JP2012090083A - Vibration device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧電振動デバイスなどに代表される振動デバイス、及び振動デバイスを備えた電子機器に関する。 The present invention relates to a vibration device represented by a piezoelectric vibration device and the like, and an electronic apparatus including the vibration device.
従来、振動デバイスとしては、圧電振動板と、圧電振動板を収納するセラミックパッケージと、セラミックパッケージの上面を気密封止する蓋とを具備し、セラミックパッケージの底部に一対の導電パッドが形成され、一対の導電パッドに対向する位置に枕材が形成されてなる圧電振動デバイスであって、圧電振動板の一端部が一対の導電パッドに接合され、他端部が枕材との間に隙間を有した構成の圧電振動デバイスが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, the vibration device includes a piezoelectric diaphragm, a ceramic package that houses the piezoelectric diaphragm, and a lid that hermetically seals the upper surface of the ceramic package, and a pair of conductive pads is formed on the bottom of the ceramic package, A piezoelectric vibration device in which a pillow material is formed at a position facing a pair of conductive pads, wherein one end of the piezoelectric vibration plate is joined to the pair of conductive pads, and the other end is spaced from the pillow material. A piezoelectric vibration device having such a configuration is known (for example, see Patent Document 1).
上記特許文献1のような圧電振動デバイス(以下、振動デバイスという)は、1種類の圧電振動板(以下、振動片という)に対して、それに対応した1種類のパッケージ(ここでは、上記セラミックパッケージ及び蓋を具備したものをパッケージと定義する)という構成が通常用いられている。
この構成により、パッケージの導電パッド(以下、電極パッドという)に一端部が接合された振動片は、振動片の他端部に対向した位置に形成されたパッケージの枕材(以下、枕部という)によって、他端部側への傾きが規制されている。
この際、枕部は、パッケージにおける振動片の他端部に対向した位置であって、例えば、落下時などの振動片との接触時に振動片の周波数特性に極力影響を与えないように励振電極から離れた位置に形成されている。
A piezoelectric vibration device (hereinafter referred to as a vibration device) as described in Patent Document 1 has one type of package corresponding to one type of piezoelectric vibration plate (hereinafter referred to as a vibration piece) (here, the ceramic package described above). And a structure having a lid is defined as a package).
With this configuration, the vibrating piece having one end joined to the conductive pad of the package (hereinafter referred to as an electrode pad) is a package pillow material (hereinafter referred to as a pillow portion) formed at a position facing the other end of the vibrating piece. ) Restricts the inclination toward the other end.
At this time, the pillow portion is a position facing the other end portion of the vibrating piece in the package, and for example, the excitation electrode so as not to affect the frequency characteristics of the vibrating piece as much as possible when contacting with the vibrating piece such as when dropped. It is formed in the position away from.
しかしながら、このような構成においては、振動片の種類が異なるごとに、具体的には振動片の平面サイズなどが異なるごとに、パッケージの電極パッドと枕部との間隔を変える必要があることから、それに対応したパッケージが必要となる(いわゆる一品一様の形態)。
これにより、上記振動デバイスの生産においては、振動片の種類の増加に応じて非常に多くの種類のパッケージを準備しなければならないことから、生産管理が煩雑になると共に、生産ラインの生産種類(機種)変更に要する段取り時間の増加など、生産性が悪化する虞がある。
However, in such a configuration, it is necessary to change the distance between the electrode pad and the pillow portion of the package every time the type of the vibrating piece is different, specifically, when the planar size of the vibrating piece is different. Therefore, a package corresponding to that is required (so-called one-piece uniform form).
As a result, in the production of the vibration device, a great number of types of packages must be prepared according to the increase in the number of types of vibration pieces, so that the production management becomes complicated and the production type ( There is a risk that productivity will deteriorate, such as an increase in setup time required for model change.
この課題の解決策として、特許文献2には、電極パッド及び枕部の互いに対向する側に段差部を設け、振動片のサイズが異なってもパッケージを共用することが可能な構成の振動デバイスが開示されている。
As a solution to this problem,
しかしながら、特許文献2では、電極パッドと枕部とを結ぶ方向における振動片のサイズ違いに対応する構成は開示されているが、他の方向における振動片のサイズ違いに対応する構成については考慮されていないことから、更なる改善の余地がある。
However, in
また、特許文献2のように、電極パッド及び枕部に段差部を設ける場合には、製造上の都合から多層構造にする必要がある。
これにより、例えば、特許文献2の図3のように、各層の外形形状が一致している部分については、各層の印刷工程(塗布工程)における位置ずれが発生した場合、ペースト状の材料がパッケージの内底面にまで垂れ下がることで、所定の形状を逸脱し、その程度によっては他の構成部材と干渉するなどの不具合が発生する虞がある。
Moreover, when providing a step part in an electrode pad and a pillow part like
As a result, for example, as shown in FIG. 3 of
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例にかかる振動デバイスは、一端部と該一端部に並行な他端部とを有する振動片と、前記振動片を収納するパッケージと、を備えた振動デバイスであって、前記振動片は、前記一端部に接合部を有し、前記パッケージは、前記振動片の前記接合部が接合される電極パッドと、前記振動片の前記他端部に対向する位置に枕部と、を有し、前記電極パッド及び前記枕部には段差部が設けられ、前記段差部は複数の段部を備え、前記各段部間をつなぐ側面の一部は、平面視において、前記電極パッドと前記枕部とを結ぶ第1方向に沿って延在し、前記側面の他の一部は、平面視において、前記第1方向と交差する第2方向に沿って延在し、前記振動片は、該振動片の平面サイズに応じて選択された、前記電極パッドの前記段差部の前記段部と、前記枕部の前記段差部の前記段部とに、架け渡され、前記パッケージの底面に平行となるように配置されていることを特徴とする。 Application Example 1 A vibration device according to this application example includes a vibration piece having one end and another end parallel to the one end, and a package that houses the vibration piece. The vibrating piece has a joining portion at the one end, and the package has an electrode pad to which the joining portion of the vibrating piece is joined, and a pillow portion at a position facing the other end of the vibrating piece. A step portion is provided in the electrode pad and the pillow portion, the step portion includes a plurality of step portions, and a part of a side surface connecting the step portions is in plan view, Extending along a first direction connecting the electrode pad and the pillow portion, and another part of the side surface extends along a second direction intersecting the first direction in plan view, The vibration piece is selected according to the planar size of the vibration piece, and the step portion of the electrode pad Said stepped portion, in said step portion of the stepped portion of the pillow portion, bridged, characterized in that it is arranged so as to be parallel to the bottom surface of the package.
これによれば、振動デバイスは、電極パッド及び枕部に段差部が設けられ、振動片が平面サイズに応じて選択された、電極パッドの段差部の段部と、枕部の段差部の段部とに、架け渡されて配置されている。
このことから、振動デバイスは、例えば、所定のサイズのA振動片を用いる場合には、各段差部における下から1段目の段部の、側面が第2方向に沿って延在している側同士間に架け渡して配置し、A振動片より第1方向のサイズが大きいB振動片を用いる場合には、下から2段目の段部同士間に架け渡して配置することにより、2種類の振動片に対して1種類のパッケージを共用することができる。
加えて、振動デバイスは、A振動片より第1方向のサイズが大きく、且つ第2方向のサイズが小さいC振動片を用いる場合には、段差部の1段目の段部の、側面が第1方向に沿って延在している側同士間に架け渡して配置することにより、3種類の振動片に対して1種類のパッケージを共用することができる。
According to this, in the vibrating device, the electrode pad and the pillow portion are provided with stepped portions, and the stepped portion of the electrode pad stepped portion and the stepped portion of the pillow portion are selected according to the planar size of the vibrating piece. It is placed across the section.
For this reason, for example, when the vibrating device of a predetermined size is used, the side surface of the first step portion from the bottom of each step portion extends in the second direction. In the case of using a B vibrating piece that is bridged between the sides and has a size in the first direction larger than that of the A vibrating piece, the bridge is placed between the two steps from the bottom to arrange 2 One type of package can be shared for each type of vibrating piece.
In addition, when the vibrating device uses a C vibrating piece having a size in the first direction larger than that of the A vibrating piece and a size in the second direction, the side surface of the first step of the stepped portion is the first side. One type of package can be shared with respect to three types of vibration pieces by arranging the bridges between the sides extending along one direction.
つまり、振動デバイスは、平面サイズが第1方向及び第2方向の一方または両方で異なる振動片を、共通のパッケージを用いて収納することが可能となる。
したがって、振動デバイスは、振動片のサイズが異なっても同じ形状のパッケージを用いることが可能となることから、パッケージの種類数を抑制できる。
これに加えて、振動デバイスは、パッケージの底面と振動片とが平行に収納できるので、斜めに振動片を収納するパッケージよりも背高の低い振動デバイスを提供することができる。すなわち、振動デバイスは、複数のサイズの振動片を収納できるとともに背高の低い振動デバイスを提供できる。
この結果、振動デバイスは、生産管理の煩雑さを緩和できると共に、生産ラインの生産機種変更に要する段取り時間の低減など、生産性を向上させることができる。
That is, the vibrating device can store the vibrating pieces having different planar sizes in one or both of the first direction and the second direction using a common package.
Therefore, the vibrating device can use the same shape package even if the size of the vibrating piece is different, and thus the number of types of packages can be suppressed.
In addition, since the bottom surface of the package and the resonator element can be stored in parallel, the resonator device can provide a resonator device having a lower height than a package that stores the resonator element obliquely. That is, the vibration device can accommodate a plurality of sizes of vibration pieces and provide a vibration device having a low height.
As a result, the vibration device can alleviate the complexity of production management, and can improve productivity, such as reducing the setup time required for changing the production model of the production line.
[適用例2]上記適用例にかかる振動デバイスにおいて、前記段差部の少なくとも1つは、前記電極パッドまたは前記枕部の全周に設けられていることが好ましい。 Application Example 2 In the vibration device according to the application example described above, it is preferable that at least one of the stepped portions is provided on the entire circumference of the electrode pad or the pillow portion.
これによれば、振動デバイスは、段差部を電極パッドまたは枕部の全周に設けることによって、平面視における各段部の輪郭間に間隔を有することができる。
このことから、振動デバイスは、上記間隔を全周に亘って、例えば製造工程における各段部(各層)の位置ずれ範囲よりも広くすることで、従来のような、段差部の各層の位置ずれによる所定の形状からの逸脱や、この逸脱による他の構成部材との干渉などの不具合を回避することができる。
According to this, the vibration device can have a space between the contours of the step portions in plan view by providing the step portions on the entire circumference of the electrode pad or the pillow portion.
For this reason, the vibration device has the above-mentioned distance over the entire circumference, for example, wider than the position displacement range of each step (each layer) in the manufacturing process. It is possible to avoid problems such as deviation from a predetermined shape due to or interference with other components due to this deviation.
[適用例3]上記適用例にかかる振動デバイスにおいて、前記枕部は、前記振動片の前記他端部の両コーナー部に対向する位置の少なくとも一方に配置されていることが好ましい。 Application Example 3 In the vibration device according to the application example described above, it is preferable that the pillow portion is disposed at at least one of positions facing both corner portions of the other end portion of the vibration piece.
これによれば、振動デバイスは、枕部が振動片の他端部の両コーナー部に対向する位置の少なくとも一方に配置されていることから、例えば、他端部の中央部に対向する位置に配置されている場合と比較して、振動片の振動領域(平面視において楕円形状といわれている)から更に遠ざかることになる。
このことから、振動デバイスは、枕部の落下時などの振動片との接触時において、振動片の振動特性への影響を極小にすることができる。
According to this, the vibration device is disposed at at least one of the positions where the pillow portion faces both corners of the other end of the vibrating piece, for example, at a position facing the center of the other end. Compared with the case where it is arranged, it is further away from the vibration region of the resonator element (referred to as an elliptical shape in plan view).
For this reason, the vibration device can minimize the influence on the vibration characteristics of the vibration piece when the vibration device is in contact with the vibration piece such as when the pillow portion is dropped.
[適用例4]上記適用例にかかる振動デバイスにおいて、前記電極パッド及び前記枕部が、同種材料を用いて形成されていることが好ましい。 Application Example 4 In the vibrating device according to the application example, it is preferable that the electrode pad and the pillow portion are formed using the same material.
これによれば、振動デバイスは、電極パッド及び枕部が同種材料を用いて形成されていることから、電極パッド及び枕部を同一工程で一括して形成することができる。
このことから、振動デバイスは、電極パッド及び枕部が異種材料を用いて別々の工程で形成されている場合と比較して、生産性を向上させることができる。
According to this, since the electrode pad and the pillow part are formed using the same kind of material in the vibrating device, the electrode pad and the pillow part can be collectively formed in the same process.
From this, the vibration device can improve productivity compared with the case where the electrode pad and the pillow part are formed in different processes using different materials.
[適用例5]上記適用例にかかる振動デバイスにおいて、前記振動片の材質が水晶であることが好ましい。 Application Example 5 In the vibrating device according to the application example described above, it is preferable that the material of the vibrating piece is quartz.
これによれば、振動デバイスは、振動片の材質が水晶であることから、加工性が良好であると共に、Q値が高く振動特性に優れた振動片を得ることができる。 According to this, since the vibrating device is made of quartz crystal, the vibrating device can obtain a vibrating piece having excellent workability and high Q value and excellent vibration characteristics.
[適用例6]上記適用例にかかる振動デバイスにおいて、前記振動片を駆動する発振回路を備えたことが好ましい。 Application Example 6 The vibration device according to the application example described above preferably includes an oscillation circuit that drives the vibration piece.
これによれば、振動デバイスは、振動片を駆動する発振回路を備えたことから、上記適用例のいずれか一例に記載の効果を奏する発振器を提供できる。 According to this, since the vibration device includes the oscillation circuit that drives the vibration piece, it is possible to provide an oscillator that exhibits the effect described in any one of the application examples.
[適用例7]本適用例にかかる電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動デバイスを備えたことを特徴とする。 Application Example 7 An electronic apparatus according to this application example includes the vibration device according to any one of the application examples.
これによれば、電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動デバイスを備えたことから、上記適用例のいずれか一例に記載の効果を奏する電子機器を提供できる。 According to this, since the electronic device includes the vibration device described in any one of the application examples, it is possible to provide an electronic device that exhibits the effects described in any one of the application examples.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
ここでは、サイズの異なる3種類の振動片を1種類のパッケージに個別に収納した振動デバイスとしての水晶振動子について説明する。
図1〜図3は、本実施形態の水晶振動子の概略構成を示す模式図である。図1(a)、図2(a)、図3(a)は、リッド(蓋)側から俯瞰した平面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A線での断面図、図2(b)は、図2(a)のB−B線での断面図、図3(b)は、図3(a)のC−C線での断面図である。なお、各平面図では、便宜的にリッドを省略してある。
(First embodiment)
Here, a description will be given of a crystal resonator as a vibrating device in which three types of vibrating pieces having different sizes are individually stored in one type of package.
1 to 3 are schematic views showing a schematic configuration of the crystal resonator of the present embodiment. 1 (a), 2 (a), and 3 (a) are plan views viewed from the lid (lid) side, and FIG. 1 (b) is an AA line in FIG. 1 (a). 2B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 2A, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 3A. In each plan view, the lid is omitted for convenience.
(水晶振動子1)
図1に示すように、水晶振動子1は、振動片としての水晶振動片10Aと、水晶振動片10Aを収納するパッケージ20と、を備えている。
水晶振動片10Aは、水晶の原石などから所定の角度で切り出されたATカット型であり、平面形状が略矩形に形成され、一端部としての基部11と、基部11に接続され厚みすべり振動をする振動部12と、振動部12を挟んで基部11に並行な他端部13と、を有している。ここで、基部11と他端部13とは、振動部12を挟んで互いに反対側の位置関係にある。
(Crystal resonator 1)
As shown in FIG. 1, the crystal resonator 1 includes a
The quartz
水晶振動片10Aは、振動部12の一方の主面14及び他方の主面15に形成された励振電極16,17から引き出された、接合部としての引き出し電極16a,17aが、基部11に形成されている。
引き出し電極16aは、一方の主面14の励振電極16から、水晶振動片10Aの長手方向(紙面左右方向)に沿って基部11に引き出され、基部11の側面に沿って他方の主面15に回り込み、他方の主面15の励振電極17の近傍まで延在している。
引き出し電極17aは、他方の主面15の励振電極17から、水晶振動片10Aの長手方向に沿って基部11に引き出され、基部11の側面に沿って一方の主面14に回り込み、一方の主面14の励振電極16の近傍まで延在している。
励振電極16,17及び引き出し電極16a,17aは、Crを下地層とし、その上にAuが積層された構成の金属被膜となっている。
In the crystal vibrating piece 10 </ b> A,
The lead electrode 16 a is drawn from the
The
The
パッケージ20は、平面形状が略矩形で凹部を有するパッケージベース21と、パッケージベース21の凹部を覆う平面形状が略矩形で平板状のリッド22と、を有し、略直方体形状に形成されている。
パッケージベース21には、セラミックグリーンシートを成形して積層し焼成した酸化アルミニウム質焼結体、水晶、ガラス、シリコンなどが用いられている。
パッケージベース21は、凹部の底部分を構成する平板状の層と、凹部の外周部分を構成する枠状の層との2層構造となっている。
リッド22には、パッケージベース21と同材料、または、コバール、42アロイ、ステンレス鋼などの金属が用いられている。
The
The
The
The
パッケージベース21は、内底面21a(凹部側の底面)に、水晶振動片10Aの引き出し電極16a,17aが接合される電極パッド23,24と、水晶振動片10Aの他端部13に対向する位置(平面視において、他端部13に重なる位置)に枕部25と、を有している。
パッケージベース21の外底面26(外側の底面)には、電子機器などに実装される際に用いられる一対の外部端子27,28が形成されている。
The
On the outer bottom surface 26 (outer bottom surface) of the
電極パッド23,24、外部端子27,28は、Wなどのメタライズ層にNi、Auなどの各被膜をメッキなどにより積層した金属被膜からなる。
外部端子27,28は、図示しない内部配線によって電極パッド23,24と接続されている。例えば、外部端子27は、電極パッド23と接続され、外部端子28は、電極パッド24と接続されている。
枕部25は、電極パッド23,24と同種材料であるWなどのメタライズ層からなる金属被膜である。
The
The
The
電極パッド23,24及び枕部25には、全周に段差部23a,24a,25aが設けられている。
詳述すると、段差部23aにおけるパッケージベース21の内底面21aから1段目の段部23b、2段目の段部23c間をつなぐ側面の一部である側面23dは、平面視において、電極パッド23と枕部25とを結ぶ第1方向(パッケージ20の長辺方向)に沿って延在している。
そして、上記側面の他の一部である側面23eは、平面視において、第1方向と交差する第2方向(パッケージ20の短辺方向)に沿って延在している。
ここで、段部23bと段部23cとでは、2段目の段部23cの方が面積が小さく形成され、平面視における段部23b,23cの輪郭間の全周に、間隔W1を有している。
The
More specifically, the
The
Here, in the stepped
同様に、段差部24aの1段目の段部24b、2段目の段部24c間をつなぐ側面の一部である側面24dは、平面視において、パッケージ20の長辺方向に沿って延在している。そして、上記側面の他の一部である側面24eは、平面視において、パッケージ20の短辺方向に沿って延在している。
ここで、段部24bと段部24cとでは、2段目の段部24cの方が面積が小さく形成され、平面視における段部24b,24cの輪郭間の全周に、間隔W2を有している。
Similarly, a
Here, in the stepped
また、同様に、段差部25aの1段目の段部25b、2段目の段部25c間をつなぐ側面の一部である側面25dは、平面視において、パッケージ20の長辺方向に沿って延在している。そして、上記側面の他の一部である側面25eは、平面視において、パッケージ20の短辺方向に沿って延在している。
ここで、段部25bと段部25cとでは、2段目の段部25cの方が面積が小さく形成され、平面視における段部25b,25cの輪郭間の全周に、間隔W3を有している。
Similarly, the
Here, in the stepped
段差部23a,24a,25aは、2層構造となっており、1段目(段部23b,24b,25bを含む層)が先に形成され、ついで1段目の上に2段目(段部23c,24c,25c、側面23d,23e,24d,24e,25d,25eを含む層)が形成される。
詳述すると、段差部23a,24a,25aは、パッケージベース21の内底面21aに、1段目の平面形状に合わせたマスクを用いて、ペースト状の材料(W)をスクリーン印刷して1段目をメタライズし、ついで、2段目の平面形状に合わせたマスクを用いて、ペースト状の材料を1段目の上にスクリーン印刷して2段目をメタライズすることにより形成される。
この後、段差部23a,24aについては、Ni、Auなどの各被膜がメッキなどにより積層される。
The
More specifically, the stepped
Thereafter, with respect to the stepped
この際、段差部23a,24a,25aは、平面視において1段目と2段目との間に間隔W1〜W3を有していることにより、間隔W1〜W3の適宜な設定によって、1段目と2段目との間に印刷位置ずれがあっても、2段目が1段目からはみ出る(逸脱する)ことが回避されている。
At this time, the
水晶振動片10Aは、水晶振動片10Aの平面サイズに応じて選択された、電極パッド23の段差部23aの段部23bの側面23e側及び電極パッド24の段差部24aの段部24bの側面24e側と、枕部25の段差部25aの段部25bの側面25e側とに、架け渡されて、パッケージベース21の内底面21aに略平行になるように配置されている。
そして、水晶振動片10Aは、引き出し電極16a,17aが、金属フィラーなどの導電性物質が混合された、エポキシ系、シリコーン系、ポリイミド系などの導電性接着剤30を介して電極パッド23,24の段部23b,24bに接合されている。
この際、枕部25の段部25bがストッパーとなり、水晶振動片10Aの他端部13の枕部25側への傾きが規制されている。
The quartz
In the quartz
At this time, the
水晶振動子1は、水晶振動片10Aがパッケージベース21の電極パッド23,24に接合された状態で、パッケージベース21の凹部がリッド22により覆われ、パッケージベース21とリッド22とがシームリング、低融点ガラス、接着剤などの接合材29で接合されることにより、パッケージ20の内部が気密に封止されている。
なお、パッケージ20の内部は、減圧された真空状態(真空度の高い状態)または窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが充填された状態となっている。
In the crystal resonator 1, the concave portion of the
Note that the inside of the
水晶振動子1は、外部端子27,28、電極パッド23,24、引き出し電極16a,17a、励振電極16,17を経由して外部から印加される駆動信号によって、水晶振動片10Aが励振されて所定の周波数で共振する。
In the crystal resonator 1, the crystal resonator element 10 </ b> A is excited by a drive signal applied from the outside via the
(水晶振動子2)
次に、水晶振動子1と同じパッケージ20を用い、水晶振動片10Aと平面サイズが異なる水晶振動片を収納した水晶振動子について説明する。なお、水晶振動子1との共通部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
図2に示すように、水晶振動子2の水晶振動片10Bは、水晶振動片10Aに対して第1方向(パッケージ20の長辺方向)のサイズが大きく、第2方向(パッケージ20の短辺方向)のサイズが同じである。
(Crystal resonator 2)
Next, a crystal resonator that uses the
As shown in FIG. 2, the
これにより、水晶振動片10Bは、水晶振動片10Bの平面サイズに応じて選択された、電極パッド23の段差部23aの段部23c及び電極パッド24の段差部24aの段部24cと、枕部25の段差部25aの段部25cとに、架け渡されて、パッケージベース21の内底面21aに略平行になるように配置されている。
そして、水晶振動片10Bは、引き出し電極16a,17aが導電性接着剤30を介して電極パッド23,24の段部23c,24cに接合されている。
この際、枕部25の段部25cがストッパーとなり、水晶振動片10Bの他端部13の枕部25側への傾きが規制されている。
Thereby, the
In the quartz crystal vibrating piece 10 </ b> B, the
At this time, the
(水晶振動子3)
次に、水晶振動子1,2と同じパッケージ20を用い、水晶振動片10A,10Bと平面サイズが異なる水晶振動片を収納した水晶振動子について説明する。なお、水晶振動子1,2との共通部分については、同じ符号を付して詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
図3に示すように、水晶振動子3の水晶振動片10Cは、パッケージ20の長辺方向のサイズが水晶振動片10Aよりも大きく、且つ水晶振動片10Bよりも小さく、パッケージ20の短辺方向のサイズが水晶振動片10A,10Bよりも小さい。
(Crystal resonator 3)
Next, a description will be given of a crystal resonator that uses the
As shown in FIG. 3, the crystal vibrating piece 10 </ b> C of the crystal resonator 3 has a
これにより、水晶振動片10Cは、水晶振動片10Cの平面サイズに応じて選択された、電極パッド23の段差部23aの段部23bの側面23d側及び電極パッド24の段差部24aの段部24bにおける、段部23bの側面23d側と対向する側面24d側と、枕部25の段差部25aの段部25bの側面25e側とに、架け渡されて、パッケージベース21の内底面21aに略平行になるように配置されている。
そして、水晶振動片10Cは、引き出し電極16a,17aが導電性接着剤30を介して電極パッド23,24の段部23b,24bに接合されている。
この際、枕部25の段部25bがストッパーとなり、水晶振動片10Cの他端部13の枕部25側への傾きが規制されている。
Thereby, the
In the quartz crystal vibrating piece 10 </ b> C, the
At this time, the
上述したように、第1実施形態の水晶振動子1,2,3は、電極パッド23,24及び枕部25の段差部23a,24a,25aの各段部(23b,23cなど)を、水晶振動片10A,10B,10Cの平面サイズに応じて選択する(使い分ける)ことにより、平面サイズが第1方向及び第2方向の一方または両方で異なる水晶振動片10A,10B,10Cを、共通のパッケージ20を用いて収納することができる。
As described above, the
したがって、水晶振動子1,2,3は、水晶振動片の種類が異なっても同じパッケージを用いることが可能となることから、パッケージの種類数を抑制することができる。
この結果、水晶振動子1,2,3は、生産管理の煩雑さを緩和できると共に、生産ラインの生産機種変更に要する段取り時間の低減など、生産性を向上させることができる。
Therefore, since the
As a result, the
また、水晶振動子1,2,3は、段差部23a,24a,25aの平面視における各段部(23b,23cなど)の輪郭間の全周に、間隔W1〜W3が設けられていることから、間隔W1〜W3を段差部23a,24a,25aの各段部(各層)の印刷工程における位置ずれの範囲より広く設定することが可能となる。
このことから、水晶振動子1,2,3は、従来のような各層の位置ずれによる所定の形状からの逸脱や、逸脱による他の構成部材との干渉(例えば、ペースト状の材料がパッケージベース21の内底面21aにおける外周部分の2層目(枠状部分)を積層する範囲に流出する)などの不具合を回避することができる。
The
From this, the
また、水晶振動子1,2,3は、電極パッド23,24及び枕部25が同種材料(W)を用いて形成されていることから、電極パッド23,24及び枕部25を同一工程で一括して形成することができる。
このことから、水晶振動子1,2,3は、電極パッド23,24及び枕部25が異種材料を用いて別々の工程で形成されている場合と比較して、生産性を向上させることができる。
Further, since the
From this, the
また、水晶振動子1,2,3は、振動片(水晶振動片10A,10B,10C)の材質が水晶であることから、加工性が良好であると共に、Q値が高く振動特性に優れた振動片を得ることができる。
In addition, the
なお、パッケージは、平板状のパッケージベースと凹部を有するリッドなどから構成されていてもよい。また、パッケージは、パッケージベース及びリッドの両方に凹部を有していてもよい。これらの構成は、以下の実施形態及び変形例にも適用可能である。 The package may include a flat package base and a lid having a recess. The package may have a recess in both the package base and the lid. These configurations can also be applied to the following embodiments and modifications.
また、段差部23a,24a,25aは、電極パッド23,24及び枕部25の全周ではなく、一部に形成されていてもよい。
具体的には、例えば電極パッド23において、段部23b,23c間をつなぐ側面のうち、側面23d,23eに対向する側面が、パッケージベース21の内底面21aと段部23bとをつなぐ側面と一体となるように、図1(a)において段部23cを紙面左斜め上方に移動または段部23cの面積を大きくするなどにより、この部分の段差部を除去してもよい。電極パッド24、枕部25についても同様である。
Further, the
Specifically, for example, in the
ここで、第1実施形態の変形例について説明する。
(変形例1)
図4は、変形例1の水晶振動子の要部模式平面図である。なお、第1実施形態との共通部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
Here, a modification of the first embodiment will be described.
(Modification 1)
FIG. 4 is a schematic plan view of an essential part of the crystal resonator of the first modification. In addition, about a common part with 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected, detailed description is abbreviate | omitted, and it demonstrates centering on a different part.
図4に示すように、変形例1の水晶振動子4は、電極パッド23,24の段差部23a,24aの、段部23b,23c間をつなぐ側面の一部である側面23f及び段部24b,24c間をつなぐ側面の一部である側面24fが、第1方向(パッケージ20Dの長辺方向)及び第2方向(パッケージ20Dの短辺方向)に交差する方向に沿って延在している。
As shown in FIG. 4, the crystal unit 4 of Modification 1 includes a
これにより、水晶振動子4は、段部23b,段部24bの側面23f,24fに、基部11のコーナー部が近接するように水晶振動片Dを配置することで、パッケージ20Dの長辺方向のサイズが水晶振動片10Aよりも大きく、且つ水晶振動片10B,10Cよりも小さく、パッケージ20Dの短辺方向のサイズが水晶振動片10A,10Bよりも小さく、且つ水晶振動片10Cよりも大きい水晶振動片10Dを収納することができる。
Thus, the crystal resonator 4 is arranged in the long side direction of the
(変形例2)
図5は、変形例2の水晶振動子の要部模式平面図である。なお、第1実施形態との共通部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
(Modification 2)
FIG. 5 is a schematic plan view of an essential part of the crystal resonator of the second modification. In addition, about a common part with 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected, detailed description is abbreviate | omitted, and it demonstrates centering on a different part.
図5に示すように、変形例2の水晶振動子5は、電極パッド23,24の段差部23a,24aの、段部23b,23c間をつなぐ側面の一部である側面23g及び段部24b,24c間をつなぐ側面の一部である側面24gが、側面23d,24dから屈曲してパッケージ20Eの短辺方向に沿って延在し、上記側面の他の一部である側面23h,24hが、側面23e,24eから屈曲してパッケージ20Eの長辺方向に沿って延在している。
これにより、段部23c,24cは、平面視において、L字(逆L字)状に形成されている。
As shown in FIG. 5, the crystal resonator 5 of
Thereby,
これによれば、水晶振動子5は、段部23b,24bの側面23g,23h,24g,24hで形成されるL字(逆L字)の屈曲部に、基部11のコーナー部が近接するように水晶振動片Eを配置することで、パッケージ20Eの長辺方向のサイズが水晶振動片10Aよりも大きく、且つ水晶振動片10B,10Cよりも小さく、パッケージ20Eの短辺方向のサイズが水晶振動片10A,10Bよりも小さく、且つ水晶振動片10Cよりも大きい水晶振動片10Eを収納することができる。
また、水晶振動子5は、水晶振動片10Eの上記配置により、他の上記水晶振動子と比較して、パッケージ20Eの長辺方向及び短辺方向における水晶振動片10Eの位置決めが容易である。
According to this, in the crystal resonator 5, the corner portion of the
Further, the crystal resonator 5 can easily position the
(変形例3)
図6は、変形例3の水晶振動子の要部模式平面図である。なお、第1実施形態との共通部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
なお、ここでは、便宜的にサイズの異なる3種類の水晶振動片を一緒に図示してある。
(Modification 3)
FIG. 6 is a schematic plan view of an essential part of the crystal resonator of the third modification. In addition, about a common part with 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected, detailed description is abbreviate | omitted, and it demonstrates centering on a different part.
Here, for convenience, three types of quartz crystal vibrating pieces having different sizes are shown together.
図6に示すように、変形例3の水晶振動子6は、枕部25が2つ設けられ、各枕部25が水晶振動片10A、水晶振動片10B(2点鎖線で図示)の他端部13の両コーナー部に対向した位置に配置されている。
詳述すると、水晶振動片10Aの他端部13の両コーナー部に対しては、各枕部25の段差部25aの1段目の段部25bの側面25e側が対向し、水晶振動片10Bの他端部13の両コーナー部に対しては、各枕部25の段差部25aの2段目の段部25cが対向している。
As shown in FIG. 6, the quartz crystal resonator 6 of Modification 3 includes two
More specifically, the
これによれば、水晶振動子6は、枕部25が、他端部13の中央部に対向した位置に配置されている場合と比較して、水晶振動片10A,10Bの振動部12の振動領域(平面視において楕円形状といわれている)から更に遠ざかることになる。
このことから、水晶振動子6は、枕部25の落下時などの水晶振動片10A,10Bとの接触時において、振動特性への影響を極小にすることができる。
According to this, in the crystal resonator 6, the vibration of the vibrating
From this, the quartz crystal resonator 6 can minimize the influence on the vibration characteristics at the time of contact with the quartz crystal vibrating pieces 10 </ b> A and 10 </ b> B such as when the
なお、水晶振動子6は、2つの枕部25の段差部25aにおける1段目の段部25bの、パッケージ20Fの長辺方向に沿って延在し互いに対向する側面25j側を、水晶振動片10F(一点鎖線で図示)の他端部13の両コーナー部に対向させることにより、パッケージ20Fの長辺方向のサイズが水晶振動片10Aよりも大きく、且つ水晶振動片10Bよりも小さく、パッケージ20Fの短辺方向のサイズが水晶振動片10A,10Bよりも小さい水晶振動片10Fを収納することができる。
The crystal resonator 6 has a crystal resonator element on the
なお、水晶振動子6の電極パッドには、上記第1実施形態及び各変形例のいずれを用いてもよい。
また、水晶振動子6は、一方の枕部25がなくてもよい。
Note that any of the first embodiment and each modification may be used for the electrode pad of the crystal unit 6.
Further, the crystal unit 6 may not have the one
(第2実施形態)
次に、上記第1実施形態及び各変形例の水晶振動子に発振回路を備えた振動デバイスとしての水晶発振器について説明する。
図7は、第2実施形態の水晶発振器の概略構成を示す模式断面図である。なお、第1実施形態との共通部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。なお、断面図の切断位置は、図1に準ずる。
(Second Embodiment)
Next, a crystal oscillator as a vibration device including an oscillation circuit in the crystal resonator of the first embodiment and each modification will be described.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of the crystal oscillator of the second embodiment. In addition, about a common part with 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected, detailed description is abbreviate | omitted, and it demonstrates centering on a different part. Note that the cutting position in the cross-sectional view conforms to FIG.
図7に示すように、水晶発振器7は、水晶振動片(一例として10A)と、水晶振動片10Aを収納するパッケージ120と、水晶振動片10Aを駆動する発振回路としてのICチップ40と、を備えている。
ICチップ40は、パッケージベース121の内底面121aの凹部121bに配置、固定され、図示しない接続パッドが凹部121bに設けられた内部端子121cと金属ワイヤー50によって接続されている。
内部端子121cは、図示しない内部配線によって電極パッド23,24、外部端子27,28などに接続されている。
なお、内部端子121cは、電極パッド23,24などと同様に、Wなどのメタライズ層にNi、Auなどの各被膜をメッキなどにより積層した金属被膜からなる。
また、パッケージベース121は、凹部121bを設けるために3層構造となっている。
As shown in FIG. 7, the crystal oscillator 7 includes a crystal vibrating piece (10A as an example), a
The
The
The
The
水晶発振器7は、ICチップ40からの駆動信号により水晶振動片10Aが励振(駆動)され、所定の周波数で発振(共振)する。
なお、ICチップ40は、図7に対して反転した姿勢でフリップチップ実装法によって接続パッドと内部端子121cとが接続されていてもよい。
In the crystal oscillator 7, the
In the
上述したように、水晶発振器7は、上記第1実施形態及び各変形例の水晶振動子にICチップ40を備えた構成であることから、上記第1実施形態及び各変形例のいずれかに記載された効果を奏する発振器を提供できる。
As described above, since the crystal oscillator 7 is configured to include the
(第3実施形態)
次に、上述した水晶振動子または水晶発振器を備えた電子機器として、携帯電話を一例に挙げて説明する。
図8は、第3実施形態の携帯電話を示す模式斜視図である。
携帯電話700は、第1実施形態及び各変形例の水晶振動子、第2実施形態の水晶発振器のいずれかを用いた携帯電話である。
図8に示す携帯電話700は、上述した水晶振動子(1など)または水晶発振器7を、例えば、基準クロック発振源などのタイミングデバイスとして用い、更に液晶表示装置701、複数の操作ボタン702、受話口703、及び送話口704を備えて構成されている。
(Third embodiment)
Next, a mobile phone will be described as an example of an electronic device including the above-described crystal resonator or crystal oscillator.
FIG. 8 is a schematic perspective view showing the mobile phone of the third embodiment.
A
A
上述した水晶振動子、水晶発振器などの振動デバイスは、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピューター、テレビ、デジタルスチールカメラ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器などのタイミングデバイスとして好適に用いることができ、いずれの場合にも上記各実施形態および各変形例で説明した効果を奏する電子機器を提供することができる。 The above-described vibrating devices such as the crystal oscillator and the crystal oscillator are not limited to the above mobile phone, but an electronic book, a personal computer, a television, a digital still camera, a video camera, a video recorder, a car navigation device, a pager, an electronic notebook, a calculator, An electronic device that can be suitably used as a timing device such as a word processor, a workstation, a videophone, a POS terminal, or a device equipped with a touch panel, and in any case, an electronic device that exhibits the effects described in the above embodiments and modifications. Can be provided.
なお、振動片の形状は、図示した平板状のタイプに限定するものではなく、中央部が厚く周辺部が薄いタイプ(コンベックスタイプ、ベベルタイプ、メサタイプ)、逆に中央部が薄く周辺部が厚いタイプ(逆メサタイプ)などでもよい。
なお、振動片の材料としては、水晶に限定するものではなく、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、四ホウ酸リチウム(Li2B4O7)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、酸化亜鉛(ZnO)、窒化アルミニウム(AlN)などの圧電体、またはシリコン(Si)などの半導体でもよい。
また、厚みすべり振動の駆動方法は、圧電体の圧電効果によるものの他に、クーロン力による静電駆動であってもよい。
The shape of the resonator element is not limited to the illustrated flat plate type, but the central part is thick and the peripheral part is thin (convex type, bevel type, mesa type). Conversely, the central part is thin and the peripheral part is thick. It may be a type (reverse mesa type).
The material of the resonator element is not limited to quartz, but lithium tantalate (LiTaO 3 ), lithium tetraborate (Li 2 B 4 O 7 ), lithium niobate (LiNbO 3 ), zirconate titanate A piezoelectric material such as lead (PZT), zinc oxide (ZnO), and aluminum nitride (AlN), or a semiconductor such as silicon (Si) may be used.
Further, the driving method of the thickness shear vibration may be electrostatic driving by Coulomb force in addition to the piezoelectric effect of the piezoelectric body.
1〜6…振動デバイスとしての水晶振動子、7…振動デバイスとしての水晶発振器、10A〜10F…振動片としての水晶振動片、11…一端部としての基部、12…振動部、13…他端部、14…一方の主面、15…他方の主面、16…励振電極、16a…接合部としての引き出し電極、17…励振電極、17a…接合部としての引き出し電極、20,20D,20E,20F…パッケージ、21…パッケージベース、21a…内底面、22…リッド、23…電極パッド、23a…段差部、23b…1段目の段部、23c…2段目の段部、23d〜23h…側面、24…電極パッド、24a…段差部、24b…1段目の段部、24c…2段目の段部、24d〜24h…側面、25…枕部、25a…段差部、25b…1段目の段部、25c…2段目の段部、25d,25e,25j…側面、26…外底面、27,28…外部端子、29…接合材、30…導電性接着剤、40…発振回路としてのICチップ、50…金属ワイヤー、120…パッケージ、121…パッケージベース、121a…内底面、121b…凹部、121c…内部端子、700…携帯電話、701…液晶表示装置、702…操作ボタン、703…受話口、704…送話口。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-6 ... Crystal oscillator as a vibration device, 7 ... Crystal oscillator as a vibration device, 10A-10F ... Crystal vibration piece as a vibration piece, 11 ... Base part as one end part, 12 ... Vibration part, 13 ...
Claims (7)
前記振動片を収納するパッケージと、を備えた振動デバイスであって、
前記振動片は、前記一端部に接合部を有し、
前記パッケージは、前記振動片の前記接合部が接合される電極パッドと、前記振動片の前記他端部に対向する位置に枕部と、を有し、
前記電極パッド及び前記枕部には段差部が設けられ、
前記段差部は複数の段部を備え、
前記各段部間をつなぐ側面の一部は、平面視において、前記電極パッドと前記枕部とを結ぶ第1方向に沿って延在し、前記側面の他の一部は、平面視において、前記第1方向と交差する第2方向に沿って延在し、
前記振動片は、該振動片の平面サイズに応じて選択された、前記電極パッドの前記段差部の前記段部と、前記枕部の前記段差部の前記段部とに、架け渡され、前記パッケージの底面に平行となるように配置されていることを特徴とする振動デバイス。 A vibrating piece having one end and the other end parallel to the one end;
A vibration device comprising a package for housing the vibration piece,
The vibrating piece has a joint at the one end,
The package includes an electrode pad to which the joint portion of the vibrating piece is joined, and a pillow portion at a position facing the other end portion of the vibrating piece,
The electrode pad and the pillow part are provided with a stepped part,
The step portion includes a plurality of step portions,
A part of the side surface connecting the step portions extends in a first direction connecting the electrode pad and the pillow part in a plan view, and another part of the side surface is in a plan view. Extending along a second direction intersecting the first direction;
The vibrating piece is bridged between the stepped portion of the stepped portion of the electrode pad and the stepped portion of the stepped portion of the pillow portion, selected according to the planar size of the vibrating piece, A vibrating device, wherein the vibrating device is arranged so as to be parallel to a bottom surface of the package.
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