JP2014147127A - Piezoelectric vibrator - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric vibrator capable of obtaining a stable frequency characteristic while restraining vibration hindrance due to distortion applied to a fastening part of a piezoelectric vibration piece.SOLUTION: The piezoelectric vibrator comprises: a crystal vibration piece 10 having a vibration part 12 on both main faces 15, 17 of which excitation electrodes 16, 18 are formed, and a base part 13 on both main faces 15a, 17a of which extraction electrodes 16a, 18a communicated with the vibration part 12 and extracted from the excitation electrodes 16, 18 are respectively formed; and a base 21 to which the crystal vibration piece 10 is fastened. The extraction electrodes 16a, 18a of the crystal vibration piece 10 are formed along an outer periphery of the crystal vibration piece 10 in a plane view. One extraction electrode 18a is fastened to the base 21 via a fastening member 30 almost at a center of an outer peripheral part 19 in a Z-axis direction crossing with an X-axis direction at the base part 13, and the other extraction electrode 16a is fastened to the base 21 via a wire 40.

Description

本発明は、圧電振動片とベースとを備えた圧電振動子に関する。   The present invention relates to a piezoelectric vibrator including a piezoelectric vibrating piece and a base.

従来、短冊状の圧電素板（以下、圧電振動片という）をベースに固着する支持構造を有する圧電振動子において、圧電振動片の固着部分（以下、固着部という）が圧電振動片の片側に集中していることを特徴とする圧電振動子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この圧電振動子は、圧電振動片の長辺または短辺に隣接する少なくとも２箇所で圧電振動片とベースとを固着することにより、両者の熱膨張係数が異なることに起因する圧電振動片に加わるベースとの固着部の歪量を大幅に改善することを目的としている。 Conventionally, in a piezoelectric vibrator having a support structure for fixing a strip-shaped piezoelectric element plate (hereinafter referred to as a piezoelectric vibrating piece) to a base, a fixing portion of the piezoelectric vibrating piece (hereinafter referred to as a fixing portion) is provided on one side of the piezoelectric vibrating piece. A piezoelectric vibrator characterized by being concentrated is known (for example, see Patent Document 1).
In this piezoelectric vibrator, the piezoelectric vibrating piece and the base are fixed at at least two positions adjacent to the long side or the short side of the piezoelectric vibrating piece, and thus the piezoelectric vibrating piece is added to the piezoelectric vibrating piece due to the difference in thermal expansion coefficient between the two. The object is to greatly improve the amount of distortion of the fixed portion with the base.

特開２００５−２１７７６５号公報JP 2005-217765 A

上記圧電振動子は、実施の形態において、圧電振動片に形成された励振電極からの引き出し電極が、ベースとの固着部へ略最短距離で一直線状に伸びている。このことから、上記支持構造は、例えば、一方の引き出し電極をバンプで固着し、他方の引き出し電極をワイヤーボンディングで固着した場合に、圧電振動片の固着部に加わる歪が、引き出し電極を介して振動部の励振電極に殆ど減衰することなく伝達される。
これにより、上記圧電振動子は、励振電極による安定した振動が阻害され（以下、振動阻害ともいう）、安定した周波数特性が得られない虞がある。
また、上記圧電振動子は、圧電振動片の固着部が圧電振動片の片側に集中していることから、ベースへの固着時に圧電振動片の傾きが生じやすく、作業性が悪いという問題がある。 In the above-described piezoelectric vibrator, the lead electrode from the excitation electrode formed on the piezoelectric vibrating piece extends in a straight line at a substantially shortest distance to the fixing portion with the base. For this reason, in the above support structure, for example, when one extraction electrode is fixed by a bump and the other extraction electrode is fixed by wire bonding, the strain applied to the fixing portion of the piezoelectric vibrating piece is caused to pass through the extraction electrode. It is transmitted to the excitation electrode of the vibration part with almost no attenuation.
As a result, the piezoelectric vibrator may be prevented from being stably vibrated by the excitation electrode (hereinafter also referred to as vibration inhibition), and a stable frequency characteristic may not be obtained.
In addition, the piezoelectric vibrator has a problem that workability is poor because the fixing portion of the piezoelectric vibrating piece is concentrated on one side of the piezoelectric vibrating piece, and the piezoelectric vibrating piece is likely to be inclined when fixed to the base. .

本発明は、上記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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。   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.

［適用例１］本適用例にかかる圧電振動子は、両主面に励振電極が形成された振動部と、該振動部に連接し、各前記励振電極から引き出された引き出し電極が両主面にそれぞれ形成された基部とを有する圧電振動片と、前記圧電振動片が固着されるベースとを備え、前記圧電振動片の各前記引き出し電極が、平面視において前記圧電振動片の外周に沿って形成され、前記基部における、前記振動部と前記基部とを結んだ第１の方向と交差する第２の方向に沿った外周辺部の略中心で、一方の前記引き出し電極が、固着部材を介して前記ベースに固着され、他方の前記引き出し電極が、ワイヤーを介して前記ベースに固着されていることを特徴とする。   [Application Example 1] A piezoelectric vibrator according to this application example includes a vibrating portion in which excitation electrodes are formed on both main surfaces, and extraction electrodes connected to the vibration portions and drawn from the excitation electrodes on both main surfaces. And a base to which the piezoelectric vibrating piece is fixed, and each lead electrode of the piezoelectric vibrating piece extends along the outer periphery of the piezoelectric vibrating piece in plan view. One of the lead-out electrodes is formed at a substantially center of an outer peripheral portion along a second direction that intersects a first direction in the base portion that connects the vibration portion and the base portion. The other extraction electrode is fixed to the base via a wire.

これによれば、圧電振動子は、圧電振動片の引き出し電極が圧電振動片の外周に沿って形成され、基部の外周辺部の略中心で、一方の引き出し電極が、固着部材を介してベースに固着され、他方の引き出し電極が、ワイヤーを介してベースに固着されている。 このことから、圧電振動子は、引き出し電極の励振電極までの距離が、上記の従来構成と比較して長くなる。これにより、圧電振動子は、圧電振動片の固着部に加わる歪が、引き出し電極を介して振動部の励振電極に伝達される際に、上記の従来構成と比較して、大幅に減衰して伝達される。
これにより、圧電振動子は、励振電極による安定した振動が維持されることから、安定した周波数特性が得られる。 According to this, in the piezoelectric vibrator, the extraction electrode of the piezoelectric vibration piece is formed along the outer periphery of the piezoelectric vibration piece, and one extraction electrode is formed on the base via the fixing member at the approximate center of the outer peripheral portion of the base portion. The other extraction electrode is fixed to the base via a wire. For this reason, in the piezoelectric vibrator, the distance between the extraction electrode and the excitation electrode is longer than that in the conventional configuration. As a result, the piezoelectric vibrator significantly attenuates compared to the conventional configuration described above when the strain applied to the fixed portion of the piezoelectric vibrating piece is transmitted to the excitation electrode of the vibrating portion via the extraction electrode. Communicated.
As a result, the piezoelectric vibrator maintains a stable vibration due to the excitation electrode, so that a stable frequency characteristic can be obtained.

また、圧電振動子は、圧電振動片が基部の外周辺部の略中心で、ベースに固着されていることから、固着部が圧電振動片の片側に集中している上記の従来構成と比較して、ベースへの固着時に圧電振動片の傾きが生じ難く、作業性が向上する。   In addition, the piezoelectric vibrator has the piezoelectric vibrating piece fixed to the base at the approximate center of the outer peripheral portion of the base, so that the fixed portion is concentrated on one side of the piezoelectric vibrating piece. Thus, the piezoelectric vibrating piece is hardly tilted when fixed to the base, and the workability is improved.

［適用例２］上記適用例にかかる圧電振動子は、前記第１の方向における前記励振電極の中心が、前記第１の方向における前記圧電振動片の中心より、前記基部に対して離れていることが好ましい。   Application Example 2 In the piezoelectric vibrator according to the application example, the center of the excitation electrode in the first direction is farther from the base than the center of the piezoelectric vibrating piece in the first direction. It is preferable.

これによれば、圧電振動子は、第１の方向における励振電極の中心が、第１の方向における圧電振動片の中心より、基部に対して離れている。このことから、圧電振動子は、励振電極が振動部における基部側の反対側に偏って形成されていることにより、引き出し電極の励振電極までの距離を、より長くすることができる。
したがって、圧電振動子は、圧電振動片の固着部に加わる歪が、引き出し電極を介して振動部の励振電極に伝達される際に、上記の従来構成と比較して、より大幅に減衰して伝達される。これにより、圧電振動子は、励振電極による安定した振動が維持されることから、安定した周波数特性が得られる。 According to this, in the piezoelectric vibrator, the center of the excitation electrode in the first direction is farther from the base than the center of the piezoelectric vibrating piece in the first direction. From this, in the piezoelectric vibrator, the excitation electrode is formed so as to be biased to the opposite side of the base portion side in the vibration portion, whereby the distance from the extraction electrode to the excitation electrode can be further increased.
Therefore, the piezoelectric vibrator attenuates significantly more than the conventional structure described above when the strain applied to the fixed portion of the piezoelectric vibrating piece is transmitted to the excitation electrode of the vibrating portion via the extraction electrode. Communicated. As a result, the piezoelectric vibrator maintains a stable vibration due to the excitation electrode, so that a stable frequency characteristic can be obtained.

［適用例３］上記適用例にかかる圧電振動子は、前記圧電振動片の前記基部における、一方の主面側が前記固着部材を介して前記ベースに固着され、他方の主面側が前記ワイヤーを介して前記ベースに固着されている固着部の前記振動部側に、前記第２の方向に沿って凹部または貫通孔が形成されていることが好ましい。   Application Example 3 In the piezoelectric vibrator according to the application example, one main surface side of the base of the piezoelectric vibrating piece is fixed to the base via the fixing member, and the other main surface side is connected to the wire. It is preferable that a concave portion or a through hole is formed along the second direction on the vibration portion side of the fixing portion fixed to the base.

これによれば、圧電振動子は、圧電振動片の固着部の振動部側に、第２の方向に沿って凹部または貫通孔が形成されている。このことから、圧電振動子は、圧電振動片の固着部に加わる歪が、凹部または貫通孔によって吸収されることにより、励振電極による安定した振動が維持される。これにより、圧電振動子は、安定した周波数特性が得られる。   According to this, in the piezoelectric vibrator, a concave portion or a through hole is formed along the second direction on the vibrating portion side of the fixing portion of the piezoelectric vibrating piece. Therefore, in the piezoelectric vibrator, the strain applied to the fixed portion of the piezoelectric vibrating piece is absorbed by the recess or the through hole, so that stable vibration by the excitation electrode is maintained. Thereby, the piezoelectric vibrator can obtain a stable frequency characteristic.

［適用例４］上記適用例にかかる圧電振動子は、前記固着部が、前記圧電振動片の厚み方向に沿って、前記基部の前記両主面またはいずれか一方の前記主面から突出し、周囲の部分より厚く形成されていることが好ましい。   Application Example 4 In the piezoelectric vibrator according to the application example described above, the fixed portion protrudes from the both main surfaces or any one of the main surfaces of the base portion along the thickness direction of the piezoelectric vibrating piece. It is preferable that it is formed thicker than this part.

これによれば、圧電振動子は、圧電振動片の固着部が周囲の部分より厚く形成されていることから、固着部の剛性が向上する。このことから、圧電振動子は、固着部に加わる歪が抑制されることにより、励振電極による安定した振動が維持される。これにより、圧電振動子は、安定した周波数特性が得られる。
また、圧電振動子は、固着部の剛性が向上することにより、ワイヤーボンディング時に圧電振動片が破損し難くなり、ワイヤーボンディングの作業性が向上する。 According to this, in the piezoelectric vibrator, since the fixing portion of the piezoelectric vibrating piece is formed thicker than the surrounding portion, the rigidity of the fixing portion is improved. For this reason, the piezoelectric vibrator maintains stable vibration by the excitation electrode by suppressing the strain applied to the fixed portion. Thereby, the piezoelectric vibrator can obtain a stable frequency characteristic.
In addition, since the rigidity of the fixing portion of the piezoelectric vibrator is improved, the piezoelectric vibrating piece is hardly damaged during wire bonding, and the workability of wire bonding is improved.

本実施形態の水晶振動子の概略構成を示す模式図。The schematic diagram which shows schematic structure of the crystal oscillator of this embodiment. 変形例１の水晶振動子の概略構成を示す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a crystal resonator according to a first modification. 変形例２の水晶振動子の概略構成を示す模式図。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a crystal resonator according to Modification 2.

以下、圧電振動子の実施形態について図面を参照して説明する。
（実施形態）
図１は、本実施形態の圧電振動子の一例としての水晶振動子の概略構成を示す模式図である。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線での断面図である。なお、平面図では、理解を容易にするためにリッド（蓋）を省略し、リッドの外形を２点鎖線で表している。また、断面図では、理解を容易にするために本来見えない方向にある引き出し電極を２点鎖線で表している。 Hereinafter, embodiments of a piezoelectric vibrator will be described with reference to the drawings.
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a crystal resonator as an example of a piezoelectric resonator of the present embodiment. FIG. 1A is a plan view, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. In the plan view, the lid (lid) is omitted for easy understanding, and the outer shape of the lid is indicated by a two-dot chain line. Further, in the cross-sectional view, in order to facilitate understanding, the extraction electrode in the direction that cannot be originally seen is represented by a two-dot chain line.

図１に示すように、本実施形態の水晶振動子１は、圧電振動片としてのメサ型の水晶振動片１０、この水晶振動片１０が内部に収容され、ベースに固着されているパッケージ２０などから構成されている。   As shown in FIG. 1, a crystal resonator 1 according to this embodiment includes a mesa-type crystal vibrating piece 10 as a piezoelectric vibrating piece, a package 20 in which the crystal vibrating piece 10 is housed and fixed to a base, and the like. It is composed of

パッケージ２０は、ベース２１、リッド２２、接合部２３などから構成されている。 ベース２１には、セラミックグリーンシートを成形して積層し、焼成した酸化アルミニウム質焼結体などが用いられている。
ベース２１の底面２１ａには、マウント電極２１ｂ，２１ｃが形成されている。マウント電極２１ｂは、後述する水晶振動片１０の固着部１１に対向する位置に形成され、マウント電極２１ｃは、マウント電極２１ｂ近傍の底面２１ａコーナー部に形成されている。 なお、マウント電極２１ｂ，２１ｃは、タングステンなどのメタライズ層にニッケル、金などの各被膜をメッキなどにより積層した金属被膜からなる。 The package 20 includes a base 21, a lid 22, a joint portion 23, and the like. For the base 21, an aluminum oxide sintered body obtained by molding, laminating and firing ceramic green sheets is used.
Mount electrodes 21 b and 21 c are formed on the bottom surface 21 a of the base 21. The mount electrode 21b is formed at a position facing a fixing portion 11 of the crystal vibrating piece 10 to be described later, and the mount electrode 21c is formed at the corner of the bottom surface 21a near the mount electrode 21b. The mount electrodes 21b and 21c are made of a metal film obtained by laminating each film such as nickel and gold on a metallized layer such as tungsten by plating.

ベース２１の外面には、上記金属被膜からなる外部電極２１ｄ，２１ｅが形成されている。この外部電極２１ｄ，２１ｅは、図示しない内部配線によりそれぞれマウント電極２１ｂ，２１ｃに接続されている。水晶振動子１は、外部電極２１ｄ，２１ｅを介して外部の機器に実装される。   External electrodes 21d and 21e made of the metal coating are formed on the outer surface of the base 21. The external electrodes 21d and 21e are respectively connected to the mount electrodes 21b and 21c by internal wiring (not shown). The crystal unit 1 is mounted on an external device via external electrodes 21d and 21e.

リッド２２は、コバールなどの金属からなり、パッケージ２０内部に水晶振動片１０が収容、固着された状態で、コバールなどの金属からなる接合部２３にシーム溶接されている。なお、接合部２３は、ろう付けなどによりベース２１に接合されている。
これらにより、水晶振動子１のパッケージ２０内は、気密封止されている。なお、パッケージ２０の内部は、真空状態または窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが封入されている。なお、ベース２１は、二層構成で図示されているが、接合部２３を厚く形成することにより、平坦な一層構成としてもよい。 The lid 22 is made of a metal such as kovar, and is seam welded to a joint portion 23 made of a metal such as kovar in a state where the crystal vibrating piece 10 is housed and fixed inside the package 20. The joint portion 23 is joined to the base 21 by brazing or the like.
Thus, the inside of the package 20 of the crystal unit 1 is hermetically sealed. Note that the inside of the package 20 is sealed in a vacuum state or an inert gas such as nitrogen, helium, or argon. Although the base 21 is illustrated in a two-layer configuration, the base 21 may be formed in a flat single layer configuration by forming the joint portion 23 thick.

パッケージ２０のベース２１には、水晶振動片１０が搭載され、水晶振動片１０は、固着部１１の一方の主面１７ａ側（裏側）が、導電性接着剤、バンプなどからなる固着部材３０を介してマウント電極２１ｂに固着されている。
そして、水晶振動片１０は、固着部１１の他方の主面１５ａ側（表側）が、ワイヤーボンディングにより、ワイヤー４０を介してマウント電極２１ｃに固着されている。これにより、水晶振動片１０は、固着部１１を介してベース２１に片持ち支持されている。 The crystal vibrating piece 10 is mounted on the base 21 of the package 20, and the crystal vibrating piece 10 has a fixing member 30 on one main surface 17 a side (back side) of the fixing portion 11 made of a conductive adhesive, a bump, or the like. And is fixed to the mount electrode 21b.
In the quartz crystal vibrating piece 10, the other main surface 15a side (front side) of the fixing portion 11 is fixed to the mount electrode 21c via the wire 40 by wire bonding. Thereby, the quartz crystal vibrating piece 10 is cantilevered by the base 21 via the fixing portion 11.

水晶振動片１０は、発振周波数などに応じた所定の厚みに研磨された水晶ウエハから、フォトリソグラフィ技術、エッチング技術などを用いて略矩形に形成され、振動部１２と、振動部１２の両端部に連接し振動部１２より厚みが薄い、基部１３と先端部１４とを有する。
これにより、水晶振動片１０は、平面形状が略矩形のメサ型に形成されている。 なお、本実施形態では、水晶振動片１０に振動モードが厚みすべり振動であるＡＴカット水晶振動片を用いている。また、水晶振動片１０の厚みは、数μｍ〜１００μｍ程度の範囲で適宜設定される。 The crystal vibrating piece 10 is formed in a substantially rectangular shape from a crystal wafer polished to a predetermined thickness according to an oscillation frequency or the like by using a photolithography technique, an etching technique, or the like. The vibrating part 12 and both end parts of the vibrating part 12 And a base portion 13 and a tip portion 14 which are thinner than the vibrating portion 12.
Thereby, the crystal vibrating piece 10 is formed in a mesa shape having a substantially rectangular planar shape. In this embodiment, an AT-cut quartz crystal vibrating piece whose vibration mode is thickness shear vibration is used for the quartz crystal vibrating piece 10. Further, the thickness of the quartz crystal vibrating piece 10 is appropriately set in the range of several μm to 100 μm.

水晶振動片１０は、振動部１２の他方の主面１５に略矩形の励振電極１６が形成され、一方の主面１７に略矩形の励振電極１８が形成されている。なお、振動部１２は、平面視において他方の主面１５側の輪郭と一方の主面１７側の輪郭とが略重なるように形成されている。また、励振電極１６と励振電極１８とは、平面視において輪郭が略重なるように形成されている。
なお、水晶振動片１０の基部１３と先端部１４とを結ぶ長辺は、水晶結晶軸のＸ軸に沿うように形成されている。また、水晶振動片１０は、振動部１２及び励振電極１６，１８の上記長辺側の辺も、同様にＸ軸に沿うように形成されている。
なお、振動部１２と基部１３とを結んだ第１の方向としてのＸ軸方向における励振電極１６，１８の中心Ｃ１は、Ｘ軸方向における水晶振動片１０の中心Ｃ２より、基部１３に対して離れている。 In the quartz crystal resonator element 10, a substantially rectangular excitation electrode 16 is formed on the other main surface 15 of the vibration part 12, and a substantially rectangular excitation electrode 18 is formed on one main surface 17. In addition, the vibration part 12 is formed so that the outline on the other main surface 15 side and the outline on the one main surface 17 side substantially overlap in a plan view. In addition, the excitation electrode 16 and the excitation electrode 18 are formed so that their outlines substantially overlap in a plan view.
The long side connecting the base portion 13 and the tip portion 14 of the crystal vibrating piece 10 is formed along the X axis of the crystal crystal axis. The quartz crystal resonator element 10 is also formed so that the long sides of the vibrating part 12 and the excitation electrodes 16 and 18 are also along the X axis.
Note that the center C1 of the excitation electrodes 16 and 18 in the X-axis direction as the first direction connecting the vibrating part 12 and the base 13 is relative to the base 13 from the center C2 of the quartz crystal vibrating piece 10 in the X-axis direction. is seperated.

水晶振動片１０の基部１３の他方の主面１５ａには、励振電極１６から引き出された他方の引き出し電極としての引き出し電極１６ａが形成され、一方の主面１７ａには、励振電極１８から引き出された一方の引き出し電極としての引き出し電極１８ａが形成されている。
引き出し電極１６ａ，１８ａは、平面視において水晶振動片１０の基部１３の外周に沿って形成されている。そして、引き出し電極１６ａ，１８ａは、基部１３における、Ｘ軸方向と交差する第２の方向としてのＺ軸方向に沿った外周辺部１９の略中心（Ｚ軸方向における中心）を跨ぐように形成されている。
なお、引き出し電極１６ａは、水晶振動片１０の一方の長辺に沿って外周辺部１９に至り、引き出し電極１８ａは、水晶振動片１０の他方の長辺に沿って外周辺部１９に至るように形成されている。 An extraction electrode 16a as the other extraction electrode extracted from the excitation electrode 16 is formed on the other main surface 15a of the base portion 13 of the crystal vibrating piece 10, and an extraction electrode 16a is extracted from the main surface 17a. A lead electrode 18a as one lead electrode is formed.
The extraction electrodes 16a and 18a are formed along the outer periphery of the base portion 13 of the crystal vibrating piece 10 in plan view. The extraction electrodes 16a and 18a are formed so as to straddle the substantial center (center in the Z-axis direction) of the outer peripheral portion 19 along the Z-axis direction as the second direction intersecting the X-axis direction in the base portion 13. Has been.
The extraction electrode 16 a reaches the outer peripheral portion 19 along one long side of the crystal vibrating piece 10, and the extraction electrode 18 a reaches the outer peripheral portion 19 along the other long side of the crystal vibrating piece 10. Is formed.

引き出し電極１８ａの先端部１８ｂは、他の部分より幅広く形成されている。これにより、引き出し電極１８ａは、固着面積が十分に確保されることから、固着部材３０を介してマウント電極２１ｂに確実に固着される。
なお、励振電極１６，１８、引き出し電極１６ａ，１８ａは、クロム、ニッケル、金、銀などの各被膜がスパッタ、蒸着などの方法により積層された金属被膜からなる。 The leading end portion 18b of the extraction electrode 18a is formed wider than other portions. As a result, the extraction electrode 18a is sufficiently fixed to the mount electrode 21b via the fixing member 30 because the fixing area is sufficiently secured.
The excitation electrodes 16 and 18 and the extraction electrodes 16a and 18a are made of a metal film in which films of chromium, nickel, gold, silver, and the like are laminated by a method such as sputtering or vapor deposition.

水晶振動片１０は、基部１３の外周辺部１９の略中心部分である固着部１１で、引き出し電極１８ａが上記固着部材３０を介してベース２１のマウント電極２１ｂに固着され、引き出し電極１６が、ワイヤー４０を介してベース２１のマウント電極２１ｃに固着されている。
これにより、水晶振動片１０は、励振電極１６，１８が引き出し電極１６ａ，１８ａ、マウント電極２１ｂ，２１ｃを経由して外部電極２１ｄ，２１ｅと電気的に接続されている。
水晶振動子１は、外部電極２１ｄ，２１ｅから入力される駆動信号により、水晶振動片１０が厚みすべり振動を発振する。 The quartz crystal vibrating piece 10 is a fixing portion 11 which is a substantially central portion of the outer peripheral portion 19 of the base portion 13, and the extraction electrode 18 a is fixed to the mount electrode 21 b of the base 21 via the fixing member 30. It is fixed to the mount electrode 21 c of the base 21 via the wire 40.
Thereby, in the quartz crystal vibrating piece 10, the excitation electrodes 16 and 18 are electrically connected to the external electrodes 21d and 21e via the extraction electrodes 16a and 18a and the mount electrodes 21b and 21c.
In the crystal resonator 1, the crystal resonator element 10 oscillates a thickness shear vibration by a drive signal input from the external electrodes 21 d and 21 e.

上述したように、本実施形態の水晶振動子１は、水晶振動片１０の引き出し電極１６ａ，１８ａが水晶振動片１０の外周に沿って形成され、基部１３の外周辺部１９の略中心で、引き出し電極１８ａが固着部材３０を介してベース２１に固着され、引き出し電極１６ａがワイヤー４０を介してベース２１に固着されている。   As described above, in the crystal resonator 1 of the present embodiment, the extraction electrodes 16 a and 18 a of the crystal vibrating piece 10 are formed along the outer periphery of the crystal vibrating piece 10, and substantially at the center of the outer peripheral portion 19 of the base portion 13. The extraction electrode 18 a is fixed to the base 21 via the fixing member 30, and the extraction electrode 16 a is fixed to the base 21 via the wire 40.

このことから、水晶振動子１は、引き出し電極１６ａ，１８ａの固着部１１から励振電極１６，１８までの長さが、前述したような、引き出し電極が固着部から励振電極まで一直線状に形成された従来構成と比較して、大幅に長くなる。
これにより、水晶振動子１は、水晶振動片１０の固着の際の固着部１１に加わる歪が、引き出し電極１６ａ，１８ａを介して振動部１２の励振電極１６，１８に伝達される際に、上記の従来構成と比較して、大幅に減衰して伝達される。
これにより、水晶振動子１は、歪に起因する振動部１２の振動阻害が抑制され、励振電極１６，１８による安定した振動が維持されることから、安定した周波数特性が得られる。 Therefore, in the crystal resonator 1, the length from the fixed portion 11 of the extraction electrodes 16a and 18a to the excitation electrodes 16 and 18 is formed in a straight line from the fixed portion to the excitation electrode as described above. Compared to the conventional configuration, it is significantly longer.
Thereby, when the distortion applied to the fixing part 11 when the crystal vibrating piece 10 is fixed is transmitted to the excitation electrodes 16 and 18 of the vibration part 12 via the extraction electrodes 16a and 18a, the crystal resonator 1 Compared with the above-described conventional configuration, the signal is transmitted after being greatly attenuated.
As a result, the quartz crystal resonator 1 can suppress the vibration inhibition of the vibration unit 12 due to the strain and can maintain stable vibrations by the excitation electrodes 16 and 18, thereby obtaining a stable frequency characteristic.

また、水晶振動子１は、水晶振動片１０が基部１３の外周辺部１９の略中心部分である固着部１１で、ベース２１に固着されていることから、固着部１１が水晶振動片１０の片側に偏っている上記の従来構成と比較して、ベース２１への固着時に水晶振動片１０の傾きが生じ難く、作業性が向上する。   Further, in the crystal resonator 1, the crystal vibrating piece 10 is fixed to the base 21 at the fixing portion 11 that is the substantially central portion of the outer peripheral portion 19 of the base portion 13. Compared with the above-described conventional configuration that is biased to one side, the crystal vibrating piece 10 is less likely to be tilted when fixed to the base 21 and workability is improved.

また、水晶振動子１は、Ｘ軸方向における励振電極１６，１８の中心Ｃ１が、Ｘ軸方向における水晶振動片１０の中心Ｃ２より、基部１３に対して離れている。このことから、水晶振動子１は、励振電極１６，１８が振動部１２において先端部１４側に偏って形成されていることにより、引き出し電極１６ａ，１８ａの励振電極１６，１８までの距離を、上記中心Ｃ１，Ｃ２が一致している場合より、長くすることができる。   Further, in the crystal resonator 1, the center C <b> 1 of the excitation electrodes 16 and 18 in the X-axis direction is farther from the base 13 than the center C <b> 2 of the crystal vibrating piece 10 in the X-axis direction. From this, in the quartz resonator 1, the excitation electrodes 16 and 18 are formed so as to be biased toward the distal end portion 14 side in the vibration portion 12, so that the distance from the extraction electrodes 16a and 18a to the excitation electrodes 16 and 18 can be reduced. It can be made longer than the case where the centers C1 and C2 coincide.

したがって、水晶振動子１は、水晶振動片１０の固着部１１に加わる歪が、引き出し電極１６ａ，１８ａを介して振動部１２の励振電極１６，１８に伝達される際に、上記中心Ｃ１，Ｃ２が一致している場合と比較して、より大幅に減衰して伝達される。これにより、水晶振動子１は、歪に起因する振動部１２の振動阻害が抑制され、励振電極１６，１８による更に安定した振動が維持されることから、より安定した周波数特性が得られる。   Therefore, when the strain applied to the fixed portion 11 of the quartz crystal resonator element 10 is transmitted to the excitation electrodes 16 and 18 of the vibrating portion 12 via the extraction electrodes 16a and 18a, the quartz resonator 1 has the centers C1 and C2. Compared with the case where the values match, the signal is transmitted with a much greater attenuation. As a result, the quartz resonator 1 is restrained from the vibration inhibition of the vibration part 12 due to the strain, and more stable vibrations by the excitation electrodes 16 and 18 are maintained, so that more stable frequency characteristics can be obtained.

また、水晶振動子１は、水晶振動片１０の引き出し電極１６ａ，１８ａが水晶振動片１０の外周に沿って形成されていることから、引き出し電極１６ａ，１８ａの形成位置に起因する屈曲振動などの不要振動モードによる厚みすべり振動に対する振動阻害を抑制できる。これにより、水晶振動子１は、ＣＩ値、周波数温度特性などを向上させることができる。   Further, in the crystal resonator 1, since the extraction electrodes 16 a and 18 a of the crystal vibrating piece 10 are formed along the outer periphery of the crystal vibrating piece 10, bending vibration caused by the formation position of the extraction electrodes 16 a and 18 a and the like. It is possible to suppress the vibration inhibition against the thickness shear vibration due to the unnecessary vibration mode. Thereby, the crystal unit 1 can improve the CI value, the frequency temperature characteristic, and the like.

ここで、上記実施形態の変形例について説明する。
（変形例１）
図２は、変形例１の水晶振動子の概略構成を示す模式図である。図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図である。なお、上記実施形態との共通部分については、同一符号を付して説明を省略し、上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。 Here, the modification of the said embodiment is demonstrated.
(Modification 1)
FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the crystal resonator of the first modification. 2A is a plan view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2A. In addition, about the common part with the said embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted and it demonstrates centering on a different part from the said embodiment.

図２に示すように、変形例１の水晶振動子１０１は、水晶振動片１１０の固着部１１の振動部１２側に、Ｚ軸方向に沿って凹部１１３が形成されている。
なお、凹部１１３は、図２に示すような、水晶振動片１１０のＺ軸方向の全幅に亘って連続した１つの溝状に形成されていてもよいし、間欠的な複数の溝状に形成されていてもよい。また、水晶振動子１０１は、凹部１１３に代えて、図示しない貫通孔が形成されていてもよい。 As shown in FIG. 2, in the crystal resonator 101 according to the first modification, a recess 113 is formed along the Z-axis direction on the vibration part 12 side of the fixing part 11 of the crystal vibration piece 110.
In addition, the recessed part 113 may be formed in one groove shape continuous over the full width of the Z-axis direction of the quartz crystal vibrating piece 110 as shown in FIG. 2, or formed in a plurality of intermittent groove shapes. May be. Further, the crystal unit 101 may be formed with a through hole (not shown) instead of the recess 113.

これによれば、水晶振動子１０１は、水晶振動片１１０の固着部１１の振動部１２側に、Ｚ軸方向に沿って凹部１１３または貫通孔が形成されている。このことから、水晶振動子１０１は、水晶振動片１１０の固着部１１に加わる歪が、凹部１１３または貫通孔によって吸収されることにより、大幅に減衰した状態で振動部１２に伝達される。
これにより、水晶振動子１０１は、歪に起因する振動部１２の振動阻害が抑制され、更に安定した振動が維持されることから、より安定した周波数特性が得られる。 According to this, in the crystal resonator 101, the concave portion 113 or the through hole is formed along the Z-axis direction on the vibration portion 12 side of the fixing portion 11 of the crystal vibrating piece 110. From this, the crystal resonator 101 is transmitted to the vibrating portion 12 in a state where the strain applied to the fixing portion 11 of the quartz crystal vibrating piece 110 is greatly attenuated by being absorbed by the recess 113 or the through hole.
As a result, the quartz crystal resonator 101 suppresses the vibration inhibition of the vibration unit 12 due to the strain and maintains a more stable vibration, so that a more stable frequency characteristic can be obtained.

（変形例２）
図３は、変形例２の水晶振動子の概略構成を示す模式図である。図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ線での断面図である。なお、上記実施形態との共通部分については、同一符号を付して説明を省略し、上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。 (Modification 2)
FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the crystal resonator of the second modification. 3A is a plan view, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 3A. In addition, about the common part with the said embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted and it demonstrates centering on a different part from the said embodiment.

図３に示すように、変形例２の水晶振動子２０１は、水晶振動片２１０の固着部２１１が、水晶振動片２１０の厚み方向（Ｙ軸方向）に沿って、基部１３の両主面１５ａ，１７ａから突出した島状に形成されている。
したがって、固着部２１１の厚みＴ１は、周囲の部分の厚みＴ２より厚く形成されている。 As shown in FIG. 3, in the crystal resonator 201 of Modification 2, the fixing portion 211 of the crystal vibrating piece 210 has both main surfaces 15 a of the base portion 13 along the thickness direction (Y-axis direction) of the crystal vibrating piece 210. , 17a is formed in an island shape.
Therefore, the thickness T1 of the fixing portion 211 is formed to be thicker than the thickness T2 of the surrounding portion.

これによれば、水晶振動子２０１は、水晶振動片２１０の固着部２１１が周囲の部分より厚く形成されていることから、固着部２１１の剛性が上記実施形態の固着部１１より向上する。このことから、水晶振動子２０１は、固着部２１１に加わる歪が上記実施形態より低減することにより、歪に起因する振動部１２の振動阻害が抑制される。
これにより、水晶振動子２０１は、励振電極１６，１８による更に安定した振動が維持されることから、より安定した周波数特性が得られる。 According to this, in the crystal resonator 201, since the fixing portion 211 of the crystal vibrating piece 210 is formed thicker than the surrounding portion, the rigidity of the fixing portion 211 is improved as compared with the fixing portion 11 of the above embodiment. For this reason, in the crystal resonator 201, when the strain applied to the fixed portion 211 is reduced as compared with the above embodiment, the vibration inhibition of the vibration portion 12 due to the strain is suppressed.
As a result, the crystal resonator 201 maintains a more stable vibration due to the excitation electrodes 16 and 18, so that a more stable frequency characteristic can be obtained.

また、水晶振動子２０１は、固着部２１１の剛性が向上することにより、引き出し電極１６ａへのワイヤー４０のワイヤーボンディング時に水晶振動片２１０が破損し難くなることから、ワイヤーボンディングの作業性が向上する。   In addition, since the crystal resonator 201 is less likely to be damaged when the wire 40 is bonded to the extraction electrode 16a by improving the rigidity of the fixing portion 211, the workability of the wire bonding is improved. .

なお、水晶振動子２０１は、固着部２１１が主面１５ａ，１７ａのいずれか一方から突出して形成されていてもよい。また、水晶振動子２０１は、固着部２１１のＺ軸方向に連接する基部１３の部分が、水晶振動片２１０のＺ軸方向の全幅に亘って、固着部２１１と同様に突出していてもよい。   Note that the crystal resonator 201 may be formed such that the fixing portion 211 protrudes from one of the main surfaces 15a and 17a. In the crystal resonator 201, the portion of the base portion 13 connected in the Z-axis direction of the fixing portion 211 may protrude in the same manner as the fixing portion 211 over the entire width of the crystal vibrating piece 210 in the Z-axis direction.

なお、上記実施形態及び各変形例では、水晶振動片としてメサ型を例示したが、これに限定するものではなく、フラット型、ベベル型、逆メサ型などでもよい。また、圧電振動片の材質としては、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどを用いてもよい。 また、上記実施形態及び各変形例では、圧電振動子として説明したが、圧電振動子に発振回路を内蔵した圧電発振器にも適用できる。   In the above-described embodiment and each modification, the mesa type is exemplified as the quartz crystal vibrating piece, but the crystal vibrating piece is not limited thereto, and may be a flat type, a bevel type, an inverted mesa type, or the like. Further, as a material of the piezoelectric vibrating piece, lithium tantalate, lithium niobate, or the like may be used. In the above-described embodiment and each modification, the piezoelectric vibrator has been described. However, the present invention can also be applied to a piezoelectric oscillator in which an oscillation circuit is built in the piezoelectric vibrator.

１…圧電振動子としての水晶振動子、１０…圧電振動片としての水晶振動片、１１…固着部、１２…振動部、１３…基部、１４…先端部、１５…振動部の他方の主面、１５ａ…基部の他方の主面、１６，１８…励振電極、１６ａ…他方の引き出し電極としての引き出し電極、１７…振動部の一方の主面、１７ａ…基部の一方の主面、１８ａ…一方の引き出し電極としての引き出し電極、１９…外周辺部、２０…パッケージ、２１…ベース、２１ａ…底面、２１ｂ，２１ｃ…マウント電極、２１ｄ，２１ｅ…外部電極、２２…リッド、２３…接合部、３０…固着部材、４０…ワイヤー。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Quartz crystal | crystallization vibrator as a piezoelectric vibrator, 10 ... Quartz vibrating piece as a piezoelectric vibrating piece, 11 ... Adhering part, 12 ... Vibrating part, 13 ... Base part, 14 ... Tip part, 15 ... The other main surface of a vibrating part , 15a ... the other main surface of the base, 16, 18 ... excitation electrode, 16a ... an extraction electrode as the other extraction electrode, 17 ... one main surface of the vibration part, 17a ... one main surface of the base, 18a ... one Extraction electrode as an extraction electrode, 19 ... outer peripheral portion, 20 ... package, 21 ... base, 21a ... bottom surface, 21b, 21c ... mount electrode, 21d, 21e ... external electrode, 22 ... lid, 23 ... joint portion, 30 ... fixed member, 40 ... wire.

［適用例１］本適用例にかかる圧電振動子は、基部と、前記基部に連接している振動部とを有し、第１の主面と、前記第１の主面の裏側にある第２の主面とを有するＡＴカット水晶板と、前記第１の主面および前第２の主面のそれぞれに配置されている励振電極と、前記励振電極から引き出され前記基部まで延びて配置されている引き出し電極と、を有している圧電振動片と、
前記圧電振動片が取り付けられているベースと、を備え、
前記圧電振動片は、前記振動部の厚さが前記基部の厚さよりも厚く、かつ、前記振動部と前記基部との間に段差を有し、
前記第１の主面に設けらた前記引き出し電極および前記第２の主面に設けられた前記引き出し電極は、それぞれ、対応する前記励振電極から、水晶結晶軸のＸ軸に沿って前記段差を跨ぐように引き出された第一の部分と、前記第一の部分の先端部から、前記水晶結晶軸のＸ軸と交差する方向に沿って延在する第二の部分と、前記第二の部分の先端部から、前記水晶結晶軸のＸ軸に沿って延在する第三の部分と、前記第三の部分の先端部から、前記水晶結晶軸のＸ軸と交差する方向に沿って延在し、かつ、少なくとも一部が前記基部の前記水晶結晶軸のＸ軸と交差する直線に沿っている幅の中心に設けられた固着部を含む領域に配置されている第四の部分とを有しており、
前記基部には、前記固着部と前記振動部との間に凹部または貫通孔が設けられていないことを特徴とする。 Application Example 1 A piezoelectric vibrator according to this application example includes a base portion and a vibration portion connected to the base portion, and a first main surface and a first main surface on the back side of the first main surface. An AT-cut quartz plate having two main surfaces, an excitation electrode disposed on each of the first main surface and the front second main surface, and extending from the excitation electrode to the base. A piezoelectric vibrating piece having a lead electrode,
A base to which the piezoelectric vibrating piece is attached,
The piezoelectric vibrating piece has a thickness of the vibrating portion larger than a thickness of the base portion, and has a step between the vibrating portion and the base portion,
The extraction electrode provided on the first main surface and the extraction electrode provided on the second main surface each have the step along the X axis of the crystal crystal axis from the corresponding excitation electrode. A first part that is drawn out so as to straddle; a second part that extends from the tip of the first part along a direction intersecting the X axis of the quartz crystal axis; and the second part A third portion extending from the tip of the quartz crystal axis along the X axis of the quartz crystal axis, and a tip extending from the tip of the third portion along the direction intersecting the X axis of the quartz crystal axis And a fourth portion disposed in a region including a fixing portion provided at the center of the width along a straight line intersecting the X axis of the quartz crystal axis of the base. And
The base portion is characterized in that no recess or through hole is provided between the fixing portion and the vibration portion .

［適用例２］上記適用例にかかる圧電振動子は、前記固着部で、前記第１の主面に設けられている前記引き出し電極が、固着部材を介して前記ベースに取り付けられ、前記第２の主面に設けられている前記引き出し電極が、ワイヤーを介して前記ベースに接続されていることが好ましい。  Application Example 2 In the piezoelectric vibrator according to the application example, in the fixing portion, the extraction electrode provided on the first main surface is attached to the base via a fixing member. It is preferable that the extraction electrode provided on the main surface is connected to the base via a wire.
［適用例３］上記適用例にかかる圧電振動子は、それぞれの前記励振電極の前記水晶結晶軸のＸ軸に沿っている幅の中心が、前記圧電振動片の前記水晶結晶軸のＸ軸に沿っている幅の中心より、前記基部に対して離れていることが好ましい。  Application Example 3 In the piezoelectric vibrator according to the application example described above, the center of the width of each excitation electrode along the X axis of the crystal crystal axis is the X axis of the crystal crystal axis of the piezoelectric vibrating piece. It is preferable that it is separated from the base part from the center of the width.

［適用例４］上記適用例にかかる圧電振動子は、前記基部の前記第１の主面および前記第２の主面の少なくとも一方は、一部分が突出しており、この突出した部分が前記固着部であることが好ましい。Application Example 4 In the piezoelectric vibrator according to the application example, at least one of the first main surface and the second main surface of the base portion protrudes, and the protruding portion is the fixing portion. It is preferable that

これによれば、圧電振動子は、圧電振動片の固着部が周囲の部分より厚く形成されていることから、固着部の剛性が向上する。このことから、圧電振動子は、固着部に加わる歪が抑制されることにより、励振電極による安定した振動が維持される。これにより、圧電振動子は、安定した周波数特性が得られる。
また、圧電振動子は、固着部の剛性が向上することにより、ワイヤーボンディング時に圧電振動片が破損し難くなり、ワイヤーボンディングの作業性が向上する。
［適用例５］上記適用例にかかる圧電振動子は、それぞれの前記引き出し電極は、互いに前記固着部において平面視で重なっていることが好ましい。 According to this, in the piezoelectric vibrator, since the fixing portion of the piezoelectric vibrating piece is formed thicker than the surrounding portion, the rigidity of the fixing portion is improved. For this reason, the piezoelectric vibrator maintains stable vibration by the excitation electrode by suppressing the strain applied to the fixed portion. Thereby, the piezoelectric vibrator can obtain a stable frequency characteristic.
In addition, since the rigidity of the fixing portion of the piezoelectric vibrator is improved, the piezoelectric vibrating piece is hardly damaged during wire bonding, and the workability of wire bonding is improved.
Application Example 5 In the piezoelectric vibrator according to the application example described above, it is preferable that the extraction electrodes overlap each other in plan view at the fixing portion.

Claims (4)

両主面に励振電極が形成された振動部と、該振動部に連接し、各前記励振電極から引き出された引き出し電極が両主面にそれぞれ形成された基部とを有する圧電振動片と、
前記圧電振動片が固着されるベースとを備え、
前記圧電振動片の各前記引き出し電極が、平面視において前記圧電振動片の外周に沿って形成され、前記基部における、前記振動部と前記基部とを結んだ第１の方向と交差する第２の方向に沿った外周辺部の略中心で、
一方の前記引き出し電極が、固着部材を介して前記ベースに固着され、他方の前記引き出し電極が、ワイヤーを介して前記ベースに固着されていることを特徴とする圧電振動子。 A piezoelectric vibrating piece having a vibration part having excitation electrodes formed on both main surfaces, and a base part connected to the vibration part and having extraction electrodes drawn from the excitation electrodes formed on both main surfaces, respectively;
A base to which the piezoelectric vibrating piece is fixed;
Each of the lead electrodes of the piezoelectric vibrating piece is formed along the outer periphery of the piezoelectric vibrating piece in a plan view, and intersects a first direction in the base that connects the vibrating portion and the base. At the approximate center of the outer periphery along the direction,
One of the lead electrodes is fixed to the base via a fixing member, and the other lead electrode is fixed to the base via a wire. 請求項１に記載の圧電振動子において、前記第１の方向における前記励振電極の中心が、前記第１の方向における前記圧電振動片の中心より、前記基部に対して離れていることを特徴とする圧電振動子。   2. The piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein the center of the excitation electrode in the first direction is further away from the base than the center of the piezoelectric vibrating piece in the first direction. Piezoelectric vibrator. 請求項１または２に記載の圧電振動子において、前記圧電振動片の前記基部における、一方の主面側が前記固着部材を介して前記ベースに固着され、他方の主面側が前記ワイヤーを介して前記ベースに固着されている固着部の前記振動部側に、前記第２の方向に沿って凹部または貫通孔が形成されていることを特徴とする圧電振動子。   3. The piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein one main surface side of the base of the piezoelectric vibrating piece is fixed to the base via the fixing member, and the other main surface side is connected to the base via the wire. A piezoelectric vibrator, wherein a concave portion or a through hole is formed along the second direction on the vibration portion side of a fixing portion fixed to a base. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧電振動子において、前記固着部が、前記圧電振動片の厚み方向に沿って、前記基部の前記両主面またはいずれか一方の前記主面から突出し、周囲の部分より厚く形成されていることを特徴とする圧電振動子。   4. The piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein the fixing portion extends along the thickness direction of the piezoelectric vibrating piece from both the main surfaces or any one of the main surfaces of the base portion. 5. A piezoelectric vibrator characterized by protruding and being thicker than the surrounding portion.
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