JP2015207854A - 圧電デバイス - Google Patents
圧電デバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015207854A JP2015207854A JP2014086415A JP2014086415A JP2015207854A JP 2015207854 A JP2015207854 A JP 2015207854A JP 2014086415 A JP2014086415 A JP 2014086415A JP 2014086415 A JP2014086415 A JP 2014086415A JP 2015207854 A JP2015207854 A JP 2015207854A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- main surface
- piezoelectric
- vibrating piece
- outer peripheral
- piezoelectric vibrating
- 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
Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
【課題】圧電振動片がベース又はリッドに接触することによるショート及び圧電振動片の振動阻害が防がれた圧電デバイスを提供する。
【解決手段】圧電デバイス100は、第1主面と第1主面の反対側の第2主面とを有し、所定の周波数で振動して第1主面及び第2主面にそれぞれ励振電極112が形成される振動部114及び振動部の周りを囲んで振動部よりも厚く形成され、各励振電極からそれぞれ引き出される引出電極113が形成される外周部を含む圧電振動片110と、外周部の第1主面、又は第1主面及び第2主面に振動部を覆うように載置される絶縁板140と、圧電振動片が載置されるベース120と、ベースに接合され、圧電振動片が密閉される空間を形成するリッド130と、を有する。
【選択図】図3
【解決手段】圧電デバイス100は、第1主面と第1主面の反対側の第2主面とを有し、所定の周波数で振動して第1主面及び第2主面にそれぞれ励振電極112が形成される振動部114及び振動部の周りを囲んで振動部よりも厚く形成され、各励振電極からそれぞれ引き出される引出電極113が形成される外周部を含む圧電振動片110と、外周部の第1主面、又は第1主面及び第2主面に振動部を覆うように載置される絶縁板140と、圧電振動片が載置されるベース120と、ベースに接合され、圧電振動片が密閉される空間を形成するリッド130と、を有する。
【選択図】図3
Description
本発明は、圧電振動片がベース又はリッドに接触することによる電極の短絡及び圧電振動片の振動阻害が防がれた圧電デバイスに関する。
例えば特許文献1に示されるように、ベース及びリッドにより囲まれた密閉空間の中に圧電振動片が配置される圧電デバイスが知られている。このような圧電デバイスは電子機器などの様々な分野で使用されており、時計やコンピュータ等の小型化に伴ってその小型化が要求されている。
しかし、特許文献1では、圧電デバイスが小型化されることにより密閉空間が狭くなった場合には、圧電振動片がベース及びリッド等に接触して振動が阻害され、または圧電振動片に形成される電極がリッド等に接触してショートする場合があった。
本発明は、圧電振動片がベース又はリッドに接触することによるショート及び圧電振動片の振動阻害が防がれた圧電デバイスを提供することを目的とする。
第1観点の圧電デバイスは、第1主面と第1主面の反対側の第2主面とを有し、所定の周波数で振動して第1主面及び第2主面にそれぞれ励振電極が形成される振動部、及び振動部の周りを囲んで振動部よりも厚く形成され、各励振電極からそれぞれ引き出される引出電極が形成される外周部を含む圧電振動片と、外周部の第1主面、又は第1主面及び第2主面に振動部を覆うように載置される絶縁板と、圧電振動片が載置されるベースと、ベースに接合され、圧電振動片が密閉される空間を形成するリッドと、を有する。
第2観点の圧電デバイスは、第1観点において、絶縁板が載置される外周部の第1主面及び第2主面と、絶縁板の外周部に載置される面と、が鏡面状に研磨されている。
第3観点の圧電デバイスは、第1主面と第1主面の反対側の第2主面とを有し、所定の周波数で振動して第1主面及び第2主面にそれぞれ励振電極が形成される振動部と、振動部の周りを囲んで振動部よりも厚く形成され、各励振電極からそれぞれ引き出される引出電極が形成される外周部と、を含む圧電振動片と、外周部の第1主面に形成される引出電極を覆うように載置される絶縁板と、圧電振動片が載置されるベースと、ベースに接合され、圧電振動片が密閉される空間を形成するリッドと、を有する。
第4観点の圧電デバイスは、第1観点から第3観点において、ベースには内側に凹む凹部が形成され、凹部内の底面には電極パッドが形成され、底面の反対側のベースの下面には電極パッドに導通する実装端子が形成され、圧電振動片は引出電極が電極パッドに導電性接着剤を介して電気的に接続されると共に固定され、絶縁板は導電性接着剤により圧電振動片に固定される。
第5観点の圧電デバイスでは、第1観点から第4観点において、圧電振動片が、第1方向に平行な辺と第1方向に垂直である第2方向に平行な辺とを有する矩形形状に形成され、厚さ方向をY’軸方向とするATカットの水晶振動片である。振動部が第1主面及び第2主面において第1方向に伸びる辺を有し、外周部が第1主面及び第2主面において第1方向に伸びる辺を有し、振動部の第1主面の第1方向に伸びる辺の全体と振動部の第2主面の第1方向に伸びる辺の全体とがY’軸方向に重なり、外周部の第1主面の振動部側の第1方向に伸びる辺と外周部の第2主面の振動部側の第1方向に伸びる辺とがY’軸方向に重ならず、振動部の第1主面の第1方向に伸びる辺が、外周部の第1主面の振動部側の第1方向に伸びる辺及び外周部の第2主面の振動部側の第1方向に伸びる辺にY’軸方向に重ならない。
本発明の圧電デバイスによれは、圧電振動片がベース又はリッドに接触することによるショート及び圧電振動片の振動阻害を防ぐことができる。
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
(第1実施形態)
<圧電デバイス100の構成>
図1は、圧電デバイス100の分解斜視図である。圧電デバイス100は主に、圧電振動片110と、ベース120と、リッド130と、絶縁板140と、により形成されている。圧電振動片110には例えばATカットの水晶振動片が用いられる。ATカットの水晶振動片は、主面(XZ面)が結晶軸(XYZ)のX軸を中心としてZ軸からY軸方向に35度15分傾斜されている。以下の説明では、ATカットの水晶振動片の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をY’軸及びZ’軸として用いる。すなわち、圧電デバイス100においては圧電デバイス100の長辺方向をX軸方向、圧電デバイス100の高さ方向をY’軸方向、X軸及びY’軸方向に垂直な方向をZ’軸方向として説明する。
<圧電デバイス100の構成>
図1は、圧電デバイス100の分解斜視図である。圧電デバイス100は主に、圧電振動片110と、ベース120と、リッド130と、絶縁板140と、により形成されている。圧電振動片110には例えばATカットの水晶振動片が用いられる。ATカットの水晶振動片は、主面(XZ面)が結晶軸(XYZ)のX軸を中心としてZ軸からY軸方向に35度15分傾斜されている。以下の説明では、ATカットの水晶振動片の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をY’軸及びZ’軸として用いる。すなわち、圧電デバイス100においては圧電デバイス100の長辺方向をX軸方向、圧電デバイス100の高さ方向をY’軸方向、X軸及びY’軸方向に垂直な方向をZ’軸方向として説明する。
圧電デバイス100は、ベース120の+Y’軸側の面が−Y’軸方向に凹んで形成される凹部121内に圧電振動片110が載置され、さらに凹部121を密封するようにリッド130がパッケージ120の+Y’軸側の面に接合されることにより形成される。圧電デバイス100は表面実装型の圧電デバイスであり、プリント基板等にハンダ162(図3参照)を介して実装される。
圧電振動片110は、圧電材料により形成される圧電基材111と、圧電基材111の両主面である+Y’軸側の面及び−Y’軸側の面に形成される励振電極112と、各励振電極112からそれぞれ引き出される引出電極113と、により形成されている。また、圧電振動片110の+Y’軸側の面及び−Y’軸側の面には平板状の絶縁板140が配置される。絶縁板140は、例えばガラス又は水晶等の絶縁材料により形成される。
ベース120は、X軸に平行な長辺とZ’軸に平行な短辺とを有する矩形形状の平面を有するように形成されている。ベース120の外壁の四隅にはベース120の内側に凹んだキャスタレーション129が形成され、ベース120の−Y’軸側の面には一対の実装端子125が形成されている。
ベース120の+Y’軸側の面には、−Y’軸方向に凹んだ凹部121が形成されている。凹部121内の−Y’軸側の面の−X軸側の端には、実装端子125に電気的に接続される一対の電極パッド124が形成されている。また、ベース120の+Y’軸側の面の凹部121の周囲にはリッド110に接合される接合面122が形成されている。
ベース120は2つの層により構成されており、各層は例えばセラミックにより形成される。ベース120の+Y’軸側には第1層120aが配置される。第1層120aの中央部には第1層120aを貫通して凹部121を形成する貫通孔が形成されており、第1層120aの+Y’軸側の面には接合面122が形成されている。第1層120aの−Y’軸側の面には第2層120bが配置される。第2層120bは平板状に形成されており、第2層120bの+Y’軸側の面には電極パッド124が形成され、第2層120bの−Y’軸側の面には実装端子125が形成される。
リッド130は、例えば金属の平面状の板として形成される。リッド130はベース120の+Y’軸側の面の接合面122に、例えば封止材152(図3参照)を介して接合されることによりベース120の凹部121を密封する。
図2(a)は、圧電振動片110の斜視図である。圧電基材111は、外形がX軸方向に長辺が伸びZ’軸方向に短辺が伸びる矩形形状に形成されている。また、圧電基材111の+Y’軸側の面及び−Y’軸側の面がそれぞれ−Y’軸方向及び+Y’軸方向に凹むことにより振動部114が形成されている。圧電基材111の振動部114以外の部分は外周部115であり、外周部115は振動部114の周りを囲むように形成されている。振動部114の+Y’軸側の面及び−Y’軸側の面にはそれぞれ励振電極112が形成されており、励振電極112に交番電圧がかけられることにより振動部114は所定の周波数で振動する。また、外周部115には、各励振電極112から引出電極113が引き出されている。
図2(b)は、圧電振動片110の平面図である。振動部114は、X軸方向に長辺が伸びZ’軸方向に短辺が伸びる矩形形状の平面を有している。また、振動部114に形成される励振電極112もX軸方向に長辺が伸びZ’軸方向に短辺が伸びる矩形形状に形成されている。圧電基材111の+Y’軸側の面に形成されている励振電極112の−X軸側の+Z’軸側の端からは引出電極113が−X軸方向に伸びている。この引出電極113は、外周部115の+Y’軸側の面の−X軸側の+Z’軸側の端まで伸び、さらに圧電基材111の+Z’軸側の側面を介して外周部115の−Y’軸側の面に引き出されている。また、圧電基材111の−Y’軸側の面からは、圧電基材111の−Z’軸側の側面を介して外周部115の+Y’軸側の面の−X軸側の−Z’軸側の端まで引出電極113が引き出されている。圧電振動片110の+Y’軸側の面と−Y’軸側の面とは、X軸に平行で圧電振動片110の中心を通る直線に対して回転対称となるように形成されている。すなわち、圧電振動片110の−Y’軸側の面も、図2(b)と同様の形状に形成される。
従来の圧電振動片では、振動部を凸状に形成し、外周部よりも厚くするコンベックス加工が行われることにより圧電振動片の振動変位分布を振動部に集中させ、振動部と外周部との境界に段差を形成することにより振動部の振動エネルギーが外周部に漏れることが防がれていた。このような、圧電振動片のコンベックス加工では、複数の圧電振動片が形成される圧電ウエハを所定の厚さに研磨し、さらに所定の周波数に調整するために圧電ウエハの厚さを調整するエッチングを行い、その後、コンベックス加工のためのエッチングにより外周部の厚さが調整されていた。すなわち、厚さ調整のための2回のエッチングを行う必要があった。また、コンベックス加工された圧電振動片は振動部がベース又はリッドに接触し、振動が阻害される場合があった。
圧電振動片110では、複数の圧電振動片110が形成される圧電ウエハを所定の厚さに研磨し、さらに、振動部114に周波数調整のための厚さ調整のエッチングを行うことで振動部114を凹状に形成している。すなわち、厚さ調整のためのエッチングの回数が1回で済むため、コンベックス加工に比べて圧電振動片を製造する工程を少なくすることが出来る。また、外周部115が振動部114よりも厚く形成されることで振動部114が直接リッド130又はベース120に接触することが防がれており、振動部114の振動が阻害されることが防がれている。さらに、コンベックス加工された圧電振動片と同様に、振動部114と外周部115との境界に段差が形成されることにより圧電振動片110の振動変位分布を振動部114に集中させ、振動部114の振動エネルギーが外周部115に漏れることが防がれている。またこれにより、クリスタルインピーダンス(CI)値を低く保つことができる。また、圧電振動片110では振動部114の厚さが調整されることにより周波数が調整されるが、導電性接着剤151(図3参照)が塗布される外周部115の厚さは振動部114の厚さに関係なく固定値とすることが出来るため、圧電振動片110をベース120に固定する条件を周波数に関係なく等しくすることができ好ましい。
図2(c)は、圧電振動片110の断面図である。図2(c)は、図2(a)及び図2(b)のB−B断面図となっている。圧電振動片110では、振動部114のY’軸方向の厚さをT1、外周部115のY’軸方向の厚さをT2とすると、T2はT1よりも大きく形成されている。
圧電振動片110では、振動部114の+Y’軸側の面を底面114a、−Y’軸側の面を底面114bとすると、底面114aと底面114bとは同形状でありY’軸方向に外形が重なるように形成される。そのため、底面114aの+Z’軸側及び−Z’軸側の両辺を辺116a、底面114bの+Z’軸側及び−Z’軸側の両辺を辺116bとすると、辺116aと辺116bとは互いにY’軸方向に重なるように形成される。また、底面114a及び底面114bに形成される各励振電極112も同形状に形成されており、互いにY’軸方向に外形が重なるように形成されている。
また、振動部114は圧電基材111の+Y’軸側の面及び−Y’軸側の面がそれぞれ凹むことにより形成されるが、この圧電基材111の+Y’軸側の面の凹みを凹部117a、圧電基材111の−Y’軸側の面の凹みを凹部117bとする。凹部117a及び凹部117bは圧電基材111がエッチングされることにより形成されるが、ATカットの水晶振動片にはZ’軸方向にエッチングに対する強い異方性が存在するため、凹部117a及び凹部117bの+Z’軸側及び−Z’軸側の側面はY’軸に平行には形成されない。すなわち、振動部114を囲む外周部115の+Y’軸側の面の辺でありX軸方向に伸びて振動部114の+Z’軸側及び−Z’軸側となる辺を辺118a、振動部114を囲む外周部115の−Y’軸側の面の辺でありX軸方向に伸びて振動部114の+Z’軸側及び−Z’軸側となる辺を辺118bとすると、辺118a及び辺118bは互いにY’軸方向に重ならず、辺118aは辺118bよりも−Z’軸方向に幅W1だけずれている。また、辺118a及び辺118bは辺116a及び辺116bとも重ならない。
ATカットの水晶振動片では、辺118aと辺118bとがY’軸方向に重なるようにエッチングをした場合、ATカットの水晶振動片のエッチングの異方性により底面114aと底面114bとの外形がY’軸方向に重ならない。底面114aと底面114bとの外形がY’軸方向に重ならない場合には、振動部114の面積が狭くなり、十分な振動面積を確保することが出来なくなるという問題が生じる。また、振動部114の面積を広くしようと凹部117a及び凹部117bを大きく形成する場合には、外周部115が狭くなり、水晶振動片の強度が低下するという問題が生じる。
図2(c)には、凹部117aを形成するための露光に使用するマスク153a及び凹部117bを形成するための露光に使用するマスク153bが示されている。圧電振動片110では、凹部117a及び凹部117bを形成するための露光時に、マスク153aがマスク153bに対して幅W1だけ−Z’軸方向にずらされることにより、底面114aと底面114bとの外形がY’軸方向に重なるように形成されている。そのため、振動部114の面積を広く取って十分な振動面積を確保することができると共に外周部115も広く形成することができて圧電振動片110の強度の低下が防がれている。
図3は、圧電デバイス100の断面図である。図3は、図1のA−A断面図を含んでおり、また、圧電デバイス100がプリント基板160に実装されている状態が示されている。プリント基板160の表面には電極161が形成されており、圧電デバイス100は実装端子125と電極161とがハンダ162により接合されることによりプリント基板160に実装される。
圧電デバイス100では、例えばリッド130がベース120の接合面122に封止材152を介して接合されることによりベース120の凹部121が密封される。封止材152には、例えばエポキシ系接着剤、低融点ガラス等を用いることが出来る。また、リッド130が金属板である場合には、封止材152をロウ材としてシーム溶接により凹部121が密封されてもよい。
密封された凹部121の−X軸側の端には電極パッド124が形成されている。電極パッド124には、圧電振動片110が導電性接着剤151を介して固定される。また、引出電極113と電極パッド124とは導電性接着剤151を介して電気的に接続される。電極パッド124は、ベース120を貫通し又は第2層120bの+Y’軸側の面等に形成される接続電極126を介して、実装端子125に電気的に接続される。これにより、励振電極112と実装端子125とが電気的に接続される。ベース120に形成される電極パッド124、接続電極126、及び実装端子125等の電極は、例えばベース120を構成するセラミック上にタングステンの層が形成され、その上に下地めっきとしてニッケル層が形成され、さらにその上に仕上げメッキとして金層が形成されることにより形成される。
また、圧電振動片110の振動部114の+Y’軸側及び−Y’軸側を覆うように、絶縁板140が圧電振動片110に接して配置されている。絶縁板140は導電性接着剤151により圧電振動片110に固定されている。
図4は、圧電振動片110が載置されたベース120の上面図である。図4では、絶縁板140で隠れる圧電振動片110の励振電極112、引出電極113、及び振動部114が点線で示されている。圧電振動片110の+Y’軸側に配置される絶縁板140は、圧電振動片110の振動部114を完全に覆うように配置されている。また、絶縁板140は−X軸方向に伸びて絶縁板140の−X軸側の+Z’軸側の端及び−X軸側の−Z’軸側の端がそれぞれ導電性接着剤151により固定される。
圧電振動片110が凹部121内に配置される場合には、ベース120にリッド130を載置する場合に封止材152の一部が圧電振動片110に飛び散る等により圧電振動片110の振動特性が変わる場合があった。例えばベース120とリッド130とをシーム溶接する場合には金属粉が飛び、封止材152に低融点ガラスを使用する場合でも低融点ガラスが圧電振動片110に飛ぶ場合があった。この様な場合、安定した製品を供給することの妨げになる場合があった。
圧電デバイス100では、図4に示されるように、振動部114が絶縁板140に覆われることにより、励振電極112に封止材152の一部が飛び散ること等が防がれるため、圧電振動片110の振動特性の変動を防ぐことが出来る。また、これにより、安定した製品を供給することができる。
圧電デバイス100では、圧電振動片110の+Y’軸側及び−Y’軸側の面に絶縁板140が配置されたが(図3参照)、圧電振動片110の+Y’軸側の面のみに絶縁板140が配置されても良い。
(第2実施形態)
圧電デバイス100では、圧電振動片及び絶縁板の形状を変えてもよい。以下に、圧電デバイス100とは圧電振動片又は絶縁板の形状が異なる圧電デバイス100の変形例について説明する。また、以下の実施形態では、第1実施形態と同様の部分を第1実施形態と同じ符号で表し、その説明を省略する。
圧電デバイス100では、圧電振動片及び絶縁板の形状を変えてもよい。以下に、圧電デバイス100とは圧電振動片又は絶縁板の形状が異なる圧電デバイス100の変形例について説明する。また、以下の実施形態では、第1実施形態と同様の部分を第1実施形態と同じ符号で表し、その説明を省略する。
<圧電デバイス200の構成>
図5(a)は、圧電デバイス200の断面図である。図5(a)は、圧電デバイス200における図3の圧電デバイス100と同様の部分の断面が示されている。圧電デバイス200は主に、圧電振動片110と、ベース120と、リッド130と、絶縁板140と、絶縁板240と、により形成されている。
図5(a)は、圧電デバイス200の断面図である。図5(a)は、圧電デバイス200における図3の圧電デバイス100と同様の部分の断面が示されている。圧電デバイス200は主に、圧電振動片110と、ベース120と、リッド130と、絶縁板140と、絶縁板240と、により形成されている。
圧電デバイス200は、圧電デバイス100(図3参照)において、圧電振動片110の+Y’軸側の面に配置される絶縁板140を絶縁板240に代えることにより形成されている。絶縁板240は絶縁板140よりもX軸方向に長く、圧電振動片110の振動部114を覆うと共に圧電振動片110の−X軸側の端よりも−X軸方向に伸びるように配置されている。また、絶縁板240は導電性接着剤151により圧電振動片110に固定されるが、導電性接着剤151は絶縁板240の−Y’軸側の面にのみ接触し、絶縁板240の+Y’軸側の面には接触していない。
図5(b)は、リッド130が外された圧電デバイス200の上面図である。絶縁板240は、図5(b)に示されるように、圧電振動片110の+Y’軸側の面に形成される励振電極112及び引出電極113の全てを覆うように配置されている。また、図5(b)に示されるように、導電性接着剤151は絶縁板240よりも+Y’軸側には塗布されていない。
従来の圧電デバイスでは、リッドが金属板により形成される場合、リッドと圧電振動片の+Y’軸側に形成される電極とが接触してショートする懸念があった。そのため、ベースの凹部121のY’軸方向の深さを大きく取り、圧電振動片とリッドとの距離を大きく取っていた。
圧電デバイス200では、絶縁板240が圧電振動片110の+Y’軸側の面の電極を全て覆い、導電性接着剤151を絶縁板240よりも−Y’軸側に形成することで、圧電振動片110の+Y’軸側の電極とリッド130とが接触してショートすることが防がれている。またこれにより、圧電振動片とリッドとの距離を短く形成することができ、圧電デバイスのY’軸方向の高さを短く形成することが出来る。
<圧電デバイス300の構成>
図6(a)は、圧電デバイス300の断面図である。図6(a)は、圧電デバイス300における図3の圧電デバイス100と同様の部分の断面が示されている。圧電デバイス300は主に、圧電振動片110と、ベース120と、リッド130と、絶縁板340と、により形成されている。
図6(a)は、圧電デバイス300の断面図である。図6(a)は、圧電デバイス300における図3の圧電デバイス100と同様の部分の断面が示されている。圧電デバイス300は主に、圧電振動片110と、ベース120と、リッド130と、絶縁板340と、により形成されている。
圧電デバイス300は、圧電デバイス100(図3参照)において、圧電振動片110の+Y’軸側の面に配置される絶縁板140を絶縁板340に代え、−Y’軸側の面に配置される絶縁板140を外すことにより形成されている。絶縁板340は、圧電振動片110の外周部115の+Y’軸側の面に形成される引出電極113を覆うように圧電振動片110の+Y’軸側の面に配置されている。また、絶縁板340は圧電振動片110の−X軸側の端よりも−X軸方向にはみ出すように配置されている。導電性接着剤151は、この絶縁板340がはみ出した領域の−Y’軸側の面に塗布されることにより絶縁板340を圧電振動片110に固定している。
図6(b)は、リッド130が外された圧電デバイス300の上面図である。絶縁板340は、図6(b)に示されるように、圧電振動片115の+Y’軸側の面の−X軸側の+Z’軸側及び−Z’軸側にそれぞれ配置され、圧電振動片110の+Y’軸側の面に形成される引出電極113の全てを覆っている。また、図6(b)において示されるように、導電性接着剤151は絶縁板340よりも+Y’軸側には塗布されていない。
圧電振動片110では、励振電極112が凹部117aに形成されるため励振電極112とリッド130とが接触する可能性が低いが、圧電振動片110の+Y’軸側の面に形成される引出電極113はリッド130に最も接近するため、引出電極113とリッド130とが接触する可能性がある。圧電デバイス300では、圧電振動片110の+Y’軸側の面の引出電極113を覆うことで圧電振動片110の+Y’軸側の引出電極113とリッド130とが接触してショートすることを防ぐことに特化した構造となっている。これにより、圧電デバイス200と同様に圧電振動片110とリッド130との距離を短く形成することができ、圧電デバイスのY’軸方向の高さを短く形成することが出来る。また、絶縁板340の面積は絶縁板140よりも狭いため、圧電デバイス100よりも製造コストの上昇が抑えられる。なお、絶縁板340は二枚に分割されているが、一枚の板として形成されても良い。
<圧電デバイス400の構成>
図7(a)は、圧電振動片410の斜視図である。圧電振動片410は、圧電振動片110(図2(a)参照)において、外周部115の引出電極113が形成される領域が圧電振動片410の+Y’軸側の表面及び−Y’軸側の表面から凹んで形成されている。この外周部115の+Y’軸側の面の凹みを凹部417a、外周部115の+Y’軸側の面の凹みを凹部417bとすると、圧電振動片410の引出電極113は凹部417a及び凹部417bに形成される。
図7(a)は、圧電振動片410の斜視図である。圧電振動片410は、圧電振動片110(図2(a)参照)において、外周部115の引出電極113が形成される領域が圧電振動片410の+Y’軸側の表面及び−Y’軸側の表面から凹んで形成されている。この外周部115の+Y’軸側の面の凹みを凹部417a、外周部115の+Y’軸側の面の凹みを凹部417bとすると、圧電振動片410の引出電極113は凹部417a及び凹部417bに形成される。
図7(b)は、圧電デバイス400の断面図である。図7(b)は、圧電デバイス400における図3の圧電デバイス100と同様の部分の断面が示されている。また、図7(b)は、図7(a)のC−C断面を含んでいる。圧電デバイス400は主に、圧電振動片410と、ベース120と、リッド130と、絶縁板140と、により形成されている。圧電デバイス400は、圧電デバイス100(図3参照)において、圧電振動片110が圧電振動片410に代えられることにより形成されている。
圧電振動片110に絶縁板140を配置する場合には、絶縁板140が引出電極113上に載るため圧電基材111と絶縁板140との間に隙間ができる場合がある(図3参照)。そのため、圧電デバイス100に外部から衝撃等が加わった場合には、圧電振動片110と絶縁板140とが互いに強くぶつかり、互いに破損する可能性がある。
圧電振動片410では、外周部115に形成される引出電極113が凹部417a及び凹部417bに形成されるため圧電振動片410の+Y’軸側及び−Y’軸側の最も外側の表面には電極が形成されておらず、圧電振動片410に絶縁板140を配置した場合には圧電基材111と絶縁板140とが密着する。そのため、圧電デバイス400に外部から衝撃等が加わった場合でも、圧電振動片110と絶縁板140とが互いに強くぶつかることが防がれる。
また、絶縁板140が載置される圧電振動片410の+Y’軸側及び−Y’軸側の面と、絶縁板140の圧電振動片410に接触する面とがそれぞれ鏡面状に研磨されてもよい。これにより、圧電振動片410と絶縁板140との密着性が向上し、互いに強く密着するように接触させることができる。また密着性が十分に強くなった場合には、導電性接着剤151を使用せずに圧電振動片410と絶縁板140とを直接接合することも可能になる。
図7(b)では、圧電振動片410に絶縁板140が載置されているが、圧電デバイス200のように絶縁板240が用いられても良く、圧電デバイス300のように絶縁板340が用いられても良い。
以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができ、また、各実施形態の特徴を様々に組み合わせて実施することができる。
例えば、上記実施形態では、圧電振動片がATカットの水晶振動片である場合を示したが、同じように厚みすべりモードで振動するBTカットなどであっても同様に適用できる。さらに圧電材料は水晶材料のみならず、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムあるいは圧電セラミックを含む圧電材料を用いることができる。
また、上記実施形態ではベースのみに凹部が形成され凹部内に圧電振動片が載置されたが、凹部はリッドのみに形成されても良く、ベースとリッドとの双方に形成されても良い。
100、200、300、400 … 圧電デバイス
110、410 … 圧電振動片
111 … 圧電基材
112 … 励振電極
113 … 引出電極
114 … 振動部
114a、114b … 底面
115 … 外周部
116a … 底面114aの+Z’軸側及び−Z’軸側の辺
116b … 底面114bの+Z’軸側及び−Z’軸側の辺
117a、117b … 凹部
118a … 振動部114を囲む外周部115の+Y’軸側の面の辺でありX軸方向に伸びて振動部114の+Z’軸側及び−Z’軸側となる辺
118b … 振動部114を囲む外周部115の−Y’軸側の面の辺でありX軸方向に伸びて振動部114の+Z’軸側及び−Z’軸側となる辺
120 … ベース
120a … 第1層
120b … 第2層
121 … 凹部
122 … 接合面
124 … 電極パッド
125 … 実装端子
126 … 接続電極
129 … キャスタレーション
130 … リッド
140、240、340 … 絶縁板
151 … 導電性接着剤
152 … 封止材
153a、153b … マスク
160 … プリント基板
161 … 電極
162 … ハンダ
T1 … 振動部114のY’軸方向の厚さ
T2 … 外周部115のY’軸方向の厚さ
W1 … 辺118aと辺118bとの−Z’軸方向のずれ幅
110、410 … 圧電振動片
111 … 圧電基材
112 … 励振電極
113 … 引出電極
114 … 振動部
114a、114b … 底面
115 … 外周部
116a … 底面114aの+Z’軸側及び−Z’軸側の辺
116b … 底面114bの+Z’軸側及び−Z’軸側の辺
117a、117b … 凹部
118a … 振動部114を囲む外周部115の+Y’軸側の面の辺でありX軸方向に伸びて振動部114の+Z’軸側及び−Z’軸側となる辺
118b … 振動部114を囲む外周部115の−Y’軸側の面の辺でありX軸方向に伸びて振動部114の+Z’軸側及び−Z’軸側となる辺
120 … ベース
120a … 第1層
120b … 第2層
121 … 凹部
122 … 接合面
124 … 電極パッド
125 … 実装端子
126 … 接続電極
129 … キャスタレーション
130 … リッド
140、240、340 … 絶縁板
151 … 導電性接着剤
152 … 封止材
153a、153b … マスク
160 … プリント基板
161 … 電極
162 … ハンダ
T1 … 振動部114のY’軸方向の厚さ
T2 … 外周部115のY’軸方向の厚さ
W1 … 辺118aと辺118bとの−Z’軸方向のずれ幅
Claims (5)
- 第1主面と前記第1主面の反対側の第2主面とを有し、所定の周波数で振動して前記第1主面及び前記第2主面にそれぞれ励振電極が形成される振動部と、前記振動部の周りを囲んで前記振動部よりも厚く形成され、前記各励振電極からそれぞれ引き出される引出電極が形成される外周部と、を含む圧電振動片と、
前記外周部の前記第1主面、又は前記第1主面及び前記第2主面に前記振動部を覆うように載置される絶縁板と、
前記圧電振動片が載置されるベースと、
前記ベースに接合され、前記圧電振動片が密閉される空間を形成するリッドと、を有する圧電デバイス。 - 前記絶縁板が載置される前記外周部の前記第1主面及び前記第2主面と、前記絶縁板の前記外周部に載置される面と、が鏡面状に研磨されている請求項1に記載の圧電デバイス。
- 第1主面と前記第1主面の反対側の第2主面とを有し、所定の周波数で振動して前記第1主面及び前記第2主面にそれぞれ励振電極が形成される振動部と、前記振動部の周りを囲んで前記振動部よりも厚く形成され、前記各励振電極からそれぞれ引き出される引出電極が形成される外周部と、を含む圧電振動片と、
前記外周部の前記第1主面に形成される前記引出電極を覆うように載置される絶縁板と、
前記圧電振動片が載置されるベースと、
前記ベースに接合され、前記圧電振動片が密閉される空間を形成するリッドと、を有する圧電デバイス。 - 前記ベースには内側に凹む凹部が形成され、前記凹部内の底面には電極パッドが形成され、
前記底面の反対側の前記ベースの下面には前記電極パッドに導通する実装端子が形成され、
前記圧電振動片は前記引出電極が前記電極パッドに導電性接着剤を介して電気的に接続されると共に固定され、
前記絶縁板は前記導電性接着剤により前記圧電振動片に固定される請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の圧電デバイス。 - 前記圧電振動片は、第1方向に平行な辺と前記第1方向に垂直である第2方向に平行な辺とを有する矩形形状に形成され、厚さ方向をY’軸方向とするATカットの水晶振動片であって、
前記振動部は前記第1主面及び前記第2主面において前記第1方向に伸びる辺を有し、
前記外周部は前記第1主面及び前記第2主面において前記第1方向に伸びる辺を有し、
前記振動部の前記第1主面の前記第1方向に伸びる辺の全体と前記振動部の前記第2主面の前記第1方向に伸びる辺の全体とが前記Y’軸方向に重なり、
前記外周部の前記第1主面の前記振動部側の前記第1方向に伸びる辺と前記外周部の前記第2主面の前記振動部側の前記第1方向に伸びる辺とが前記Y’軸方向に重ならず、
前記振動部の前記第1主面の前記第1方向に伸びる辺が、前記外周部の前記第1主面の前記振動部側の前記第1方向に伸びる辺及び前記外周部の前記第2主面の前記振動部側の前記第1方向に伸びる辺に前記Y’軸方向に重ならない請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の圧電デバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014086415A JP2015207854A (ja) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | 圧電デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014086415A JP2015207854A (ja) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | 圧電デバイス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015207854A true JP2015207854A (ja) | 2015-11-19 |
Family
ID=54604374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014086415A Pending JP2015207854A (ja) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | 圧電デバイス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015207854A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018042090A (ja) * | 2016-09-07 | 2018-03-15 | 日本電波工業株式会社 | 水晶デバイス |
-
2014
- 2014-04-18 JP JP2014086415A patent/JP2015207854A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018042090A (ja) * | 2016-09-07 | 2018-03-15 | 日本電波工業株式会社 | 水晶デバイス |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8907545B2 (en) | Crystal element and crystal device | |
CN107925393B (zh) | 压电振动器件 | |
US20130193807A1 (en) | Quartz crystal vibrating piece and quartz crystal device | |
JP5150177B2 (ja) | 水晶振動子 | |
JP2012249099A (ja) | 圧電振動片 | |
JP2013066109A (ja) | 圧電デバイス | |
JP2016039516A (ja) | 圧電デバイス | |
US10985727B2 (en) | Piezoelectric vibrator | |
JP2012182566A (ja) | 圧電発振器 | |
JP2015207854A (ja) | 圧電デバイス | |
US20130241362A1 (en) | Piezoelectric device | |
JP2009232336A (ja) | 圧電発振器 | |
JP2008278110A (ja) | 圧電発振器 | |
JP2018121264A (ja) | 水晶素子および水晶デバイス | |
JP2015186196A (ja) | 圧電振動片及び圧電デバイス | |
JP6787801B2 (ja) | 水晶素子および水晶デバイス | |
JP2008035304A (ja) | 圧電振動子 | |
JP7227571B2 (ja) | 振動素子、振動子及び振動素子の製造方法 | |
JP2014195133A (ja) | 圧電発振器 | |
JP6569267B2 (ja) | 圧電発振器 | |
JP7293037B2 (ja) | 水晶素子、水晶デバイス及び電子機器 | |
JP6476752B2 (ja) | 圧電デバイスの製造方法 | |
JP2012119853A (ja) | 圧電デバイス | |
JP7061275B2 (ja) | 水晶振動素子および水晶振動子 | |
JP7329592B2 (ja) | 水晶素子及び水晶デバイス |