JP2013042388A - Piezoelectric vibration piece and piezoelectric device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric vibration piece and a piezoelectric device in which the impact of stress on a vibration part is minimized.SOLUTION: The piezoelectric vibration piece includes a vibration part having a first side of length WS and a second side of length LS, a frame having a first frame of length WA and a second frame of length LA and surrounding the vibration part, and one coupling part which couples the first side of the vibration part and the first frame of the frame in the middle of the first side and first frame with a width WR and a length LR, and satisfies at least one of formula 1, formula 2, formula 3 or formula 4. (0.1471×LS-0.004)×0.75<LR<(0.1471×LS-0.004)×1.25...formula 1, (0.3545×WS+0.044)×0.8<WR<(0.3545×WS+0.044)×1.2...formula 2, (0.85×LA-0.3125)×0.94<LS<(0.85×LA-0.3125)×1.06...formula 3, (0.7237×WA-0.272)×0.88<WS<(0.7237×WA-0.272)×1.12...formula 4.

Description

本発明は、振動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 a vibrating part is suppressed.

所定の周波数で振動する振動部と振動部の周りを囲む枠部とを有する圧電振動片が知られている。このような圧電振動片には枠部の表裏面にリッド板及びベース板が接合されて圧電デバイスが形成され、圧電デバイスはプリント基板などに実装されて用いられる。このような圧電デバイスはプリント基板にかかる応力を受ける場合があり、圧電デバイスにかかる応力は、圧電振動片に影響を与え、振動部の振動周波数の特性を変化させる。   There is known a piezoelectric vibrating piece having a vibrating part that vibrates at a predetermined frequency and a frame part surrounding the vibrating part. In such a piezoelectric vibrating piece, a lid plate and a base plate are joined to the front and back surfaces of the frame portion to form a piezoelectric device, and the piezoelectric device is mounted on a printed board or the like. Such a piezoelectric device may receive a stress applied to the printed circuit board. The stress applied to the piezoelectric device affects the piezoelectric vibrating piece and changes the characteristics of the vibration frequency of the vibration part.

このような振動部の振動周波数に影響を及ぼすような応力を振動部が受けないようにするための方法として、例えば特許文献1には、圧電振動片の振動部と接着部とを切欠き部により分けることにより振動部に応力が伝わることを妨げ、振動周波数の特性の変化が抑えられた圧電振動片が開示されている。   As a method for preventing the vibration part from receiving such stress that affects the vibration frequency of the vibration part, for example, Patent Document 1 discloses that a vibration part and an adhesive part of a piezoelectric vibrating piece are notched. A piezoelectric vibrating piece is disclosed in which stress is prevented from being transmitted to the vibrating portion by dividing the vibration portion, and changes in vibration frequency characteristics are suppressed.

特開2011−66779号公報JP 2011-66779 A

しかし、特許文献1においても圧電振動片の振動周波数の特性の変化を抑えることは十分ではない。また、特許文献1の圧電振動片は枠部を有していない。圧電振動片は、さらに振動部へ応力がかからないようにし、振動周波数の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 frequency characteristics of the piezoelectric vibrating piece. Further, the piezoelectric vibrating piece of Patent Document 1 does not have a frame portion. It is desired that the piezoelectric vibrating piece further prevents stress from being applied to the vibrating portion and suppresses changes in the characteristics of the vibration frequency.

本発明は、振動部、枠部、及び連結部の寸法の関係が適切な関係になるように形成することにより振動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。   The present invention provides a piezoelectric vibrating piece and a piezoelectric device in which the influence of the stress on the vibrating part is suppressed by forming the vibrating part, the frame part, and the connecting part so that the dimensional relationship is appropriate. With the goal.

第1観点の圧電振動片は、第1方向に伸びた長さWSの第1辺及び第1方向に直交する第2方向に伸びる長さLSの第2辺を有する四角形状の振動部と、第1方向に伸びる長さWAの第1枠と第2方向に伸びる長さLAの第2枠とを有し振動部を取り囲む枠部と、振動部の第1辺と枠部の第1枠とを第1辺と第1枠との中央で、第1方向の幅WR及び第2方向の長さLRで連結する一本の連結部と、を備え、数式1、数式2、数式3、又は数式4の少なくとも1つを満たす。
(0.1471×LS―0.004)×0.75<LR<(0.1471×LS―0.004)×1.25 …数式1
(0.3545×WS+0.044)×0.8<WR<(0.3545×WS+0.044)×1.2 …数式2
(0.85×LA−0.3125)×0.94<LS<(0.85×LA−0.3125)×1.06 …数式3
(0.7237×WA−0.272)×0.88<WS<(0.7237×WA−0.272)×1.12 …数式4
A piezoelectric vibrating piece according to a first aspect includes a rectangular vibrating portion having a first side having a length WS extending in a first direction and a second side having a length LS extending in a second direction orthogonal to the first direction; A frame portion having a first frame having a length WA extending in the first direction and a second frame having a length LA extending in the second direction and surrounding the vibration portion, a first side of the vibration portion, and a first frame of the frame portion And a connecting portion that connects the first side and the first frame with a width WR in the first direction and a length LR in the second direction, and Formula 1, Formula 2, Formula 3, Or, at least one of Expression 4 is satisfied.
(0.1471 × LS−0.004) × 0.75 <LR <(0.1471 × LS−0.004) × 1.25 Formula 1
(0.3545 × WS + 0.044) × 0.8 <WR <(0.3545 × WS + 0.044) × 1.2 Formula 2
(0.85 × LA−0.3125) × 0.94 <LS <(0.85 × LA−0.3125) × 1.06 Equation 3
(0.7237 × WA−0.272) × 0.88 <WS <(0.7237 × WA−0.272) × 1.12 Equation 4

第2観点の圧電振動片は、第1観点において、振動部がメサ領域とメサ領域の周囲に形成されメサ領域よりも薄い周辺領域とを有し、メサ領域には励振電極が形成され、連結部及び枠部には励振電極から引き出された引出電極が形成されている。   The piezoelectric vibrating piece according to the second aspect is the first aspect, in which the vibrating portion has a mesa region and a peripheral region formed around the mesa region and is thinner than the mesa region, and an excitation electrode is formed in the mesa region. An extraction electrode extracted from the excitation electrode is formed on the part and the frame part.

第3観点の圧電振動片は、第2観点において、振動部の周辺領域及び連結部が同じ厚さである。   In the piezoelectric vibrating piece according to the third aspect, in the second aspect, the peripheral area of the vibrating part and the connecting part have the same thickness.

第4観点の圧電デバイスは、第1観点から第3観点の圧電振動片と、枠部の一方の面に接続されるリッド板と、枠部の他方の面に接続され、外部電極を有するベース板と、を備える。   A piezoelectric device according to a fourth aspect includes a piezoelectric vibrating piece according to the first to third aspects, a lid plate connected to one surface of the frame portion, and a base having an external electrode connected to the other surface of the frame portion. A board.

本発明の圧電振動片によれば、振動部、枠部、及び連結部の寸法の関係が適切な関係になるように形成することにより振動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 influence of the stress on the vibrating portion can be suppressed by forming the relationship between the dimensions of the vibrating portion, the frame portion, and the connecting portion to be an appropriate relationship.

圧電デバイス100の分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a piezoelectric device 100. FIG. (a)は、図1のA−A断面の断面図である。 (b)は、圧電振動片130の平面図である。(A) is sectional drawing of the AA cross section of FIG. FIG. 4B is a plan view of the piezoelectric vibrating piece 130. (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。 (b)は、図2(b)のB−B断面図である。(A) is a top view of the piezoelectric vibrating piece 130 in which no electrode is formed. (B) is BB sectional drawing of FIG.2 (b). (a)は、連結部133の幅WRが0.32mmの圧電振動片のシミュレーション結果である。 (b)は、連結部133の幅WRが0.35mmの圧電振動片のシミュレーション結果である。 (c)は、連結部133の幅WRが0.45mmの圧電振動片のシミュレーション結果である。 (d)は、連結部133の幅WRが0.55mmの圧電振動片のシミュレーション結果である。(A) is a simulation result of a piezoelectric vibrating piece having a width WR of the connecting portion 133 of 0.32 mm. (B) is a simulation result of the piezoelectric vibrating piece in which the width WR of the connecting portion 133 is 0.35 mm. (C) is a simulation result of a piezoelectric vibrating piece having a width WR of the connecting portion 133 of 0.45 mm. (D) is a simulation result of a piezoelectric vibrating piece having a width WR of the connecting portion 133 of 0.55 mm. 圧電振動片のX軸方向の応力値の分布を示したグラフである。It is the graph which showed distribution of the stress value of the X-axis direction of a piezoelectric vibrating piece. 圧電振動片の振動部のX軸方向の長さLSと、連結部のX軸方向の長さLRとの関係が示されたグラフである。6 is a graph showing a relationship between a length LS in the X-axis direction of a vibrating portion of a piezoelectric vibrating piece and a length LR in the X-axis direction of a connecting portion. 圧電振動片の振動部のZ’軸方向の幅WSと、連結部のZ’軸方向の幅WRとの関係が示されたグラフである。5 is a graph showing a relationship between a width WS of a vibrating portion of a piezoelectric vibrating piece in a Z′-axis direction and a width WR of a connecting portion in a Z′-axis direction. 圧電振動片の振動部のX軸方向の長さLSと、枠部のX軸方向の長さLAとの関係が示されたグラフである。6 is a graph showing a relationship between a length LS in the X-axis direction of a vibrating portion of a piezoelectric vibrating piece and a length LA in the X-axis direction of a frame portion. 圧電振動片の振動部のZ’軸方向の幅WSと、枠部のZ’軸方向の幅WAとの関係が示されたグラフである。4 is a graph showing the relationship between the width WS of the vibrating portion of the piezoelectric vibrating piece in the Z′-axis direction and the width WA of the frame portion in the Z′-axis direction. (a)は、圧電振動片230の平面図である。 (b)は、図10(a)のC−C断面図である。FIG. 6A is a plan view of the piezoelectric vibrating piece 230. (B) is CC sectional drawing of Fig.10 (a).

以下、本発明の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。   Hereinafter, embodiments of the present 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、リッド板110と、ベース板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 plate 110, a base plate 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、所定の振動周波数で振動する振動部131と、振動部131を囲む枠部132と、振動部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。励振電極134は、振動部131の+Y’軸側の面及び−Y’軸側の面に形成されている。各励振電極134からは、連結部133を通り枠部132にまでそれぞれ引出電極135が引き出されている。   The piezoelectric vibrating piece 130 includes a vibrating part 131 that vibrates at a predetermined vibration frequency, a frame part 132 that surrounds the vibrating part 131, and a connecting part 133 that connects the vibrating part 131 and the frame part 132. The excitation electrode 134 is formed on the surface on the + Y′-axis side and the surface on the −Y′-axis side of the vibration unit 131. An extraction electrode 135 is extracted from each excitation electrode 134 to the frame portion 132 through the connecting portion 133.

ベース板120は、圧電振動片130の−Y’軸側に配置される。ベース板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。ベース板120の−Y’軸側の面には一対の外部電極124が形成されている。この外部電極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、ベース板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にはキャスタレーション電極125が形成されている。ベース板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に形成されるキャスタレーション電極125を介して外部電極124に電気的に接続されている。ベース板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 plate 120 is disposed on the −Y′-axis side of the piezoelectric vibrating piece 130. The base plate 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 external electrodes 124 is formed on the surface at the −Y′-axis side of the base plate 120. The external device 124 is fixed to 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 plate 120, and castellation electrodes 125 are formed on the castellations 126. A recess 121 is formed on the surface of the base plate 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 external electrode 124 via a castellation electrode 125 formed on the castellation 126. The base plate 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.

リッド板110は、圧電振動片130の+Y’軸側に配置される。リッド板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。リッド板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 plate 110 is disposed on the + Y′-axis side of the piezoelectric vibrating piece 130. A concave portion 111 is formed on the surface of the lid plate 110 on the −Y′-axis side, and a bonding surface 112 is formed around the concave portion 111. The lid plate 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(a)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’軸側の面にリッド板110の接合面112が封止材141を介して接合され、枠部132の−Y’軸側の面にベース板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とベース板120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とベース板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。これによりメサ領域131aの+Y’軸側及び−Y’軸側に形成されている各励振電極134は、引出電極135、接続電極123、及びキャスタレーション電極125を介して外部電極124に電気的に接続される。   FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. In the piezoelectric device 100, the bonding surface 112 of the lid plate 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 plate 120 is joined via the sealing material 141. When the piezoelectric vibrating piece 130 and the base plate 120 are bonded, the connection formed on the extraction electrode 135 formed on the surface at the −Y′-axis side of the frame portion 132 and the bonding surface 122 of the base plate 120. The electrode 123 is electrically connected. As a result, the excitation electrodes 134 formed on the + Y′-axis side and the −Y′-axis side of the mesa region 131a are electrically connected to the external electrode 124 via the extraction electrode 135, the connection electrode 123, and the castellation electrode 125. Connected.

図2(b)は、圧電振動片130の平面図である。圧電振動片130は、矩形形状に形成された振動部131と、振動部131を囲む枠部132と、振動部131と枠部132とを連結する1本の連結部133と、により構成されている。振動部131は、振動部131の−X軸側の辺である第1辺138aと、振動部131の+Z’軸側及び−Z’軸側の辺である第2辺138bと、を有している。また枠部132は、Z’軸方向に伸びる第1枠132aと、X軸方向に伸びる第2枠132bと、により形成されている。第1枠132aは、振動部131の+X軸側及び−X軸側に配置され、第2枠132bは、振動部131の+Z’軸側及び−Z’軸側に配置されている。連結部133は、振動部131の第1辺138aの中央に連結され、そこから−X軸方向に伸びて−X軸側の第1枠132aの中央に連結されている。また、振動部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。振動部131は、励振電極134が形成されているメサ領域131aと、メサ領域131aの周囲に形成される周辺領域131bと、連結部133に直接連結される連結領域131cと、により構成されている。メサ領域131a及び連結領域131cの間には周辺領域131bが形成されており、メサ領域131aと連結領域131cとは互いに接触していない。メサ領域131aの+Y’軸側の面に形成されている励振電極134からは、周辺領域131b、連結領域131c、連結部133の+Y’軸側の面、連結部133の+Z’軸側の側面133a、及び連結部133の−Y’軸側の面を介し、枠部132の−Y’軸側の面の−X軸側の+Z’軸側の角部にまで引出電極135が引き出されている。また、メサ領域131aの−Y’軸側の面に形成されている励振電極134(図2(a)参照)からは、周辺領域131b、連結領域131c、及び連結部133の−Y’軸側の面を介して枠部132に引出電極135が引き出され、引出電極135はさらに枠部132の−Y’軸側の面を−Z’軸方向及び+X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。−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135は枠部132の+X軸側まで引き出されているため、+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135よりも形成距離が長く形成されている。   FIG. 2B is a plan view of the piezoelectric vibrating piece 130. The piezoelectric vibrating piece 130 includes a vibrating portion 131 that is formed in a rectangular shape, a frame portion 132 that surrounds the vibrating portion 131, and a single connecting portion 133 that connects the vibrating portion 131 and the frame portion 132. Yes. The vibration unit 131 includes a first side 138a that is a side on the −X axis side of the vibration unit 131, and a second side 138b that is a side on the + Z ′ axis side and the −Z ′ axis side of the vibration unit 131. ing. The frame portion 132 is formed of a first frame 132a extending in the Z′-axis direction and a second frame 132b extending in the X-axis direction. The first frame 132a is disposed on the + X axis side and the −X axis side of the vibration unit 131, and the second frame 132b is disposed on the + Z ′ axis side and the −Z ′ axis side of the vibration unit 131. The connecting portion 133 is connected to the center of the first side 138a of the vibration portion 131, and extends in the −X axis direction therefrom and is connected to the center of the first frame 132a on the −X axis side. Further, a region other than the coupling portion 133 between the vibrating portion 131 and the frame portion 132 is a through hole 136 that penetrates the piezoelectric vibrating piece 130 in the Y′-axis direction. The vibration part 131 includes a mesa region 131a where the excitation electrode 134 is formed, a peripheral region 131b formed around the mesa region 131a, and a connection region 131c that is directly connected to the connection part 133. . A peripheral region 131b is formed between the mesa region 131a and the connection region 131c, and the mesa region 131a and the connection region 131c are not in contact with each other. From the excitation electrode 134 formed on the surface on the + Y′-axis side of the mesa region 131a, the peripheral region 131b, the connecting region 131c, the surface on the + Y′-axis side of the connecting portion 133, and the side surface on the + Z′-axis side of the connecting portion 133 The extraction electrode 135 is led out to the corner on the −Z ′ axis side on the −X ′ side of the −Y ′ axis side surface of the frame portion 132 through the surface on the −Y ′ axis side of the coupling portion 133 and 133a. Yes. Further, from the excitation electrode 134 (see FIG. 2A) formed on the surface of the mesa region 131a on the −Y′-axis side, the peripheral region 131b, the connection region 131c, and the connection portion 133 on the −Y′-axis side. The extraction electrode 135 is extracted to the frame portion 132 through the surface of the frame portion 132, and the extraction electrode 135 further extends on the −Y′-axis side surface of the frame portion 132 in the −Z′-axis direction and the + X-axis direction. It is drawn out to the corner of the surface on the Y′-axis side on the + Z-axis side on the + X-axis side. Since 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 of the frame portion 132, the excitation formed on the surface on the + Y′-axis side. The formation distance is longer than that of the extraction electrode 135 extracted from the electrode 134.

図3(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。振動部131の第1辺138aの長さは長さWSであり、第2辺138bは長さLSに形成されている。また、圧電振動片130の枠部132の第1枠132aの全体のZ’軸方向の長さを長さWA、枠部132の第2枠132bのX軸方向の全体の長さを長さLA、連結部133のZ’軸方向の幅を幅WR、連結部133のX軸方向の長さを長さLRとする。   FIG. 3A 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 vibration part 131 is the length WS, and the second side 138b is formed to the length LS. Further, the entire length of the first frame 132a of the frame portion 132 of the piezoelectric vibrating piece 130 is the length WA, and the entire length of the second frame 132b of the frame portion 132 is the length of the X-axis direction. LA, the width in the Z′-axis direction of the connecting portion 133 is the width WR, and the length of the connecting portion 133 in the X-axis direction is the length LR.

図3(b)は、図2(b)のB−B断面図である。圧電振動片130は、枠部132のY’軸方向への厚さが厚さT1、連結部133、振動部131の連結領域131c及びメサ領域131aのY’軸方向の厚さが厚さT2、振動部131の周辺領域131bのY’軸方向の厚さが厚さT3に形成されている。すなわち、連結部133と連結領域131cとは互いに厚さT2で直接連結されている。圧電振動片130では、厚さT1は厚さT2及び厚さT3よりも厚く形成されており、厚さT2は厚さT3より厚く形成されている。   FIG.3 (b) is BB sectional drawing of FIG.2 (b). The piezoelectric vibrating piece 130 has a thickness T1 in the Y′-axis direction of the frame portion 132, and a thickness T2 in the Y′-axis direction of the connecting portion 133, the connecting region 131c of the vibrating portion 131, and the mesa region 131a. The thickness in the Y′-axis direction of the peripheral region 131b of the vibration part 131 is formed to a thickness T3. That is, the connecting portion 133 and the connecting region 131c are directly connected to each other with a thickness T2. In the piezoelectric vibrating piece 130, the thickness T1 is formed to be thicker than the thickness T2 and the thickness T3, and the thickness T2 is formed to be thicker than the thickness T3.

<<圧電振動片の応力特性の測定>>
シミュレーションによる圧電振動片にかかる応力の予測、及び圧電デバイスを作製して圧電振動片の特性を測定することにより、圧電振動片の振動部にかかる応力が抑えられる圧電振動片の適切な寸法を求めるための実験を行った。以下に、圧電振動片のシミュレーション結果及び圧電振動片の特性の測定結果について説明する。
<< Measurement of Stress Characteristics of Piezoelectric Vibrating Piece >>
Obtain the appropriate dimensions of the piezoelectric vibrating piece that can suppress the stress applied to the vibrating part of the piezoelectric vibrating piece by predicting the stress applied to the piezoelectric vibrating piece by simulation and measuring the characteristics of the piezoelectric vibrating piece by fabricating a piezoelectric device. An experiment was conducted. Below, the simulation result of a piezoelectric vibrating piece and the measurement result of the characteristic of a piezoelectric vibrating piece are demonstrated.

<シミュレーション結果>
圧電デバイスがプリント基板に実装された状態において、プリント基板を曲げた場合に圧電振動片にかかる応力を求めるためのシミュレーションを行った。図4及び図5を参照して、シミュレーションの結果を説明する。また、以下のシミュレーションでは、圧電振動片の寸法を、長さLAが2.0mm、長さWAが1.6mm、長さLSが1.4mm、長さWSが1.375mm、長さLRが0.15mmとし、連結部133の幅WRを変えた場合の圧電振動片にかかる応力の違いを調べている。
<Simulation results>
In a state where the piezoelectric device is mounted on the printed board, a simulation was performed to obtain the stress applied to the piezoelectric vibrating piece when the printed board was bent. The simulation results will be described with reference to FIGS. In the following simulation, the dimensions of the piezoelectric vibrating piece are as follows: length LA is 2.0 mm, length WA is 1.6 mm, length LS is 1.4 mm, length WS is 1.375 mm, and length LR is The difference in stress applied to the piezoelectric vibrating piece when the width WR of the connecting portion 133 is changed to 0.15 mm is examined.

図4(a)は、連結部133の幅WRが0.32mmである圧電振動片のシミュレーション結果である。図4(a)では、シミュレーション結果が振動部131及び連結部133の平面図に示されている。シミュレーション結果では、灰色の領域は圧電振動片にX軸方向の応力がほぼかかっていないことを示しており、灰色から黒色に色が濃くなるにつれて圧電振動片のX軸方向の引っ張り応力が強くなり、灰色から白色に色が薄くなるにつれて圧電振動片のX軸方向の圧縮応力が強くなる状態を示している。図4(a)に示された圧電振動片では、振動部131の連結部133が接続されている付近の領域に応力かかっていることが分かる。また、メサ領域131aはほぼ灰色の領域となっているため、メサ領域131aには殆ど応力がかかっていないことが分かる。   FIG. 4A shows a simulation result of the piezoelectric vibrating piece in which the width WR of the connecting portion 133 is 0.32 mm. In FIG. 4A, the simulation result is shown in a plan view of the vibrating part 131 and the connecting part 133. In the simulation results, the gray area indicates that almost no stress in the X-axis direction is applied to the piezoelectric vibrating piece. As the color increases from gray to black, the tensile stress in the X-axis direction of the piezoelectric vibrating piece increases. The state is shown in which the compressive stress in the X-axis direction of the piezoelectric vibrating piece becomes stronger as the color becomes lighter from gray to white. In the piezoelectric vibrating piece shown in FIG. 4A, it can be seen that stress is applied to a region in the vicinity of the connecting portion 133 of the vibrating portion 131 connected thereto. Further, since the mesa region 131a is a substantially gray region, it can be seen that the mesa region 131a is hardly stressed.

図4(b)は、連結部133の幅WRが0.35mmである圧電振動片のシミュレーション結果である。図4(b)に示された圧電振動片では、連結部133の+Z’軸側、−Z’軸側、及び中心付近の色が灰色よりも濃く又は薄くなっており、これらの領域に応力がかかることが分かる。また、メサ領域131aはほぼ灰色の領域となっているため、メサ領域131aには殆ど応力がかかっていないことが分かる。   FIG. 4B shows a simulation result of the piezoelectric vibrating piece in which the width WR of the connecting portion 133 is 0.35 mm. In the piezoelectric vibrating piece shown in FIG. 4B, the color of the connecting portion 133 near the + Z′-axis side, the −Z′-axis side, and the center is darker or lighter than gray, and stress is applied to these regions. It turns out that it takes. Further, since the mesa region 131a is a substantially gray region, it can be seen that the mesa region 131a is hardly stressed.

図4(c)は、連結部133の幅WRが0.45mmである圧電振動片のシミュレーション結果である。図4(c)に示された圧電振動片では、連結部133とメサ領域131aとの間の領域が灰色よりも濃くなっており、この領域に強い応力がかかることが分かる。また、メサ領域131aにおいては、灰色よりも薄い色が見られるため、メサ領域131aにも多少の応力がかかる。   FIG. 4C shows a simulation result of the piezoelectric vibrating piece in which the width WR of the connecting portion 133 is 0.45 mm. In the piezoelectric vibrating piece shown in FIG. 4C, the region between the connecting portion 133 and the mesa region 131a is darker than gray, and it can be seen that strong stress is applied to this region. In the mesa region 131a, a color lighter than gray is seen, so that some stress is also applied to the mesa region 131a.

図4(d)は、連結部133の幅WRが0.55mmである圧電振動片のシミュレーション結果である。図4(d)に示された圧電振動片では、連結部133とメサ領域131aとの間、及び振動部131のX軸に平行な辺の−X軸側に強い応力がかかることが分かる。メサ領域131aにも灰色よりも濃い及び薄い色が見られるため、メサ領域131aにも多少の応力がかかる。   FIG. 4D shows a simulation result of the piezoelectric vibrating piece in which the width WR of the connecting portion 133 is 0.55 mm. In the piezoelectric vibrating piece shown in FIG. 4D, it can be seen that strong stress is applied between the connecting portion 133 and the mesa region 131 a and on the −X axis side of the side parallel to the X axis of the vibrating portion 131. Since the mesa region 131a is darker and lighter than gray, the mesa region 131a is also somewhat stressed.

図5は、圧電振動片のX軸方向の応力値の分布を示したグラフである。グラフの横軸は、圧電振動片の連結部133の中央を通り、X軸に平行な直線142(図4(a)参照)の上の位置が示されている。さらに図4(a)を参照して説明すると、図5には、−X軸側の枠部132の−X軸側の端を0mmとし、そこから+X軸方向に進んだ位置が示されている。また図5の縦軸は、圧電振動片のX軸方向にかかる応力が示されている。この応力が正の値である場合は引っ張り応力がかかり、負の値である場合は圧縮応力がかかる場合を示す。図5において、黒塗りの菱形は幅WRが0.32mmの圧電振動片を示し、白抜きの三角形は幅WRが0.35mmの圧電振動片を示し、白抜きの円形は幅WRが0.45mmの圧電振動片を示し、黒塗りの四角形は幅WRが0.55mmの圧電振動片を示している。   FIG. 5 is a graph showing the distribution of stress values in the X-axis direction of the piezoelectric vibrating piece. The horizontal axis of the graph indicates the position on the straight line 142 (see FIG. 4A) passing through the center of the connecting portion 133 of the piezoelectric vibrating piece and parallel to the X axis. Further, with reference to FIG. 4A, FIG. 5 shows a position where the end on the −X axis side of the frame portion 132 on the −X axis side is 0 mm, and the position advances in the + X axis direction therefrom. Yes. The vertical axis in FIG. 5 indicates the stress applied in the X-axis direction of the piezoelectric vibrating piece. When the stress is a positive value, a tensile stress is applied, and when the stress is a negative value, a compressive stress is applied. In FIG. 5, a black diamond indicates a piezoelectric vibrating piece having a width WR of 0.32 mm, a white triangle indicates a piezoelectric vibrating piece having a width WR of 0.35 mm, and a white circle has a width WR of 0. A 45 mm piezoelectric vibrating piece is shown, and a black square represents a piezoelectric vibrating piece having a width WR of 0.55 mm.

幅WRが0.55mmの圧電振動片は、X軸方向に0.67mm進んだところで応力値が約0.19MPaとなり最大値をとる。幅WRが0.45mmの圧電振動片は、X軸方向に0.48mm進んだところで応力値が約0.16MPaとなり最大値をとる。幅WRが0.35mmの圧電振動片は、X軸方向に0.40mm進んだところで応力値が約0.09MPaとなり最大値をとる。幅WRが0.32mmの圧電振動片はX軸方向に0.48mm進んだところで応力値が約0.07MPaとなり最大値をとる。   The piezoelectric vibrating piece having a width WR of 0.55 mm has a maximum stress value of about 0.19 MPa when it advances 0.67 mm in the X-axis direction. The piezoelectric vibrating piece having a width WR of 0.45 mm has a maximum stress value of about 0.16 MPa when it advances 0.48 mm in the X-axis direction. A piezoelectric vibrating piece having a width WR of 0.35 mm has a maximum stress value of about 0.09 MPa when it advances 0.40 mm in the X-axis direction. The piezoelectric vibrating piece having a width WR of 0.32 mm has a maximum stress value of about 0.07 MPa when it advances 0.48 mm in the X-axis direction.

圧電振動片にかかる応力は、圧電振動片の振動周波数の変化を考えると0.1MPa以下であることが望ましい。図5によれば、幅WRが0.55mm及び0.45mmの圧電振動片は、圧電振動片にかかる最大応力値が0.1MPaを超えている。これに対して、幅WRが0.35mm及び0.32mmの圧電振動片は、圧電振動片にかかる最大応力が0.1MPaより小さく、好ましいことが分かる。すなわち、圧電振動片の幅WRは、最大応力値が0.1MPaを超える0.45mmと、最大応力値が0.1MPa以下である0.35mmとの中間値である0.40mm以下であることが好ましいと考えられる。   The stress applied to the piezoelectric vibrating piece is preferably 0.1 MPa or less in consideration of the change in the vibration frequency of the piezoelectric vibrating piece. According to FIG. 5, in the piezoelectric vibrating piece having the width WR of 0.55 mm and 0.45 mm, the maximum stress value applied to the piezoelectric vibrating piece exceeds 0.1 MPa. On the other hand, it can be seen that the piezoelectric vibrating reeds having the width WR of 0.35 mm and 0.32 mm are preferable because the maximum stress applied to the piezoelectric vibrating reed is smaller than 0.1 MPa. That is, the width WR of the piezoelectric vibrating piece is 0.40 mm or less which is an intermediate value between 0.45 mm where the maximum stress value exceeds 0.1 MPa and 0.35 mm where the maximum stress value is 0.1 MPa or less. Is considered preferable.

<圧電振動片の特性の測定結果>
圧電デバイスを作製し、この圧電デバイスをプリント基板に実装して、圧電振動片の振動周波数及びクリスタルインピーダンス(CI)値などの特性を測定した。この特性の測定結果を元にして好ましい圧電振動片の寸法を求める。以下の説明において、圧電振動片の特性が悪くなるとは、圧電振動片の振動周波数が変動又はCI値が高くなることを示す。また作製された圧電デバイスは、シミュレーションの結果により好ましいと考えられる幅WRが0.4以下の圧電振動片を用いている。以下に、図6から図9を参照して、圧電振動片の特性の測定結果を説明する。
<Measurement result of characteristics of piezoelectric vibrating piece>
A piezoelectric device was manufactured, and the piezoelectric device was mounted on a printed board, and characteristics such as a vibration frequency and a crystal impedance (CI) value of the piezoelectric vibrating piece were measured. Based on the measurement result of this characteristic, a preferable dimension of the piezoelectric vibrating piece is obtained. In the following description, the deterioration of the characteristics of the piezoelectric vibrating piece means that the vibration frequency of the piezoelectric vibrating piece fluctuates or the CI value increases. The manufactured piezoelectric device uses a piezoelectric vibrating piece having a width WR of 0.4 or less, which is considered preferable based on the result of simulation. Hereinafter, the measurement results of the characteristics of the piezoelectric vibrating piece will be described with reference to FIGS.

図6は、圧電振動片の振動部131のX軸方向の長さLSと、連結部133のX軸方向の長さLRとの関係が示されたグラフである。図6では、圧電振動片の寸法が、長さLAが2.0mm、長さWAが1.6mm、長さWSが1.375mm、長さLRが0.15mm、幅WRが0.32mmの圧電振動片AS1と、長さLAが2.0mm、長さWAが1.6mm、長さWSが0.872mm、長さLRが0.2mm、幅WRが0.37mmの圧電振動片AS2と、において、振動部131の長さLSを変えて圧電振動片の特性を測定している。図6のグラフでは、横軸に長さLS、縦軸に長さLRが設定されている。また、図6では、黒塗りの菱形及び黒塗りの円が実測値を示し、黒塗りの三角形が黒塗りの菱形の実測値を元に計算された平均値を示している。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the length LS of the piezoelectric vibrating piece 131 in the X-axis direction and the length LR of the connecting portion 133 in the X-axis direction. In FIG. 6, the dimensions of the piezoelectric vibrating piece are as follows: length LA is 2.0 mm, length WA is 1.6 mm, length WS is 1.375 mm, length LR is 0.15 mm, and width WR is 0.32 mm. Piezoelectric vibrating piece AS1 and piezoelectric vibrating piece AS2 having a length LA of 2.0 mm, a length WA of 1.6 mm, a length WS of 0.872 mm, a length LR of 0.2 mm, and a width WR of 0.37 mm , The characteristics of the piezoelectric vibrating piece are measured by changing the length LS of the vibrating portion 131. In the graph of FIG. 6, the length LS is set on the horizontal axis, and the length LR is set on the vertical axis. In FIG. 6, black diamonds and black circles indicate actual measurement values, and black triangles indicate average values calculated based on the actual measurement values of black diamonds.

圧電振動片AS1では、振動部131の長さLSが0.99mm(図6の点AS1a)、及び1.105mm(図6の点AS1b)において、圧電振動片の特性が調べられ、両方の圧電振動片において良好な特性が得られている。そのため、圧電振動片AS1では、振動部131の長さLSがこの2点の中間値である1.0475mm(図6の点AS1c)において好ましい特性を有すると考えられる。また、圧電振動片AS2では、振動部131の長さLSが1.375mm(図6の点AS2a)、及び1.4mm(図6の点AS2b)において、圧電振動片の特性が調べられ、両方の圧電振動片において良好な特性が得られている。そのため、圧電振動片AS2では、振動部131の長さLSがこの2点の中間値である1.3875mm(図6の点AS2c)において好ましい特性を有すると考えられる。すなわち圧電振動片は、長さLRと長さLSとが図6の点AS1cと点AS2cとを通る直線LN1で表される関係を満たすことが良いと考えられる。この直線LN1は、以下の数式1で示される。
LR=0.1471×LS−0.004 … 数式1
In the piezoelectric vibrating piece AS1, the characteristics of the piezoelectric vibrating piece are examined when the length LS of the vibrating portion 131 is 0.99 mm (point AS1a in FIG. 6) and 1.105 mm (point AS1b in FIG. 6). Good characteristics are obtained in the resonator element. Therefore, it is considered that the piezoelectric vibrating piece AS1 has preferable characteristics when the length LS of the vibrating portion 131 is 1.0475 mm (point AS1c in FIG. 6), which is an intermediate value between the two points. Further, in the piezoelectric vibrating piece AS2, the characteristics of the piezoelectric vibrating piece are investigated when the length LS of the vibrating portion 131 is 1.375 mm (point AS2a in FIG. 6) and 1.4 mm (point AS2b in FIG. 6). Good characteristics are obtained in the piezoelectric vibrating piece. Therefore, it is considered that the piezoelectric vibrating piece AS2 has preferable characteristics when the length LS of the vibrating portion 131 is 1.3875 mm (point AS2c in FIG. 6), which is an intermediate value between the two points. That is, it is considered that the piezoelectric vibrating piece preferably satisfies the relationship in which the length LR and the length LS are represented by the straight line LN1 passing through the points AS1c and AS2c in FIG. The straight line LN1 is expressed by the following formula 1.
LR = 0.1471 × LS−0.004 Equation 1

一方、圧電振動片AS1に関して、長さLSが1.0475mm(図6の点AS1c)の場合に長さLRの値を1.5mmから上昇させると、長さLRの値が0.19mm(図6の点AS1d)となるときに圧電デバイスの落下試験において圧電振動片が破損した。同様に、圧電振動片AS2に関して、長さLSが1.3875mm(図6の点AS2c)の場合に長さLRの値を0.2mmから上昇させると、長さLRの値が0.25mm(図6の点AS2d)となるときに圧電デバイスの落下試験において圧電振動片が破損した。すなわち、圧電振動片の長さLRは、点AS1d及び点AS2dを通る直線LN1aから導かれる長さLRよりも小さいことが好ましい。この直線LN1aから導かれる長さLRは、直線LN1から導かれる長さLRの約+25%となっている。   On the other hand, regarding the piezoelectric vibrating piece AS1, when the length LS is 1.0475 mm (point AS1c in FIG. 6) and the value of the length LR is increased from 1.5 mm, the value of the length LR is 0.19 mm (FIG. The piezoelectric vibrating piece was damaged in the drop test of the piezoelectric device when the point 6 (AS1d) was reached. Similarly, regarding the piezoelectric vibrating piece AS2, when the length LS is 1.3875 mm (point AS2c in FIG. 6) and the value of the length LR is increased from 0.2 mm, the value of the length LR is 0.25 mm ( When the point AS2d) in FIG. 6 was reached, the piezoelectric vibrating piece was damaged in the drop test of the piezoelectric device. That is, the length LR of the piezoelectric vibrating piece is preferably smaller than the length LR derived from the straight line LN1a passing through the points AS1d and AS2d. The length LR derived from the straight line LN1a is approximately + 25% of the length LR derived from the straight line LN1.

また、圧電振動片に関して基板折り曲げ試験を行った。基板折り曲げ試験は、圧電デバイスをプリント基板に実装した状態で、プリント基板を折り曲げて、圧電振動片の振動周波数の変化を調べる試験である。圧電振動片AS1に関して、長さLSが1.0475mm(図6の点AS1c)の場合に長さLRの値を1.5mmから減少させると、長さLRの値が1.125mm(図6の点AS1e)となるときに、圧電振動片の振動周波数が大きく変化した。同様に、圧電振動片AS2に関して、長さLSが1.3875mm(図6の点AS2c)の場合に長さLRの値を0.2mmから減少させると、長さLRの値が0.15mm(図6の点AS2e)となるときに、圧電振動片の振動周波数が大きく変化した。この圧電振動片の振動周波数の変化は、連結部133の長さLRを短くなることにより、プリント基板から枠部132を介してメサ領域131aに伝わる応力が大きくなるためであると考えられる。すなわち、圧電振動片は点AS1e及び点AS2eを通る直線LN1bから導かれる長さLRよりも大きいことが好ましい。この直線LN1bから導かれる長さLRは、直線LN1から導かれる長さLRの約−25%となっている。   In addition, a substrate bending test was performed on the piezoelectric vibrating piece. The board bending test is a test in which the printed circuit board is bent in a state where the piezoelectric device is mounted on the printed board, and the change in the vibration frequency of the piezoelectric vibrating piece is examined. Regarding the piezoelectric vibrating piece AS1, when the length LS is 1.0475 mm (point AS1c in FIG. 6) and the value of the length LR is decreased from 1.5 mm, the value of the length LR is 1.125 mm (in FIG. 6). When the point AS1e) was reached, the vibration frequency of the piezoelectric vibrating piece changed greatly. Similarly, regarding the piezoelectric vibrating piece AS2, when the length LS is 1.3875 mm (point AS2c in FIG. 6) and the value of the length LR is decreased from 0.2 mm, the value of the length LR is 0.15 mm ( When the point AS2e) in FIG. 6 was reached, the vibration frequency of the piezoelectric vibrating piece changed greatly. The change in the vibration frequency of the piezoelectric vibrating piece is considered to be due to the fact that the stress transmitted from the printed circuit board to the mesa region 131a via the frame portion 132 is increased by shortening the length LR of the connecting portion 133. That is, the piezoelectric vibrating piece is preferably larger than the length LR derived from the straight line LN1b passing through the points AS1e and AS2e. The length LR derived from the straight line LN1b is about −25% of the length LR derived from the straight line LN1.

以上より、圧電振動片の長さLSと長さLRとの関係は、直線LN1から導かれる長さLRの+25%より小さく、−25%よりも大きいことが望ましい。すなわち、圧電振動片の長さLSと長さLRとの関係は、以下の数式2を満たすことが望ましい。
(0.1471×LS―0.004)×0.75<LR<(0.1471×LS―0.004)×1.25 …数式2
As described above, the relationship between the length LS and the length LR of the piezoelectric vibrating piece is desirably smaller than + 25% and larger than −25% of the length LR derived from the straight line LN1. That is, it is desirable that the relationship between the length LS and the length LR of the piezoelectric vibrating piece satisfies the following formula 2.
(0.1471 × LS−0.004) × 0.75 <LR <(0.1471 × LS−0.004) × 1.25 (2)

図7は、圧電振動片の振動部131のZ’軸方向の長さWSと、連結部133のZ’軸方向の幅WRとの関係が示されたグラフである。図7では、圧電振動片の寸法が、長さLAが2.0mm、長さWAが1.6mm、長さLSが0.9mm、長さLRが0.2mm、幅WRが0.35mmの圧電振動片AS3と、長さLAが1.6mm、長さWAが1.2mm、長さLSが0.668mm、長さLRが0.14mm、幅WRが0.25mmの圧電振動片AS4と、において、振動部131の長さWSを変えて圧電振動片の特性を測定している。図7のグラフでは、横軸に長さWS、縦軸に幅WRが設定されている。また、図7では、黒塗りの菱形及び黒塗りの円が実測値を示し、黒塗りの三角形が黒塗りの菱形の実測値を元に計算された平均値を示している。   FIG. 7 is a graph showing the relationship between the length WS in the Z′-axis direction of the vibrating portion 131 of the piezoelectric vibrating piece and the width WR in the Z′-axis direction of the connecting portion 133. In FIG. 7, the piezoelectric vibrating piece has a length LA of 2.0 mm, a length WA of 1.6 mm, a length LS of 0.9 mm, a length LR of 0.2 mm, and a width WR of 0.35 mm. Piezoelectric vibrating piece AS3, length LA is 1.6mm, length WA is 1.2mm, length LS is 0.668mm, length LR is 0.14mm, width WR is 0.25mm, and piezoelectric vibrating piece AS4. , The characteristics of the piezoelectric vibrating piece are measured by changing the length WS of the vibrating portion 131. In the graph of FIG. 7, the length WS is set on the horizontal axis and the width WR is set on the vertical axis. In FIG. 7, black diamonds and black circles indicate actual measurement values, and black triangles indicate average values calculated based on the actual measurement values of black diamonds.

圧電振動片AS3では、振動部131の長さWSが0.525mm(図7の点AS3a)、及び0.668mm(図7の点AS3b)において、圧電振動片の特性が調べられ、両方の圧電振動片において良好な特性が得られている。そのため、圧電振動片AS3では、振動部131の長さWSがこの2点の中間値である0.5965mm(図7の点AS3c)において好ましい特性を有すると考えられる。また、圧電振動片AS4では、振動部131の長さWSが0.872mm(図7の点AS4a)、及び0.9mm(図7の点AS4b)において、圧電振動片の特性が調べられ、両方の圧電振動片において良好な特性が得られている。そのため、圧電振動片AS4では、振動部131の長さWSがこの2点の中間値である0.886mm(図7の点AS4c)において好ましい特性を有すると考えられる。すなわち圧電振動片は、幅WRと長さWSとが図7の点AS3cと点AS4cとを通る直線LN2で表される関係を満たすことが良いと考えられる。この直線LN2は、以下の数式3で示される。
WR=0.3545×WS+0.044 … 数式3
In the piezoelectric vibrating piece AS3, when the length WS of the vibrating portion 131 is 0.525 mm (point AS3a in FIG. 7) and 0.668 mm (point AS3b in FIG. 7), the characteristics of the piezoelectric vibrating piece are investigated. Good characteristics are obtained in the resonator element. Therefore, it is considered that the piezoelectric vibrating piece AS3 has preferable characteristics when the length WS of the vibrating portion 131 is 0.5965 mm (point AS3c in FIG. 7), which is an intermediate value between the two points. Further, in the piezoelectric vibrating piece AS4, the characteristics of the piezoelectric vibrating piece are investigated when the length WS of the vibrating portion 131 is 0.872 mm (point AS4a in FIG. 7) and 0.9 mm (point AS4b in FIG. 7). Good characteristics are obtained in the piezoelectric vibrating piece. Therefore, it is considered that the piezoelectric vibrating piece AS4 has preferable characteristics when the length WS of the vibrating portion 131 is 0.886 mm (point AS4c in FIG. 7), which is an intermediate value between the two points. That is, it is considered that the piezoelectric vibrating piece preferably satisfies the relationship in which the width WR and the length WS are represented by the straight line LN2 passing through the points AS3c and AS4c in FIG. The straight line LN2 is expressed by the following formula 3.
WR = 0.3545 × WS + 0.044 Formula 3

一方、圧電振動片AS3に関して、長さWSが0.5965mm(図7の点AS3c)の場合に幅WRの値を0.25mmから上昇させると、幅WRの値が0.3mm(図7の点AS3d)となるときに、基板折り曲げ試験において圧電振動片の振動周波数が大きく変化した。同様に、圧電振動片AS4に関して、長さWSが0.886mm(図7の点AS4c)の場合に幅WRの値を0.35mmから上昇させると、幅WRの値が0.42mm(図7の点AS4d)となるときに、基板折り曲げ試験において圧電振動片の振動周波数が大きく変化した。この圧電振動片の振動周波数の変化は、連結部133の幅WRを長くすることにより、プリント基板から枠部132を介してメサ領域131aに伝わる応力が大きくなるためであると考えられる。すなわち、圧電振動片の幅WRは、点AS3d及び点AS4dを通る直線LN2aから導かれる幅WRよりも小さいことが好ましい。この直線LN2aから導かれる幅WRは、直線LN2から導かれる幅WRの約+20%となっている。   On the other hand, regarding the piezoelectric vibrating piece AS3, when the length WS is 0.5965 mm (point AS3c in FIG. 7) and the value of the width WR is increased from 0.25 mm, the value of the width WR is 0.3 mm (in FIG. 7). When the point becomes AS3d), the vibration frequency of the piezoelectric vibrating piece greatly changed in the substrate bending test. Similarly, regarding the piezoelectric vibrating piece AS4, when the length WS is 0.886 mm (point AS4c in FIG. 7) and the value of the width WR is increased from 0.35 mm, the value of the width WR is 0.42 mm (FIG. 7). When the point becomes AS4d), the vibration frequency of the piezoelectric vibrating piece greatly changed in the substrate bending test. The change in the vibration frequency of the piezoelectric vibrating piece is considered to be due to an increase in the stress transmitted from the printed circuit board to the mesa region 131a through the frame portion 132 by increasing the width WR of the connecting portion 133. That is, the width WR of the piezoelectric vibrating piece is preferably smaller than the width WR derived from the straight line LN2a passing through the points AS3d and AS4d. The width WR derived from the straight line LN2a is approximately + 20% of the width WR derived from the straight line LN2.

また、圧電振動片AS3に関して、長さWSが0.5965mm(図7の点AS3c)の場合に幅WRの値を0.25mmから減少させると、幅WRの値が0.2mm(図7の点AS3e)となるときに、圧電デバイスの落下試験において圧電振動片が破損した。同様に、圧電振動片AS4に関して、長さWSが0.886mm(図7の点AS4c)の場合に幅WRの値を0.35mmから減少させると、幅WRの値が0.28mm(図7の点AS4e)となるときに、圧電デバイスの落下試験において圧電振動片が破損した。すなわち、圧電振動片は点AS3e及び点AS4eを通る直線LN2bから導かれる幅WRよりも大きいことが好ましい。この直線LN2bから導かれる幅WRは、直線LN2から導かれる幅WRの約−20%となっている。   Further, regarding the piezoelectric vibrating piece AS3, when the length WS is 0.5965 mm (point AS3c in FIG. 7) and the value of the width WR is decreased from 0.25 mm, the value of the width WR is 0.2 mm (in FIG. 7). When the point AS3e) was reached, the piezoelectric vibrating piece was damaged in the drop test of the piezoelectric device. Similarly, regarding the piezoelectric vibrating piece AS4, when the length WS is 0.886 mm (point AS4c in FIG. 7) and the value of the width WR is decreased from 0.35 mm, the value of the width WR is 0.28 mm (FIG. 7). When the point becomes AS4e), the piezoelectric vibrating piece was damaged in the drop test of the piezoelectric device. That is, the piezoelectric vibrating piece is preferably larger than the width WR derived from the straight line LN2b passing through the points AS3e and AS4e. The width WR derived from the straight line LN2b is about −20% of the width WR derived from the straight line LN2.

以上より、圧電振動片の長さWSと幅WRとの関係は、直線LN2から導かれる幅WRの+20%より小さく、−20%よりも大きいことが望ましい。すなわち、圧電振動片の長さWSと幅WRとの関係は、以下の数式4を満たすことが望ましい。
(0.3545×WS+0.044)×0.8<WR<(0.3545×WS+0.044)×1.2 … 数式4
From the above, it is desirable that the relationship between the length WS and the width WR of the piezoelectric vibrating piece is smaller than + 20% and larger than −20% of the width WR derived from the straight line LN2. That is, it is desirable that the relationship between the length WS and the width WR of the piezoelectric vibrating piece satisfies the following formula 4.
(0.3545 × WS + 0.044) × 0.8 <WR <(0.3545 × WS + 0.044) × 1.2 Formula 4

図8は、圧電振動片の振動部131のX軸方向の長さLSと、枠部132のX軸方向の長さLAとの関係が示されたグラフである。図8では、圧電振動片の寸法が、長さLAが2.0mm、長さWAが1.6mm、長さWSが1.375mm、長さLRが0.15mm、幅WRが0.32mmである圧電振動片AS5と、長さLAが1.6mm、長さWAが1.2mm、長さWSが0.99mm、長さLRが0.12mm、幅WRが0.22mmである圧電振動片AS6とにおいて、振動部131の長さLSを変えて圧電振動片の特性を測定している。図8のグラフでは、横軸に長さLA、縦軸に長さLSが設定されている。また、図8では、黒塗りの菱形及び黒塗りの円形が実測値を示し、黒塗りの三角形が黒塗りの菱形の実測値を元に計算された平均値を示している。   FIG. 8 is a graph showing the relationship between the length LS of the vibrating portion 131 of the piezoelectric vibrating piece 131 in the X-axis direction and the length LA of the frame portion 132 in the X-axis direction. In FIG. 8, the dimensions of the piezoelectric vibrating piece are as follows: length LA is 2.0 mm, length WA is 1.6 mm, length WS is 1.375 mm, length LR is 0.15 mm, and width WR is 0.32 mm. A piezoelectric vibrating piece AS5 having a length LA of 1.6 mm, a length WA of 1.2 mm, a length WS of 0.99 mm, a length LR of 0.12 mm, and a width WR of 0.22 mm In AS6, the characteristic of the piezoelectric vibrating piece is measured by changing the length LS of the vibrating part 131. In the graph of FIG. 8, a length LA is set on the horizontal axis, and a length LS is set on the vertical axis. In FIG. 8, black diamonds and black circles indicate actual measurement values, and black triangles indicate average values calculated based on the actual measurement values of black diamonds.

圧電振動片AS5では、振動部131の長さLSが1.105mm(図8の点AS5a)、及び0.99mm(図8の点AS5b)において、圧電振動片の特性が調べられ、両方の圧電振動片において良好な特性が得られている。そのため、圧電振動片AS5では、振動部131の長さLSがこの2点の中間値である1.0475mm(図8の点AS5c)において好ましい特性を有すると考えられる。また、圧電振動片AS6では、振動部131の長さLSが1.4mm(図8の点AS6a)、及び1.375mm(図8の点AS6b)において、圧電振動片の特性が調べられ、両方の圧電振動片において良好な特性が得られている。そのため、圧電振動片AS6では、振動部131の長さLSがこの2点の中間値である1.3875mm(図8の点AS6c)において好ましい特性を有すると考えられる。すなわち圧電振動片は、長さLAと長さLSとが図8の点AS5cと点AS6cとを通る直線LN3で表される関係を満たすことが良いと考えられる。この直線LN3は、以下の数式5で示される。
LS=0.85×LA−0.3125 … 数式5
In the piezoelectric vibrating piece AS5, when the length LS of the vibrating portion 131 is 1.105 mm (point AS5a in FIG. 8) and 0.99 mm (point AS5b in FIG. 8), the characteristics of the piezoelectric vibrating piece are investigated, and both piezoelectric elements are examined. Good characteristics are obtained in the resonator element. Therefore, it is considered that the piezoelectric vibrating piece AS5 has preferable characteristics when the length LS of the vibrating portion 131 is 1.0475 mm (point AS5c in FIG. 8), which is an intermediate value between the two points. In the piezoelectric vibrating piece AS6, the characteristics of the piezoelectric vibrating piece were investigated when the length LS of the vibrating portion 131 was 1.4 mm (point AS6a in FIG. 8) and 1.375 mm (point AS6b in FIG. 8). Good characteristics are obtained in the piezoelectric vibrating piece. Therefore, it is considered that the piezoelectric vibrating piece AS6 has preferable characteristics when the length LS of the vibrating portion 131 is 1.3875 mm (point AS6c in FIG. 8), which is an intermediate value between the two points. That is, it is considered that the piezoelectric vibrating piece preferably satisfies the relationship in which the length LA and the length LS are represented by the straight line LN3 passing through the points AS5c and AS6c in FIG. The straight line LN3 is expressed by the following formula 5.
LS = 0.85 × LA−0.3125 (5)

一方、圧電振動片AS5に関して、長さLSの値を1.0475mm(図8の点AS5c)から上昇させると、長さLSの値が1.1104mm(図8の点AS5d)より大きくなると貫通孔136(図2(b)参照)の幅が狭くなるため、ウエットエッチングによる貫通孔136の形成が困難になる。同様に、圧電振動片AS6に関して、長さLSの値を1.3875mm(図8の点AS6c)から上昇させると、長さLSの値が1.4708mm(図8の点AS6d)より大きくなると貫通孔136(図2(b)参照)の幅が狭くなるため、ウエットエッチングによる貫通孔136の形成が困難になる。すなわち、圧電振動片の長さLSは、点AS5d及び点AS6dを通る直線LN3aから導かれる長さLSよりも小さいことが好ましい。この直線LN3aから導かれる長さLSは、直線LN3から導かれる長さLSの約+6%となっている。   On the other hand, regarding the piezoelectric vibrating piece AS5, when the value of the length LS is increased from 1.0475 mm (point AS5c in FIG. 8), the through hole is obtained when the value of the length LS becomes larger than 1.1104 mm (point AS5d in FIG. 8). Since the width of 136 (see FIG. 2B) is narrowed, it becomes difficult to form the through hole 136 by wet etching. Similarly, regarding the piezoelectric vibrating piece AS6, when the value of the length LS is increased from 1.3875 mm (point AS6c in FIG. 8), the penetration occurs when the value of the length LS becomes larger than 1.4708 mm (point AS6d in FIG. 8). Since the width of the hole 136 (see FIG. 2B) is narrowed, it is difficult to form the through hole 136 by wet etching. That is, the length LS of the piezoelectric vibrating piece is preferably smaller than the length LS derived from the straight line LN3a passing through the points AS5d and AS6d. The length LS derived from the straight line LN3a is about + 6% of the length LS derived from the straight line LN3.

また、圧電振動片AS5に関して、長さLSの値を1.0475mm(図8の点AS5c)から減少させると、長さLSの値が0.9846mm(図8の点AS5e)よりも小さくなる場合に製品として好ましい範囲のCI値を超えてしまう。同様に、圧電振動片AS6に関して、長さLSの値を1.3875mm(図8の点AS6c)から減少させると、長さLSの値が1.3042mm(図8の点AS6e)より小さくなる場合に製品として好ましい範囲のCI値を超えてしまう。すなわち、圧電振動片の長さLSは、点AS5d及び点AS6dを通る直線LN3bから導かれる長さLSよりも大きいことが好ましい。この直線LN3bから導かれる長さLSは、直線LN3から導かれる長さLSの約−6%となっている。   Further, regarding the piezoelectric vibrating piece AS5, when the value of the length LS is decreased from 1.0475 mm (point AS5c in FIG. 8), the value of the length LS becomes smaller than 0.9846 mm (point AS5e in FIG. 8). In other words, the CI value in a range preferable as a product is exceeded. Similarly, regarding the piezoelectric vibrating piece AS6, when the value of the length LS is decreased from 1.3875 mm (point AS6c in FIG. 8), the value of the length LS becomes smaller than 1.3042 mm (point AS6e in FIG. 8). In other words, the CI value in a range preferable as a product is exceeded. That is, the length LS of the piezoelectric vibrating piece is preferably larger than the length LS derived from the straight line LN3b passing through the point AS5d and the point AS6d. The length LS derived from the straight line LN3b is about −6% of the length LS derived from the straight line LN3.

以上より、圧電振動片の長さLSと長さLAとの関係は、直線LN3から導かれる長さLSの+6%より小さく、−6%よりも大きいことが望ましい。すなわち、圧電振動片の長さLSと長さLAとの関係は、以下の数式6を満たすことが望ましい。
(0.85×LA−0.3125)×0.94<LS<(0.85×LA−0.3125)×1.06 … 数式6
From the above, it is desirable that the relationship between the length LS and the length LA of the piezoelectric vibrating piece is smaller than + 6% and larger than −6% of the length LS derived from the straight line LN3. That is, it is desirable that the relationship between the length LS and the length LA of the piezoelectric vibrating piece satisfies the following Expression 6.
(0.85 × LA−0.3125) × 0.94 <LS <(0.85 × LA−0.3125) × 1.06 Equation 6

図9は、圧電振動片の振動部131のZ’軸方向の長さWSと、枠部132のZ’軸方向の長さWAとの関係が示されたグラフである。図9では、圧電振動片の寸法が、長さLAが2.0mm、長さWAが1.6mm、長さLSが0.9mm、長さLRが0.2mm、幅WRが0.37mmである圧電振動片AS7と、長さLAが1.6mm、長さWAが1.2mm、長さLSが0.668mm、長さLRが0.14mm、幅WRが0.24である圧電振動片AS8とにおいて、振動部131の長さWSを変えて圧電振動片の特性を測定している。図9のグラフでは、横軸に長さWA、縦軸に長さWSが設定されている。また、図9では、黒塗りの菱形及び白抜きの円形が実測値を示し、黒塗りの三角形が黒塗りの菱形の実測値を元に計算された平均値を示している。   FIG. 9 is a graph showing the relationship between the length WS of the vibrating portion 131 of the piezoelectric vibrating piece 131 in the Z′-axis direction and the length WA of the frame portion 132 in the Z′-axis direction. In FIG. 9, the dimensions of the piezoelectric vibrating piece are as follows: length LA is 2.0 mm, length WA is 1.6 mm, length LS is 0.9 mm, length LR is 0.2 mm, and width WR is 0.37 mm. A piezoelectric vibrating piece AS7 having a length LA of 1.6 mm, a length WA of 1.2 mm, a length LS of 0.668 mm, a length LR of 0.14 mm, and a width WR of 0.24 In AS8, the characteristic of the piezoelectric vibrating piece is measured by changing the length WS of the vibrating part 131. In the graph of FIG. 9, the length WA is set on the horizontal axis, and the length WS is set on the vertical axis. In FIG. 9, black diamonds and white circles indicate actual measurement values, and black triangles indicate average values calculated based on the actual measurement values of black diamonds.

圧電振動片AS7では、振動部131の長さWSが0.668mm(図9の点AS7a)、及び0.525mm(図9の点AS7b)において、圧電振動片の特性が調べられ、両方の圧電振動片において良好な特性が得られている。そのため、圧電振動片AS7では、振動部131の長さWSがこの2点の中間値である0.597mm(図9の点AS7c)において好ましい特性を有すると考えられる。また、圧電振動片AS8では、振動部131の長さWSが0.9mm(図9の点AS8a)、及び0.872mm(図9の点AS8b)において、圧電振動片の特性が調べられ、両方の圧電振動片において良好な特性が得られている。そのため、圧電振動片AS8では、振動部131の長さWSがこの2点の中間値である0.886mm(図9の点AS8c)において好ましい特性を有すると考えられる。すなわち圧電振動片は、長さWAと長さWSとが図9の点AS7cと点AS8cとを通る直線LN4で表される関係を満たすことが良いと考えられる。この直線LN4は、以下の数式7で示される。
WS=0.7237×WA−0.272 … 数式7
In the piezoelectric vibrating piece AS7, when the length WS of the vibrating portion 131 is 0.668 mm (point AS7a in FIG. 9) and 0.525 mm (point AS7b in FIG. 9), the characteristics of the piezoelectric vibrating piece are investigated. Good characteristics are obtained in the resonator element. Therefore, it is considered that the piezoelectric vibrating piece AS7 has preferable characteristics when the length WS of the vibrating portion 131 is 0.597 mm (point AS7c in FIG. 9), which is an intermediate value between the two points. Further, in the piezoelectric vibrating piece AS8, the characteristics of the piezoelectric vibrating piece were investigated when the length WS of the vibrating portion 131 was 0.9 mm (point AS8a in FIG. 9) and 0.872 mm (point AS8b in FIG. 9). Good characteristics are obtained in the piezoelectric vibrating piece. Therefore, it is considered that the piezoelectric vibrating piece AS8 has preferable characteristics when the length WS of the vibrating portion 131 is 0.886 mm (point AS8c in FIG. 9), which is an intermediate value between the two points. That is, it is considered that the piezoelectric vibrating piece preferably satisfies the relationship in which the length WA and the length WS are represented by a straight line LN4 passing through the points AS7c and AS8c in FIG. The straight line LN4 is expressed by the following formula 7.
WS = 0.7237 × WA−0.272 Expression 7

一方、圧電振動片AS7に関して、長さWSの値を0.597mm(図9の点AS7c)から上昇させると、長さWSの値が0.6687mm(図9の点AS7d)より大きくなると貫通孔136(図2(b)参照)の幅が狭くなるため、ウエットエッチングによる貫通孔136の形成が困難になる。同様に、圧電振動片AS8に関して、長さWSの値を0.886mm(図9の点AS8c)から上昇させると、長さWSの値が0.9924mm(図9の点AS8d)より大きくなると貫通孔136(図2(b)参照)の幅が狭くなるため、ウエットエッチングによる貫通孔136の形成が困難になる。すなわち、圧電振動片の長さWSは、点AS7d及び点AS8dを通る直線LN4aから導かれる長さWSよりも小さいことが好ましい。この直線LN4aから導かれる長さWSは、直線LN4から導かれる長さWSの約+12%となっている。   On the other hand, regarding the piezoelectric vibrating piece AS7, when the value of the length WS is increased from 0.597 mm (point AS7c in FIG. 9), the through hole is obtained when the value of the length WS becomes larger than 0.6687 mm (point AS7d in FIG. 9). Since the width of 136 (see FIG. 2B) is narrowed, it becomes difficult to form the through hole 136 by wet etching. Similarly, regarding the piezoelectric vibrating piece AS8, when the value of the length WS is increased from 0.886 mm (point AS8c in FIG. 9), the penetration occurs when the value of the length WS becomes larger than 0.9924 mm (point AS8d in FIG. 9). Since the width of the hole 136 (see FIG. 2B) is narrowed, it is difficult to form the through hole 136 by wet etching. That is, the length WS of the piezoelectric vibrating piece is preferably smaller than the length WS derived from the straight line LN4a passing through the point AS7d and the point AS8d. The length WS derived from the straight line LN4a is approximately + 12% of the length WS derived from the straight line LN4.

また、圧電振動片AS7に関して、長さWSの値を0.597mm(図9の点AS7c)から減少させると、長さWSの値が0.525mm(図9の点AS7e)よりも小さくなる場合に製品として好ましい範囲のCI値を超えてしまう。同様に、圧電振動片AS8に関して、長さWSの値を0.886mm(図9の点AS8c)から減少させると、長さWSの値が0.7796mm(図9の点AS8e)よりも小さくなる場合に製品として好ましい範囲のCI値を超えてしまう。すなわち、圧電振動片の長さWSは、点AS7e及び点AS8eを通る直線LN4bから導かれる長さWSよりも大きいことが好ましい。この直線LN4bから導かれる長さWSは、直線LN4から導かれる長さWSの約−12%となっている。   Further, regarding the piezoelectric vibrating piece AS7, when the value of the length WS is decreased from 0.597 mm (point AS7c in FIG. 9), the value of the length WS becomes smaller than 0.525 mm (point AS7e in FIG. 9). In other words, the CI value in a range preferable as a product is exceeded. Similarly, regarding the piezoelectric vibrating piece AS8, when the value of the length WS is decreased from 0.886 mm (point AS8c in FIG. 9), the value of the length WS becomes smaller than 0.7796 mm (point AS8e in FIG. 9). In some cases, the CI value in a preferable range as a product is exceeded. That is, the length WS of the piezoelectric vibrating piece is preferably larger than the length WS derived from the straight line LN4b passing through the points AS7e and AS8e. The length WS derived from the straight line LN4b is about -12% of the length WS derived from the straight line LN4.

以上より、圧電振動片の長さWSと長さWAとの関係は、直線LN4から導かれる長さWSの+12%より小さく、−12%よりも大きいことが望ましい。すなわち、圧電振動片の長さWSと長さWAとの関係は、以下の数式8を満たすことが望ましい。
(0.7237×WA−0.272)×0.88<WS<(0.7237×WA−0.272)×1.12 … 数式8
As described above, the relationship between the length WS and the length WA of the piezoelectric vibrating piece is desirably smaller than + 12% and larger than −12% of the length WS derived from the straight line LN4. That is, it is desirable that the relationship between the length WS and the length WA of the piezoelectric vibrating piece satisfies the following Expression 8.
(0.7237 × WA−0.272) × 0.88 <WS <(0.7237 × WA−0.272) × 1.12 Expression 8

(第2実施形態)
圧電振動片は、連結部の厚さが振動部の周辺領域と同じ厚さに形成されていてもよい。以下に、連結部の厚さが振動部の周辺領域と同じ厚さに形成された圧電振動片230について説明する。また、以下の説明では、第1実施形態と同様の部分は第1実施形態と同じ符号を用いて表し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
The piezoelectric vibrating piece may be formed such that the thickness of the connecting portion is the same as that of the peripheral area of the vibrating portion. Hereinafter, the piezoelectric vibrating piece 230 in which the thickness of the connecting portion is the same as that of the peripheral area of the vibrating portion will be described. Moreover, in the following description, the same part as 1st Embodiment is represented using the same code | symbol as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

<圧電振動片230の構成>
図10(a)は、圧電振動片230の平面図である。圧電振動片230は、所定の振動周波数で振動し四角形状に形成された振動部231と、振動部231を囲む枠部132と、振動部231と枠部132とを連結する1本の連結部233と、により構成されている。振動部231と枠部132との間の連結部233以外の領域は、圧電振動片230をY’軸方向に貫通する貫通孔136となっている。振動部231は、励振電極134が形成されるメサ領域231aと、メサ領域231aの周囲に形成されメサ領域231aよりもY’軸方向の厚さが薄い周辺領域231bと、により形成されている。振動部131は、振動部131の短辺であり振動部131の−X軸側の辺である第1辺138aと、振動部131の長辺であり振動部131の+Z’軸側及び−Z’軸側の辺である第2辺138bと、を有している。また枠部132は、Z’軸方向に伸びる第1枠132aと、X軸方向に伸びる第2枠132bと、により形成されている。連結部233は、振動部231の第1辺138aの中央に連結され、そこから−X軸方向に伸びて−X軸側の第1枠132aの中央に連結されている。メサ領域231aに形成されている励振電極134は、メサ領域231aの+Y’軸側の面及び−Y’軸側の面に形成されている。メサ領域231aの+Y’軸側の面に形成されている励振電極134からは、周辺領域231b、連結部233の+Y’軸側の面、連結部233の+Z’軸側の側面233a、及び連結部233の−Y’軸側の面を介し、枠部132の−Y’軸側の面の−X軸側の+Z’軸側の角部にまで引出電極135引き出されている。また、メサ領域231aの−Y’軸側の面に形成されている励振電極134(図10(b)参照)からは、周辺領域231b、及び連結部233の−Y’軸側の面を介して枠部132に引出電極135が引き出され、引出電極135はさらに枠部132の−Y’軸側の面を−Z’軸方向及び+X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。−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135は枠部132の+X軸側まで引き出されているため、+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135よりも、形成距離が長く形成されている。
<Configuration of Piezoelectric Vibrating Piece 230>
FIG. 10A is a plan view of the piezoelectric vibrating piece 230. The piezoelectric vibrating piece 230 vibrates at a predetermined vibration frequency and is formed in a rectangular shape, a frame portion 132 that surrounds the vibrating portion 231, and one connecting portion that connects the vibrating portion 231 and the frame portion 132. 233. A region other than the connecting portion 233 between the vibrating portion 231 and the frame portion 132 is a through hole 136 that penetrates the piezoelectric vibrating piece 230 in the Y′-axis direction. The vibration part 231 is formed by a mesa region 231a where the excitation electrode 134 is formed, and a peripheral region 231b that is formed around the mesa region 231a and is thinner in the Y′-axis direction than the mesa region 231a. The vibration unit 131 includes a first side 138a that is a short side of the vibration unit 131 and a side on the −X axis side of the vibration unit 131, a long side of the vibration unit 131 that is the + Z′-axis side of the vibration unit 131, and −Z. And a second side 138b which is a side on the axis side. The frame portion 132 is formed by a first frame 132a extending in the Z′-axis direction and a second frame 132b extending in the X-axis direction. The connecting portion 233 is connected to the center of the first side 138a of the vibrating portion 231, and extends from the connecting portion 233 in the −X axis direction to be connected to the center of the first frame 132a on the −X axis side. The excitation electrode 134 formed in the mesa region 231a is formed on the surface on the + Y′-axis side and the surface on the −Y′-axis side of the mesa region 231a. From the excitation electrode 134 formed on the surface on the + Y′-axis side of the mesa region 231a, the peripheral region 231b, the surface on the + Y′-axis side of the connecting portion 233, the side surface 233a on the + Z′-axis side of the connecting portion 233, and the connection The extraction electrode 135 is led out through the surface on the −Y′-axis side of the portion 233 to the corner on the + Z′-axis side on the −X-axis side of the surface on the −Y′-axis side of the frame portion 132. Further, from the excitation electrode 134 (see FIG. 10B) formed on the surface on the −Y′-axis side of the mesa region 231a, the peripheral region 231b and the surface on the −Y′-axis side of the connecting portion 233 are interposed. The lead electrode 135 is drawn out to the frame portion 132, and the lead electrode 135 further extends on the −Y′-axis side surface of the frame portion 132 in the −Z′-axis direction and the + X-axis direction to the −Y′-axis side of the frame portion 132. To the corner on the −Z′-axis side on the + X-axis side. Since 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 of the frame portion 132, the excitation formed on the surface on the + Y′-axis side. The formation distance is longer than that of the extraction electrode 135 extracted from the electrode 134.

図10(b)は、図10(a)のC−C断面図である。圧電振動片230は、枠部132のY’軸方向への厚さが厚さT1、メサ領域231aのY’軸方向の厚さが厚さT2、連結部233及び振動部231の周辺領域231bのY’軸方向の厚さが厚さT3に形成されている。すなわち、連結部233と周辺領域231bとは互いに厚さT3で直接連結されて接続されている。圧電振動片230では、厚さT1は厚さT2及び厚さT3よりも厚く形成されており、厚さT2は厚さT3より厚く形成されている。   FIG.10 (b) is CC sectional drawing of Fig.10 (a). The piezoelectric vibrating piece 230 has a thickness T1 in the Y′-axis direction of the frame portion 132, a thickness T2 in the Y′-axis direction of the mesa region 231a, a peripheral region 231b of the connecting portion 233 and the vibrating portion 231. The thickness in the Y′-axis direction is formed to a thickness T3. That is, the connecting portion 233 and the peripheral region 231b are directly connected to each other with a thickness T3. In the piezoelectric vibrating piece 230, the thickness T1 is formed to be thicker than the thickness T2 and the thickness T3, and the thickness T2 is formed to be thicker than the thickness T3.

以上、本発明の最適な実施形態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形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。   As described above, the optimal embodiment of the present invention has been described in detail. 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圧電振動片に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、又は音叉型水晶振動片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に基本的に適用できる。   For example, in the above-described embodiment, the case where the piezoelectric vibrating piece is an AT-cut quartz vibrating piece is shown. However, the same applies to a BT cut that vibrates in the thickness-slip mode or a tuning-fork type quartz vibrating piece. Applicable. Further, the piezoelectric vibrating piece can be basically applied not only to a crystal material but also to a piezoelectric material including lithium tantalate, lithium niobate, or piezoelectric ceramic.

100 … 圧電デバイス
110 … リッド板
111、121 … 凹部
112 … 接合面
120 … ベース板
122 … 接合面
123 … 接続電極
124 … 外部電極
125 … キャスタレーション電極
126 … キャスタレーション
130、230 … 圧電振動片
131、231 … 振動部
131a、231a … メサ領域
131b、231b … 周辺領域
131c … 連結領域
132 … 枠部
132a … 第1枠
132b … 第2枠
133、233 … 連結部
133a … 連結部133の+Z’軸側側面
134 … 励振電極
135 … 引出電極
136 … 貫通孔
138a … 第1辺
138b … 第2辺
141 … 封止材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Piezoelectric device 110 ... Lid board 111, 121 ... Recessed part 112 ... Bonding surface 120 ... Base board 122 ... Bonding surface 123 ... Connection electrode 124 ... External electrode 125 ... Castellation electrode 126 ... Castellation 130, 230 ... Piezoelectric vibrating piece 131 231 ... Vibration part 131a, 231a ... Mesa area 131b, 231b ... Peripheral area 131c ... Connection area 132 ... Frame part 132a ... 1st frame 132b ... 2nd frame 133, 233 ... Connection part 133a ... + Z 'axis of connection part 133 Side surface 134 ... Excitation electrode 135 ... Extraction electrode 136 ... Through hole 138a ... First side 138b ... Second side 141 ... Sealing material

Claims (4)

第1方向に伸びた長さWSの第1辺及び前記第1方向に直交する第2方向に伸びる長さLSの第2辺を有する四角形状の振動部と、
前記第1方向に伸びる長さWAの第1枠と前記第2方向に伸びる長さLAの第2枠とを有し前記振動部を取り囲む枠部と、
前記振動部の前記第1辺と前記枠部の第1枠とを前記第1辺と前記第1枠との中央で、前記第1方向の幅WR及び前記第2方向の長さLRで連結する一本の連結部と、を備え、
数式1、数式2、数式3、又は数式4の少なくとも1つを満たす圧電振動片。
(0.1471×LS―0.004)×0.75<LR<(0.1471×LS―0.004)×1.25 …数式1
(0.3545×WS+0.044)×0.8<WR<(0.3545×WS+0.044)×1.2 …数式2
(0.85×LA−0.3125)×0.94<LS<(0.85×LA−0.3125)×1.06 …数式3
(0.7237×WA−0.272)×0.88<WS<(0.7237×WA−0.272)×1.12 …数式4
A quadrangular vibrating portion having a first side having a length WS extending in a first direction and a second side having a length LS extending in a second direction orthogonal to the first direction;
A frame portion having a first frame having a length WA extending in the first direction and a second frame having a length LA extending in the second direction and surrounding the vibrating portion;
The first side of the vibration part and the first frame of the frame part are connected at the center of the first side and the first frame with a width WR in the first direction and a length LR in the second direction. And a single connecting part
A piezoelectric vibrating piece satisfying at least one of Formula 1, Formula 2, Formula 3, or Formula 4.
(0.1471 × LS−0.004) × 0.75 <LR <(0.1471 × LS−0.004) × 1.25 Formula 1
(0.3545 × WS + 0.044) × 0.8 <WR <(0.3545 × WS + 0.044) × 1.2 Formula 2
(0.85 × LA−0.3125) × 0.94 <LS <(0.85 × LA−0.3125) × 1.06 Equation 3
(0.7237 × WA−0.272) × 0.88 <WS <(0.7237 × WA−0.272) × 1.12 Equation 4
前記振動部は、メサ領域と前記メサ領域の周囲に形成され前記メサ領域よりも薄い周辺領域とを有し、
前記メサ領域には励振電極が形成され、前記連結部及び前記枠部には前記励振電極から引き出された引出電極が形成されている請求項1に記載の圧電振動片。
The vibrating portion has a mesa region and a peripheral region formed around the mesa region and thinner than the mesa region,
2. The piezoelectric vibrating piece according to claim 1, wherein an excitation electrode is formed in the mesa region, and an extraction electrode extracted from the excitation electrode is formed in the connection portion and the frame portion.
前記振動部の周辺領域及び前記連結部が同じ厚さである請求項2に記載の圧電振動片。   The piezoelectric vibrating piece according to claim 2, wherein a peripheral region of the vibrating part and the connecting part have the same thickness. 請求項1から請求項3のいずれか一項の圧電振動片と、
前記枠部の一方の面に接続されるリッド板と、
前記枠部の他方の面に接続され、外部電極を有するベース板と、
を備えた圧電デバイス。

The piezoelectric vibrating piece according to any one of claims 1 to 3,
A lid plate connected to one surface of the frame portion;
A base plate connected to the other surface of the frame portion and having an external electrode;
Piezoelectric device with

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