JP6515546B2 - 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部と、
前記振動部の周囲に位置し、前記振動部よりも厚みが薄い薄肉部と、
前記振動部の主面に配置された電極と、を有し、
前記厚み滑り振動の振動方向における前記振動部の長さをL1、前記電極の長さをL2としたとき、
L1>L2の関係を満足し、
前記厚み滑り振動の振動方向の一方側における前記電極および前記振動部の境界部にある第1段差と前記振動部および前記薄肉部の境界部にある第2段差との間に、屈曲振動の腹が位置し、
前記厚み滑り振動の振動方向における前記腹と前記第1段差との距離をd1、前記腹と前記第2段差との距離をd2とし、
屈曲振動の波長をλとしたとき、
(L1−L2)/2=d1+d2であり、
0≦d1≦λ/8および0≦d2≦λ/8の関係をそれぞれ満足することを特徴とする。
これにより、不要振動モードである屈曲振動に起因したスプリアスを低減することのできる振動素子を提供することができる。
本適用例の振動素子は、厚み滑り振動で振動する振動部と、
前記振動部の周囲に位置し、前記振動部よりも厚みが薄い薄肉部と、
前記振動部の主面と前記薄肉部の主面とに跨って配置された電極と、を有し、
前記厚み滑り振動の振動方向における前記振動部の長さをL1、前記電極の長さをL2としたとき、
L1<L2の関係を満足し、
前記厚み滑り振動の振動方向の一方側における前記振動部および前記薄肉部の境界部にある第1段差と前記電極および前記薄肉部の境界部にある第2段差との間に、屈曲振動の腹が位置し、
前記厚み滑り振動の振動方向における前記腹と前記第1段差との距離をd1、前記腹と前記第2段差との距離をd2とし、
屈曲振動の波長をλとしたとき、
(L2−L1)/2=d1+d2であり、
0≦d1≦λ/8および0≦d2≦λ/8の関係をそれぞれ満足することを特徴とする。
これにより、不要振動モードである屈曲振動に起因したスプリアスを低減することのできる振動素子を提供することができる。
本適用例の振動素子では、L1/2=(n/2+1/4)λ+d2(ただし、nは整数である)の関係を満足することが好ましい。
これにより、より効果的に、不要振動モードである屈曲振動に起因したスプリアスを低減することができる。
[適用例4]
本適用例の振動素子では、L1/2=(n/2+1/4)λ−d1(ただし、nは整数である)の関係を満足することが好ましい。
これにより、より効果的に、不要振動モードである屈曲振動に起因したスプリアスを低減することができる。
本適用例の振動素子では、前記振動部は、第1領域と、前記第1領域の前記厚み滑り振動の振動方向の両側に位置し、前記第1領域よりも厚みの薄い第2領域と、を有していることが好ましい。
これにより、より効果的に、不要振動モードである屈曲振動に起因したスプリアスを低減することができる。
本適用例の振動素子では、前記振動部の周囲には、前記振動部の前記厚み滑り振動の振動方向と交差する外縁に沿う凸部が配置されていることが好ましい。
これにより、より効果的に、不要振動モードである屈曲振動に起因したスプリアスを低減することができる。
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、を有す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、
回路と、を有す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有す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有す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上面図および下面図である。図2は、図1中のA−A線断面図である。図3は、段差と屈曲振動の波形の位置関係を示す図である。図4は、ウェットエッチングで形成した水晶基板を示す断面図である。
水晶基板2は、板状の水晶基板である。ここで、水晶基板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。本実施形態の水晶基板2は、XZ面をX軸の回りに所定の角度θ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」であり、たとえばθ=35°15’だけ回転させた平面に沿って切り出された場合の基板は「ATカット水晶基板」という。このような水晶基板を用いることにより優れた温度特性を有する振動素子1となる。ただし、水晶基板2としては、厚みすべり振動を励振することができれば、ATカットの水晶基板に限定されず、例えば、BTカットの水晶基板を用いてもよい。
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。
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。
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。
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。
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。
次に、前述した振動素子1を適用した振動子について説明する。
図23に示す振動子10は、前述した振動素子1と、振動素子1を収容するパッケージ4とを有している。
次に、振動子の変形例について説明する。
この変形例は、所謂「MAT」型の振動子である。図24に示すように、本変形例の振動子10は、振動素子1(水晶基板2)と、振動素子1の周囲に位置する枠部61と、枠部61と水晶基板2とを連結する連結部62と、が一体形成された振動素子含有層60を、箱状のベース41と箱状のリッド42とで挟み込んだ構成となっている。より具体的には、ベース41は、上面に開口する凹部411を有しており、その上面が枠部61の下面と接合されている。一方、リッド42は、下面に開口する凹部421を有しており、その下面が枠部61の上面と接合されている。これにより、ベース41、リッド42および枠部61で囲まれた収容空間Sが形成され、この収容空間S内に振動素子1が収容された状態となる。
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25に示す発振器100は、振動子10と、振動素子1を駆動するためのICチップ110とを有している。以下、発振器100について、前述した振動子との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
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。
10……振動子
11……厚肉部
12……中肉部
121……第1中肉部
122……第2中肉部
13……薄肉部
100……発振器
110……ICチップ
120……内部端子
2……水晶基板
21……振動部
211……第1領域
212……第2領域
22……薄肉部
221……凸部
221a……第1凸部
221b……第2凸部
222……凸部
3……電極
311、321……励振電極
312、322……パッド電極
313、323……引出電極
4……パッケージ
41……ベース
411……凹部
42……リッド
421……凹部
451、461……接続電極
452、462……外部実装端子
51、52……導電性接着材
60……振動素子含有層
61……枠部
62……連結部
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……ディジタルスチルカメラ
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
1312……ビデオ信号出力端子
1314……入出力端子
1430……テレビモニター
1440……パーソナルコンピューター
1500……自動車
B……波形
C11〜C16、C21〜C26、C30〜C39、C40〜C49、C51〜C56、C60〜C69……仮想直線
P1〜P6……頂点
S……収容空間
V1(V1’、V1”)〜V15(V15’、V15”)……段差
Claims (10)
- 厚み滑り振動で振動する振動部と、
前記振動部の周囲に位置し、前記振動部よりも厚みが薄い薄肉部と、
前記振動部の主面に配置された電極と、を有し、
前記厚み滑り振動の振動方向における前記振動部の長さをL1、前記電極の長さをL2としたとき、
L1>L2の関係を満足し、
前記厚み滑り振動の振動方向の一方側における前記電極および前記振動部の境界部にある第1段差と前記振動部および前記薄肉部の境界部にある第2段差との間に、屈曲振動の腹が位置し、
前記厚み滑り振動の振動方向における前記腹と前記第1段差との距離をd1、前記腹と前記第2段差との距離をd2とし、
屈曲振動の波長をλとしたとき、
(L1−L2)/2=d1+d2であり、
0≦d1≦λ/8および0≦d2≦λ/8の関係をそれぞれ満足することを特徴とする振動素子。 - 厚み滑り振動で振動する振動部と、
前記振動部の周囲に位置し、前記振動部よりも厚みが薄い薄肉部と、
前記振動部の主面と前記薄肉部の主面とに跨って配置された電極と、を有し、
前記厚み滑り振動の振動方向における前記振動部の長さをL1、前記電極の長さをL2としたとき、
L1<L2の関係を満足し、
前記厚み滑り振動の振動方向の一方側における前記振動部および前記薄肉部の境界部にある第1段差と前記電極および前記薄肉部の境界部にある第2段差との間に、屈曲振動の腹が位置し、
前記厚み滑り振動の振動方向における前記腹と前記第1段差との距離をd1、前記腹と前記第2段差との距離をd2とし、
屈曲振動の波長をλとしたとき、
(L2−L1)/2=d1+d2であり、
0≦d1≦λ/8および0≦d2≦λ/8の関係をそれぞれ満足することを特徴とする振動素子。 - L1/2=(n/2+1/4)λ+d2(ただし、nは整数である)の関係を満足する請求項1に記載の振動素子。
- L1/2=(n/2+1/4)λ−d1(ただし、nは整数である)の関係を満足する請求項2に記載の振動素子。
- 前記振動部は、第1領域と、前記第1領域の前記厚み滑り振動の振動方向の両側に位置し、前記第1領域よりも厚みの薄い第2領域と、を有している請求項1ないし4のいずれか1項に記載の振動素子。
- 前記振動部の周囲には、前記振動部の前記厚み滑り振動の振動方向と交差する外縁に沿う凸部が配置されている請求項1ないし5のいずれか1項に記載の振動素子。
- 請求項1ないし6のいずれか1項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、を有することを特徴とする振動子。 - 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の振動素子と、
回路と、を有することを特徴とする発振器。 - 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の振動素子を有することを特徴とする電子機器。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の振動素子を有することを特徴とする移動体。
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