JP2013186107A - Vibration piece and electronic apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibration piece provided with a wiring structure that is free of occurrence of partial concentration of an electric field.SOLUTION: A vibration piece comprises: an element piece 23; a first electrode layer 46a1 provided on the element piece 23; a first piezoelectric layer 46a2 that is provided on the first electrode layer 46a1, has inclined surfaces on lateral surfaces and has a width wider than that of the first electrode layer 46a1; a second electrode layer 46a3 provided on the first piezoelectric layer 46a2; third electrode layers 46a4 that are provided on the inclined surfaces of the first piezoelectric layer 46a2 and are connected to the second electrode layer 46a3; and a fourth electrode layer 48 that is provided on the element piece 23 and is connected to one of the third electrode layers 46a4. When a shortest distance from an end portion of the first electrode layer 46a1 to one of the third electrode layers 46a4 is represented by A, a shortest distance from the end portion of the first electrode layer 46a1 to the fourth electrode layer 48 is represented by B and a shortest distance between the first electrode layer 46a1 and the second electrode layer 46a3 is represented by C, A, B and C satisfy relational expressions of C≤A and C≤B.

Description

本発明は、圧電特性を持った配線の構造を備えた振動片に係り、特に素子片に複数の配線を形成する場合に好適な配線構造を備えた振動片、並びにこれを搭載した電子機器に関する。   The present invention relates to a vibrating piece having a wiring structure having piezoelectric characteristics, and more particularly to a vibrating piece having a wiring structure suitable for forming a plurality of wirings on an element piece, and an electronic apparatus equipped with the vibrating piece. .

電子機器の小型化、薄型化が進む近年、各種電子機器の発振源などとして用いられている圧電振動子などの圧電デバイスも、その小型、薄型化への要求が強められている。
圧電デバイスの分野では、振動子の更なる小型化、薄型化を目的として、微細加工が容易なSiなどの半導体材料を基板として用いることが進められている。
In recent years, electronic devices are becoming smaller and thinner, and the demand for smaller and thinner piezoelectric devices such as piezoelectric vibrators used as oscillation sources for various electronic devices is also increasing.
In the field of piezoelectric devices, for the purpose of further reducing the size and thickness of the vibrator, the use of a semiconductor material such as Si that can be easily microfabricated as a substrate has been promoted.

例えば特許文献1、2に開示されている圧電デバイスは、音叉型の角速度センサーであり、Siなどの半導体により構成された素子片の一主面に、下部電極層、圧電層、および上部電極層から成る積層膜を形成している。このような構成の角速度センサーでは、振動腕を素子片の主面と平行な方向へ振動(面内振動)させることで駆動し、角速度の付与によって生ずる主面と交差する方向への振動(面外振動)を検出する構成としている。このため、一対の振動腕のそれぞれには、一方の主面に2つの駆動用膜部と、1つの検出用膜部が形成されることとなる。   For example, the piezoelectric devices disclosed in Patent Documents 1 and 2 are tuning-fork type angular velocity sensors, and a lower electrode layer, a piezoelectric layer, and an upper electrode layer are formed on one main surface of an element piece made of a semiconductor such as Si. Is formed. In the angular velocity sensor having such a configuration, the vibration arm is driven by vibrating in the direction parallel to the main surface of the element piece (in-plane vibration), and the vibration in the direction intersecting the main surface caused by the application of the angular velocity (surface). (External vibration) is detected. For this reason, in each of the pair of vibrating arms, two driving film portions and one detection film portion are formed on one main surface.

また、特許文献3に開示されている圧電デバイスは、駆動振動を励起させる振動腕と、角速度の付与によって振動する振動腕を異ならせることで、駆動振動と検出振動の双方を面内振動とさせたものである。   In addition, the piezoelectric device disclosed in Patent Document 3 makes both the drive vibration and the detection vibration in-plane vibration by making the vibration arm that excites the drive vibration different from the vibration arm that vibrates when the angular velocity is applied. It is a thing.

特開2008−14887号公報JP 2008-14887 A 特開2008−128702号公報JP 2008-128702 A 特開2009−156832号公報JP 2009-156832 A

上記特許文献に開示されているような圧電デバイスであれば確かに、圧電デバイスの小型化、薄型化に貢献することができると考えられる。しかし、特許文献に開示されているような圧電デバイスでは、駆動、あるいは検出に用いる積層膜の構造上、圧電層の上部に配置した電極層については、基板側に落とし込んだ上で、入出力電極等へ接続する必要が生じる。このような構成とした場合、上部電極層を基板側へ落とし込んだ部分では、下部電極層と上部電極層との距離が近くなり、ここに電界が集中してしまう場合がある。圧電効果を生じさせるための電界が一部に集中してしまうと、駆動ロスや検出ロスが生ずることとなる。   If it is a piezoelectric device as disclosed in the above-mentioned patent document, it is certainly considered that it can contribute to miniaturization and thinning of the piezoelectric device. However, in the piezoelectric device disclosed in the patent document, the electrode layer disposed on the piezoelectric layer is dropped on the substrate side due to the structure of the laminated film used for driving or detection, and then the input / output electrodes Need to be connected. In such a configuration, in the portion where the upper electrode layer is dropped to the substrate side, the distance between the lower electrode layer and the upper electrode layer becomes close, and the electric field may concentrate here. If the electric field for generating the piezoelectric effect is concentrated on a part, drive loss and detection loss occur.

また、特許文献3に開示されているような角速度センサーでは、駆動腕の稼動率(屈曲効率)を向上させるため、駆動腕の接続部となる伝達腕の先端部にも積層膜を配設するといった要請がある。ここで、駆動腕には、2本一対のライン状積層膜が配設されることとなる。このため、いずれか一方のライン状積層膜を入出力電極と接続するためには、他方のライン状積層膜を跨がせる必要性が生じる。   Further, in the angular velocity sensor as disclosed in Patent Document 3, in order to improve the operating rate (bending efficiency) of the drive arm, a laminated film is also disposed at the tip of the transmission arm that becomes the connection portion of the drive arm. There is a request. Here, two pairs of line-shaped laminated films are disposed on the driving arm. For this reason, in order to connect any one of the line-shaped laminated films to the input / output electrode, it is necessary to straddle the other line-shaped laminated film.

ライン状積層膜を跨ぐ際においても、上部電極層となる電極と、跨れるライン状積層膜の下部電極層との距離が部分的に近くなる箇所があると、そこに電界が集中し、駆動ロス等を生じさせる虞がある。   Even when straddling the line-shaped laminated film, if there is a place where the distance between the electrode serving as the upper electrode layer and the lower electrode layer of the line-shaped laminated film straddling is partially close, the electric field concentrates there and driving There is a risk of causing loss or the like.

そこで本発明では、下部電極層と上部電極層とで圧電層を挟み込んで構成される積層膜において、上部電極層が圧電層を跨ぐような構造を採った場合であっても、部分的に電界の集中が生ずることの無い振動片を提供することを第1の目的とする。さらに本発明では、この振動片を搭載した電子機器を提供することを第2の目的とする。   Therefore, in the present invention, even in a laminated film constituted by sandwiching the piezoelectric layer between the lower electrode layer and the upper electrode layer, even if the structure is such that the upper electrode layer straddles the piezoelectric layer, the electric field is partially applied. It is a first object of the present invention to provide a resonator element in which no concentration occurs. Furthermore, a second object of the present invention is to provide an electronic device equipped with this resonator element.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[適用例1]素子片と、前記素子片に設けられている第1電極層と、前記第1電極層の前記素子片側とは反対側に設けられ、側面に傾斜面を有し、かつ前記第1電極層よりも幅広な第1圧電層と、前記第1圧電層の前記第1電極層側とは反対側に設けられている第2電極層と、前記第1圧電層の傾斜面に設けられ、前記第2電極層と接続されている第3電極層と、前記素子片に設けられ、前記第3電極層と接続されている第4電極層と、を備え、前記第1電極層の端部から前記第3電極層までの最短となる距離をA、前記第1電極層の端部から前記第4電極層までの最短となる距離をB、前記第1電極層と前記第2電極層までの最短となる距離をCとした場合、C≦A、およびC≦Bの関係を満たすことを特徴とする振動片。
このような特徴を有する配線構造を備える振動片によれば、下部側電極層である第1電極層と上部側電極層である第2電極層とで圧電層である第1圧電層を挟み込んで構成される積層膜において、第2電極層が、第3電極層、第4電極層を介して第1圧電層を跨ぐような構造を採った場合であっても、部分的に電界の集中が生ずることが無い。よって、第1圧電層の駆動ロスを生じさせる虞が無い。また、第1圧電層を検出に用いた場合には、検出ロスの虞も無い。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[Application Example 1] An element piece, a first electrode layer provided on the element piece, provided on a side opposite to the element piece side of the first electrode layer, having an inclined surface on a side surface, and A first piezoelectric layer wider than the first electrode layer, a second electrode layer provided on the opposite side of the first piezoelectric layer from the first electrode layer, and an inclined surface of the first piezoelectric layer A third electrode layer provided and connected to the second electrode layer; and a fourth electrode layer provided on the element piece and connected to the third electrode layer, the first electrode layer comprising: The shortest distance from the end of the first electrode layer to the third electrode layer is A, the shortest distance from the end of the first electrode layer to the fourth electrode layer is B, the first electrode layer and the second electrode A vibrating piece characterized by satisfying the relationship of C ≦ A and C ≦ B, where C is the shortest distance to the electrode layer.
According to the resonator element including the wiring structure having such a characteristic, the first piezoelectric layer that is the piezoelectric layer is sandwiched between the first electrode layer that is the lower electrode layer and the second electrode layer that is the upper electrode layer. Even when the second electrode layer has a structure in which the second electrode layer straddles the first piezoelectric layer via the third electrode layer and the fourth electrode layer, the electric field is partially concentrated. It never happens. Therefore, there is no possibility of causing a driving loss of the first piezoelectric layer. Further, when the first piezoelectric layer is used for detection, there is no risk of detection loss.

[適用例2]前記素子片に設けられている第5電極層と、前記第5電極層の前記素子片側とは反対側に設けられている第2圧電層と、前記第2圧電層の前記第5電極層とは反対側に設けられている第6電極層と、を備え、前記第4電極層と前記第5電極層とが接続されていることを特徴とする適用例1に記載の振動片。
このような特徴を有する振動片によれば、一方の積層膜における下部電極層である第5電極層と、他方の積層膜における上部電極層である第2電極層とを同電位の1つの電極として扱うことが可能となる。
Application Example 2 The fifth electrode layer provided on the element piece, the second piezoelectric layer provided on the opposite side to the element piece side of the fifth electrode layer, and the second piezoelectric layer The sixth electrode layer provided on the opposite side to the fifth electrode layer, and the fourth electrode layer and the fifth electrode layer are connected to each other, according to Application Example 1, Vibrating piece.
According to the resonator element having such a feature, the fifth electrode layer, which is the lower electrode layer in one laminated film, and the second electrode layer, which is the upper electrode layer in the other laminated film, have one electrode at the same potential. Can be handled as

[適用例3]前記第2圧電層は、側面に傾斜面を有し、前記第2圧電層の傾斜面に設けられ、前記第6電極層と接続されている第7電極層と、前記素子片に設けられ、前記第7電極層と接続されている第8電極層と、を備え、前記第1電極層と前記第8電極層とが接続されていることを特徴とする適用例2に記載の振動片。
このような特徴を有する振動片によれば、一方の積層膜における上部電極層である第6電極層と他方の積層膜における下部電極層である第1電極層とを同電位の1つの電極として扱うことが可能となる。
Application Example 3 The seventh piezoelectric layer has an inclined surface on a side surface, is provided on the inclined surface of the second piezoelectric layer, and is connected to the sixth electrode layer, and the element Application Example 2 characterized by comprising an eighth electrode layer provided on a piece and connected to the seventh electrode layer, wherein the first electrode layer and the eighth electrode layer are connected to each other. The vibrating piece described.
According to the resonator element having such a feature, the sixth electrode layer that is the upper electrode layer in one laminated film and the first electrode layer that is the lower electrode layer in the other laminated film are used as one electrode having the same potential. It becomes possible to handle.

[適用例4]前記第5電極層の端部から前記第7電極層までの最短となる距離をD、前記第5電極層の端部から前記第8電極層までの最短となる距離をE、前記第5電極層と前記第6電極層までの最短となる距離をFとした場合、F≦D、およびF≦Eの関係を満たすことを特徴とする適用例3に記載の振動片。
このような特徴を有する振動片によれば、下部側電極層である第5電極層と上部側電極層である第6電極層とで圧電層である第2圧電層を挟み込んで構成される積層膜において、第6電極層が、第7電極層、第8電極層を介して第2圧電層を跨ぐような構造を採った場合であっても、部分的に電界の集中が生ずることが無い。よって、第2圧電層の駆動ロスを生じさせる虞が無い。また、第2圧電層を検出に用いた場合には、検出ロスの虞も無い。
Application Example 4 D is the shortest distance from the end of the fifth electrode layer to the seventh electrode layer, and E is the shortest distance from the end of the fifth electrode layer to the eighth electrode layer. The resonator element according to Application Example 3, wherein the shortest distance between the fifth electrode layer and the sixth electrode layer is F, and satisfies the relations F ≦ D and F ≦ E.
According to the resonator element having such a feature, the stack is configured by sandwiching the second piezoelectric layer that is the piezoelectric layer between the fifth electrode layer that is the lower electrode layer and the sixth electrode layer that is the upper electrode layer. Even when the sixth electrode layer has a structure in which the second piezoelectric layer is straddled across the seventh electrode layer and the eighth electrode layer, the electric field does not partially concentrate in the film. . Therefore, there is no possibility of causing a driving loss of the second piezoelectric layer. Further, when the second piezoelectric layer is used for detection, there is no risk of detection loss.

[適用例5]前記素子片は、基部と該基部から突出している振動腕とを備え、前記振動腕の幅方向において、前記振動腕の一方に前記第1電極層が、他方に前記第5電極層がそれぞれ設けられていることを特徴とする適用例2乃至4のいずれか一例に記載の振動片。
このような特徴を有する振動片によれば、上記適用例に係る効果の他、引出電極の数を減らすことが可能となる。
Application Example 5 The element piece includes a base and a vibrating arm protruding from the base, and in the width direction of the vibrating arm, the first electrode layer is on one side of the vibrating arm and the fifth is on the other side. 5. The resonator element according to any one of Application Examples 2 to 4, wherein an electrode layer is provided.
According to the resonator element having such a feature, the number of extraction electrodes can be reduced in addition to the effect according to the application example.

[適用例6]適用例1乃至5のいずれか一例に記載の振動片を搭載したことを特徴とする電子機器。   [Application Example 6] An electronic apparatus in which the resonator element according to any one of Application Examples 1 to 5 is mounted.

第1の実施形態に係る振動片の構成を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view illustrating a configuration of a resonator element according to the first embodiment. 実施形態に係る配線構造の一例を示す部分断面拡大図であり、図1中A部断面の構成を示す。FIG. 2 is a partial cross-sectional enlarged view showing an example of a wiring structure according to the embodiment, and shows a configuration of a section A in FIG. 実施形態に係る配線構造の他の一例を示す部分断面拡大図であり、図1中B部断面の構成を示す。FIG. 4 is a partial cross-sectional enlarged view showing another example of the wiring structure according to the embodiment, and shows a configuration of a section B in FIG. 第1の実施形態に係る振動片を実装する圧電デバイスの構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the piezoelectric device which mounts the vibration piece which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る振動片の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the vibration piece which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る振動片の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the vibration piece which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態に係る振動片を実装する圧電デバイスの構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the piezoelectric device which mounts the vibration piece which concerns on 3rd Embodiment. 実施形態に係る電子機器の一例としての携帯電話装置の外観構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance structure of the mobile telephone apparatus as an example of the electronic device which concerns on embodiment.

以下、本発明の振動片、および電子機器に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、本発明に係る振動片の構成例を挙げ、その構造的特徴である配線構造についての説明を行う。図4は、本発明の振動片を実装するデバイスの一例としての角速度センサー10を示す側面断面図である。
Hereinafter, embodiments of the resonator element and the electronic apparatus according to the invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, a configuration example of the resonator element according to the invention is given, and a wiring structure that is a structural feature thereof will be described. FIG. 4 is a side sectional view showing an angular velocity sensor 10 as an example of a device on which the resonator element according to the invention is mounted.

本実施形態に係る角速度センサー10は、パッケージ12と、IC18、および振動片22を基本として構成される。パッケージ12は、詳細を後述するIC18、および振動片22を収容するためのキャビティを備えたベース14と、ベース14におけるキャビティの開口部を封止するリッド16とより成る。なお、本来ベース14内には、IC18および振動片22の実装に用いられる端子が複数形成されているが、図4においては、それを省略している。   The angular velocity sensor 10 according to the present embodiment is configured based on a package 12, an IC 18, and a vibrating piece 22. The package 12 includes an IC 18, which will be described in detail later, and a base 14 having a cavity for accommodating the resonator element 22, and a lid 16 that seals the opening of the cavity in the base 14. Note that a plurality of terminals originally used for mounting the IC 18 and the resonator element 22 are formed in the base 14, but are omitted in FIG. 4.

IC18は、詳細を後述する振動片22を駆動させるための発振回路や、角速度検出回路等を備えた集積回路である。
振動片22は、本実施形態の場合、いわゆるWT型と呼ばれる形態を成すものを採用している。この形態の振動片22では、図1に示すように、振動片22の中心に、実装用の基部24を配置する構成とされる。このため、本実施形態に係る角速度センサー10では、リフト支持を可能とするタブ基板20を介して、パッケージ12を構成するベース14に実装されている。
The IC 18 is an integrated circuit including an oscillation circuit for driving a resonator element 22 whose details will be described later, an angular velocity detection circuit, and the like.
In the case of this embodiment, the vibration piece 22 employs a so-called WT type. As shown in FIG. 1, the resonator element 22 of this embodiment has a configuration in which a mounting base 24 is disposed at the center of the resonator element 22. For this reason, the angular velocity sensor 10 according to the present embodiment is mounted on the base 14 constituting the package 12 via the tab substrate 20 that enables lift support.

振動片22は、素子片23と、駆動用膜部(ライン状積層膜)44a,44b,46a,46b、および検出用膜部40a,40bを基本として構成されている。素子片23は、基部24と、検出腕26a,26b、伝達腕28a,28b、および駆動腕30a,30b,32a,32bを基本として構成されている。素子片23の材質は、シリコン、石英等の非圧電体材料の他、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム、およびチタン酸バリウム等の圧電体材料等とすることができる。本実施形態では素子片23の構成材料として、シリコンを採用している。シリコンを採用した場合、優れた振動特性を有する振動片を比較的安価に実現することができるからである。また、シリコンは、形状形成においても、公知の微細加工技術を用いてエッチングにより、高い寸法精度で素子片を形成することができるといった利点がある。   The vibration piece 22 is configured based on the element piece 23, driving film portions (line-shaped laminated films) 44a, 44b, 46a, 46b, and detection film portions 40a, 40b. The element piece 23 is configured based on a base 24, detection arms 26a and 26b, transmission arms 28a and 28b, and drive arms 30a, 30b, 32a and 32b. The material of the element piece 23 may be a piezoelectric material such as quartz, lithium tantalate, lithium niobate, lithium borate, and barium titanate, as well as a non-piezoelectric material such as silicon and quartz. In the present embodiment, silicon is adopted as a constituent material of the element piece 23. This is because when silicon is employed, a resonator element having excellent vibration characteristics can be realized at a relatively low cost. In addition, silicon also has an advantage that element pieces can be formed with high dimensional accuracy by etching using a well-known fine processing technique.

基部24は、入出力電極36や引出電極38,42a,42bを配設するための部位であり、実装基板(本実施形態においては、タブ基板20)に対する固定部としての役割を担い、素子片23の中心位置に設けられる。基部24の形態は、特に限定されるものでは無いが、図1に示す例では、平面視形状を矩形としている。   The base 24 is a part for disposing the input / output electrodes 36 and the extraction electrodes 38, 42a, 42b, and serves as a fixing part for the mounting substrate (in the present embodiment, the tab substrate 20). 23 at the center position. Although the form of the base 24 is not particularly limited, in the example illustrated in FIG. 1, the planar view shape is a rectangle.

検出腕26a,26bは、素子片23に対する角速度の付与によって振動を生じさせる役割を担う振動腕である。検出腕26a,26bは、基部24を基点として、+Y軸側と−Y軸側に一対、同一長さとなるように延設されている。   The detection arms 26 a and 26 b are vibration arms that play a role of generating vibration by applying an angular velocity to the element piece 23. The detection arms 26a, 26b are extended from the base 24 as a base point so as to have the same length as a pair on the + Y axis side and the −Y axis side.

伝達腕28a,28bは、基部24と、詳細を後述する駆動腕32a,32b,30a,30bとを接続する梁部である。伝達腕28a,28bは、基部24を基点として、+X軸方向と−X軸方向に一対、同一長さとなるように延設されている。   The transmission arms 28a and 28b are beam portions that connect the base 24 and drive arms 32a, 32b, 30a, and 30b, which will be described in detail later. The transmission arms 28a and 28b are extended from the base 24 so as to have the same length as a pair in the + X axis direction and the −X axis direction.

駆動腕30a,30b,32a,32bは、駆動振動を生じさせるための振動腕である。駆動腕30a,30b,32a,32bは、伝達腕28b,28aの先端部から、検出腕26a,26bと平行に、+Y軸方向と−Y軸方向にそれぞれ延設されている。検出腕26a,26bと駆動腕30a,30b,32a,32bの先端にはそれぞれ、周波数調整のために用いる質量体34が設けられている。   The drive arms 30a, 30b, 32a, and 32b are vibration arms for generating drive vibration. The drive arms 30a, 30b, 32a, and 32b extend from the distal ends of the transmission arms 28b and 28a in parallel to the detection arms 26a and 26b in the + Y axis direction and the −Y axis direction, respectively. Mass bodies 34 used for frequency adjustment are provided at the tips of the detection arms 26a, 26b and the driving arms 30a, 30b, 32a, 32b, respectively.

検出腕26a,26bには、検出用膜部40a,40bが配設されており、駆動腕30a,30b,32a,32bには、駆動用膜部44a,44b,46a,46bが配設されている。検出用膜部40a,40bと駆動用膜部44a,44b,46a,46bは共に、電極層と圧電層による積層構造により構成されている。具体的には図2、図3に一例を示すように、第1電極層46a1と第5電極層46b1、第1圧電層46a2と第2圧電層46b2、および第2電極層46a3と第6電極層46b3を基本として構成される。なお、図2は、図1におけるA部の部分断面拡大図であり、図3は、図1におけるB部の部分断面拡大図である。   The detection arms 26a and 26b are provided with detection film portions 40a and 40b, and the drive arms 30a, 30b, 32a and 32b are provided with drive film portions 44a, 44b, 46a and 46b. Yes. Both the detection film portions 40a and 40b and the drive film portions 44a, 44b, 46a, and 46b are formed by a laminated structure including an electrode layer and a piezoelectric layer. Specifically, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, the first electrode layer 46a1 and the fifth electrode layer 46b1, the first piezoelectric layer 46a2 and the second piezoelectric layer 46b2, and the second electrode layer 46a3 and the sixth electrode. The layer 46b3 is basically configured. 2 is an enlarged partial sectional view of a portion A in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged partial sectional view of a portion B in FIG.

第1電極層46a1と第5電極層46b1は、素子片23(検出腕26a,26b、駆動腕30a,30b,32a,32b:図2、図3に示す例は駆動腕32a,32b)の主面に配設されている。第1圧電層46a2と第2圧電層46b2は、それぞれ第1電極層46a1と第5電極層46b1の上部、すなわち素子片23と反対側に配設されている。また、第2電極層46a3と第6電極層46b3は、それぞれ第1圧電層46a2と第2圧電層46b2の第1電極層46a1並びに第5電極層46b1と反対側に設けられている。なお、伝達腕28aには、駆動用膜部46aを構成する第1電極層46a1、および第2電極層46a3と基部24に配設された入出力電極36とを電気的に接続する引出電極42a,42bが配設されている。このような構成とすることで、第1圧電層46a2や第2圧電層46b2の上部側に位置する第2電極層46a3や第6電極層46b3と、下部側に位置する第1電極層46a1や第5電極層46b1の間に電圧を印加することで、第1圧電層46a2および第2圧電層46b2を収縮、あるいは伸張させることが可能となる。   The first electrode layer 46a1 and the fifth electrode layer 46b1 are the main parts of the element piece 23 (detection arms 26a and 26b, drive arms 30a, 30b, 32a, and 32b: FIGS. 2 and 3 show the drive arms 32a and 32b). It is arranged on the surface. The first piezoelectric layer 46a2 and the second piezoelectric layer 46b2 are disposed above the first electrode layer 46a1 and the fifth electrode layer 46b1, that is, on the side opposite to the element piece 23, respectively. The second electrode layer 46a3 and the sixth electrode layer 46b3 are provided on the opposite sides of the first piezoelectric layer 46a2 and the second piezoelectric layer 46b2 from the first electrode layer 46a1 and the fifth electrode layer 46b1, respectively. The transmission arm 28a has a first electrode layer 46a1 and a lead electrode 42a that electrically connect the second electrode layer 46a3 and the input / output electrode 36 disposed on the base 24 to constitute the driving film portion 46a. , 42b are disposed. By adopting such a configuration, the second electrode layer 46a3 and the sixth electrode layer 46b3 located on the upper side of the first piezoelectric layer 46a2 and the second piezoelectric layer 46b2, and the first electrode layer 46a1 located on the lower side, By applying a voltage between the fifth electrode layers 46b1, the first piezoelectric layer 46a2 and the second piezoelectric layer 46b2 can be contracted or expanded.

なお、電極層としては、例えば金(Au)や金合金、白金(Pt)、アルミニウム(Al)、アルミニウム合金、銀(Ag)、銀合金、クロム(Cr)、クロム合金、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)、タングステン(W)、鉄(Fe)、チタン(Ti)、コバルト(Co)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)等の金属材料や、ITO、ZnO等の透明電極材料により形成することができる。   As the electrode layer, for example, gold (Au), gold alloy, platinum (Pt), aluminum (Al), aluminum alloy, silver (Ag), silver alloy, chromium (Cr), chromium alloy, copper (Cu), Metal materials such as molybdenum (Mo), niobium (Nb), tungsten (W), iron (Fe), titanium (Ti), cobalt (Co), zinc (Zn), zirconium (Zr), ITO, ZnO, etc. It can be formed of a transparent electrode material.

中でも、電極層の構成材料としては、金を主材料とする金属(金、金合金)または白金を用いるのが好ましく、金を主材料とする金属(特に金)を用いるのがより好ましい。
金は、導電性に優れ(電気抵抗が小さく)、酸化に対する耐性に優れているため電極材料として好適である。また、金は白金に比べてエッチングにより容易にパターニングすることができるという特徴を持つからである。
Among these, as the constituent material of the electrode layer, it is preferable to use a metal (gold, gold alloy) or platinum mainly made of gold, and more preferably a metal (especially gold) mainly made of gold.
Gold is suitable as an electrode material because of its excellent conductivity (low electrical resistance) and excellent resistance to oxidation. In addition, gold has a feature that it can be patterned more easily by etching than platinum.

また、電極層の平均厚さは、特に限定されないが、例えば、1〜300nm程度であるのが好ましく、10〜200nmであるのがより好ましい。これにより、電極層が振動片の振動特性に悪影響を与えるのを防止しつつ、電極層の導電性を優れたものとすることができる。   Moreover, although the average thickness of an electrode layer is not specifically limited, For example, it is preferable that it is about 1-300 nm, and it is more preferable that it is 10-200 nm. Thereby, it is possible to make the electrode layer excellent in conductivity while preventing the electrode layer from adversely affecting the vibration characteristics of the resonator element.

また、圧電層としては、例えば酸化亜鉛(ZnO)や窒化アルミニウム(AlN)、タンタル酸リチウム(LiTaO)、ニオブ酸リチウム(LiNbO)、ニオブ酸カリウム(KNbO)、四ホウ酸リチウム(Li)、チタン酸バリウム(BaTiO)、およびPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等を採用することができる。 As the piezoelectric layer, for example, zinc oxide (ZnO), aluminum nitride (AlN), lithium tantalate (LiTaO 3 ), lithium niobate (LiNbO 3 ), potassium niobate (KNbO 3 ), lithium tetraborate (Li 2 B 4 O 7 ), barium titanate (BaTiO 3 ), PZT (lead zirconate titanate), and the like can be employed.

このような種々の材料の中でも、PZTを採用することが好ましい。PZTは、c軸特性に優れている。このため、圧電層をPZTを主材料として構成することにより、振動片のCI値を低減することができる。また、これらの材料は、反応性スパッタリング法により成膜することができる。   Among these various materials, it is preferable to employ PZT. PZT has excellent c-axis characteristics. For this reason, the CI value of the resonator element can be reduced by configuring the piezoelectric layer with PZT as a main material. Moreover, these materials can be formed into a film by the reactive sputtering method.

このような構成材料を採用する圧電層の平均厚さは、50〜3000nmであるのが好ましく、200〜2000nmであるのがより好ましい。これにより、圧電層が振動片の振動特性に悪影響を与えるのを防止しつつ、優れた振動特性を得ることができる。   The average thickness of the piezoelectric layer employing such a constituent material is preferably 50 to 3000 nm, and more preferably 200 to 2000 nm. Accordingly, excellent vibration characteristics can be obtained while preventing the piezoelectric layer from adversely affecting the vibration characteristics of the resonator element.

本実施形態では、素子片23の一方の主面に検出用膜部40a,40b、および駆動用膜部44a,44b,46a,46bを配設する構成としている。このため、各検出腕26a,26bには、それぞれ2本の検出用膜部40a,40bが、各駆動腕30a,30b,32a,32bには、それぞれ2本の駆動用膜部44a,44b,46a,46bが配設されている。具体的には、各腕における幅方向両端部側に、検出用膜部40a,40b、あるいは駆動用膜部44a,44b,46a,46bが配設されている。このような構成とした場合、駆動腕30a,30b,32a,32bに設けられた対を成す駆動用膜部44aと駆動用膜部44b、駆動用膜部46aと駆動用膜部46bに対して、それぞれ逆極性の電圧を印加することで、駆動腕30a,30b,32a,32bを+X軸方向、あるいは−X軸方向へ屈曲させることが可能となる。また、角速度の付与により検出腕26a,26bが+X軸方向、あるいは−X軸方向へ屈曲した場合には、これに応じた電荷を得ることが可能となる。   In the present embodiment, the detection film portions 40a and 40b and the drive film portions 44a, 44b, 46a, and 46b are arranged on one main surface of the element piece 23. Therefore, each detection arm 26a, 26b has two detection film portions 40a, 40b, and each drive arm 30a, 30b, 32a, 32b has two drive film portions 44a, 44b, 46a and 46b are disposed. Specifically, the detection film portions 40a and 40b or the drive film portions 44a, 44b, 46a, and 46b are disposed on both ends in the width direction of each arm. In such a configuration, with respect to the driving film portion 44a and the driving film portion 44b that form a pair provided on the driving arms 30a, 30b, 32a, and 32b, the driving film portion 46a and the driving film portion 46b By applying voltages of opposite polarities, the drive arms 30a, 30b, 32a, 32b can be bent in the + X axis direction or the -X axis direction. In addition, when the detection arms 26a and 26b are bent in the + X-axis direction or the -X-axis direction due to the application of the angular velocity, it is possible to obtain a charge corresponding to this.

本実施形態では図1に示すように、+Y軸側に延設されている駆動腕30a,32aに配設されている駆動用膜部44a,44b,46a,46bと、−Y軸側に延設されている駆動腕30b,32bに配設されている駆動用膜部44a,44b,46a,46bとを、連続したライン状に形成している。このような配設形態とすることで、駆動腕30a,30b,32a,32bの屈曲率を大きくすることが可能となるからである。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, driving film portions 44a, 44b, 46a, 46b disposed on the driving arms 30a, 32a extending to the + Y axis side, and extending to the −Y axis side. Driving film portions 44a, 44b, 46a, 46b disposed on the provided driving arms 30b, 32b are formed in a continuous line shape. This is because the bending rate of the drive arms 30a, 30b, 32a, 32b can be increased by adopting such an arrangement form.

また、本実施形態では、駆動用膜部44a,44b,46a,46bについてこのような配設形態を採ることより、少なくともいずれか一方(図1に示す例においては、基部24から遠い方)の駆動用膜部44b,46bを構成する電極が、いずれか他方(図1に示す例においては、基部24に近い方)の駆動用膜部44a,46aを跨ぐように構成されている。このため、一方の駆動用膜部44b,46bと他方の駆動用膜部44a,46aとの間には、第4電極層48、および第8電極層50が形成されている。   In the present embodiment, the driving film portions 44a, 44b, 46a, and 46b are arranged in this manner, so that at least one of them (in the example shown in FIG. 1, the one far from the base portion 24). The electrodes constituting the driving film portions 44b and 46b are configured to straddle either of the other driving film portions 44a and 46a (in the example shown in FIG. 1, closer to the base portion 24). Therefore, the fourth electrode layer 48 and the eighth electrode layer 50 are formed between the one driving film portion 44b, 46b and the other driving film portion 44a, 46a.

詳細な一例として、駆動用膜部46aと駆動用膜部46bにおける交差形態について、図2、および図3に示す。なお、図1において、破線部における矢視Aの断面が図2であり、矢視Bの断面が図3である。   As a detailed example, FIG. 2 and FIG. 3 show an intersecting form of the driving film portion 46a and the driving film portion 46b. In FIG. 1, the cross section taken along the broken line A is shown in FIG. 2, and the cross section taken along the arrow B is FIG.

図2に示すように、駆動用膜部46bを構成する第5電極層46b1と駆動用膜部46aを構成する第2電極層46a3とを接続する第4電極層48、および第3電極層46a4が設けられている。本実施形態では、第1圧電層46a2が、第1電極層46a1の幅に比べて幅広となるように設けられている。そして、第1圧電層46a2の側面には、裾を広げるように傾斜面が設けられている。このため、第2電極層46a3と第4電極層48との間には、第1圧電層46a2の傾斜面を伝うように配設された第3電極層46a4が設けられている。また、図2に示す例では、第3電極層46a4は、傾斜面を介して伝達腕28aに配設した引出電極42bとも接続されている。   As shown in FIG. 2, a fourth electrode layer 48 and a third electrode layer 46a4 connecting the fifth electrode layer 46b1 constituting the driving film part 46b and the second electrode layer 46a3 constituting the driving film part 46a. Is provided. In the present embodiment, the first piezoelectric layer 46a2 is provided so as to be wider than the width of the first electrode layer 46a1. An inclined surface is provided on the side surface of the first piezoelectric layer 46a2 so as to widen the bottom. Therefore, a third electrode layer 46a4 is provided between the second electrode layer 46a3 and the fourth electrode layer 48 so as to travel along the inclined surface of the first piezoelectric layer 46a2. In the example shown in FIG. 2, the third electrode layer 46a4 is also connected to the extraction electrode 42b disposed on the transmission arm 28a via an inclined surface.

また、図3に示すように、駆動用膜部46bの第6電極層46b3が、第7電極層46b4、および第8電極層50を介して駆動用膜部46aの第1電極層46a1と接続されている場合には、引出電極42aを第1圧電層46a2の下部にまで延設することで、第1電極層46a1と引出電極42aとを電気的に接続することができる。   Further, as shown in FIG. 3, the sixth electrode layer 46b3 of the driving film unit 46b is connected to the first electrode layer 46a1 of the driving film unit 46a via the seventh electrode layer 46b4 and the eighth electrode layer 50. In such a case, the first electrode layer 46a1 and the extraction electrode 42a can be electrically connected by extending the extraction electrode 42a to the lower portion of the first piezoelectric layer 46a2.

このような構成とすることで、一方の駆動用膜部46bを構成する第6電極層46b3と第5電極層46b1が、短絡を生じさせることなく他方の駆動用膜部46aを跨ぐことができる。また、極性が同一となる電極層を接続してまとめる構成とすることができるため、伝達腕28aに配設する引出電極42a,42bの数を減らすことができる。   With such a configuration, the sixth electrode layer 46b3 and the fifth electrode layer 46b1 constituting one driving film part 46b can straddle the other driving film part 46a without causing a short circuit. . Moreover, since it can be set as the structure which connects and puts together the electrode layer with the same polarity, the number of the extraction electrodes 42a and 42b arrange | positioned at the transmission arm 28a can be reduced.

また、引出電極42a,42b、第2電極層46a3、第6電極層46b3、第1圧電層46a2、第2圧電層46b2、第4電極層48、第8電極層50の表面を保護するために絶縁層を被覆しても良い。絶縁層の材質は、例えばAl(酸化アルミニウム)や、SiO(二酸化ケイ素)などを挙げることができる。 Further, in order to protect the surfaces of the extraction electrodes 42a and 42b, the second electrode layer 46a3, the sixth electrode layer 46b3, the first piezoelectric layer 46a2, the second piezoelectric layer 46b2, the fourth electrode layer 48, and the eighth electrode layer 50. An insulating layer may be covered. Examples of the material of the insulating layer include Al 2 O 3 (aluminum oxide) and SiO 2 (silicon dioxide).

また、本実施形態では、一方の駆動用膜部46bが他方の駆動用膜部46aを跨ぐこととなる部分について、次のような特徴を備えている。まず、第1電極層46a1の幅方向端部から、第1圧電層46a2が成す傾斜面まで、すなわち第3電極層46a4までの最短となる距離をAと定める。次に、第1電極層46a1の幅方向端部から第4電極層48または第4電極層48に相当する引出電極42bまでの最短となる距離をBと定める。次に、第1電極層46a1と第2電極層46a3との間の最短となる垂直距離、すなわち第1圧電層46a2の厚みをCと定める(図2参照)。そして、各距離A、B、Cについて、少なくとも、C≦A、およびC≦Bの関係を満たすように定めている。   Further, in the present embodiment, the following characteristics are provided for a portion where one driving film portion 46b straddles the other driving film portion 46a. First, the shortest distance from the end in the width direction of the first electrode layer 46a1 to the inclined surface formed by the first piezoelectric layer 46a2, that is, the third electrode layer 46a4 is defined as A. Next, the shortest distance from the end in the width direction of the first electrode layer 46a1 to the fourth electrode layer 48 or the extraction electrode 42b corresponding to the fourth electrode layer 48 is defined as B. Next, the shortest vertical distance between the first electrode layer 46a1 and the second electrode layer 46a3, that is, the thickness of the first piezoelectric layer 46a2 is defined as C (see FIG. 2). The distances A, B, and C are determined so as to satisfy at least the relations C ≦ A and C ≦ B.

このような配置関係を満たすようにすることで、第1圧電層46a2の側面において第1電極層46a1と第3電極層46a4、あるいは第4電極層48並びに引出電極42bとの距離が短くなることが無い。第1電極層46a1と第3電極層46a4、あるいは第4電極層48並びに引出電極42bとの距離が極端に短くなった場合、その部分に電界が集中してしまい、駆動のロスが生じることがある。よって、上記のような関係を満たすことで、駆動のロスを防止し、効率の良い屈曲振動を得る事が可能となる。   By satisfying such an arrangement relationship, the distance between the first electrode layer 46a1 and the third electrode layer 46a4 or the fourth electrode layer 48 and the extraction electrode 42b on the side surface of the first piezoelectric layer 46a2 is shortened. There is no. When the distance between the first electrode layer 46a1 and the third electrode layer 46a4, or the fourth electrode layer 48 and the extraction electrode 42b becomes extremely short, the electric field concentrates on that portion, and driving loss may occur. is there. Therefore, by satisfying the relationship as described above, it is possible to prevent drive loss and obtain efficient bending vibration.

また、上記と同様に、本実施形態では図3において、第5電極層46b1の幅方向端部から、第2圧電層46b2が成す傾斜面まで、すなわち第7電極層46b4までの最短となる距離をDと定めている。次に、第5電極層46b1の幅方向端部から第8電極層50までの最短となる距離をEと定めている。次に、第5電極層46b1と第6電極層46b3との間の最短となる垂直距離、すなわち第2圧電層46b2の厚みをFと定めている。そして、各距離D、E、Fについて、少なくとも、F≦D、およびF≦Eの関係を満たすように定めている。   Similarly to the above, in this embodiment, in FIG. 3, the shortest distance from the end in the width direction of the fifth electrode layer 46b1 to the inclined surface formed by the second piezoelectric layer 46b2, that is, the seventh electrode layer 46b4. Is defined as D. Next, the shortest distance from the end in the width direction of the fifth electrode layer 46b1 to the eighth electrode layer 50 is defined as E. Next, the shortest vertical distance between the fifth electrode layer 46b1 and the sixth electrode layer 46b3, that is, the thickness of the second piezoelectric layer 46b2 is defined as F. The distances D, E, and F are determined so as to satisfy at least the relations of F ≦ D and F ≦ E.

このような配置関係を満たすようにすることによっても、第2圧電層46b2の側面において第5電極層46b1と第7電極層46b4との距離が短くなることが無い。第5電極層46b1と第7電極層46b4との距離が極端に短くなった場合、その部分に電界が集中してしまい、駆動のロスが生じることがある。よって、上記のような関係を満たすことで、駆動のロスを防止し、効率の良い屈曲振動を得る事が可能となる。   By satisfying such an arrangement relationship, the distance between the fifth electrode layer 46b1 and the seventh electrode layer 46b4 is not shortened on the side surface of the second piezoelectric layer 46b2. When the distance between the fifth electrode layer 46b1 and the seventh electrode layer 46b4 becomes extremely short, the electric field concentrates on that portion, and drive loss may occur. Therefore, by satisfying the relationship as described above, it is possible to prevent drive loss and obtain efficient bending vibration.

なお、本発明において、第1電極層46a1と第8電極層50、第7電極層46b4、および第6電極層46b3は、一体の電極層として形成しても良い。また、当然に、各電極層を別体の電極層として形成し、それぞれの電極層を構成する電極の材質や膜厚等に変化を持たせるようにしても良い。同様に、第2電極層46a3と第3電極層46a4、第4電極層48、および第5電極層46b1についても、一体型、別体型の双方を選択することができる。   In the present invention, the first electrode layer 46a1, the eighth electrode layer 50, the seventh electrode layer 46b4, and the sixth electrode layer 46b3 may be formed as an integral electrode layer. Naturally, each electrode layer may be formed as a separate electrode layer, and the material, film thickness, etc. of the electrodes constituting each electrode layer may be varied. Similarly, both the second electrode layer 46a3, the third electrode layer 46a4, the fourth electrode layer 48, and the fifth electrode layer 46b1 can be selected as an integrated type or a separate type.

次に、本発明の圧電デバイスに係る第2の実施形態について、図5を参照して説明する。本実施形態に係る圧電デバイスと、上述した第1の実施形態に係る圧電デバイスとは、振動片の形態が異なる。よって、図5には、相違点である振動片のみを示すこととする。   Next, a second embodiment according to the piezoelectric device of the present invention will be described with reference to FIG. The piezoelectric device according to the present embodiment is different from the piezoelectric device according to the first embodiment described above in the form of the resonator element. Therefore, FIG. 5 shows only the resonator element that is the difference.

本実施形態の振動片は、いわゆる音叉型の振動片である。このような形態の振動片22aを有する角速度センサーでは、一対の振動腕54a,54bのそれぞれに、一対の駆動用膜部56a,56bと、1つの検出用膜部58a,58bが配設されている。一対の駆動用膜部56a,56bは、振動腕54a,54bの幅方向両端部に配設され、検出用膜部58a,58bはそれぞれ、一対の駆動用膜部56a,56bの間に配設されている。なお、駆動用膜部56a,56b、および検出用膜部58a,58bは、第1の実施形態に係る角速度センサーと同様に、下部側に位置する電極層(第1電極層46a1、第5電極層46b1)と上部側に位置する電極層(第2電極層46a3、第6電極層46b3)、および圧電層(第1圧電層46a2、第2圧電層46b2)を基本として構成されている。   The resonator element of the present embodiment is a so-called tuning fork type resonator element. In the angular velocity sensor having the resonator element 22a having such a configuration, a pair of driving film portions 56a and 56b and a single detection film portion 58a and 58b are disposed on each of the pair of vibrating arms 54a and 54b. Yes. The pair of driving film portions 56a and 56b are disposed at both ends in the width direction of the vibrating arms 54a and 54b, and the detection film portions 58a and 58b are disposed between the pair of driving film portions 56a and 56b, respectively. Has been. The driving film portions 56a and 56b and the detection film portions 58a and 58b are formed on the lower electrode layer (the first electrode layer 46a1 and the fifth electrode), as in the angular velocity sensor according to the first embodiment. Layer 46b1), the upper electrode layer (second electrode layer 46a3, sixth electrode layer 46b3), and piezoelectric layer (first piezoelectric layer 46a2, second piezoelectric layer 46b2).

このような構成の振動片22aであっても、図5中波線で示す部位に記すように、一方の駆動用膜部56a(56b)を構成する下部側の電極層と、他方の駆動用膜部56b(56a)を構成する上部側の電極層を接続する電極層60を設けることができる。また、このような形態の振動片22aに本発明に係る配線構造を適用することで、従来、検出用膜部58a,58bと、駆動用膜部56a,56bとの間で生じていた基部52における引出電極62の重複を回避することが可能となる。   Even in the resonator element 22a having such a configuration, as shown in a portion indicated by a wavy line in FIG. 5, the lower electrode layer constituting the one driving film portion 56a (56b) and the other driving film An electrode layer 60 that connects the upper electrode layers constituting the portion 56b (56a) can be provided. In addition, by applying the wiring structure according to the present invention to the resonator element 22a having such a configuration, the base 52 that has conventionally occurred between the detection film portions 58a and 58b and the drive film portions 56a and 56b. It is possible to avoid the overlap of the extraction electrode 62 in FIG.

上記実施形態では、いずれも、圧電デバイスとして角速度センサーを例に挙げて説明した。しかしながら、本発明に係る配線構造を適用可能な圧電デバイスは、図6に示すような振動片22bを備えた振動子10a(図7参照)であっても良い。   In the above embodiments, the angular velocity sensor has been described as an example of the piezoelectric device. However, the piezoelectric device to which the wiring structure according to the present invention can be applied may be a vibrator 10a (see FIG. 7) including the vibrating piece 22b as shown in FIG.

本実施形態に係る振動子10aは、ベース14とリッド16を備えたパッケージ12と、パッケージ12内に収容された振動片22bを基本として構成される。本実施形態に係る振動片22bは、図6に示すように、いわゆる音叉型の形態を成す振動片である。すなわち、基部52と、基部52を基点として延設された一対の振動腕54a,54bを備えている。   The vibrator 10 a according to the present embodiment is configured based on a package 12 including a base 14 and a lid 16, and a vibrating piece 22 b housed in the package 12. As shown in FIG. 6, the resonator element 22 b according to the present embodiment is a resonator element having a so-called tuning fork shape. That is, a base 52 and a pair of vibrating arms 54a and 54b extending from the base 52 as a base point are provided.

振動腕54a,54bには、それぞれ、一対の駆動用膜部56a,56bが配設されている。一対の駆動用膜部56a,56bは、振動腕54a,54bの幅方向両端部に配置されている。なお、駆動用膜部56a,56bは、第1、第2の実施形態に係る角速度センサーと同様に、下部側に位置する電極層(第1電極層46a1、第5電極層46b1)と上部側に位置する電極層(第2電極層46a3、第6電極層46b3)、および圧電層(第1圧電層46a2、第2圧電層46b2)を基本として構成されている。すなわち、振動腕54a,54bにおける幅方向の一方に第1電極層46a1(不図示)を配置した場合、他方には第5電極層46b1が配置される。そして、対を成す振動腕54a,54bにおいては、長手方向中心線(不図示)を起点として、線対称な配置関係を採ることとなる。   A pair of driving film portions 56a and 56b are disposed on the vibrating arms 54a and 54b, respectively. The pair of driving film portions 56a and 56b are disposed at both ends in the width direction of the vibrating arms 54a and 54b. The driving film portions 56a and 56b are arranged on the lower side electrode layers (first electrode layer 46a1 and fifth electrode layer 46b1) and on the upper side, like the angular velocity sensors according to the first and second embodiments. The electrode layer (the second electrode layer 46a3, the sixth electrode layer 46b3) and the piezoelectric layer (the first piezoelectric layer 46a2, the second piezoelectric layer 46b2) located in the base. That is, when the first electrode layer 46a1 (not shown) is disposed on one side of the vibrating arms 54a and 54b in the width direction, the fifth electrode layer 46b1 is disposed on the other side. The pair of resonating arms 54a and 54b has a line-symmetric arrangement relationship with a longitudinal center line (not shown) as a starting point.

このような構成の振動片22bであっても、図6中波線で示す部位に記すように、一方の駆動用膜部56a(56b)を構成する下部側の電極層と、他方の駆動用膜部56b(56a)を構成する上部側の電極層を接続する電極層60を設けることができる。   Even with the resonator element 22b having such a configuration, as shown in the part indicated by the wavy line in FIG. 6, the lower electrode layer constituting one drive film portion 56a (56b) and the other drive film An electrode layer 60 that connects the upper electrode layers constituting the portion 56b (56a) can be provided.

次に、上記のような構成の角速度センサーや、振動子を構成する振動片を搭載した電子機器について説明する。なお、図8は、上記実施形態で説明した振動子を発信源として備える携帯電話を示す図である。
図8に示す携帯電話100の外観構成としては、液晶表示装置104、複数の操作ボタン106、受話口102、および送話口108を挙げることができる。
Next, an electronic device equipped with the angular velocity sensor having the above-described configuration and the resonator element constituting the vibrator will be described. FIG. 8 is a diagram illustrating a mobile phone including the vibrator described in the above embodiment as a transmission source.
As an external configuration of the mobile phone 100 illustrated in FIG. 8, a liquid crystal display device 104, a plurality of operation buttons 106, an earpiece 102, and a mouthpiece 108 can be given.

なお、本発明に係る電子機器としては、携帯電話に限らず、パーソナルコンピューターやインクジェット式吐出装置、テレビ、電子辞書、電卓、姿勢制御機能を要するカーナビゲーションシステムや、航空機、ロボット、船舶、車両、電子ゲーム機器、モーションコントローラー、ヘッドマウントディスプレイ、PDR(歩行者位置方位計測)、ゲーム用コントローラー等や、手振れ防止機能を有するデジタルカメラや、デジタルビデオカメラ等も含むものとする。   Note that the electronic device according to the present invention is not limited to a mobile phone, but includes a personal computer, an inkjet discharge device, a television, an electronic dictionary, a calculator, a car navigation system that requires an attitude control function, an aircraft, a robot, a ship, a vehicle, Electronic game machines, motion controllers, head mounted displays, PDR (pedestrian position and direction measurement), game controllers, digital cameras having a camera shake prevention function, digital video cameras, and the like are also included.

10………角速度センサー、12………パッケージ、14………ベース、16………リッド、18………IC、20………タブ基板、22………振動片、23………素子片、24………基部、26a………検出腕、26b………検出腕、28a………伝達腕、28b………伝達腕、30a………駆動腕、30b………駆動腕、32a………駆動腕、32b………駆動腕、34………質量体、36………入出力電極、38………引出電極、40a………検出用膜部、40b………検出用膜部、42a………引出電極、42b………引出電極、44a………駆動用膜部、44b………駆動用膜部、46a………駆動用膜部、46a1………第1電極層、46a2………第1圧電層、46a3………第2電極層、46a4………第3電極層、46b………駆動用膜部、46b1………第5電極層、46b2………第2圧電層、46b3………第6電極層、46b4………第7電極層、48………第4電極層、50………第8電極層。 10 ......... Angular velocity sensor, 12 ......... Package, 14 ......... Base, 16 ......... Lid, 18 ......... IC, 20 ......... Tab substrate, 22 ......... Vibration piece, 23 ......... Element Piece, 24 ......... Base, 26a ... Detection arm, 26b ... Detection arm, 28a ... Transmission arm, 28b ... Transmission arm, 30a ... Drive arm, 30b ... Drive arm, 32a ......... driving arm, 32b ......... driving arm, 34 ......... mass body, 36 ......... input / output electrode, 38 ......... extraction electrode, 40a ......... detection film part, 40b ......... detection Film part, 42a ... Extraction electrode, 42b ... Extraction electrode, 44a ... Drive film part, 44b ... Drive film part, 46a ... Drive film part, 46a1 ... 1 electrode layer, 46a2 ......... first piezoelectric layer, 46a3 ......... second electrode layer, 46a4 ......... third electrode layer, 46b ...... Drive film portion, 46b1 ......... Fifth electrode layer, 46b2 ......... Second piezoelectric layer, 46b3 ......... Sixth electrode layer, 46b4 ......... Seventh electrode layer, 48 ......... Fourth electrode Layer, 50 ......... Eighth electrode layer.

Claims (6)

素子片と、
前記素子片に設けられている第1電極層と、
前記第1電極層の前記素子片側とは反対側に設けられ、側面に傾斜面を有し、かつ前記第1電極層よりも幅広な第1圧電層と、
前記第1圧電層の前記第1電極層側とは反対側に設けられている第2電極層と、
前記第1圧電層の傾斜面に設けられ、前記第2電極層と接続されている第3電極層と、
前記素子片に設けられ、前記第3電極層と接続されている第4電極層と、を備え、
前記第1電極層の端部から前記第3電極層までの最短となる距離をA、前記第1電極層の端部から前記第4電極層までの最短となる距離をB、前記第1電極層と前記第2電極層までの最短となる距離をCとした場合、
C≦A、およびC≦B
の関係を満たすことを特徴とする振動片。
An element piece;
A first electrode layer provided on the element piece;
A first piezoelectric layer provided on a side opposite to the element side of the first electrode layer, having an inclined surface on a side surface, and wider than the first electrode layer;
A second electrode layer provided on the opposite side of the first piezoelectric layer from the first electrode layer side;
A third electrode layer provided on the inclined surface of the first piezoelectric layer and connected to the second electrode layer;
A fourth electrode layer provided on the element piece and connected to the third electrode layer,
The shortest distance from the end of the first electrode layer to the third electrode layer is A, the shortest distance from the end of the first electrode layer to the fourth electrode layer is B, the first electrode When the shortest distance between the layer and the second electrode layer is C,
C ≦ A and C ≦ B
A vibrating piece characterized by satisfying the relationship
前記素子片に設けられている第5電極層と、
前記第5電極層の前記素子片側とは反対側に設けられている第2圧電層と、
前記第2圧電層の前記第5電極層とは反対側に設けられている第6電極層と、を備え、
前記第4電極層と前記第5電極層とが接続されていることを特徴とする請求項1に記載の振動片。
A fifth electrode layer provided on the element piece;
A second piezoelectric layer provided on the opposite side of the element side of the fifth electrode layer;
A sixth electrode layer provided on the opposite side of the second piezoelectric layer from the fifth electrode layer,
The resonator element according to claim 1, wherein the fourth electrode layer and the fifth electrode layer are connected.
前記第2圧電層は、側面に傾斜面を有し、前記第2圧電層の傾斜面に設けられ、前記第6電極層と接続されている第7電極層と、
前記素子片に設けられ、前記第7電極層と接続されている第8電極層と、を備え、
前記第1電極層と前記第8電極層とが接続されていることを特徴とする請求項2に記載の振動片。
The second piezoelectric layer has an inclined surface on a side surface, is provided on the inclined surface of the second piezoelectric layer, and is connected to the sixth electrode layer;
An eighth electrode layer provided on the element piece and connected to the seventh electrode layer;
The resonator element according to claim 2, wherein the first electrode layer and the eighth electrode layer are connected.
前記第5電極層の端部から前記第7電極層までの最短となる距離をD、前記第5電極層の端部から前記第8電極層までの最短となる距離をE、前記第5電極層と前記第6電極層までの最短となる距離をFとした場合、
F≦D、およびF≦E
の関係を満たすことを特徴とする請求項3に記載の振動片。
D is the shortest distance from the end of the fifth electrode layer to the seventh electrode layer, E is the shortest distance from the end of the fifth electrode layer to the eighth electrode layer, and the fifth electrode. When the shortest distance between the layer and the sixth electrode layer is F,
F ≦ D and F ≦ E
The vibration piece according to claim 3, wherein the relationship is satisfied.
前記素子片は、基部と該基部から突出している振動腕とを備え、
前記振動腕の幅方向において、前記振動腕の一方に前記第1電極層が、他方に前記第5電極層がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載の振動片。
The element piece includes a base and a vibrating arm protruding from the base,
5. The method according to claim 2, wherein in the width direction of the vibrating arm, the first electrode layer is provided on one side of the vibrating arm, and the fifth electrode layer is provided on the other side. 6. The vibrating piece described.
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の振動片を搭載したことを特徴とする電子機器。   An electronic device comprising the resonator element according to claim 1.
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