CN110724917A - 振动片、振子、振荡器、电子设备和移动体 - Google Patents
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Abstract
振动片、振子、振荡器、电子设备和移动体。所述振动片具有:基部;以及从所述基部沿第1方向延伸并沿与所述第1方向垂直的第2方向排列的多个振动臂,所述振动臂具有设置在沿所述第1方向以及所述第2方向的第1面上的激励电极,所述激励电极具有:配置在所述第1面侧的第1电极;配置在所述第1电极的与所述第1面侧相反的一侧的第2电极;以及配置在所述第1电极与所述第2电极之间的压电膜,所述压电膜是在晶界中含有Cu的氮化铝膜,所述第2电极由含有TiN的材料形成。
Description
本申请是申请日为2014年7月21日、申请号为201410347246.6、发明名称为“压电膜制造方法、振动片、振子、振荡器、设备和移动体”、申请人为精工爱普生株式会社的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及振动片、振子、振荡器、电子设备和移动体。
背景技术
以往,作为振动片,公知有如下结构的压电薄膜谐振器(以下称为振动片):其具有设置在基板上的下部电极、设置在下部电极上的压电膜、以及设置在压电膜上且具有隔着压电膜而与下部电极相对的区域的上部电极(例如参照专利文献1)。
上述振动片在压电膜中使用氮化铝(以下称为AlN)。该压电膜是在N2(氮)气体和Ar(氩)气体的混合气氛中,使用Al(铝)作为靶材料(成膜材料),通过溅射而成膜(形成)。
专利文献1:日本特开2013-34130号公报
但是,由于上述压电膜使用纯铝作为成膜材料,所以,在存在于成膜后的AlN的晶界中的Al中,有时由于AlN成膜后的上部电极的成膜工艺等而产生内部应力。
由此,上述压电膜可能发生在Al中产生空隙的应力迁移。
其结果,在上述压电膜中,机电耦合系数劣化,由此,阻抗上升,作为压电膜的功能劣化,并且,由于应力迁移的加剧(空隙的扩散等),可靠性(特别是长期可靠性)可能降低。
由此,在具有上述压电膜的上述振动片中,有可能CI(晶体阻抗)值增大,振动特性劣化,并且,可靠性降低。
发明内容
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的,能够作为以下方式或应用例而实现。
[应用例1]本应用例的压电膜制造方法的特征在于,所述压电膜制造方法包括以下工序:在N2气体和Ar气体的混合气氛中,将Al-Cu合金作为成膜材料,使用溅射法形成压电膜。
由此,压电膜制造方法包括以下工序:在N2气体和Ar气体的混合气氛中,将Al-Cu合金作为成膜材料(靶材料),使用溅射法形成压电膜。
由此,在压电膜制造方法中,由于使用Al-Cu合金作为形成压电膜的成膜材料,所以,在使用溅射法形成的压电膜(具体而言为AlN膜)的晶界的Al中,Cu分散地存在(换言之,生成金属间化合物(Al3Cu))。
由此,在压电膜制造方法中,由于抑制了晶界的Al的扩散,所以能够抑制产生应力迁移。
其结果,在压电膜制造方法中,与现有(例如专利文献1)的制造方法相比,能够提高作为压电膜的功能,并且,能够通过抑制应力迁移来提高压电膜的可靠性。
[应用例2]在上述应用例的压电膜制造方法中,优选所述Al-Cu合金中的Cu的含有率在0.25%质量百分比~1.0%质量百分比的范围内。
由此,在压电膜制造方法中,由于Al-Cu合金中的Cu的含有率在0.25%质量百分比~1.0%质量百分比的范围内,所以,能够抑制晶界的Al的扩散,能够抑制产生应力迁移。
[应用例3]在上述应用例的压电膜制造方法中,优选所述Al-Cu合金中的Cu的含有率在0.4%质量百分比~0.6%质量百分比的范围内。
由此,在压电膜制造方法中,由于Al-Cu合金中的Cu的含有率在0.4%质量百分比~0.6%质量百分比的范围内,所以,能够进一步抑制晶界的Al的扩散,能够进一步抑制产生应力迁移。
[应用例4]在上述应用例的压电膜制造方法中,优选所述N2气体与所述Ar气体的混合比在N2气体50%体积百分比:Ar气体50%体积百分比~N2气体99%体积百分比:Ar气体1%体积百分比的范围内。
由此,在压电膜制造方法中,由于N2气体与Ar气体的混合比在N2气体50%体积百分比:Ar气体50%体积百分比~N2气体99%体积百分比:Ar气体1%体积百分比的范围内,所以,能够使用溅射法得到良好地发挥功能的压电膜(具体而言为AlN膜)。
[应用例5]本应用例的振动片的特征在于,所述振动片具有基部和从所述基部延伸的振动臂,所述振动臂具有在晶界中含有Cu的压电膜。
由此,由于振动片具有基部和从基部延伸的振动臂,振动臂具有在晶界中含有Cu的压电膜(具体而言为AlN膜),所以,能够抑制在压电膜中产生应力迁移。
由此,在振动片中,与以往(例如专利文献1)相比,能够提高压电膜的功能,并且能够提高压电膜的可靠性。
其结果,在振动片中,CI值降低,由此,振动特性提高,并且能够提高可靠性。
[应用例6]本应用例的振子的特征在于,该振子具有:上述应用例所述的振动片;以及收纳所述振动片的封装。
由此,由于本结构的振子具有上述应用例所述的振动片、以及收纳振动片的封装,所以,能够提供发挥上述应用例所述的效果的可靠性高的振子。
[应用例7]本应用例的振荡器的特征在于,该振荡器具有:上述应用例所述的振动片;以及使所述振动片振荡的振荡电路。
由此,由于本结构的振荡器具有上述应用例所述的振动片、以及使振动片振荡的振荡电路,所以,能够提供发挥上述应用例所述的效果的可靠性高的振荡器。
[应用例8]本应用例的电子设备的特征在于,该电子设备具有上述应用例所述的振动片。
由此,由于本结构的电子设备具有上述应用例所述的振动片,所以,能够提供发挥上述应用例所述的效果的可靠性高的电子设备。
[应用例9]本应用例的移动体的特征在于,该移动体具有上述应用例所述的振动片。
由此,由于本结构的移动体具有上述应用例所述的振动片,所以,能够提供发挥上述应用例所述的效果的可靠性高的移动体。
附图说明
图1是示出第1实施方式的振动片的概略结构的示意图,(a)是平面图,(b)是(a)的A-A线处的剖视图。
图2是图1中的(a)的B-B线处的剖视图和各激励电极的布线图。
图3是说明压电体的制造方法的示意图。
图4是示出压电体的成膜条件与评价结果的关系的图。
图5是示出第2实施方式的振子的概略结构的示意图,(a)是从盖(盖体)侧俯视的平面图,(b)是(a)的C-C线处的剖视图。
图6是示出第3实施方式的振荡器的概略结构的示意图,(a)是从盖侧俯视的平面图,(b)是(a)的C-C线处的剖视图。
图7是示出第4实施方式的便携电话的示意立体图。
图8是示出第5实施方式的汽车的示意立体图。
标号说明
1:振动片;5:振子;6:振荡器;10:基部;10a、10b:主面;10c、10d:固定部;11a、11b、11c:振动臂;12a、12b、12c:激励电极;12a1、12b1、12c1:第1电极;12a2、12b2、12c2:第2电极;13:压电体;14:绝缘膜;18a、18b:连接电极;20:封装;21:封装底座;22:盖;23:内底面;23a:内部连接端子;24、25:内部端子;26:外底面;27、28:外部端子;29:接合部件;30:粘接剂;31:金属线;40:作为振荡电路的IC芯片;41:金属线;50:真空腔;51:基台;52:Al-Cu合金;53:靶台;54:电源;700:作为电子设备的便携电话;701:液晶显示装置;702:操作按钮;703:受话口;704:送话口;800:作为移动体的汽车。
具体实施方式
下面,参照附图来说明实现本发明的实施方式。
(第1实施方式)
这里,作为振动片的一例,对在基材中使用Si(硅)的振动片进行说明。
图1是示出第1实施方式的振动片的概略结构的示意图,图1(a)是平面图,图1(b)是图1(a)的A-A线处的剖视图。另外,省略了各布线,各结构要素的尺寸比率与实际不同。
图2是图1(a)的B-B线处的剖视图和各激励电极的布线图。
另外,各图中的X轴、Y轴、Z轴是相互正交的坐标轴。
如图1所示,作为基材,振动片1具有基部10以及从基部10沿Y轴方向延伸的3条振动臂11a、11b、11c。在本实施方式中,在3条振动臂11a、11b、11c和基部10中使用Si基板(例如对SOI或Poly-Si进行成膜后的基板)。
振动臂11a、11b、11c形成为大致角柱状,在俯视时,排列在与Y轴方向正交的X轴方向上,并且,在沿着由X轴和Y轴确定的平面(XY平面)的主面10a、10b中的至少一方(这里为主面10a)设有激励电极12a、12b、12c。
振动臂11a、11b、11c借助于激励电极12a、12b、12c而在与主面10a正交的Z轴方向(图1(b)的箭头方向)上弯曲振动(面外振动:不沿着主面10a的方向的振动)。
例如使用溅射法、光刻法、蚀刻法等,高精度地形成基部10和振动臂11a、11b、11c、激励电极12a、12b、12c。
激励电极12a、12b、12c为层叠构造,具有设置在主面10a侧的第1电极12a1、12b1、12c1、设置在第1电极12a1、12b1、12c1的上方的第2电极12a2、12b2、12c2、配置在第1电极12a1、12b1、12c1与第2电极12a2、12b2、12c2之间的作为压电膜的压电体13、配置在第1电极12a1、12b1、12c1与压电体13之间的绝缘膜14。另外,也可以没有绝缘膜14。
在激励电极12a、12b、12c的第1电极12a1、12b1、12c1、第2电极12a2、12b2、12c2中使用含有TiN(氮化钛)的膜,在压电体13中使用含有AlN(氮化铝)的膜。并且,在绝缘膜14中使用含有非晶状态的SiO2(二氧化硅)的膜。
压电体13是将Al-Cu合金作为成膜材料(靶材料)而使用溅射法形成(成膜)的(详细后述)。
在振动片1中,从得到良好振动特性的观点来看,优选激励电极12a、12b、12c的第1电极12a1、12b1、12c1、第2电极12a2、12b2、12c2的厚度为15nm左右,优选压电体13的厚度为200nm~400nm左右,优选绝缘膜14的厚度为10nm左右。
另外,在第1电极12a1、12b1、12c1、第2电极12a2、12b2、12c2中也可以使用含有与TiN不同的其他材料(例如Mo、Ti、Ni、Pt、Au、W、WSi、Ta、ITO等)的膜。
另外,在得到高效的振动特性的方面,优选激励电极12a、12b、12c从振动臂11a、11b、11c的根部(与基部10之间的边界部分)朝前端部延伸,设置成振动臂11a、11b、11c的全长(从Y轴方向的根部到前端的长度)的一半左右的长度。
另外,如图1(b)所示,基部10的Z轴方向的厚度形成为比振动臂11a、11b、11c的Z轴方向的厚度厚。
并且,在图1(a)中,如双点划线所示,在基部10的X轴方向的两端部的主面10b侧设有固定部10c、10d,固定部10c、10d是固定于封装等外部部件的固定区域。另外,优选固定部10c、10d在Y轴方向上设置在基部10的与振动臂11a、11b、11c侧相反的一侧的端部。
这里,对振动片1的动作进行说明。
如图2所示,在振动片1的激励电极12a、12b、12c中,第1电极12a1、12b1、12c1和第2电极12a2、12b2、12c2通过交叉布线而与交流电源连接,被施加作为驱动电压的交变电压。
具体而言,振动臂11a的第1电极12a1、振动臂11b的第2电极12b2、振动臂11c的第1电极12c1连接成相同电位,振动臂11a的第2电极12a2、振动臂11b的第1电极12b1、振动臂11c的第2电极12c2连接成相同电位。
在该状态下,当对第1电极12a1、12b1、12c1与第2电极12a2、12b2、12c2之间施加交变电压时,在第1电极12a1、12b1、12c1与第2电极12a2、12b2、12c2之间产生电场,压电体13极化,根据逆压电效应,在压电体13中产生变形,压电体13在Y轴方向上伸缩。
振动片1构成为,通过上述交叉布线,使激励电极12a、12c中产生的电场的方向和激励电极12b中产生的电场的方向彼此成为相反方向,压电体13的伸缩在振动臂11a、11c与振动臂11b之间相反。
具体而言,在振动臂11a、11c的压电体13伸长时,振动臂11b的压电体13收缩,在振动臂11a、11c的压电体13收缩时,振动臂11b的压电体13伸长。
通过这种压电体13的伸缩,在振动片1中,在交变电压为一个电位时,振动臂11a、11b、11c在黑色箭头的方向上弯曲,在交变电压为另一个电位时,振动臂11a、11b、11c在空心箭头的方向上弯曲。
通过反复进行该动作,振动片1的振动臂11a、11b、11c在Z轴方向上弯曲振动(面外振动)。此时,相邻的振动臂(这里为11a与11b、11b与11c)彼此在相反方向上(反相地)弯曲振动。
这里,对振动片1的激励电极12a、12b、12c的结构要素即压电体13的制造方法(压电膜制造方法)进行说明。
图3是说明压电体的制造方法的示意图。
如图3所示,首先,将形成有第1电极12a1、12b1、12c1(这里未图示)和绝缘膜14的状态的振动片1放置在真空腔50内的基台51上。
接着,使用未图示的真空泵等,在真空腔50内导入N2(氮)气体和Ar(氩)气体,生成N2气体和Ar气体的混合气氛。
优选此时的真空腔50内的压力为0.53Pa(4mTorr)左右。并且,优选N2气体与Ar气体的混合比在N2气体50%体积百分比:Ar气体50%体积百分比~N2气体99%体积百分比:Ar气体1%体积百分比的范围内。
另外,优选振动片1的温度为常温。
接着,将Al-Cu合金52作为成膜材料(靶材料)放置在靶台53上。
这里,优选Al-Cu合金中的Cu的含有率在0.25%质量百分比~1.0%质量百分比的范围内,更加优选在0.4%质量百分比~0.6%质量百分比的范围内。
接着,使用溅射法(反应性溅射法),将Al-Cu合金52作为阴极,将振动片1作为阳极,从电源54施加电压(例如100V~1000V左右)。
由此,N2气体与Ar气体的混合气体的离子原子撞击Al-Cu合金52的表面,从Al-Cu合金52飞出的粒子(原子、分子)覆盖绝缘膜14,堆积并固定在振动片1上,形成压电体13(AlN膜)。
接着,使用光刻法、蚀刻法等将压电体13构图为期望形状。
经过以上工序等,能够得到压电体13。
接着,通过使用溅射法、光刻法、蚀刻法等在压电体13上形成第2电极12a2、12b2、12c2,能够得到图1、图2所示的振动片1。
如上所述,本实施方式的压电体13的制造方法(以下称为压电膜制造方法)包括以下工序:在N2气体和Ar气体的混合气氛中,将Al-Cu合金作为成膜材料(靶材料),使用溅射法形成压电体13(压电膜)。
这样,在压电膜制造方法中,由于使用Al-Cu合金作为形成压电体13的成膜材料,所以,在使用溅射法形成的作为压电膜的压电体13(具体而言为AlN膜)的晶界的Al中,Cu分散地存在(换言之,生成金属间化合物(Al3Cu))。
由此,在压电膜制造方法中,由于抑制了压电体13的晶界的Al的扩散,所以能够抑制产生应力迁移。
其结果,在压电膜制造方法中,与现有(例如专利文献1)的制造方法相比能够提高作为压电体13的功能,并且,能够通过抑制应力迁移来提高压电体13的可靠性。
并且,在压电膜制造方法中,由于Al-Cu合金中的Cu的含有率在0.25%质量百分比~1.0%质量百分比的范围内,所以,能够抑制压电体13的晶界的Al的扩散而抑制产生应力迁移。
并且,在压电膜制造方法中,由于Al-Cu合金中的Cu的含有率在0.4%质量百分比~0.6%质量百分比的范围内,所以,能够进一步抑制压电体13的晶界的Al的扩散而进一步抑制产生应力迁移。
并且,在压电膜制造方法中,由于N2气体与Ar气体的混合比在N2气体50%体积百分比:Ar气体50%体积百分比~N2气体99%体积百分比:Ar气体1%体积百分比的范围内,所以,能够使用溅射法得到良好地发挥功能的压电体13(具体而言为AlN膜)。
这里,使用附图对上述内容进行详细叙述。
图4是示出使用样本评价的压电体的成膜条件(N2气体与Ar气体的混合比)与评价结果的关系的图。
这里,压电体13的方块电阻大约为30000Ω□(欧姆每平方)以上即可,FWHM(压电体13的基于X线衍射的取向性评价中的峰值时的半值宽度)作为角度为3度~4度之间即可。
另外,评价结果的○、△表示作为压电体在实用方面没有问题的等级,×表示无法实用的等级。另外,此时的压电体13的成膜材料即Al-Cu合金中的Cu的含有率为0.5%质量百分比。
如图4所示,关于样本No.1(N2气体99%体积百分比:Ar气体1%体积百分比、以下省略%体积百分比标记),由于方块电阻为无限大Ω□、FWHM为3.18度,所以评价结果为○。
关于样本No.2(N2气体80:Ar气体20),由于方块电阻为无限大Ω□、FWHM为3.42度,所以评价结果为○。
关于样本No.3(N2气体70:Ar气体30),由于方块电阻为无限大Ω□、FWHM为3.43度,所以评价结果为○。
关于样本No.4(N2气体60:Ar气体40),由于方块电阻为无限大Ω□、FWHM为3.69度,所以评价结果为○。
关于样本No.5(N2气体50:Ar气体50),由于方块电阻为31146Ω□、FWHM为3.50度,所以评价结果为△(由于方块电阻的余量稍少,所以为△评价)。
另一方面,关于样本No.6(N2气体40:Ar气体60),由于方块电阻为0.3100Ω□、FWHM不可计算(由于峰值不明确,所以无法计算半值宽度),所以评价结果为×。
并且,关于样本No.7(N2气体10:Ar气体90),由于方块电阻为0.0621Ω□、FWHM不可计算(由于峰值不明确,所以无法计算半值宽度),所以评价结果为×。
根据使用上述样本的评价结果证实,在压电膜制造方法中,如果N2气体与Ar气体的混合比在N2气体50%体积百分比:Ar气体50%体积百分比~N2气体99%体积百分比:Ar气体1%体积百分比的范围内,则能够使用溅射法得到良好地发挥功能的(实用方面没有问题的)压电体13。
如上所述,由于本实施方式的振动片1具有基部10和从基部10延伸的振动臂11a、11b、11c,在振动臂11a、11b、11c中具有将Al-Cu合金作为成膜材料而形成的作为压电膜的压电体13,所以,能够抑制在压电体13中产生应力迁移。
由此,在振动片1中,与以往(例如专利文献1)相比能够提高压电体13的功能(具体而言为电场施加时的伸缩性等),并且能够提高压电体13的可靠性。
其结果,在振动片1中,CI值降低,由此,振动特性提高,并且能够提高可靠性。
另外,振动片1也可以在振动臂11a、11b、11c的主面10a与第1电极12a1、12b1、12c1之间设置含有SiO2的膜。
由此,在振动片1中,含有SiO2的膜作为振动臂11a、11b、11c的温度特性校正膜发挥功能。
详细地说,在振动片1中,利用含有SiO2的膜的频率-温度特性的斜率对基材为Si的振动臂11a、11b、11c的频率-温度特性的斜率进行校正(抵消),成为平缓的频率-温度特性。
由此,振动片1能够抑制由于温度变化而引起的频率的变动,能够提高频率-温度特性。
另外,振动片1也可以将含有SiO2的膜设置在振动臂11a、11b、11c的与第1电极12a1、12b1、12c1侧(主面10a侧)相反的一侧的表面(主面10b)。
由此,振动片1能够得到与上述同样的效果。
(第2实施方式)
接着,对具有上述第1实施方式所述的振动片的振子进行说明。
图5是示出第2实施方式的振子的概略结构的示意图。图5(a)是从盖(盖体)侧俯视的平面图,图5(b)是图5(a)的C-C线处的剖视图。另外,在平面图中省略了盖。并且,省略了各布线。
另外,对与上述第1实施方式相同的部分标注相同标号并省略详细说明,以与上述第1实施方式不同的部分为中心进行说明。
如图5所示,振子5具有上述第1实施方式所述的振动片1以及收纳有振动片1的封装20。
封装20具有平面形状为大致矩形且具有凹部的封装底座21、以及覆盖封装底座21的凹部的、平面形状为大致矩形的平板状的盖22,该封装20形成为大致长方体形状。
在封装底座21中使用对陶瓷生片进行成形、层叠并烧制而得到的氧化铝质烧结体、石英、玻璃、Si等。
在盖22中使用与封装底座21相同的材料、或可伐合金、42合金等金属。
在封装底座21中,在内底面(凹部的内侧底面)23上设有内部端子24、25。
内部端子24、25在设于振动片1的基部10的连接电极18a、18b的附近的位置形成为大致矩形状。连接电极18a、18b通过未图示的布线而与振动片1的各激励电极(12b等)的第1电极(12b1等)以及第2电极(12b2等)连接。
例如,在图2的布线中,交流电源的一侧的布线与连接电极18a连接,另一侧的布线与连接电极18b连接。
在封装底座21的外底面(内底面23的相反侧的表面、外侧的底面)26上形成有一对外部端子27、28,在安装到电子设备等外部部件时使用这一对外部端子27、28。
外部端子27、28通过未图示的内部布线而与内部端子24、25连接。例如,外部端子27与内部端子24连接,外部端子28与内部端子25连接。
内部端子24、25和外部端子27、28由金属膜构成,该金属膜是通过镀敷等方法在W、Mo等的金属化层上层叠Ni、Au等的各覆膜而成的。
在振子5中,振动片1的基部10的固定部10c、10d借助于环氧类、硅酮类、聚酰亚胺类等的粘接剂30固定在封装底座21的内底面23上。
而且,在振子5中,振动片1的连接电极18a、18b通过Au、Al等的金属线31而与内部端子24、25连接。
在振子5中,在振动片1与封装底座21的内部端子24、25连接的状态下,封装底座21的凹部被盖22覆盖,封装底座21和盖22利用密封环、低熔点玻璃、粘接剂等接合部件29进行接合,由此封装20的内部被气密密封。
封装20的内部成为减压状态(真空度高的状态)或填充有N2、He(氦)、Ar等惰性气体的状态。
封装也可以由平板状的封装底座和具有凹部的盖等构成。并且,封装也可以在封装底座和盖的双方中具有凹部。
并且,也可以代替固定部10c、10d,而在固定部10c、10d以外的部分、例如包含连接固定部10c和固定部10d的直线的中心的部分的1个部位固定振动片1的基部10。
由此,振动片1通过在1个部位进行固定,能够抑制由于固定部中产生的热应力而引起的基部10的变形。
在振子5中,通过经由外部端子27、28、内部端子24、25、金属线31、连接电极18a、18b而施加给激励电极(12b等)的驱动信号(交变电压),振动片1的各振动臂(11b等)以规定频率(作为一例,大约为32.768kHz)在厚度方向(图5(b)的箭头方向)上振荡(谐振)。
如上所述,由于第2实施方式的振子5具有振动片1,所以,能够提供发挥上述第1实施方式所记载的效果的可靠性高的振子。
(第3实施方式)
接着,对具有上述第1实施方式所述的振动片的振荡器进行说明。
图6是示出第3实施方式的振荡器的概略结构的示意图。图6(a)是从盖侧俯视的平面图,图6(b)是图6(a)的C-C线处的剖视图。另外,在平面图中省略了盖和一部分结构要素。并且,省略了各布线。
另外,对与上述第1实施方式以及第2实施方式相同的部分标注相同标号并省略详细说明,以与上述第1实施方式以及第2实施方式不同的部分为中心进行说明。
如图6所示,振荡器6具有上述第1实施方式所述的振动片1、作为使振动片1振荡的振荡电路的IC芯片40、以及收纳振动片1和IC芯片40的封装20。
在封装底座21的内底面23设有内部连接端子23a。
内置有振荡电路的IC芯片40使用未图示的粘接剂等固定在封装底座21的内底面23上。
IC芯片40的未图示的连接焊盘通过Au、Al等的金属线41而与内部连接端子23a连接。
内部连接端子23a由金属膜构成,该金属膜是通过镀敷等在W、Mo等的金属化层上层叠Ni、Au等的各覆膜而成的,内部连接端子23a经由未图示的内部布线而与封装20的外部端子27、28、内部端子24、25等连接。
另外,在IC芯片40的连接焊盘与内部连接端子23a的连接中,除了基于使用金属线41的线接合的连接方法以外,也可以使用基于使IC芯片40反转的倒装片(flip chip)安装的连接方法等。
在振荡器6中,通过从IC芯片40经由内部连接端子23a、内部端子24、25、金属线31、连接电极18a、18b施加给激励电极(12b等)的驱动信号,振动片1的各振动臂(11b等)以规定频率(作为一例,大约为32.768kHz)振荡(谐振)。
然后,振荡器6将伴随该振荡而产生的振荡信号经由IC芯片40、内部连接端子23a、外部端子27、28等输出到外部。
如上所述,由于第3实施方式的振荡器6具有振动片1,所以,能够提供发挥上述第1实施方式所记载的效果的可靠性高的振荡器。
另外,振荡器6也可以不将IC芯片40内置在封装20内,而采用外置结构的模块构造(例如在1个基板上单独安装具有振动片1的振子和IC芯片的构造)。
(第4实施方式)
接着,对具有上述第1实施方式所述的振动片的作为电子设备的便携电话进行说明。
图7是示出第4实施方式的便携电话的示意立体图。
图7所示的便携电话700具有上述第1实施方式所述的振动片1作为基准时钟振荡源等,还具有液晶显示装置701、多个操作按钮702、受话口703和送话口704。
上述振动片不限于上述便携电话,还能够良好地用作电子书、个人计算机、电视机、数字照相机、摄像机、录像机、导航装置、寻呼机、电子记事本、计算器、文字处理器、工作站、视频电话、POS终端、具有触摸面板的设备等的基准时钟振荡源等,在任意情况下,均能够提供发挥上述第1实施方式中说明的效果的可靠性高的电子设备。
(第5实施方式)
接着,对具有上述第1实施方式所述的振动片的作为移动体的汽车进行说明。
图8是示出第5实施方式的汽车的示意立体图。
汽车800使用上述第1实施方式所述的振动片1作为例如所搭载的各种电子控制式装置(例如电子控制式燃料喷射装置、电子控制式ABS装置、电子控制式定速行驶装置等)的基准时钟振荡源等。
由此,由于汽车800具有振动片1,所以,能够发挥上述第1实施方式中说明的效果,可靠性高,能够发挥优良的性能。
上述振动片不限于上述汽车800,还能够良好地用作包含自行走式机器人、自行走式输送设备、列车、船舶、飞机、人造卫星等在内的移动体的基准时钟振荡源等,在任意情况下,均能够提供发挥上述第1实施方式中说明的效果的可靠性高的移动体。
另外,在振动片的基材中使用石英的情况下,能够使用从石英的原石等以规定角度切出的例如Z切板、X切板等。在使用Z切板的情况下,由于其特性,容易进行蚀刻加工。
并且,振动片的振动方向不限于Z轴方向(厚度方向),例如,通过将激励电极设置在振动臂的侧面(连接主面彼此的表面),也可以设为X轴方向(沿着主面的方向)(该方向的弯曲振动被称为面内振动)。
并且,振动片的振动臂的数量不限于3条,也可以是1条、2条、4条、5条、n条(n为6以上的自然数)。
另外,振动片的基部的厚度也可以是与振动臂相同的厚度。由此,振动片成为平板状,所以容易制造。
Claims (9)
1.一种振动片,其特征在于,
所述振动片具有:基部;以及从所述基部沿第1方向延伸并沿与所述第1方向垂直的第2方向排列的多个振动臂,
所述振动臂具有设置在沿所述第1方向以及所述第2方向的第1面上的激励电极,
所述激励电极具有:配置在所述第1面侧的第1电极;配置在所述第1电极的与所述第1面侧相反的一侧的第2电极;以及配置在所述第1电极与所述第2电极之间的压电膜,
所述压电膜是在晶界中含有Cu的氮化铝膜,
所述第2电极由含有TiN的材料形成。
2.根据权利要求1所述的振动片,其特征在于,
所述振动臂在与所述第1面交叉的方向上进行弯曲振动。
3.根据权利要求1或2所述的振动片,其特征在于,
所述第1电极由含有TiN的材料形成。
4.根据权利要求1或2所述的振动片,其特征在于,
所述激励电极具有配置在所述第1电极与所述压电膜之间的绝缘膜。
5.根据权利要求1或2所述的振动片,其特征在于,
所述振动臂具有配置在所述第1面与所述第1电极之间的含有SiO2的膜,或者所述振动臂具有配置在所述第1面的相反侧的第2面上的含有SiO2的膜。
6.一种振子,其特征在于,所述振子具有:
权利要求1至5的任意一项所述的振动片;以及
收纳所述振动片的封装。
7.一种振荡器,其特征在于,所述振荡器具有:
权利要求1至5的任意一项所述的振动片;以及
使所述振动片振荡的振荡电路。
8.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备具有权利要求1至5的任意一项所述的振动片。
9.一种移动体,其特征在于,所述移动体具有权利要求1至5的任意一项所述的振动片。
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