JP2018125640A - Crystal element and crystal device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水晶素子およびこの水晶素子を有する水晶デバイスに関する。水晶デバイスは、例えば、水晶振動子または水晶発振器である。 The present invention relates to a crystal element and a crystal device having the crystal element. The crystal device is, for example, a crystal resonator or a crystal oscillator.
水晶素子は、例えば、平面視して、略矩形形状の水晶片と、水晶片に設けられている金属パターンと、から構成されている。水晶片は、例えば、略直方体形状の振動部と振動部の外縁に沿って設けられ振動部より上下方向の厚みが薄い周辺部とを備えている。金属パターンは、振動部の両主面に設けられている励振電極部と、励振電極部から水晶片の端部まで延設されている接続配線部とからなる。このような水晶素子は、金属パターンに交番電圧を印加したとき、水晶片の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の腹となる部分が水晶片の長辺上に位置している(例えば、特許文献1参照)。 For example, the crystal element includes a substantially rectangular crystal piece and a metal pattern provided on the crystal piece in plan view. The crystal piece includes, for example, a substantially rectangular parallelepiped-shaped vibrating portion and a peripheral portion that is provided along the outer edge of the vibrating portion and whose thickness in the vertical direction is smaller than that of the vibrating portion. The metal pattern includes an excitation electrode portion provided on both main surfaces of the vibration portion and a connection wiring portion extending from the excitation electrode portion to the end of the crystal piece. In such a crystal element, when an alternating voltage is applied to the metal pattern, a portion that becomes an antinode of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the crystal piece is located on the long side of the crystal piece (for example, Patent Document 1).
このような水晶素子は、金属パターンに交番電圧を印加したときに水晶片の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の腹となる部分が水晶片の長辺上に位置しているので、
水晶片の長辺を含む側面の状態が連続的に変化することとなり、励振電極部に挟まれている振動部の一部で生じる主振動である厚みすべり振動が水晶片の長辺を含む側面まで漏れ伝搬し反射した際に、反射する状態が変化する状態となる。このため、水晶片の長辺を含む側面で反射した振動が、励振電極部に挟まれている部分の主振動である厚みすべり振動と結合し、等価直列抵抗値が大きくなり、電気的特性が低下する虞がある。特に、水晶素子の小型化、例えば、水晶片の長辺が920μm以下のような場合においては、副次的な振動である屈曲振動の次数が低くなるため、主振動である厚みすべり振動へ与える影響が大きくなり、電気的特性が悪化する虞がある。
In such a crystal element, when an alternating voltage is applied to the metal pattern, the portion that becomes the antinode of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the crystal piece is located on the long side of the crystal piece.
The state of the side surface including the long side of the crystal piece is continuously changed, and the side surface including the long side of the crystal piece is the thickness-shear vibration that is the main vibration generated in a part of the vibration part sandwiched between the excitation electrodes. When the light propagates and reflects up to the point of reflection, the state of reflection changes. For this reason, the vibration reflected by the side including the long side of the crystal piece is combined with the thickness shear vibration, which is the main vibration sandwiched between the excitation electrodes, and the equivalent series resistance value increases, resulting in an electrical characteristic May decrease. In particular, when the quartz element is downsized, for example, when the long side of the quartz piece is 920 μm or less, the order of flexural vibration, which is a secondary vibration, becomes low, and this is applied to the thickness shear vibration, which is the main vibration. There is a possibility that the influence becomes large and the electrical characteristics deteriorate.
本発明では、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させつつ、電気的特性を向上させることができる水晶素子および水晶デバイスを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a crystal element and a crystal device capable of improving electrical characteristics while reducing an increase in equivalent series resistance value.
本発明における水晶素子は、平面視して略矩形となっており、略直方体の振動部、および、振動部の外縁に沿って設けられている振動部より上下方向の厚みが薄い周辺部を有している水晶片と、振動部の両主面に設けられている励振電極部、および、励振電極部から水晶片の縁部まで延設されている接続配線部からなる金属パターンと、を備えている水晶素子であって、金属パターンに交番電圧を印加したとき、水晶片の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片の長辺上に位置していることを特徴とする。 The quartz crystal element according to the present invention has a substantially rectangular shape in plan view, and has a substantially rectangular parallelepiped vibration part and a peripheral part whose thickness in the vertical direction is thinner than the vibration part provided along the outer edge of the vibration part. A crystal pattern, an excitation electrode portion provided on both main surfaces of the vibration portion, and a metal pattern including a connection wiring portion extending from the excitation electrode portion to the edge of the crystal piece. When the alternating voltage is applied to the metal pattern, the part that becomes the node of the bending vibration generated in the direction parallel to the short side of the crystal piece is located on the long side of the crystal piece. Features.
本発明における水晶素子は、平面視して略矩形となっており、略直方体の振動部、および、振動部の外縁に沿って設けられている振動部より上下方向の厚みが薄い周辺部を有している水晶片と、振動部の両主面に設けられている励振電極部、および、励振電極部から水晶片の縁部まで延設されている接続配線部からなる金属パターンと、を備えている水晶素子であって、金属パターンに交番電圧を印加したとき、水晶片の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片の長辺上に位置している。このようにすることで、金属パターンに交番電圧を印加したときに生じる屈曲振動が主振動である厚みすべり振動に与える影響を低減させることが可能となり、
等価直列抵抗値が大きくなることを低減させ、電気的特性を向上させることができる。
The quartz crystal element according to the present invention has a substantially rectangular shape in plan view, and has a substantially rectangular parallelepiped vibration part and a peripheral part whose thickness in the vertical direction is thinner than the vibration part provided along the outer edge of the vibration part. A crystal pattern, an excitation electrode portion provided on both main surfaces of the vibration portion, and a metal pattern including a connection wiring portion extending from the excitation electrode portion to the edge of the crystal piece. In this crystal element, when an alternating voltage is applied to the metal pattern, a portion that becomes a node of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the crystal piece is located on the long side of the crystal piece. By doing in this way, it becomes possible to reduce the influence that the bending vibration generated when an alternating voltage is applied to the metal pattern has on the thickness shear vibration which is the main vibration,
An increase in the equivalent series resistance value can be reduced, and electrical characteristics can be improved.
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図面は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。便宜上、層状の部分の表面(すなわち断面でない面)にハッチングを付すことがある。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. Note that the drawings used in the following description are schematic, and the dimensional ratios and the like on the drawings do not necessarily match the actual ones. For convenience, the surface of the layered portion (that is, a surface that is not a cross section) may be hatched.
本開示の水晶デバイスおよび水晶素子は、いずれが上方または下方とされてよいものであるが、以下では、便宜上、図1および図2の紙面上方を上方として、上面または下面等の用語を用いることがある。また、単に平面視または平面透視という場合においては、特に断りがない限りは、上記のように便宜的に定義した上下方向においてみるものことをいうものとする。 The crystal device and the crystal element of the present disclosure may be either upward or downward, but hereinafter, for convenience, terms such as an upper surface or a lower surface are used with the upper side of the paper of FIGS. 1 and 2 as an upper side. There is. In addition, in the case of simply a plan view or a plan perspective, unless otherwise specified, it refers to viewing in the vertical direction defined for convenience as described above.
図1〜図4は、本実施形態に係る水晶デバイスに関する図である。図1は、本実施形態に係る水晶デバイスの斜視図であり、図2は、図1のA−A断面における断面図である。図3は、本実施形態に係る水晶デバイスにおいて蓋体が設けられていない状態での平面図であり、図4は、図3のB部の部分拡大図である。図5および図6は、本実施形態に係る水晶素子に関する図である。図5は、本実施形態に係る水晶素子の斜視図であり、図6は、本実施形態に係る水晶素子の平面図である。図7は、本実施形態に係る水晶素子と比較例である水晶素子との対比を示した対比表である。 1 to 4 are diagrams relating to a crystal device according to the present embodiment. FIG. 1 is a perspective view of a quartz crystal device according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line AA in FIG. FIG. 3 is a plan view of the quartz crystal device according to this embodiment in a state where no lid is provided, and FIG. 4 is a partially enlarged view of a portion B in FIG. 5 and 6 are diagrams relating to the crystal element according to the present embodiment. FIG. 5 is a perspective view of the crystal element according to this embodiment, and FIG. 6 is a plan view of the crystal element according to this embodiment. FIG. 7 is a comparison table showing a comparison between the quartz crystal element according to the present embodiment and a quartz crystal element as a comparative example.
(水晶デバイスの概略構成)
水晶デバイスは、例えば、全体として略直方体形状となっている電子部品である。水晶デバイスは、例えば、長辺または短辺の長さが0.6mm〜2.0mmであり、上下方向の厚さが0.2mm〜1.5mmとなっている。
(Schematic configuration of crystal device)
A crystal device is an electronic component having a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole, for example. The quartz device has, for example, a long side or short side length of 0.6 mm to 2.0 mm and a vertical thickness of 0.2 mm to 1.5 mm.
水晶デバイスは、例えば、凹部が形成されている基体110と、凹部に収容された水晶素子120と、凹部を塞ぐ蓋体130と、基体110に水晶素子120を接着実装するための導電性接着剤140と、から構成されている。
The crystal device includes, for example, a
水晶素子120は、発振信号の生成に利用される振動を生じる部分である。基体110および蓋体130は、水晶素子120を収容する空間を形成している。基体110の凹部は蓋体130により封止され、その内部は、例えば、真空とされ、または、適当なガス(例えば、窒素)が封入されている。
The
基体110は、例えば、基体110の主体となる基板部110aと、水晶素子120を実装するための一対の搭載パッド111と、水晶デバイスを不図示の回路基板等に実装するため複数(本実施形態では、例えば、四つ)の外部端子112とを有している。
The
基体110は、主体となる基板部110aと、基板部110aの上面の縁部に沿って設けられている枠状の枠部110bと、から構成されており、凹部が形成されている。搭載パッド111は、金属等からなる導電層により構成されており、凹部の底面に位置している。搭載パッド111および外部端子112は、基板部110a内に配置されえた導体(図示せず)によって互いに電気的に接続されている。蓋体130は、例えば、金属から構成され、基体110の上面にシーム溶接等により接合されている。
The
水晶素子120は、例えば、水晶片121と、水晶片121に交番電圧を印加するための金属パターン122を有している。金属パターン122は、水晶片121の中央付近に設けられている一対の励振電極部123および励振電極部123から水晶片121の縁部まで延設されている接続配線部124からなる。
The
水晶素子120は、概略板状であり、凹部の底面、具体的には、基板部110aの上面に対向するように、凹部に収容される。そして、一対の接続配線部124の一部(接続配線部124の接続部124a)が、一対のバンプ(本実施形態では、導電性接着剤140)により一対の搭載パッド111に接合される。これにより、水晶素子120は、基体110に片持ち梁のように支持される。また、一対の励振電極部123は、一対の接続配線部124、導電性接着剤140を介して搭載パッド111と電気的に接続され、ひいては、複数の外部端子112のいずれか二つと電気的に接続される。バンプは、例えば、導電性接着剤140である。導電性接着剤140は、例えば、導電性フィラーが熱硬化性樹脂に混ぜ込まれて構成されている。
The
このようにして構成された水晶デバイスは、例えば、不図示の回路基板の実装面に基体110の下面を対向させて配置され、外部端子112が半田などにより回路基板のパッド(図示せず)に接合されることによって回路基板に実装される。回路基板には、例えば、発振回路が構成されている。発振回路は、外部端子112および搭載パッド111を介して一対の励振電極部123に交番電圧を印加し発振信号を生成する。この際、発振回路は、例えば、水晶片121の厚みすべり振動のうち基本波振動を利用する。オーバートーン振動が利用されてもよい。
The crystal device configured as described above is disposed, for example, with the lower surface of the
(水晶素子の概略構成)
図5は、本実施形態に係る水晶素子の斜視図である。また、図6(a)は、本実施形態に係る水晶素子の上面の平面図であり、図6(b)は、本実施形態に係る水晶素子の下面を上面側から平面透視した平面図である。
(Schematic configuration of crystal element)
FIG. 5 is a perspective view of the crystal element according to the present embodiment. FIG. 6A is a plan view of the upper surface of the crystal element according to the present embodiment, and FIG. 6B is a plan view of the lower surface of the crystal element according to the present embodiment seen through from above. is there.
本実施形態では、水晶素子120を基体110に実装した場合に、基体110の基板部110aの上面と略平行となっている面を主面とし、水晶素子120から基板部110aへ向かう向きを下方向、基板部110aから水晶素子120へ向かう向きを上方向として説明する。
In this embodiment, when the
また、基板部110a側を向く面であって、基板部110aの上面と略平行となっている水晶素子120の面を水晶素子120の下面とし、水晶素子120の下面と反対側を向く水晶素子120の面を水晶素子120の上面とする。また、基板部110a側を向く振動部121aの面であって、基板部110aの上面と略平行となっている振動部121aの面を、振動部121aの下面とし、振動部121aの下面と反対側を向く振動部121aの面を振動部121aの上面とする。また、基板部110a側を向く面であって、基板部110aの上面と略平行となっている(周辺部121bの)平板部の面を周辺部121bの下面とし、周辺部121bの下面と反対側を向く
(周辺部121bの)平板部の面を周辺部121bの上面とする。また、本実施形態においては、水晶素子120の上面と水晶片121の上面とを同一の意味で用いており、水晶素子120の下面と水晶片121の下面とを同一の意味で用いている。
Further, the surface of the
水晶素子120は、水晶片121と金属パターン122とから構成されている。
The
水晶片121は、例えば、いわゆるATカット板である。すなわち、水晶において、X軸(電気軸)、Y軸(機械軸)およびZ軸(光軸)からなる直交座標系XYZを、X軸回りに30°以上50°以下(一例として35°15′)回転させて直交座標系XY´Z´を定義したときに、水晶片121の主面は、XZ´平面に平行となっている。
The
水晶片121は、略直方体形状の振動部121aと、振動部121aの外縁に沿って設けられ振動部121aより上下方向の厚みが薄い周辺部121bと、から構成されている。周辺部121bは、図示しないが、平板部と中間部とからなる。平板部は、その主面が振動部121aの主面と略平行となっており、振動部121aの上下方向の厚みより薄くなっている。中間部は、水晶片121を平面視したとき、振動部121aと平板部との間に位置しており、その中間部の上下方向の厚みが振動部121aから平板部にかけて徐々に厚みが薄くなっている。つまり、水晶片121は、メサ型のものとなっている。このような形状にすることにより、平板状の水晶片を用いた場合と比較して、エネルギー閉じ込めを向上させることができ、
ひいては、等価直列抵抗値を小さくすることができる。水晶片121の形状は、平面視すると、略矩形形状となっており、その主面は、X軸に平行な長辺およびZ´軸に平行な短辺を有する矩形である。このような水晶片121は、X軸方向を長手方向とし、Y´軸方向を上下厚み方向としている。
The
As a result, the equivalent series resistance value can be reduced. The shape of the
振動部121aは、例えば、XZ´平面に平行な一対の主面を有する略薄型直方体であり、その主面は、X軸に平行な長辺およびZ´軸に平行な短辺を有する矩形である。この振動部121aの主面には、金属パターン122の一部、具体的には、一対の励振電極部123が設けられている。金属パターン122に交番電圧を印加すると、励振電極部123に挟まれている振動部121aの一部が、逆圧電効果および圧電効果により、振動する。このとき、水晶素子120では、主振動である厚みすべり振動と、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる副次的な屈曲振動と、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる副次的な屈曲振動とが少なくとも生じている。主振動である厚みすべ振動は、
励振電極部123に挟まれている部分において最も振動しているが、励振電極部123に挟まれている部分から励振電極部123に挟まれていない部分へも、主振動である厚みすべり振動が漏れ伝搬している状態となっている。
The vibration part 121a is, for example, a substantially thin rectangular parallelepiped having a pair of main surfaces parallel to the XZ ′ plane, and the main surface is a rectangle having a long side parallel to the X axis and a short side parallel to the Z ′ axis. is there. A part of the
Although the vibration is the most in the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123, the thickness shear vibration, which is the main vibration, also occurs from the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123 to the portion not sandwiched between the excitation electrode portions 123. It is in the state of leak propagation.
周辺部121bは、振動部121aの外縁に沿って設けられている。また、周辺部121bは、特に区別するための図示はしないが、平板部と中間部とから構成されている。 The peripheral part 121b is provided along the outer edge of the vibration part 121a. In addition, the peripheral part 121b is composed of a flat plate part and an intermediate part, although not shown for distinction.
周辺部121bの平板部は、振動部121aの外縁に沿って環状の設けられており、その上下方向の厚みは、振動部121aの上下方向の厚みよりも薄くなっている。また、周辺部121bの平板部は、振動部121aの主面と略平行な面を有している。従って、周辺部121bの平板部は、水晶素子120を基体110に実装したとき、基板部110aの上面と略平行な面を有していることとなる。前述したように、振動部121aの主面と略平行となっている周辺部121bの平板部の面を、周辺部121bの主面とする。また、周辺部121bの主面であって、水晶素子120を基体110に実装したときに、基板部110a側を向く周辺部121bの主面を周辺部121bの下面とし、
周辺部121bの下面と反対側を向く周辺部121bの主面を周辺部121bの上面とする。
The flat plate portion of the peripheral portion 121b is annularly provided along the outer edge of the vibration portion 121a, and the thickness in the vertical direction is thinner than the thickness in the vertical direction of the vibration portion 121a. The flat plate portion of the peripheral portion 121b has a surface substantially parallel to the main surface of the vibration portion 121a. Therefore, the flat plate portion of the peripheral portion 121b has a surface substantially parallel to the upper surface of the substrate portion 110a when the
The main surface of the peripheral portion 121b facing the opposite side of the lower surface of the peripheral portion 121b is defined as the upper surface of the peripheral portion 121b.
周辺部121bの中間部は、振動部121aと平板部との間に位置しており、振動部121aおよび平板部と一体的に設けられている。周辺部121bの中間部の上下方向の厚みは、振動部121aから平板部にかけて徐々に薄くなっている。従って、本実施形態では、特に図示してないが、水晶片121をX軸およびY´軸に平行な面で断面視したとき、振動部121aと平板部との間に位置している斜面を含む部分が中間部に相当することとなる
The intermediate part of the peripheral part 121b is located between the vibration part 121a and the flat plate part, and is provided integrally with the vibration part 121a and the flat plate part. The thickness in the vertical direction of the intermediate portion of the peripheral portion 121b is gradually reduced from the vibrating portion 121a to the flat plate portion. Therefore, in this embodiment, although not shown in particular, when the
なお、水晶片121の外形がエッチングによって形成される場合、エッチングに対する水晶の異方性等によって比較的大きさ誤差(系統誤差のようなもの)が生じる。当該誤差は、意図的に利用されていることもある。本開示の説明においては、このような誤差の存在は無視するものとする。例えば、実際の水晶片121においては、側面が主面に直交せずに傾斜していたり、側面が平面にならず外側に膨らむ形状になっていたりすることがあるが、そのような傾斜および/または膨らみの図示および説明は省略する。第三者の製品が本開示の技術に係るか否か判断する場合においてもそのような誤差は無視されてよい。なお、偶然誤差のようなものが無視されてよいことはもちろんである。
周辺部における中間部および平板部を特に区別し図示していないのもこのためである。
When the outer shape of the
This is also why the intermediate portion and the flat plate portion in the peripheral portion are not particularly distinguished and not shown.
図5および図6に示すように、水晶片121の平面視における形状は、矩形である。当該矩形は、長方形(本開示では正方形も含むものとする。正方形の場合には、所定の一辺を当該一方の長辺とし、所定の一辺に接続している所定の他の一辺を当該一方の短辺とする。励振電極部123についても同様。)であり、一対の長辺と、一対の長辺の両端を結ぶ短辺とを有している。なお、本開示について矩形または長方形は、角部が面取りされた形状を含むものとする(励振電極部123についても同様)。水晶片121では、例えば、主面はXZ´平面に略平行な面であり、長辺はX軸に略平行な辺であり、短辺はZ´軸に平行な辺である。
As shown in FIGS. 5 and 6, the shape of the
水晶片121における振動部121aの厚みは、厚みすべり振動について所望の固有振動数に基づいて設定される。例えば、厚みすべり振動の基本波振動を用いる場合において、固有振動数をF(MHz)とすると、この固有振動数Fに対応する振動部121aの厚みt(μm)を求める基本式は、t=1670/Fである。なお、実際には、水晶片121における振動部121aの厚みは、励振電極部123の重さ等も考慮して、基本式の値から微調整された値となる。
The thickness of the vibration part 121a in the
また、このような水晶片121は、接続配線部124の接続部124aが並んで設けられている水晶片121の所定の一辺を含む側面を平面視(側面視)したとき、水晶片121の所定の一辺を含む側面に、凹部125が形成されている。
Further, such a
水晶片121の所定の一辺を含む側面に形成されている凹部125は、例えば、第一凹部125a、第二凹部125b、および、第三凹部125cからなる。第一凹部125aは、例えば、水晶片121の所定の一辺の一端側であって水晶片121の下面に連なるように形成されている。第二凹部125bは、例えば、水晶片121の所定の一辺の他端側であって水晶片121の下面に連なるように形成されている。第三凹部125cは、例えば、水晶片121の所定の一辺の中点を通過しつつ水晶片121の上面および水晶片121の下面に連なるように形成されている。
The
このように、接続配線部124の接続部124aが並んで設けられている水晶片121の所定の一辺を含む側面に凹部125を形成することで、水晶素子120を水晶デバイスとして用いる場合、接続部124aが導電性接着剤140により接着されるので、凹部125が形成されている側面の両端部を導電性接着剤140で接着されている状態にすることができる。別の観点では、このようにすることで、凹部125が形成されている側面の両端部を導電性接着剤140により固定することでできるといえる。このため、接続部124が並んで設けられていない
水晶片121の所定の他の辺に凹部125を形成する場合と比較して、副次的な振動である屈曲振動の発生をより抑制することが可能となる。
この結果、副次的な振動である屈曲振動が、主振動である厚みすべり振動に与える影響を低減でき、電気的特性を向上させることが可能となる。
As described above, when the
As a result, the influence of bending vibration, which is a secondary vibration, on the thickness shear vibration, which is the main vibration, can be reduced, and electrical characteristics can be improved.
水晶片121の各種寸法の一例は、例えば、長辺の長さが550μm〜1.1mm、短辺の長さが350μm〜750μm、厚さが20μm〜70μmとなっている。
Examples of various dimensions of the
このような水晶片121に設けられている金属パターン122は、水晶素子120の外部から交番電圧を印加するためのものである。金属パターン122は、一層となっていてもよいし、複数の金属層が積層されていてもよい。金属パターン122は、特に図示しないが、例えば、第一金属層と、第一金属層上に積層されている第二金属層とからなる。第一金属層は、水晶と密着性のより金属が用いられ、例えば、ニッケル、クロム、ニクロムまたはチタンのいずれか一つが用いられる。第一金属層に水晶と密着性のよい金属を用いることで、
水晶と密着しにくい金属を第二金属層に用いることができる。第二金属層は、金属材料の中で電気抵抗率が低く、安定した材料が用いられ、例えば、金、金を主成分とした合金、銀または銀を主成分とした合金のいずれか一つが用いられる。電気抵抗率が低い材料を用いることで、金属パターン122自身の抵抗率を小さくすることができ、この結果、水晶素子120の等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。また、安定した金属材料を用いることで、水晶素子120の存在する周囲の空気と金属パターン122が反応し金属パターン122の重さが変化し水晶素子120の周波数が変化し電気的特性が変化することを低減させることができる。
The
A metal that hardly adheres to the crystal can be used for the second metal layer. The second metal layer has a low electrical resistivity among metal materials, and a stable material is used. For example, any one of gold, an alloy containing gold as a main component, silver or an alloy containing silver as a main component is used. Used. By using a material having a low electrical resistivity, the resistivity of the
金属パターン122は、励振電極部123よび接続配線部124から構成されている。接続配線部124は、接続部124aと配線部124bからなる。
The
励振電極部123は、水晶片121に交番電圧を印加するためのものである。励振電極部123は、一対となっており、水晶片121の両主面の中央部付近、具体的には、振動部121aの中央部に互いが対向するように設けられている。励振電極部123は、平面視して、略矩形となっており、励振電極部123の中心(具体的には、励振電極部123の対角線の交点)が、振動部121aの中心(具体的には、振動部121aの対角線の交点)と一致している。このとき、励振電極部123の中心は、水晶片121の中心(具他的には、水晶片121の対角線の交点)と比較すると、
接続配線部124の接続部124aが設けられている水晶片121の一方の短辺と対向する水晶片121の他方の短辺側に位置している。ここで、水晶片121の一方の短辺とは、接続配線部124の接続部124aが並んで設けられている水晶片121の短辺であり、水晶片121の他方の短辺とは、接続部124aが設けられていない水晶片121の短辺である。このようにすることで、水晶片121の一方の短辺から励振電極部123の中心までの距離(および振動部121aの中心までの距離)を、水晶片121の一方の短辺から水晶片121の中心まで距離と比較して長くすることができる。
この結果、接続配線部124の接続部124aを導電性接着剤140で電気的に接続しつつ接着したとき、導電性接着剤140により励振電極部123に挟まれている部分の振動が阻害されることを低減させることが可能となり、水晶デバイスの等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることができる。
The excitation electrode unit 123 is for applying an alternating voltage to the
The
As a result, when the connection portion 124a of the
接続配線部124は、接続部124aと配線部124bからなり、水晶素子120の外部から励振電極部123に交番電圧を印加するためのものである。
The
接続部124aは、水晶素子120を水晶デバイスとして用いる場合、基体110に実装するためのものであり、基体110の基板部110aの上面に設けられている搭載パッド111と導電性接着剤140によって電気的に接続される。接続部124aは、一対となっており、基板部110aの搭載パッド111と対向する位置であって、水晶片121の一方の短辺の縁部に沿って二つ並んで設けられている。
When the
配線部124bは、接続部124aと励振電極部123とを電気的に接続させるためのものであり、一端が接続部124aに接続され他端が励振電極部123に接続されている。また、配線部124bは、別の観点では、励振電極部123から接続部124aまで延設されているといえる。また、配線部124aは、水晶片121の長辺と平行となるように延設されている。このようにすることで、接続部124aと励振電極部123との距離をより短くすることができ配線部124b自身の抵抗を低減させることができ、ひいては、水晶素子120の等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることが可能となる。
また、配線部124bをこのようにすることで、配線部124bが水晶片121の長辺に対して直角または斜めになっている場合と比較して水晶素子120の外部の使用用途でない信号(ノイズ)が重畳することを低減させることができ、ひいては、水晶素子120の外部のノイズによる水晶デバイスの電気的特性の悪化を抑制することが可能となる。
The wiring part 124 b is for electrically connecting the connection part 124 a and the excitation electrode part 123, and has one end connected to the connection part 124 a and the other end connected to the excitation electrode part 123. Moreover, it can be said that the wiring part 124b is extended from the excitation electrode part 123 to the connection part 124a from another viewpoint. In addition, the wiring part 124 a extends so as to be parallel to the long side of the
Further, by making the wiring portion 124b in this way, a signal (noise) that is not used outside the
このような水晶素子120は、前述したように、金属パターン122に交番電圧を印加すると、主振動である厚みすべり振動、副次的な振動であり水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動、および、副次的な振動であり水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の少なくとも三つの振動が生じる。このとき、主振動である厚みすべり振動は、基本的には、励振電極部123に挟まれている部分において生じているが、励振電極部123に挟まれている部分から励振電極部123に挟まれていない部分へも漏れ伝搬している状態となっている。
As described above, when an alternating voltage is applied to the
ここで、副次的な振動であり水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長をλzとし、副次的な振動であり水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長をλxとする。なお、λzおよびλxについては、シミュレーションおよび実験によって算出している。
Here, the wavelength of the bending vibration that occurs in the direction parallel to the short side of the
また、副次的な振動であり水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動における節となる部分とは、節に対して±λz/8の範囲内となっている部分(−λz/8<節となる部分<+λz/8)である。同様に、副次的な振動であり水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動における節となる部分とは、節に対して±λx/8の範囲内となっている部分(−λx/8<節となる部分<+λx/8)である。
Further, a part that becomes a node in bending vibration that is a secondary vibration and occurs in a direction parallel to the short side of the
水晶素子120は、平面視して、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であり水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節が、水晶片121の長辺上に位置している。
The
また、水晶素子120は、平面視して、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であり水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節が、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺上に位置している。
The
また、水晶素子120は、平面視して、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であり水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節が、水晶片121の短辺上に位置している。
Further, the
また、水晶素子120は、平面視して、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であり水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節が、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺上に位置している。
Further, the
また、水晶素子120が導電性接着剤140によって基体110に実装されているとき、導電性接着剤140と水晶素子120とが接着している接着部分には、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であり水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が位置しつつ、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であり水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が位置している。
In addition, when the
(実施例)
前記した水晶素子120の種々の寸法で実際に作製し、その等価直列抵抗値を調べる実験を行った。その結果、金属パターン122に交番電圧を印加したときに生じる副次的な振動であって水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121に長辺上に位置していることが望ましいことが分かった。さらに、この副次的な振動であって水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺上に位置していることが、より望ましいことが分かった。
(Example)
The above-described
本実施例では、第一サンプルおよび第二サンプルを各10個ずつ作製した。また、比較例として第三サンプルおよび第四サンプルについても各10個ずつ作製した。 In this example, ten first samples and ten second samples were produced. In addition, as a comparative example, 10 samples were prepared for each of the third sample and the fourth sample.
第一サンプルの水晶素子は、本実施例の一例であり、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片121の長辺上に位置し、かつ、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺上に位置している。
The crystal element of the first sample is an example of this embodiment, and a portion that becomes a node of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the
第二サンプルの水晶素子は、本実施例の別の一例であり、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片121の長辺上に位置し、かつ、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の腹となる部分が水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺上に位置している。
The crystal element of the second sample is another example of the present embodiment, and the portion that becomes the bending vibration node generated in the direction parallel to the short side of the
第三サンプルの水晶素子は、比較例の一例であり、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の腹となる部分が水晶片121の長辺上に位置し、かつ、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺上に位置している。
The crystal element of the third sample is an example of a comparative example, and a portion serving as an antinode of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the
第四サンプルの水晶素子は、比較例の別の一例であり、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の腹となる部分が水晶片121の長辺上に位置し、かつ、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の腹となる部分が水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺上に位置している。
The crystal element of the fourth sample is another example of the comparative example, the portion serving as an antinode of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the
ここで、第一サンプル、第二サンプル、第三サンプルおよび第四サンプルは、水晶片121の短辺の長さ、および、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの辺の長さのみを変え、水晶片121の長辺の長さ、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺の長さ、水晶片121の長辺に平行な励振電極部123の辺の長さ、水晶片121の短辺に平行な励振電極部123の辺の長さ、および、振動部121aの上下方向の厚みを、等価直列抵抗値を考慮した経験的に好適な値である所定の値とした。
Here, the first sample, the second sample, the third sample, and the fourth sample are only the length of the short side of the
第一サンプル、第二サンプル、第三サンプルおよび第四サンプルのそれぞれの寸法は、以下のようになっている。水晶片121の長辺は、650μm〜920μmの所定の値であり、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺の長さは、535μm〜600μmの所定の値であり、水晶片121の長辺に平行な励振電極部123の辺の長さは、450μm〜570μmの所定の値であり、
水晶片121の短辺に平行な励振電極部123の辺の長さは、250μm〜550μmの所定の値であり、振動部121aの上下方向の厚みは、59μm〜62μmの所定の値である。
なお、繰り返しとなるが、それぞれの所定の値については、等価直列抵抗値を考慮した経験的に好適な値である。
The dimensions of the first sample, the second sample, the third sample, and the fourth sample are as follows. The long side of the
The length of the side of the excitation electrode part 123 parallel to the short side of the
It should be noted that each predetermined value is an empirically preferred value considering the equivalent series resistance value.
第一サンプル、第二サンプル、第三サンプルおよび第四サンプルにおいて、異なる寸法となる水晶片121の短辺の長さ、および、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの長さは、シミュレーションおよび実験から求めた長さとした。なお、水晶片121の短辺の長さは、550μm〜690μmの範囲内に入っており、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの長さは、350μm〜580μmの範囲内に入っている。
副次的な振動であり水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長λzは、水晶片121の長辺間の距離に大きく依存しているため、本実施例においては、水晶片121の短辺の長さをパラーメータとしている。
In the first sample, the second sample, the third sample, and the fourth sample, the length of the short side of the
The wavelength λz of the bending vibration that is a secondary vibration and occurs in the direction parallel to the short side of the
なお、本実施例においては、水晶素子120の振動周波数の公差は±0.5%となっている。また、水晶片121の短辺の長さおよび水晶片121の長辺の長さを除く寸法の公差は、±5μmとなっている。水晶片121の短辺の長さの公差は、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長λzの±λz/8であり、水晶片121の長辺の長さの公差は、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の波長λxの±λx/8である。
In this embodiment, the tolerance of the vibration frequency of the
図7は、本実施形態における水晶素子と比較例である水晶素子の対比を示した対比表である。具体的には、サンプル1〜サンプル4においてそれぞれ10個の水晶素子を作製し等価直列抵抗値を測定した際に、等価直列抵抗値が75Ω以下となっているもの数量から、判定を行っているものである。
FIG. 7 is a comparison table showing a comparison between the quartz crystal element according to the present embodiment and the quartz crystal element as a comparative example. Specifically, when 10 crystal elements are produced in each of
判定は、75Ω以下が100%であった場合には「◎」、75Ω以下が80%以上かつ100%未満であった場合には「○」、75Ω以下が50%以上かつ80%未満であった場合には「△」、75Ω以下が50%未満であった場合には「×」とした。 The judgment is “◎” when 75Ω or less is 100%, “◯” when 75Ω or less is 80% or more and less than 100%, and 75Ω or less is 50% or more and less than 80%. In this case, “Δ” was assigned, and when “75Ω or less” was less than 50%, “X” was assigned.
第一サンプルは、10個のうち10個とも75Ω以下であった。従って、第一サンプルは、100%であり、判定が「◎」とした。
第二サンプルは、10個のうち9個が75Ω以下であった。従って、第二サンプルは、90%であり、判定が「○」とした。
第三サンプルは、10個のうち6個が75Ω以下であった。従って、第三サンプルは、60%であり、判定が「△」とした。
第三サンプルは、10個のうち1個が75Ω以下であった。従って、第四サンプルは、10%であり、判定が「×」とした。
In the first sample, 10 out of 10 samples were 75Ω or less. Therefore, the first sample was 100%, and the determination was “◎”.
In the second sample, 9 out of 10 samples were 75Ω or less. Therefore, the second sample was 90%, and the determination was “◯”.
In the third sample, 6 out of 10 samples were 75Ω or less. Therefore, the third sample was 60%, and the determination was “Δ”.
In the third sample, one of the ten samples was 75Ω or less. Therefore, the fourth sample was 10%, and the determination was “x”.
本実施例では、判断を行う際に、等価直列抵抗値が75Ωの場合を基準としている。水晶素子が実装されている水晶デバイスを用いて発振回路を形成する場合、要求される水晶素子の等価直列抵抗値は、共振周波数帯や水晶デバイスの大きさによって異なるが、共振周波数が27.12MHzにおいては、等価直列抵抗値が75Ω以下であれば、移動通信機器(一例として、通信端末)に搭載される電子回路で、
実用性のある発振回路を形成することができる。従って、本実施例では、等価直列抵抗値が75Ω以下であることを指標としている。
In the present embodiment, the determination is based on the case where the equivalent series resistance value is 75Ω. When an oscillation circuit is formed using a crystal device on which a crystal element is mounted, the required equivalent series resistance value of the crystal element varies depending on the resonance frequency band and the size of the crystal device, but the resonance frequency is 27.12 MHz. In an electronic circuit mounted on a mobile communication device (for example, a communication terminal) if the equivalent series resistance value is 75Ω or less,
A practical oscillation circuit can be formed. Therefore, in this embodiment, the index is that the equivalent series resistance value is 75Ω or less.
実施例および比較例より、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片121の長辺上に位置している場合には、等価直列抵抗値が75Ωより小さくなり、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させることに有効であるといえる。また、さらに、水晶片121の短辺の平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺上に位置していることで、
等価直列抵抗値が大きくなることをより低減させることに有効であるといえる。
From the example and the comparative example, when the part that becomes the node of the bending vibration generated in the direction parallel to the short side of the
It can be said that it is effective for further reducing the increase in the equivalent series resistance value.
以上のとおり、本実施形態に係る水晶素子120は、平面視して略矩形となっており、略直方体の振動部121a、および、振動部121aの外縁に沿って設けられている振動部121aよりも上下方向の厚みが薄い周辺部121bを有している水晶片121と、振動部121aの両主面に設けられている励振電極部123、および、励振電極部123から水晶片121の縁部まで延設されている接続配線部124からなる金属パターン124と、を備えている水晶素子120であって、
金属パターン122に交番電圧を印加したとき、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片121の長辺上に位置している。
As described above, the
When an alternating voltage is applied to the
前述したように、金属パターン122に交番電圧を印加すると、主振動である厚みすべり振動、副次的な振動であって水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動、および、副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の少なくとも三つの振動が生じている。このとき、主振動である厚みすべり振動は、励振電極部に挟まれている部分で最も振動しているが、
励振電極部123に挟まれている部分から励振電極部123に挟まれていない部分へも漏れ伝搬している状態となっている。そして、励振電極部123に挟まれている部分の主振動である厚みすべり振動は、励振電極部123に挟まれていない部分へ漏れ伝搬し、水晶片121の縁部まで伝搬し、水晶片121の側面で反射し、水晶片121の縁部から水晶片121の中心へ向かって再び伝搬していく。
As described above, when an alternating voltage is applied to the
The leakage is propagated from the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123 to the portion not sandwiched between the excitation electrode portions 123. Then, the thickness shear vibration that is the main vibration of the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123 leaks and propagates to a portion not sandwiched between the excitation electrode portions 123, propagates to the edge of the
本実施形態に係る水晶素子120は、前述したように、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片121の長辺上に位置しているので、水晶片121をY´Z´平面で断面視したときに水晶片121の長辺となる部分の変位量がほとんどない状態にすることができる。このため、励振電極部123に挟まれている部分から漏れ伝搬した主振動である厚みすべり振動が、水晶片121の(長辺を含む)側面にまで到達したときに反射する状態を同じにすることができる。
逆に、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の腹となる部分が水晶片121の長辺上に位置している場合には、励振電極部123に挟まれている部分から漏れ伝搬した主振動である厚みすべり振動が、水晶片121の(長辺を含む)側面まで到達したときに反射する状態が常に異なることととなり、反射の状態によって励振電極部123に挟まれている部分の振動と結合し、等価直列抵抗値が大きくなり電気的特性が悪化する虞がある。
つまり、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片121の長辺上に位置させることで、副次的な振動であって水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動が、主振動である厚みすべり振動へ与える影響を低減させることができ、この結果、等価直列抵抗値が大きくなり電気的特性が低下することを抑制させることが可能となる。
In the
On the contrary, when the portion that becomes the antinode of the bending vibration generated in the direction parallel to the short side of the
That is, by positioning a portion that becomes a node of flexural vibration generated in a direction parallel to the short side of the
また、別の観点では、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの辺上に、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が位置していても、腹となる部分が位置していても、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させつつ、電気的特性を向上させることができるといえる。従って、水晶素子120を製造する際に、水晶片121の短辺に平行な振動部121aの長さの公差を大きくすることが可能となり、生産性を向上させることができる。
Further, from another viewpoint, even if a portion serving as a node of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the
また、本実施形態に係る水晶素子120は、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片121の長辺に平行な振動部121aの二辺上に位置している。
Further, in the
このようにすることで、励振電極部123に挟まれている部分から漏れ伝搬した主振動である厚みすべり振動が、振動部121aから周辺部121bへ向かう際に、周辺部121bの中間部において反射するときの状態を一定にすることができる。このため、中間部において反射された振動と励振電極部123に挟まれている部分の振動とを常に一定にすることができ、
反射した振動と励振電極部123に挟まれている部分の振動とが結合する状態を常に一定にすることができる。従って、副次的な振動であって水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動が、主振動に与える影響を低減させることができ、この結果、等価直列抵抗値が大きく電気的特性が悪化することを抑制されることが可能となる。
By doing so, the thickness shear vibration, which is the main vibration leaking from the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123, is reflected at the intermediate portion of the peripheral portion 121b when moving from the vibrating portion 121a to the peripheral portion 121b. The state when you do can be made constant. For this reason, the vibration reflected in the intermediate portion and the vibration of the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123 can be always constant,
The state in which the reflected vibration and the vibration of the portion sandwiched between the excitation electrode portions 123 are combined can always be made constant. Therefore, it is possible to reduce the influence of the bending vibration generated in the direction parallel to the short side of the
また、本実施形態に係る水晶素子120は、金属パターン122に交番電圧を印加したときに、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片121の短辺上に位置している。
Further, in the
このようにすることで、水晶片121をXY´平面で断面視したときに水晶片121の短辺となる部分の変位量がほとんどない状態にすることができる。このため、励振電極部123に挟まれている部分から漏れ伝搬した主振動である厚みすべり振動が、水晶片121の(短辺を含む)側面にまで到達したときに反射する状態を同じにすることができる。つまり、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が水晶片121の短辺上に位置させることで、副次的な振動であって水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動が、
主振動である厚みすべり振動へ与える影響を低減させることができ、この結果、等価直列抵抗値が大きくなり電気的特性が低下することを抑制させることが可能となる。
By doing in this way, when the
The influence on the thickness shear vibration, which is the main vibration, can be reduced, and as a result, it is possible to suppress the equivalent series resistance value from increasing and the electrical characteristics from deteriorating.
一般的に、水晶片121の長辺の長さが短い場合、具体的には、水晶片121の長辺の長さが920μm以下のような場合、屈曲振動の次数が低くなるため、主振動である厚みすべり振動へ与える影響が大きくなってしまい、主振動である厚みすべり振動と副次的な振動である屈曲振動とが結合しやすくなる傾向がある。このため、本実施形態に係る水晶素子120の構成とすることで、副次的な振動である屈曲振動が主振動である厚みすべり振動へ与える影響をより低減させることができる。つまり、水晶素子120が小型化したような場合には、効果がより顕著となる。
In general, when the length of the long side of the
また、本実施形態に係る水晶デバイスは、水晶素子120と、接続配線部124に導電性接着剤140で電気的に接着される搭載パッド111が設けられている基板部110aを有した基体110と、基体110に接合される蓋体130と、を備えている。
In addition, the crystal device according to the present embodiment includes a
このような水晶デバイスは、前述したように、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させ、電気的特性を向上させることができる水晶素子120を用いているので、水晶デバイスにおいても、等価直列抵抗値が大きくなることを低減させ、電気的特性を向上させることができる。
As described above, such a quartz crystal device uses the
また、本実施形態に係る水晶デバイスは、平面視して、導電性接着剤140と水晶片121とが接着している部分に、金属パターン122に交番電圧を印加したときに水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が位置しており、かつ、導電性接着剤140と水晶片121とが接着している部分に、金属パターン122に交番電圧を印加したときに水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が位置している。
Further, in the crystal device according to the present embodiment, in plan view, when an alternating voltage is applied to the
このようにすることで、交番電圧を印加し副次的な振動である屈曲振動(具体的には、水晶片121の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動、および、水晶片121の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動)が生じた場合、導電性接着剤140により接着している部分の水晶片121の歪の量をより低減させることが可能となる。このため、導電性接着剤140により接着している部分に歪が生じることで主振動である厚みすべり振動が阻害され電気的特性が低下することを軽減させることができる。
By doing this, bending vibration that is a secondary vibration by applying an alternating voltage (specifically, bending vibration that occurs in a direction parallel to the short side of the
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various aspects.
水晶素子を有するデバイスは、水晶振動子に限定されない。例えば、水晶素子に加えて水晶素子に電圧を印加して発振信号を生成する集積回路素子(IC)を有する発振器であってもよい。また、例えば、水晶デバイスは、水晶素子の他にサーミスタ等の電子素子を有するものであってもよい。また、例えば、水晶デバイスは、恒温槽付きであってもよい。水晶デバイスにおいて、水晶素子を実装する基体の構造は、適宜構成されてもよい、例えば、基体は、上面および下面に凹部を有する断面H型のものであってもよい。 A device having a crystal element is not limited to a crystal resonator. For example, an oscillator having an integrated circuit element (IC) that generates an oscillation signal by applying a voltage to the crystal element in addition to the crystal element may be used. Further, for example, the crystal device may have an electronic element such as a thermistor in addition to the crystal element. For example, the quartz crystal device may be equipped with a thermostatic bath. In the crystal device, the structure of the substrate on which the crystal element is mounted may be appropriately configured. For example, the substrate may be of an H-shaped cross section having recesses on the upper surface and the lower surface.
水晶素子は、水晶片の所定の一辺を含む側面に第一凹部、第二凹部および第三凹部からなる凹部が形成されている場合について説明しているが、二以上の凹部であれば、いくつ凹部が形成されていてもよい。また、水晶片の所定の一辺を含む側面に凹部が形成されていなくてもよい。 The crystal element has been described with respect to a case where a concave portion including a first concave portion, a second concave portion and a third concave portion is formed on a side surface including a predetermined side of a crystal piece. A recess may be formed. Moreover, the recessed part does not need to be formed in the side surface containing predetermined one side of a crystal piece.
110・・・基体
110a・・・基板部
110b・・・枠部
111・・・搭載パッド
112・・・外部端子
120・・・水晶素子
121・・・水晶片
121a・・・振動部
121b・・・周辺部
122・・・金属パターン
123・・・励振電極部
124・・・接続配線部
124a・・・接続部
124b・・・配線部
125・・・凹部
125a・・・第一凹部
125b・・・第二凹部
125c・・・第三凹部
130・・・蓋体
140・・・導電性接着剤
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記振動部の両主面に設けられている励振電極部、および、前記励振電極部から前記水晶片の縁部まで延設されている接続配線部からなる金属パターンと、
を備えている水晶素子であって、
前記金属パターンに交番電圧を印加したとき、
前記水晶片の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が前記水晶片の長辺上に位置している
ことを特徴とする水晶素子。 A crystal piece that is substantially rectangular in a plan view and has a substantially rectangular parallelepiped vibrating portion and a peripheral portion that is thinner along the vertical direction than the vibrating portion provided along the outer edge of the vibrating portion. When,
Excitation electrode portions provided on both main surfaces of the vibration portion, and a metal pattern including a connection wiring portion extending from the excitation electrode portion to an edge portion of the crystal piece,
A crystal element comprising:
When an alternating voltage is applied to the metal pattern,
A crystal element, wherein a portion that becomes a node of bending vibration generated in a direction parallel to a short side of the crystal piece is located on a long side of the crystal piece.
前記水晶片の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、水晶片の長辺に平行な前記振動部の二辺上に位置している
ことを特徴とする水晶素子。 The crystal element according to claim 1,
A crystal element, wherein a portion which becomes a bending vibration node generated in a direction parallel to a short side of the crystal piece is located on two sides of the vibration part parallel to a long side of the crystal piece.
前記金属パターンに交番電圧を印加したときに、前記水晶片の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分が、前記水晶片の短辺上に位置している
ことを特徴とする水晶素子。 The crystal element according to claim 1 or 2,
When an alternating voltage is applied to the metal pattern, a portion that becomes a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece is located on the short side of the crystal piece. Crystal element.
前記接続配線部に導電性接着剤で電気的に接着される搭載パッドが設けられている基板部を有した基体と、
前記基体に接合される蓋体と、
備えた水晶デバイス。 The crystal element according to claim 1 to claim 4,
A substrate having a substrate portion provided with a mounting pad that is electrically bonded to the connection wiring portion with a conductive adhesive;
A lid joined to the substrate;
Crystal device equipped.
平面視して、
前記導電性接着剤と前記水晶片とが接着している部分に、前記金属パターンに交番電圧を印加したときに前記水晶片の短辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分とが位置しており、
前記導電性接着剤と前記水晶片とが接着している部分に、前記金属パターンに交番電圧を印加したときに前記水晶片の長辺に平行な向きで生じる屈曲振動の節となる部分とが位置している
ことを特徴とする水晶素子。 The crystal device according to claim 4,
In plan view
The portion where the conductive adhesive and the crystal piece are bonded has a portion that becomes a node of bending vibration generated in a direction parallel to the short side of the crystal piece when an alternating voltage is applied to the metal pattern. Located
The portion where the conductive adhesive and the crystal piece are bonded has a portion that becomes a node of bending vibration generated in a direction parallel to the long side of the crystal piece when an alternating voltage is applied to the metal pattern. A crystal element characterized by being positioned.
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