JP2014123990A - 圧電振動片および圧電振動子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る圧電振動片は、ATカット水晶基板からなり、Y´軸に平行な方向を厚み方向とする圧電基板10と、圧電基板10の両主面の振動領域に表裏で対向するように配置された励振電極20と、を含み、圧電基板10は、X軸に平行な方向を長辺とし、Z´軸に平行な方向を短辺とする矩形の励振部14と、励振部14より小さい厚みを有し、励振部14の周辺に形成された周辺部12と、を有し、励振部14は、第1部分15と、第1部分15より小さい厚みを有し、第1部分15の周辺に形成された第2部分16と、を有し、圧電基板10のZ´軸に平行な方向の寸法をZとし、励振部14の短辺の寸法をMzとし、第1部分15の厚みをtとすると、8≦Z/t≦11、かつ、0.6≦Mz/Z≦0.8の関係を満たす。
【選択図】図1
Description
より、レジストパターンの形状および電極材料の十分な厚さでの成膜が容易になり、さらに、厚膜中央部がコンベックス形状に近づくので、エネルギー閉じ込め効果を高めることができることが開示されている。
。
水晶の結晶軸である、電気軸としてのX軸と、機械軸としてのY軸と、光学軸としてのZ軸と、からなる直交座標系の前記X軸を中心として、前記Z軸を前記Y軸の−Y方向へ傾けた軸をZ´軸とし、前記Y軸を前記Z軸の+Z方向へ傾けた軸をY´軸とし、前記X軸と前記Z´軸に平行な面で構成され、前記Y´軸に平行な方向を厚みとするATカット
水晶基板からなり、前記Y´軸に平行な方向を厚み方向とする圧電基板と、
前記圧電基板の両主面の振動領域に表裏で対向するように配置された励振電極と、
を含み、
前記圧電基板は、
前記X軸に平行な方向を長辺とし、前記Z´軸に平行な方向を短辺とする矩形の励振部と、
前記励振部より小さい厚みを有し、前記励振部の周辺に形成された周辺部と、
を有し、
前記励振部は、
第1部分と、
前記第1部分より小さい厚みを有し、前記第1部分の周辺に形成された第2部分と、
を有し、
前記圧電基板の前記Z´軸に平行な方向の寸法をZとし、前記励振部の短辺の寸法をMzとし、前記第1部分の厚みをtとすると、
8≦Z/t≦11、かつ、0.6≦Mz/Z≦0.8の関係を満たす。
前記圧電基板の前記X軸に平行な方向の寸法をXとすると、
X/t≦17の関係を満たしてもよい。
前記励振部は、前記第2部分より小さい厚みを有し、前記第2部分の周辺に形成された第3部分を、さらに有してもよい。
本発明に係る圧電振動片と、
前記圧電振動片が収容されたパッケージと、
を含む。
まず、本実施形態に係る圧電振動片について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る圧電振動片100を模式的に示す平面図である。図2および図3は、本実施形態に係る圧電振動片100を模式的に示す断面図である。なお、図2は、図1のII−II線断面図であり、図3は、図1のIII−III線断面図である。
8≦Z/t≦11、かつ、0.6≦Mz/Z≦0.8 ・・・ (1)
X/t≦17 ・・・ (2)
次に、本実施形態に係る圧電振動片の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図5〜図11は、本実施形態に係る圧電振動片100の製造工程を模式的に示す図である。なお、図5〜図11は、図3に対応している。
れる。
次に、本実施形態の変形例に係る圧電振動片について、図面を参照しながら説明する。図12は、本実施形態の変形例に係る圧電振動片200を模式的に示す平面図である。図13および図14は、本実施形態の変形例に係る圧電振動片200を模式的に示す断面図である。なお、図13は、図12のXIII−XIII線断面図であり、図14は、図12のXIV−XIV線断面図である。以下、本実施形態の変形例に係る圧電振動片200において、本実施形態に係る圧電振動片100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
次に、本実施形態に係る圧電振動子について、図面を参照しながら説明する。図15は、本実施形態に係る圧電振動子300を模式的に示す断面図である。
以下に実験例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実験例によってなんら限定されるものではない。
実験例には、図1〜図3に示す2段型のメサ構造を有する圧電振動片100を用いた。具体的には、フッ酸を含む溶液によるウェットエッチングによりATカット水晶板を加工し、周辺部12および励振部14を有する圧電基板10を形成した。圧電基板10は、対称の中心となる点(図示せず)に関して点対称に形成した。励振部14の第1部分15の厚みtを0.065mmとし、振動周波数を24MHzに設定した。また、圧電基板10の長辺の寸法Xを1.1mm(すなわち、X辺比X/tを17)とし、励振部12の短辺の寸法Mzを0.43mmとした。そして、圧電基板12の短辺の寸法Zを0.46mm、0.5mm、0.54mm、0.59mm、0.65mm、0.72mm、0.81mm、0.92mmと振って、CI値(室温)を測定した。測定は、圧電振動片をパッケージに収容して行った。
図16は、Mz/ZとCI値との関係を示したグラフである。図16より、Mz/Zが0.6以上0.8以下の範囲では、CI値は60Ω程度と低いことがわかった。このときのZは0.54mm以上0.72mm以下であり、Z辺比(Z/t)は8以上11以下となる。以上より、Z辺比(Z/t)の範囲を8≦Z/t≦11とし、かつ、Mz/Zの範囲を0.6≦M1z/Z≦0.8とすることにより(すなわち、上記式(1)を満たすことにより)、CI値の低減を図れることがわかった。これは、式(1)を満たすようにZ/tおよびMz/Zを設計することにより、Z´軸方向における厚みすべり振動と輪郭振動等の不要モードとの結合を抑制できたためであると推察される。
ことから、Mz=0.43mmの場合に限定されることなく、上記式(1)を満たす限り、CI値の低減を図ることができるといえる。
17 第3部分、20 励振電極、22 引出電極、24 パッド、30 耐蝕膜、
40 レジスト膜、42 感光部、50 パッケージ、52 キャビティー、
60 導電性接着剤、100 圧電振動片、101 ATカット水晶基板、
200 圧電振動片、300 圧電振動子
Claims (4)
- 水晶の結晶軸である、電気軸としてのX軸と、機械軸としてのY軸と、光学軸としてのZ軸と、からなる直交座標系の前記X軸を中心として、前記Z軸を前記Y軸の−Y方向へ傾けた軸をZ´軸とし、前記Y軸を前記Z軸の+Z方向へ傾けた軸をY´軸とし、前記X軸と前記Z´軸に平行な面で構成され、前記Y´軸に平行な方向を厚みとするATカット水晶基板からなり、前記Y´軸に平行な方向を厚み方向とする圧電基板と、
前記圧電基板の両主面の振動領域に表裏で対向するように配置された励振電極と、
を含み、
前記圧電基板は、
前記X軸に平行な方向を長辺とし、前記Z´軸に平行な方向を短辺とする矩形の励振部と、
前記励振部より小さい厚みを有し、前記励振部の周辺に形成された周辺部と、
を有し、
前記励振部は、
第1部分と、
前記第1部分より小さい厚みを有し、前記第1部分の周辺に形成された第2部分と、
を有し、
前記圧電基板の前記Z´軸に平行な方向の寸法をZとし、前記励振部の短辺の寸法をMzとし、前記第1部分の厚みをtとすると、
8≦Z/t≦11、かつ、0.6≦Mz/Z≦0.8の関係を満たす、圧電振動片。 - 請求項1において、
前記圧電基板の前記X軸に平行な方向の寸法をXとすると、
X/t≦17の関係を満たす、圧電振動片。 - 請求項1または2において、
前記励振部は、前記第2部分より小さい厚みを有し、前記第2部分の周辺に形成された第3部分を、さらに有する、圧電振動片。 - 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の圧電振動片と、
前記圧電振動片が収容されたパッケージと、
を含む、圧電振動子。
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