JP2011216924A5

JP2011216924A5 -

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Publication number: JP2011216924A5
Application number: JP2010069447A
Authority: JP
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2012-02-16
Anticipated expiration: 2030-03-25

Description

振動腕溝部１３Ａ、１３Ｂまたは基部溝部１５Ａ、１５Ｂは、底面とその底面から底面の全ての外周に側面とを有している。すなわち本明細書では、「溝部」は底面とその底面から底面の全ての外周に側面とを有していると定義する。

＜電界＞
以下、第１音叉型圧電振動片１０Ａの電界Ｅｘの成分について、図２を参照しながら説明する。
まず図２（ａ）に示されたように、振動腕１２はＸＺ平面でほぼ「Ｈ」型となっている。そして、上述の説明のように溝部励振電極１７Ａ、１７Ｂと側面励振電極１２１Ａ、１２１Ｂとに交番電圧（正負が交番する直流電圧）を印加した時に、溝部励振電極１７Ａと側面励振電極１２１Ａとは同じ極性となり、溝部励振電極１７Ｂと側面励振電極１２１Ｂとは同じ極性となる。このため、溝部励振電極１７Ａと側面励振電極１２１Ｂとの間、及び溝部励振電極１７Ｂと側面励振電極１２１Ａとの間で、電界Ｅｘが矢印方向に沿って発生する。この電界Ｅｘは振動腕１２内でＸ軸方向すなわち互いに平行である溝部励振電極１７Ａ、１７Ｂと側面励振電極１２１Ａ、１２１Ｂとに垂直する方向に沿って直線的に働くので、電界Ｅｘが大きくなる。その結果、第１音叉型圧電振動片１０Ａを小型化した場合でも等価直列抵抗の小さい、Ｑ値の高い音叉型圧電振動片が得られる。

次に図２（ｂ）に示されたように、溝部励振電極１７Ａ、１７Ｂ及び基部溝部電極１９Ａ、１９Ｂに交番電圧を印加した時に、溝部励振電極１７Ａと基部溝部電極１９Ａとは同じ極性となり、溝部励振電極１７Ｂと基部溝部電極１９Ｂとは同じ極性となる。したがって、溝部励振電極１７Ａと基部溝部電極１９Ｂとの間、溝部励振電極１７Ｂと基部溝部電極１９Ａとの間、及び溝部励振電極１７Ａと溝部励振電極１７Ｂとの間で、電界Ｅｘが矢印方向に沿って発生する。この電界Ｅｘは基部１１内でＸ軸方向すなわち互いに平行である溝部励振電極１７Ａ、１７Ｂと基部溝部電極１９Ａ、１９Ｂとに垂直する方向に沿って直線的に働くので、電界Ｅｘが大きくなる。その結果、第１音叉型圧電振動片１０Ａを小型化した場合でも等価直列抵抗の小さい音叉型圧電振動片が得られる。

＜電界成分＞
図３に示されたように、溝部励振電極１７Ａ、１７Ｂ及び貫通穴電極２９Ａ、２９Ｂに交番電圧を印加した時に、溝部励振電極１７Ａと貫通穴電極２９Ａとは同じ極性となり、溝部励振電極１７Ｂと貫通穴電極２９Ｂとは同じ極性となる。したがって、溝部励振電極１７Ａと貫通穴電極２９Ｂとの間、溝部励振電極１７Ｂと貫通穴電極２９Ａとの間、溝部励振電極１７Ａと溝部励振電極１７Ｂとの間、及び貫通穴電極２９Ａと貫通穴電極２９Ｂとの間で、電界Ｅｘが矢印方向に沿って発生する。この電界Ｅｘは基部２１内でＸ軸方向すなわち互いに平行である溝部励振電極１７Ａ、１７Ｂと貫通穴電極２９Ａ、２９Ｂとに垂直する方向に沿って直線的に働くので、電界Ｅｘが大きくなる。その結果、第２音叉型圧電振動片１０Ｂを小型化した場合でも等価直列抵抗の小さい音叉型圧電振動片が得られる。

また、本明細書では、「切欠き」は、底面とその底面の一部の外周のみに側面が形成されていると定義する。例えば、図４及び図５に示されたように、切欠き３５Ａは底面Ｍ１０１、ＹＺ平面の１つの側面Ｍ８１及びＸＺ平面の１つの側面Ｍ９１のみにより構成される。第２切欠き３５Ｂは底面Ｍ１０２、ＹＺ平面の１つの側面Ｍ８２及びＸＺ平面の１つの側面Ｍ９２のみにより構成されている。

＜電極の形成＞
基部電極１６Ａと＋Ｘ側の側面励振電極１２１Ａとを接続する接続電極１８Ａは、Ｘ軸方向において第１切欠き３５Ａの領域まで伸びて形成される。基部電極１６Ｂと−Ｘ側の側面励振電極１２１Ｂとを接続する接続電極１８Ｂは、Ｘ軸方向において第２切欠き３５Ｂの領域まで伸びて形成されている。このため、第１切欠き３５Ａの側面Ｍ８１には切欠き電極３９Ａが形成され、第２切欠き３５Ｂの側面Ｍ８２には切欠き電極３９Ｂが形成される。ここで、接続電極１８Ａ、１８ＢはＸ軸方向で第１切欠き３５Ａ及び第２切欠き３５Ｂの側面Ｍ８１、Ｍ８２の領域まで伸びて形成されているが、第１切欠き３５Ａ及び第２切欠き３５Ｂの底面Ｍ１０１、Ｍ１０２の領域まで伸びて形成されてもよい。

第３音叉型圧電振動片１０Ｃにおいて、基部電極１６Ａ、溝部励振電極１７Ａ、側面励振電極１２１Ａ、接続電極１８Ａ及び切欠き電極３９Ａは同じ極性である。基部電極１６Ｂ、溝部励振電極１７Ｂ、側面励振電極１２１Ｂ、接続電極１８Ｂ及び切欠き電極３９Ｂは同じ極性である。

＜電界成分＞
図５に示されたように、溝部励振電極１７Ａ、１７Ｂ及び切欠き電極３９Ａ、３９Ｂに交番電圧を印加した時に、溝部励振電極１７Ａと切欠き電極３９Ａとは同じ極性となり、溝部励振電極１７Ｂと切欠き電極３９Ｂとは同じ極性となる。したがって、溝部励振電極１７Ａと切欠き電極３９Ｂとの間、溝部励振電極１７Ｂと切欠き電極３９Ａとの間、及び溝部励振電極１７Ａと溝部励振電極１７Ｂとの間で、電界Ｅｘが矢印方向に沿って発生する。この電界Ｅｘは基部３１内でＸ軸方向すなわち互いに平行である溝部励振電極１７Ａ、１７Ｂと切欠き電極３９Ａ、３９Ｂとに垂直する方向に沿って直線的に働くので、電界Ｅｘが大きくなる。その結果、第３音叉型圧電振動片１０Ｃを小型化した場合でも等価直列抵抗の小さい圧電振動片が得られる。

＜電界成分＞
図１０に示されたように、溝部励振電極１７Ａ、１７Ｂ及び基部溝部電極１９Ａ、１９Ｂに交番電圧を印加した時に、溝部励振電極１７Ａと基部溝部電極１９Ａとは同じ極性となり、溝部励振電極１７Ｂと基部溝部電極１９Ｂとは同じ極性となる。したがって、溝部励振電極１７Ａと基部溝部電極１９Ｂとの間、溝部励振電極１７Ｂと基部溝部電極１９Ａとの間、及び溝部励振電極１７Ａと溝部励振電極１７Ｂとの間で、電界Ｅｘが矢印方向に沿って発生する。この電界Ｅｘは基部６１内でＸ軸方向すなわち互いに平行である溝部励振電極１７Ａ、１７Ｂと基部溝部電極１９Ａ、１９Ｂとに垂直する方向に沿って直線的に働くので、電界Ｅｘが大きくなる。その結果、第７音叉型圧電振動片１０Ｇを小型化した場合でも等価直列抵抗の小さい音叉型圧電振動片が得られる。

＜電極の形成＞
図９に戻り、接続電極３８ＡはＸ軸方向において第１貫通穴５５Ａの領域まで伸びて形成される。接続電極３８ＢはＸ軸方向において第２貫通穴５５Ｂの領域まで伸びた幅で形成されている。このため、第１貫通穴５５Ａの側面Ｍ６１には貫通穴電極２９Ａが形成され、第２貫通穴５５Ｂの側面Ｍ６２には貫通穴電極２９Ｂが形成される。

＜電界成分＞
図１１に示されたように、溝部励振電極１７Ａ、１７Ｂ及び貫通穴電極２９Ａ、２９Ｂに交番電圧を印加した時に、溝部励振電極１７Ａと貫通穴電極２９Ａとは同じ極性となり、溝部励振電極１７Ｂと貫通穴電極２９Ｂとは同じ極性となる。したがって、溝部励振電極１７Ａと貫通穴電極２９Ｂとの間、溝部励振電極１７Ｂと貫通穴電極２９Ａとの間、溝部励振電極１７Ａと溝部励振電極１７Ｂとの間、及び貫通穴電極２９Ａと貫通穴電極２９Ｂとの間で、電界Ｅｘが矢印方向に沿って発生する。この電界Ｅｘは基部７１内でＸ軸方向すなわち互いに平行である溝部励振電極１７Ａ、１７Ｂと貫通穴電極２９Ａ、２９Ｂとに垂直する方向に沿って直線的に働くので、電界Ｅｘが大きくなる。その結果、第８音叉型圧電振動片１０Ｈを小型化した場合でも等価直列抵抗の小さい音叉型圧電振動片が得られる。

＜電界成分＞
図１３に示されたように、溝部励振電極１７Ａ、１７Ｂ及び切欠き電極４９Ａ、４９Ｂに交番電圧を印加した時に、溝部励振電極１７Ａと切欠き電極４９Ａとは同じ極性となり、溝部励振電極１７Ｂと切欠き電極４９Ｂとは同じ極性となる。したがって、溝部励振電極１７Ａと切欠き電極４９Ｂとの間、溝部励振電極１７Ｂと切欠き電極４９Ａとの間、及び溝部励振電極１７Ａと溝部励振電極１７Ｂとの間で、電界Ｅｘが矢印方向に沿って発生する。この電界Ｅｘは基部８１内でＸ軸方向すなわち互いに平行である溝部励振電極１７Ａ、１７Ｂと切欠き電極４９Ａ、４９Ｂとに垂直する方向に沿って直線的に働くので、電界Ｅｘが大きくなる。その結果、第９音叉型圧電振動片１０Ｊを小型化した場合でも等価直列抵抗の小さい音叉型圧電振動片が得られる。

＜電界成分＞
図１５に示されたように、溝部励振電極１７Ａ、１７Ｂ及び切欠き電極５９Ａ、５９Ｂに交番電圧を印加した時に、溝部励振電極１７Ａと切欠き電極５９Ａとは同じ極性となり、溝部励振電極１７Ｂと切欠き電極５９Ｂとは同じ極性となる。したがって、溝部励振電極１７Ａと切欠き電極５９Ｂとの間、溝部励振電極１７Ｂと切欠き電極５９Ａとの間、及び溝部励振電極１７Ａと溝部励振電極１７Ｂとの間で、電界Ｅｘが矢印方向に沿って発生する。この電界Ｅｘは基部９１内でＸ軸方向すなわち互いに平行である溝部励振電極１７Ａ、１７Ｂと切欠き電極５９Ａ、５９Ｂとに垂直する方向に沿って直線的に働くので、電界Ｅｘが大きくなる。その結果、第１０音叉型圧電振動片１０Ｋを小型化した場合でも等価直列抵抗の小さい音叉型圧電振動片が得られる。

また、圧電デバイスの作製時、または圧電デバイスのプリント基板への取り付け時には圧電デバイスに熱が加えられる。特にこの時に、第３圧電デバイスにおいて、第１１音叉型圧電振動片１０Ｌに水晶材料を使用し、リッド部３０１及びベース部３０２に水晶材料とは異なる種類の材料を使用する場合、第３圧電デバイス内には熱膨張係数の差による応力が加わる。熱膨張係数の差が大きいとこの応力も大きくなり、特に第１１音叉型圧電振動片１０Ｌでは強度の弱い枠部ＷＢの角等が破損することがある。そのため、リッド部３０１及びベース部３０２と第１１音叉型圧電振動片１０Ｌとの熱膨張係数の差を小さくすることが望まれる。リッド部３０１及びベース部３０２に水晶を使用することは、リッド部３０１及びベース部３０２にガラスを使用した場合に比べて第１１音叉型圧電振動片１０Ｌとの熱膨張係数の差を小さくし、圧電デバイス内の応力を小さくすることができるため好ましい。さらに、上記の通り、ガラスを使用した場合に比べて圧電振動子の小型化・低背化が可能となるため好ましい。

Claims

表裏面を有する矩形状の音叉基部と、
前記表裏面を有し、前記音叉基部からＹ軸方向に伸びる一対の振動腕と、
前記一対の振動腕の前記表裏面から前記音叉基部の前記表裏面まで伸びる二対の振動腕溝部と、
前記二対の振動腕溝部に並行して前記音叉基部に配置され、前記二対の振動腕溝部のＸ軸方向の両外側に形成される一対の段差側面部と、
前記振動腕の一方に設けられた振動腕溝部と前記音叉基部の一方の段差側面部とに形成された第１電極と、
前記振動腕の他方に設けられた振動腕溝部と前記音叉基部の他方の段差側面部に形成され、前記第１電極とは異なる極性の第２電極と、
を備えた圧電振動片。
表裏面を有する矩形状の音叉基部と、
前記表裏面を有し、前記音叉基部からＹ軸方向に伸びる一対の振動腕と、
前記一対の振動腕の前記表裏面から前記音叉基部の前記表裏面まで伸びる二対の振動腕溝部と、
前記一対の振動腕の両外側で且つ前記音叉基部からＹ軸方向に伸びる一対の支持腕と、
前記二対の振動腕溝部に並行して配置され、前記音叉基部で前記振動腕と前記支持腕との間に形成される一対の段差側面部と、
前記振動腕の一方に設けられた振動腕溝部と前記音叉基部の一方の段差側面部に形成された第１電極と、
前記振動腕の他方に設けられた振動腕溝部と前記音叉基部の他方の段差側面部に形成され、前記第１電極とは異なる極性の第２電極と、
を備えた圧電振動片。