JP6390104B2 - 振動素子、振動子、発振器、電子機器および移動体 - Google Patents
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Description
本適用例の振動素子は、厚み滑り振動で振動する振動領域を含む第1領域、および前記第1領域の外縁のうち一部の外縁を除いた外縁に一体化され、前記第1領域よりも厚さが厚い第2領域を含む基板と、
前記振動領域の互いに表裏の関係にある第1の主面および第2の主面にそれぞれ設けられている一対の励振電極と、
前記一部の外縁を前記主面に沿って、かつ、前記厚み滑り振動の振動方向と直交する方向から見たときに、前記一部の外縁のうち、前記振動領域の前記一対の励振電極に挟まれている部分のうち前記一部の外縁寄りの部分と重ならない外縁に沿って設けられ、前記第1領域よりも厚さが厚い梁部と、を含み、
前記第1領域の輪郭は、
平面視で、前記振動方向と直交する方向に沿った第1の辺および第2の辺と、
前記第1の辺の一方の端と前記第2の辺の一方の端とを接続し、前記振動方向に沿った第3の辺と、
前記第1の辺の他方の端と前記第2の辺の他方の端とを接続し、前記振動方向に沿った第4の辺と、
を含み、
前記第2領域は、
前記第1の辺に沿って設けられている第1の厚肉部と、
前記第2の辺に沿って設けられている第2の厚肉部と、
前記第3の辺に沿って設けられている第3の厚肉部と、
を含み、
前記梁部は、前記第4の辺に沿って設けられ、かつ、前記第1の厚肉部および前記第2の厚肉部の少なくとも一方に接続されていることを特徴とする。
本適用例の振動素子では、前記梁部の前記振動方向に沿った長さをL1、
前記振動部の厚さをD2としたとき、
10×D2≦L1≦15×D2
の関係を満たすことが好ましい。
本適用例の振動素子では、前記梁部の前記振動方向と直交する方向に沿った幅をW1、
前記振動部の厚さをD2としたとき、
3×D2≦W1≦10×D2
の関係を満たすことが好ましい。
本適用例の振動素子では、前記梁部の縁部は、平面視で、前記厚み滑り振動の振動方向および前記振動方向と直交する方向に対して傾斜している傾斜縁部を含むことが好ましい。
これにより、梁部付近への応力集中を低減することができる。
本適用例の振動素子では、平面視で、前記傾斜縁部の前記振動方向に対する傾斜角は、30°以上60°以下であることが好ましい。
これにより、梁部付近への応力集中をより低減することができる。
本適用例の振動素子では、前記第1の厚肉部は、対象物に取り付けられる固定部が配置され、
前記第2の厚肉部の前記厚み滑り振動の振動方向に沿った長さは、40μm以上100μm以下であることが好ましい。
本適用例の振動子は、上記適用例の振動素子と、
前記振動素子が収容されているパッケージと、
を備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い振動子が得られる。
本適用例の発振器は、上記適用例の振動素子と、
前記振動素子を駆動する回路と、
を備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い発振器が得られる。
本適用例の電子機器は、上記適用例の振動素子を備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
本適用例の移動体は、上記適用例の振動素子を備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。
まず、本発明の振動素子について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態にかかる振動素子の平面図である。図2は、図1に示す振動素子の側面図である。図3は、ATカット水晶基板と結晶軸との関係を説明する図である。
圧電基板2は、板状の水晶基板である。ここで、圧電基板2の材料である水晶は、三方晶系に属しており、図3に示すように互いに直交する結晶軸X、Y、Zを有している。X軸、Y軸、Z軸は、それぞれ、電気軸、機械軸、光学軸と呼称される。本実施形態の圧電基板2は、XZ面をX軸を中心に所定の角度θだけ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」からなる。例えば、ATカット水晶基板の場合は、角度θは略35°15’である。
電極3は、一対の励振電極31、32と、一対のパッド電極33、34と、一対のリード電極35、36とを有している。励振電極31、32は、振動領域219の互いに表裏の関係にある表面(第1の主面)および裏面(第2の主面)に形成されている。具体的には、励振電極31は、振動領域219の表面に形成されており、励振電極32は、振動領域219の裏面に形成されている。また、励振電極32は、平面視で、励振電極31と重なるように配置されている。これら励振電極31、32は、それぞれ、略四角形をなしている。また、裏面側の励振電極32の面積は、表面側の励振電極31よりも大きく、振動素子1の平面視にて、励振電極32内に、励振電極31の全域が位置している。これにより、励振電極31、32の質量効果によるエネルギー閉じ込め係数が必要以上に大きくならない。
次に、本発明の振動素子の第2実施形態について説明する。
図4は、本発明の第2実施形態にかかる振動素子の平面図である。
次に、本発明の振動素子の第3実施形態について説明する。
図5は、本発明の第3実施形態にかかる振動素子の平面図である。
次に、本発明の振動素子の第4実施形態について説明する。
図6は、本発明の第4実施形態にかかる振動素子の平面図である。
次に、本発明の振動素子の第5実施形態について説明する。
図7は、本発明の第5実施形態にかかる振動素子の平面図である。
次に、本発明の振動素子の第6実施形態について説明する。
図8は、本発明の第6実施形態にかかる振動素子の平面図である。
次に、本発明の振動素子の第7実施形態について説明する。
図9は、本発明の第7実施形態にかかる振動素子の平面図である。
次に、本発明の振動素子の第8実施形態について説明する。
図10は、本発明の第8実施形態にかかる振動素子の平面図である。
次に、本発明の振動素子の第9実施形態について説明する。
以上、本実施形態の振動素子1Hについて詳細に説明した。
次に、本発明の振動素子の第10実施形態について説明する。
次に、本発明の振動素子の第11実施形態について説明する。
次に、本発明の振動素子の第12実施形態について説明する。
次に、本発明の振動素子の第13実施形態について説明する。
図27は、本発明の第13実施形態にかかる振動素子の平面図である。
次に、本発明の振動素子の第14実施形態について説明する。
図28は、本発明の第14実施形態にかかる振動素子の平面図である。
次に、本発明の振動素子の第15実施形態について説明する。
図29は、本発明の第15実施形態にかかる振動素子の斜視図である。
次に、前述した振動素子1を適用した振動子(本発明の振動子)について説明する。
パッケージ4は、上面に開放する凹部411を有する箱状のベース41と、凹部411の開口を塞いでベース41に接合された板状のリッド42とを有している。そして、凹部411がリッド42によって塞がれることにより形成された収納空間Sに振動素子1が収納されている。収納空間Sは、減圧(真空)状態となっていてもよいし、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されていてもよい。
次に、本発明の振動子を適用した発振器(本発明の発振器)について説明する。
図32は、本発明の発振器の好適な実施形態を示す断面図である。
次に、本発明の振動子を適用した電子機器(本発明の電子機器)について説明する。
次に、本発明の振動子を適用した移動体(本発明の移動体)について説明する。
Claims (10)
- 厚み滑り振動で振動する振動領域を含む第1領域、および前記第1領域の外縁のうち一部の外縁を除いた外縁に一体化され、前記第1領域よりも厚さが厚い第2領域を含む基板と、
前記振動領域の互いに表裏の関係にある第1の主面および第2の主面にそれぞれ設けられている一対の励振電極と、
前記一部の外縁を前記主面に沿って、かつ、前記厚み滑り振動の振動方向と直交する方向から見たときに、前記一部の外縁のうち、前記振動領域の前記一対の励振電極に挟まれている部分のうち前記一部の外縁寄りの部分と重ならない外縁に沿って設けられ、前記第1領域よりも厚さが厚い梁部と、を含み、
前記第1領域の輪郭は、
平面視で、前記振動方向と直交する方向に沿った第1の辺および第2の辺と、
前記第1の辺の一方の端と前記第2の辺の一方の端とを接続し、前記振動方向に沿った第3の辺と、
前記第1の辺の他方の端と前記第2の辺の他方の端とを接続し、前記振動方向に沿った第4の辺と、
を含み、
前記第2領域は、
前記第1の辺に沿って設けられている第1の厚肉部と、
前記第2の辺に沿って設けられている第2の厚肉部と、
前記第3の辺に沿って設けられている第3の厚肉部と、
を含み、
前記梁部は、前記第4の辺に沿って設けられ、かつ、前記第1の厚肉部および前記第2の厚肉部の少なくとも一方に接続されていることを特徴とする振動素子。 - 請求項1において、
前記梁部の前記振動方向に沿った長さをL1、
前記振動部の厚さをD2としたとき、
10×D2≦L1≦15×D2
の関係を満たすことを特徴とする振動素子。 - 請求項1または2において、
前記梁部の前記振動方向と直交する方向に沿った幅をW1、
前記振動部の厚さをD2としたとき、
3×D2≦W1≦10×D2
の関係を満たすことを特徴とする振動素子。 - 請求項1または2において、
前記梁部の縁部は、平面視で、前記厚み滑り振動の振動方向および前記振動方向と直交する方向に対して傾斜している傾斜縁部を含むことを特徴とする振動素子。 - 請求項4において、
平面視で、前記傾斜縁部の前記振動方向に対する傾斜角は、30°以上60°以下であることを特徴とする振動素子。 - 請求項1ないし5のいずれか1項において、
前記第1の厚肉部は、対象物に取り付けられる固定部が配置され、
前記第2の厚肉部の前記厚み滑り振動の振動方向に沿った長さは、40μm以上100μm以下であることを特徴とする振動素子。 - 請求項1または2に記載の振動素子と、
前記振動素子が収容されているパッケージと、
を備えていることを特徴とする振動子。 - 請求項1または2に記載の振動素子と、
前記振動素子を駆動する回路と、
を備えていることを特徴とする発振器。 - 請求項1または2に記載の振動素子を備えていることを特徴とする電子機器。
- 請求項1または2に記載の振動素子を備えていることを特徴とする移動体。
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