JP2011160094A - 圧電振動片 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水晶振動片2の基板21に、励振を行う励振電極81,82と、外部電極と電気的に接続する保持電極83,84と、励振電極81,82を保持電極83,84に引き出す袖電極85,86とが形成されている。励振電極81,82は、基板21の両主面32,33に形成され、基板21の両主面22,23に形成された励振電極81,82により電極領域が構成されている。電極領域は、励振電極81,82が対向する対向電極部87と、励振電極81,82が対向しない無対向電極部88と、から構成されている。対向電極部87の周囲に、対向電極部87に連なって無対向電極部88が配される。
【選択図】図2
Description
本実施の形態にかかる水晶振動子1は、100MHz以上の高周波型水晶振動子であり、図1に示すように、ATカット水晶からなる水晶振動片2(本発明でいう圧電振動片)と、この水晶振動片2を保持し、水晶振動片2を気密封止するための第1封止部材3と、第1封止部材3に保持した水晶振動片2を気密封止するための第2封止部材4と、が設けられている。
第1封止部材3は、セラミックからなり、図1に示すように、底部31と、第1封止部材3の一主面32の主面外周に沿って底部31から上方に延出した壁部34と、から構成された箱状体に成形されている。この第1封止部材3は、セラミックの一枚板上にセラミックの直方体を積層して凹状に一体焼成してなる。
第2封止部材4は、金属材料からなり、平面視矩形状の直方体の一枚板に成形されている。この第2封止部材4の下面の外周は、第1封止部材との接合面とされ、接合面には、第1封止部材3と接合するために用いる封止材5の一部となる接合膜(図示省略)が形成されている。本実施の形態にかかる接合膜は、第2封止部材4の下面(第1封止部材3との接合面)にAgローなどのろう材からなる。
水晶振動片2は、結晶性材料である厚みすべり振動を行うATカット水晶片の基板21からなる。水晶振動片2の外形は、図2,3に示すように、平面視略矩形状(両主面22,23が略矩形状に形成された)の直方体となっている。また、水晶振動片2は、両主面22,23の長辺がX軸に沿って、また、両主面22,23の短辺がZ’軸に沿って成形されている。
上記した構成からなる水晶振動子1では、図1〜3に示すように、第1封止部材3と水晶振動片2とは、導電性バンプ6を介してFCB法により電気機械的に超音波接合される。この接合により、水晶振動片2の励振電極81,82が、袖電極85,86、保持電極83,84、導電性バンプ6を介して第1封止部材3の電極パッド71,72に電気機械的に接合され、第1封止部材3に水晶振動片2が搭載される。そして、水晶振動片2が搭載された第1封止部材3に、第2封止部材4が、封止材5を介して溶接や加熱溶融などにより接合され、水晶振動片2を気密封止した水晶振動子1が製造される。
次に、上記の本実施の形態にかかる水晶振動片2を搭載した水晶振動子1の共振波形を計測し、その共振波形データを図4に示す。なお、図4に示す水晶振動子2として、622MHz帯の高周波型水晶振動子を用いた。
また、上記の本実施の形態にかかる水晶振動片2を搭載した水晶振動子1について、袖電極85,86の厚みを可変させ(それぞれ0.5μm〜4.0μm)、その時の主振動のCI値と、スプリアスのCI値とを測定し、これらCI値の比(CI比)を算出した。その結果を、図6〜8に示す。
本実施の形態によれば、一対の励振電極81,82の中心付近が対向して形成されるので(対向電極部87参照)、励振電極81,82の中心付近に最も強い振動変位分布を有する主振動の発振を妨げることはない。また、一対の励振電極81,82の隅部が対向して形成されていないので(無対向電極部88参照)、励振電極81,82の端部付近(具体的には隅部付近)に振動変位分布を有するスプリアス振動(例えば厚み系の2次モードである(1,2,1)モードや(1,1,2)モード、あるいは厚み系の3次モードである(1,3,1)モードや(1,1,3)モードなど)の各スプリアスの振動変位に影響を及ぼし、スプリアス振動を抑制する。なお、両主面22,23の励振電極81,82は、その中心が重なる位置に形成されていることが好ましいが、製造誤差などにより多少ずれているものであっても同様の効果が期待できる。
なお、本実施の形態では、圧電振動デバイスとして水晶振動子を適用しているが、これに限定されるものではなく、圧電振動を行う圧電振動片の励振電極を気密封止する圧電振動デバイスであれば、他のデバイスであってもよく、例えば水晶発振器であってもよい。
11 内部空間
2 水晶振動片
21 基板
22,23 主面
24 振動部
25 枠部
26 切り欠き部
3 第1封止部材
31 底部
32,33 主面
34 壁部
35 キャビティ
36 キャスタレーション
37 ビア
4 第2封止部材
5 封止材
6 導電性バンプ
7 第1封止部材の電極
71,72 電極パッド
73,74 外部端子電極
75 配線パターン
76 導通部材
8 水晶振動片の電極
81,82 励振電極
83,84 保持電極
85,86 袖電極
87 対向電極部
88 無対向電極部
Claims (5)
- 圧電振動片において、
基板に、励振を行う複数の励振電極と、外部電極と電気的に接続する保持電極と、前記励振電極を前記保持電極に引き出す袖電極とが形成され、
前記励振電極は、前記袖電極よりも薄く、
複数の前記励振電極は、前記基板の両主面に形成され、前記基板の両主面に形成された複数の前記励振電極により電極領域が構成され、
前記電極領域は、複数の前記励振電極が対向する対向電極部と、複数の前記励振電極が対向しない無対向電極部と、から構成され、
前記対向電極部の周囲に、前記対向電極部に連なって前記無対向電極部が配された圧電振動片。 - 請求項1に記載の圧電振動片において、
前記基板は、結晶性材料であり、
前記励振電極は、略正方形に成形され、
前記励振電極と前記袖電極との境界が平面視V字となる圧電振動片。 - 請求項1に記載の圧電振動片において、
前記無対向電極の厚みが、前記袖電極の厚みと同じである圧電振動片。 - 請求項1乃至3のうちいずれか1つに記載の圧電振動片において、
前記袖電極は、前記保持電極よりも薄い圧電振動片。 - 請求項1乃至4のうちいずれか1つに記載の圧電振動片において、
前記袖電極と前記保持電極は、前記基板上に蒸着膜が形成され、前記蒸着膜上にメッキ膜が形成されてなる圧電振動片。
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