JP2010147953A - 圧電フレーム及び圧電デバイス - Google Patents

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Abstract

【課題】 封止時や実装時に周波数変動の少ない水晶フレーム及び圧電デバイスを提供することである。
【解決手段】 圧電フレーム(20)は、基部(23)の一端側から第1方向(Y方向)に伸びる第1幅(W1)の一対の振動腕(24)を有しこの一対の振動腕に励振電極を有する音叉型圧電振動部(21)と、基部の一端側から且つ振動腕(24)の両外側において第1方向に伸びる第2幅(W2)の一対の支持腕(25)と、一対の支持腕から第1方向と交差する第2方向に伸びる一対の接続腕(26)と、接続腕と接続され第1方向に伸びる第3幅(W3)の辺(22Y)と第2方向に伸びる第4幅(W4)の辺(22X)とを有する外枠部(22)と、を備え、支持腕の第2幅(W2)は振動腕の第1幅(W1)の1.4倍より小さい。
【選択図】 図2

Description

本発明は例えば水晶からなる圧電基板を用いて、支持腕を持つ音叉型の圧電フレーム及び圧電デバイスを製造する技術に関する。
移動体通信機器やOA機器等の小型軽量化及び高周波数化に伴って、それらに用いられる圧電デバイスも、より一層の小型化及び高周波数化への対応が求められている。また、回路基板に表面実装(SMD:Surface Mount Device)が可能な圧電デバイスが要求されている。小型化するために、圧電デバイスは基部から伸びる音叉型の振動腕を持つ圧電振動素片(以下「音叉型圧電振動部」とする)の形状となり、薄型の表面実装型とするために、枠部を同時に形成した音叉型圧電振動部(以下は水晶フレームとする)の形状にすることで、X,Y,及びZ方向で小型化が可能となった。
従来、音叉型圧電振動部と枠部とを一体に形成する技術は、特許文献1に示す水晶フレームが提案されていた。特許文献1によれば、音叉型圧電振動部の基部が音叉型圧電振動部の長さ方向(Y方向)に延びた接続部と、基部の幅方向(X方向)に延びた接続部とを一体に形成した水晶フレームを提供していた。水晶フレームは上ケースと下ケースで封止されて表面実装型の圧電デバイスとして使用される。音叉型圧電振動部は基部を3箇所の接続部を持つことで、外部からの衝撃に強い圧電デバイスを提供している。
特開2004−208237
しかしながら、圧電デバイスが小型化するにつれ、上述の3箇所の接続部を形成した音叉型圧電振動部では上ケースと下ケースで封止した際や、回路基板にハンダ付けなどで実装した際に周波数変動が起きていた。
本発明の目的は、音叉型圧電振動部に基部から幅方向に伸び、屈曲して振動腕方向に伸びて枠部と接合する支持腕を形成し、振動腕の幅、支持腕の幅、フレームの長軸方向の幅、及びフレームの短軸方向の幅を調整することで、封止時や実装時に周波数変動の少ない水晶フレーム及び圧電デバイスを提供することである。
第1の観点の圧電フレームは、基部の一端側から第1方向に伸びる第1幅の一対の振動腕を有し、この一対の振動腕に励振電極を有する音叉型圧電振動部と、基部の一端側から且つ振動腕の両外側において第1方向に伸びる第2幅の一対の支持腕と、一対の支持腕から第1方向と交差する第2方向に伸びる一対の接続腕と、接続腕と接続され第1方向に伸びる第3幅の辺と第2方向に伸びる第4幅の辺とを有する外枠部と、を備え、支持腕の第2幅は振動腕の第1幅の1.4倍より小さい。
支持腕の第2幅は振動腕の第1幅の1.4倍より小さくすることで、周波数変動率Δf/fを下げ、安定した圧電振動を得ることができる。
第2の観点の圧電フレームは、外枠部の第1方向に伸びる辺の第3幅は振動腕の第1幅の1.1倍より大きい。
第3の観点の圧電フレームは、基部の一端側から第1方向に伸びる第1幅の一対の振動腕を有し、この一対の振動腕に励振電極を有する音叉型圧電振動部と、基部の一端側から且つ振動腕の両外側において第1方向に伸びる第2幅の一対の第1支持腕と、一対の支持腕から第1方向と交差する第2方向に伸びる第2支持腕と、音叉型圧電振動子を囲み、第1方向に伸びる第3幅の辺と第2方向に伸びる第4幅の辺とを有する外枠部と、を備え、外枠部の第1方向に伸びる辺の第3幅は第2方向に伸びる第4幅の1.1倍より大きい。
外枠部の第1方向に伸びる辺の第3幅は第2方向に伸びる第4幅の1.1倍より大きくすることで、周波数変動率Δf/fが小さくて安定した振動を得ることができる。
第4の観点の圧電フレームは、第3の観点において、外枠部の第2方向に伸びる第4幅は、振動腕の第1幅以上の幅である。
水晶フレーム20を封入するためには、外枠部の第4幅は振動腕の第1幅以上の幅であることが好ましい。
第5の観点の圧電フレームは、支持腕の第2幅は振動腕の第1幅の1.4倍より小さい。
第6の観点の圧電デバイスは、第1の観点から第5の観点のいずれかの圧電フレームと、この圧電フレームを覆う蓋部と、圧電フレームを支えるとベースと、を備える。
周波数変動率Δf/fが少なく安定した振動を得ることができる。
第7の観点の圧電デバイスは、蓋部の材質及びベースの材質は金属イオンを含むガラスであり、圧電フレームの外枠部はその周囲に金属膜が形成されており、外枠部の金属膜と蓋部及びベースとは陽極接合される。
第8の観点の圧電デバイスは、蓋部の材質及びベースの材質は圧電材料であり、圧電フレームと蓋部及びベースとはシロキサン結合される。
本発明の水晶フレーム及び圧電デバイスは封止時や実装時に周波数変動が少ないため、周波数の安定した水晶フレーム及び圧電デバイスを提供することができる。
図1は表面実装(SMD)タイプの圧電デバイス90をベース30のベース部側からみた図である。本実施形態の圧電デバイス90は、図1に示すようにリッド10と、水晶フレーム20と、ベース30との3層で形成されている。水晶フレーム20の音叉型圧電振動部21は支持腕25が接続部26でフレーム部22と一体に形成されている。圧電デバイス90の詳細は後述する。
フレーム部22はリッド10とベース30との外周部で挟み、封止することができるため、例えば音叉型圧電振動部21の基部23を接着剤でベース30と固定しなくてよい。これにより音叉型圧電振動部21を固定する際の周波数変動Δfが小さくなる。
<水晶フレーム20の構成>
水晶フレーム20は、同じ厚さで一体に形成されている水晶基板である。水晶フレーム20は図2に示すように音叉型圧電振動部21とフレーム部22と支持腕25とから構成されている。音叉型圧電振動部21は基部23及び振動腕24からなり、振動腕24には溝部27が形成されている。フレーム部22は長辺(Y軸方向)のY軸フレーム22Yと、短辺(X軸方向)のX軸フレーム22Xから構成されている。支持腕25は音叉型圧電振動部21の基部23からY軸方向に伸びている。音叉型圧電振動部21は支持腕25の端部でX軸方向に伸びる接続部26とで接続されている。なお、図2の水晶フレーム20には、図面を理解しやすいように励振電極及び基部電極を図示していない。電極については後述する。
水晶フレーム20は、たとえば32.768kHzで信号を発信し、水晶フレーム20のX方向の長さは0.7mmから2mmで設計され、Y軸方向の長さは1.5mmから4mmで設計される極めて小型の振動片となっている。
一対の振動腕24は基部23の中央部からY軸方向に伸びており、振動腕24の表裏両面には溝部27が形成されている。例えば、一本の振動腕24の表面には2箇所の溝部27が形成されており、振動腕24の裏面側にも同様に2箇所の溝部27が形成されている。つまり、一本の振動腕24には4箇所の溝部27が形成されている。一本の振動腕24の表裏面に1箇所ずつの溝部27が形成されてもよい。溝部27の断面は、略H型に形成され音叉型圧電振動部21のCI値を低下させる効果がある。
振動腕24の先端付近では幅広に形成されており、ハンマー型の形状をしている。また、振動腕24のハンマー型の部分では金属膜も形成して錘の役目をさせている。錘は振動腕24に電圧をかけた際に振動しやすくさせ、また安定した振動をするために形成されている。
一対の支持腕25は基部23のX軸方向の端部から振動腕24の先端を超えない長さでY軸方向に伸びている。一対の支持腕25は振動腕24の振動を圧電デバイス90の外部へ振動漏れとして伝えづらくさせ、またパッケージ外部の温度変化又は衝撃の影響を受けづらくさせる効果を持つ。
接続部26は支持腕25の先端部でX軸方向に伸びて、フレーム部22と接続している。接続部26は幅広に形成しておくことで、周波数調整の際に幅狭にすることで周波数を調整することもできる。
水晶フレーム20を形成する際に、上記に示した振動腕24の幅W1、支持腕25の幅W2、Y軸フレーム部22Yの幅W3及びX軸フレーム部22Xの幅W4を調整することで、リッド10とベース30との封止時や回路基板への実装時における周波数変動Δfをより小さくすることができる。
次に水晶フレーム20を設計するために、主要構成部の幅Wについて以下に説明する、図3は振動腕24の幅W1と支持腕25の幅W2との比である支持腕振動腕幅比W2/W1と、設計周波数fと周波数変動Δfとの比である周波数変動率Δf/fとのシミュレーション結果を示した図である。
図3の線L1は、図4で示すように支持腕25を有した音叉型圧電振動部21を支持腕25の先端部分でベース30に接着剤35で固定した圧電振動デバイスを用いた場合の周波数変動率Δf/fを示している。線L2は図2で示す本実施形態の圧電振動デバイスを用いた場合の周波数変動率Δf/fを示している。
図3で明らかであるように、圧電振動デバイスは音叉型圧電振動部21を支持腕25の先端部分を接着剤35で固定するより、接続部26でフレーム部22に一体に形成するほうが格段に周波数変動率Δf/fが小さく、安定した製品を提供することができることが分かる。また、支持腕振動腕幅比W2/W1を1.4以下にすることで、どちらの圧電振動デバイスも周波数変動率Δf/fを小さくする効果があることが分かる。
つまり、水晶フレーム20は数式01で示すように、支持腕25の幅W2を振動腕24の幅W1の1.4倍以下にすることで周波数変動率Δf/fの少ない安定した圧電振動デバイスを提供することができる。
W2≦1.4×W1 ・・・数式01
図5は、図2で示されたY軸フレーム部22Yの幅W3とX軸フレーム部22Xの幅W4との比であるフレーム幅比W3/W4と、設計周波数fと周波数変動Δfとの比である周波数変動率Δf/fとのシミュレーション結果を示した図である。図3で示した支持腕振動腕幅比W2/W1ごとにシミュレーションしてある。例えば線L3は支持腕振動腕幅比W2/W1が1.18であるときの各フレーム幅比W3/W4における周波数変動率Δf/fをシミュレーションし、同様に線L4は支持腕振動腕幅比W2/W1が1.37、線L5は支持腕振動腕幅比W2/W1が1.78においての各フレーム幅比W3/W4における周波数変動率Δf/fをシミュレーションしている。
図5では図3で説明したように、支持腕振動腕幅比W2/W1が小さいほど周波数変動率Δf/fが小さくなることが分かる。また、支持腕振動腕幅比W2/W1を1.4以下にすることで、フレーム幅比W3/W4を変化させても周波数変動率Δf/fの変化量は少ない。さらに、フレーム幅比W3/W4を1.1以上にすることで周波数変動率Δf/fはさらに変化量が少なくなる。
つまり図5のシミュレーション結果より、水晶フレーム20は数式02で示すように、Y軸フレーム部22Yの幅W3をX軸フレーム部22Xの幅W4の1.1倍以上にすることで、より周波数変動率Δf/fの少ない安定した圧電振動デバイスを提供することができる。
W3≧1.1×W4 ・・・数式02
なお、X軸フレーム部22Xの幅W4は水晶フレーム20を封入する際の水晶基板の加工技術により、振動腕24の幅W1以上に形成する必要があるため数式03に示す関係が成り立つ。X軸フレーム部22Xの幅W4を振動腕24の幅W1以上にすることで、経時変化に強い圧電デバイスを製造することができる。
W4≧1.0×W1 ・・・数式03
数式03により、数式02は数式04とも書き換えることができる。つまり水晶フレーム20は振動腕24の幅W1が求まると、支持腕25の幅W2、Y軸フレーム部22Yの幅W3及びX軸フレーム部22Xの幅W4が求まる。
W3≧1.1×W1 ・・・数式04
以上で水晶フレーム20を構成する主要な幅が求められる。次に主要構成部と主要構成部との間隙G(図2を参照)について説明する。水晶フレーム20の間隙Gは図2で示した振動腕24と振動腕24との間隙G11、振動腕24と支持腕25との間隙G12、支持腕25とY軸フレーム部22Yとの間隙G23、X軸フレーム部22Xと水晶フレーム20の基部23との間隙G14及びX軸フレーム部22Xと水晶フレーム20の振動腕24との間隙G24である。
間隙G11は数式05で示すように、振動腕24の幅W1と同等かそれ以下にする。なお、間隔G11の最小値は振動腕24の先端が振動時に互いに接触しない間隔である。
G11≦W1 ・・・数式05
間隙G12は数式06で示すように、振動腕24の幅W1と同等にする。振動腕24の幅W1と同等とすることでウェットエッチングの際に振動腕24周りのエッチング液の流れが確保され、正確な振動腕24が形成される。
G12≒W1 ・・・数式06
間隙G23、間隙G14及び間隙G24は水晶フレーム20を小型化する需要に応えるため、エッチング技術で形成可能なかぎり間隙G23、間隙G14及び間隙G24を狭く形成する。
以上に示したように、振動腕24の幅W1を決定することで、水晶フレーム20の主要構成部の幅W及び間隙Gが求まり、周波数変動率Δf/fの小さい圧電振動デバイスの設計をすることができる。このため本実施形態で形成した圧電振動デバイスは水晶フレーム20の封入工程及び回路基板の装着工程においても周波数変動Δfが少なく、信頼性の高い製品を供給することができる。
水晶フレーム20は公知のフォトレジスト・エッチング技術を用い、フレーム部22と、支持腕25と、音叉型圧電振動部21との外形、及び溝部27を形成する。外形と溝部とを形成した水晶フレーム20は次に公知のフォトレジスト・エッチング技術を用いて励振電極などを形成する。
<電極の構成>
図6は水晶フレーム20の電極の構成図である。水晶フレーム20はフレーム部22と基部23と支持腕25と接続部26との表面に第1基部電極41と第2基部電極42とが形成され、裏面にも同様に第1基部電極41と第2基部電極42とが形成されている。
一対の振動腕24は、表面、裏面及び側面に第1励振電極43と第2励振電極44とが形成されている。振動腕24の表面及び裏面と、側面とは互いに異なる電極が形成されている。第1励振電極43は第1基部電極41につながっており、第2励振電極44は第2基部電極42につながっている。水晶フレーム20は第1基部電極41及び第2基部電極42に電圧をかけることで、第1励振電極43及び第2励振電極44に囲まれた振動腕24を振動させる。
電極の形成と同時に振動腕24のハンマー型の部分にも錘金属膜40を形成する。錘金属膜40は錘の役目と、水晶フレーム20の周波数調整工程の際に錘金属膜40を昇華させ、軽くすることで周波数調整を行うことができる。
本実施形態の振動腕24の先端付近は急激に幅広になるハンマー型の形状をしているが、徐々に幅広になる扇形の形状でもよい。先端付近が扇形の形状の振動腕24も振動で互いに衝突しない大きさで形成される。
<第1圧電デバイス100の構成>
水晶フレーム20を用い、リッド10とベース30とがガラスで形成された第1圧電デバイス100について、図面を参照して説明する。図7は第1圧電デバイス100の概略図である。
図7(a)は、第1圧電デバイス100のリッド10であるガラス製の第1リッド11の内面図であり、図7(b)は音叉型水晶振動片21を有する水晶フレーム20の上面図であり、図7(c)はベース30であるガラス製の第1ベース31の内面図である。図6(d)は、図7(b)のA−A断面で第1圧電デバイス100を示した概略断面図である。
第1圧電デバイス100は、水晶フレーム20のフレーム部22を挟み込むように、フレーム部22の下面に第1ベース31が接合され、フレーム部22の上面に第1リッド11が接合されている。
第1リッド11および第1ベース31はガラスで形成され、図7(a)に示すように第1リッド11は、リッド凹部12を水晶フレーム側の片面に有している。
図7(b)は水晶フレーム20であり、フレーム部22の表面及び裏面に接続金属膜45を備える。接続金属膜45は、スパッタリング若しくは真空蒸着などの手法により形成する。接続金属膜45はアルミニュウム(Al)層から構成され、アルミニュウム層の厚みは1000Å〜1500Å程度とする。
図7(c)に示すように、第1ベース31は、ベース凹部32を水晶フレーム側の片面に有している。第1ベース31はガラスで形成され、エッチングによりベース凹部32を設ける際、同時に第1スルーホール33と第2スルーホール34とを形成する。第1ベース31の表面には、第1接続電極46及び第2接続電極47を備えている。
第1スルーホール33及び第2スルーホール34は、その内面に金属膜が形成され、その内面の金属膜は、第1接続電極46及び第2接続電極47と同時にフォトリソグラフィ工程で作成される。内面の金属膜は金(Au)層又は銀(Ag)層が形成される。第1ベース31は、底面にメタライジングされた第1外部電極48及び第2外部電極49を備える。第1接続電極46は、第1スルーホール33を通じて第1ベース31の底面に設けた第1外部電極48に接続する。第2接続電極47は、第2スルーホール34を通じて第1ベース31の底面に設けた第2外部電極49に接続する。
フレーム部22の裏面に形成された第1基部電極41と第2基部電極42とは、それぞれ第1ベース31の表面の第1接続電極46及び第2接続電極47に接続する。つまり、第1基部電極41は第1外部電極48と電気的に接続し、第2基部電極42は第2外部電極49と電気的に接続している。
図7(d)の概略断面図で示すように、第1圧電デバイス100は図7(a)と図7(b)と図7(c)とを重ね合わせ、陽極接合を行う。例えば、第1リッド11及び第1ベース31は、パイレックス(登録商標)ガラス、ホウ珪酸ガラス及びソーダガラスなどを材料としており、これらはナトリウムイオンなどの金属イオンを含有するガラスである。フレーム部22は、表面及び裏面に接続金属膜45を備え、接続金属膜45はアルミニュウムで形成されている。音叉型水晶振動子21を有する水晶フレーム20を中心として、リッド用凹部12を備えた第1リッド11及びベース凹部32を備えた第1ベース31を重ねる。なお、接続金属膜45はアルミニュウム以外に、下地のクロム層に金層を重ねた金属膜であってもよい。
陽極接合は、熱と電圧を加えることにより接合界面にある金属が酸化されるという化学反応により接合する。フレーム部22と第1リッド11及び第1ベース31との陽極接合では、フレーム部22の両面にスパッタなどにより形成した金属膜をガラス部材の接合面に当接させ、陽極接合を行う。
陽極接合させるときには、金属膜を陽極としガラス部材の接合面に対向する面に陰極を配置し、これらの間に電界を印加する。これにより、ガラスに含まれているナトリウムなどの金属イオンが陰極側に移動し、この結果接合界面においてガラス部材に接触している金属膜が酸化され、両者が接続した状態が得られる。なお、本実施形態では、アルミニュウムなどの所定の金属と所定の誘電体を接触させて加熱(200°C〜400°C程度)し、500V〜1kV程度の電圧を印加することで、金属とガラスとを接合している。
第1圧電デバイス100は圧電デバイスの製造途中に、周波数調整をする。周波数調整は真空中あるいは不活性ガス中で、第1ベース31とフレーム部22とを陽極接合技術により接合し、周波数の調整をする。周波数調整を終了した第1ベース31と水晶フレーム20とは真空中あるいは不活性ガス中で第1リッド11とフレーム部22とを陽極接合技術により接合し、第1スルーホール33と第2スルーホール34とを金属材料で封止することで第1圧電デバイス100を完成させる。
なお、図7では1つのフレーム部22と1つの第1リッド11及び1つの第1ベース31とを接合した図を示している。しかし実際の製造においては、1枚の水晶ウエハに数百から数千の水晶フレーム20と、1枚のガラスウエハに数百から数千の第1リッド11と、1枚のガラスウエハに数百から数千の第1ベース31とを用意し、それらウエハ単位で接合して一度に数百から数千の圧電デバイスを製造する。
<第2圧電デバイス110の構成>
水晶フレーム20を用い、リッド10とベース30とが水晶基板で形成された第2圧電デバイス110について、図面を参照して説明する。図8は第2圧電デバイス110の概略図を示している。
図8(a)は、第2圧電デバイス110のリッド10である水晶基板で形成した第2リッド111の内面図であり、図8(b)は水晶フレーム20の上面図であり、図8(c)はベース30である水晶基板で形成した第2ベース131の内面図である。図8(d)は、図8(b)のB−B断面で第2圧電デバイス110を示した概略断面図である。
第2圧電デバイス110の構成は3層とも水晶基板で形成されていて、電極及びスルーホール及び形状等は第1圧電デバイス100と同様なため、以下に相違点のみを説明する。なお同一構造部分は同じ符号を使用している。
第2圧電デバイス110では第1圧電デバイス100の水晶フレーム20に形成した接続金属膜45を用いないで、リッド10とベース30とを接合している。接続金属膜45を使用しない理由は第2リッド111及びフレーム部22並びに第2ベース131はシロキサン結合(Si−O−Si)技術により接合するためである。
本発明の第2圧電デバイス110も圧電デバイスの製造途中に、周波数調整をする。周波数調整は真空中あるいは不活性ガス中で、第2ベース131とフレーム部22とをシロキサン結合技術により接合し、周波数を調整する。周波数調整を終了した第2ベース131と接続部付きの水晶フレーム20とは真空中あるいは不活性ガス中で第2リッド111とフレーム部22とをシロキサン結合技術により接合し、第1スルーホール33と第2スルーホール34とを金属材料で封止することで第2圧電デバイス110を完成させる。
シロキサン結合は、フレーム部22と、第2ベース131及び第2リッド111との接面を清浄な状態にして重ね合わせ、400°Cから450°Cに保持された高温槽で加圧しながら加熱することにより結合する。
シロキサン結合の接合面は鏡面状態にしておく必要があるため、電極の厚み(3000Åから4000Å)でさえ接合不良の原因となる。このため、フレーム部22の裏面に形成した第1基部電極41及び第2基部電極42と対向する面はその配線電極の厚み以上の窪みを形成する必要がある。また、第2ベース131の表面に形成した第1接続電極46及び第2接続電極47とはその接続電極の厚み分だけの深さで窪みを形成する必要がある。つまり、接合面はシロキサン結合を阻害しないように、各電極の窪み及びその対向する面を形成する。
なお、図8では1つのフレーム部22と1つの第2リッド111及び1つの第2ベース131とを接合した図を示している。しかし実際の製造においては、1枚の水晶ウエハに数百から数千の水晶フレーム20と、1枚の水晶ウエハに数百から数千の第2リッド111と、1枚の水晶ウエハに数百から数千の第2ベース131とを用意し、それらウエハ単位で接合して一度に数百から数千の圧電デバイスを製造する。
以上、本発明の好適実施例について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において上記各実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。たとえば、本発明の音叉型圧電振動部21を有する水晶フレームは、水晶以外にニオブ酸リチウム等の様々な圧電単結晶材料を用いることができる。
圧電デバイス90の構成を示す図である。 水晶フレーム20の主要な構成を示す図である。 支持腕振動腕幅比W2/W1と、周波数変動率Δf/fとのシミュレーション結果を示したグラフである。 支持腕25を有した音叉型圧電振動部21を支持腕25の先端部分でベース30に接着剤35で固定した場合の圧電振動デバイスを示した図である。 フレーム幅比W3/W4と、周波数変動率Δf/fとのシミュレーション結果を示したグラフである。 水晶フレーム20の電極の構成図である (a)は、第1圧電デバイス100の第1リッド11の内面図である。 (b)は、第1圧電デバイス100の水晶フレーム20の上面図である。 (c)は、第1圧電デバイス100の第1ベース31の内面図である。 (d)は、第1圧電デバイス100の断面構成図である。 (a)は、第2圧電デバイス110の第2リッド111の内面図である。 (b)は、第2圧電デバイス110の第2水晶フレーム20の上面図である。 (c)は、第2圧電デバイス110の第2ベース131の内面図である。 (d)は、第2圧電デバイス110の断面構成図である。
符号の説明
10 … リッド、11 … 第1リッド、12 … リッド凹部
20 … 水晶フレーム
21 … 音叉型圧電振動部
22 … フレーム部、22X … X軸フレーム、22Y … Y軸フレーム
23 … 基部
24 … 振動腕、25 … 支持腕、26 … 接続部、27 … 溝部
30 … ベース、31 … 第1ベース、32 … ベース凹部
33 … 第1スルーホール、34 … 第2スルーホール
35 … 接着剤、40 … 錘金属膜
41 … 第1基部電極、42 … 第2基部電極
43 … 第1励振電極、44 … 第2励振電極
45 … 接続金属膜45
46 … 第1接続電極、47 … 第2接続電極
48 … 第1外部電極、49 … 第2外部電極
90 … 圧電デバイス
100 … 第1圧電デバイス、110 … 第2圧電デバイス
111 … 第2リッド、131 … 第2ベース
f … 設計周波数
G … 間隙
W … 幅
Δf … 周波数変動、Δf/f … 周波数変動率

Claims (8)

  1. 基部の一端側から第1方向に伸びる第1幅の一対の振動腕を有し、この一対の振動腕に励振電極を有する音叉型圧電振動部と、
    前記基部の前記一端側から且つ前記振動腕の両外側において前記第1方向に伸びる第2幅の一対の支持腕と、
    前記一対の支持腕から前記第1方向と交差する第2方向に伸びる一対の接続腕と、
    前記接続腕と接続され前記第1方向に伸びる第3幅の辺と前記第2方向に伸びる第4幅の辺とを有する外枠部と、を備え、
    前記支持腕の第2幅は前記振動腕の第1幅の1.4倍より小さいことを特徴とする圧電フレーム。
  2. 前記外枠部の第1方向に伸びる辺の第3幅は前記振動腕の第1幅の1.1倍より大きいことを特徴とする請求項1に記載の圧電フレーム。
  3. 基部の一端側から第1方向に伸びる第1幅の一対の振動腕を有し、この一対の振動腕に励振電極を有する音叉型圧電振動部と、
    前記基部の前記一端側から且つ前記振動腕の両外側において前記第1方向に伸びる第2幅の一対の第1支持腕と、
    前記一対の支持腕から前記第1方向と交差する第2方向に伸びる第2支持腕と、
    前記音叉型圧電振動子を囲み、前記第1方向に伸びる第3幅の辺と前記第2方向に伸びる第4幅の辺とを有する外枠部と、を備え、
    前記外枠部の第1方向に伸びる辺の第3幅は前記第2方向に伸びる第4幅の1.1倍より大きいことを特徴とする圧電フレーム。
  4. 前記外枠部の第2方向に伸びる第4幅は、前記振動腕の第1幅以上の幅であることを特徴とする請求項3に記載の圧電フレーム。
  5. 前記支持腕の第2幅は前記振動腕の第1幅の1.4倍より小さいことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の圧電フレーム。
  6. 請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の圧電フレームと、
    この圧電フレームを覆う蓋部と、
    前記圧電フレームを支えるとベースと、
    を備えることを特徴とする圧電デバイス。
  7. 前記蓋部の材質及び前記ベースの材質は金属イオンを含むガラスであり、
    前記圧電フレームの外枠部はその周囲に金属膜が形成されており、
    前記外枠部の金属膜と前記蓋部及び前記ベースとは陽極接合されることを特徴とする請求項6に記載の圧電デバイス。
  8. 前記蓋部の材質及び前記ベースの材質は圧電材料であり、
    前記圧電フレームと前記蓋部及び前記ベースとはシロキサン結合されることを特徴とする請求項6に記載の圧電デバイス。
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