JP5747964B2 - Double tuning fork type piezoelectric vibrating piece - Google Patents
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本発明は、双音叉型の圧電振動片に係り、特に小型化に適した電極構造を有する双音叉型圧電振動片に関する。 The present invention relates to a double tuning fork type piezoelectric vibrating piece, and more particularly to a double tuning fork type piezoelectric vibrating piece having an electrode structure suitable for miniaturization.
2つの基端部の間に励振部である振動ビームを有する双音叉型圧電振動片は、基端部が固定される支持部間の距離や支持部間に加えられる力の変動を検出することに適し、圧力センサや加速度センサ等に用いられている(例えば特許文献1参照)。 A double tuning fork type piezoelectric vibrating piece having a vibrating beam as an excitation part between two base end parts detects the distance between the support parts to which the base end parts are fixed and fluctuations in the force applied between the support parts. And is used for pressure sensors, acceleration sensors, and the like (see, for example, Patent Document 1).
双音叉型圧電振動片は、図4に示すように、基端部2aと基端部2bの間に並行に掛け渡された2本の振動ビーム3a,3bに対し、3つの領域に区分けされた振動領域のそれぞれに励振電極4a,4b,4c,5a,5b,5cが設けられている。各領域の励振電極4a〜4c,5a〜5cは、表面、裏面、内側面、外側面にそれぞれ形成され、表面と裏面、内側面と外側面が、それぞれ同じ電位となるように、基端部に設けられた入出力電極6a,6bに対して電気的に接続されている。また、3つの領域に区分けされた励振電極4a〜4c,5a〜5cは、基端部2a,2bに隣接する第1領域、第3領域の励振電極4a,5a,4c,5cと、第1領域、第3領域の励振電極の間に位置する第2領域の励振電極4b,5bとの間で、電位が逆転するように形成されている。このように構成される従来の双音叉型圧電振動片1の励振電極同士を接続する引出し電極7a,7bは、振動ビーム3a,3bに対して励振電極4a〜4c,5a〜5cを一筆書きで接続するような形態とされている。
As shown in FIG. 4, the double tuning fork type piezoelectric vibrating piece is divided into three regions with respect to the two vibrating
なお、図4において、図4(A)は従来の双音叉型圧電振動片の構成を示す平面図であり、図4(B)は裏面側電極の構成を透過させた状態を示す平面図である。 4A is a plan view showing a configuration of a conventional double tuning fork type piezoelectric vibrating piece, and FIG. 4B is a plan view showing a state in which the configuration of the back side electrode is transmitted. is there.
このような双音叉型圧電振動片を小型に改良する場合は、振動ビームの長さを短く構成すれば良いが、改良の前後での振動の周波数(共振周波数)を等しくする場合には、振動ビームの長さを短くすると共に振動ビームを細く形成する。
即ち、双音叉型圧電振動片の小型化に伴い振動ビームの長さのみを短く形成するほど励起される振動は低周波側へ遷移する。そこで、励起される周波数を変更せずに双音叉型圧電振動片を小型に構成するには、振動ビームの長さをより短く形成すると共に共振ビームの太さをより細く形成してこれにより双方の加工に伴う周波数の変化を相殺すれば良い。
In order to improve such a double tuning fork type piezoelectric vibrating piece to a small size, the length of the vibration beam may be shortened. However, if the vibration frequency (resonance frequency) before and after the improvement is made equal, the vibration is reduced. The length of the beam is shortened and the vibration beam is formed narrow.
That is, as the double tuning fork type piezoelectric vibrating piece is miniaturized, the vibration that is excited shifts to the lower frequency side as the length of the vibrating beam is shortened. Therefore, in order to make the double tuning fork type piezoelectric vibrating piece compact without changing the excited frequency, the length of the vibrating beam is made shorter and the thickness of the resonant beam is made thinner, thereby both What is necessary is just to cancel the change of the frequency accompanying the processing.
しかしながら、振動ビームの表裏面に形成する励振電極と2本の振動ビームにおける内側面及び外側面に形成される励振電極とを電気的に接続する引出し電極は細いため、双音叉型圧電振動片の小型化に伴って振動ビームが細くなった場合、励振電極形成時のマスクのアライメントズレの影響を受けて断線する虞が生ずる。即ち、双音叉型圧電振動片の小型化が進むと、例えば双音叉型圧電振動片を製造する装置の加工精度の向上が追いつかない場合がある。その為、双音叉型圧電振動片の寸法に対して製造装置による製造誤差量の比率が大きくなる。例えば図4(A)において励振電極形成する場合は振動ビーム上の所定の範囲内にのみ金属膜を構成する為に露光用のマスクを使用したフォトリソグラフィーと呼ばれる加工技術が使用される。そしてマスクの配置精度には範囲があるからマスクは適切な位置から紙面に対して下方向へズレてしまう場合がある。そしてマスクのパターンが双音叉型圧電振動片の小型化と共に微細になると、マスクの僅かな配置ズレであっても金属膜の形成位置は大幅にズレてしまうことになる。特に、引出し電極は、双音叉型圧電振動片の構成要素の中でも寸法が小さい部類に属する。その為、マスクの配置ズレによって例えば振動ビームの外側面に形成された励振電極4bと表面に形成された励振電極4cとを結線する引出し電極を形成するためのマスクのパターンが振動ビームの外側面に達しない場合がある。従って、この状態で金属膜が加工されると引出し電極は外側面の励振電極4bと結線されず、更に引出し電極は上述したように、励振電極間を一筆書きのように接続しているため、引出し電極に断線が生じた場合、励振電極が電気的に浮いた状態となってしまい、振動損失が高くなり、CI値の劣化、さらには発振不良の原因にもなる。
However, since the extraction electrodes that electrically connect the excitation electrodes formed on the front and back surfaces of the vibration beam and the excitation electrodes formed on the inner and outer surfaces of the two vibration beams are thin, the double tuning fork type piezoelectric vibrating piece When the vibration beam becomes thinner as the size is reduced, there is a risk of disconnection due to the effect of mask alignment deviation when the excitation electrode is formed. That is, if the size of the double tuning fork type piezoelectric vibrating piece is reduced, for example, the improvement of the processing accuracy of an apparatus for manufacturing the double tuning fork type piezoelectric vibrating piece may not be caught up. Therefore, the ratio of the manufacturing error amount by the manufacturing apparatus to the dimension of the double tuning fork type piezoelectric vibrating piece increases. For example, in the case of forming the excitation electrode in FIG. 4A, a processing technique called photolithography using an exposure mask is used to form the metal film only within a predetermined range on the vibration beam. Since there is a range in the mask placement accuracy, the mask may be displaced downward from the paper surface from an appropriate position. If the pattern of the mask becomes fine with the miniaturization of the double tuning fork type piezoelectric vibrating piece, the formation position of the metal film will be greatly shifted even if the mask is slightly displaced. In particular, the extraction electrode belongs to a class having a small size among the constituent elements of the double tuning fork type piezoelectric vibrating piece. Therefore, a mask pattern for forming an extraction electrode for connecting, for example, the
そこで本発明では、双音叉型圧電振動片の小型化に伴い振動ビームが細くなった場合であっても、励振電極間を接続する引出し電極の断線により励振電極が電気的に浮いてしまうことを防止することができる電極構造を持った双音叉型圧電振動片を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, even when the vibration beam becomes thinner due to the miniaturization of the double tuning fork type piezoelectric vibrating piece, the excitation electrode is electrically floated by the disconnection of the extraction electrode connecting the excitation electrodes. An object of the present invention is to provide a double tuning fork type piezoelectric vibrating piece having an electrode structure that can be prevented.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]一対の基端部と、前記一対の基端部の間に延在する一対の振動ビームと、を含み、前記振動ビームの各々は、前記一対の基端部の夫々に隣接している2つの端部領域と、前記2つの端部領域の間にある中央領域と、から構成されている励振領域を含み、前記励振領域は、前記振動ビームの互いに表裏関係にある第1面および第2面と、前記第1面および前記第2面に連結された一対の側面と、に励振電極が設けられ、前記中央領域における前記第1面または前記第2面に設けられている前記励振電極と、前記2つの端部領域のいずれか一方の前記一対の側面の夫々の前記励振電極と、を接続している中央端部引出し電極、および、前記2つの端部領域のいずれか一方の前記第1面または前記第2面に設けられている前記励振電極と、前記中央領域の前記一対の側面の夫々の前記励振電極と、を接続している端部中央引出し電極、の少なくとも一方を含むことを特徴とする双音叉型振動片。
Application Example 1 includes a pair of base end portions and a pair of vibration beams extending between the pair of base end portions, and each of the vibration beams is adjacent to each of the pair of base end portions. An excitation region composed of two end regions, and a central region between the two end regions, wherein the excitation regions are first and back surfaces of the vibration beam. Excitation electrodes are provided on the surface and the second surface, and a pair of side surfaces connected to the first surface and the second surface, and are provided on the first surface or the second surface in the central region. A central end extraction electrode connecting the excitation electrode and the excitation electrodes on each of the pair of side surfaces of either one of the two end regions, and one of the two end regions The excitation electrode provided on one of the first surface or the second surface , The pair of side surfaces of each said excitation electrode and to connect the by which end the central extraction electrode, double-ended resonator element, characterized in that it comprises at least one of said central region.
このような特徴を有する双音叉型圧電振動片であれば、双音叉型圧電振動片の小型化に伴い振動ビームが細くなった場合であっても、励振電極間を接続する引出し電極の断線により励振電極が電気的に浮いてしまうことを防止することができる。 In the case of a double tuning fork type piezoelectric vibrating piece having such characteristics, even if the vibration beam becomes thinner due to the miniaturization of the double tuning fork type piezoelectric vibrating piece, it is caused by disconnection of the extraction electrode that connects the excitation electrodes. It is possible to prevent the excitation electrode from being electrically floated.
[適用例2]適用例1に記載の双音叉型圧電振動片であって、請求項1において、前記中央端部引出し電極及び前記端部中央引出し電極の少なくとも一方は、前記第1面または前記第2面に設けられている前記励振電極から延在されている引出し電極を分岐して、前記側面に設けられている前記励振電極の夫々に接続していることを特徴とする双音叉型振動片。
[Application Example 2] The double tuning fork type piezoelectric vibrating piece according to Application Example 1, wherein at least one of the center end extraction electrode and the end center extraction electrode is the first surface or the A double tuning fork type vibration characterized in that a lead electrode extending from the excitation electrode provided on the second surface is branched and connected to each of the excitation electrodes provided on the side surface Piece.
このような特徴を有する双音叉型圧電振動片によれば、表面または裏面に形成された励振電極から2本の引出し電極を引出し、これをそれぞれ内側面または外側面に形成された励振電極に接続する構成よりも、パターンを簡単にすることができる。また、個々の引出し電極を極端に細くする必要性が無いため、電気抵抗を低減することもできる。 According to the double tuning fork type piezoelectric vibrating piece having such a feature, two extraction electrodes are extracted from the excitation electrode formed on the front surface or the back surface, and connected to the excitation electrodes formed on the inner surface or the outer surface, respectively. The pattern can be made simpler than the configuration to be performed. In addition, since there is no need to make the individual extraction electrodes extremely thin, the electrical resistance can be reduced.
[適用例3]適用例1または適用例2に記載の双音叉型圧電振動片であって、前記端部領域における前記表面または前記裏面に形成された励振電極と前記端部領域における前記内側面または前記外側面に形成された励振電極とを前記引出し電極により接続する場合には、前記基端部のうち前記振動ビームの長手方向に交差する方向に位置する面を跨ぐ金属パターンも設け、当該金属パターンも前記内側面または前記外側面に形成された励振電極に接続することを特徴とする双音叉型圧電振動片。 Application Example 3 The double tuning fork type piezoelectric vibrating piece according to Application Example 1 or Application Example 2, wherein the excitation electrode formed on the front surface or the back surface in the end region and the inner surface in the end region Alternatively, when the excitation electrode formed on the outer surface is connected by the extraction electrode, a metal pattern straddling the surface located in the direction intersecting the longitudinal direction of the vibration beam in the base end portion is also provided, A double tuning fork type piezoelectric vibrating piece, wherein a metal pattern is also connected to an excitation electrode formed on the inner side surface or the outer side surface.
このような特徴を有する双音叉型圧電振動片によれば、端部領域に設けられた内側面励振電極や外側面励振電極に対し、例えば1本の引出し電極で導通を行う場合であっても、断線の危険性を低減することが可能となる。 According to the double tuning fork type piezoelectric vibrating piece having such a feature, even when conducting, for example, with one extraction electrode to the inner surface excitation electrode and the outer surface excitation electrode provided in the end region, The risk of disconnection can be reduced.
[適用例4]適用例1乃至適用例3のいずれかに記載の双音叉型圧電振動片であって、前記振動ビームの表面及び裏面に凹溝を設け、前記振動ビームの断面形状をH型としたことを特徴とする双音叉型圧電振動片。 [Application Example 4] The double tuning fork type piezoelectric vibrating piece according to any one of Application Examples 1 to 3, wherein a concave groove is provided on a front surface and a back surface of the vibration beam, and a cross-sectional shape of the vibration beam is an H shape. A double tuning fork type piezoelectric vibrating piece characterized by
このような特徴を有する双音叉型圧電振動片によれば、双音叉型圧電振動片を小型化した場合であっても、振動ビームの振動損失が低く、CI値を低く抑えることができる。 According to the double tuning fork type piezoelectric vibrating piece having such characteristics, even when the double tuning fork type piezoelectric vibrating piece is downsized, the vibration loss of the vibration beam is low and the CI value can be kept low.
以下、本発明の双音叉型圧電振動片に係る実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
実施形態に係る双音叉型圧電振動片は、図1、図2に示すように、圧電素板と、圧電素板上に形成された電極パターンとより成る。なお、図1において図1(A)は同図(B)を振動ビーム24側から見た側面図であり、図1(B)は双音叉型圧電振動片の平面図であり、図1(C)は同図(B)を振動ビーム26側から見た側面図であり、図1(D)は双音叉型圧電振動片の裏面側電極の構成を透過して示した平面図である。図2において図2(A)は双音叉型圧電振動片の平面図であり、図2(B)は同図(A)におけるA−A断面を示す図であり、図2(C)は同図(A)におけるB−B断面を示す図である。
Hereinafter, embodiments of a double tuning fork type piezoelectric vibrating piece of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the double tuning fork type piezoelectric vibrating piece according to the embodiment includes a piezoelectric element plate and an electrode pattern formed on the piezoelectric element plate. 1A is a side view of FIG. 1B as viewed from the
圧電素板は、2つの基端部12,22と、この2つの基端部12,22の間に平行に掛け渡された2本の振動ビーム24,26を有する。圧電素板は、圧電効果を奏することのできる部材であって、所望する振動形態を得ることのできるものであれば特に限定するものでは無いが、本実施形態では、周波数温度特性が良好な水晶を採用することとする。
The piezoelectric element plate has two
また、本実施形態に係る双音叉型圧電振動片10における基端部12,22は、双音叉型圧電振動片10を固定するための固定部16,20と、固定部16,20と振動ビーム24,26との間に位置し、振動ビーム24,26と基端部12,22とが一体になるように実際に振動ビーム24,26と接続する接続部14,18とを備える。基端部12,22における固定部16,20と接続部14,18との間にくびれ15,19を設けることで、振動ビーム24,26によって励起された振動の漏れや、固定部16,20から伝搬される外部応力の影響を抑制することが可能となる。また、本実施形態における振動ビーム24,26は、その断面形状を矩形に形成されている。
Further, the
また、振動ビーム24,26は第1振動ビーム24と第2振動ビーム26から成る。振動ビーム24,26は、基端部12の主面のうちいずれか一方の面、例えば本実施形態では入出力電極34,36が形成された側を表面、他方の面を裏面と称す。また、平行して配置された第1振動ビーム24と第2振動ビーム26との対向する側面は内側面、第1振動ビーム24と第2振動ビーム26とのそれぞれにおいて内側面の反対側に位置する側面を外側面と称す。
The vibration beams 24 and 26 include a
電極パターンは、大きく分けて励振電極38〜84、引出し電極100〜117、及び入出力電極34,36とから成る。励振電極38〜84は、上述した第1振動ビーム24及び第2振動ビーム26を励振させるための電極であり、3つに区分けされた励振領域(第1領域28〜第3領域32)のそれぞれに設けられる。第1振動ビーム24,第2振動ビーム26における各振動領域では、表面、裏面、内側面、及び外側面のそれぞれに励振電極38〜84としての金属パターンが形成されている。なお、第1振動ビーム24,第2振動ビーム26の内側面及び外側面に形成される励振電極42,44、50,52、58,60、66,68、は、その一部が表面及び裏面を跨ぐように配設される。
The electrode pattern is roughly composed of
ここで、第1領域28から第3領域32までの振動領域は、振動ビーム24,26が振動する際の共振の節となる点、すなわち振動ビーム24,26の変位を2次の微分係数として求めた際に、2次微分係数が0となる点で区分けすると良い。
Here, the vibration region from the
引出し電極100〜117は、上述した励振電極38〜84同士や、励振電極38〜84と入出力電極34,36とを電気的に接続する電極である。よって引出し電極100〜117は、複数の励振電極38〜84間、あるいは励振電極38〜84と入出力電極34,36との間に、詳細を後述するような金属パターンで配設されることとなる。
The
入出力電極34,36は、基端部12,22のうちの何れか一方の固定部(図1に示すものの場合、基端部12の固定部16)に設けられる電極であり、双音叉型圧電振動片10を搭載するデバイスの端子(不図示)に接続されると共に、励振電極38〜84に対して電圧を印加するための信号や、励振によって得られた信号の入出力に寄与する。
The input /
入出力電極34,36と励振電極38〜84とを接続する引出し電極100〜117は、図1に示すような形態であり、以下に説明するようにして励振電極同士、あるいは入出力電極と励振電極と接続している。
The
第1の入出力電極34(以下、便宜上入出力電極34を第1の入出力電極と称す)から引出された引出し電極100は、第1振動ビーム24における第1領域28の外側面励振電極44の基端部12側端部に接続される。第1の入出力電極34から外側面励振電極44への引出し電極100の引き回しに際しては、基端部12における接続部14の、振動ビーム24,26の長手方向(延設方向)に交差する方向に位置する面90aにも金属パターンを配するようにすると良い。即ち、接続部14は、第1振動ビーム24の外側面から振動ビームの延設方向と交差する方向に向かって突出した部分を有す。そして、このような構成とすることで、金属パターン形成時に使用する露光用のマスクの配置が例えば図1(B)の紙面に向かって適切な位置に対して下方向に僅かにズレたことで、第1領域内の表面に縁に沿って僅かに形成された外側面励振電極44(引出し電極100の延長部)の位置も下方向にズレてしまう。そしてこのズレによって第1領域内の表面上の外側面励振電極44と外側面上の外側面励振電極44との間は、水晶の面が露出した状態となり導通経路が絶たれる。一方、外側面90aの部分に形成した金属パターンについては、上記延設方向と交差する方向の長さは短くなるだけで引出し電極100と外側面励振電極44とを結線する金属パターンが完全に断線することはない。その結果、引出し電極100の断線を防止することができる。尚、図1(B)において金属パターン形成時に使用するマスクの配置が紙面に対して例えば適切な位置に対して右にズレた場合では、接続部14の突出した部分の上面に形成した引出し電極と接続部14の突出した部分の外側面に形成した外側面励振電極44との間に水晶の面が露出した状態となる。しかし、第1振動ビーム24の第1領域28内の表面の外側面励振電極44と外側面励振電極44との間は結線した状態であるので、引出し電極100の断線を防止することができる。
The
第1振動ビーム24における第1領域28の外側面励振電極44は、外側面励振電極44の第2領域30側端部から第1振動ビーム24の表面へ引き回される引出し電極101と、基端部12側端部から基端部12の裏面側へ引き回される引出し電極102と導通した構成である。引出し電極101は、第1振動ビーム24の表面内にて二股に分岐される。即ち、引出し電極101は、表面内において第1振動ビーム24における第2領域30の表面励振電極54と表面励振電極38との間の領域に形成された1本の引出し電極とこの1本の引出し電極の一端から二股に分岐した引出し電極を有する。そして引出し電極101は、一本の引出し電極の他端を表面励振励振電極54と接続し、分岐した1本の引出し電極を外側振動電極44の第1領域28側端部に接続し、分岐した他方の引出し電極を第1振動ビーム24における第1領域28の内側面励振電極42の第2領域30側端部へ接続される。そして、内側面励振電極42の基端部12側端部からは、基端部12の表面側へ引き回される引出し電極103が引き出される。基端部12の表面側へ引き回された引出し電極103は、第2振動ビーム26における第1領域28の表面励振電極46の基端部12側端部に接続される。
The outer
一方、基端部12の裏面側へ引き回された引出し電極102は、第2振動ビーム26における第1領域28の裏面励振電極48の基端部12側端部に接続される。
On the other hand, the
引出し電極104は、第2振動ビーム26の裏面側であって第1領域28と第2領域30との間に存在する。そして更に、引出し電極104は、3本の分岐を有する3股構成であり、1本の分岐の一端を第1領域28の裏面励振電極48に接続し、他の1本の分岐の一端を内側面励振電極66に接続し、残る1本の分岐の一端を外側面励振電極68に接続した構成である。
The
引出し電極105は、第2振動ビーム26における第2領域30の内側面励振電極66の第3領域32側端部と、同外側面励振電極68の第3領域32側端部とからそれぞれ表面に引き出された引出し電極を第2振動ビーム26の表面内で1本の引出し電極の一端に接続し、1本の引出し電極の他端を、第2振動ビーム26における第3領域32の表面励振電極78の第2領域30側端部へ接続した構成を有する。
The
第2振動ビーム26における第3領域32の表面励振電極78の基端部22側端部から引き出された引出し電極106は、基端部22の表面を引き回されて第1振動ビーム24における第3領域32の外側面励振電極76の基端部22側端部へ接続される。外側面励振電極76への引出し電極106の引き回しに際しては、基端部22における接続部18の面90cにも金属パターンを配するようにすると良い。
The extraction electrode 106 drawn from the
第1振動ビーム24における第3領域32の外側面励振電極76の第2領域30側端部から裏面に引き出された引出し電極107は、外側面励振電極76と一端が接続した1本の引出し電極の他端を二股に分岐した構成を有する。分岐された引出し電極107は、分岐路の一方が第1振動ビーム24における第2領域30の裏面励振電極56の第3領域32側端部へ接続され、他方が第1振動ビーム24における第3領域32の内側面励振電極74の第2領域30側端部へ接続される。
In the
第1振動ビーム24における第3領域32の内側面励振電極74の基端部22側端部から基端部22の裏面に引き出された引出し電極108は、第2振動ビーム26における第3領域32の裏面励振電極80の基端部22側端部に接続される。内側面励振電極74から基端部22の裏面側への引出し電極108の引き回しに際しては、振動ビーム24,26の接続部分、いわゆる叉92bにも金属パターンを配するようにすることで、金属パターン形成時におけるマスクズレによる引出し電極108の断線を防止すると良い。
The extraction electrode 108 drawn from the end of the inner
第2の入出力電極36(以下、便宜上入出力電極36を第2の入出力電極と称す)から引出された引出し電極110は分岐され、分岐路の一方が第1振動ビーム24における第1領域28の表面励振電極38の基端部12側端部へ、他方が第2振動ビーム26における第1領域28の外側面励振電極52の基端部12側端部へそれぞれ接続される。第1領域28の外側面励振電極52への引出し電極110の引き回しには、基端部12における接続部14の面90bも利用することで、金属パターン形成時におけるマスクズレによる断線を防止することができる。
The
第2振動ビーム26における第2領域30の表面励振電極62と表面励振電極46との間に形成された引出し電極111は、1本の引出し電極の一端を表面励振電極62に接続し、1本の引出し電極の他端を第2振動ビーム26の表面で分岐した構成を有する。分岐された引出し電極111は、分岐路の一方が第2振動ビーム26における第1領域28の内側面励振電極50の第2領域30側端部へ接続され、他方が第2振動ビーム26における第2領域30の表面励振電極62の第1領域28側端部へ接続される。
The
第2振動ビーム26における第1領域28の内側面励振電極50の基端部12側端部から基端部12の裏面へ引出された引出し電極112は、第1振動ビーム24における第1領域28の裏面励振電極40の基端部12側端部へ接続される。内側面励振電極50から基端部12の裏面側への引き回しの際には、叉92aにもパターンを配することで断線を防止することができる。
The
第1振動ビーム24における第1領域28の裏面励振電極40の第2領域30側端部から引出された引出し電極113は、第1振動ビーム24の裏面上で二股に分岐される。分岐された引出し電極113は、分岐路の一方が第1の振動ビーム24における第2領域30の外側面励振電極60の第1領域28側端部へ接続され、他方が同第2領域30の内側面励振電極58の第1領域28側端部へ接続される。
The
引出し電極114は、第1振動ビーム24における第2領域30の外側面励振電極60の第3領域32側端部と内側面励振電極58の第3領域32側端部とからそれぞれ表面に引出された引出し電極を表面内で1本の引出し電極の一端に接続し、1本の引出し電極の他端を第1振動ビーム24における第3領域32の表面励振電極70の第2領域30側端部へ接続した構成を有する。
The extraction electrode 114 is drawn to the surface from the end on the
第1振動ビーム24における第3領域32の表面励振電極70の基端部22側端部から引出された引出し電極115は、基端部22の表面側を引き回されて第2振動ビーム26における第3領域32の内側面励振電極82の基端部22側端部へ接続される。表面から内側面への引出し電極115の引き回しに際しては、振動ビーム24,26の叉92bにも金属パターンを配するようにすることで、断線を防止することができる。
The
第2振動ビーム26における第3領域32の内側面励振電極82の第2領域30側端部から引出された引出し電極116は、第2振動ビーム26の裏面側へ引き回され、二股に分岐される。分岐された引出し電極116は、一方が第2振動ビーム26における第2領域30の裏面励振電極64の第3領域32側端部へ接続され、他方が第2振動ビーム26における第3領域32の外側面励振電極84の第2領域30側端部へ接続される。
The
第2振動ビーム26における第3領域32の外側面励振電極84の基端部22側端部から引出された引出し電極117は、基端部22の裏面側へ引き回され、その後に第1振動ビーム24における第3領域32の裏面励振電極72の基端部22側端部へ接続される。外側面励振電極84から基端部22の裏面側へ引出し電極117を引き回す場合には、基端部22における接続部18の面90dにも金属パターンを配するようにすることで、金属パターン形成時の断線を防止することができる。
The extraction electrode 117 extracted from the end of the outer
上記のような構成の双音叉型圧電振動片10は換言すると、第2領域30における表面励振電極54,62または裏面励振電極56,64と、第1領域28または第3領域32における内側面励振電極42,50,74,82及び外側面励振電極44,52,76,84とを接続する引出し電極101,111,107,116(中央端部引出し電極)と、第1領域28の裏面励振電極40,48または第3領域32の表面励振電極70,78と、第2領域30における内側面励振電極58,66及び外側面励振電極60,68とを接続する引出し電極113,104,114,105(端部中央引出し電極)とを有するということができる。
In other words, the double tuning fork type
上記のような構成とすることにより、第2領域30における内側面励振電極58,66および外側面励振電極60,68に対しては、第1領域28における裏面励振電極40,48と、第3領域32における表面励振電極70,78との双方に導通が図れるように引出し電極113,104,114,105が引き回されることとなる。このため、金属パターンを形成する段階で、蒸着、エッチング加工などに要するマスクの位置にズレが生じ、例えば圧電素板上の表面において第1振動ビーム24における第2領域30の内側面励振電極58に接続される引出し電極114に断線が生じた場合であっても、内側面励振電極58には、第1振動ビーム24における第2領域30の外側面励振電極60に接続された引出し電極114、外側面励振電極60、及び裏面側に引き回された引出し電極113を介して外側面励振電極60と同電位の電圧が印加されることとなり、CI値の向上や発振不良等を生じさせる虞を抑制することが可能となる。
With the above-described configuration, the inner
即ち、露光用のマスクが図1(B)において適切な位置に対して下側へズレて配置された場合、引出し電極114の外側面寄りの端部は振動ビーム24の表面と外側面との境に達しない状態となってしまい引出し電極114の外側面寄りの端部と外側面励振電極60とは非結線の構成となる。
That is, when the exposure mask is shifted downward with respect to an appropriate position in FIG. 1B, the end of the extraction electrode 114 near the outer surface is located between the surface of the
一方、引出し電極114の内側面寄りの端部は振動ビーム24の表面と内側面との境に近づく状況となるので引出し電極114の外側面寄りの端部と内側面励振電極58とは結線の構成となり、振動ビーム26に於いても同様の作用によって結線が保証される。
On the other hand, since the end near the inner surface of the extraction electrode 114 approaches the boundary between the surface of the
従って、このような構成によりマスクの配置ズレが発生した場合であっても振動ビーム26の第2領域30の表面上の励振電極62から振動ビーム26の第2領域30の裏面上の励振電極64までの間の導通経路を確保することができる。
Accordingly, even when the mask is misaligned due to such a configuration, the
なお、第1領域28や第3領域32における内側面励振電極42,50,74,82や外側面励振電極44,52,76,84に対しては、基端部12,22における接続部14,18の面90a〜90dや叉92a,92bに金属パターンを配するようにすることで、マスクズレ等の影響による断線の危険性を低減させることができる。
Note that the
また、上記実施形態では、振動ビーム24,26の断面形状は矩形状である旨説明した。しかしながら振動ビーム24,26の表面及び裏面に、振動ビームの長手方向に沿った溝を設けるようにしても良い。このような溝を設けた場合、振動ビーム24,26の断面形状は、図3に示すようにH型の体を成すようになる。なお、図3に示す断面図は、振動ビーム24を基端部12側から見た場合における第2領域30の断面形状を示す図である。また、図3に示す断面図は、例えば内側面及び外側面の断面が直線で表現されているが、これは模式的に表現した為であり、凹凸面を有する形状であっても良い。即ち、ウエットエッチング加工技術を用いて双音叉型圧電振動片10を形成した場合、圧電材料の侵食速度が結晶軸方向によって異なるので実際には、例えば内側面及び外側面には凹凸面が発生する場合があるからである。
In the above embodiment, it has been described that the cross-sectional shapes of the vibration beams 24 and 26 are rectangular. However, grooves along the longitudinal direction of the vibration beam may be provided on the front and back surfaces of the vibration beams 24 and 26. When such grooves are provided, the cross-sectional shapes of the vibration beams 24 and 26 form an H-shaped body as shown in FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional shape of the
振動ビーム24,26の断面形状をH型とした場合、電圧印加時の振動損失が低減されるため、双音叉型圧電振動片の小型化に伴うCI値の向上を抑制することができる。このため、小型化された双音叉型圧電振動片であっても、高精度な性能を付与することが可能となる。 When the cross-sectional shape of the vibration beams 24 and 26 is H-shaped, vibration loss at the time of voltage application is reduced, so that improvement of the CI value accompanying the downsizing of the double tuning fork type piezoelectric vibrating piece can be suppressed. For this reason, even with a miniaturized double tuning fork type piezoelectric vibrating piece, it is possible to provide highly accurate performance.
また、上記実施形態では、表面励振電極54,62,70,78または裏面励振電極40,48,56,64と、内側面励振電極42,50,58,66,74,82および外側面励振電極44,52,60,68,76,84の双方とを接続する引出し電極101,111,114,105,113,104,107,116は、表面励振電極54,62,70,78または裏面励振電極40,48,56,64から引き出された引出し電極101,111,114,115,113,104,107,116を1本の引出し電極を二股に分岐させ、分岐させた引出し電極101,111,114,115,113,104,107,116のそれぞれを内側面励振電極42,50,58,66,74,82と外側面励振電極44,52,60,68,76,84に接続する旨記載した。しかしながら本発明に係る双音叉型圧電振動片10を製造する上では当然に、表面励振電極54,62,70,78または裏面励振電極40,48,56,64から2本の引出し電極を引出し、そのそれぞれを内側面励振電極42,50,58,66,74,82及び外側面励振電極44,52,60,68,76,84に接続するようにしても良い。ただし、1本の引出し電極を二股に分岐した構成を有する引出し電極を採用した場合は、例えば外側面励振電極44と内側面励振電極42とへの導体路を兼用した構成であるから引出し電極を形成する領域を小さくすることが可能であり小型化に有効である。
Moreover, in the said embodiment,
10………双音叉型圧電振動片、12………基端部、14………接続部、15………くびれ、16………固定部、18………接続部、20………固定部、22………基端部、24………振動ビーム(第1振動ビーム)、26………振動ビーム(第2振動ビーム)、28………第1領域、30………第2領域、32………第3領域、34………入出力電極(第1の入出力電極)、36………入出力電極(第2の入出力電極)、38,46,54,62,70,78………表面励振電極、40,48,56,64,72,80………裏面励振電極、44,52,60,68,76,84………外側面励振電極、42,50,58,66,74,82………内側面励振電極、90a〜90d………面、92a,92b………叉、100,101,102,103,104,105,106、107,108,110,111,112,113,114,115,116,117………引出し電極。
10 ......... Twin tuning fork type piezoelectric vibrating piece, 12 ......... Base end, 14 ......... Connecting portion, 15 ......... Constriction, 16 ......... Fixing portion, 18 ......... Connecting portion, 20 ......... Fixing part, 22 ......... Base end part, 24 ......... vibration beam (first vibration beam), 26 ......... vibration beam (second vibration beam), 28 ......... first region, 30 ......... first 2
Claims (6)
前記一対の基端部の間に延在する一対の振動ビームと、
を含み、
前記振動ビームの各々は、
前記一対の基端部の夫々に隣接している2つの端部領域と、前記2つの端部領域の間にある中央領域と、から構成されている励振領域を含み、
前記励振領域は、
前記振動ビームの互いに表裏関係にある第1面および第2面と、前記第1面および前記第2面に連結された一対の側面と、に励振電極が設けられ、
前記2つの端部領域のいずれか一方の前記第1面に設けられている前記励振電極と、前記中央領域の前記一対の側面の夫々の前記励振電極と、を接続している端部中央引出し電極、および、
前記2つの端部領域の他方の前記第2面に設けられている前記励振電極と、前記中央領域の前記一対の側面の夫々の前記励振電極と、を接続している端部中央引出し電極、を含むことを特徴とする双音叉型振動片。 A pair of proximal ends;
A pair of vibrating beams extending between the pair of proximal ends;
Including
Each of the vibrating beams is
An excitation region comprising two end regions adjacent to each of the pair of base end portions and a central region between the two end regions;
The excitation region is
Excitation electrodes are provided on the first surface and the second surface of the vibration beam that are in front and back, and a pair of side surfaces connected to the first surface and the second surface ,
An end center lead that connects the excitation electrode provided on the first surface of either one of the two end regions and the excitation electrodes on the pair of side surfaces of the center region. Electrodes, and
An end central extraction electrode connecting the excitation electrode provided on the other second surface of the two end regions and the excitation electrodes of the pair of side surfaces of the central region; A double tuning fork type vibrating piece characterized by comprising
前記中央領域における前記第1面または前記第2面に設けられている前記励振電極と、前記2つの端部領域のいずれか一方の前記一対の側面の夫々の前記励振電極と、を接続している中央端部引出し電極を含むことを特徴とする双音叉型振動片。 The excitation electrode provided on the first surface or the second surface in the central region is connected to the excitation electrode on each of the pair of side surfaces of one of the two end regions. A double tuning fork type resonator element comprising a central end extraction electrode.
前記中央端部引出し電極及び前記端部中央引出し電極は、
前記第1面または前記第2面に設けられている前記励振電極から延在されている引出し電極を分岐して、前記側面に設けられている前記励振電極の夫々に接続していることを特徴とする双音叉型振動片。 In claim 1 or claim 2 ,
The central end extraction electrode and the end central extraction electrode are:
The extraction electrode extending from the excitation electrode provided on the first surface or the second surface is branched and connected to each of the excitation electrodes provided on the side surface. A double tuning fork type vibrating piece.
前記基端部は、前記振動ビームの延びる方向と交差する方向において、前記振動ビームの前記側面よりも突出する部分を備え、
前記突出部分には、前記振動ビームの前記側面の前記励振電極に接続される金属パターンが設けられていることを特徴とする双音叉型振動片。 In any one of Claims 1 thru | or 3 ,
The base end portion includes a portion protruding from the side surface of the vibration beam in a direction intersecting with a direction in which the vibration beam extends,
The double tuning fork type resonator element, wherein the protruding portion is provided with a metal pattern connected to the excitation electrode on the side surface of the vibration beam.
前記振動ビームの前記第1面及び前記第2面には、溝が設けられていることを特徴とする双音叉型振動片。 In any one of Claims 1 thru | or 4 ,
A double tuning fork type vibrating piece, wherein grooves are provided in the first surface and the second surface of the vibration beam.
前記基端部は、
前記振動ビームと接続されている接続部と、
固定部と、
を含み、
前記接続部と前記固定部との間にくびれが設けられていることを特徴とする双音叉型振動片。 In any one of Claims 1 thru | or 5 ,
The base end is
A connecting portion connected to the vibrating beam;
A fixed part;
Including
A double tuning fork type resonator element, wherein a constriction is provided between the connection portion and the fixed portion.
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