第1基底基板10及第2基底基板11;以及接合到第2基底基板11上的密封圈12。
在第1基底基板10及第2基底基板11的四角,俯视为1/4圆弧状的缺口部15遍及两基底基板10、11的厚度方向的整体而形成。这些第1基底基板10及第2基底基板11例如通过将圆片(wafer)状的陶瓷基板重叠2块并接合后,以矩阵状形成贯通两陶瓷基板的多个通孔,然后,一边以各通孔为基准一边以格子状切断两陶瓷基板而制作。此时,通孔被分割成4份,从而成为缺口部15。
此外,设第1基底基板10及第2基底基板11为陶瓷制,但是作为其具体的陶瓷材料,能够举出例如氧化铝制的HTCC(高温烧成陶瓷:High Temperature Co-Fired Ceramic)、玻璃陶瓷制的LTCC(低温烧成陶瓷:Low Temperature Co-Fired Ceramic)等。
第1基底基板10的上表面相当于空腔C的底面。
第2基底基板11重叠在第1基底基板10,通过烧结等来对第1基底基板10结合。即,第2基底基板11与第1基底基板10被一体化。
此外,如后述那样在第1基底基板10与第2基底基板11之间,以被两基底基板10、11夹持的状态形成有连接电极24A、24B(未图示)。
在第2基底基板11形成有贯通部11a。贯通部11a以四角带有倒角的俯视长方形状形成。贯通部11a的内侧面构成空腔C的侧壁的一部分。在贯通部11a的短边方向上对置的两侧的内侧面,设有向内方突出的安装部14A、14B。安装部14A、14B形成在贯通部11a的长边方向大致中央。安装部14A、14B以贯通部11a的长边方向的长度的1/3以上的长度形成。
密封圈12是比第1基底基板10及第2基底基板11的外形小一圈的导电性的框状部件,与第2基底基板11的上表面接合。具体而言,密封圈12通过利用银焊料等的焊料材料、焊锡材料等的烧焊来接合到第2基底基板11上,或者,通过对形成在第2基底基板11上(例如,电解镀、非电解镀以外,通过蒸镀、溅射等)的金属接合层的熔敷等来接合。
作为密封圈12的材料,可举出例如镍基合金等,具体而言从科瓦合金、埃林瓦尔合金、因瓦合金、42-合金等选择即可。特别是,作为密封圈12的材料,优选热膨胀系数相对接近陶瓷制的第1基底基板10及第2基底基板11的材料。例如,作为第1基底基板10及第2基底基板11,采用热膨胀系数6.8×10-6/℃的氧化铝的情况下,作为密封圈12,优选采用热膨胀系数5.2×10-6/℃的科瓦合金或热膨胀系数4.5~6.5×10-6/℃的42-合金。
封口板4是重叠在密封圈12上的导电性基板,通过对密封圈12的接合,气密地对封装件主体3接合。而且,由封口板4、密封圈12、第2基底基板11的贯通部11a、及第1基底基板10的上表面分划的空间,作为气密密封的空腔C发挥功能。
作为封口板4的焊接方法,可举出例如使辊电极接触而进行的缝焊、激光焊、超声波焊等。另外,为了使封口板4与密封圈12的焊接更可靠,优选至少在封口板4的下表面和密封圈12的上表面分别形成彼此紧密度良好的镍、金等的接合层。
此外,在第2基底基板11的安装部14A、14B的上表面,形成有作为与压电振动片6的连接电极的一对电极焊盘20A、20B。另外,在第1基底基板10的下表面,沿封装件2的长边方向隔开间隔而形成有一对外部电极21A、21B。电极焊盘20A、20B及外部电极21A、21B为例如用蒸镀、溅射等来形成的单一金属的单层膜、或不同金属层叠的层叠膜。
电极焊盘20A、20B和外部电极21A、21B经由形成在第2基底基板11的安装部14A、14B的第2贯通电极22A、22B、形成在第1基底基板10与第2基底基板11之间的连接电极24A、24B(未图示)、以及形成在第1基底基板10的第1贯通电极23A、23B(未图示)而彼此分别导通。
另一方面,虽然对详细后述,但在电极焊盘20A、20B上,沿第1方向D1互相隔离地配置有第1接合材料51a、51b和第2接合材料52a、52b,在长度方向的隔离的2个点接合支撑臂部9a、9b的每一个。
图3是表示第1实施方式所涉及的压电振动片6的结构和压电振动器的截面的图。
以下,如图3所示,在与第1基底基板10平行的面上以压电振动器1的长边方向为第1方向D1、同面上以与第1方向D1正交的方向(压电振动器1的短边方向)为第2方向D2、以与第1方向D1和第2方向D2正交的方向(压电振动器1的厚度方向)为第3方向D3而进行说明(还参照图1)。
如图3(a)所示,压电振动片6具备:一对振动臂部7a、7b;基部8;以及一对支撑臂部9a、9b。
基部8连结一对振动臂部7a、7b之中第1方向D1上的一个端部彼此。
在基部8连结有从朝向第2方向D2的两端面沿着第2方向D2向外侧延伸的连结部81a、81b,在该连结部81a、81b连结有沿着第1方向D1分别延伸的支撑臂部9a、9b。一对支撑臂部9a、9b在第2方向D2上配置在振动臂部7a、7b的两外侧。
在支撑臂部9a、9b中,从基部8侧的端部到前端部为止的长度,形成为压电振动片6的全长a0(后述)的2/3以上。该长度如后述那样,是为了确保第1接合材料51a、51b与第2接合材料52a、52b的间隔。
一对振动臂部7a、7b以互相平行的方式配置,以基部8侧的端部为固定端,并以前端为自由端而振动。
一对振动臂部7a、7b在以其全长的大致中央部分的宽度为基准宽度的情况下,具备在两侧比该基准宽度更宽地形成的宽幅部71a、71b。该宽幅部71a、71b具有增大振动臂部7a、7b的重量及振动时的惯性力矩的功能。由此,振动臂部7a、7b变得容易振动,并能缩短振动臂部7a、7b的长度,从而谋求小型化。
此外,本实施方式的压电振动片6在振动臂部7a、7b形成有宽幅部71a、71b,但是也可以使用没有宽幅部的压电振动片。
另外,本实施方式的压电振动器1中,虽然未图示,但是在振动臂部7a、7b的前端部(宽幅部71a、71b),形成有用于进行调整(频率调整)的重锤金属膜(由粗调膜及微调膜构成),以使振动状态为在既定频率的范围内振动。例如仅仅通过照射激光来除掉适量的该重锤金属膜,进行频率调整,以能够将一对振动臂部7a、7b的频率收敛到器件的标称频率的范围内。对于该重锤金属膜,也可以与宽幅部同样不用形成。
在振动臂部7a、7b的基部8侧形成有宽幅部74a、74b。
在该宽幅部74a、74b的、振动臂部7a、7b的内侧(对置的一侧),形成为从宽幅起点73a、73b逐渐扩大到基部8的前端侧的端部83。
另一方面,在宽幅部74a、74b的、振动臂部7a、7b的外侧,形成为从宽幅起点73a、73b到比端部83位于更靠近宽幅起点73a、73b的中途点75a、75b,与内侧同样(以对称的方式)逐渐变宽。
宽幅部74a、74b的外侧的侧面从中途点75a、75b到基部8形成为与第1方向D1平行,并形成与基部8的端面连续的平面。
在此,将振动臂部3a、3b的从基部8的端部83到宽幅起点73a、73b为止的长度,设定为从端部83到前端为止的长度(振动臂7a、7b的全长)的、0.25倍以上且0.5倍以下的长度。
通过这样设定,实现CI值80kΩ以下,从而实现振荡频率40kHz以下。
这样在本实施方式中,通过在振动臂部7a、7b的基部8侧形成宽幅部74a、74b,能够提高振动臂部7a、7b的强度。
另外,通过使振动臂部7a、7b的外侧的宽度扩大到中途点75a、75b,能够缩小基部8的宽度,从而不仅提高强度,而且实现压电振动片6的小型化。
进而,从后述的槽部72b的内壁面到振动臂部7a、7b的外侧侧面为止的宽度,在中途点75a、75b以后也比宽幅的情况窄,因此提高中途点75a、75b附近的电场效率。
图3(b)是沿箭头的方向观看沿着图3(a)所示的V1-V1线的截面的截面图。
如图3(a)、(b)所示,在一对振动臂部7a、7b形成有全长都为恒定宽度的槽部72a、72b。槽部72a、72b在一对振动臂部7a、7b的两个主面(表面/背面)上,向第3方向D3凹下,并且从基部8侧沿着第1方向D1延伸。槽部72a、72b从振动臂部7a、7b的基端(基部8的前端侧的端部83)形成到宽幅部71a、71b的跟前。
通过槽部72a、72b,一对振动臂部7a、7b分别成为如图3(b)所示那样截面H型。
如图3(b)所示,在一对振动臂部7a、7b的外表面上(外周面)形成有一对(2个系统的)激振电极91、92(第1激振电极、第2激振电极)。其中,激振电极91、92是被施加电压时使一对振动臂部7a、7b以既定谐振频率沿互相接近或分离的方向振动的电极,以电性切断的状态构图形成在振动臂部7a、7b上。
具体而言,一个激振电极91主要以与一个振动臂部7a的槽部72a内和另一个振动臂部7b的侧面上互相电连接的状态形成。
另外,另一个激振电极92主要以与另一个振动臂部7b的槽部72b内和一个振动臂部7a的侧面上互相电连接的状态形成。
在压电振动片6的与第1基底基板10对置的一侧的面,虽然未图示,但是作为将压电振动片6安装在封装件2时的装配部,在支撑臂部9a、9b形成有2个系统的装配电极,与该两装配电极电连接的2个系统的迂回电极形成在连结部81a、81b和基部8。
而且,形成在支撑臂部9a的第1系统的装配电极经由迂回电极而与激振电极92(参照图3(b))连接,形成在支撑臂部9b的第2系统的装配电极经由迂回电极而与激振电极91连接。
2个系统的激振电极91、92成为经由一对装配电极而被施加电压。
此外,激振电极91、92、装配电极及迂回电极,例如为铬(Cr)和金(Au)的层叠膜,在以与石英密合性良好的铬膜为基底成膜后,对表面实施金的薄膜。但是,不限于该情况,例如,在铬和镍铬(NiCr)的层叠膜的表面进一步层叠金的薄膜也无妨,也可为铬、镍、铝(Al)或钛(Ti)等的单层膜。
这些激振电极91、92、装配电极及迂回电极的形成与以往同样地进行。即,在形成各电极之前的压电振动片6的、包括槽部720a、720b内的整体成膜电极材料。该成膜是通过电极材料的蒸镀或溅射来进行的。
然后,保留形成激振电极91、92、装配电极、迂回电极的部分,通过光刻除去除此以外的部分,从而形成2个系统的电极线。
图4示出形成在振动臂部7的主面(表面/背面)的激振电极91与激振电极92的间隔。
现在,如图4(a)所示,将形成在振动臂部7的侧面和槽部72的侧面的堤部79的宽度(包括形成在两侧面的激振电极91、92的厚度)设为W0,将形成在堤部79上(振动臂部7的主面上)的激振电极91与激振电极92的间隔设为电极分割宽度W1。
在本实施方式的压电振动片6中,通过光刻除去形成在堤部79上的激振电极91和激振电极92间的金属时,以使该电极分割宽度W1成为1μm<W1<3μm的范围、W0>W1的方式形成。
图4(b)、(c)示出两激振电极91、92间产生的现有技术与本实施方式的电场状态。
在使堤部79的宽度W0均为10μm的情况下,图4(b)所示的现有的电极分割宽度W5为6~7μm,而同图(c)所示的本实施方式的电极分割宽度W1为3μm。因此在本实施方式中,能够使形成在堤部79的激振电极91、92的宽度w比以往大。
其结果,如图4(c)中以箭头所示,能够提高从堤部79上的激振电极91、92的一个向另一个的电场的密度,能够以激振电极91、92的宽度w变宽的量对振动做出贡献(使压电效应优良)。
本实施方式的压电振动器1例如以长度2.0mm×宽度1.2mm、长度1.6mm×宽度1.0mm、或长度1.2mm×宽度1.0mm等的尺寸形成,与现有的压电振动器相比得到小型化。
随着该压电振动片6的小型化,堤部79的宽度W0以往为10μ左右,而在本实施方式中形成为非常窄的W0=3μm左右。
因此,通过使该电极分割宽度W1为1μm<W1<3μm的范围、W0>W1,将压电振动片6小型化,也能更宽确保形成在堤部79上的激振电极的面积,并且可以进一步提高压电效应。
图5是在图1所示的封装件2安装压电振动片6的压电振动器1的、沿着第1方向D1的截面图,并且是沿箭头的方向观看沿着图3(a)的V2-V2线的截面的截面图。但是,为了示出第2贯通电极23B,错开了该部分的截面位置。
在第2基底基板11的安装部14A、14B的安装面(与封口板4对置的一侧的面),大致整个面形成有电极焊盘20A、20B。
另一方面,在第1基底基板10的外侧底面,沿长边方向(第1方向D1)的两端侧形成有沿短边方向(第2方向D2)延伸的外部电极21A、21B。
这些电极焊盘20A、20B及外部电极21A、21B为例如通过蒸镀、溅射等来形成的单一金属的单层膜、或层叠不同金属的层叠膜,从而电极焊盘20A和外部电极21A互相导通,电极焊盘20B和外部电极21B互相导通。
即,如图5所示,在第1基底基板10形成有与外部电极21B导通并沿着厚度方向贯通第1基底基板10的第1贯通电极23B。进而,在第2基底基板11的安装部14B的大致中央(参照图2),形成有与电极焊盘20B导通并沿着厚度方向贯通安装部14B的第2贯通电极22B。而且,在第1基底基板10与第2基底基板11(安装部14B)之间,形成有连接第1贯通电极23B与第2贯通电极22B的连接电极24B。
这样,电极焊盘20B和外部电极21B经由第2贯通电极22B、连接电极24B及第1贯通电极23B互相导通。
另一方面,如在图5以虚线所示,在第1基底基板10形成有与外部电极21A导通并沿着厚度方向贯通第1基底基板10的第1贯通电极23A,在第2基底基板11的安装部14A的大致中央(参照图2),形成有与电极焊盘20A导通并沿着厚度方向贯通安装部14A的第2贯通电极22A。而且,在第1基底基板10与第2基底基板11(安装部14A)之间,形成有连接第1贯通电极23A和第2贯通电极22A的连接电极24A。
这样,电极焊盘20A和外部电极21A经由第2贯通电极22A、连接电极24A及第1贯通电极23A互相导通。
此外,两连接电极24A、24B并不是直线连接第1贯通电极23A、23B和第2贯通电极22A、22B的形状,为了避免空腔C内的露出,沿着第2基底基板11和第1基底基板10所抵接的区域而形成。
压电振动片6以通过一对支撑臂部9a、9b安装在安装部14A、14B上的状态,容纳于气密密封的封装件2的空腔C内。
即,如图3(a)、图5所示,压电振动片6中,设在支撑臂部9a、9b的各装配电极分别经由第1接合材料51a、51b、第2接合材料52a、52b而电气及机械地接合到安装部14A、14B上的电极焊盘20A、20B(在上表面形成有金属化层的情况下为该金属化层)。
这样,本实施方式的压电振动片6中,支撑臂部9a、9b的每一个在其长度方向(第1方向D1)的2个部位接合保持(2点支撑)在安装部14A、14B上。
第1接合材料51a、51b、第2接合材料52a、52b使用具有导电性,且在接合初期阶段具有流动性、接合后期阶段固化而具有显现接合强度的性质的材料,例如,适合使用银膏等的导电性粘接剂或金属凸点等。
在第1接合材料51a、51b、第2接合材料52a、52b由导电性粘接剂构成的情况下,通过涂敷装置的被移动头支撑的调合器喷嘴来进行涂敷。
在本实施方式中,各接合材料的尺寸依据压电振动器1的尺寸,但是例如在1.2mm×1.0mm尺寸的压电振动器1的情况下,涂敷为半径0.1mm左右。
接着,对将支撑臂部9固定保持在安装部14上的、第1接合材料51和第2接合材料52的配置关系进行说明。
此外,在以下的说明中,将接合支撑臂部9的、第1接合材料51和第2接合材料52的中心分别作为接合部位51、52而进行说明。
两支撑臂部9如上所述形成为压电振动片6的全长的2/3以上,在其长边方向的2个部位以上、优选为2个部位,即,基部8侧的接合部位51和前端侧的接合部位52连接。
再者,对于支撑臂部9,在其长边方向的前端部配置有第2接合材料52。另一方面,第1接合材料51被配置成为使其接合部位51比压电振动片6的重心G更靠近基部8侧。由此,重心G会存在于两接合部位51、52之间。
这样,通过使基部8侧的接合部位51比重心G更靠近基部8侧,能够缩短从该接合部位51通过基部8并到达振动臂部7的前端为止的全长,其结果,能够减少针对来自外部的冲击在振动臂部7前端的位移量。
一方面为了抑制从振动臂部7的振动泄漏,在其长边方向上,使基部8侧的接合部位51比基部8和支撑臂部9的连结部81更靠近重心G侧。
另外,通过使接合部位为2个部位以上,与1个部位的情况相比,不仅增加压电振动片6的接合强度(粘接强度),而且能够大幅地减轻对固化前的导电性粘接剂上承载压电振动片6时的斜率。另外,与在支撑臂部9整体使用导电性粘接材料的情况相比,减少粘接剂的使用量,并且能够进一步抑制空腔内的气体发生。
此外,为了提高承载压电振动片6时的平衡,并且进一步减少气体的发生,接合部位优选为2个部位。
另外,接合部位未必一定为2个部位,既可为1个部位,也可为3个部位以上。例如,至少一个支撑臂部9在通过短边方向的重心G的线上的接合部位连接也可。另外,在支撑臂部9的前端侧相对于重心G比基部侧长的情况下,例如,支撑臂部9也可以在比重心G更靠前端侧的2个部位以上的接合部位接合。
进而,在本实施方式中,使支撑臂部9的两接合部位51、52的间隔较宽。例如,相对于压电振动片6的全长,使接合部位51、52为从基部8侧起1/3附近、2/3附近,使两接合部位51、52的间隔为全长的约1/3。再者,使两接合部位51、52的间隔为相对于压电振动片6的全长45%~35%的范围,优选为稍大于全长的1/3。
即,在将压电振动片6的从基部8侧的端部到接合部位51为止的距离设为a1、接合部位51与接合部位52间的距离设为a2、从接合部位52到振动臂部7的前端为止的距离设为a3,并使压电振动片6的全长为a0(=a1+a2+a3)的情况下,优选a2处于a0的45%~35%的范围。进而,优选a1<a3<a2。
这样,通过使两接合部位51、52的间隔a2宽于全长a0的1/3(45%~35%),对于来自外部的冲击、或振动臂部7的振动,仅通过两接合部位间的支撑臂部9的挠曲来进行吸收、分散,从而能够抑制来自外部的影响或对外部的影响。另外通过使a1<a2,更加缩短从接合部位51通过基部8并到达振动臂部7的前端为止的全长,能够减小前端针对外力的位移量。
在此,术语“附近”“约”是指由作为第1接合材料51、第2接合剂52的接合对象的、支撑臂部9的宽度z规定的范围。
即,“1/3附近”是指(1/3)-(z/2)≤1/3附近≤(1/3)-(z/2)的范围。另外,“2/3附近”是指(2/3)-(z/2)≤2/3附近≤(2/3)-(z/2)的范围。
例如,接合部位51(第1接合材料51的中心)处于(1/3)-(z/2)~(1/3)-(z/2)的范围即可。
因此,作为“两接合部位51、52的间隔”的、全长的约1/3是(1/3)-z≤约1/3≤(1/3)+z的范围。
在使这样构成的压电振动器1工作的情况下,对外部电极21A、21B施加既定电压。若对外部电极21A、21B施加既定电压,则有电流流过2个系统的激振电极91、92,通过在2个系统的激振电极91、92间产生的电场的逆压电效应,一对振动臂部7a、7b例如以既定谐振频率沿互相接近、分离的方向(第2方向D2)进行振动。一对振动臂部7a、7b的振动能用作为时刻源、控制信号的定时源、参考信号源等。
在本实施方式中,如上所述,槽部72两侧的堤部79上(主面)的激振电极91、92的宽度w变宽,相应地能够增大有助于振动的面积,并能使压电效应优良。
以上说明的压电振动器1在电波钟表、便携电话或便携信息终端设备中,能作为时刻源、控制信号等的定时源、参考信号源等,另外,作为陀螺仪传感器等的计测设备等而使用。
本发明并不局限于参照附图而说明的上述实施方式,可考虑在该技术范围内各种变形例。
例如,在上述实施方式中,作为使用压电振动片的压电振动器,对陶瓷封装类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适用于通过阳极接合来接合由玻璃材料形成的基底基板及盖基板的玻璃封装类型的压电振动器。
另外,所说明的实施方式的电极焊盘20以安装部14的大致整个面形成,但是在与第1接合材料51、第2接合材料52的至少一个对应的区域形成即可。在该情况下,第2贯通电极23(参照图5)形成在安装部14的、与电极焊盘20对应的部位。
另外,在本实施方式中,极窄地形成堤部79上形成的激振电极91、92间的电极分割宽度W1。因此,也可以由绝缘膜至少覆盖在堤部79的、形成在主面上的激振电极91、电极分割宽度W1部分、激振电极92部分。该绝缘膜优选形成在振动臂部7整体。
作为绝缘膜,可以使用氧化硅膜(SiO2)等的各种公知的绝缘材料。
通过该绝缘膜的形成,防止在安装压电振动片6时等的、两激振电极91、92间的短路。
标号说明
1压电振动器;2封装件;3封装件主体;4封口板;6压电振动片;7振动臂部;8基部;9支撑臂部;10第1基底基板;11第2基底基板;14安装部;20电极焊盘;21外部电极;22第2贯通电极;23第1贯通电极;24连接电极;51第1接合材料;52第2接合材料;72槽部;73宽幅起点;74宽幅部;75中途点;79堤部;91、92激振电极;W1电极分割宽度。
Claims (8)
1.一种压电振动片,其特征在于,具备:
基部;
从所述基部并排延伸设置的一对振动臂部;
配置在所述振动臂部的外周面的第1激振电极;以及
配置在所述振动臂部的外周面的第2激振电极,
在所述振动臂部的对置的两个主面形成的所述第1激振电极与所述第2激振电极的电极分割宽度W1为1μm<W1<3μm。
2.根据权利要求1所述的压电振动片,其特征在于:
在所述振动臂部的所述两个主面,沿着其长边方向形成有槽部,
在将形成在所述振动臂部的侧面和所述槽部的内侧面的堤部的宽度设为W0的情况下,
在所述堤部形成在所述主面的所述第1激振电极与所述第2激振电极的电极分割宽度W1为W1<W0。
3.根据权利要求2所述的压电振动片,其特征在于:所述堤部的宽度W0形成为约3μm。
4.根据权利要求1、权利要求2或权利要求3所述的压电振动片,其特征在于:至少在所述堤部的、形成在所述主面上的所述第1激振电极和所述第2激振电极被绝缘膜覆盖。
5.根据权利要求1、权利要求2或权利要求3所述的压电振动片,其特征在于:所述振动臂部各自以所述振动臂部的主面的宽度从所述振动臂部的前端侧的中途向所述基部侧逐渐变宽的方式,倾斜地形成所述振动臂部的两侧面。
6.根据权利要求5所述的压电振动片,其特征在于:
在所述倾斜的两侧面之中与另一振动臂部对置的内侧侧面宽度逐渐变宽至所述基部,
在所述倾斜的两侧面之中位于外侧的外侧侧面宽度逐渐变宽至到达所述基部的中途,从所述中途到所述基部为止形成为与所述基部的侧面同一平面。
7.根据权利要求1所述的压电振动片,其特征在于:具备在所述振动臂部的外侧并排并从所述基部延伸设置的、安装用的一对支撑臂部。
8. 一种压电振动器,其特征在于,具备:
包括安装部的封装件;以及
经由接合材料安装在所述安装部的、权利要求1所述的压电振动片。
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