JP2014192832A - Piezoelectric device - Google Patents

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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high quality piezoelectric device by reducing a CI value of a piezoelectric vibration piece.SOLUTION: Disclosed is a piezoelectric device which includes a piezoelectric vibration piece 100 made of a rotary Y plate of a crystal system 32 whose Z' axis and X-axis are in the plane direction, respectively and Y' axis is in the thickness direction and whose at least one of the surface 100a or the rear surface 100b of the piezoelectric vibration piece 100 is equipped with a mesa 11 having a thicker thickness than a peripheral part 12. A pair of electrodes 13, 14 holding the mesa 11 in the Z' direction is formed, and a width 2a in the Z' direction of the mesa 11 is set in 1.62λ≤2a≤1.98λ with respect to a wavelength λ of vibration of the piezoelectric vibration piece 100.

Description

本発明は、圧電デバイスに関する。   The present invention relates to a piezoelectric device.

携帯端末や携帯電話などの電子機器では、水晶振動子や水晶発振器などの圧電デバイスが搭載されている。このような圧電デバイスは、リッドやベースで構成されたパッケージ内のキャビティーに水晶振動片などの圧電振動片を搭載して作製されている。このような圧電デバイスは、電子機器の信頼性を向上させるためにも長期安定度に優れていることが求められている。圧電デバイスの長期安定度の向上を図るため、例えば特許文献1に記載されるように、圧電振動片の所定部分をZ(Z´)方向に挟むように一対の電極を配置し、この一対の電極の間にZ(Z´)方向の電界を印加することで、圧電振動片の所定部分を振動させる構成が知られている。この構成によれば、振動部分に電極が設けられないため、電極の経時変化等の影響を受けにくくなり、長期安定度を確保することができる。   Electronic devices such as mobile terminals and mobile phones are equipped with piezoelectric devices such as crystal resonators and crystal oscillators. Such a piezoelectric device is manufactured by mounting a piezoelectric vibrating piece such as a quartz vibrating piece in a cavity in a package constituted by a lid and a base. Such a piezoelectric device is required to have excellent long-term stability in order to improve the reliability of electronic equipment. In order to improve the long-term stability of the piezoelectric device, for example, as described in Patent Document 1, a pair of electrodes are arranged so as to sandwich a predetermined portion of the piezoelectric vibrating piece in the Z (Z ′) direction. A configuration is known in which a predetermined portion of a piezoelectric vibrating piece is vibrated by applying an electric field in the Z (Z ′) direction between the electrodes. According to this configuration, since no electrode is provided in the vibration part, it is difficult to be affected by changes in the electrode over time, and long-term stability can be ensured.

ただし、上記特許文献1のような平行電界励振型の構成においては、振動部分のY(Y´)側表面に電極が設けられた構成(垂直電界励振型)に比べて電界効率が悪いため、CI値が高くなってしまうという問題がある。一方、圧電振動片は厚みすべり振動を利用しているため、振動部分を周辺部よりも厚肉としたメサを形成させ、このメサに振動エネルギーを閉じ込めることで、振動部分の電界効率を高める構成が考えられる。   However, in the configuration of the parallel electric field excitation type as described in Patent Document 1, the electric field efficiency is worse than the configuration (vertical electric field excitation type) in which the electrode is provided on the Y (Y ′) side surface of the vibration part. There is a problem that the CI value becomes high. On the other hand, since the piezoelectric vibrating piece uses thickness-shear vibration, a mesa whose vibrating part is thicker than the peripheral part is formed, and the vibration energy is confined in this mesa to increase the electric field efficiency of the vibrating part. Can be considered.

米国特許第4625138号明細書US Pat. No. 4,625,138

しかしながら、平行電界励振型の圧電振動片にメサを設ける構成については、従来、研究が十分にされておらず、CI値については明確な値が得られていなかった。従って、Z´軸及びX軸がそれぞれ平面方向でありかつY´軸が厚み方向である晶系32の回転Y板により作成された圧電振動片を用いて、その表面または裏面の少なくとも一方に、周辺部より厚肉のメサを備える場合、平行電界励振型の電極配置を採用した際に振動特性の良いメサの形状を見出すことが求められていた。   However, the structure in which a mesa is provided on a parallel electric field excitation type piezoelectric vibrating piece has not been sufficiently studied so far, and a clear value has not been obtained for the CI value. Therefore, using a piezoelectric vibrating piece made of a rotating Y plate of a crystal system 32 in which the Z ′ axis and the X axis are each in the plane direction and the Y ′ axis is in the thickness direction, When a thick mesa is provided from the periphery, it is required to find a mesa shape having good vibration characteristics when a parallel electric field excitation type electrode arrangement is adopted.

以上のような事情に鑑み、本発明は、メサの形状を特定することによりCI値を低減させた高品質の圧電デバイスを提供することを目的とする。   In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a high-quality piezoelectric device in which the CI value is reduced by specifying the shape of the mesa.

本発明では、Z´軸及びX軸がそれぞれ平面方向でありかつY´軸が厚み方向である晶系32の回転Y板により作成された圧電振動片を有し、圧電振動片の表面または裏面の少なくとも一方に、周辺部より厚肉のメサを備える圧電デバイスであって、メサをZ´方向に挟んだ一対の電極が形成され、メサのZ´方向の幅2aは、圧電振動片の振動の波長λに対して、1.62λ≦2a≦1.98λに設定される。   In the present invention, the piezoelectric vibrating piece is formed by a rotating Y plate of a crystal system 32 in which the Z′-axis and the X-axis are each a planar direction and the Y′-axis is a thickness direction. A piezoelectric device having a mesa thicker than the peripheral portion is formed on at least one of the electrodes, and a pair of electrodes sandwiching the mesa in the Z ′ direction is formed. The width 2a of the mesa in the Z ′ direction is the vibration of the piezoelectric vibrating piece. Is set to 1.62λ ≦ 2a ≦ 1.98λ.

また、メサの幅2aは、1.80λに設定されるものでもよい。また、メサが形成された部分における圧電振動片の厚さH´と、周辺部に対するメサの段差dとの比が、0.05≦d/H´≦0.15に設定されるものでもよい。また、晶系32の回転Y板として、ATカット板またはBTカット板が用いられるものでもよい。   The mesa width 2a may be set to 1.80λ. Further, the ratio between the thickness H ′ of the piezoelectric vibrating piece in the portion where the mesa is formed and the step d of the mesa with respect to the peripheral portion may be set to 0.05 ≦ d / H ′ ≦ 0.15. . Further, an AT cut plate or a BT cut plate may be used as the rotating Y plate of the crystal system 32.

本発明によれば、晶系32の回転Y板により作成された圧電振動片の表面または裏面の少なくとも一方にメサを備える構成において、電極によって挟まれたZ´方向のメサの幅2aを、振動の波長λに対して1.62λ≦2a≦1.98λに設定することにより、圧電振動片のCI値の低減等を実現することができ、高品質の圧電デバイスを提供することができる。   According to the present invention, in the configuration in which the mesa is provided on at least one of the front surface and the back surface of the piezoelectric vibrating piece formed by the rotating Y plate of the crystal system 32, the mesa width 2a sandwiched between the electrodes is vibrated. By setting 1.62λ ≦ 2a ≦ 1.98λ with respect to the wavelength λ, the CI value of the piezoelectric vibrating piece can be reduced, and a high-quality piezoelectric device can be provided.

圧電デバイスに用いられる圧電振動片の実施形態を示し、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A線に沿った断面図である。Embodiment of the piezoelectric vibrating piece used for a piezoelectric device is shown, (a) is a top view, (b) is sectional drawing along the AA of (a). メサのZ´方向の幅2aを変化させた場合の圧電振動片の振動特性を示し、(a)はR1(CI)値を示すグラフ、(b)はQ値を示すグラフである。The vibration characteristics of the piezoelectric vibrating piece when the width 2a of the mesa in the Z ′ direction is changed are shown, (a) is a graph showing the R1 (CI) value, and (b) is a graph showing the Q value. 圧電振動片の厚さH´と、周辺部に対するメサの段差dとの比を変化させた場合の圧電振動片の振動特性を示し、(a)はC1値を示すグラフ、(b)はQ値を示すグラフである。The vibration characteristics of the piezoelectric vibrating piece when the ratio between the thickness H ′ of the piezoelectric vibrating piece and the step difference d of the mesa with respect to the peripheral portion is changed are shown, (a) is a graph showing the C1 value, and (b) is Q It is a graph which shows a value. 圧電デバイスの実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows embodiment of a piezoelectric device.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、以下の実施形態を説明するため、図面においては一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。また、図面においてハッチングした部分は金属膜を表している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this. In order to describe the following embodiments, the drawings are expressed by appropriately changing the scale, for example, by partially enlarging or emphasizing them. The hatched portion in the drawing represents a metal film.

<圧電振動片>
図1は、圧電デバイスに用いられる圧電振動片100の実施形態を示している。この圧電振動片100は、晶系32に属する材料を用いて形成された回転Y板が用いられる。圧電振動片の中で晶系32に属する(点群32に属する)材料としては、水晶、GaPO4(リン酸ガリウム)、ランガサイト系(LGS、LGN、LGT)、水晶などが知られている。晶系32に属する材料を用いて形成された回転Y板は、厚みすべり振動及び輪郭すべり振動を共に生じる。
<Piezoelectric vibrating piece>
FIG. 1 shows an embodiment of a piezoelectric vibrating piece 100 used in a piezoelectric device. The piezoelectric vibrating piece 100 is a rotating Y plate formed using a material belonging to the crystal system 32. As a material belonging to the crystal system 32 (belonging to the point group 32) in the piezoelectric vibrating piece, quartz, GaPO4 (gallium phosphate), langasite (LGS, LGN, LGT), quartz, and the like are known. A rotating Y plate formed using a material belonging to the crystal system 32 generates both thickness-shear vibration and contour-slip vibration.

厚みすべり振動を利用した圧電振動片としてはATカット、BTカットのものが、また輪郭すべり振動を利用した圧電振動片としてはCTカット、DTカットのものが実用化されており、いずれも温度特性が優れている。厚みすべり振動と輪郭すべり振動とはお互いに結合して温度特性などを乱すが、振動片の端面を所定の角度に傾斜させることにより両振動の結合をなくすことができる。   Piezoelectric vibrating pieces using thickness-shear vibration are AT-cut and BT-cutting, and piezoelectric vibrating pieces using contour-slip vibration are CT-cut and DT-cutting, and both have temperature characteristics. Is excellent. The thickness-shear vibration and the contour-slip vibration are coupled to each other to disturb the temperature characteristics and the like, but the coupling of both vibrations can be eliminated by inclining the end face of the vibration piece at a predetermined angle.

圧電振動片100としては、例えば、厚みすべり振動するATカットの水晶振動片が用いられている。ATカットは、水晶振動子等の圧電デバイスが常温付近で使用されるにあたって良好な周波数特性が得られる等の利点があり、人工水晶の3つの結晶軸である電気軸(X軸)、機械軸(Y軸)及び光学軸(Z軸)のうち、Z軸に対してX軸周りに35°15′だけ傾いた角度で切り出す加工手法である。ただし、ATカットに代えてBTカットの水晶板が用いられてもよい。なお、BTカットは、Z軸に対してX軸周りに−49°だけ傾いた角度で切り出す加工手法である。   As the piezoelectric vibrating piece 100, for example, an AT-cut quartz crystal vibrating piece that vibrates in a thickness manner is used. The AT cut has the advantage that a good frequency characteristic can be obtained when a piezoelectric device such as a crystal resonator is used near room temperature. The electrical axis (X axis), which is the three crystal axes of artificial quartz, and the mechanical axis This is a processing method of cutting out at an angle of 35 ° 15 ′ around the X axis with respect to the Z axis, among the (Y axis) and the optical axis (Z axis). However, a BT cut quartz plate may be used instead of the AT cut. The BT cut is a processing method of cutting at an angle inclined by −49 ° around the X axis with respect to the Z axis.

本実施形態では、以下の各図において、XY´Z´座標系を用いて図中の方向を説明する。このXY´Z´座標系において、X軸は水晶の結晶軸に一致し、Y´軸及びZ´軸は、圧電振動片100を切り出すときの切り出し方向に相当する。本実施形態では、圧電振動片100がATカットの水晶片であるため、Y´軸及びZ´軸は結晶軸の機械軸(Y軸)及び光学軸(Z軸)からそれぞれ35°15′傾いた軸に一致する。このXY´Z´座標系においては、圧電振動片の表面に平行な平面がXZ´平面である。このXZ´平面において圧電振動片の長手方向をX方向と表記し、X方向に直交する方向をZ´方向と表記する。XZ´平面に垂直な方向はY´方向と表記する。また、X方向、Y´方向及びZ´方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が+方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。   In the present embodiment, directions in the drawings will be described using the XY′Z ′ coordinate system in the following drawings. In the XY′Z ′ coordinate system, the X axis coincides with the crystal axis of the crystal, and the Y ′ axis and the Z ′ axis correspond to the cutting direction when cutting the piezoelectric vibrating piece 100. In this embodiment, since the piezoelectric vibrating piece 100 is an AT-cut crystal piece, the Y ′ axis and the Z ′ axis are inclined by 35 ° 15 ′ from the mechanical axis (Y axis) and the optical axis (Z axis) of the crystal axis, respectively. Matches the axis. In this XY′Z ′ coordinate system, the plane parallel to the surface of the piezoelectric vibrating piece is the XZ ′ plane. In the XZ ′ plane, the longitudinal direction of the piezoelectric vibrating piece is denoted as the X direction, and the direction orthogonal to the X direction is denoted as the Z ′ direction. A direction perpendicular to the XZ ′ plane is denoted as a Y ′ direction. In each of the X direction, the Y ′ direction, and the Z ′ direction, the direction of the arrow in the figure is the + direction, and the direction opposite to the arrow direction is the − direction.

圧電振動片100は、図1(a)及び(b)に示すように、矩形板状に形成されている。圧電振動片100は、X方向に長手となり、Z´方向に短手となるように形成されている。圧電振動片100は、Y´方向が厚み方向となっている。この圧電振動片100は、振動部10と、保持部20とを備えている。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the piezoelectric vibrating piece 100 is formed in a rectangular plate shape. The piezoelectric vibrating piece 100 is formed to be long in the X direction and short in the Z ′ direction. In the piezoelectric vibrating piece 100, the Y ′ direction is the thickness direction. The piezoelectric vibrating piece 100 includes a vibrating unit 10 and a holding unit 20.

振動部10は、所定の波長(λ)の振動を発生させる部分である。振動部10は、圧電振動片100のうち+X側に配置されている。振動部10は、圧電振動片100の表面100a側に突出するメサ11が形成されている。メサ11は、図1(b)に示すように、周辺部12のY´方向の厚さHに対して大きな、厚さH´に形成される。メサ11は、全体にわたって厚さが均一に形成されている。なお、メサ11は、圧電振動片100の表面100a側に形成されていることに限定されない。例えば、メサ11が圧電振動片100の裏面100bに形成されてもよく、表面100a及び裏面100bの双方に形成されてもよい。   The vibration unit 10 is a part that generates vibration of a predetermined wavelength (λ). The vibration unit 10 is disposed on the + X side of the piezoelectric vibrating piece 100. The vibrating unit 10 is formed with a mesa 11 that protrudes toward the surface 100 a side of the piezoelectric vibrating piece 100. As shown in FIG. 1B, the mesa 11 is formed to have a thickness H ′ that is larger than the thickness H of the peripheral portion 12 in the Y ′ direction. The mesa 11 is uniformly formed throughout. The mesa 11 is not limited to being formed on the surface 100 a side of the piezoelectric vibrating piece 100. For example, the mesa 11 may be formed on the back surface 100b of the piezoelectric vibrating piece 100, or may be formed on both the front surface 100a and the back surface 100b.

また、メサ11の厚さH´と、周辺部12に対するメサ11の段差dとの比は、
d/H´≧0.05
となるように設定されている。
The ratio of the thickness H ′ of the mesa 11 to the step d of the mesa 11 with respect to the peripheral portion 12 is
d / H ′ ≧ 0.05
It is set to become.

メサ11は、平面視(Y´方向から見たとき)において矩形状に形成されており、Z´方向の中央に配置されている。メサ11は、X方向に長手となり、Z´方向に短手となるように形成されている。メサ11のZ´方向の幅(2a)は、圧電振動片100の振動の波長λに対して、
1.62λ≦2a≦1.98λ
となるように設定されている。
The mesa 11 is formed in a rectangular shape in a plan view (when viewed from the Y ′ direction), and is disposed at the center in the Z ′ direction. The mesa 11 is formed so as to be long in the X direction and short in the Z ′ direction. The width (2a) in the Z ′ direction of the mesa 11 is relative to the wavelength λ of the vibration of the piezoelectric vibrating piece 100.
1.62λ ≦ 2a ≦ 1.98λ
It is set to become.

振動部10のうちメサ11が形成された部分は、周辺部12よりも振動の波長が大きく(周波数が小さく)なる。この場合、メサ11で生じた振動のエネルギーは、当該メサ11に閉じ込められ、周辺部12に拡散しにくくなる。これにより、メサ11で発生した振動の減衰が抑制されるため、振動部10において効率的に振動を発生させることが可能となっている。   The portion of the vibrating portion 10 where the mesa 11 is formed has a larger vibration wavelength (lower frequency) than the peripheral portion 12. In this case, the energy of vibration generated in the mesa 11 is confined in the mesa 11 and hardly diffuses to the peripheral portion 12. Thereby, since attenuation | damping of the vibration generate | occur | produced in the mesa 11 is suppressed, it becomes possible to generate a vibration efficiently in the vibration part 10. FIG.

振動部10の表面(圧電振動片100の表面100a)であってメサ11の+Z´側には、励振電極13が配置されている。また、メサ11の−Z´側には、励振電極14が配置されている。励振電極13、14は、メサ11の長手方向(X方向)に沿って延びており、X方向についてメサ11の全体にわたって配置されている。このように、励振電極13、14は、Z´方向にメサ11を挟むように配置されている。   An excitation electrode 13 is disposed on the surface of the vibration unit 10 (the surface 100 a of the piezoelectric vibrating piece 100) and on the + Z ′ side of the mesa 11. The excitation electrode 14 is disposed on the −Z ′ side of the mesa 11. The excitation electrodes 13 and 14 extend along the longitudinal direction (X direction) of the mesa 11 and are arranged over the entire mesa 11 in the X direction. In this way, the excitation electrodes 13 and 14 are arranged so as to sandwich the mesa 11 in the Z ′ direction.

したがって、この圧電振動片100では、メサ11の表面(+Y´側の面)には、電極が配置されていない構成となっている。メサ11の表面に電極が配置される場合、電極が経時劣化等によって変化すると、メサ11で生じる振動の周波数などに影響が及ぶため、長期的に安定した振動が得にくくなる場合がある。これに対して、圧電振動片100では、メサ11の表面に電極が設けられないため、電極の経時劣化等の影響を受けにくくなり、長期安定度を確保することができる構成となっている。   Therefore, this piezoelectric vibrating piece 100 is configured such that no electrode is disposed on the surface of the mesa 11 (the surface on the + Y ′ side). When an electrode is disposed on the surface of the mesa 11, if the electrode changes due to deterioration with time or the like, the frequency of vibration generated in the mesa 11 is affected, so that it may be difficult to obtain stable vibration in the long term. On the other hand, in the piezoelectric vibrating piece 100, no electrode is provided on the surface of the mesa 11, so that the piezoelectric vibrating piece 100 is less affected by the deterioration of the electrode with time and the like, and the long-term stability can be ensured.

保持部20は、圧電振動片100の−X側部分に配置されている。保持部20の表面(+Y´側の面)には、引出電極15、16が形成されている。引出電極15は、励振電極13から−X方向に引き出されて、保持部20の−X側かつ−Z´側の角部まで引き出される。引出電極16は、励振電極14から−X方向に引き出されて、保持部20の−X側かつ+Z´側の角部まで引き出される。なお、引出電極15、16は、保持部20の側面や裏面にわたって引き出されてもよい。   The holding unit 20 is disposed on the −X side portion of the piezoelectric vibrating piece 100. Lead electrodes 15 and 16 are formed on the surface of the holding portion 20 (the surface on the + Y ′ side). The extraction electrode 15 is extracted from the excitation electrode 13 in the −X direction, and is extracted to the −X side and −Z ′ side corners of the holding unit 20. The extraction electrode 16 is extracted in the −X direction from the excitation electrode 14 and is extracted to the −X side and + Z ′ side corners of the holding unit 20. The extraction electrodes 15 and 16 may be extracted over the side surface and the back surface of the holding unit 20.

励振電極13、14、及び引出電極15、16は、導電性の金属膜が用いられる。金属膜としては、例えば、水晶材に対する各電極の密着性を向上させる役割を有する下地層としてクロム(Cr)や、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、あるいはニッケルクロム(NiCr)や、ニッケルチタン(NiTi)、ニッケルタングステン(NiW)合金を成膜し、その上に金(Au)や銀(Ag)を成膜した2層または3層などの積層構造が採用される。   For the excitation electrodes 13 and 14 and the extraction electrodes 15 and 16, conductive metal films are used. As the metal film, for example, chromium (Cr), titanium (Ti), nickel (Ni), nickel chromium (NiCr), nickel titanium as a base layer having a role of improving the adhesion of each electrode to a crystal material A laminated structure such as two or three layers in which (NiTi) or nickel tungsten (NiW) alloy is formed and gold (Au) or silver (Ag) is formed thereon is employed.

図2は、上記のように構成された圧電振動片100の振動特性を示すグラフである。図2(a)はメサ11の幅2aを変化させたときのCI値を示すグラフである。図2(a)において、横軸はメサ11の幅2a(単位μm)であり、縦軸は圧電振動片100のCI値(単位Ω)である。また、図2(b)はメサ11の幅2aを変化させたときのQ値を示すグラフである。図2(b)において、横軸はメサ11の幅2a(単位μm)であり、縦軸は圧電振動片100のQ値である。なお、図2(a)及び(b)は、メサ11の厚さH´=83.5μm、振動の波長λ=167(μm)となる圧電振動片100が用いられている。   FIG. 2 is a graph showing the vibration characteristics of the piezoelectric vibrating piece 100 configured as described above. FIG. 2A is a graph showing the CI value when the width 2a of the mesa 11 is changed. In FIG. 2A, the horizontal axis is the width 2 a (unit μm) of the mesa 11, and the vertical axis is the CI value (unit Ω) of the piezoelectric vibrating piece 100. FIG. 2B is a graph showing the Q value when the width 2a of the mesa 11 is changed. In FIG. 2B, the horizontal axis is the width 2 a (unit μm) of the mesa 11, and the vertical axis is the Q value of the piezoelectric vibrating piece 100. 2A and 2B, the piezoelectric vibrating piece 100 in which the thickness H ′ of the mesa 11 is 83.5 μm and the vibration wavelength λ is 167 (μm) is used.

図2(a)に示すように、メサの幅2aが100μmのときには、CI値(R1の値)が260kΩ程度となっている。また、幅2aが100μmから大きくなるにつれてCI値が小さくなり、例えば2a=300(μm)のときにCI=22.8kΩと最も小さくなっている。また、幅2aが300μmから大きくなるにつれてCI値が大きくなっている。なお、図示しないが、等価直列容量C1値についても、幅2aが300μmのときに最大値を示すものとなる。   As shown in FIG. 2A, when the mesa width 2a is 100 μm, the CI value (R1 value) is about 260 kΩ. The CI value decreases as the width 2a increases from 100 μm. For example, when 2a = 300 (μm), the CI value is as small as 22.8 kΩ. The CI value increases as the width 2a increases from 300 μm. Although not shown, the equivalent series capacitance C1 value also shows the maximum value when the width 2a is 300 μm.

また、図2(b)に示すように、幅2aが100μmのときには、Q値が3500〜4000程度となっている。また、幅2aが100μmから大きくなるにつれてQ値が大きくなり、例えば2a=300(μm)のときにQ=16500(大気中の値)と最大となっている。また、幅2aが300μmから大きくなるにつれてQ値が小さくなっている(又は変動している)。   As shown in FIG. 2B, when the width 2a is 100 μm, the Q value is about 3500 to 4000. The Q value increases as the width 2a increases from 100 μm. For example, when 2a = 300 (μm), the maximum value is Q = 16500 (value in the atmosphere). Further, the Q value decreases (or fluctuates) as the width 2a increases from 300 μm.

図2(a)のグラフにより、メサ11の幅2aとCI値(R1)との関係においては、幅2aの値を変化させることでCI値が変化し、所定の極値を有することが確認される。なお、本実施形態では、例えば2a=300においてCI値が極値(最小値)22.8kΩとなっている。また、図2(b)のグラフにより、メサ11の幅2aとQ値との関係においては、幅2aを変化させることでQ値が変化し、所定の極値を有することが確認される。なお、本実施形態では、例えば2a=300においてQ値が極値(最大値)16500となる。   From the graph of FIG. 2A, in the relationship between the width 2a of the mesa 11 and the CI value (R1), it is confirmed that the CI value changes by changing the value of the width 2a and has a predetermined extreme value. Is done. In the present embodiment, for example, when 2a = 300, the CI value is an extreme value (minimum value) of 22.8 kΩ. Further, from the graph of FIG. 2B, it is confirmed that the Q value is changed by changing the width 2a and has a predetermined extreme value in the relationship between the width 2a of the mesa 11 and the Q value. In this embodiment, for example, the Q value is an extreme value (maximum value) 16500 at 2a = 300.

このように、幅2aが300μmを中心として270μm〜330μmの範囲で良好な振動特性を得られることが確認できた。300μmは波長(λ)167μmとの関係では1.80λとなる。また、270μmは同じく波長167μmとの関係では1.62λとなり、330μmは1.98λとなる。   Thus, it was confirmed that good vibration characteristics could be obtained when the width 2a was in the range of 270 μm to 330 μm with 300 μm as the center. 300 μm is 1.80λ in relation to the wavelength (λ) of 167 μm. Similarly, 270 μm is 1.62λ in relation to the wavelength of 167 μm, and 330 μm is 1.98λ.

そこで、本実施形態では、メサ11のZ´方向の幅2aを、圧電振動片の振動の波長λに対して、
1.62λ≦2a≦1.98λ
となるように設定することにより、CI値が低い(又はQ値が高い)圧電振動片100を得ることができる。すなわち、メサ11の幅(2a)が1.62λより小さいとCI値が大きくなって振動特性が悪化し、また、幅(2a)が1.98λより大きいとCI値が大きくなって同じく振動特性が悪化することとなる。
Therefore, in the present embodiment, the width 2a in the Z ′ direction of the mesa 11 is set to the wavelength λ of the vibration of the piezoelectric vibrating piece.
1.62λ ≦ 2a ≦ 1.98λ
Thus, the piezoelectric vibrating piece 100 having a low CI value (or a high Q value) can be obtained. That is, if the width (2a) of the mesa 11 is smaller than 1.62λ, the CI value becomes large and the vibration characteristics deteriorate, and if the width (2a) is larger than 1.98λ, the CI value becomes large and the vibration characteristics are the same. Will get worse.

なお、図2(a)及び(b)のグラフでは、振動の波長λが167μmの場合における結果であるが、波長が異なる場合であっても同様の結果が得られる。具体的には、幅2aが、波長λに所定の定数(例、1.62〜1.98)を乗じた値となる場合に、良好な振動特性が得られるものとなる。   2A and 2B show the results when the vibration wavelength λ is 167 μm, but similar results can be obtained even when the wavelengths are different. Specifically, good vibration characteristics can be obtained when the width 2a is a value obtained by multiplying the wavelength λ by a predetermined constant (eg, 1.62 to 1.98).

図3(a)は、メサ11の段差dとメサ11の厚さH´との比であるd/H´を変化させたときの等価直列容量の値(C1)を示すグラフである。図3(a)において、横軸は上記d/Hの値(単位%)であり、縦軸は等価直列容量(単位はfF)である。また、図3(b)は、d/H´を変化させたときのQ値を示すグラフである。図3(b)において、横軸は上記d/H´の値(単位%)であり、縦軸は圧電振動片100のQ値である。なお、図3(a)及び図3(b)において、メサ11の幅2aを300μmとし、振動の波長λを167μmとしている。   FIG. 3A is a graph showing the equivalent series capacitance value (C1) when d / H ′, which is the ratio between the step d of the mesa 11 and the thickness H ′ of the mesa 11, is changed. In FIG. 3A, the horizontal axis is the value of d / H (unit%), and the vertical axis is the equivalent series capacitance (unit is fF). FIG. 3B is a graph showing the Q value when d / H ′ is changed. In FIG. 3B, the horizontal axis is the value of d / H ′ (unit%), and the vertical axis is the Q value of the piezoelectric vibrating piece 100. In FIGS. 3A and 3B, the width 2a of the mesa 11 is 300 μm, and the vibration wavelength λ is 167 μm.

図3(a)に示すように、d/H´が0の場合(メサ11が形成されない場合)には、C1値が0.021fF程度となっている。また、d/H´が0から大きくなるにつれてC1値が急激に大きくなり、d/H´が5%では0.034fFと最大値に近い値となり、その後、d/H´が7.5%で最大値となる0.035fFとなる。d/H´が7.5%から大きくなると、C1値は0.030〜0.035fFの間を緩やかに降下し、d/H´が20%では0.030fFまで降下する。なお、図示しないが、等価直列抵抗CI値についても、d/H´が5%〜15%の範囲において小さくなる。   As shown in FIG. 3A, when d / H ′ is 0 (when the mesa 11 is not formed), the C1 value is about 0.021 fF. Further, as d / H ′ increases from 0, the C1 value increases rapidly. When d / H ′ is 5%, the value is 0.034 fF, which is close to the maximum value, and thereafter, d / H ′ is 7.5%. The maximum value is 0.035 fF. When d / H ′ increases from 7.5%, the C1 value gradually decreases between 0.030 and 0.035 fF, and when d / H ′ is 20%, the C1 value decreases to 0.030 fF. Although not shown, the equivalent series resistance CI value also decreases in the range where d / H ′ is 5% to 15%.

また、図3(b)に示すように、d/H´の値が0〜25%の場合に、Q値は98000〜100000の範囲を変動しており、このQ値が大きく変動することはない。ただし、d/H´が20%以上の場合は、Q値が9800に近い値となる。図3(a)及び(b)のグラフにより、d/H´を5%(0.05)から15%(0.15)の範囲とした場合に、C1値が高くなり、その際にQ値の悪化を招くことがない点が確認される。すなわち、d/H´が5%(0.05)より小さいと、等価直列容量C1が低下して振動特性が悪化することとなる。また、d/H´が15%(0.15)を超えると、メサ11での輪郭振動や屈曲振動などのスプリアスが増加する。   Further, as shown in FIG. 3B, when the value of d / H ′ is 0 to 25%, the Q value fluctuates in the range of 98000 to 100,000, and the Q value greatly fluctuates. Absent. However, when d / H ′ is 20% or more, the Q value is close to 9800. According to the graphs of FIGS. 3A and 3B, when d / H ′ is in the range of 5% (0.05) to 15% (0.15), the C1 value increases. It is confirmed that the value does not deteriorate. That is, if d / H ′ is smaller than 5% (0.05), the equivalent series capacitance C1 is lowered and the vibration characteristics are deteriorated. If d / H ′ exceeds 15% (0.15), spurious such as contour vibration and bending vibration in the mesa 11 increases.

そこで、本実施形態では、メサ11の厚さH´と、周辺部12に対するメサの段差dとの比が、
0.05≦d/H´≦0.15
となるように設定することにより、C1値が高い(CI値が低い)、振動特性の優れた圧電振動片100とすることができる。この関係はdとH´との比で表され、振動の波長λによらない。図3(a)及び(b)のグラフでは、振動の波長λが167μmの場合における結果であるが、波長が異なる場合であっても同様の結果が得られる。
Therefore, in the present embodiment, the ratio between the thickness H ′ of the mesa 11 and the step difference d of the mesa with respect to the peripheral portion 12 is
0.05 ≦ d / H ′ ≦ 0.15
Thus, the piezoelectric vibrating piece 100 having a high C1 value (low CI value) and excellent vibration characteristics can be obtained. This relationship is represented by the ratio of d and H ′ and does not depend on the wavelength λ of vibration. 3A and 3B show the results when the vibration wavelength λ is 167 μm, but similar results can be obtained even when the wavelengths are different.

次に、圧電振動片100の製造方法について説明する。
先ず、圧電振動片100は、圧電ウェハから個々の圧電振動片100を取り出す多面取りが行われる。圧電ウェハは、水晶結晶体からATカットにより所定の厚さで切り出され、エッチングや研磨等により厚さが調整された後に表面が洗浄される。次に、フォトリソグラフィ技術や、エッチング、サンドブラスト等により圧電振動片100の表面100aの一部が除去されてメサ11が形成される。
Next, a method for manufacturing the piezoelectric vibrating piece 100 will be described.
First, the piezoelectric vibrating piece 100 is subjected to multi-sided drawing in which individual piezoelectric vibrating pieces 100 are taken out from the piezoelectric wafer. The piezoelectric wafer is cut out from the crystal body with a predetermined thickness by AT cut, and the surface is cleaned after the thickness is adjusted by etching or polishing. Next, a part of the surface 100a of the piezoelectric vibrating piece 100 is removed by a photolithography technique, etching, sandblasting, or the like, and the mesa 11 is formed.

次に、圧電振動片100の表面100aにおいて、メサ11を挟むように、励振電極13、14が形成される。この励振電極13、14と同時に、引出電極21、22が形成される。これら励振電極13、14、及び引出電極15、16は、導電性の金属膜により形成される。この金属膜は、メタルマスクを用いたスパッタリングや真空蒸着等によりニッケルクロム等の下地層が成膜され、次いで金等の主電極層が成膜されて形成される。なお、メタルマスク等を用いることに代えて、フォトリソグラフィ法及びエッチング等によりパターニングされてもよい。この励振電極13、14等の形成後、圧電ウェハをスクライブラインに沿ってダイシングすることにより、個々の圧電振動片100が完成する。   Next, excitation electrodes 13 and 14 are formed on the surface 100 a of the piezoelectric vibrating piece 100 so as to sandwich the mesa 11. Simultaneously with the excitation electrodes 13 and 14, extraction electrodes 21 and 22 are formed. These excitation electrodes 13 and 14 and extraction electrodes 15 and 16 are formed of a conductive metal film. The metal film is formed by forming a base layer such as nickel chrome by sputtering using a metal mask or vacuum deposition, and then forming a main electrode layer such as gold. Instead of using a metal mask or the like, patterning may be performed by a photolithography method, etching, or the like. After the excitation electrodes 13 and 14 are formed, the piezoelectric wafer 100 is completed by dicing the piezoelectric wafer along the scribe line.

このように、圧電振動片100によれば、メサ11を励振電極13、14で挟んで構成されるので、電極の経時変化等による振動特性の影響が小さいだけでなく、メサ11のZ´方向の幅2aを、圧電振動片100の振動の波長λに対して1.62λ≦2a≦1.98λとすることにより、効率よく平行電界励振を実現して、振動特性のよい圧電振動片100を提供できる。また、メサ11の高さH´と段差dとの比であるd/H´を5%(0.05)から15%(0.15)の範囲とすることにより、C1値を高くして振動特性を向上させることができる。   As described above, according to the piezoelectric vibrating piece 100, the mesa 11 is sandwiched between the excitation electrodes 13 and 14, so that not only the influence of the vibration characteristics due to the change with time of the electrode is small but also the Z ′ direction of the mesa 11. Is set to 1.62λ ≦ 2a ≦ 1.98λ with respect to the wavelength λ of the vibration of the piezoelectric vibrating piece 100, so that the parallel electric field excitation can be efficiently realized and the piezoelectric vibrating piece 100 having good vibration characteristics can be obtained. Can be provided. Further, by setting d / H ′, which is the ratio of the height H ′ of the mesa 11 to the step d, in the range of 5% (0.05) to 15% (0.15), the C1 value is increased. Vibration characteristics can be improved.

なお、圧電振動片100としては、図1に示すものに限定されない。例えば、振動部と、振動部を囲んだ枠部と、振動部と枠部とを連結するアンカー部とにより構成された圧電振動片が用いられてもよい。この場合、振動部にメサが形成され、このメサをZ´方向に挟むように一対の励振電極が形成される。振動部に形成されたメサの幅は、上記と同様に、圧電振動片の振動の波長λに対して1.62λ≦2a≦1.98λに設定される。また、上記と同様に、メサの段差とメサの厚さとの比は0.05以上に設定される。   The piezoelectric vibrating piece 100 is not limited to that shown in FIG. For example, a piezoelectric vibrating piece that includes a vibrating part, a frame part that surrounds the vibrating part, and an anchor part that connects the vibrating part and the frame part may be used. In this case, a mesa is formed in the vibrating portion, and a pair of excitation electrodes is formed so as to sandwich the mesa in the Z ′ direction. The width of the mesa formed in the vibration part is set to 1.62λ ≦ 2a ≦ 1.98λ with respect to the vibration wavelength λ of the piezoelectric vibrating piece, as described above. Similarly to the above, the ratio of the mesa level difference to the mesa thickness is set to 0.05 or more.

<圧電デバイス>
次に、圧電デバイスの実施形態について説明する。図4に示すように、圧電デバイス200は、圧電振動片100と、この圧電振動片100が搭載されるベース110と、ベース110との間で圧電振動片100を封止するリッド120とを有している。圧電振動片100としては、図1に示す圧電振動片100が用いられている。ベース110及びリッド120は、例えばガラスやセラミックスなどの材料が用いられる。また、リッド120としては金属板が用いられてもよい。
<Piezoelectric device>
Next, an embodiment of a piezoelectric device will be described. As shown in FIG. 4, the piezoelectric device 200 includes a piezoelectric vibrating piece 100, a base 110 on which the piezoelectric vibrating piece 100 is mounted, and a lid 120 that seals the piezoelectric vibrating piece 100 between the base 110. doing. As the piezoelectric vibrating piece 100, the piezoelectric vibrating piece 100 shown in FIG. 1 is used. For the base 110 and the lid 120, for example, a material such as glass or ceramics is used. Further, a metal plate may be used as the lid 120.

ベース110は、矩形の板状に形成されており、表面(+Y側の面)に形成された凹部111と、凹部111を囲む接合面112とを有している。接合面112は、リッド120と対向する。リッド120は、同じく矩形の板状に形成されており、裏面(−Y側の面)121の一部がベース110の接合面112と対向する。ベース110とリッド120とは、例えば接合材を介して接合されているが、接合材を用いずに直接接合させてもよい。ベース110とリッド120と接合させることにより、圧電振動片100を収容するためのキャビティー140が形成される。   The base 110 is formed in a rectangular plate shape, and has a concave portion 111 formed on the surface (+ Y side surface) and a joint surface 112 surrounding the concave portion 111. The joint surface 112 faces the lid 120. The lid 120 is also formed in a rectangular plate shape, and a part of the back surface (the surface on the −Y side) 121 faces the bonding surface 112 of the base 110. The base 110 and the lid 120 are bonded via, for example, a bonding material, but may be directly bonded without using the bonding material. By joining the base 110 and the lid 120, a cavity 140 for accommodating the piezoelectric vibrating piece 100 is formed.

ベース110の凹部111には、圧電振動片100の引出電極15、16に接続される接続電極114が形成されている。また、ベース部110をY´方向に貫通する貫通電極115が形成されている。ベース110の裏面(−Y´側の面)には、四隅のそれぞれに矩形状の外部電極116、及びダミー電極116aが形成されている。外部電極116は、基板に実装される際の一対の実装端子として用いられる。なお、ダミー電極116aは、他の電極と電気的な接続はない。接続電極114と外部電極116とは、貫通電極115によって電気的に接続される。   In the recess 111 of the base 110, connection electrodes 114 connected to the extraction electrodes 15 and 16 of the piezoelectric vibrating piece 100 are formed. Further, a through electrode 115 penetrating the base portion 110 in the Y ′ direction is formed. On the back surface (the surface on the −Y ′ side) of the base 110, rectangular external electrodes 116 and dummy electrodes 116a are formed at the four corners. The external electrodes 116 are used as a pair of mounting terminals when mounted on the substrate. Note that the dummy electrode 116a is not electrically connected to other electrodes. The connection electrode 114 and the external electrode 116 are electrically connected by the through electrode 115.

接続電極114及び外部電極116、116aは、導電性の金属膜が用いられる。金属膜としては、例えば、下地層としてクロム(Cr)や、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、あるいはニッケルクロム(NiCr)や、ニッケルチタン(NiTi)、ニッケルタングステン(NiW)合金を成膜し、その上に金(Au)や銀(Ag)を成膜した積層構造が採用される。貫通電極115は、ベース110の貫通孔を銅メッキ等により充填して形成される。   The connection electrode 114 and the external electrodes 116 and 116a are made of conductive metal films. As the metal film, for example, chromium (Cr), titanium (Ti), nickel (Ni), nickel chromium (NiCr), nickel titanium (NiTi), nickel tungsten (NiW) alloy is formed as an underlayer. A laminated structure in which gold (Au) or silver (Ag) is formed thereon is employed. The through electrode 115 is formed by filling the through hole of the base 110 with copper plating or the like.

圧電振動片100は、導電性接着剤130を介してベース110に搭載されている。導電性接着剤130を介して、ベース110の接続電極114と圧電振動片100の引出電極15、16とが電気的に接続される。さらに、圧電振動片100は、導電性接着剤130によって、ベース110に保持され、キャビティー140内に収容された状態となる。   The piezoelectric vibrating piece 100 is mounted on the base 110 via a conductive adhesive 130. Via the conductive adhesive 130, the connection electrode 114 of the base 110 and the extraction electrodes 15 and 16 of the piezoelectric vibrating piece 100 are electrically connected. Further, the piezoelectric vibrating piece 100 is held on the base 110 by the conductive adhesive 130 and is accommodated in the cavity 140.

次に、圧電デバイス200の製造方法について説明する。この圧電デバイス200は、いわゆるウェハレベルパッケージングの手法で製造される。圧電振動片100については先に説明した手法により作成される。ベース110及びリッド120は、圧電振動片100と同様に、リッドウェハ及びベースウェハから個々を切り出す多面取りが行われる。これらリッドウェハ及びベースウェハとしては、例えば、ホウケイ酸ガラスやセラミックスなどが用いられる。   Next, a method for manufacturing the piezoelectric device 200 will be described. The piezoelectric device 200 is manufactured by a so-called wafer level packaging method. The piezoelectric vibrating piece 100 is created by the method described above. Similarly to the piezoelectric vibrating piece 100, the base 110 and the lid 120 are subjected to multi-cavity cutting out from the lid wafer and the base wafer. As these lid wafer and base wafer, for example, borosilicate glass or ceramics is used.

ベースウェハは、キャビティー140を形成するための凹部111が、サンドブラストまたはウェットエッチングによって形成される。また、ベースウェハには、貫通電極115を形成するための貫通孔がサンドブラストまたはウェットエッチングによって形成される。ベースウェハは、例えば銅めっき等により貫通孔を充填して貫通電極115が形成される。この貫通電極115と電気的に接続するように、凹部111に接続電極114が形成され、裏面に外部電極116が形成される。同時にダミー電極116aも形成される。接続電極114及び外部電極116は、例えばメタルマスク等を用いたスパッタリングや真空蒸着により、ニッケルタングステン等の下地層の上に金や銀が成膜されて形成される。   In the base wafer, the recess 111 for forming the cavity 140 is formed by sandblasting or wet etching. Further, a through hole for forming the through electrode 115 is formed in the base wafer by sand blasting or wet etching. The base wafer is filled with through holes by, for example, copper plating, and the through electrodes 115 are formed. A connection electrode 114 is formed in the recess 111 and an external electrode 116 is formed on the back surface so as to be electrically connected to the through electrode 115. At the same time, a dummy electrode 116a is also formed. The connection electrode 114 and the external electrode 116 are formed by depositing gold or silver on a base layer such as nickel tungsten by sputtering or vacuum deposition using a metal mask or the like, for example.

次に、ベースウェハの凹部111には、チップマウンターなどにより個々の圧電振動片100が搬送されるとともに、導電性接着剤130により保持される。この導電性接着剤130によって、圧電振動片100の励振電極13、14と外部電極116とが電気的に接続される。次に、リッドウェハは、真空雰囲気下で接合材を介してベースウェハに接合される。なお、接合材を用いずに、例えば、プラズマ活性化接合法やイオンビーム活性化接合法などを用いて、直接接合されてもよい。その後、接合されたウェハをスクライブラインに沿ってダイシングすることにより、個々の圧電デバイス200が完成する。   Next, the individual piezoelectric vibrating reeds 100 are transported to the concave portion 111 of the base wafer by a chip mounter or the like and held by the conductive adhesive 130. By this conductive adhesive 130, the excitation electrodes 13 and 14 of the piezoelectric vibrating piece 100 and the external electrode 116 are electrically connected. Next, the lid wafer is bonded to the base wafer through a bonding material in a vacuum atmosphere. In addition, you may join directly, for example using a plasma activated joining method, an ion beam activated joining method, etc., without using a joining material. Thereafter, the bonded wafers are diced along a scribe line to complete individual piezoelectric devices 200.

このように、本実施形態によれば、晶系32の回転Y板により作成された圧電振動片100に、周辺部12より厚肉のメサ11が形成され、かつ、メサ11をZ´方向に挟んだ一対の励振電極13、14が形成される構成において、メサのZ´方向の幅2aを振動の波長λに対して1.62λ≦2a≦1.98λに設定したので、CI値を低下させることができ、振動特性の良い高品質の圧電デバイス200が得られる。   As described above, according to the present embodiment, the mesa 11 thicker than the peripheral portion 12 is formed on the piezoelectric vibrating piece 100 made of the rotating Y plate of the crystal system 32, and the mesa 11 is moved in the Z ′ direction. In the configuration in which the pair of sandwiched excitation electrodes 13 and 14 are formed, the CI value is lowered because the width 2a of the mesa in the Z ′ direction is set to 1.62λ ≦ 2a ≦ 1.98λ with respect to the vibration wavelength λ. Therefore, the high-quality piezoelectric device 200 having good vibration characteristics can be obtained.

なお、圧電振動片として枠部を有するタイプを用いる場合の製造方法は、次のとおりである。上記した圧電デバイス200と同様に、ウェハレベルパッケージングの手法で製造される。先ず、リッド、ベース、及び圧電振動片は、それぞれのウェハにおいて形成される。次に、真空雰囲気下で圧電ウェハの表面にリッドウェハが接合され、圧電ウェハの裏面にベースウェハが接合される。接合されたウェハは、スクライブラインに沿ってダイシングされることにより、個々の圧電デバイスが完成する。   In addition, the manufacturing method in the case of using the type which has a frame part as a piezoelectric vibrating piece is as follows. Similar to the piezoelectric device 200 described above, it is manufactured by a wafer level packaging technique. First, a lid, a base, and a piezoelectric vibrating piece are formed on each wafer. Next, the lid wafer is bonded to the surface of the piezoelectric wafer in a vacuum atmosphere, and the base wafer is bonded to the back surface of the piezoelectric wafer. The bonded wafer is diced along a scribe line to complete individual piezoelectric devices.

以上、圧電デバイスの実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。上記した実施形態では、圧電デバイスとして水晶振動子(圧電振動子)を示しているが、発振器であってもよい。発振器の場合は、ベース110にIC等が搭載され、圧電振動片100の引出電極15、16や、ベース110の外部電極116、116aがそれぞれIC等に接続される。   While the embodiments of the piezoelectric device have been described above, the present invention is not limited to the above description, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. In the above-described embodiment, a crystal resonator (piezoelectric resonator) is shown as the piezoelectric device, but an oscillator may be used. In the case of the oscillator, an IC or the like is mounted on the base 110, and the extraction electrodes 15 and 16 of the piezoelectric vibrating piece 100 and the external electrodes 116 and 116a of the base 110 are connected to the IC or the like, respectively.

10…振動部
11…メサ
12…周辺部
13、14…励振電極(電極)
15、16…引出電極
20…保持部
100…圧電振動片
100a…表面
100b…裏面
110…ベース
120…リッド
200…圧電デバイス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Vibrating part 11 ... Mesa 12 ... Peripheral part 13, 14 ... Excitation electrode (electrode)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15, 16 ... Extraction electrode 20 ... Holding part 100 ... Piezoelectric vibrating piece 100a ... Front surface 100b ... Back surface 110 ... Base 120 ... Lid 200 ... Piezoelectric device

Claims (4)

Z´軸及びX軸がそれぞれ平面方向でありかつY´軸が厚み方向である晶系32の回転Y板により作成された圧電振動片を有し、前記圧電振動片の表面または裏面の少なくとも一方に、周辺部より厚肉のメサを備える圧電デバイスであって、
前記メサを前記Z´方向に挟んだ一対の電極が形成され、
前記メサの前記Z´方向の幅2aは、前記圧電振動片の振動の波長λに対して、
1.62λ≦2a≦1.98λ
に設定される圧電デバイス。
It has a piezoelectric vibrating piece made of a rotating Y plate of a crystal system 32 in which each of the Z ′ axis and the X axis is a planar direction and the Y ′ axis is a thickness direction, and at least one of the front and back surfaces of the piezoelectric vibrating piece In addition, a piezoelectric device having a thicker mesa than the periphery,
A pair of electrodes sandwiching the mesa in the Z ′ direction is formed,
The width 2a in the Z ′ direction of the mesa is relative to the wavelength λ of the vibration of the piezoelectric vibrating piece.
1.62λ ≦ 2a ≦ 1.98λ
Piezoelectric device set to.
前記メサの幅2aは、1.80λに設定される請求項1記載の圧電デバイス。   The piezoelectric device according to claim 1, wherein the width 2a of the mesa is set to 1.80λ. 前記メサが形成された部分における前記圧電振動片の厚さH´と、前記周辺部に対する前記メサの段差dとの比が、
0.05≦d/H´≦0.15
に設定される請求項1または請求項2記載の圧電デバイス。
The ratio between the thickness H ′ of the piezoelectric vibrating piece in the portion where the mesa is formed and the step difference d of the mesa with respect to the peripheral portion is as follows:
0.05 ≦ d / H ′ ≦ 0.15
The piezoelectric device according to claim 1, wherein the piezoelectric device is set to
前記晶系32の回転Y板として、ATカット板またはBTカット板が用いられる請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の圧電デバイス。


The piezoelectric device according to claim 1, wherein an AT cut plate or a BT cut plate is used as the rotating Y plate of the crystal system 32.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
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