JP2015090988A - 振動子、発振器、電子機器、および移動体 - Google Patents
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Abstract
Description
<第1実施形態>
図1を用い、本発明の第1実施形態に係る振動子について説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る振動子の概略を示し、図1(a)は平面図であり、蓋部材を省略(透視)した図、図1(b)は図1(a)のA−A断面図である。
図1(a)および図1(b)に示す第1実施形態に係る振動子1は、振動基板5を用いた振動素子15と、振動素子15を収納するパッケージ13と、振動素子15をパッケージ13に取り付けるために設けられた支持部20と、振動素子15を保持する台座25と、パッケージ13との間に収納空間としての内部空間14を形成する蓋体としてのリッド26とを有している。以下、振動素子15、パッケージ13、支持部20、台座25およびリッド26について順次詳細に説明する。
本実施形態の振動素子15は、圧電材料の一例として、水晶により形成されたSCカット水晶基板(圧電基板)が用いられている。ここでSCカット水晶基板(圧電基板)について、図2を参照して説明する。図2は、SCカット水晶基板の構成を示す概略図である。なお、図が複雑になるため、図2(a)と、図2(b)とに分けて図示している。本例のSCカット水晶基板2は、図2(a)に示すように、直交座標系(X,Y,Z)の2回の回転に続き、図2(b)に示すように、直交座標系(X’,Y’’,Z’)の1回の回転を経て得られる水晶基板である。水晶結晶は三方晶系に属し、互いに直交する結晶軸X,Y,Zを有する。X軸、Y軸、Z軸は、夫々電気軸、機械軸、光学軸と呼称される。Z軸は、Z軸の回りに120°毎にX軸、Y軸の組がある3回対称軸であり、X軸は2回対称軸である。図2(a)に示すように、水晶結晶の構成は、電気軸としてのX軸、機械軸としてのY軸、光学軸としてのZ軸からなる直交座標系(X,Y,Z)を用いて記述される。
図1(a)および図1(b)に示すベース基板としてのパッケージ13は、底板10と、底板10の一方の表面周縁部に設けられている台部28a,28bを備えた枠状基板11と、枠状基板11の一方の表面周縁部に設けられている枠状の側壁12と、側壁12の上面に設けられている接合材としてのシールリング40と、を有している。パッケージ13は、振動素子15を収納するものである。
リッド26は、板状の部材であり、パッケージ13の上面に開放する凹部の開口を塞ぎ、凹部の開口の周囲を、例えばシーム溶接法などを用いて接合されている。本例のリッド26は、板状であるため、形成が行い易く、さらには形状の安定にも優れる。また、本例のリッド26には、コバールの板材が用いられている。リッド26にコバールの板を用いることで封止の際に、コバールで形成されているシールリング40とリッド26とが同じ溶融状態で溶融され、さらには合金化もされ易いため封止を容易に、且つ確実に行うことができる。なお、リッド26には、コバールに換えて他の材料の板材を用いてもよく、例えば、42アロイ、ステンレス鋼などの金属材料、またはパッケージ13の側壁12と同材料などを用いることができる。
次に、図6を用いて、支持部の変形例について説明する。図6は、第1実施形態に係る振動子を構成する支持部の変形例を示し、図6(a)は平面図、図6(b)は正断面図、図6(c)はバンプを用いた支持部の平面図、図6(d)は図6(c)の断面図である。なお、前述の第1実施形態と同様な構成については、同符号を付して詳細な説明を省略する。
次に、振動子の変形例について図7を用いて説明する。図7(a)は振動子の変形例1を示す平面図、図7(b)は振動子の変形例2を示す平面図である。なお、同図においては、蓋部材としてのリッドを省略した状態を示している。また、変形例1および変形例2においては、円盤状のSCカット振動素子55を用いた例で説明する。
先ず、図7(a)に沿って、振動子の変形例1について説明する。なお、前述の実施形態と同様の構成については同符号を付して説明を省略する。変形例1の振動子80は、複数の台座が設けられている構成である。
次に、図7(b)に沿って、振動子の変形例2について説明する。なお、前述の変形例1と同様の構成については同符号を付して説明を省略する。本変形例2の振動子90は、振動素子55を保持する台座を構成している突起の配置が異なる構成である。
次に、図8を用い、本発明の第2実施形態および第3実施形態に係る発振器について説明する。図8は、本発明の第2実施形態、および第3実施形態に係る発振器の概略を示し、図8(a)は第2実施形態を示す正断面図、図8(b)は第3実施形態を示す正断面図である。なお、以下の説明では、前述の第1実施形態と同じ構成の振動子1については、同符号を付してその詳細な説明は省略する。
次いで、本発明の一実施形態に係る振動子1、発振器150a,200aを適用した電子機器について、図9〜図11に基づき、詳細に説明する。なお、説明では、振動素子15を備えた振動子1を適用した例を示している。
図12は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車506には本発明に係る振動子1が搭載されている。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車506には振動子1を内蔵してタイヤ509などを制御する電子制御ユニット508が車体507に搭載されている。また、振動子1は、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム(ABS)、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット(ECU:electronic control unit)に広く適用できる。
Claims (14)
- ベース基板と、
前記ベース基板の一面に設けられている支持部と、
平面視で、主面に励振電極が設けられている振動基板の外縁と、前記励振電極の外縁との間に配置されている取り付け部が接合材を介して前記支持部に取り付けられている振動素子と、を備え、
前記取り付け部は、
前記振動素子の中心と前記振動素子の一端部を結ぶ仮想線を、前記中心を軸として回転角θが−35°以上+35°以下の範囲で回転させた領域内に配置され、且つ取り付け面積が、0.7mm2以上であることを特徴とする振動子。 - 請求項1において、
前記回転角θは、−30°以上+30°以下であることを特徴とする振動子。 - 請求項1または請求項2において、
前記振動基板は、直交座標系(X,Y,Z)のX軸の回りに所定角度回転し、この回転により得られた新たな直交座標系(X,Y’,Z’)のZ’軸の回りに所定角度回転した直交座標系を(X’,Y’’,Z’)を有するSCカット水晶基板であり、
前記X’軸と前記仮想線との交差角φが、−45°以上+90°以下であることを特徴とする振動子。 - 請求項3において、
前記交差角φが、−30°以上+30°以下であることを特徴とする振動子。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか一項において、
前記取り付け部は、複数設けられていることを特徴とする振動子。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか一項において、
前記支持部の表面には、複数の凸部が備えられていることを特徴とする振動子。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか一項において、
前記支持部は、前記ベース基板に設けられている支持本体部と、
前記支持本体部の上面から突出している前記複数の凸部と、を含むことを特徴とする振動子。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか一項において、
前記支持部は、前記ベース基板からそれぞれ個別に設けられている複数の凸部から構成されていることを特徴とする振動子。 - 請求項1ないし請求項8のいずれか一項において、
前記凸部は、金属バンプであることを特徴とする振動子。 - 請求項1ないし請求項9のいずれか一項において、
前記取り付け部が配置されている部分を除いた領域の前記振動素子の端部に対向している前記ベース基板の一面に、台座が設けられていることを特徴とする振動子。 - 請求項10において、
前記台座は、複数設けられていることを特徴とする振動子。 - 請求項1ないし請求項11のいずれか一項に記載の振動子と、
前記振動子と電気的に接続されている回路素子と、
前記振動子、および前記回路素子が搭載されているパッケージと、を備えていることを特徴とする発振器。 - 請求項1ないし請求項11のいずれか一項に記載の振動子を備えていること特徴とする電子機器。
- 請求項1ないし請求項11のいずれか一項に記載の振動子を備えていること特徴とする移動体。
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