JP2014120890A - Piezoelectric vibration piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus and radio clock - Google Patents
Piezoelectric vibration piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus and radio clock Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014120890A JP2014120890A JP2012273938A JP2012273938A JP2014120890A JP 2014120890 A JP2014120890 A JP 2014120890A JP 2012273938 A JP2012273938 A JP 2012273938A JP 2012273938 A JP2012273938 A JP 2012273938A JP 2014120890 A JP2014120890 A JP 2014120890A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- vibrating arm
- excitation electrode
- electrode
- arm portions
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計に関するものである。 The present invention relates to a piezoelectric vibrating piece, a piezoelectric vibrator, an oscillator, an electronic device, and a radio timepiece.
携帯電話や携帯情報端末機器等には、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として、水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが提供されているが、その一つとして、いわゆる音叉型の圧電振動片を有する圧電振動子が知られている。 In a cellular phone, a portable information terminal device, and the like, a piezoelectric vibrator using a crystal or the like is used as a time source, a control signal timing source, a reference signal source, and the like. Various piezoelectric vibrators of this type are provided, and one of them is a piezoelectric vibrator having a so-called tuning fork type piezoelectric vibrating piece.
ここで、従来における音叉型の圧電振動片について間単に説明する。図26は従来の圧電振動片の平面図であり、図27は図26のE−E線に沿う断面図である。
図26、図27に示すように、圧電振動片200は、幅方向に並んで配置された一対の振動腕部210,211と、これら一対の振動腕部210,211の長さ方向に沿う基端部同士を連結する基部212と、を備えている。そして、圧電振動片200の外表面には電極膜213が形成され、この電極膜213に電圧が印加されることで、一対の振動腕部210,211を、互いに接近又は離間する方向(振動腕部210,211の幅方向)に所定の共振周波数で振動させることが可能となっている。
Here, a conventional tuning-fork type piezoelectric vibrating piece will be briefly described. FIG. 26 is a plan view of a conventional piezoelectric vibrating piece, and FIG. 27 is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG.
As shown in FIGS. 26 and 27, the piezoelectric vibrating
ところで、近年、パッケージが搭載される機器の小型化に伴い、圧電振動片200のさらなる小型化が望まれている。しかし、圧電振動片200の小型化にあたって、振動腕部210,211の幅を狭く形成すると、振動腕部210,211上に形成される電極膜213の形成幅も狭くなるので、振動に寄与する電界を印加し難くなり、等価直列抵抗値(Crystal Impedance:CI値)が上昇して出力信号の品質が悪化してしまう。したがって、圧電振動片200の小型化を図るためには、CI値の上昇を抑えつつ行う必要がある。
Incidentally, in recent years, with the downsizing of devices on which packages are mounted, further downsizing of the piezoelectric vibrating
そこで、例えば、特許文献1に示されるように、振動腕部210,211の両主面上にエッチング加工により溝部214を形成する構成が知られている。
この構成によれば、振動腕部210,211の側面と溝部214の内面とで、対となる電極膜213同士が対向するので、その対向方向に電界を効率良く作用させることができる。これにより、振動腕部210,211の幅を狭くしても、電界効率を高めることができ、CI値の上昇を抑えつつ圧電振動片の小型化を図ることができるとされている。
Therefore, for example, as shown in
According to this configuration, the pair of
ここで、振動腕部210,211に溝部214を形成するには、ウエハを圧電振動片200の外形形状にエッチング加工した後、さらに、振動腕部210,211における溝部形成領域に対してエッチング加工により溝部214を形成する必要がある。
そのため、溝部形成に費やす工程が余計にかかり、製造工数の増加や、製造工程の複雑化に繋がり、製造効率が低下するという問題がある。
Here, in order to form the
Therefore, there is a problem that an extra process is required for forming the groove, which leads to an increase in manufacturing man-hours and a complicated manufacturing process, resulting in a decrease in manufacturing efficiency.
また、溝部214のエッチングは、圧電振動片200を外形形成した後に行うので、溝部形成用のマスクを振動腕部210,211に対して精度良くアライメントさせる必要がある。
特に、上述したアライメント精度が悪く、溝部214が振動腕部210,211の幅方向にずれてしまった場合には、各振動腕部210,211を幅方向で二等分する軸線を中心とした両側で形状が異なり、重量バランスが不均衡になる。その結果、振動腕部210,211の振動バランスの不均衡を招き、ドライブレベル特性(圧電振動片200に印加する電圧に対する共振周波数Fの挙動)の変化や、振動漏れによるCI値の増加等に繋がる虞がある。
In addition, since the etching of the
In particular, when the alignment accuracy described above is poor and the
さらに、電極膜213は、溝部214の内面に位置する部分と、振動腕部210,211の側面に位置する部分と、が振動腕部210,211の主面のうち、溝部214と振動腕部210,211の側面との間に位置する部分で分割されるようにパターニングされる必要がある(例えば、図27中F部参照)。
そのため、上述したように振動腕部210,211に対して溝部214が幅方向にずれてしまうと、電極膜213のうちパターニングにより除去される部分と、振動腕部210,211の主面のうち溝部214と振動腕部210,211の側面との間に位置する部分と、がずれてしまう。この場合には、振動腕部210,211の主面のうち、溝部214と振動腕部210,211の側面との間に位置する部分の電極膜213が除去されず、溝部214の内面側と、振動腕部210,211の側面側とで、分極が不十分になる虞があった。
Further, the
Therefore, as described above, when the
そこで本発明は、製造効率の向上を図った上で、振動特性に優れた圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計の提供を目的とする。 Therefore, the present invention aims to provide a piezoelectric vibrating piece, a piezoelectric vibrator, an oscillator, an electronic device, and a radio-controlled timepiece having excellent vibration characteristics while improving the manufacturing efficiency.
上述した課題を解決するため、本発明の圧電振動片は、幅方向に並んで配置された一対の振動腕部と、前記一対の振動腕部における延在方向の基端部が接続された基部と、を備えた圧電振動片において、前記各振動腕部における幅方向で対向し合う両側面のうち、一側面には第1励振電極が形成され、他側面には前記第1励振電極と極性の異なる及び第2励振電極が形成され、前記第1励振電極及び前記第2励振電極は、前記各励振電極間に電圧が印加されたときに、前記各振動腕部を厚さ方向に沿って振動させることを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, a piezoelectric vibrating piece according to the present invention includes a base portion in which a pair of vibrating arm portions arranged in the width direction and a base end portion in the extending direction of the pair of vibrating arm portions are connected. A first excitation electrode is formed on one side surface of the vibrating arm portions facing each other in the width direction, and the polarity of the first excitation electrode on the other side surface is opposite to that of the first excitation electrode. And the second excitation electrode are formed, and when the voltage is applied between the respective excitation electrodes, the first excitation electrode and the second excitation electrode are arranged along the thickness direction of the respective vibrating arm portions. It is characterized by vibrating.
この構成によれば、振動腕部の両側面に、極性の異なる第1励振電極及び第2励振電極を形成し、これら励振電極に電圧を印加することで、振動腕部の幅方向に沿う電界が発生する。これにより、振動腕部は、振動腕部の長さ方向に伸長または短縮する方向に向けて変位することで、振動腕部の厚さ方向に沿って所定の周波数で振動することになる。
したがって、従来のように溝部を形成する必要がないので、製造効率の向上を図ることができる。
また、圧電振動片の外形形状を形成した後、さらに溝部を形成する必要がないので、圧電振動片を高精度に形成することが可能になり、振動腕部の重量バランスのばらつきを抑えることができる。これにより、ドライブレベル特性の変化や、CI値の増加を抑制し、優れた振動特性を発揮させることができる。
しかも、振動腕部における両主面には励振電極を形成しないので、振動腕部の両主面を介して励振電極を両側面間で確実に分極できる。
したがって、製造効率の向上を図った上で、振動特性に優れた圧電振動片を提供できる。
According to this configuration, the first excitation electrode and the second excitation electrode having different polarities are formed on both side surfaces of the vibrating arm portion, and an electric field along the width direction of the vibrating arm portion is formed by applying a voltage to these excitation electrodes. Occurs. As a result, the vibrating arm portion vibrates at a predetermined frequency along the thickness direction of the vibrating arm portion by being displaced in a direction extending or shortening in the length direction of the vibrating arm portion.
Therefore, since it is not necessary to form a groove as in the prior art, the manufacturing efficiency can be improved.
In addition, after forming the outer shape of the piezoelectric vibrating piece, it is not necessary to form a groove portion further, so the piezoelectric vibrating piece can be formed with high accuracy, and variation in the weight balance of the vibrating arm portion can be suppressed. it can. Thereby, the change of a drive level characteristic and the increase in CI value can be suppressed, and the outstanding vibration characteristic can be exhibited.
In addition, since excitation electrodes are not formed on both main surfaces of the vibrating arm portion, the excitation electrodes can be reliably polarized between both side surfaces via both main surfaces of the vibrating arm portion.
Therefore, it is possible to provide a piezoelectric vibrating piece having excellent vibration characteristics while improving the manufacturing efficiency.
また、前記各振動腕部のうち、前記一側面には、第1励振電極よりも前記厚さ方向にオフセットした位置にさらに第2励振電極が形成され、前記他側面には、第2励振電極よりも前記厚さ方向にオフセットした位置にさらに第1励振電極が形成されており、前記一側面と前記他側面との間で、第1励振電極及び第2励振電極が前記幅方向に対向するように設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、振動腕部の幅方向で対向する第1励振電極及び第2励振電極が、振動腕部の両側面それぞれにおいて、厚さ方向で極性が逆向きになるように形成されることになる。そのため、厚さ方向の一方側及び他方側において、幅方向で対向する第1励振電極及び第2励振電極間で発生する電界が逆向きになる。したがって、例えば、同一の振動腕部において厚さ方向の一方側で対になる第1励振電極及び第2励振電極間では、振動腕部が伸長する方向に向けて変位する一方、厚さ方向の他方側に形成された第1励振電極及び第2励振電極間では振動腕部が収縮する方向に向けて変位する。これにより、振動腕部を厚さ方向に屈曲振動させることができ、振動特性の更なる向上を図ることができる。
In addition, a second excitation electrode is further formed on the one side surface of the vibrating arm portions at a position offset in the thickness direction from the first excitation electrode, and a second excitation electrode is formed on the other side surface. Further, a first excitation electrode is further formed at a position offset in the thickness direction, and the first excitation electrode and the second excitation electrode face each other in the width direction between the one side surface and the other side surface. It is provided as follows.
According to this configuration, the first excitation electrode and the second excitation electrode that are opposed in the width direction of the vibrating arm portion are formed so that the polarities are opposite in the thickness direction on both side surfaces of the vibrating arm portion. It will be. Therefore, on one side and the other side in the thickness direction, the electric field generated between the first excitation electrode and the second excitation electrode facing each other in the width direction is reversed. Therefore, for example, between the first excitation electrode and the second excitation electrode that are paired on one side in the thickness direction in the same vibrating arm portion, the vibrating arm portion is displaced in the extending direction, while in the thickness direction. Between the first excitation electrode and the second excitation electrode formed on the other side, the vibrating arm portion is displaced in a contracting direction. Thereby, the vibrating arm portion can be flexibly vibrated in the thickness direction, and the vibration characteristics can be further improved.
また、前記振動腕部の幅寸法は、厚さ寸法と比較して短いことを特徴としている。
この構成によれば、振動腕部の幅が、厚さに比べて短くなっているので、振動腕部の幅方向で対となる励振電極間の距離を短縮して、電界効率の向上を図ることができる。これにより、CI値の更なる低減を図るとともに、圧電振動片の小型化を図ることができる。なお、従来の構成と比較して、本願発明では振動腕部の主面に電極を形成する必要がないので、振動腕部の幅寸法を狭めたとしても電極同士が短絡したりする懸念がない。
The width dimension of the vibrating arm portion is characterized by being shorter than the thickness dimension.
According to this configuration, since the width of the vibrating arm portion is shorter than the thickness, the distance between the excitation electrodes paired in the width direction of the vibrating arm portion is shortened to improve the electric field efficiency. be able to. As a result, the CI value can be further reduced and the piezoelectric vibrating piece can be downsized. In addition, compared with the conventional configuration, in the present invention, since it is not necessary to form electrodes on the main surface of the vibrating arm portion, there is no concern that the electrodes are short-circuited even if the width dimension of the vibrating arm portion is reduced. .
また、本発明に係る圧電振動子は、上記本発明の圧電振動片と、互いに接合されたベース部材とリッド部材とを有し、両部材の間に形成されたキャビティ内に前記圧電振動片を収容するパッケージと、を備えていることを特徴としている。
この構成によれば、安定した振動特性を有する高品質で小型の圧電振動片を備えているので、作動の信頼性に優れた高品質な圧電振動子とすることができる。
The piezoelectric vibrator according to the present invention includes the above-described piezoelectric vibrating piece according to the present invention, a base member and a lid member joined to each other, and the piezoelectric vibrating piece is placed in a cavity formed between the two members. And a package for housing.
According to this configuration, since the high-quality and small piezoelectric vibrating piece having stable vibration characteristics is provided, a high-quality piezoelectric vibrator excellent in operation reliability can be obtained.
また、本発明に係る発振器は、上記本発明の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴としている。 An oscillator according to the present invention is characterized in that the piezoelectric vibrator of the present invention is electrically connected to an integrated circuit as an oscillator.
また、本発明に係る電子機器は、上記本発明の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴としている。 In addition, an electronic apparatus according to the present invention is characterized in that the piezoelectric vibrator of the present invention is electrically connected to a timer unit.
また、本発明に係る電波時計は、上記本発明の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴としている。 A radio timepiece according to the present invention is characterized in that the piezoelectric vibrator of the present invention is electrically connected to a filter portion.
本発明に係る発振器、電子機器及び電波時計においては、上記本発明の圧電振動子を備えているので、信頼性に優れた高品質な製品を提供することができる。 Since the oscillator, electronic device, and radio timepiece according to the present invention include the piezoelectric vibrator of the present invention, a high-quality product with excellent reliability can be provided.
本発明の圧電振動片、及び圧電振動子によれば、製造効率の向上を図った上で、振動特性に優れた圧電振動片、及び圧電振動子を提供することができる。
本発明に係る発振器、電子機器及び電波時計においては、上記本発明の圧電振動子を備えているので、信頼性に優れた高品質な製品を提供することができる。
According to the piezoelectric vibrating piece and the piezoelectric vibrator of the present invention, it is possible to provide a piezoelectric vibrating piece and a piezoelectric vibrator having excellent vibration characteristics while improving the manufacturing efficiency.
Since the oscillator, electronic device, and radio timepiece according to the present invention include the piezoelectric vibrator of the present invention, a high-quality product with excellent reliability can be provided.
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(圧電振動片)
図1は本実施形態に係る圧電振動片を一方側から見た平面図であり、図2は他方側から見た平面図である。また、図3(a)は図1のA矢視図であり、図3(b)は図1のB−B線に沿う断面図である。図4は圧電振動片の斜視図である。
図1〜図4に示すように、本実施形態の圧電振動片1は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料からなる音叉型の振動片であって、一対の振動腕部10,11(第1振動腕部10及び第2振動腕部11)、及び一対の振動腕部10,11の基端部を一体的に固定する基部12を有する圧電板13と、圧電板13上に形成された電極膜14と、を備えている。なお、本実施形態の圧電板13は、後述するように水晶のランバート原石を、水晶結晶軸として互いに直交するX軸、Y軸、Z軸に対して所定の角度でスライスしてウエハ40(図6参照)とし、このウエハ40に対してウェットエッチングを施すことで形成されている。そして、本実施形態の圧電板13では、水晶結晶軸のZ軸が圧電板13の厚さ方向にほぼ一致し、Y軸が圧電板13(振動腕部10,11)の長さ方向に一致し、X軸が圧電板13の幅方向(振動腕部10,11の配列方向)に一致している。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Piezoelectric vibrating piece)
FIG. 1 is a plan view of the piezoelectric vibrating piece according to the present embodiment as viewed from one side, and FIG. 2 is a plan view as viewed from the other side. 3A is a view taken in the direction of arrow A in FIG. 1, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. FIG. 4 is a perspective view of the piezoelectric vibrating piece.
As shown in FIGS. 1 to 4, the piezoelectric vibrating
一対の振動腕部10,11は、Y軸方向に沿って延在するとともに、X軸方向に平行に並んで形成されている。本実施形態の振動腕部10,11は、Z軸方向の厚さ(例えば、100μm程度)に比べて、X軸方向の幅(例えば、20〜30μm程度)が狭く形成されている。従来の振動片は、振動腕部の厚さ寸法と幅寸法とを比較した場合に、主面電極の短絡防止、溝の形成しやすさ、主面における励振電極の形成しやすさ等を考慮すると、幅寸法を大きくとる必要があり、その結果、幅寸法≧厚さ寸法の関係になることが多かったが、本実施形態によれば、主面に溝、励振電極を形成する必要がないので、幅寸法を広くとる必要がなく、幅寸法≧厚さ寸法とすることができる。また、幅寸法を狭めることにより、両側面間での電界効率を向上させることが可能になる(詳細は後述)。なお、より好適な例としては、振動腕部の幅寸法は、振動腕部の厚さ寸法の20%以上80%以下であればよい。この範囲にあれば、振動腕部が振動する際の剛性、外部衝撃等に耐えうる剛性を確実確保することができる(幅寸法が狭すぎると振動腕部の剛性が低下するため)。しかしながら、使用環境に鑑みて耐えうる特性を確保できるのであれば、この範囲外の寸法であってもよい。なお、ここでいう幅寸法とは、例えば振動腕部の幅が変化するような形状(縮幅部や拡幅部があるような形状)では、その概略平均値の幅寸法のことを指す。
また、基部12と振動腕部10,11との接続部には、基部12、振動腕部10の内側面10a及び振動腕部11の内側面11aに囲まれて又部15が形成されている。
The pair of vibrating
Further, a connecting portion between the
電極膜14は、一対の振動腕部10,11に形成されて一対の振動腕部10,11を振動させる第1励振電極21及び第2励振電極22と、第1励振電極21及び第2励振電極22にそれぞれに電気的に接続された第1マウント電極23及び第2マウント電極24と、励振電極21,22とマウント電極23,24とをそれぞれ電気的に接続する第1引き出し電極25、及び第2引き出し電極26と、を有している。なお、電極膜14は、例えば、クロム(Cr)と金(Au)の積層膜等により形成される。
The
励振電極21,22は、一対の振動腕部10,11をY−Z平面に沿って所定の共振周波数で逆位相に振動させる電極である。励振電極21,22は、一対の振動腕部10,11の内側面(一側面、または他側面)10a,11a及び外側面(他側面、または一側面)10b,11b上にY軸方向に沿って延設され、それぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。なお、励振電極21,22は、Y軸方向において振動腕部10,11の先端部を除くほぼ全域亘って形成されている。
The
具体的に、第1励振電極21は、各振動腕部10,11の外側面10b,11bにおけるZ軸方向の一方側(図3中上側)、及び内側面10a,11aにおけるZ軸方向の他方側(図3中下側)に形成されている。また、第2励振電極22は、各振動腕部10,11の外側面10b,11bにおけるZ軸方向の他方側、及び内側面10a,11aにおけるZ軸方向の一方側に形成されている。すなわち、第1励振電極21及び第2励振電極22は、内側面10a,11a及び外側面10b,11bそれぞれにおいて、Z軸方向に並んで配設され、内側面10a,11aと外側面10b,11b間において、X軸方向に対向している。また、言い換えれば、各側面において、第1励振電極21と第2励振電極22とが厚さ方向(Z軸方向)にオフセットして設けられている。
Specifically, the
このように、各励振電極21,22は、同一の振動腕部10,11を構成するX軸方向で対向する側面10a,10b,11a,11b間において、X軸方向で極性が異なるように対向配設されている。すなわち、励振電極21,22は、同一の振動腕部10,11を挟んでX軸方向で対になっている。
In this way, the
さらに、各励振電極21,22は、各振動腕部10,11それぞれにおいて、Z軸方向の中間部分を空けた状態で一方側及び他方側に配設されるとともに、同一の側面10a,10b,11a,11b上で極性が異なるように配設されている。また、隣接する振動腕部10,11間において、Z軸方向の同位置に配設されたX軸方向で対になる励振電極21,22は、互いに逆向きに配設されている。
すなわち、X軸方向で対になる励振電極21,22は、隣接する振動腕部10,11間において、Z軸方向で互い違いに配設されている。なお、第1励振電極21及び第2励振電極22は、各振動腕部10,11の両主面には形成されていない。
Further, the
That is, the
マウント電極23,24は、基部12の基端部にX軸方向に並んで形成されている。具体的に、第1マウント電極23は、基部12の両主面におけるX軸方向の一方側、及び基部12におけるX軸方向の一方側に位置する側面に形成されている。また、第2マウント電極24は、基部12の両主面におけるX軸方向の他方側、及び基部12におけるX軸方向の他方側に位置する側面に形成されている。
The
第1引き出し電極25は、基部12の一方の主面上をX軸方向に延在する基端部電極25aと、振動腕部10,11に形成された先端部電極25bと、を有している。
基端部電極25aは、振動腕部10,11の外側面10b,11bに形成された第1励振電極21の基端部同士、及び第1マウント電極23を基部12の一方の主面上で接続している。
The
The
先端部電極25bは、同一の振動腕部10,11において、内側面10a,11aに形成された第1励振電極21、及び外側面10b,11bに形成された第1励振電極21の先端部同士を接続している。具体的に、先端部電極25bは、外側面10b,11bに形成された第1励振電極21の先端部から、各振動腕部10,11の先端部における一方の主面、及び内側面10a,11aを通って内側面10a,11aに形成された第1励振電極21の先端部に接続されている。
The
第2引き出し電極26は、基部12の両主面、及び又部15に亘って形成されている。そして、第2引き出し電極26は、基部12の一方の主面上において、隣接する振動腕部10,11の内側面10a,11aに形成された第2励振電極22の基端部同士を接続し、基部12の他方の主面上において、外側面10b,11bに形成された第2励振電極22の基端部同士、及び第2マウント電極24を接続している。
The
このように形成された圧電振動片1においては、一対の励振電極21,22間に所定の駆動電圧を印加する。これにより、マウント電極23,24及び引き出し電極25,26を介して、励振電極21,22に電流を流すことができ、同一の振動腕部10,11において、X軸方向で対になる第1励振電極21及び第2励振電極22間で振動腕部10,11のY軸方向に垂直な方向(X軸方向)に電界が発生する。
In the piezoelectric vibrating
ここで、振動腕部10,11のX軸方向で対になる励振電極21,22は、隣接する振動腕部10,11間で逆向きに配設されているため、隣接する振動腕部10,11のX軸方向で対になる励振電極21,22間には、互いに逆向きの電界が発生する。そのため、例えば、振動腕部10においてZ軸方向の一方側で対になる第1励振電極21及び第2励振電極22間では、振動腕部10が伸長する方向(Y軸方向の外側)に向けて変位する一方、振動腕部11においてZ軸方向の一方側に形成された第1励振電極21及び第2励振電極22間では振動腕部10,11が収縮する方向(Y軸方向の内側)に向けて変位する。これにより、振動腕部10,11は、Y−Z平面に沿って所定の周波数で逆位相で屈曲振動することになる(いわゆる、Y−Z屈曲振動モード)。
Here, since the
また、励振電極21,22は、同一の振動腕部10,11においてZ軸方向の一方側と他方側とで、極性が逆向きになるように形成されているため、Z軸方向の一方側及び他方側において、X軸方向で対となる第1励振電極21及び第2励振電極22間で発生する電界が逆向きになる。したがって、例えば、同一の振動腕部10,11においてZ軸方向の一方側で対になる第1励振電極21及び第2励振電極22間では、振動腕部10が伸長する方向(Y軸方向の外側)に向けて変位する一方、Z軸方向の他方側に形成された第1励振電極21及び第2励振電極22間では振動腕部10,11が収縮する方向(Y軸方向の内側)に向けて変位する。
そして、この一対の振動腕部10,11の振動を利用して、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として利用することができる。
Further, since the
The vibration of the pair of vibrating
(圧電振動片の製造方法)
次に、上述した圧電振動片1の製造方法について説明する。
図5は圧電振動片の製造方法を示すフローチャートであり、図6は圧電振動片の製造方法を説明するための工程図であって、ウエハの平面図である。
まず、図5、図6に示すように、水晶のランバート原石を所定の角度でスライスして一定の厚さのウエハ40とする(S10)。このとき、Z軸が圧電振動片1の厚さ方向にほぼ一致し、Y軸が圧電振動片1(振動腕部10,11)の長さ方向に一致し、X軸が圧電振動片1の幅方向(振動腕部10,11の配列方向)に一致するように、ウエハ40をスライスする。
次に、ウエハ40をラッピングして粗加工した後、加工変質層をエッチングで取り除き、この後、ポリッシュ等の鏡面加工を行なって所定の厚さとする。
(Method for manufacturing piezoelectric vibrating piece)
Next, a method for manufacturing the above-described
FIG. 5 is a flowchart showing a method of manufacturing the piezoelectric vibrating piece, and FIG. 6 is a process diagram for explaining the method of manufacturing the piezoelectric vibrating piece, and is a plan view of the wafer.
First, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, a quartz Lambert rough is sliced at a predetermined angle to form a
Next, after lapping and roughing the
次に、ウエハ40に圧電板13の外形形状を形成する外形形状形成工程(S20)を行う。具体的には、まずウエハ40の両面にクロム(Cr)等からなる金属膜を形成し、この金属膜を一対の振動腕部10,11、及び基部12の外形形状に倣わせてパターニングすることにより外形パターン41を形成する。この際、ウエハ40に形成する複数の圧電振動片1の数だけ、一括してパターニングを行う。
次いで、パターニングされた外形パターン41をマスクとして、ウエハ40の両面からそれぞれエッチング加工を行う。これにより、外形パターン41でマスクされていない領域が選択的に除去され、ウエハ40に複数の圧電板13の外形形状を形成できる。なお、複数の圧電板13は、後に行う切断工程(S40)を行うまで、図示しない連結部を介してウエハ40に連結された状態となっている。
Next, an outer shape forming step (S20) for forming the outer shape of the
Next, etching is performed from both sides of the
次に、複数の圧電板13上に電極膜14を形成する電極膜形成工程(S30)を行う。まず複数の圧電板13の全面に、例えばスパッタリング等により導電性を有する金属膜(例えば、クロムと金の積層膜等)を成膜する。次に、エッチング加工の際のマスクとなるフォトレジスト膜を、金属膜上にスプレーコート等により成膜した後、フォトリソ技術でパターニングする。
Next, an electrode film forming step (S30) for forming the
具体的に、まず励振電極21,22、マウント電極23,24、及び引き出し電極25,26の形成領域以外の領域が開口したフォトマスク(不図示)をフォトレジスト膜上にセットする。そして、フォトマスクを介してフォトレジスト膜を露光した後、現像液に浸漬することで、紫外線が露光されていない領域(フォトマスクで覆われた領域)のフォトレジスト膜のみが選択的に除去される。本実施形態では、フォトレジスト膜を露光する際、圧電板13の上方、及び下方から露光する垂直露光と、圧電板13に対して斜め上方及び斜め下方から露光する斜め露光と、を同一のフォトマスクを介して行うことが好ましい。すなわち、垂直露光により圧電板13の両主面上に成膜されたフォトレジスト膜を露光し、斜め露光により圧電板13の側面に成膜されたフォトレジスト膜を露光する。
Specifically, first, a photomask (not shown) having an opening other than the formation regions of the
次に、現像後に残ったフォトレジスト膜をマスクとして、金属膜をエッチング加工する。これにより、上述した電極膜14が一体的に形成される。なお、圧電板13の主面上の金属膜と、側面10a,10b,11a,11b上の金属膜と、を別々にパターニングしても構わない。
Next, the metal film is etched using the photoresist film remaining after development as a mask. Thereby, the
次に、ウエハ40と圧電板13とを連結している連結部を切断して、複数の圧電板13をウエハ40から切り離して個片化する切断工程(S40)を実行する。
以上より、1枚のウエハ40から、音叉型の圧電振動片1が一度に複数製造される。
Next, the cutting part (S40) which cut | disconnects the connection part which has connected the
As described above, a plurality of tuning fork-type
このように、本実施形態では、振動腕部10,11の内側面10a,11a及び外側面10b,11bに、極性の異なる第1励振電極21及び第2励振電極22をそれぞれ形成する構成とした。
この構成によれば、振動腕部10,11の両側面10a,10b,11a,11bにX軸方向で対となる励振電極21,22を形成することで、振動腕部10,11のX軸方向に沿う電界が発生する。これにより、振動腕部10,11は、Y軸方向に伸長または短縮する方向に向けて変位することで、Y−Z平面に沿って所定の周波数で屈曲振動することになる。
したがって、従来のように溝部214を形成する必要がないので、製造効率の向上を図ることができる。
Thus, in the present embodiment, the
According to this configuration, by forming the
Therefore, since it is not necessary to form the
また、外形形状形成工程(S20)の後、さらに溝部214の形成工程を行う必要がないので、圧電板13を高精度に形成することが可能になり、振動腕部10,11の重量バランスのばらつきを抑えることができる。これにより、ドライブレベル特性の変化や、CI値の増加を抑制し、優れた振動特性を発揮させることができる。
しかも、振動腕部10,11における両主面には励振電極21,22を形成しないので、振動腕部10,11の両主面を介して励振電極21,22を両側面10a,10b,11a,11b間で確実に分極できる。
したがって、製造効率の向上を図った上で、振動特性に優れた圧電振動片1を提供できる。
In addition, since it is not necessary to perform the
In addition, since the
Therefore, it is possible to provide the piezoelectric vibrating
さらに、本実施形態では、上述したようにX軸方向で対となる励振電極21,22が同一の振動腕部10,11においてZ軸方向の一方側と他方側とで、極性が逆向きになるように形成されることになるので、Z軸方向の一方側及び他方側において、X軸方向で対となる第1励振電極21及び第2励振電極22間で発生する電界が逆向きになる。したがって、例えば、同一の振動腕部10,11においてZ軸方向の一方側で対になる第1励振電極21及び第2励振電極22間では、振動腕部10が伸長する方向に向けて変位する一方、Z軸方向の他方側に形成された第1励振電極21及び第2励振電極22間では振動腕部10,11が収縮する方向に向けて変位する。これにより、振動腕部10,11をZ軸方向の両側に向けて屈曲振動させることができ、振動特性の更なる向上を図ることができる。
しかも、振動腕部10,11のX軸方向に沿う幅が、Z軸方向の厚さに比べて短くなっているので、各励振電極21,22のZ軸方向に沿う幅を拡大した上で、対となる励振電極21,22間の距離を短縮して、電界効率の向上を図ることができる。これにより、CI値の更なる低減を図るとともに、圧電振動片1の小型化を図ることができる。
Furthermore, in the present embodiment, as described above, the
Moreover, since the width along the X-axis direction of the vibrating
(圧電振動子)
次に、上述した圧電振動片1を具備する圧電振動子50について説明する。図7は圧電振動子を示す外観斜視図であり、図8は図7に示す圧電振動子の内部構成図であって、封口板を取り外した状態の平面図である。また、図9は図8のD−D線に沿う断面図であり、図10は図7に示す圧電振動子の分解斜視図である。なお、以下の説明では、上述した構成と共通する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。また、図中では圧電振動片1の外形形状のみを示し、電極膜14等は上述した実施形態と同様の構成であるため、図示を省略する。
図7〜図10に示すように、本実施形態の圧電振動子50は、内部に気密封止されたキャビティCを有するパッケージ51と、キャビティC内に収容された上述した圧電振動片1と、を備えたセラミックパッケージタイプの表面実装型振動子とされている。
(Piezoelectric vibrator)
Next, the
As shown in FIGS. 7 to 10, the
この圧電振動子50は、概略直方体状に形成されており、本実施形態では平面視において圧電振動子50の長手方向を長さ方向といい、短手方向を幅方向といい、これら長さ方向及び幅方向に対して直交する方向を厚さ方向という。
The
パッケージ51は、パッケージ本体(ベース部材)53と、このパッケージ本体53に対して接合されるとともに、パッケージ本体53との間にキャビティCを形成する封口板(リッド部材)54と、を備えている。
The
パッケージ本体53は、互いに重ね合わされた状態で接合された第1ベース基板55及び第2ベース基板56と、第2ベース基板56上に接合されたシールリング57と、を備えている。
第1ベース基板55は、平面視略長方形状に形成されたセラミックス製の基板とされている。第2ベース基板56は、第1ベース基板55と同じ外形形状である平面視略長方形状に形成されたセラミックス製の基板とされており、第1ベース基板55上に重ねられた状態で焼結等によって一体的に接合されている。
The package
The
第1ベース基板55及び第2ベース基板56の四隅には、平面視1/4円弧状の切欠部58が、両基板55,56の厚さ方向の全体に亘って形成されている。これら第1ベース基板55及び第2ベース基板56は、例えばウエハ状のセラミック基板を2枚重ねて接合した後、両セラミック基板を貫通する複数のスルーホールを行列状に形成し、その後、各スルーホールを基準としながら両セラミック基板を格子状に切断することで作製される。その際、スルーホールが4分割されることで、上述した切欠部58となる。
また、第2ベース基板56の上面は、圧電振動片1がマウントされる実装面56aとされている。
At the four corners of the
The upper surface of the
なお、第1ベース基板55及び第2ベース基板56はセラミックス製としたが、その具体的なセラミックス材料としては、例えばアルミナ製のHTCC(High Temperature Co−Fired Ceramic)や、ガラスセラミックス製のLTCC(Low Temperature Co−Fired Ceramic)等が挙げられる。
The
シールリング57は、第1ベース基板55及び第2ベース基板56の外形よりも一回り小さい導電性の枠状部材であり、第2ベース基板56の実装面56aに接合されている。具体的には、シールリング57は、銀ロウ等のロウ材や半田材等による焼付けによって実装面56a上に接合、或いは、実装面56a上に形成(例えば、電解メッキや無電解メッキの他、蒸着やスパッタ等により)された金属接合層に対する溶着等によって接合されている。
The
なお、シールリング57の材料としては、例えばニッケル基合金等が挙げられ、具体的にはコバール、エリンバー、インバー、42−アロイ等から選択すれば良い。特に、シールリング57の材料としては、セラミック製とされている第1ベース基板55及び第2ベース基板56に対して熱膨張係数が近いものを選択することが好ましい。例えば、第1ベース基板55及び第2ベース基板56として、熱膨張係数6.8×10-6/℃のアルミナを用いる場合には、シールリング57としては、熱膨張係数5.2×10-6/℃のコバールや、熱膨張係数4.5〜6.5×10-6/℃の42−アロイを用いることが好ましい。
The material of the
封口板54は、シールリング57上に重ねられた導電性基板であり、シールリング57に対する接合によってパッケージ本体53に対して気密に接合されている。そして、この封口板54とシールリング57と第2ベース基板56の実装面56aとで画成された空間が、気密に封止された上述したキャビティCとして機能する。
なお、封口板54の溶接方法としては、例えばローラ電極を接触させることによるシーム溶接や、レーザ溶接、超音波溶接等が挙げられる。また、封口板54とシールリング57との溶接をより確実なものとするため、互いになじみの良いニッケルや金等の接合層を、少なくとも封口板54の下面と、シールリング57の上面とにそれぞれ形成することが好ましい。
The sealing
In addition, as a welding method of the sealing
ところで、第2ベース基板56の実装面56aには、圧電振動片1との接続電極である一対の電極パッド61A,61Bが幅方向に間隔をあけて形成されているとともに、第1ベース基板55の下面には、一対の外部電極62A,62Bが長さ方向に間隔をあけて形成されている。
これら電極パッド61A,61B及び外部電極62A,62Bは、例えば蒸着やスパッタ等で形成された単一金属による単層膜、または異なる金属が積層された積層膜であり、互いにそれぞれ導通している。
Meanwhile, on the mounting
The
この点詳細に説明する。
第1ベース基板55には一方の外部電極62Aに導通し、第1ベース基板55を厚さ方向に貫通する一方の第1貫通電極63Aが形成されているとともに、第2ベース基板56には一方の電極パッド61Aに導通し、第2ベース基板56を厚さ方向に貫通する一方の第2貫通電極64Aが形成されている。そして、第1ベース基板55と第2ベース基板56との間には、一方の第1貫通電極63Aと一方の第2貫通電極64Aとを接続する一方の接続電極65Aが形成されている。これにより、一方の電極パッド61Aと一方の外部電極62Aとは、互いに導通している。
This point will be described in detail.
The
また、第1ベース基板55には他方の外部電極62Bに導通し、第1ベース基板55を厚さ方向に貫通する他方の第1貫通電極63Bが形成されているとともに、第2ベース基板56には他方の電極パッド61Bに導通し、第2ベース基板56を厚さ方向に貫通する他方の第2貫通電極64Bが形成されている。そして、第1ベース基板55と第2ベース基板56との間には、他方の第1貫通電極63Bと他方の第2貫通電極64Bとを接続する他方の接続電極65Bが形成されている。これにより、他方の電極パッド61Bと他方の外部電極62Bとは、互いに導通している。
なお、他方の接続電極65Bは、後述する凹部66を回避するように、例えばシールリング57の下方をシールリング57に沿って延在するようにパターニングされている。
The
The
第2ベース基板56の実装面56aには、一対の振動腕部10,11の先端部に対向する部分に、落下等による衝撃の影響によってこれら振動腕部10,11が厚さ方向に変位(撓み変形)した際に、振動腕部10,11の先端部との接触を回避する凹部66が形成されている。この凹部66は、第2ベース基板56を貫通する貫通孔とされているとともに、シールリング57の内側において四隅が丸み帯びた平面視正方形状に形成されている。
On the mounting
このように構成された圧電振動子50を作動させる場合には、外部電極62A,62Bに対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片1の励振電極21,22(図1参照)に電流を流すことができ、一対の振動腕部10,11を、Y−Z平面に沿って所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部10,11の振動を利用して、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として圧電振動子50を利用することができる。
When the
本実施形態の圧電振動子50によれば、上述した優れた振動特性を有する圧電振動片1を備えているので、作動の信頼性及び耐久性が向上した高品質な圧電振動子50とすることができる。
According to the
(圧電振動片の変形例)
次に、上述した圧電振動片の変形例について説明する。図11は変形例の圧電振動片を示す平面図であり、図12は側面図である。本変形例では、圧電振動片1の基部12に切欠き部71(ノッチ)を形成した点で、上述した実施形態と相違している。以下の説明では、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。また、図中では圧電振動片1の外形形状のみを示し、電極膜14等は上述した実施形態と同様の構成であるため、図示を省略する。
図11、図12に示す圧電振動片1における基部12において、X軸方向の両端部には、一方の主面からZ軸方向の中間部分に向けて窪む一対の切欠き部71が形成されている。これら切欠き部71は、基部12におけるマウント部分(上述したマウント電極23,24と電極パッド61A,61Bとの接続部分)よりも先端側に配設され、基部12のX軸方向の両側に向けてそれぞれ開放されている。
(Deformation example of piezoelectric vibrating piece)
Next, a modified example of the above-described piezoelectric vibrating piece will be described. FIG. 11 is a plan view showing a piezoelectric vibrating piece of a modification, and FIG. 12 is a side view. This modification is different from the above-described embodiment in that a notch 71 (notch) is formed in the
In the
本変形例の切欠き部71は、上述した外形形状形成工程(S20)の後、切欠き部71の形成領域を一方の主面側からハーフエッチングすることで、形成することができる。
この構成によれば、振動腕部10,11によって励起された振動が基部12側に伝わってしまうルートを狭くできるので、振動を振動腕部10,11側に閉じ込めて、基部12側に漏れるのを抑制できる。これにより、振動漏れを効果的に抑制でき、CI値が上昇するのを抑え、出力信号の品質が低下するのを抑えることができる。
The
According to this configuration, the route through which the vibration excited by the vibrating
また、図13、図14に示すように、切欠き部72は基部12をZ軸方向に貫通するように形成しても構わない。
さらに、図15、図16に示すように、一方の主面からZ軸方向の中間部分に向けて窪む切欠き部73を基部12のX軸方向全体に亘って形成しても構わない。
Further, as shown in FIGS. 13 and 14, the
Furthermore, as shown in FIGS. 15 and 16, a
図17は変形例の他の構成を示す圧電振動片の平面図、図18は側面図、図19は斜視図である。
図17〜図19に示すように、本変形例の圧電振動片1は、振動腕部10,11がZ軸方向で異なる位置(X軸方向で重ならない位置)に形成されている。具体的に、振動腕部10は基部12におけるZ軸方向の一方側に形成され、振動腕部11は基部12におけるZ軸方向の他方側に形成されている。各振動腕部10,11は、厚さが基部12に比べて半分以下になっている。
また、基部12の一方の主面には、Z軸方向の中間部分に向けて窪む切欠き部75が基部12のX軸方向全体に亘って形成されている。
17 is a plan view of a piezoelectric vibrating piece showing another configuration of the modification, FIG. 18 is a side view, and FIG. 19 is a perspective view.
As shown in FIGS. 17 to 19, the piezoelectric vibrating
In addition, a
本変形例の切欠き部75は、圧電板13の外形形状をエッチング加工する際に一括して形成することができる。すなわち、図20に示すように、外形形状形成工程(S20)の外形パターン74のうち、ウエハ40における一方の主面側の外形パターン74は、振動腕部11及び切欠き部73の形成領域が開口するように形成し、他方の主面側の外形パターン74は、振動腕部10の形成領域が開口するように形成する。この状態で、ウエハ40の両面からエッチング加工を行うことで、ウエハ40の一方の主面側からは圧電板13の形成領域のうち、振動腕部11及び切欠き部73の形成領域が選択的にエッチングされ、他方の主面側からは振動腕部10の形成領域が選択的にエッチングされる。この際、ウエハ40をZ軸方向で確実に貫通させるために、ウエハ40の両面からZ軸方向に沿う厚さ全体の半分以上をエッチングすることが好ましい。これにより、本変形例の切欠き部75は、基部12のZ軸方向に沿う厚さ全体の半分以上になっている。
The
この構成によれば、圧電板13の外形形状とともに、切欠き部73を同一工程で形成することができるため、製造効率の向上を図ることができる。
According to this configuration, the
さらに、図21、図22に示すように、基部12の両主面上において、Y軸方向で互い違いに複数の切欠き部75を形成しても構わない。これにより、基部12は、Z軸方向に蛇行するバネ形状に形成される。
この構成によれば、外部衝撃等によって振動腕部10,11がZ軸方向に振動した際に、振動腕部10,11がパッケージ51(図7参照)の内面に接触すると、基部12が切欠き部75を起点にZ軸方向に沿って速やかに弾性変形する。これにより、振動腕部10,11へのZ軸方向の衝撃を吸収することができ、圧電振動片1の破損等を抑制することができる。
Furthermore, as shown in FIGS. 21 and 22, a plurality of
According to this configuration, when the vibrating
(発振器)
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図23を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器100は、図23に示すように、圧電振動子50を、集積回路101に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器100は、コンデンサ等の電子部品102が実装された基板103を備えている。基板103には、発振器用の上述した集積回路101が実装されており、この集積回路101の近傍に、圧電振動子50が実装されている。これら電子部品102、集積回路101及び圧電振動子50は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。
(Oscillator)
Next, an embodiment of an oscillator according to the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 23, the
このように構成された発振器100において、圧電振動子50に電圧を印加すると、この圧電振動子50内の圧電振動片1が振動する。この振動は、圧電振動片1が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路101に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路101によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。
これにより、圧電振動子50が発振子として機能する。
また、集積回路101の構成を、例えば、RTC(リアルタイムクロック)モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。
In the
Thereby, the
Further, by selectively setting the configuration of the
上述したように、本実施形態の発振器100によれば、優れた振動特性を有する高品質な圧電振動子50を備えているので、信頼性に優れた高品質、かつ長期にわたって安定した高精度な周波数信号を得ることができる発振器100を提供できる。
As described above, according to the
(電子機器)
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図24を参照して説明する。なお電子機器として、上述した圧電振動子50を有する携帯情報機器110を例にして説明する。始めに本実施形態の携帯情報機器110は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカ及びマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化及び軽量化されている。
(Electronics)
Next, an embodiment of an electronic apparatus according to the invention will be described with reference to FIG. Note that a
次に、本実施形態の携帯情報機器110の構成について説明する。この携帯情報機器110は、図24に示すように、圧電振動子50と、電力を供給するための電源部111とを備えている。電源部111は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部111には、各種制御を行う制御部112と、時刻等のカウントを行う計時部113と、外部との通信を行う通信部114と、各種情報を表示する表示部115と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部116とが並列に接続されている。そして、電源部111によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。
Next, the configuration of the
制御部112は、各機能部を制御して音声データの送信及び受信、現在時刻の計測や表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部112は、予めプログラムが書き込まれたROMと、このROMに書き込まれたプログラムを読み出して実行するCPUと、このCPUのワークエリアとして使用されるRAM等とを備えている。
The
計時部113は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路及びインターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子50とを備えている。圧電振動子50に電圧を印加すると圧電振動片1が振動し、この振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部112と信号の送受信が行われ、表示部115に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。
The
通信部114は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部117、音声処理部118、切替部119、増幅部120、音声入出力部121、電話番号入力部122、着信音発生部123及び呼制御メモリ部124を備えている。
無線部117は、音声データ等の各種データを、アンテナ125を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部118は、無線部117又は増幅部120から入力された音声信号を符号化及び複号化する。増幅部120は、音声処理部118又は音声入出力部121から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部121は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
The
The
また、着信音発生部123は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部119は、着信時に限って、音声処理部118に接続されている増幅部120を着信音発生部123に切り替えることによって、着信音発生部123において生成された着信音が増幅部120を介して音声入出力部121に出力される。
なお、呼制御メモリ部124は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部122は、例えば、0から9の番号キー及びその他のキーを備えており、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。
In addition, the
The call
電圧検出部116は、電源部111によって制御部112等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部112に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部114を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、3V程度となる。電圧検出部116から電圧降下の通知を受けた制御部112は、無線部117、音声処理部118、切替部119及び着信音発生部123の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部117の動作停止は、必須となる。更に、表示部115に、通信部114が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。
When the voltage applied to each functional unit such as the
即ち、電圧検出部116と制御部112とによって、通信部114の動作を禁止し、その旨を表示部115に表示することができる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部115の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×(バツ)印を付けるようにしても良い。
なお、通信部114の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部126を備えることで、通信部114の機能をより確実に停止することができる。
That is, the operation of the
In addition, the function of the
上述したように、本実施形態の携帯情報機器110によれば、優れた振動特性を有する高品質な圧電振動子50を備えているので、信頼性に優れた高品質、かつ長期にわたって安定した高精度な時計情報を表示できる携帯情報機器110を提供できる。
As described above, according to the
(電波時計)
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図25を参照して説明する。
本実施形態の電波時計130は、図25に示すように、フィルタ部131に電気的に接続された圧電振動子50を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
日本国内には、福島県(40kHz)と佐賀県(60kHz)とに、標準の電波を送信する送信所(送信局)があり、それぞれ標準電波を送信している。40kHz若しくは60kHzのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、上述した2つの送信所で日本国内を全て網羅している。
(Radio watch)
Next, an embodiment of a radio timepiece according to the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 25, the
In Japan, there are transmitting stations (transmitting stations) that transmit standard radio waves in Fukushima Prefecture (40 kHz) and Saga Prefecture (60 kHz), each transmitting standard radio waves. Long waves such as 40 kHz or 60 kHz have the property of propagating the surface of the earth and the property of propagating while reflecting the ionosphere and the surface of the earth, so the propagation range is wide, and the above two transmitting stations cover all of Japan. doing.
以下、電波時計130の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ132は、40kHz若しくは60kHzの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、40kHz若しくは60kHzの搬送波にAM変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ133によって増幅され、複数の圧電振動子50を有するフィルタ部131によって濾波、同調される。
本実施形態における圧電振動子50は、上述した搬送周波数と同一の40kHz及び60kHzの共振周波数を有する水晶振動子部138、139をそれぞれ備えている。
Hereinafter, the functional configuration of the
The
The
さらに、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路134により検波復調される。
続いて、波形整形回路135を介してタイムコードが取り出され、CPU136でカウントされる。CPU136では、現在の年、積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、RTC137に反映され、正確な時刻情報が表示される。
搬送波は、40kHz若しくは60kHzであるから、水晶振動子部138、139は、上述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
Further, the filtered signal having a predetermined frequency is detected and demodulated by the detection and
Subsequently, the time code is taken out via the
Since the carrier wave is 40 kHz or 60 kHz, the
なお、上述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは77.5KHzの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計130を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子50を必要とする。
In addition, although the above-mentioned description was shown in the example in Japan, the frequency of the long standard wave is different overseas. For example, in Germany, a standard radio wave of 77.5 KHz is used. Accordingly, when the
上述したように、本実施形態の電波時計130によれば、優れた振動特性を有する高品質な圧電振動子50を備えているので、信頼性に優れた高品質、かつ、長期にわたって安定して高精度に時刻をカウントできる電波時計130を提供できる。
As described above, according to the radio-controlled
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述した実施形態では、圧電振動子の一例として、セラミックパッケージタイプの圧電振動子50を例に挙げたが、これに限らず、例えばガラスパッケージタイプの圧電振動子でも構わない。
また、第1ベース基板55及び第2ベース基板56の2枚の基板でベース基板を構成したが、1枚の基板でベース基板を構成し、実装面56aに凹部66を形成しても構わない。但し、上述したように、第1ベース基板55及び第2ベース基板56の2枚基板構成とすることが好ましい。この場合には、第2ベース基板56に貫通孔を形成した後、両ベース基板55,56を接合することで凹部66を容易に形成できるので、凹部形成に費やす工程及び時間を低減できる。
また、シリンダパッケージタイプの圧電振動子や、シリンダパッケージタイプの圧電振動子をさらにモールド樹脂部で固めて表面実装型の圧電振動子としても構わない。
As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
For example, in the above-described embodiment, the ceramic package type
In addition, the base substrate is configured by the two substrates of the
Alternatively, a cylinder package type piezoelectric vibrator or a cylinder package type piezoelectric vibrator may be further solidified with a mold resin portion to form a surface mount type piezoelectric vibrator.
また、上述した実施形態では、同一の振動腕部10,11において、X軸方向で対になる励振電極21,22をZ軸方向に二段形成する構成について説明したが、これに限らず、Z軸方向の少なくとも一方側に形成すれば構わない。
また、マウント電極23,24や引き出し電極25,26の位置や形状は、適宜設計変更が可能である。
In the above-described embodiment, the configuration in which the
The positions and shapes of the
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各変形例を適宜組み合わせてもよい。 In addition, in the range which does not deviate from the meaning of this invention, it is possible to replace suitably the component in the embodiment mentioned above by the known component, and you may combine each modification mentioned above suitably.
1…圧電振動片 10…第1振動腕部(振動腕部) 10a…内側面(一側面) 10b…外側面(他側面) 11…第2振動腕部 11a…内側面(一側面) 11b…外側面(他側面) 12…基部 21…第1励振電極 22…第2励振電極 50…圧電振動子 53…パッケージ本体(ベース部材) 54…封口板(リッド部材) 100…発振器 101…集積回路 110…携帯情報機器(電子機器) 113…電子機器の計時部 130…電波時計 131…フィルタ部 C…キャビティ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記一対の振動腕部における延在方向の基端部が接続された基部と、を備えた圧電振動片において、
前記各振動腕部における幅方向で対向し合う両側面のうち、一側面には第1励振電極が形成され、他側面には第1励振電極と極性の異なる及び第2励振電極が形成され、
第1励振電極及び第2励振電極は、前記各励振電極間に電圧が印加されたときに、前記各振動腕部を厚さ方向に沿って振動させることを特徴とする圧電振動片。 A pair of vibrating arms arranged side by side in the width direction;
In the piezoelectric vibrating piece comprising: a base portion to which a base end portion in the extending direction of the pair of vibrating arm portions is connected;
Of the side surfaces facing each other in the width direction of each vibrating arm portion, a first excitation electrode is formed on one side surface, and a second excitation electrode having a polarity different from that of the first excitation electrode is formed on the other side surface,
1. The piezoelectric vibrating piece according to claim 1, wherein the first excitation electrode and the second excitation electrode vibrate the vibrating arm portions along the thickness direction when a voltage is applied between the excitation electrodes.
前記他側面には、第2励振電極よりも前記厚さ方向にオフセットした位置にさらに第1励振電極が形成されており、
前記一側面と前記他側面との間で、第1励振電極及び第2励振電極が前記幅方向に対向するように設けられていることを特徴とする請求項1記載の圧電振動片。 A second excitation electrode is further formed on the one side surface at a position offset in the thickness direction from the first excitation electrode.
A first excitation electrode is further formed on the other side surface at a position offset in the thickness direction from the second excitation electrode,
2. The piezoelectric vibrating piece according to claim 1, wherein a first excitation electrode and a second excitation electrode are provided so as to face each other in the width direction between the one side surface and the other side surface.
互いに接合されたベース部材とリッド部材とを有し、両部材の間に形成されたキャビティ内に前記圧電振動片を収容するパッケージと、を備えていることを特徴とする圧電振動子。 The piezoelectric vibrating piece according to any one of claims 1 to 4,
A piezoelectric vibrator comprising: a base member and a lid member joined to each other, and a package for accommodating the piezoelectric vibrating piece in a cavity formed between the two members.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012273938A JP2014120890A (en) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | Piezoelectric vibration piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus and radio clock |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012273938A JP2014120890A (en) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | Piezoelectric vibration piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus and radio clock |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014120890A true JP2014120890A (en) | 2014-06-30 |
Family
ID=51175386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012273938A Pending JP2014120890A (en) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | Piezoelectric vibration piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus and radio clock |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014120890A (en) |
-
2012
- 2012-12-14 JP JP2012273938A patent/JP2014120890A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6080449B2 (en) | Piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device and radio clock | |
JP6013228B2 (en) | Piezoelectric vibrators, oscillators, electronic equipment and radio clocks | |
JP6145288B2 (en) | Piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, and radio timepiece | |
JP6148502B2 (en) | Piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device and radio clock | |
JP5592812B2 (en) | Piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, and radio clock | |
JP5793387B2 (en) | Piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, and radio timepiece | |
JP5872314B2 (en) | Piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, and radio timepiece | |
JP5819151B2 (en) | Piezoelectric vibrator, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device and radio clock | |
JP5385037B2 (en) | Piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, radio timepiece, and method of manufacturing piezoelectric vibrating piece | |
JP5186059B1 (en) | Piezoelectric vibrators, oscillators, electronic equipment and radio clocks | |
JP6168801B2 (en) | Piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, and radio clock | |
JP2012169862A (en) | Crystal device, manufacturing method of the crystal device, piezoelectric transducer, oscillator, electronic apparatus, and atomic clock | |
JP2011029715A (en) | Piezoelectric vibrating reed, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus, radio-controlled clock, and method for manufacturing piezoelectric vibrating reed | |
JP2014179902A (en) | Piezoelectric vibration piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus and radio clock | |
JP2007184752A (en) | Piezoelectric vibrator and radio controlled watch equipped with the same, oscillator, and electronic equipment | |
JP6348727B2 (en) | Piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, and radio timepiece | |
JP2013187639A (en) | Method for manufacturing piezoelectric vibration piece | |
JP5912051B2 (en) | Piezoelectric vibrator, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device and radio clock | |
JP2014179904A (en) | Piezoelectric vibration piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus and radio clock | |
JP6341966B2 (en) | Piezoelectric vibrating piece and piezoelectric vibrator | |
JP6395904B2 (en) | Piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, and radio clock | |
JP2014120890A (en) | Piezoelectric vibration piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus and radio clock | |
JP6105648B2 (en) | Piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, radio timepiece, and method of manufacturing piezoelectric vibrating piece | |
JP2015159367A (en) | Piezoelectric vibration piece, piezoelectric vibrator, electronic apparatus, and radio clock | |
JP5680163B2 (en) | Piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, radio timepiece, and method of manufacturing piezoelectric vibrating piece |