JP2016127469A - 振動デバイス、電子機器、および移動体 - Google Patents
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Abstract
Description
0<L1/L2≦0.97
の関係を満足することを特徴とする。
0<L1/L2≦0.97
の関係を満足させることで、振動片の伸びまたは縮み量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差によって発生した応力が、振動片の振動領域に伝わることを低減できる。振動片の特性、例えば、出力周波数や周波数温度特性や等価直列抵抗等は、振動領域の状態によって大きく変動するため、振動領域に伝わる応力を低減することで、振動デバイスの特性変動、例えば、周波数温度特性の変動やヒステリシス等を低減することができる。
0<L1/L2≦0.85
の関係を満足することが好ましい。
0<L1/L2≦0.85
の関係を満足させることで、振動片の伸びまたは縮み量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差によって発生した応力が、振動片の振動領域に伝わることをさらに低減できる。従って、振動片の振動領域に伝わる応力をさらに低減することで、振動デバイスの特性変動、例えば、適用例1と比較してヒステリシスをさらに低減することができる。
本実施形態に係る振動デバイスの一例としての水晶振動子100について説明する。水晶振動子100は、外部から印加される所定の交流電圧によって、所定の周波数で発振する振動デバイスである。
まず、第1実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子100の概略構成について説明する。図1は、第1実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子100の概略図であり、図1(a)は平面図、図1(b)は図1(a)中のA−A断面図である。
振動片10は、圧電単結晶の一種である水晶で構成された水晶基板11と、励振電極12a,13a、引出電極12b,13b、および接続電極12c,13cと、により構成されている。振動片10は、励振電極12a,13aに所定の交流電圧が印加されることによって所定の共振周波数で振動する。
パッケージ20は、基板としての底板21と、側壁22と、シールリング23などから構成されており、底板21は、上面21aおよび下面21bを有している。
内部接続端子24a,24bおよび複数の外部接続端子25は、例えば、タングステンメタライズ、ニッケルめっき、および金めっきの順に形成することにより得られる。
リッド30は、パッケージ20の開口を覆う平板形状を有しており、例えば、コバールや42アロイなどの金属、セラミック、またはガラスなどで形成されている。
第1接合部材41と、第2接合部材42と、は、水晶基板11の下面11bにある第1辺11eが延伸する方向に並んで配置されている。
0<L1/L2≦0.97
の関係を満足することによって、振動片10の振動領域11cに伝わる応力を低減させることができる。その結果、水晶振動子100の特性変動、例えば、ヒステリシスの大きさを低減することができる。
0<L1/L2≦0.85
の関係を満足することによって、振動片10の振動領域11cに伝わる応力をさらに低減させることができる。その結果、水晶振動子100の特性変動、例えば、ヒステリシスの大きさを0<L1/L2≦0.97場合と比較してさらに低減することができる。
0.425<L1/L2≦0.97
の関係を満足することが好適である。
0.185<L1/L2≦0.97
の関係を満足することが好適である。
0<L1/L2≦0.97
の関係を、満足すれば、水晶振動子100の周囲温度の変化にともなう振動片10の伸びまたは縮み量と、底板21の伸びまたは縮み量と、の差によって発生した応力が振動片10の振動領域11cに伝わることを低減できる。その結果として、水晶振動子100の特性変動、例えば、ヒステリシスの大きさを低減することができるためである。
第2実施形態に係る振動デバイスの一例として、水晶振動子200について説明する。なお、上記第1実施形態に係る水晶振動子100と同じ構成要素については、同一符号を付して説明を省略し、上記第1実施形態に係る水晶振動子100と異なる部分を中心に説明する。
図5に示すように、水晶振動子200は、振動片110が第1実施形態とは異なり、上から見て、第1接合中心41bと第2接合中心42bとを結ぶ第1仮想直線51と、下面111bの励振電極113aと、の間に、水晶基板111の下面111b側に窪み111fが形成されている。また、窪み111fは、第1方向54に沿った方向において、第1接合中心41bから第2接合中心42bまで延設されている。
0<L1/L2≦0.97
の関係を、満足することにより、第1実施形態に係る水晶振動子100における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。本実施形態の水晶振動子200では、第1実施形態と比較して、周囲温度の変化にともなう振動片110の伸びまたは縮み量と、底板21の伸びまたは縮み量と、の差によって発生して振動領域11cに伝わる応力がさらに低減する。従って、第1実施形態と比較して、水晶振動子200の特性変動、例えば、ヒステリシスの大きさをさらに低減することができる。
第3実施形態に係る振動デバイスの一例として、水晶振動子300について説明する。なお、上記第1実施形態に係る水晶振動子100と同じ構成要素については、同一符号を付して説明を省略し、上記第1実施形態に係る水晶振動子100と異なる部分を中心に説明する。
図6に示すように、水晶振動子300は、振動片210が第1実施形態とは異なり、上から見て、第1接合中心41bと第2接合中心42bとを結ぶ第1仮想直線51と、励振電極212a,213aと、の間に、水晶基板211の上面211aから下面211bまでを貫通する孔211gが形成されている。また、孔211gは、第1方向54に沿った方向において、第1接合中心41bから第2接合中心42bまで延設されている。
0<L1/L2≦0.97
の関係を、満足することにより、第1実施形態に係る水晶振動子100における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。本実施形態の水晶振動子300では、第1実施形態と比較して、水晶振動子300の周囲温度の変化にともなう振動片210の伸びまたは縮み量と、底板21の伸びまたは縮み量と、の間の差によって発生して振動領域211cに伝わる応力がさらに低減する。従って、第1実施形態と比較して、水晶振動子300の特性変動、例えば、ヒステリシスの大きさをさらに低減することができる。
第4実施形態に係る振動デバイスの一例として、水晶振動子400について説明する。なお、上記第1実施形態に係る水晶振動子100と同じ構成要素については、同一符号を付して説明を省略し、上記第1実施形態に係る水晶振動子100と異なる部分を中心に説明する。
本実施形態の水晶振動子400は、振動片310において、水晶基板311の上面および下面と交差する方向の距離、すなわち水晶基板311の厚さが、第1の厚さT3を有する第1領域311hと、T3よりも薄い厚さT4を有する第2領域311kと、を有し、いわゆるメサ型の構造を持っている。水晶基板311は、上から見て、第1領域311hが第2領域311kに囲まれた形状をしている。
0<L1/L2≦0.97
の関係を、満足することにより、第1実施形態に係る水晶振動子100における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。本実施形態の水晶振動子400では、第1実施形態と比較して、水晶振動子400の周囲温度の変化にともなう振動片310の伸びまたは縮み量と、底板21の伸びまたは縮み量と、の間の差によって発生して振動領域311cに伝わる応力がさらに低減する。従って、第1実施形態と比較して、水晶振動子400の特性変動、例えば、ヒステリシスの大きさをさらに低減することができる。
本実施形態に係る振動デバイスにおいて、振動片は、図7に示した振動片310の形状以外でもよい。振動片の変形例について、図8を用いて説明する。なお、第1実施形態に係る振動片10または第4実施形態に係る振動片310と同じ構成要素については、同一符号を付して説明を省略し、第1実施形態に係る振動片10または第4実施形態に係る振動片310と異なる部分を中心に説明する。
第5実施形態に係る振動デバイスの一例として、水晶振動子500について説明する。なお、上記第1実施形態に係る水晶振動子100と同じ構成要素については、同一符号を付して説明を省略し、上記第1実施形態に係る水晶振動子100と異なる部分を中心に説明する。
本実施形態の水晶振動子500は、図9に示すように、第1実施形態の水晶振動子100と異なり、第1接合部材141および第2接合部材142が金属バンプで形成されている。第1接合部材141の接続電極12c側、すなわち振動片10側の上面141aは、第1接合中心141bを有する。第2接合部材142の接続電極13c側、すなわち振動片10側の上面142aは、第2接合中心142bを有する。
0<L1/L2≦0.97
の関係を、満足することにより、第1実施形態に係る水晶振動子100における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。水晶振動子500は、第1実施形態の水晶振動子100と比較して、第1接合部材141および第2接合部材142からの気体の放出を低減することができ、水晶振動子500の特性変動、例えば、出力周波数や周波数温度特性や等価直列抵等の変動を低減することができる。
0.065<L1/L2≦0.97
の関係を満足することが好適である。
次に、第1実施形態から第5実施形態に係る水晶振動子100,200,300,400,500のいずれかを備えた第6実施形態に係る電子機器について、図10から図13を用いて説明する。なお、本実施形態の説明では、振動デバイスとして第1実施形態に係る水晶振動子100を用いた例を示している。
発振回路1030は、水晶振動子100を発振させるための回路であり、上面に複数のパッド1032を有し、水晶振動子100の上面に図示しない接合部材、例えば、接着剤やはんだ等で接続されている。
ボンディングワイヤー1040は、金(Au)等の金属製のワイヤー(細線)であり、パッド1032と内部接続端子1014とを電気的に接続する。
リッド1020は、容器1010の開口を覆う平板形状を有しており、容器1010の内部空間1018が気密状態となるように、シールリング1012と接合されている。
デジタルカメラ1300におけるケース1302(ボディー)の背面には、表示部1304が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部1304は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1306が設けられている。
次に、第1実施形態から第5実施形態に係る水晶振動子100,200,300,400,500のいずれかを備えた第7実施形態に係る移動体について、図14を用いて説明する。なお、本実施形態の説明では、振動デバイスとして第1実施形態に係る水晶振動子100を用いた例を示している。
図14は、第1実施形態に係る水晶振動子100を備える移動体の一例としての自動車1500を概略的に示す斜視図である。
Claims (9)
- 基板と、
表裏の関係にある面に配置されている一対の励振電極に挟まれた振動領域を有する振動片と、
前記振動片と、前記基板と、の間を接合し、前記振動片の第1辺に沿った第1方向に並んで配置されている第1接合部材と、第2接合部材と、を含み、
前記第1接合部材の前記振動片側の面の中心を第1接合中心、前記第2接合部材の前記振動片側の面の中心を第2接合中心、前記振動領域の前記一対の励振電極の一方側から見た中心を振動領域中心、とし、
前記第1接合中心と前記第2接合中心との距離をL1、前記振動領域中心から前記第1接合中心と前記第2接合中心とを結ぶ仮想線におろした垂線の長さをL2、としたとき、
0<L1/L2≦0.97
の関係を満足する、
ことを特徴とする振動デバイス。 - 0<L1/L2≦0.85
の関係を満足する、
ことを特徴とする請求項1に記載の振動デバイス。 - 前記振動片は、平面視で、前記第1接合中心と前記第2接合中心とを結ぶ仮想線と、前記励振電極と、の間に、前記表裏の関係にある面の少なくとも一方の面から他方の面に向かう方向に窪みを有する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の振動デバイス。 - 前記窪みは、前記表裏の関係にある面の一方の面から他方の面までを貫通する孔である、
ことを特徴とする請求項3に記載の振動デバイス。 - 前記振動片は、前記表裏の関係にある面と交差する方向において、第1の厚さを有する第1領域と、前記第1の厚さよりも薄い厚さを有する第2領域と、を有し、
前記振動領域中心は、平面視で、前記第1領域と重なっており、
前記第1接合中心および前記第2接合中心は、平面視で、前記第2領域と重なっている、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の振動デバイス。 - 前記第1接合部材および前記第2接合部材は、導電性を有する、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の振動デバイス。 - 前記第1接合部材および前記第2接合部材の少なくとも一方は、金属バンプで構成されている、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の振動デバイス。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の振動デバイスを備えている、
ことを特徴とする電子機器。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の振動デバイスを備えている、
ことを特徴とする移動体。
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