JP2013012965A - Piezoelectric vibration piece and piezoelectric device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、励振部への応力の影響が抑えられた圧電振動片又は圧電デバイスに関する。 The present invention relates to a piezoelectric vibrating piece or a piezoelectric device in which the influence of stress on an excitation unit is suppressed.
所定の振動数で振動する励振部を有する圧電振動片が知られている。圧電振動片は例えばパッケージ内に保持部材等により固着保持されることにより圧電デバイスが形成され、プリント基板などに実装されて用いられる。このような圧電振動片では、パッケージ化の際に生じる歪み等の応力により振動特性が変化する問題があった。 A piezoelectric vibrating piece having an excitation unit that vibrates at a predetermined frequency is known. For example, the piezoelectric vibrating piece is fixedly held in a package by a holding member or the like to form a piezoelectric device, and is used by being mounted on a printed board or the like. In such a piezoelectric vibrating piece, there is a problem that the vibration characteristics change due to stress such as strain generated at the time of packaging.
このような問題に対し、例えば特許文献1では、主振動を生じる振動部の外周をくり貫いてスリットとなした圧電振動子片が開示されている。特許文献1に開示される圧電振動子片では、保持部材で保持される箇所と振動部とが機械的に分離されているためパッケージ化の際に生じる歪みなどが振動部まで伝わりにくくなっている。 To deal with such a problem, for example, Patent Document 1 discloses a piezoelectric vibrator piece that is formed as a slit through an outer periphery of a vibration part that generates main vibration. In the piezoelectric vibrator piece disclosed in Patent Document 1, the portion held by the holding member and the vibration portion are mechanically separated, so that distortion generated during packaging is not easily transmitted to the vibration portion. .
しかし、特許文献1においても圧電振動片の振動特性の変化を抑えることは十分ではない。また、圧電振動片にはパッケージ化の際に生じる歪みなどの他にプリント基板にかかる曲げ応力などが伝わるため、圧電振動片には圧電デバイスがプリント基板に実装されている際にも常に応力を受ける可能性にさらされている。そのため、圧電振動片では、さらに励振部へ応力がかからないようにし、振動特性の変化が抑えられることが望まれている。 However, even in Patent Document 1, it is not sufficient to suppress the change in the vibration characteristics of the piezoelectric vibrating piece. In addition to the strain generated during packaging, bending stress applied to the printed circuit board is transmitted to the piezoelectric vibrating piece, so that stress is always applied to the piezoelectric vibrating piece even when the piezoelectric device is mounted on the printed circuit board. Exposed to the possibility of receiving. Therefore, in the piezoelectric vibrating piece, it is desired that stress is not further applied to the excitation unit, and the change in vibration characteristics is suppressed.
本発明は、励振部にスリットを形成することにより励振部への応力の影響が抑えられた圧電振動片及び圧電デバイスを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a piezoelectric vibrating piece and a piezoelectric device in which the influence of stress on the excitation unit is suppressed by forming a slit in the excitation unit.
第1観点の圧電振動片は、第1方向に伸び長さが第1長さに形成された第1辺及び第1方向に直交する第2方向に伸びる一対の第2辺を有する矩形形状の励振部と、励振部を囲む枠部と、励振部の第1辺と枠部とを連結し、第1方向の長さが第2長さである連結部と、を備える。励振部は、両主面に励振電極が形成される矩形形状の第1領域と、励振部の両主面を貫通し第1方向に伸びるスリット及び第1辺を含み、スリットの第1領域側の端と第1辺とに挟まれて形成される矩形形状の第2領域と、を有する。スリットは、連結部の第2方向に第1辺から第3長さだけ移動した位置に形成され、第2長さは第1長さよりも小さく、スリットの第1方向の長さは第2長さ以上第1長さ以下である。 A piezoelectric vibrating piece according to a first aspect is a rectangular shape having a first side extending in a first direction and a pair of second sides extending in a second direction orthogonal to the first direction. An excitation unit, a frame surrounding the excitation unit, a first side of the excitation unit and the frame unit, and a connection unit having a second length in the first direction. The excitation unit includes a rectangular first region in which excitation electrodes are formed on both main surfaces, a slit and a first side extending through both main surfaces of the excitation unit in a first direction, and the first region side of the slit A rectangular second region formed by being sandwiched between the first end and the first side. The slit is formed at a position moved by a third length from the first side in the second direction of the connecting portion, the second length is smaller than the first length, and the length of the slit in the first direction is the second length. It is not less than the first length.
第2観点の圧電振動片は、第1観点において、第2辺が第1辺よりも長い。 In the piezoelectric vibrating piece according to the second aspect, the second side is longer than the first side in the first aspect.
第3観点の圧電振動片は、第1観点又は第2観点において、連結部が第1辺のどちらか一方の端に連結され、スリットが、連結部が連結される第1辺の端に繋がる第2辺を突き抜けて形成されている。 In the piezoelectric vibrating piece according to the third aspect, in the first aspect or the second aspect, the connecting portion is connected to one end of the first side, and the slit is connected to the end of the first side to which the connecting portion is connected. It is formed through the second side.
第4観点の圧電振動片は、第1観点又は第2観点において、連結部が第1辺の両端にそれぞれ連結されている。各連結部の第2方向に伸びる各スリットは、各連結部が連結される第1辺の端に繋がるそれぞれの第2辺をそれぞれ突き抜けて形成されており、各スリットは互いに分かれている。 In the piezoelectric vibrating piece according to the fourth aspect, in the first aspect or the second aspect, the connecting portions are respectively connected to both ends of the first side. Each slit extending in the second direction of each connecting portion is formed so as to penetrate through each second side connected to the end of the first side to which each connecting portion is connected, and each slit is separated from each other.
第5観点の圧電振動片は、第1観点又は第2観点において、連結部が第1辺の中央に連結され、スリットが一対の第2辺に突き抜けていない。 In the piezoelectric vibrating piece according to the fifth aspect, in the first aspect or the second aspect, the connecting portion is connected to the center of the first side, and the slit does not penetrate through the pair of second sides.
第6観点の圧電振動片は、第1観点から第5観点において、第3長さが第2長さよりも小さい。 In the piezoelectric vibrating piece according to the sixth aspect, the third length is smaller than the second length in the first to fifth aspects.
第7観点の圧電デバイスは、第1観点から第6観点の圧電振動片と、圧電振動片の枠部の一方の主面に接合されるリッドと、圧電振動片の枠部の他方の主面に接合されるベースと、を含む。 A piezoelectric device according to a seventh aspect includes a piezoelectric vibrating piece according to the first to sixth aspects, a lid joined to one main surface of the frame portion of the piezoelectric vibrating piece, and the other main surface of the frame portion of the piezoelectric vibrating piece. And a base bonded to.
本発明の圧電振動片によれば、励振部にスリットが形成されることにより励振部への応力の影響を抑えることができる。 According to the piezoelectric vibrating piece of the present invention, the effect of stress on the excitation unit can be suppressed by forming the slit in the excitation unit.
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the scope of the present invention is not limited to these forms unless otherwise specified in the following description.
(第1実施形態)
<圧電デバイス100の構成>
図1は、圧電デバイス100の分解斜視図である。圧電デバイス100は、リッド110と、ベース120と、圧電振動片130と、により構成されている。圧電振動片130には例えばATカットの水晶振動片が用いられる。ATカットの水晶振動片は、主面(YZ面)が結晶軸(XYZ)のY軸に対して、X軸を中心としてZ軸からY軸方向に35度15分傾斜されている。以下の説明では、ATカットの水晶振動片の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をY’軸及びZ’軸として用いる。すなわち、圧電デバイス100においては圧電デバイス100の長辺方向をX軸方向、圧電デバイス100の高さ方向をY’軸方向、X及びY’軸方向に垂直な方向をZ’軸方向として説明する。
(First embodiment)
<Configuration of Piezoelectric Device 100>
FIG. 1 is an exploded perspective view of the piezoelectric device 100. The piezoelectric device 100 includes a lid 110, a base 120, and a piezoelectric vibrating piece 130. As the piezoelectric vibrating piece 130, for example, an AT-cut crystal vibrating piece is used. The AT-cut quartz crystal resonator element has a principal surface (YZ plane) inclined with respect to the Y axis of the crystal axis (XYZ) by 35 degrees 15 minutes from the Z axis in the Y axis direction around the X axis. In the following description, the new axes tilted with respect to the axial direction of the AT-cut quartz crystal vibrating piece are used as the Y ′ axis and the Z ′ axis. That is, in the piezoelectric device 100, the long side direction of the piezoelectric device 100 is described as the X-axis direction, the height direction of the piezoelectric device 100 is defined as the Y′-axis direction, and the direction perpendicular to the X and Y′-axis directions is described as the Z′-axis direction. .
圧電振動片130は、所定の振動数で振動する励振部131と、励振部131を囲む枠部132と、励振部131と枠部132とを連結する連結部133と、により構成されている。励振部131と枠部132との間の連結部133以外の領域は、圧電振動片130をY’軸方向に貫通する貫通孔136となっている。励振部131の+Y’軸側の面と−Y’軸側の面とには励振電極134が形成されており、各励振電極134からは連結部133を通り枠部132にまで引出電極135が引き出されている。また、励振部131には、励振部131をY’軸方向に貫通し、Z’軸方向に伸びたスリット137が形成されている。 The piezoelectric vibrating piece 130 includes an excitation part 131 that vibrates at a predetermined frequency, a frame part 132 that surrounds the excitation part 131, and a connection part 133 that connects the excitation part 131 and the frame part 132. A region other than the coupling portion 133 between the excitation portion 131 and the frame portion 132 is a through hole 136 that penetrates the piezoelectric vibrating piece 130 in the Y′-axis direction. Excitation electrodes 134 are formed on the surface on the + Y′-axis side and the surface on the −Y′-axis side of the excitation unit 131, and the extraction electrode 135 extends from each excitation electrode 134 to the frame portion 132 through the coupling portion 133. Has been pulled out. The excitation unit 131 is formed with a slit 137 that extends through the excitation unit 131 in the Y′-axis direction and extends in the Z′-axis direction.
ベース120は、圧電振動片130の−Y’軸側に配置される。ベース120はX軸方向に長辺、Z’軸方向に短辺を有する矩形形状に形成されている。ベース120の−Y’軸側の面には一対の実装端子124が形成されている。この実装端子124がハンダを介してプリント基板等に固定され電気的に接続されることにより、圧電デバイス100がプリント基板等に実装される。また、ベース120の四隅の側面にはキャスタレーション126が形成されており、キャスタレーション126には側面電極125が形成されている。ベース120の+Y’軸側の面には凹部121が形成されており、凹部121の周りには接合面122が形成されている。また、接合面122の四隅でありキャスタレーション126の周りには接続電極123が形成されている。この接続電極123は、キャスタレーション126に形成される側面電極125を介して実装端子124に電気的に接続されている。ベース120は、接合面122において封止材141(図2参照)を介して圧電振動片130の枠部132の−Y’軸側の面に接合される。また、接続電極123と圧電振動片130の引出電極135とが電気的に接続される。 The base 120 is disposed on the −Y′-axis side of the piezoelectric vibrating piece 130. The base 120 is formed in a rectangular shape having a long side in the X-axis direction and a short side in the Z′-axis direction. A pair of mounting terminals 124 is formed on the surface of the base 120 on the −Y′-axis side. The mounting terminal 124 is fixed and electrically connected to a printed circuit board or the like via solder, whereby the piezoelectric device 100 is mounted on the printed circuit board or the like. Further, castellations 126 are formed on the side surfaces of the four corners of the base 120, and side electrodes 125 are formed on the castellations 126. A recess 121 is formed on the surface of the base 120 on the + Y′-axis side, and a bonding surface 122 is formed around the recess 121. In addition, connection electrodes 123 are formed around the castellations 126 at the four corners of the joint surface 122. The connection electrode 123 is electrically connected to the mounting terminal 124 via a side electrode 125 formed on the castellation 126. The base 120 is bonded to the surface at the −Y′-axis side of the frame portion 132 of the piezoelectric vibrating piece 130 via the sealing material 141 (see FIG. 2) at the bonding surface 122. Further, the connection electrode 123 and the extraction electrode 135 of the piezoelectric vibrating piece 130 are electrically connected.
リッド110は、圧電振動片130の+Y’軸側に配置される。リッド110の−Y’軸側の面には凹部111が形成されており、凹部111の周りには接合面112が形成されている。リッド110は、接合面112において封止材141(図2参照)を介して圧電振動片130の枠部132の+Y’軸側の面に接合される。 The lid 110 is disposed on the + Y′-axis side of the piezoelectric vibrating piece 130. A recess 111 is formed on the surface of the lid 110 on the −Y′-axis side, and a bonding surface 112 is formed around the recess 111. The lid 110 is bonded to the surface on the + Y′-axis side of the frame portion 132 of the piezoelectric vibrating piece 130 via the sealing material 141 (see FIG. 2) at the bonding surface 112.
図2は、圧電デバイス100の断面図である。図2は、図1のA−A断面の断面図である。圧電デバイス100は、圧電振動片130の枠部132の+Y’軸側の面にリッド110の接合面112が封止材141を介して接合され、枠部132の−Y’軸側の面にベース120の接合面122が封止材141を介して接合されている。圧電振動片130の枠部132とベース120の接合面122とが接合される際には、枠部132の−Y’軸側の面に形成されている引出電極135とベース120の接合面122に形成されている接続電極123とが電気的に接続される。これにより、励振電極134は、引出電極135、接続電極123、及び側面電極125を介して実装端子124に電気的に接続される。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the piezoelectric device 100. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. In the piezoelectric device 100, the bonding surface 112 of the lid 110 is bonded to the surface on the + Y′-axis side of the frame portion 132 of the piezoelectric vibrating piece 130 via the sealing material 141, and the surface on the −Y′-axis side of the frame portion 132. The joining surface 122 of the base 120 is joined via the sealing material 141. When the frame portion 132 of the piezoelectric vibrating piece 130 and the bonding surface 122 of the base 120 are bonded, the bonding surface 122 of the extraction electrode 135 and the base 120 formed on the surface at the −Y′-axis side of the frame portion 132. Are electrically connected to the connection electrode 123. Thus, the excitation electrode 134 is electrically connected to the mounting terminal 124 via the extraction electrode 135, the connection electrode 123, and the side electrode 125.
図3(a)は、圧電振動片130の平面図である。圧電振動片130は、励振部131と、励振部131を囲む枠部132と、励振部131と枠部132とを連結する連結部133と、により構成されている。連結部133は、励振部131の−X軸側の辺である第1辺138aの+Z’軸側に連結され、そこから−X軸方向に伸びて枠部132に連結されている。また、励振部131と枠部132との間の連結部133以外の領域は、圧電振動片130をY’軸方向に貫通する貫通孔136となっている。 FIG. 3A is a plan view of the piezoelectric vibrating piece 130. The piezoelectric vibrating piece 130 includes an excitation part 131, a frame part 132 that surrounds the excitation part 131, and a connecting part 133 that connects the excitation part 131 and the frame part 132. The connecting portion 133 is connected to the + Z′-axis side of the first side 138 a that is the −X-axis side side of the excitation unit 131, and extends in the −X-axis direction therefrom to be connected to the frame portion 132. Further, a region other than the coupling portion 133 between the excitation portion 131 and the frame portion 132 is a through hole 136 that penetrates the piezoelectric vibrating piece 130 in the Y′-axis direction.
励振部131は、第1辺138aと、励振部131の+Z’軸側及び−Z’軸側の辺である第2辺138bとを含む矩形形状に形成されている。また、励振部131は、第1領域131aと第2領域131bとの2つの領域に分けて考えることができる。第1領域131aは励振部131の+X軸側の矩形形状の領域であり、+Y’軸側及び−Y’軸側の面に励振電極134が形成される領域である。第2領域131bは、第1領域131aの−X軸側に矩形形状に形成される領域である。また第2領域131bは、連結部133に連結される第1辺138a及びスリット137を含み、第1辺138aと、スリット137の第1領域131a側の端(スリット137の+X軸側の端)を含むZ’軸に平行な直線139と、に挟まれて形成される領域である。第2領域131bに形成されるスリット137は、連結部133の+X軸方向に形成されており、励振部131の+Z’軸側の第2辺138bを突き抜けて貫通孔136と繋がっている。 The excitation unit 131 is formed in a rectangular shape including a first side 138a and a second side 138b that is a side of the excitation unit 131 on the + Z′-axis side and the −Z′-axis side. The excitation unit 131 can be divided into two regions, a first region 131a and a second region 131b. The first region 131 a is a rectangular region on the + X-axis side of the excitation unit 131, and is a region where the excitation electrode 134 is formed on the surface on the + Y′-axis side and the −Y′-axis side. The second region 131b is a region formed in a rectangular shape on the −X axis side of the first region 131a. The second region 131b includes a first side 138a and a slit 137 connected to the connecting portion 133, and the first side 138a and the end of the slit 137 on the first region 131a side (the end on the + X axis side of the slit 137). And a straight line 139 parallel to the Z ′ axis. The slit 137 formed in the second region 131b is formed in the + X-axis direction of the connecting portion 133 and penetrates the second side 138b on the + Z′-axis side of the excitation portion 131 and is connected to the through hole 136.
圧電振動片130では、+Y’軸側の面に形成されている励振電極134から引き出される引出電極135が、第2領域131b及び連結部133を通って−X軸側の枠部132に引き出され、さらに枠部132の+Z’軸側を通って+X軸方向に伸び、貫通孔136に面する枠部132の+X軸側の+Z’軸側の角部を含む側面135a(図1及び図2参照)を介して+Y’軸側から−Y’軸側の面に引き出され、枠部132の−Y’軸側の面の+X軸側の+Z’軸側の角部にまで形成されている。また、−Y’軸側の面に形成されている励振電極134から引き出される引出電極135は、第2領域131b及び連結部133を通って−X軸側の枠部132まで引き出され、さらに−Z’軸方向に伸びて枠部132の−Y’軸側の面の−X軸側の−Z’軸側の角部にまで形成されている。 In the piezoelectric vibrating piece 130, the extraction electrode 135 extracted from the excitation electrode 134 formed on the surface on the + Y′-axis side is extracted to the −X-axis side frame portion 132 through the second region 131 b and the connection portion 133. Further, the side surface 135a including the corner portion on the + Z-axis side of the + X-axis side of the frame portion 132 that extends in the + X-axis direction through the + Z′-axis side of the frame portion 132 and faces the through hole 136 (FIGS. 1 and 2) Through the + Y′-axis side to the surface on the −Y′-axis side through the + Y′-axis side to the corner on the + Z-axis side of the −Y′-axis side surface of the frame portion 132. . In addition, the extraction electrode 135 extracted from the excitation electrode 134 formed on the surface at the −Y′-axis side is extracted to the −X-axis side frame portion 132 through the second region 131b and the connecting portion 133, and − It extends in the Z′-axis direction and is formed up to the −Z′-axis side corner of the −X′-axis side surface of the frame 132 on the −Y′-axis side.
図3(b)は、圧電振動片130の断面図である。図3(b)は、図3(a)のB−B断面の断面図である。図3(b)には、第1領域131a、第2領域131b、及び連結部133の関係が示されている。第1領域131aと第2領域131bとはX軸方向に互いに隣接している。第1領域131aはX軸方向に貫通孔136と第2領域131bとに挟まれており、第1領域131aの+Y’軸側及び−Y’軸側の面には励振電極134が形成されている。第2領域131bはX軸方向に第1領域131aと連結部133とに挟まれて形成されている。また、第2領域131bの+X軸側にはスリット137が形成されており、第2領域131bの−X軸側には第1辺138aを有している。圧電振動片130では、励振部131、連結部133、及び枠部132がY’軸方向に同じ厚さで形成されており、その厚さを厚さWY1とする。 FIG. 3B is a cross-sectional view of the piezoelectric vibrating piece 130. FIG.3 (b) is sectional drawing of the BB cross section of Fig.3 (a). FIG. 3B shows the relationship between the first region 131a, the second region 131b, and the connecting portion 133. The first region 131a and the second region 131b are adjacent to each other in the X-axis direction. The first region 131a is sandwiched between the through hole 136 and the second region 131b in the X-axis direction, and excitation electrodes 134 are formed on the surfaces of the first region 131a on the + Y′-axis side and the −Y′-axis side. Yes. The second region 131b is formed between the first region 131a and the connecting portion 133 in the X-axis direction. A slit 137 is formed on the + X axis side of the second region 131b, and a first side 138a is provided on the −X axis side of the second region 131b. In the piezoelectric vibrating piece 130, the excitation unit 131, the coupling unit 133, and the frame unit 132 are formed with the same thickness in the Y′-axis direction, and the thickness is defined as thickness WY <b> 1.
図4(a)は、電極が形成されていない圧電振動片130の平面図である。励振部131の第1辺138aの長さは第1長さL1であり、第2辺138bは長さLX2に形成されている。圧電振動片130では、第1辺138aが励振部131の短辺であり第2辺138bが励振部131の長辺であるため、第1長さL1は長さLX2よりも短い。また、圧電振動片130の枠部132の全体のX軸方向の長さを長さWX1、Z’軸方向の全体の長さを長さWZ1、Z’軸方向に伸びる枠部132のX軸方向の長さを長さWX2、X軸方向に伸びる枠部132のZ’軸方向の長さを長さWZ2とする。圧電振動片130では、例えばこれらの各長さは、第1長さL1が1.0mm、長さLX2が1.4mm、長さWX1が2.0mm、長さWX2が0.2mm、長さWZ1が1.6mm、長さWZ2が0.2mmに形成される。 FIG. 4A is a plan view of the piezoelectric vibrating piece 130 on which no electrode is formed. The length of the first side 138a of the excitation unit 131 is the first length L1, and the second side 138b is formed to the length LX2. In the piezoelectric vibrating piece 130, since the first side 138a is the short side of the excitation unit 131 and the second side 138b is the long side of the excitation unit 131, the first length L1 is shorter than the length LX2. Further, the entire length of the frame portion 132 of the piezoelectric vibrating piece 130 is the length WX1, the entire length of the Z′-axis direction is the length WZ1, and the X-axis of the frame portion 132 extends in the Z′-axis direction. The length in the direction is defined as length WX2, and the length in the Z′-axis direction of the frame portion 132 extending in the X-axis direction is defined as length WZ2. In the piezoelectric vibrating piece 130, for example, the first length L1 is 1.0 mm, the length LX2 is 1.4 mm, the length WX1 is 2.0 mm, the length WX2 is 0.2 mm, and the length is, for example, WZ1 is 1.6 mm and length WZ2 is 0.2 mm.
図4(b)は、図4(a)の点線で囲まれた領域161の拡大図である。圧電振動片130の連結部133のZ’軸方向の長さは第2長さL2であり、スリット137と第1辺138aとの間のX軸方向の長さは第3長さL3に形成されている。また、スリット137のX軸方向の長さを長さSX1、Z’軸方向の長さを長さSZ1、貫通孔136のX軸方向及びZ’軸方向の幅を幅MX1及び幅MZ1とする。圧電振動片130では、例えば、第2長さL2が0.5mm、第3長さL3が0.18mm、長さSX1が0.07mm、長さSZ1が0.5mm、長さMZ1及び長さMX1がともに0.1mmに形成される。圧電振動片130では、励振電極134の面積をなるべく広く取りたいため、第1領域131aの面積が広く取られ、第2領域131bの面積が狭く形成されている。すなわち、第3長さL3が短く形成されている。また、連結部133には後述の図8においてみられるように強い応力がかかるため、圧電振動片の耐衝撃性を向上させるためには連結部133の第2長さL2が長く形成されることが望ましい。そのため、圧電振動片130では、第2長さL2が第3長さL3よりも長く形成されている。 FIG. 4B is an enlarged view of a region 161 surrounded by a dotted line in FIG. The length in the Z′-axis direction of the connecting portion 133 of the piezoelectric vibrating piece 130 is the second length L2, and the length in the X-axis direction between the slit 137 and the first side 138a is formed to the third length L3. Has been. The length of the slit 137 in the X-axis direction is the length SX1, the length of the Z′-axis direction is the length SZ1, and the width of the through-hole 136 in the X-axis direction and the Z′-axis direction is the width MX1 and the width MZ1. . In the piezoelectric vibrating piece 130, for example, the second length L2 is 0.5 mm, the third length L3 is 0.18 mm, the length SX1 is 0.07 mm, the length SZ1 is 0.5 mm, the length MZ1 and the length. Both MX1 are formed to 0.1 mm. In the piezoelectric vibrating piece 130, in order to make the excitation electrode 134 as large as possible, the area of the first region 131a is widened and the area of the second region 131b is narrowed. That is, the third length L3 is formed short. In addition, since strong stress is applied to the connecting portion 133 as shown in FIG. 8 to be described later, the second length L2 of the connecting portion 133 is formed long in order to improve the impact resistance of the piezoelectric vibrating piece. Is desirable. Therefore, in the piezoelectric vibrating piece 130, the second length L2 is formed longer than the third length L3.
<シミュレーション>
圧電デバイスが実装されたプリント基板に曲げ応力がかかった場合には、圧電デバイス及び圧電振動片にも応力がかかる。これらの応力がかかる圧電振動片の部分及びその大きさはシミュレーションにより計算することが可能であり、このシミュレーションの値は実際に測定される応力の値に近くなることが確認されている。以下、圧電デバイスが実装されたプリント基板に曲げ応力がかかった場合に、圧電振動片にかかる応力に関してのシミュレーションの結果について説明する。また、以下の説明において圧電振動片130と同様の部分に関しては圧電振動片130と同様の記号を用い、その説明を省略する。
<Simulation>
When bending stress is applied to the printed circuit board on which the piezoelectric device is mounted, stress is also applied to the piezoelectric device and the piezoelectric vibrating piece. The portion of the piezoelectric vibrating piece to which these stresses are applied and the size thereof can be calculated by simulation, and it has been confirmed that the value of this simulation is close to the value of the actually measured stress. Hereinafter, simulation results regarding the stress applied to the piezoelectric vibrating piece when a bending stress is applied to the printed circuit board on which the piezoelectric device is mounted will be described. In the following description, the same parts as those of the piezoelectric vibrating piece 130 are denoted by the same symbols as those of the piezoelectric vibrating piece 130, and the description thereof is omitted.
図5(a)は、圧電振動片230bの平面図である。シミュレーションは、圧電振動片230b、及びその変形例が圧電振動片130の代わりに圧電デバイス100に用いられたとして行われた。圧電振動片230bは圧電振動片130の第1領域131aの励振電極134が形成される領域が、第2領域131bよりもY’軸方向に厚いメサ部231として形成されているメサ型の圧電振動片である。その他の部分構成に関しては、圧電振動片130と同じである。 FIG. 5A is a plan view of the piezoelectric vibrating piece 230b. The simulation was performed on the assumption that the piezoelectric vibrating piece 230b and the modified example thereof were used in the piezoelectric device 100 instead of the piezoelectric vibrating piece 130. The piezoelectric vibrating piece 230b is a mesa-type piezoelectric vibration in which the region where the excitation electrode 134 of the first region 131a of the piezoelectric vibrating piece 130 is formed is a mesa portion 231 that is thicker in the Y′-axis direction than the second region 131b. It is a piece. The other partial configurations are the same as those of the piezoelectric vibrating piece 130.
図5(b)は、圧電振動片230bの断面図である。図5(b)は、図5(a)のC−C断面の断面図である。圧電振動片230は第1領域131aにメサ部231が形成されている。メサ部のY’軸方向への厚さは厚さRY1に形成されており、厚さRY1は、枠部132、連結部133、第2領域131b、及び第1領域131aのメサ部231の周囲の厚さWY1よりも厚い。 FIG. 5B is a cross-sectional view of the piezoelectric vibrating piece 230b. FIG.5 (b) is sectional drawing of CC cross section of Fig.5 (a). The piezoelectric vibrating piece 230 has a mesa portion 231 formed in the first region 131a. The thickness of the mesa portion in the Y′-axis direction is formed to a thickness RY1, and the thickness RY1 is around the frame portion 132, the connecting portion 133, the second region 131b, and the mesa portion 231 of the first region 131a. Is thicker than WY1.
図6(a)は、プリント基板200及びプリント基板200に実装された圧電デバイス100の概略断面図である。プリント基板200の+Y’軸側の面には、圧電デバイス100が実装されている。シミュレーションでは、プリント基板200の−Y’軸側の面に+Y’軸方向の力170がかけられ、プリント基板200に曲げ応力が発生した状態を想定している。またシミュレーションでは、曲げ応力はX軸方向にプリント基板200が曲げられる場合(図6(a)において右方向が+X軸方向となる場合)と、Z’軸方向に曲げられる場合(図6(a)において右方向が+Z’軸方向となる場合)と、が想定される。 FIG. 6A is a schematic cross-sectional view of the printed circuit board 200 and the piezoelectric device 100 mounted on the printed circuit board 200. The piezoelectric device 100 is mounted on the surface at the + Y′-axis side of the printed circuit board 200. In the simulation, it is assumed that a force 170 in the + Y′-axis direction is applied to the −Y′-axis side surface of the printed circuit board 200 and a bending stress is generated in the printed circuit board 200. Further, in the simulation, bending stress occurs when the printed circuit board 200 is bent in the X-axis direction (when the right direction is the + X-axis direction in FIG. 6A) and when bent in the Z′-axis direction (FIG. 6A). ) Is assumed that the right direction is the + Z′-axis direction).
図6(b)は、圧電振動片230aの概略平面図である。圧電振動片230aの第2領域131bには、圧電振動片230aの+Z’軸側の第2辺138bを突き抜けて貫通孔136に繋がっているスリット137aが形成されている。スリット137aはZ’軸方向の長さが長さSZ2に形成されており、長さSZ2は連結部133のZ’軸方向の第2長さL2の半分の長さである。その他の構成部分は圧電振動片230bと同様である。 FIG. 6B is a schematic plan view of the piezoelectric vibrating piece 230a. In the second region 131b of the piezoelectric vibrating piece 230a, a slit 137a that penetrates through the second side 138b on the + Z′-axis side of the piezoelectric vibrating piece 230a and is connected to the through hole 136 is formed. The slit 137a is formed to have a length SZ2 in the Z′-axis direction, and the length SZ2 is half the second length L2 of the connecting portion 133 in the Z′-axis direction. Other components are the same as those of the piezoelectric vibrating piece 230b.
図6(c)は、圧電振動片230bの概略平面図である。圧電振動片230bの第2領域131bにはスリット137が形成されている。スリット137は図4(b)で述べられたようにZ’軸方向の長さが長さSZ1であり、連結部133のZ’軸方向の第2長さL2と同じ長さである。そのため、スリット137の−Z’軸側の端と連結部133の−Z’軸側の端とはX軸方向に伸びる同一直線上に存在している。 FIG. 6C is a schematic plan view of the piezoelectric vibrating piece 230b. A slit 137 is formed in the second region 131b of the piezoelectric vibrating piece 230b. As described with reference to FIG. 4B, the slit 137 has a length in the Z′-axis direction that is the length SZ1, and is the same length as the second length L2 of the connecting portion 133 in the Z′-axis direction. Therefore, the −Z′-axis side end of the slit 137 and the −Z′-axis side end of the connecting portion 133 exist on the same straight line extending in the X-axis direction.
図6(d)は、圧電振動片230cの概略平面図である。圧電振動片230cには、第2領域131bにスリット137cが形成されている。その他の構成部分は圧電振動片230bと同様である。スリット137cはZ’軸方向の長さが長さSZ3に形成されており、長さSZ3は連結部133のZ’軸方向の第2長さL2の1.5倍の長さである。 FIG. 6D is a schematic plan view of the piezoelectric vibrating piece 230c. In the piezoelectric vibrating piece 230c, a slit 137c is formed in the second region 131b. Other components are the same as those of the piezoelectric vibrating piece 230b. The slit 137c is formed to have a length SZ3 in the Z′-axis direction, and the length SZ3 is 1.5 times the second length L2 of the connecting portion 133 in the Z′-axis direction.
図7は、メサ部231にかかる最大応力値が示されたグラフである。図7のグラフでは、圧電振動片230a、圧電振動片230b、及び圧電振動片230cに関して、それぞれX軸方向にプリント基板200が曲げられた場合及びZ’軸方向にプリント基板200が曲げられた場合のメサ部231内にかかる最大応力値が示されている。最大応力値は、引っ張る方向の応力がプラスの値であらわされ、圧縮する方向の応力がマイナスの値としてあらわされている。グラフの縦軸はメサ部231内にかかる最大応力値(MPa)が示されており、横軸には圧電振動片230a、圧電振動片230b、及び圧電振動片230cの各圧電振動片のZ’軸方向及びX軸方向にプリント基板200が曲げられた場合について、それぞれ区切られて示されている。 FIG. 7 is a graph showing the maximum stress value applied to the mesa portion 231. In the graph of FIG. 7, regarding the piezoelectric vibrating piece 230a, the piezoelectric vibrating piece 230b, and the piezoelectric vibrating piece 230c, when the printed circuit board 200 is bent in the X-axis direction and when the printed circuit board 200 is bent in the Z′-axis direction, respectively. The maximum stress value applied in the mesa portion 231 is shown. The maximum stress value is expressed as a positive value of the stress in the pulling direction and a negative value of the stress in the compressing direction. The vertical axis of the graph represents the maximum stress value (MPa) applied to the mesa portion 231, and the horizontal axis represents Z ′ of each piezoelectric vibrating piece of the piezoelectric vibrating piece 230 a, the piezoelectric vibrating piece 230 b, and the piezoelectric vibrating piece 230 c. The case where the printed circuit board 200 is bent in the axial direction and the X-axis direction is shown separately.
圧電振動片230aには、プリント基板がZ’軸方向に曲げられた場合、−1.00MPa弱の最大応力がメサ部231内にかかることが示されている。また、X軸方向に曲げられた場合は0.2MPa弱の最大応力がメサ部231内にかかることが示されている。また、圧電振動片230b及び圧電振動片230cでは、Z’軸方向及びX軸方向に曲げられたそれぞれの場合においてほぼ0MPaの最大応力がメサ部231内にかかることが示されている。すなわち、圧電振動片230b及び圧電振動片230cでは、メサ部231内にほとんど応力がかからないことが分かる。 The piezoelectric vibrating piece 230 a is shown to have a maximum stress of slightly less than −1.00 MPa applied to the mesa portion 231 when the printed circuit board is bent in the Z′-axis direction. Further, it is shown that a maximum stress of slightly less than 0.2 MPa is applied in the mesa portion 231 when bent in the X-axis direction. In the piezoelectric vibrating piece 230b and the piezoelectric vibrating piece 230c, it is shown that a maximum stress of approximately 0 MPa is applied to the mesa portion 231 in each case bent in the Z′-axis direction and the X-axis direction. That is, it can be seen that the piezoelectric vibrating piece 230b and the piezoelectric vibrating piece 230c are hardly stressed in the mesa portion 231.
図8は、圧電振動片にかかる応力のシミュレーションの結果である。図8には、プリント基板がZ’軸方向及びX軸方向に曲げられた場合の圧電振動片230a、圧電振動片230b、及び圧電振動片230cのシミュレーション結果が示されている。また図8に示されるシミュレーション結果では、各圧電振動片の励振部131及び連結部133のみが示されており、メサ部231の色が均一になっている領域で応力がほぼ0MPaとなっている。 FIG. 8 shows the result of the simulation of the stress applied to the piezoelectric vibrating piece. FIG. 8 shows simulation results of the piezoelectric vibrating piece 230a, the piezoelectric vibrating piece 230b, and the piezoelectric vibrating piece 230c when the printed circuit board is bent in the Z′-axis direction and the X-axis direction. In the simulation result shown in FIG. 8, only the excitation part 131 and the connection part 133 of each piezoelectric vibrating piece are shown, and the stress is almost 0 MPa in the region where the color of the mesa part 231 is uniform. .
プリント基板のZ’軸方向の曲げにおいては、各圧電振動片の主にスリットの−X軸側及び連結部133で応力がかかっていることが確認できる。圧電振動片230aでは、連結部133及びスリット137a近辺にかかっている応力が第1領域131aの方向に伸びていることが確認できる。それに対して、圧電振動片230b及び圧電振動片230cでは第1領域131aへの応力の影響が見られない。また圧電振動片230b及び圧電振動片230cでは、スリットの−X軸側に発生している応力のZ’軸方向への長さは連結部133のZ’軸方向の長さに近い。一方、圧電振動片230cでは、スリット137cの−Z’軸側の端では応力の発生が見られない。 In bending the printed circuit board in the Z′-axis direction, it can be confirmed that stress is applied mainly to the −X axis side of the slit and the connecting portion 133 of each piezoelectric vibrating piece. In the piezoelectric vibrating piece 230a, it can be confirmed that the stress applied to the vicinity of the connecting portion 133 and the slit 137a extends in the direction of the first region 131a. On the other hand, in the piezoelectric vibrating piece 230b and the piezoelectric vibrating piece 230c, the influence of the stress on the first region 131a is not seen. In the piezoelectric vibrating piece 230b and the piezoelectric vibrating piece 230c, the length of the stress generated on the −X axis side of the slit in the Z′-axis direction is close to the length of the connecting portion 133 in the Z′-axis direction. On the other hand, in the piezoelectric vibrating piece 230c, no stress is generated at the end of the slit 137c on the −Z′-axis side.
プリント基板のX軸方向の曲げにおいては、各圧電振動片の主にスリットの−X軸側及び連結部133に応力がかかっていることが確認できる。圧電振動片230aでは、スリット137aの−X軸側及び−Z’軸側で応力の発生が観測されている。また圧電振動片230b及び圧電振動片230cでは、圧電振動片のX軸方向への曲げの結果と同じようにスリットの−X軸側で応力が発生しており、応力のZ’軸方向への長さは連結部133のZ’軸方向の長さに近い。連結部133では各圧電振動片とも似たような応力の分布が見られる。 In bending the printed circuit board in the X-axis direction, it can be confirmed that stress is applied mainly to the −X-axis side of the slit and the connecting portion 133 of each piezoelectric vibrating piece. In the piezoelectric vibrating piece 230a, generation of stress is observed on the −X axis side and the −Z ′ axis side of the slit 137a. Further, in the piezoelectric vibrating piece 230b and the piezoelectric vibrating piece 230c, stress is generated on the −X axis side of the slit in the same manner as the result of bending the piezoelectric vibrating piece in the X axis direction. The length is close to the length of the connecting portion 133 in the Z′-axis direction. In the connecting portion 133, a stress distribution similar to that of each piezoelectric vibrating piece is observed.
図7及び図8からは、圧電振動片230aでは、スリット137a及び連結部133付近の応力が第1領域131aまで伸びることが分かる。一方、圧電振動片230b及び圧電振動片230cでは、スリット及び連結部133付近の応力が第1領域131aに伸びていないことがわかる。スリット付近で観測される応力は、圧電振動片230b及び圧電振動片230cにおいて似たような形状を有しており、連結部133のZ’軸方向の長さに対応していることから、連結部133のZ’軸方向の長さに関連していると考えられる。すなわち、スリットが連結部133の+X軸側に形成され、スリットのZ’軸方向の長さが連結部133のZ’軸方向の第2長さよりも長いとき、スリットの−X軸側及び連結部133に発生する応力が第1領域131aに伸びず、第1領域131aに応力がかかりにくくなることが分かる。 7 and 8, it can be seen that in the piezoelectric vibrating piece 230a, the stress in the vicinity of the slit 137a and the connecting portion 133 extends to the first region 131a. On the other hand, in the piezoelectric vibrating piece 230b and the piezoelectric vibrating piece 230c, it can be seen that the stress in the vicinity of the slit and the connecting portion 133 does not extend to the first region 131a. The stress observed in the vicinity of the slit has a similar shape in the piezoelectric vibrating piece 230b and the piezoelectric vibrating piece 230c and corresponds to the length of the connecting portion 133 in the Z′-axis direction. This is considered to be related to the length of the portion 133 in the Z′-axis direction. That is, when the slit is formed on the + X-axis side of the connecting portion 133 and the length of the slit in the Z′-axis direction is longer than the second length of the connecting portion 133 in the Z′-axis direction, It can be seen that the stress generated in the portion 133 does not extend to the first region 131a, and the stress is less likely to be applied to the first region 131a.
(第2実施形態)
圧電振動片の連結部のZ’軸方向の長さは、さまざまな長さに形成することができる。以下、図9(a)及び図9(b)を参照して連結部のZ’軸方向の長さがかえられた圧電振動片について説明する。また、以下の説明では、第1実施形態と同じ構成部分に関しては同じ記号を用いて表し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
The length of the connecting portion of the piezoelectric vibrating piece in the Z′-axis direction can be formed in various lengths. Hereinafter, the piezoelectric vibrating piece in which the length of the connecting portion in the Z′-axis direction is changed will be described with reference to FIGS. 9A and 9B. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same symbols, and the description thereof is omitted.
<圧電振動片230d及び圧電振動片230eの構成>
図9(a)は、圧電振動片230dの概略平面図である。図9(a)では、圧電振動片230dに形成される電極が省かれて示されている。圧電振動片230dは、励振部131、枠部132、及び連結部233dにより形成されている。圧電振動片230dでは、連結部233dのZ’軸方向の第2長さL2が第1辺138aの長さの半分より長く形成され、第2領域131bに形成されるスリット137dのZ’軸方向の長さSZ4が連結部233dのZ’軸方向の長さL2と同じ長さに形成される。圧電振動片230dのその他の構成は、図5(a)に示された圧電振動片230bと同様である。図8で示されたように、圧電振動片にかかる応力は、主に連結部及びスリットの−X軸側にかかっている。そのため圧電振動片230dでは、連結部233dのZ’軸方向の長さを長くすることで応力がかかりやすい連結部の耐衝撃性を向上させている。
<Configuration of Piezoelectric Vibrating Piece 230d and Piezoelectric Vibrating Piece 230e>
FIG. 9A is a schematic plan view of the piezoelectric vibrating piece 230d. In FIG. 9A, the electrode formed on the piezoelectric vibrating piece 230d is omitted. The piezoelectric vibrating piece 230d is formed by an excitation unit 131, a frame unit 132, and a connection unit 233d. In the piezoelectric vibrating piece 230d, the second length L2 in the Z′-axis direction of the coupling portion 233d is formed to be longer than half the length of the first side 138a, and the Z′-axis direction of the slit 137d formed in the second region 131b. Is formed to have the same length as the length L2 of the connecting portion 233d in the Z′-axis direction. The other configuration of the piezoelectric vibrating piece 230d is the same as that of the piezoelectric vibrating piece 230b shown in FIG. As shown in FIG. 8, the stress applied to the piezoelectric vibrating piece is mainly applied to the −X axis side of the connecting portion and the slit. For this reason, in the piezoelectric vibrating piece 230d, the impact resistance of the connecting portion where stress is easily applied is improved by increasing the length of the connecting portion 233d in the Z′-axis direction.
図9(b)は、圧電振動片230eの概略平面図である。図9(b)では、圧電振動片230eに形成される電極が省かれて示されている。圧電振動片230eは、励振部131、枠部132、及び連結部233eにより形成されている。圧電振動片230eでは、連結部233eのZ’軸方向の第2長さL2が第1辺138aの長さの半分より短く形成され、第2領域131bに形成されるスリット137eのZ’軸方向の長さSZ5が連結部233eのZ’軸方向の長さL2と同じ長さに形成される。圧電振動片230eのその他の構成は、図5(a)に示された圧電振動片230bと同様である。圧電振動片230eでは、連結部233eのZ’軸方向の第2長さL2が短いため、図8に示されるようなプリント基板を曲げたときにかかる応力が枠部132から励振部131へ伝わりにくくなっている。 FIG. 9B is a schematic plan view of the piezoelectric vibrating piece 230e. In FIG. 9B, the electrode formed on the piezoelectric vibrating piece 230e is omitted. The piezoelectric vibrating piece 230e is formed by an excitation part 131, a frame part 132, and a connection part 233e. In the piezoelectric vibrating piece 230e, the second length L2 of the coupling portion 233e in the Z′-axis direction is formed to be shorter than half the length of the first side 138a, and the Z′-axis direction of the slit 137e formed in the second region 131b. The length SZ5 is formed to the same length as the length L2 of the connecting portion 233e in the Z′-axis direction. The other configuration of the piezoelectric vibrating piece 230e is the same as that of the piezoelectric vibrating piece 230b shown in FIG. In the piezoelectric vibrating piece 230e, since the second length L2 in the Z′-axis direction of the connecting portion 233e is short, the stress applied when the printed circuit board as shown in FIG. 8 is bent is transmitted from the frame portion 132 to the excitation portion 131. It has become difficult.
(第3実施形態)
圧電振動片の連結部は、励振部の第1辺138aの中央に連結されていてもよい。以下に、連結部が励振部の第1辺138aの中央に連結されている圧電振動片330について図10(a)及び図10(b)を参照して説明する。
(Third embodiment)
The connecting portion of the piezoelectric vibrating piece may be connected to the center of the first side 138a of the excitation portion. Hereinafter, the piezoelectric vibrating piece 330 in which the connecting portion is connected to the center of the first side 138a of the excitation portion will be described with reference to FIGS. 10 (a) and 10 (b).
<圧電振動片330の構成>
図10(a)は、圧電振動片330の平面図である。圧電振動片330は、励振部131、連結部333、及び枠部132により形成されている。励振部131は、第1領域131a及び第2領域131bが形成されている。第1領域131aには励振電極134が形成されており、第2領域131bにはスリット337が形成されている。また、連結部333が励振部331の第1辺138aの中央に連結されている。スリット337は、連結部333の+X軸方向に形成されており、貫通孔136には繋がっていない。圧電振動片330では、+Y’軸側の面に形成されている励振電極134から引き出されている引出電極335は、スリット337の+Z’軸側及び連結部333を介して枠部132に引き出され、さらに+Z’軸方向及び+X軸方向に伸びて、枠部132の貫通孔136に面した+X軸側及び+Z’軸側の角部を含む側面135aを介して+Y’軸側の面から−Y’軸側の面まで引き出され、枠部132の−Y’軸側の面の+X軸側の+Z’軸側の角部にまで引き出されている。また、−Y’軸側の面に形成されている励振電極134から引き出される引出電極335は、スリット337の−Z’軸側及び連結部333を介して枠部132に引き出され、−Z’軸方向に伸びて枠部132の−Y’軸側の面の−X軸側の−Z’軸側の角部にまで引き出されている。圧電振動片330のその他の構成は、圧電振動片130と同様である。
<Configuration of Piezoelectric Vibrating Piece 330>
FIG. 10A is a plan view of the piezoelectric vibrating piece 330. The piezoelectric vibrating piece 330 is formed by an excitation unit 131, a connection unit 333, and a frame unit 132. The excitation unit 131 includes a first region 131a and a second region 131b. An excitation electrode 134 is formed in the first region 131a, and a slit 337 is formed in the second region 131b. In addition, the connecting portion 333 is connected to the center of the first side 138 a of the excitation portion 331. The slit 337 is formed in the + X-axis direction of the connecting portion 333 and is not connected to the through hole 136. In the piezoelectric vibrating piece 330, the extraction electrode 335 extracted from the excitation electrode 134 formed on the surface on the + Y′-axis side is extracted to the frame portion 132 via the + Z′-axis side of the slit 337 and the connecting portion 333. Further, from the surface on the + Y′-axis side through the side surface 135a that extends in the + Z′-axis direction and the + X-axis direction and faces the through hole 136 of the frame portion 132 and includes the corners on the + X-axis side and the + Z′-axis side − The surface is pulled out to the surface on the Y′-axis side, and is pulled out to the corner portion on the + Z-axis side on the + X-axis side of the surface on the −Y′-axis side of the frame portion 132. In addition, the extraction electrode 335 extracted from the excitation electrode 134 formed on the surface at the −Y′-axis side is extracted to the frame portion 132 via the −Z′-axis side of the slit 337 and the connecting portion 333, and −Z ′. It extends in the axial direction and is drawn out to the −Z′-axis-side corner of the −X′-axis side surface of the frame 132 on the −Y′-axis-side surface. Other configurations of the piezoelectric vibrating piece 330 are the same as those of the piezoelectric vibrating piece 130.
図10(b)は、電極が形成されていない圧電振動片330の平面図である。連結部333のZ’軸方向の長さは第2長さL2に形成されており、スリット337のZ’軸方向の長さは長さSZ6に形成されている。長さSZ6は連結部333のZ’軸方向の長さである第2長さL2と同じ長さである。そのため、連結部333及びスリット337の−X軸側で発生する応力が第1領域131aに伝わりにくい。 FIG. 10B is a plan view of the piezoelectric vibrating piece 330 on which no electrode is formed. The length of the connecting portion 333 in the Z′-axis direction is formed to the second length L2, and the length of the slit 337 in the Z′-axis direction is formed to the length SZ6. The length SZ6 is the same length as the second length L2 that is the length of the connecting portion 333 in the Z′-axis direction. Therefore, the stress generated on the −X axis side of the connecting portion 333 and the slit 337 is not easily transmitted to the first region 131a.
(第4実施形態)
圧電振動片の連結部は2つ形成され、励振部と2箇所で連結していてもよい。以下に、連結部が2つ形成され、励振部と2箇所で結合されている圧電振動片430について図11(a)及び図11(b)を参照して説明する。
(Fourth embodiment)
Two connecting portions of the piezoelectric vibrating piece may be formed and connected to the exciting portion at two locations. Hereinafter, the piezoelectric vibrating piece 430 formed with two coupling portions and coupled to the excitation portion at two locations will be described with reference to FIGS. 11 (a) and 11 (b).
<圧電振動片430の構成>
図11(a)は、圧電振動片430の平面図である。圧電振動片430は、励振部131と、連結部433と、枠部132とを有している。励振部431は、第1領域131aと第2領域131bとを有している。第1領域131aの+Y’軸側及び−Y’軸側の面には励振電極134が形成されている。第2領域131bは、励振部131の−X軸側の辺である第1辺138aを有し、スリット437が形成されている。連結部433は第1辺138aの+Z’軸側の端、及び−Z’軸側の端の2箇所で連結しており、スリット437は各連結部433の+X軸方向にそれぞれ形成されている。+Y’軸側に形成されている励振電極134から引き出されている引出電極435は、第2領域131b及び+Z’軸側の連結部433を通って枠部132に引き出され、さらに枠部132の+Z’軸方向及び+X軸方向に進む。そして枠部132の+X軸側の+Z’軸側の貫通孔136に面する角部を含む側面135aで+Y’軸側の面から−Y’軸側の面にまで引き出され、−Y’軸側の面の+X軸側の+Z’軸側の角部にまで引き出されている。−Y’軸側に形成されている励振電極134から引き出されている引出電極435は、第2領域131b及び−Z’軸側の連結部433を通って枠部132に引き出され、枠部132の−Y’軸側の面の−X軸側の−Z’軸側の角部にまで形成されている。
<Configuration of Piezoelectric Vibrating Piece 430>
FIG. 11A is a plan view of the piezoelectric vibrating piece 430. The piezoelectric vibrating piece 430 includes an excitation part 131, a connection part 433, and a frame part 132. The excitation unit 431 has a first region 131a and a second region 131b. Excitation electrodes 134 are formed on the surfaces of the first region 131a on the + Y′-axis side and the −Y′-axis side. The second region 131b has a first side 138a that is a side on the −X axis side of the excitation unit 131, and a slit 437 is formed therein. The connecting portion 433 is connected at two locations, the end on the + Z′-axis side and the end on the −Z′-axis side of the first side 138a, and the slits 437 are formed in the + X-axis direction of each connecting portion 433, respectively. . The extraction electrode 435 extracted from the excitation electrode 134 formed on the + Y′-axis side is extracted to the frame portion 132 through the second region 131b and the + Z′-axis side connection portion 433, and Proceed in the + Z ′ axis direction and the + X axis direction. Then, the frame part 132 is pulled out from the surface on the + Y′-axis side to the surface on the −Y′-axis side by the side surface 135a including the corner portion facing the through hole 136 on the + Z′-axis side on the + X-axis side of the frame portion 132, and −Y′-axis It is pulled out to the corner of the + Z′-axis side on the + X-axis side of the side surface. The extraction electrode 435 extracted from the excitation electrode 134 formed on the −Y′-axis side is extracted to the frame portion 132 through the second region 131 b and the −Z′-axis side connection portion 433, and the frame portion 132. Of the surface on the −Y′-axis side of the −Z′-axis side of the −X′-side surface.
図11(b)は、電極が形成されていない圧電振動片430の平面図である。各連結部433のZ’軸方向の長さはそれぞれ第2長さL2に形成されており、各スリット437のZ’軸方向の長さは第2長さL2と同じ長さである長さSZ7に形成されている。圧電振動片430では、励振部131と枠部132とが2つの連結部433により連結されることにより励振部131と枠部132との連結の強度が向上し、圧電振動片430の耐衝撃性が向上する。 FIG. 11B is a plan view of the piezoelectric vibrating piece 430 on which no electrode is formed. The length of each connecting portion 433 in the Z′-axis direction is formed to a second length L2, and the length of each slit 437 in the Z′-axis direction is the same length as the second length L2. It is formed in SZ7. In the piezoelectric vibrating piece 430, the excitation portion 131 and the frame portion 132 are connected by the two connecting portions 433, thereby improving the connection strength between the exciting portion 131 and the frame portion 132, and the impact resistance of the piezoelectric vibrating piece 430. Will improve.
以上、本発明の最適な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。 The optimum embodiment of the present invention has been described in detail above. However, as will be apparent to those skilled in the art, the present invention can be implemented with various modifications and variations within the technical scope thereof.
例えば、上記の実施形態では第1辺が第2辺よりも短く形成されていたが、第1辺は第2辺よりも長く形成されていてもよい。 For example, in the above embodiment, the first side is formed shorter than the second side, but the first side may be formed longer than the second side.
また、上記の実施形態では圧電振動片がATカットの水晶振動片である場合を示したが、同じように厚みすべりモードで振動するBTカットなどであっても同様に適用できる。さらに圧電振動片は水晶材料のみならず、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムあるいは圧電セラミックを含む圧電材料に基本的に適用できる。 In the above embodiment, the case where the piezoelectric vibrating piece is an AT-cut crystal vibrating piece has been described. However, the present invention can be similarly applied to a BT cut that vibrates in the thickness-slip mode. Further, the piezoelectric vibrating piece can be basically applied not only to a quartz material but also to a piezoelectric material including lithium tantalate, lithium niobate, or piezoelectric ceramic.
100 … 圧電デバイス
110 … リッド
111、121 … 凹部
112、122 … 接合面
120 … ベース
123 … 接続電極
124 … 実装端子
125 … 側面電極
126 … キャスタレーション
130、230a、230b、230c、230d、230e、330、430 … 圧電振動片
131 … 励振部
132 … 枠部
133、233d、233e、333 … 連結部
134 … 励振電極
135、335、435 … 引出電極
136 … 貫通孔
137、137a、137c、137d、137e、337、437 … スリット
138a … 第1辺
138b … 第2辺
141 … 封止材
200 … プリント基板
231 … メサ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Piezoelectric device 110 ... Lid 111, 121 ... Recessed part 112, 122 ... Bonding surface 120 ... Base 123 ... Connection electrode 124 ... Mounting terminal 125 ... Side electrode 126 ... Castellation 130, 230a, 230b, 230c, 230d, 230e, 330 430 ... Piezoelectric vibrating piece 131 ... Excitation part 132 ... Frame part 133, 233d, 233e, 333 ... Connection part 134 ... Excitation electrode 135, 335, 435 ... Extraction electrode 136 ... Through-hole 137, 137a, 137c, 137d, 137e, 337, 437 ... slit 138a ... first side 138b ... second side 141 ... sealing material 200 ... printed circuit board 231 ... mesa portion
Claims (7)
前記励振部を囲む枠部と、
前記励振部の前記第1辺と前記枠部とを連結し、前記第1方向の長さが第2長さである連結部と、を備え、
前記励振部は、両主面に励振電極が形成される矩形形状の第1領域と、前記励振部の両主面を貫通し前記第1方向に伸びるスリット及び前記第1辺を含み、前記スリットの前記第1領域側の端と前記第1辺とに挟まれて形成される矩形形状の第2領域と、を有し、
前記スリットは、前記連結部の前記第2方向に前記第1辺から第3長さだけ移動した位置に形成され、
前記第2長さは前記第1長さよりも小さく、前記スリットの前記第1方向の長さは前記第2長さ以上前記第1長さ以下である圧電振動片。 A rectangular-shaped excitation unit that extends in a first direction and has a pair of second sides extending in a second direction perpendicular to the first direction and a first side having a length formed in the first length;
A frame surrounding the excitation unit;
A coupling portion that couples the first side of the excitation unit and the frame portion, and a length in the first direction is a second length;
The excitation part includes a rectangular first region where excitation electrodes are formed on both main surfaces, a slit extending through the main surfaces of the excitation part and extending in the first direction, and the first side. A rectangular second region formed by being sandwiched between an end of the first region side and the first side,
The slit is formed at a position moved from the first side by a third length in the second direction of the connecting portion;
The piezoelectric vibrating piece, wherein the second length is smaller than the first length, and the length of the slit in the first direction is not less than the second length and not more than the first length.
前記スリットは、前記連結部が連結される前記第1辺の端に繋がる前記第2辺を突き抜けて形成されている請求項1又は請求項2に記載の圧電振動片。 The connecting portion is connected to one end of the first side,
3. The piezoelectric vibrating piece according to claim 1, wherein the slit is formed by penetrating the second side connected to an end of the first side to which the connecting portion is connected.
前記各連結部の前記第2方向に伸びる前記各スリットは、前記各連結部が連結される前記第1辺の端に繋がるそれぞれの前記第2辺をそれぞれ突き抜けて形成され、
前記各スリットは互いに分かれている請求項1又は請求項2に記載の圧電振動片。 The connecting portions are respectively connected to both ends of the first side;
The slits extending in the second direction of the connecting portions are formed through the second sides connected to ends of the first sides to which the connecting portions are connected, respectively.
The piezoelectric vibrating piece according to claim 1, wherein the slits are separated from each other.
前記スリットは前記一対の第2辺に突き抜けていない請求項1又は請求項2に記載の圧電振動片。 The connecting portion is connected to the center of the first side;
The piezoelectric vibrating piece according to claim 1, wherein the slit does not penetrate through the pair of second sides.
前記圧電振動片の前記枠部の一方の主面に接合されるリッドと、
前記圧電振動片の前記枠部の他方の主面に接合されるベースと、
を含む圧電デバイス。
The piezoelectric vibrating piece according to any one of claims 1 to 6,
A lid joined to one main surface of the frame portion of the piezoelectric vibrating piece;
A base bonded to the other main surface of the frame portion of the piezoelectric vibrating piece;
Piezoelectric device including:
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