JP2019161525A - 振動デバイス、電子機器および移動体 - Google Patents
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Abstract
【課題】振動特性の悪化を低減することのできる振動デバイス、電子機器および移動体を提供する。【解決手段】振動デバイスは、振動素子と、前記振動素子が取り付けられている中継基板と、前記中継基板が取り付けられている回路素子と、前記中継基板に設けられている振動減衰部材と、前記振動素子、前記中継基板および前記回路素子を収納しているパッケージと、を有する。また、前記振動減衰部材が設けられている領域は、前記中継基板の共振モードの腹を少なくとも1つ含む。【選択図】図1
Description
本発明は、振動デバイス、電子機器および移動体に関するものである。
特許文献1に記載されている水晶振動子は、基台と、接着剤を介して基台に固着された保持用水晶板と、接着剤を介して保持用水晶板に固着された振動子用水晶片と、を有する。このように、基台と振動子用水晶片との間に保持用水晶板を配置することにより、振動子用水晶片にストレスが加わり難くなる。
ここで、振動子用水晶片の振動モードには、主振動とスプリアス振動(主振動以外の不要振動)とがあり、主振動の振動周波数に近い振動周波数を有するスプリアス振動が主振動に結合する場合がある。すなわち、主振動と共にスプリアス振動が励振されてしまう場合がある。また、主振動とスプリアス振動との振動素子面内における変位分布の違いから、スプリアス振動に起因した振動が接合部付近に漏れてしまう。そして、特許文献1の発振器のように、基台と振動子用水晶片との間に保持用水晶板を配置した構成の場合、振動子用水晶片から保持用水晶板に漏れた振動の周波数が保持用水晶板の共振モードの周波数に一致すると、保持用水晶板の共振モードが励起されてしまう。そのため、外部へ振動が漏れ易くなり、水晶振動子の振動特性が悪化するという課題があった。
本発明の一態様は、振動素子と、
前記振動素子が取り付けられている中継基板と、
前記中継基板が取り付けられている回路素子と、
前記中継基板に設けられている振動減衰部材と、
前記振動素子、前記中継基板および前記回路素子を収納しているパッケージと、を有する振動デバイスである。
前記振動素子が取り付けられている中継基板と、
前記中継基板が取り付けられている回路素子と、
前記中継基板に設けられている振動減衰部材と、
前記振動素子、前記中継基板および前記回路素子を収納しているパッケージと、を有する振動デバイスである。
本発明の一態様では、前記振動減衰部材が設けられている領域は、前記中継基板の共振モードの腹の位置を少なくとも1つ含むことが好ましい。
本発明の一態様では、前記振動減衰部材が設けられている領域は、前記中継基板の共振モードの節の位置を少なくとも1つ含むことが好ましい。
本発明の一態様では、前記振動減衰部材が設けられている領域は、前記中継基板の共振モードの腹の位置および節の位置をそれぞれ少なくとも1つずつ含むことが好ましい。
本発明の一態様では、前記中継基板は、
前記振動素子が取り付けられている基部と、
前記中継基板の厚さ方向における平面視で前記基部の外側に設けられ、前記回路素子に取り付けられている支持部と、
前記基部と前記支持部とを接続する梁部と、を含み、
前記振動減衰部材は、前記梁部に設けられていることが好ましい。
前記振動素子が取り付けられている基部と、
前記中継基板の厚さ方向における平面視で前記基部の外側に設けられ、前記回路素子に取り付けられている支持部と、
前記基部と前記支持部とを接続する梁部と、を含み、
前記振動減衰部材は、前記梁部に設けられていることが好ましい。
本発明の一態様では、前記振動減衰部材は、樹脂材料からなることが好ましい。
本発明の一態様では、前記振動減衰部材の厚さは、前記中継基板の厚さの1%以上100%以下であることが好ましい。
本発明の一態様は、本発明の一態様の振動デバイスを有する電子機器である。
本発明の一態様は、本発明の一態様の振動デバイスを有する移動体である。
以下、本発明の一態様の振動デバイス、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る振動デバイスを示す断面図である。図2は、図1の振動デバイスを示す上面図である。図3は、中継基板を示す上面図である。図4は、中継基板を示す下面図である。図5は、振動素子を示す上面図である。図6は、振動素子を示す下面図である。図7は、水晶のカット角を説明する図である。図8は、中継基板と振動素子の結晶軸の関係を示す斜視図である。図9ないし図11は、それぞれ、振動減衰部材の配置を説明するための模式図である。図12および図13は、それぞれ、中継基板の断面図である。図13は、振動減衰部材の変形例を示す中継基板の下面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1中の上側を「上」とも言い、下側を「下」とも言う。また、水晶の結晶軸をX軸(電気軸)、Y軸(機械軸)およびZ軸(光軸)として説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る振動デバイスを示す断面図である。図2は、図1の振動デバイスを示す上面図である。図3は、中継基板を示す上面図である。図4は、中継基板を示す下面図である。図5は、振動素子を示す上面図である。図6は、振動素子を示す下面図である。図7は、水晶のカット角を説明する図である。図8は、中継基板と振動素子の結晶軸の関係を示す斜視図である。図9ないし図11は、それぞれ、振動減衰部材の配置を説明するための模式図である。図12および図13は、それぞれ、中継基板の断面図である。図13は、振動減衰部材の変形例を示す中継基板の下面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1中の上側を「上」とも言い、下側を「下」とも言う。また、水晶の結晶軸をX軸(電気軸)、Y軸(機械軸)およびZ軸(光軸)として説明する。
図1および図2に示すように、振動デバイス1は、振動素子2と、中継基板3(支持部材)と、回路素子4と、中継基板3に設けられた振動減衰部材6と、これらを収納するパッケージ5と、を有する。パッケージ5内では、回路素子4の下方に中継基板3が位置し、中継基板3の下方に振動素子2が位置し、回路素子4、中継基板3および振動素子2がパッケージ5の厚さ方向に沿って重なって配置されている。このように、回路素子4、中継基板3および振動素子2を重ねて配置することにより、振動デバイス1の平面的な広がりを抑えることができ、振動デバイス1の小型化を図ることができる。
また、振動素子2は、中継基板3に支持されており、中継基板3は、回路素子4に支持されており、回路素子4は、パッケージ5に支持されている。すなわち、回路素子4と振動素子2との間に中継基板3が配置されている。このように、振動素子2と回路素子4との間に中継基板3を介在させることにより、例えば、パッケージ5や回路素子4の熱撓み等による変形(応力)が振動素子2に伝わり難くなり、振動素子2の振動特性の低下や変動を抑制することができる。また、中継基板3に振動減衰部材6が設けられていることにより、振動素子2の振動漏れが低減され、優れた振動特性を発揮できるようになっている。以下、このような振動デバイス1の各部について順次詳細に説明する。
[パッケージ]
図1に示すように、パッケージ5は、内側に収納空間Sを有し、この収納空間Sに振動素子2、中継基板3および回路素子4が収納されている。そのため、パッケージ5によって振動素子2、中継基板3および回路素子4を衝撃、埃、熱、湿気(水分)等から好適に保護することができる。このようなパッケージ5は、振動素子2、中継基板3および回路素子4を支持するベース51と、ベース51との間に収納空間Sを形成するようにベース51の上面に接合されたリッド52と、を有する。
図1に示すように、パッケージ5は、内側に収納空間Sを有し、この収納空間Sに振動素子2、中継基板3および回路素子4が収納されている。そのため、パッケージ5によって振動素子2、中継基板3および回路素子4を衝撃、埃、熱、湿気(水分)等から好適に保護することができる。このようなパッケージ5は、振動素子2、中継基板3および回路素子4を支持するベース51と、ベース51との間に収納空間Sを形成するようにベース51の上面に接合されたリッド52と、を有する。
ベース51は、その上面に開口した凹部511を有する。また、凹部511は、ベース51の上面に開口する第1凹部511aと、第1凹部511aの底面に開口する第2凹部511bと、を有する。一方、リッド52は、板状であり、凹部511の開口を塞ぐようにしてベース51の上面に接合されている。このように、凹部511の開口をリッド52で塞ぐことにより収納空間Sが形成され、この収納空間Sに振動素子2、中継基板3および回路素子4が収納されている。収納空間Sは、気密封止されており、減圧状態(好ましくはより真空に近い状態)となっている。これにより、振動素子2を安定して駆動させることができる。ただし、収納空間Sの雰囲気は、特に限定されず、例えば、大気圧となっていてもよい。
ベース51の構成材料としては特に限定されず、例えば、酸化アルミニウム等の各種セラミックスを用いることができる。この場合、セラミックシートの積層体を焼成することによりベース51を製造することができる。一方、リッド52の構成材料としては特に限定されないが、ベース51の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース51の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金とするのが好ましい。
また、ベース51は、第1凹部511aの底面に配置された複数の内部端子53と、ベース51の底面に配置された複数の外部端子54と、を有する。複数の内部端子53は、それぞれ、ベース51の内部に形成された図示しない内部配線を介して所定の外部端子54と電気的に接続されている。また、複数の内部端子53は、導電性の接続バンプB1を介して回路素子4と電気的に接続されている。
[回路素子]
回路素子4は、例えば、シリコン基板上に各種回路要素が作り込まれた半導体回路基板であり、図1に示すように、能動面40を下側に向けてパッケージ5内に配置されている。そして、回路素子4は、パッケージ5の第1凹部511aの上面に、導電性の接続バンプB1を介して固定されている。また、回路素子4は、能動面40に配置された複数の端子41、42を有しており、このうち、複数の端子41は、それぞれ、接続バンプB1を介して所定の内部端子53と電気的に接続されている。このような回路素子4には、例えば、振動素子2を発振させる発振回路が含まれている。
回路素子4は、例えば、シリコン基板上に各種回路要素が作り込まれた半導体回路基板であり、図1に示すように、能動面40を下側に向けてパッケージ5内に配置されている。そして、回路素子4は、パッケージ5の第1凹部511aの上面に、導電性の接続バンプB1を介して固定されている。また、回路素子4は、能動面40に配置された複数の端子41、42を有しており、このうち、複数の端子41は、それぞれ、接続バンプB1を介して所定の内部端子53と電気的に接続されている。このような回路素子4には、例えば、振動素子2を発振させる発振回路が含まれている。
なお、接続バンプB1としては、導電性および接合性を有していれば、特に限定されないが、例えば、金バンプ、銀バンプ、銅バンプ、はんだバンプ等の各種金属バンプを用いることが好ましい。これにより、接続バンプB1からのアウトガスの発生が低減され、収納空間S内の環境変化、特に圧力の上昇を効果的に抑制することができる。なお、接続バンプB1に替えて、例えば、導電性の接着剤等を用いて回路素子とベース51とを接合してもよい。
[中継基板]
中継基板3は、回路素子4と振動素子2との間に配置されている。すなわち、振動素子2は、中継基板3を中継して、回路素子4に支持されている。中継基板3は、主に、パッケージ5や回路素子4の変形により生じる応力を振動素子2に伝わり難くする機能を有する。
中継基板3は、回路素子4と振動素子2との間に配置されている。すなわち、振動素子2は、中継基板3を中継して、回路素子4に支持されている。中継基板3は、主に、パッケージ5や回路素子4の変形により生じる応力を振動素子2に伝わり難くする機能を有する。
図3および図4に示すように、中継基板3は、基板31と、基板31に配置された一対の配線38、39と、を有する。基板31は、平面視において略長方形状をなし、長手方向の両端部において、それぞれ2つの接続バンプB2を介して回路素子4の能動面40に固定されている。このように、基板31の両端部を回路素子4に固定することにより、中継基板3の姿勢が安定し、中継基板3の不要な変位、振動等を抑制することができる。
なお、基板31の平面視形状は、長方形に限定されず、例えば、円形、長円形、楕円形、三角形、長方形以外の四角形、五角形以上の多角形、異形等であってもよい。また、接続バンプB2の数や配置としては、特に限定されず、例えば、基板31の各角部に1つずつ配置されていてもよい。
また、接続バンプB2としては、導電性および接合性を有していれば、特に限定されないが、例えば、金バンプ、銀バンプ、銅バンプ、はんだバンプ等の各種金属バンプを用いることが好ましい。これにより、接続バンプB2からのアウトガスの発生が低減され、収納空間S内の環境変化、特に圧力の上昇を効果的に抑制することができる。なお、接続バンプB2に替えて、例えば、導電性の接着剤等を用いて中継基板3と回路素子4とを接合してもよい。
以上のような基板31は、水晶で構成されている。本実施形態では、基板31は、Zカット水晶基板から形成され、基板31の両主面の法線が水晶の結晶軸であるZ軸と一致している。ただし、Zカット水晶板とは、切り出し面がZ軸に対して略直交したものをいい、このZ軸に直交した切り出し面が、X軸のプラス側から見てY軸からZ軸の方向へ反時計回りまたは時計回りに0度〜数度の範囲で回転した状態で切り出されたものも含まれる。
なお、基板31は、Zカット水晶基板以外の水晶基板、例えば、Xカット水晶基板、Yカット水晶基板、ATカット水晶基板、BTカット水晶基板、SCカット水晶基板、STカット水晶基板等から形成されていてもよい。また、基板31は、例えば、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、四ホウ酸リチウム、ランガライト、ニオブ酸カリウム、リン酸ガリウム等の圧電単結晶体(単結晶体の圧電材料)により構成されていてもよいし、これら以外の圧電単結晶体により構成されていてもよい。また、基板31は、上記の圧電材料以外の材料から形成されていてもよい。
配線38は、その一端部が端子381となっており、他端部が端子382となっている。同様に、配線39は、その一端部が端子391となっており、他端部が端子392となっている。また、端子381、391は、それぞれ、基板31の上面311と下面312とに亘って配置されている。そして、端子381、391は、それぞれ、上面311側に位置する部分において、接続バンプB2を介して回路素子4の端子42と電気的に接続されており、端子382、392は、接続バンプB3を介して振動素子2と電気的に接続されている。このように、中継基板3が配線38、39を有することにより、振動素子2と回路素子4との電気的な接続が容易となる。
[振動素子]
振動素子2は、図5および図6に示すように、水晶基板から形成された振動基板21と、振動基板21に配置されている電極22と、を有する。振動基板21は、厚みすべり振動モードを有し、本実施形態では、ATカット水晶基板から形成されている。図7に示すように、ATカット水晶基板は、XZ面をX軸の回りに角度θ(=35°15’)回転させた平面に沿って切り出された「回転Yカット水晶基板」である。ATカット水晶基板は、三次の周波数温度特性を有しているため、ATカット水晶基板から振動基板21を形成することで、優れた温度特性を有する振動素子2となる。なお、以下では、角度θに対応してX軸まわりに回転したY軸およびZ軸を、Y’軸およびZ’軸とする。すなわち、振動基板21は、Y’軸方向に厚みを有し、XZ’面方向に広がりを有する。
振動素子2は、図5および図6に示すように、水晶基板から形成された振動基板21と、振動基板21に配置されている電極22と、を有する。振動基板21は、厚みすべり振動モードを有し、本実施形態では、ATカット水晶基板から形成されている。図7に示すように、ATカット水晶基板は、XZ面をX軸の回りに角度θ(=35°15’)回転させた平面に沿って切り出された「回転Yカット水晶基板」である。ATカット水晶基板は、三次の周波数温度特性を有しているため、ATカット水晶基板から振動基板21を形成することで、優れた温度特性を有する振動素子2となる。なお、以下では、角度θに対応してX軸まわりに回転したY軸およびZ軸を、Y’軸およびZ’軸とする。すなわち、振動基板21は、Y’軸方向に厚みを有し、XZ’面方向に広がりを有する。
電極22は、振動基板21の上面211に配置された励振電極221と、下面212に、励振電極221と対向して配置された励振電極222と、を有する。また、電極22は、振動基板21の上面211に配置された一対の端子223、224と、端子223と励振電極221とを電気的に接続する配線225と、端子224と励振電極222とを電気的に接続する配線226と、を有している。そして、励振電極221、222間に駆動信号を印加することにより、振動基板21が厚みすべり振動する。
このような振動素子2は、導電性を有する一対の接続バンプB3を介して中継基板3に固定されている。また、振動素子2の端子223と中継基板3の端子382とが一方の接続バンプB3を介して電気的に接続され、振動素子2の端子224と中継基板3の端子392とが他方の接続バンプB3を介して電気的に接続されている。したがって、振動素子2は、中継基板3の配線38、39を介して回路素子4と電気的に接続されている。
なお、接続バンプB3としては、導電性および接合性を有していれば、特に限定されないが、例えば、金バンプ、銀バンプ、銅バンプ、はんだバンプ等の各種金属バンプを用いることが好ましい。これにより、接続バンプB3からのアウトガスの発生が低減され、収納空間S内の環境変化、特に圧力の上昇を効果的に抑制することができる。なお、接続バンプB3に替えて、例えば、導電性の接着剤等を用いて振動素子2と中継基板3とを接合してもよい。
以上、振動素子2について説明したが、振動素子2の構成は、上述の構成に限定されない。例えば、振動素子2は、振動基板21の振動領域(励振電極221、222に挟まれた領域)がその周囲から突出したメサ型となっていてもよいし、逆に、振動領域がその周囲から凹没した逆メサ型となっていてもよい。また、振動基板21の周囲を研削するベベル加工や、上面および下面を凸曲面とするコンベックス加工が施されていてもよい。
また、振動素子2としては、厚みすべり振動モードで振動するものに限定されず、例えば、複数の振動腕が面内方向に屈曲振動(音叉振動)する振動素子であってもよいし、複数の振動腕が面外方向に屈曲振動(ウォーク振動)する振動素子であってもよい。したがって、振動基板21は、ATカット水晶基板から形成されたものに限定されず、ATカット水晶基板以外の水晶基板、例えば、Xカット水晶基板、Yカット水晶基板、Zカット水晶基板、BTカット水晶基板、SCカット水晶基板、STカット水晶基板等から形成されていてもよい。
ここで、前述したように、中継基板3の基板31と振動素子2の振動基板21とは、それぞれ、水晶から構成されている。そのため、中継基板3と振動素子2との熱膨張係数が実質的に等しくなり、周囲の温度変化による歪等の影響を受け難くなる。そのため、振動素子2に応力が加わり難くなり、振動素子2の振動特性の低下を低減することができる。
このように、基板31および振動基板21は、共に水晶で構成されているが、図8に示すように、基板31の結晶軸と振動基板21の結晶軸とが互いにずれている。具体的には、基板31のX軸は、振動基板21のX軸と異なる方向に延び、基板31のY軸は、振動基板21のY軸と異なる方向に延び、基板31のZ軸は、振動基板21のZ軸と異なる方向に延びている。これにより、例えば、振動基板21と基板31との結晶軸が一致している場合と比べて、振動基板21と基板31との機械的共振点(共振周波数)を離間させることができる。そのため、振動素子2の振動に共鳴(共振)するようにして中継基板3に意図しない共振モードの振動が励起されてしまうことを抑制でき、振動素子2の振動漏れが悪化してしまうことを効果的に抑制することができる。
特に、本実施形態では、基板31のX軸は、振動基板21のX軸に対してY軸およびZ軸の両軸まわりに傾斜しており、基板31のY軸は、振動基板21のY軸に対してX軸およびZ軸の両軸まわりに傾斜しており、基板31のZ軸は、振動基板21のZ軸に対してX軸およびY軸の両軸まわりに傾斜している。すなわち、基板31の結晶軸と、振動基板21の結晶軸と、が捩じれの関係にある。そのため、上述した効果がより顕著となり、振動基板21と基板31との機械的共振点をより大きく離間させることができる。したがって、中継基板3の意図しない振動をより効果的に抑制でき、中継基板3の振動に起因した振動素子2の振動特性の低下をより効果的に抑制することができる。
本実施形態では、前述したように、振動基板21のカット角と基板31のカット角とを異ならせている。具体的には、振動素子2の振動基板21がATカット水晶基板から形成されているため、中継基板3の基板31をATカット水晶基板とは異なるZカット水晶基板から形成している。このように、振動基板21のカット角と基板31のカット角とを異ならせることにより、簡単かつ確実に、基板31の結晶軸と振動基板21の結晶軸とを互いにずらすことができる。
なお、本実施形態では、基板31のX軸、Y軸およびZ軸が、それぞれ、振動基板21のX軸、Y軸およびZ軸に対して傾斜しているが、これに限定されず、例えば、基板31のX軸、Y軸およびZ軸のうちの2つの軸が振動基板21の対応する軸に対して傾斜していれば、残りの1つの軸同士は、一致していてもよいし、全ての軸同士が一致していてもよい。
また、本実施形態では、振動基板21が水晶により構成されているが、振動基板21の構成材料としては、これに限定されず、例えば、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、四ホウ酸リチウム、ランガライト、ニオブ酸カリウム、リン酸ガリウム等の圧電単結晶体(単結晶体の圧電材料)により構成されていてもよいし、これら以外の圧電単結晶体により構成されていてもよい。ただし、振動基板21としては、基板31と同じ材料で構成されていることが好ましい。これにより、熱膨張係数を合わせることができ、応力が生じ難くなる。
[振動減衰部材]
図1および図4に示すように、振動減衰部材6は、中継基板3の基板31の下面312に設けられている。このような振動減衰部材6は、中継基板3に生じ得る共振モードの粘弾性損失を大きくし、共振モードを減衰させる機能を有する。そのため、振動減衰部材6を設けることにより、振動素子2の振動が中継基板3を介して外部に漏れてしまうのが効果的に低減され、振動素子2の振動漏れが低減される。そのため、振動素子2の主振動のQ値の低下を低減することができ、CI値の上昇や周波数精度の悪化を効果的に低減することができる。
図1および図4に示すように、振動減衰部材6は、中継基板3の基板31の下面312に設けられている。このような振動減衰部材6は、中継基板3に生じ得る共振モードの粘弾性損失を大きくし、共振モードを減衰させる機能を有する。そのため、振動減衰部材6を設けることにより、振動素子2の振動が中継基板3を介して外部に漏れてしまうのが効果的に低減され、振動素子2の振動漏れが低減される。そのため、振動素子2の主振動のQ値の低下を低減することができ、CI値の上昇や周波数精度の悪化を効果的に低減することができる。
前述したように、振動素子2は、厚みすべり振動モードで振動するが、この主振動の他にも、屈曲振動モード、ねじり振動モード、輪郭振動モード等のスプリアス振動(不要振動)を有する。これらスプリアス振動が主振動の振動周波数に近い振動周波数を有していると、主振動にスプリアス振動が結合し、主振動と共にスプリアス振動が励振されてしまう場合がある。スプリアス振動は、振動素子2内に閉じ込めることが困難であり、接続バンプB3を介して中継基板3に漏れてしまう。このような振動漏れによって主振動の損失が生じ、その結果、主振動のQ値が低下してしまい、CI値の上昇や周波数精度の悪化に繋がる。
また、中継基板3に漏れた振動の周波数が中継基板3の共振モードの周波数と一致してしまうと、中継基板3に共振モードが励起されてしまい、その振動が接続バンプB2を介して外部に漏れてしまう。このように、振動素子2から漏れた振動によって、中継基板3に共振モードが励起されてしまうと、振動素子2の振動漏れが増大し、さらなる振動特性の悪化に繋がってしまう。そこで、振動デバイス1では、中継基板3に振動減衰部材6を設けて、中継基板3に生じる共振モードを減衰させることにより、振動素子2の振動漏れを効果的に低減し、振動素子2の振動特性の悪化を効果的に抑制している。
振動減衰部材6としては、その機能を発揮することができれば、特に限定されず、例えば、振動基板21の構成材料である水晶よりも縦弾性率(ヤング率)およびせん断弾性率(剛性率)が十分に小さい粘弾性体を用いることができる。このような粘弾性体の材料としては、例えば、シリコン系、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、ビスマレイミド系、ポリエステル系、ポリウレタン系等の各種樹脂材料を用いることができる。
なお、振動減衰部材6の縦弾性率(ヤング率)としては、特に限定されないが、例えば、0.001GPa以上1GPa以下であることが好ましく、0.001GPa以上0.5GPa以下であることがより好ましい。例えば、シリコン系の樹脂材料では、縦弾性率E(ヤング率)が0.2GPaであり、せん断弾性率(剛性率)が0.075GPaであるので、上述した縦弾性率とせん断弾性率とを水晶よりも十分に小さくすることができる。
また、樹脂材料には、フィラーが含まれていてもよい。フィラーを含むことにより、振動減衰部材6の熱伝導率が高まり、後述する振動減衰部材6の歪みによって振動減衰部材6内に生じた熱エネルギーを効率的に外部に放出することができる。そのため、振動減衰部材6によるスプリアス振動の減衰効果がより大きくなる。このようなフィラーとしては、特に限定されないが、例えば、各種金属、シリカ(SiO2)、アルミナ(Al2O3)、ガラス等の無機フィラーを用いることができる。
このような振動減衰部材6を中継基板3に配置すると、共振モードが振動減衰部材6を歪ませることにより、歪みによる内部摩擦に起因する粘弾性損失が発生する。これにより、共振モードが減衰されて、共振モードのQ値が低下する。共振モードのQ値が低下することにより、共振モードのCI値が大きくなり、その結果、中継基板3に共振モードが生じ難くなる。なお、この粘弾性損失は、振動減衰部材6の歪みが大きい程大きくなる。
振動減衰部材6は、中継基板3の厚さ方向からの平面視(図4視)で、各接続バンプB2と重なるように4つ設けられている。具体的には、振動減衰部材6は、端子381と接合された2つの接続バンプB2と重なる振動減衰部材61、62と、端子391と接合された2つの接続バンプB2と重なる振動減衰部材63、64と、を有する。前述したように、接続バンプB2を介して振動が外部へ漏れ出すため、各接続バンプB2と重なるように振動減衰部材61〜64を配置することにより、すなわち、振動漏れの経路上に振動減衰部材61〜64を配置することにより、共振モードをより効果的に減衰させることができ、振動漏れをより効果的に抑制することができる。したがって、共振モードの影響がより低減され、より高精度な発振特性を有する振動デバイス1となる。
特に、本実施形態では、振動減衰部材61〜64は、それぞれ、対応する接続バンプB2よりも大きい径を有しており、中継基板3の厚さ方向からの平面視で、対応する接続バンプB2を覆っている。すなわち、振動減衰部材61〜64は、それぞれ、中継基板3の厚さ方向からの平面視で、対応する接続バンプB2の全域を内包している。そのため、振動減衰部材61〜64によって、中継基板3の共振モードをさらに効果的に減衰させることができ、振動漏れをさらに効果的に抑制することができる。したがって、共振モードの影響がさらに低減され、さらに高精度な発振特性を有する振動デバイス1となる。
また、図9に示すように、振動減衰部材61〜64は、それぞれ、共振モードの腹hの位置および節fの位置を少なくとも1つずつ含むように配置されていることが好ましい。なお、図9では、振動減衰部材61〜64は、共振モードの腹hの位置および節fの位置を2つずつ含むように配置されている。これにより、共振モードによって振動減衰部材61〜64をより確実に歪ませることができ、共振モードをより効果的に減衰させることができる。そのため、共振モードの影響がより低減された振動デバイス1となる。
なお、図9に示す共振モードは模式的なもので、実際に生じる共振モードとは異なる場合がある。また、節fとは、振動が生じず振幅が0の点を言い、腹hとは、振動の振幅が最大になり変位が最も大きい点を言う。また、ここで言う「共振モード」には、屈曲振動、ねじり振動、輪郭振動等、単体の共振モードや複数の共振モードが結合した共振モードが含まれる。また、複数の共振モードが生じている場合は、少なくとも1つの共振モードにおいて、上記の関係を満足していればよい。また、本実施形態では、振動減衰部材61〜64の全部が上記の関係を満足しているが、これに限定されず、振動減衰部材61〜64の少なくとも1つが上記の関係を満足していればよい。また、振動減衰部材61〜64で、対象とする共振モードが異なっていてもよい。例えば、振動減衰部材61、63は、捩り振動である共振モードに対して上記の関係を満足し、振動減衰部材62、64は、輪郭振動である共振モードに対して上記の関係を満足していてもよい。
ここで、前述したように、振動減衰部材61〜64は、それぞれ、共振モードの腹hの位置および節fの位置を少なくとも1つずつ含むように配置されているのが好ましいが、共振モードの腹hの位置および節fの位置を少なくとも2つから6つずつ含むように配置することがより好ましく、共振モードの腹hの位置および節fの位置を少なくとも3つから5つずつ含むように配置することがさらに好ましい。これにより、上述した効果をより顕著に発揮することができ、共振モードの影響がさらに低減された振動デバイス1となる。なお、共振モードの腹hの位置および節fの位置を少なくとも2つから6つずつ含む場合は、これら腹hおよび節fは、連続している(互いに隣り合って位置している)ことが好ましい。
また、図10に示すように、振動減衰部材61〜64は、それぞれ、共振モードの節fの位置を含まず、少なくとも1つの腹hの位置だけを含むように配置されていてもよい。この場合、振動減衰部材61〜64は、略剛体運動をするが、振動減衰部材61〜64内は、慣性力によって揺すられるため、共振モードを減衰させることができる。また、図11に示すように、振動減衰部材61〜64は、それぞれ、共振モードの腹hの位置を含まず、少なくとも1つの節fの位置だけを含むように配置されていてもよい。この場合、振動減衰部材61〜64は、略回動運動をするが、振動減衰部材61〜64内は、慣性力によって揺すられるため、共振モードを減衰させることができる。したがって、図10および図11の場合についても、上記と同様にして、共振モードの影響が低減された振動デバイス1を得ることができる。また、このような場合、図9の場合と比べて、各振動減衰部材61〜64の径を小さくすることができる。そのため、例えば、中継基板3の小型化を図ることができる。
また、振動減衰部材61、62は、端子381上に設けられ、振動減衰部材63、64は、端子391上に設けられている。すなわち、振動減衰部材61、62は、端子381に接して設けられ、振動減衰部材63、64は、端子391に接して設けられている。このように、金属膜である端子381、391上に振動減衰部材61〜64を配置することにより、水晶基板である基板31上に振動減衰部材61〜64を配置する場合と比べて、振動減衰部材61〜64の材料を塗布する際の濡れ性が向上し、振動減衰部材61〜64の径を制御し易くなる。また、振動減衰部材61〜64の濡れ性を等しくすることができるため、振動減衰部材61〜64の形状ばらつきを低減することができる。そのため、振動減衰部材61〜64によって、より確実に、共振モードを減衰させることができる。また、個体間の製造ばらつきも低減することができるため、共振モードの影響が効果的に低減された振動デバイス1を高い歩留まりで製造することができる。
図12および図13に示すように、振動減衰部材61〜64の厚さT1は、特に限定されないが、例えば、基板31の厚さTの1%以上100%以下であることが好ましく、20%以上80%以下であることがより好ましく、40%以上60%以下であることがさらに好ましい。厚さT1をこのような値とすることにより、成膜し易い厚さの振動減衰部材61〜64となる。また、より確実に、上述したような共振モードの減衰効果を発揮することのできる振動減衰部材61〜64となる。また、振動減衰部材61〜64が過度に厚くなるのを抑制することができる。そのため、例えば、振動減衰部材61〜64の硬化時に生じる収縮応力を低減することができ、硬化にかかる時間を十分に短くすることができ、硬化時の加熱温度を十分に低く抑えることができる。そのため、中継基板3に加わる応力や熱履歴を効果的に低減することができる。なお、振動減衰部材61〜64の厚さT1の具体的数値としては、基板31の厚さTによっても異なるが、例えば、1μm以上300μm以下とすることができる。
また、振動減衰部材61〜64の直径R1(最大幅)としては、特に限定されないが、例えば、5μm以上300μm以下であることが好ましく、20μm以上200μm以下であることがより好ましく、20μm以上100μm以下であることがさらに好ましい。直径R1をこのような値とすることにより、振動減衰部材61〜64の効果を十分に発揮することのできる大きさとなると共に、振動減衰部材61〜64の過度な大型化を抑制することができる。
以上、振動減衰部材6によって、共振モードを減衰させることができることについて説明した。ここで、前述したように、中継基板3と回路素子4との接続に金属バンプである接続バンプB2を用いている。これにより、例えば、従来から用いられている樹脂系の導電性接着剤を用いて中継基板3と回路素子4とを接続する場合と比べて、中継基板3の共振モードの周波数のばらつきを抑えることができる。これは、共振モードの周波数は、中継基板3が固定されている部分の配置や大きさによって変化するが、金属バンプによれば、樹脂系の導電性接着剤と比べて、その配置や径を高精度に制御することができるためである。このように、共振モードの周波数を精度よく制御することができれば、共振モードの周波数を、振動素子2から中継基板3に漏れる振動の周波数から十分に離間させることができ、共振モードがさらに励起され難くなる。つまり、振動デバイス1では、接続バンプB2と振動減衰部材6との相乗効果によって、共振モードの影響がより効果的に低減されている。
なお、振動減衰部材61〜64は、接続バンプB2のような中継基板3を固定する部材ではないため、その配置や大きさ等が共振モードの周波数に与える影響は小さい。したがって、接続バンプB2の配置や大きさによって共振モードの周波数を高精度に制御したにも関わらず、振動減衰部材61〜64によって、その周波数が変動することがほとんどない。そのため、振動減衰部材61〜64の配置や大きさに対する制約が少なく、比較的自由にその配置や大きさを設定することができる。
以上、振動デバイス1について説明した。このような振動デバイス1は、前述したように、振動素子2と、振動素子2が取り付けられている中継基板3と、中継基板3が取り付けられている回路素子4と、中継基板3に設けられている振動減衰部材6と、振動素子2、中継基板3および回路素子4を収納しているパッケージ5と、を有する。このように、中継基板3に振動減衰部材6を設けることにより、中継基板3の共振モードの粘弾性損失が大きくなり、共振モードを効果的に減衰させることができる。そのため、振動デバイス1によれば、中継基板3の共振モードの影響を効果的に低減することができ、優れた振動特性を発揮することができる。
また、前述したように、振動減衰部材6が設けられている領域は、中継基板3の共振モードの腹hの位置を少なくとも1つ含む。これにより、振動減衰部材6によって共振モードをより効果的に減衰させることができる。
また、前述したように、振動減衰部材6が設けられている領域は、中継基板3の共振モードの節fの位置を少なくとも1つ含む。これにより、振動減衰部材6によって共振モードをより効果的に減衰させることができる。
また、前述したように、振動減衰部材6が設けられている領域は、中継基板3の共振モードの腹hの位置および節fの位置を少なくとも1つずつ含む。これにより、振動減衰部材6によって共振モードをより効果的に減衰させることができる。
また、前述したように、振動減衰部材6は、樹脂材料からなる。これにより、振動減衰部材6が中継基板3に対して十分に柔らかくなり、振動減衰部材6によって、より効果的に共振モードを減衰させることができる。
また、前述したように、振動減衰部材6の厚さT1は、中継基板3の厚さ(基板31の厚さT)の1%以上100%以下であることが好ましい。このような値とすることにより、成膜し易い厚さの振動減衰部材6となる。また、より確実に、振動減衰部材6による共振モードの減衰効果を発揮することができる。また、振動減衰部材6が過度に厚くなるのを抑制することができる。そのため、例えば、振動減衰部材6の硬化時に生じる収縮応力を低減することができ、硬化にかかる時間を十分に短くすることができ、硬化時の加熱温度を十分に低く抑えることができる。そのため、中継基板3に加わる応力や熱履歴を効果的に低減することができる。
なお、振動デバイス1の構成としては、上記の構成に限定されない。例えば、本実施形態では、振動減衰部材6が振動減衰部材61〜64を有しているが、振動減衰部材6の数は、特に限定されない。例えば、振動減衰部材61〜64のうちの少なくとも1つを省略してもよい。また、例えば、振動減衰部材61、62、振動減衰部材63、64がそれぞれ一体化されていてもよい。また、振動減衰部材6は、さらに、別の振動減衰部材を有していてもよい。また、本実施形態では、振動減衰部材61〜64が端子381、391(金属膜)上に配置されているが、例えば、基板31の下面312に端子381、391が形成されておらず、基板31の下面312に接して振動減衰部材61〜64が配置されていてもよい。
また、本実施形態では、振動減衰部材6が接続バンプB2と重なって配置されているが、これに限定されない。例えば、振動減衰部材6は、接続バンプB2と重ならないように配置されていてもよい。また、本実施形態では、振動減衰部材61〜64が略半球形であるが、振動減衰部材61〜64の形状としては、特に限定されない。例えば、平面視で、楕円形、長円形、三角形、四角形、環状形、異形等であってもよい。また、立体視で、半球形に限定されず、円柱、三角柱、四角柱等の柱形、円錐、三角錐、四角錐等の錐形であってもよい。また、振動減衰部材6は、中継基板3の上面312に設けられていてもよいし、下面311および上面312の両面に設けられていてもよい。
<第2実施形態>
図14は、本発明の第2実施形態に係る振動デバイスが有する中継基板を示す上面図である。図15は、図14に示す中継基板の下面図である。図16および図17は、それぞれ、図14に示す中継基板の変形例を示す下面図である。
図14は、本発明の第2実施形態に係る振動デバイスが有する中継基板を示す上面図である。図15は、図14に示す中継基板の下面図である。図16および図17は、それぞれ、図14に示す中継基板の変形例を示す下面図である。
本実施形態に係る振動デバイスは、主に、中継基板3の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態の振動デバイスと同様である。なお、以下の説明では、第2実施形態の振動デバイスに関し、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図14ないし図17では、それぞれ、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
図14および図15に示すように、本実施形態の中継基板3では、基板31は、ジンバル形状となっている。具体的には、基板31は、接続バンプB3を介して振動素子2が接合された基部32と、基部32の外側に位置し、接続バンプB2を介して回路素子4に接合された支持部33と、基部32と支持部33との間に位置する中継部34と、基部32と中継部34とを接続する一対の梁部351、352と、中継部34と支持部33とを接続する一対の梁部361、362と、を有する。
支持部33は、矩形の枠状となっており、4つの延在部331、332、333、334を有する。そして、支持部33は、延在部331、332の中央部において、それぞれ2つの接続バンプB2を介して回路素子4の能動面40に固定されている。また、支持部33の内側に位置する中継部34は、矩形の枠状となっており、4つの延在部341、342、343、344を有する。また、中継部34の内側に位置する基部32は、矩形の単板状となっており、4つの縁部321、322、323、324を有する。そして、基部32の下面に接続バンプB3を介して振動素子2が固定されている。
また、一対の梁部361、362は、中継部34の両側に位置し、中継部34を両持ち支持するように、中継部34と支持部33とを接続している。具体的には、梁部361は、延在部333、343を延在方向の中央部同士で接続しており、梁部362は、延在部334、344を延在方向の中央部同士で接続している。また、一対の梁部351、352は、基部32の両側に位置し、基部32を両持ち支持するように、基部32と中継部34とを接続している。具体的には、梁部351は、縁部321と延在部341とを延在方向の中央部同士で接続し、梁部352は、縁部322と延在部342とを延在方向の中央部同士で接続している。
このような基板31によれば、回路素子4に固定されている支持部33から振動素子2が固定されている基部32までの応力の伝達経路を蛇行させることができるため、前記伝達経路をなるべく長く確保することができる。そのため、パッケージ5や回路素子4の変形により生じる応力が支持部33から基部32までの間に十分に吸収・緩和されて基部32上の振動素子2に伝わり難くなる。そのため、振動素子2の駆動特性の変化、特に振動周波数の変動が起き難く、振動素子2は、優れた振動特性を発揮することができる。
また、振動減衰部材6は、梁部351に設けられた振動減衰部材61と、梁部352に設けられた振動減衰部材62と、梁部361に設けられた振動減衰部材63と、梁部362に設けられた振動減衰部材64と、を有する。
振動減衰部材61は、梁部351を間に挟むようにして一対設けられている。各振動減衰部材61は、基部32の縁部321と中継部34の延在部341との間に挟まっており、梁部351、縁部321および延在部341の側面と接触している。また、振動減衰部材62は、梁部352を間に挟むようにして一対設けられている。各振動減衰部材62は、基部32の縁部322と中継部34の延在部342との間に挟まっており、梁部352、縁部322および延在部342の側面と接触している。
振動減衰部材63は、梁部361を間に挟むようにして一対設けられている。各振動減衰部材63は、支持部33の延在部333と中継部34の延在部343との間に挟まっており、梁部361、延在部333および延在部343の側面と接触している。また、振動減衰部材64は、梁部362を間に挟むようにして一対設けられている。また、各振動減衰部材64は、支持部33の延在部334と中継部34の延在部344との間に挟まっており、梁部362、延在部334および延在部344の側面と接触している。
このような構成とすることにより、中継基板3の共振モードの伝搬経路上に振動減衰部材61〜64を配置することができる。そのため、振動減衰部材61〜64によって共振モードを効果的に減衰させることができる。また、基部32と中継部34との隙間および中継部34と支持部33との隙間を振動減衰部材61〜64の設置スペースとして有効活用することができる。特に、前述した第1実施形態のように、基板31の下面312に振動減衰部材6を配置する構成と比べて、振動減衰部材6の厚みを合わせた中継基板3全体の厚さを小さくすることができるため、その分、振動デバイス1の低背化を図ることができる。
このように、本実施形態の振動デバイス1では、中継基板3は、振動素子2が取り付けられている基部32と、中継基板3の厚さ方向における平面視で基部32の外側に設けられ、回路素子4に取り付けられている支持部33と、基部32と支持部33とを接続する梁部351、352、361、362と、を含んでいる。そして、振動減衰部材6は、梁部351、352、361、362に設けられている。このような構成とすることにより、中継基板3の共振モードが接続バンプB2を介して回路素子4へ伝搬される経路上に振動減衰部材61〜64を配置することができる。そのため、振動減衰部材61〜64によって、共振モードを効果的に減衰させることができる。
以上のような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
なお、中継基板3の構成としては、上述の構成に限定されない。図16に示す構成では、基板31は、基部32と、基部32の外側に位置する支持部33と、基部32と支持部33とを接続する一対の梁部361、362と、を有する。そして、梁部361に振動減衰部材63が設けられ、梁部362に振動減衰部材64が設けられている。
図17に示す構成では、基板31は、基部32と、基部32の外側に位置する支持部33と、基部32と支持部33とを接続する一対の梁部351、352と、を有する。支持部33は、基部32の一方側に位置する支持部33Aと、他方側に位置する支持部33Bと、を有する。梁部351は、一対設けられ、基部32と支持部33Aとを接続し、梁部352は、一対設けられ、基部32と支持部33Bとを接続している。また、各梁部351、352は、蛇行しており変形容易となっている。そのため、パッケージ5や回路素子4から伝わる応力が梁部351、352の変形によって吸収・緩和されて基部32上の振動素子2に伝わり難くなる。したがって、振動素子2の駆動特性の変化、特に振動周波数の変動が起き難く、振動素子2は、優れた振動特性を発揮することができる。そして、梁部351、352の間に挟まれるようにして振動減衰部材6が設けられている。
<第3実施形態>
図18は、本発明の第3実施形態に係る振動デバイスが有する中継基板を示す下面図である。図19ないし図23は、それぞれ、図18中のA−A線断面図である。
図18は、本発明の第3実施形態に係る振動デバイスが有する中継基板を示す下面図である。図19ないし図23は、それぞれ、図18中のA−A線断面図である。
本実施形態に係る振動デバイスは、振動減衰部材6の配置が異なること以外は、前述した第2実施形態の振動デバイスと同様である。なお、以下の説明では、第3実施形態の振動デバイスに関し、前述した第2実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図18ないし図23では、それぞれ、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
図18に示すように、延在部341には、梁部351との接続部341aを間に挟むようにして一対の振動減衰部材61が設けられている。このような構成では、梁部351から延在部341の一方側へ伝搬する振動を一方の振動減衰部材61で減衰させ、他方側へ伝搬する振動を他方の振動減衰部材61で減衰させることができる。また、延在部342には、梁部352との接続部342aを間に挟むようにして一対の振動減衰部材62が設けられている。このような構成では、梁部352から延在部342の一方側へ伝搬する振動を一方の振動減衰部材62で減衰させ、他方側へ伝搬する振動を他方の振動減衰部材62で減衰させることができる。
また、延在部333には、梁部361との接続部333aを間に挟むようにして一対の振動減衰部材63が設けられている。このような構成では、梁部361から延在部333の一方側へ伝搬する振動を一方の振動減衰部材63で減衰させ、他方側へ伝搬する振動を他方の振動減衰部材63で減衰させることができる。また、延在部334には、梁部362との接続部334aを間に挟むようにして一対の振動減衰部材64が設けられている。このような構成では、梁部362から延在部334の一方側へ伝搬する振動を一方の振動減衰部材64で減衰させ、他方側へ伝搬する振動を他方の振動減衰部材64で減衰させることができる。
このような構成によれば、中継基板3の共振モードの伝搬経路上に振動減衰部材61〜64を配置することができる。そのため、振動減衰部材61〜64によって共振モードを効果的に減衰させることができる。ここで、中継基板3の共振モードの振動方向が判明している場合等には、その振動方向に合わせて振動減衰部材61〜64の配置を変更することが好ましい。これにより、振動減衰部材61〜64によって、より効率的に共振モードを減衰させることができる。以下、いくつかの具体例を示すが、振動減衰部材61〜64の配置は同様であるため、以下では、説明の便宜上、振動減衰部材61について代表して説明し、振動減衰部材62〜64については、その説明を省略する。
例えば、図19に示すように、共振モードの振動方向が延在部341の延在方向である場合、振動減衰部材61は、延在部341の全周を囲んで配置することが好ましい。すなわち、延在部341の上下面および両側面に振動減衰部材61を配置することが好ましい。また、図20に示すように、共振モードの振動方向が延在部341の中心軸まわりの捩じれ方向である場合、振動減衰部材61は、延在部341の全周を囲んで配置することが好ましい。すなわち、延在部341の上下面および両側面に振動減衰部材61を配置することが好ましい。これにより、振動減衰部材61によって効率的に共振モードを減衰させることができる。
また、図21に示すように、共振モードの振動方向が中継基板3の厚さ方向である場合、振動減衰部材61は、延在部341の上面311および下面312に配置することが好ましい。これにより、振動減衰部材61によって効率的に共振モードを減衰させることができる。また、図22に示すように、共振モードの振動方向が延在部341の幅方向である場合、振動減衰部材61は、延在部341の両側面に配置することが好ましい。これにより、振動減衰部材61によって効率的に共振モードを減衰させることができる。
また、図19ないし図22で示す振動方向のいずれの場合においても、例えば、図23に示すように、振動減衰部材61は、延在部341の上面311(または下面312)と両側面とに配置してもよい。これにより、複数の共振モードに対応することができる振動減衰部材61の配置となる。また上面311および下面312の一方にのみ振動減衰部材61を配置することにより、振動減衰部材61の形成が容易となる。例えば、図23に示す構成では、上面311から樹脂材料を塗布すれば、自重によって両側面へ垂れ流れ、その結果、上面311と両側面とに広がって配置された振動減衰部材61が得られる。
このような第3実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態に係る電子機器について説明する。
次に、本発明の第4実施形態に係る電子機器について説明する。
図24は、本発明の第4実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
図24に示すモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューター1100は、本発明の振動デバイスを備える電子機器を適用したものである。この図において、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部1108を備えた表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター1100には、例えば、発振器として用いられる振動デバイス1が内蔵されている。
このようなパーソナルコンピューター1100(電子機器)は、振動デバイス1を有する。そのため、前述した振動デバイス1の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
<第5実施形態>
次に、本発明の第5実施形態に係る電子機器について説明する。
次に、本発明の第5実施形態に係る電子機器について説明する。
図25は、本発明の第5実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
図25に示す携帯電話機1200(PHSも含む)は、本発明の振動デバイスを備える電子機器を適用したものである。携帯電話機1200は、アンテナ(図示せず)、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部1208が配置されている。このような携帯電話機1200には、例えば、発振器として用いられる振動デバイス1が内蔵されている。
このような携帯電話機1200(電子機器)は、振動デバイス1を有する。そのため、前述した振動デバイス1の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
<第6実施形態>
次に、本発明の第6実施形態に係る電子機器について説明する。
次に、本発明の第6実施形態に係る電子機器について説明する。
図26は、本発明の第6実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
図26に示すデジタルスチールカメラ1300は、本発明の振動デバイスを備える電子機器を適用したものである。ケース(ボディー)1302の背面には表示部1310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1310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1304が設けられている。そして、撮影者が表示部1310に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押すと、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリー1308に転送・格納される。このようなデジタルスチールカメラ1300には、例えば、発振器として用いられる振動デバイス1が内蔵されている。
このようなデジタルスチールカメラ1300(電子機器)は、振動デバイス1を有する。そのため、前述した振動デバイス1の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
なお、本発明の電子機器は、前述したパーソナルコンピューター、携帯電話機およびデジタルスチールカメラの他にも、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計(スマートウォッチを含む)、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンタ)、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、HMD(ヘッドマウントディスプレイ)等のウェアラブル端末、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、移動体端末基地局用機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシミュレーター、ネットワークサーバー等に適用することができる。
<第7実施形態>
次に、本発明の第7実施形態に係る移動体について説明する。
次に、本発明の第7実施形態に係る移動体について説明する。
図27は、本発明の第7実施形態に係る移動体を示す斜視図である。
図27に示す自動車1500は、本発明の振動デバイスを備える移動体を適用した自動車である。自動車1500には、例えば、発振器として用いられる振動デバイス1が内蔵されている。振動デバイス1は、例えば、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。
このような自動車1500(移動体)は、振動デバイス1を有する。そのため、前述した振動デバイス1の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
なお、移動体としては、自動車1500に限定されず、例えば、飛行機、船舶、AGV(無人搬送車)、二足歩行ロボット、ドローン等の無人飛行機等にも適用することができる。
以上、本発明の振動デバイス、電子機器および移動体を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成を組み合わせたものであってもよい。
また、前述した実施形態では、振動デバイスを発振器に適用した構成について説明したが、これに限定されず、例えば、振動デバイスを加速度、角速度等の物理量を検出可能な物理量センサーに適用してもよい。この場合、振動素子2として駆動振動モードと、受けた物理量に応じて励振される検出振動モードとを有する素子を用い、回路素子4には、振動素子2を駆動振動モードで駆動させるための駆動回路と、振動素子2の検出振動モードから得られる信号に基づいて物理量を検出する検出回路とを形成すればよい。
1…振動デバイス、2…振動素子、21…振動基板、211…上面、212…下面、22…電極、221、222…励振電極、223、224…端子、225、226…配線、3…中継基板、31…基板、311…上面、312…下面、32…基部、321〜324…縁部、33、33A、33B…支持部、331〜334…延在部、333a、334a…接続部、34…中継部、341〜344…延在部、341a、342a…接続部、351、352、361、362…梁部、38、39…配線、381、382、391、392…端子、4…回路素子、40…能動面、41、42…端子、5…パッケージ、51…ベース、511…凹部、511a…第1凹部、511b…第2凹部、52…リッド、53…内部端子、54…外部端子、6、61〜64…振動減衰部材、1100…パーソナルコンピューター、1102…キーボード、1104…本体部、1106…表示ユニット、1108…表示部、1200…携帯電話機、1202…操作ボタン、1204…受話口、1206…送話口、1208…表示部、1300…デジタルスチールカメラ、1302…ケース、1304…受光ユニット、1306…シャッターボタン、1308…メモリー、1310…表示部、1500…自動車、B1〜B3…接続バンプ、S…収納空間、f…節、h…腹、θ…角度
Claims (9)
- 振動素子と、
前記振動素子が取り付けられている中継基板と、
前記中継基板が取り付けられている回路素子と、
前記中継基板に設けられている振動減衰部材と、
前記振動素子、前記中継基板および前記回路素子を収納しているパッケージと、を有することを特徴とする振動デバイス。 - 前記振動減衰部材が設けられている領域は、前記中継基板の共振モードの腹の位置を少なくとも1つ含む請求項1に記載の振動デバイス。
- 前記振動減衰部材が設けられている領域は、前記中継基板の共振モードの節の位置を少なくとも1つ含む請求項1に記載の振動デバイス。
- 前記振動減衰部材が設けられている領域は、前記中継基板の共振モードの腹の位置および節の位置をそれぞれ少なくとも1つずつ含む請求項1に記載の振動デバイス。
- 前記中継基板は、
前記振動素子が取り付けられている基部と、
前記中継基板の厚さ方向における平面視で前記基部の外側に設けられ、前記回路素子に取り付けられている支持部と、
前記基部と前記支持部とを接続する梁部と、を含み、
前記振動減衰部材は、前記梁部に設けられている請求項1ないし4のいずれか1項に記載の振動デバイス。 - 前記振動減衰部材は、樹脂材料からなる請求項1ないし5のいずれか1項に記載の振動デバイス。
- 前記振動減衰部材の厚さは、前記中継基板の厚さの1%以上100%以下である請求項1ないし6のいずれか1項に記載の振動デバイス。
- 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の振動デバイスを有することを特徴とする電子機器。
- 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の振動デバイスを有することを特徴とする移動体。
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JP2018047623A JP2019161525A (ja) | 2018-03-15 | 2018-03-15 | 振動デバイス、電子機器および移動体 |
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CN111182466A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-05-19 | 广东嘉腾机器人自动化有限公司 | 一种主动式的无线中继系统及控制方法 |
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2018
- 2018-03-15 JP JP2018047623A patent/JP2019161525A/ja active Pending
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