TWI555328B - Piezoelectric vibrator, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic machine and radio clock - Google Patents

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TWI555328B
TWI555328B TW101135288A TW101135288A TWI555328B TW I555328 B TWI555328 B TW I555328B TW 101135288 A TW101135288 A TW 101135288A TW 101135288 A TW101135288 A TW 101135288A TW I555328 B TWI555328 B TW I555328B
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Description

壓電振動片、壓電振動子、振盪器、電子機器及電波時鐘
本發明係關於壓電振動片、壓電振動子、振盪器、電子機器及電波時鐘。
例如,行動電話或行動資訊終端機係使用利用水晶等之壓電振動子以當作時刻源或控制訊號等之時序源、基準訊號源等之情形為多。以該種之壓電振動子而言,在形成有空腔之封裝體內氣密密封音叉型之壓電振動片。
封裝體係成為在一對玻璃基板中之一方形成凹部之狀態下互相重疊,藉由直接接合兩者使凹部當作空腔而發揮機能之構造。再者,壓電振動片具備被配置成互相平行之一對振動腕部,和一體性地固定該些兩振動腕部之長度方向中之基端側的基部,成為兩振動腕部以基端側為起點而在接近、分離的分向上以特定之諧振頻率振動(搖動)的構成。
然而,近年來,如以行動電話機等為代表,朝向內藏壓電振動子之各種電子機器的小型化發展。因此,即使關於構成壓電振動子之壓電振動片,也被要求更進一步的小型化。在此,關於壓電振動片,研究著例如縮短基部之長度而使全長更縮短。
但是,於安裝壓電振動片之時,因經基部進行安裝,故當縮短基部之長度時,則有安裝性能變差之問題。因 此,基部之長度一般被設計成在可以確保安裝性能之範圍內盡量縮短。
再者,於使壓電振動片動作之時,通過基部而產生振動洩漏(振動能量之洩漏)之情形為眾所皆知。因該振動洩漏關聯著CI值(Crystal Impedance)之上升,故必須盡量地抑制振動洩漏。此點,因藉由盡量地增長基部之長度,可以使振動腕部之振動安定,故可以效率佳地抑制振動洩漏。但是,如上述般,基部之長度因從小型化之觀點來看被設計成在可以確保安裝性能之範圍內盡量地縮短,故要求不變更該長度來抑制振動洩漏。
於是,例如專利文獻1記載有基部中,在與振動腕部之連接部分和安裝部分之間,形成從基部之兩側各朝向寬度方向之中心而被切口之缺口部(所謂的溝槽),將該些切口部之形成部分設為較基部之其他部分狹幅的狹幅部之構成。
若藉由該構成,則將藉由振動腕部而被激起的振動封閉在振動腕部側而可以抑制洩漏至基部側。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2002-261558號公報
在此,在專利文獻1之構成中,因越加深缺口部,即 是越縮窄狹幅部之寬度,越可以縮窄振動腕部之振動傳達至基部的路線,故容易將振動封閉在振動腕部側,可想振動洩漏之抑制效果升高。
但是,隨著縮窄狹幅部,則有相對於外部衝擊等之剛性變低之問題。另外,當使狹幅部變寬時,則有無法取得上述充分之振動洩漏之抑制效果。
於是,本發明係鑒於上述問題而研究出,提供謀求小型化,同時維持充分之剛性,並且可以有效果地抑制振動洩漏之壓電振動片、壓電振動子、振盪器、電子機器及電波時鐘。
本發明為了解決上述課題,提供以下之手段。
與本發明有關之壓電振動片,具備:被配置成互相平行之一對振動腕部;和一體性固定上述一對振動腕部之長邊方向中之基端側的基部,該壓電振動片之特徵為:上述基部位於沿著上述長度方向之前端側,且上述振動腕部之基端側被固定的連接部;和位於沿著上述長度方向之基端側,用以安裝該基部的安裝部,上述基部中,在上述連接部和上述安裝部之間,藉由從與上述長度方向正交之寬度方向兩側朝向內側而各被切口的一對缺口部,形成沿著上述寬度方向之長度較沿著上述連接部及上述安裝部之上述寬度方向的長度窄之狹幅部,在上述狹幅部形成有朝向上述基部之寬度方向外側突出而臨著上述缺口部內之肋部。
若藉由該構成,因藉由以缺口部所形成狹幅部,可以縮窄藉由振動腕部所激起的振動傳達至基部的路線,故可以將振動封閉在振動腕部側,而抑制洩漏至基部側。依此,可以有效果地抑制振動洩漏,抑制CI值上升,並可抑制輸出訊號之品質下降。
尤其,在狹幅部因形成有朝向寬度方向之外側而突出之肋部,故可以提高基部之剛性。因此,即使在為了抑制振動洩漏比起以往更加深缺口部,即是縮窄沿著狹幅部之寬度方向的長度之時,亦可以將基部維持充分之剛性,可以抑制基部之破損等。
因此,可以謀求小型化,並且維持充分的剛性,並且有效果地抑制振動洩漏。
再者,在上述與本發明有關之壓電振動片中,上述肋部被形成在沿著上述基部之上述長度方向及與上述寬度方向正交之厚度方向之上述狹幅部之中間部分為佳。
此時,藉由在狹幅部中之厚度方向之中間部分形成肋部,可以提升基部之剛性之平衡。
再者,在與上述本發明有關之壓電振動片中,沿著上述基部之上述長度方向及與上述寬度方向正交之厚度方向的上述肋部之厚度,被設定成上述基部之厚度的1/2以下為佳。
此時,因藉由將肋部之厚度設定成基部之1/2以下,可以確實地縮窄藉由振動腕部所激起之振動傳達至基部的路線,故可以有效果地抑制振動洩漏。
再者,在與上述本發明有關之壓電振動片中,沿著上述基部之上述長度方向及與上述寬度方向正交之厚度方向的上述肋部之厚度,被設定成上述基部之厚度的1/3以上為佳。
此時,藉由將肋部之厚度設定成基部之1/3以上,可以充分地確保基部之剛性。
再者,在與本發明有關壓電振動子中,係以在封裝體氣密密封上述本發明之壓電振動片而構成為特徵。
此時,因具備有上述本發明之壓電振動片,故可以提供能夠謀求小型化,同時維持充分之剛性,並且有效果地抑制振動洩漏的信賴性高之高品質的壓電振動子。
再者,本發明所涉及之振盪器係上述本發明所涉及之壓電振動子作為振盪子而電性連接於積體電路。
再者,本發明所涉及之電子機器係上述本發明所涉及之壓電振動子電性連接於計時部。
再者,本發明所涉及之電波時鐘係上述本發明所涉及之壓電振動子電性連接於濾波器部。
若藉由該構成,因具備有上述本發明之壓電振動子,故可以提供謀求小型化,同時維持充分之剛性,並且信賴性高之高品質的振盪器、電子機器、電波時鐘。
若藉由本發明之壓電振動片時,可以謀求小型化,並且維持充分的剛性,並且有效果地抑制振動洩漏。
再者,若藉由本發明之壓電振動子,因具備有上述本發明之壓電振動片,故可以提供能夠謀求小型化,同時維持充分之剛性,並且有效果地抑制振動洩漏的信賴性高之高品質的壓電振動子。
再者,若藉由本發明之振盪器、電子機器、電波時鐘時,可以提供謀求小型化,同時維持充分之剛性,並且信賴性高之高品質的振盪器、電子機器、電波時鐘。
以下,參照圖面,針對與本發明有關之實施形態予以說明。
(壓電振動片)
如第1圖所示般,壓電振動片1為由鉭酸鋰、鈮酸鋰等之壓電材料所形成之音叉型之振動片,具有被配置成互相平行延伸之一對振動腕部10、11,和一體性地固定一對振動腕部10、11之長度方向中之基端側的板狀之基部12。並且,在以下之說明中,將壓電振動片1之延伸方向(振動腕部10、11之長度方向)設為X方向,將在壓電振動片1之主面上,與X方向正交之寬度方向(振動腕部10、11排列之方向)設為Y方向,將X方向及與Y方向正交之厚度方向設為Z方向而予以說明。
在一對振動腕部10、11,在其外表面之上,形成使該些一對振動腕部10、11振動的無圖示之勵振電極。再 者,在基部12之外表面形成無圖示之安裝電極,藉由無圖示之引繞電極與勵振電極電性連接。
當對該些電極施加特定電壓時,藉由振動腕部10、11之雙方的勵振電極彼此之相互作用,振動腕部10、11在互相接近或分離之方向(Y方向)以特定之諧振頻率振動。
上述基部12係如第1圖、第2圖所示般,被形成將X方向設為長度方向之俯視觀看下呈長方形狀。具體而言,基部12具有:位於沿著X方向之前端側(振動腕部10、11側),振動腕部10、11之基端側被固定之連接部21;和相對於連接部21位於沿著X方向之基端側的安裝部22;和位於連接部21及安裝部22間,沿著Y方向之長度(寬度)較連接部21及安裝部22窄之狹幅部23。
安裝部22為用以將基部12(壓電振動片1)安裝於後述封裝體等之部分,在其外表面形成有上述安裝電極。
在此,上述狹幅部23在基部12中沿著X方向之中間部分,係被形成在從Y方向兩側朝向Y方向內側而各被切口的一對缺口部24間,一體性地連結連接部21和安裝部22。
再者,狹幅部23中,在Y方向兩側面,接連設置各朝向Y方向外側突出而臨著缺口部24內之肋部25。具體而言,肋部25為俯視觀看下呈長方形狀之薄板,如第1圖所示般,在X方向,接連設置成架設在連接部21和安裝部22之間。即是,在肋部25中,沿著X方向之前端側 接連設置在連接部21中之X方向基端面,沿著X方向之基端側接連設置在安裝部22中之X方向前端面。
再者,肋部25中之Y方向之外側端部位於沿著缺口部24之Y方向的中間部分。即是,肋部25中之Y方向之外側端部位於較連接部21及安裝部22靠Y方向之內側。
並且,在第2圖所示般,肋部25係在Z方向被接連設置在狹幅部23之中間部分。此時,沿著肋部25之Z方向的厚度T1被設定成沿著基部12之Z方向之厚度T2的1/3以上1/2以下為佳(1/3.T2≦T1≦1/2.T2)。藉由將沿著肋部25之Z方向的厚度T1設定成沿著基部12之Z方向之厚度T2的1/3以上,因可以確保基部12之充分剛性,故為理想。另外,藉由將沿著肋部25之Z方向的厚度T1設定成沿著基部12之Z方向之厚度T2的1/2以下,因可以有效果地抑制後述振動洩漏,故為理想。
如上述般,上述缺口部24係在基部12之Y方向兩側,從沿著X方向之同位置被切口成各個相向。然後,在上述個缺口部24中,Y方向外側構成沿著Z方向而貫通的第1缺口部24a。再者,在各缺口部24中,Y方向內側與第1缺口部24a連通,並且在殘留沿著基部12中之Z方向的一部分(肋部25)之狀態下,構成從Z方向之兩側朝向內側被切口之第2缺口部24b。並且,本實施型態之第1缺口部24a及第2缺口部24b在俯視觀看下沿著X方向之寬度,及沿著Y方向之深度各被設定成相等。
然而,為了製造所構成之壓電振動片1,首先藉由光微影技術在無圖示之晶圓的兩面,形成具有振動腕部10、11及基部12的壓電振動片1之外形圖案。此時,在基部12中,以第1缺口部24a之形成區域開口之方式,形成外形圖案。並且,此時,在晶圓上形成複數之外形圖案。
接著,將外形圖案當作遮罩,將晶圓之兩面各施予蝕刻加工。依此,可以選擇性地除去無被外形圖案遮罩之區域,而製作出壓電振動片1之外形形狀。並且,在該狀態下,各壓電振動片1成為經無圖示之連結部而與晶圓連結之狀態。
接著,對上述之外形圖案,使第2缺口部24b之形成區域開口。在該狀態下,將外形圖案當作遮罩,而對晶圓之兩面各施予蝕刻加工(半蝕刻)。如此一來,在基部12,形成缺口部24,該缺口部24係由在Z方向貫通之第1缺口部24a,和在使Z方向中之一部分殘留之狀態下被切口之第2缺口部24b所構成。依此,在缺口部24間形成狹幅部23,並且在缺口部24內殘存從狹幅部23朝向Y方向之外側突出的肋部25。
之後,藉由眾知之方法,在壓電振動片1之外表面上圖案製作電極膜而形成勵振電極、引出電極及安裝電極。
然後,最後切斷連結晶圓和壓電振動片1之連結部,而執行自晶圓切離複數壓電振動片1使成為小片化之切斷工程。依此,可以從一片晶圓,一次製造複數音叉型之壓電振動片1。
如此一來,在本實施型態中,在基部12中,連接部21和安裝部22之間,成為在從基部12之Y方向兩側朝向內側而被切口的一對缺口部24間形成狹幅部23的構成。
若藉由該構成,因藉由以缺口部24所形成狹幅部23,可以縮窄藉由振動腕部10、11所激起的振動傳達至基部12的路線,故可以將振動封閉在振動腕部10、11側,而抑制洩漏至基部12側。依此,可以有效果地抑制振動洩漏,抑制CI值上升,並可抑制輸出訊號之品質下降。
尤其,在本實施型態中,在狹幅部23因形成有朝向Y方向之之外側而突出之肋部25,故可以提高基部12之剛性。因此,即使在為了抑制振動洩漏比起以往更加深缺口部24,即是縮窄沿著狹幅部23之Y方向的長度之時,亦可以將基部12維持充分之剛性,可以抑制基部12之破損等。
因此,可以謀求小型化,並且維持充分的剛性,並且有效果地抑制振動洩漏。此時,第1缺口部24a之深度形成可以充分確保基部12之剛性的程度,第2缺口部24b之深度形成可以充分抑制振動洩漏之程度為佳。
再者,在本實施型態中,因在狹幅部23中之Z方向之中間部分形成肋部25,故可以提升基部12之剛性的平衡,並可以確實地抑制基部12之破損等。
並且,藉由將沿著肋部25之Z方向的厚度T1設定成 基部12之厚度T2的1/2以下,因可以確實地縮窄藉由振動腕部10、11而被激起之振動傳達至基部12的路線,故可以有效果地抑制振動洩漏。
另外,藉由將沿著肋部25之Z方向的厚度T1設定成基部12之厚度T2的1/3以上,因可以充分確保基部12的剛性。
並且,在上述實施型態中,雖然針對在俯視觀看下,第1缺口部24a和第2缺口部24b形成同等之形狀之時予以說明,但並不限定於此。例如,如第3圖所示般,即使將沿著第2缺口部24b之X方向的寬度形成較第1缺口部24a窄亦可。即是,即使將沿著肋部25之X方向之寬度形成較缺口部24窄亦可。
再者,如第4圖所示般,即使以隨著從Y方向之外側朝向內側,沿著X方向之寬度逐漸變窄之方式,形成第2缺口部24b(肋部25)亦可。
並且,如第5圖所示般,即使將沿著第2缺口部24b之X方向的寬度形成較第1缺口部24a寬亦可。即是,即使將沿著肋部25之X方向之寬度形成較缺口部24寬亦可。
再者,如第6圖所示般,能夠將第2缺口部24b(肋部25)形成俯視觀看下呈圓形等,適當設計變更。
然後,即使在該些各構成中,亦可以達到與上述實施型態相同之作用效果。
再者,在上述實施型態中,雖然針對狹幅部23中, 在沿著Z方向之中間部分形成肋部25之時予以說明,但並不限定於此,可以形成在沿著Z方向之任意位置。例如,即使如第7圖所示般,在狹幅部23中,在沿著Z方向之一端側形成肋部25亦可。
再者,在上述實施型態中,雖然針對在缺口部24間,沿著Y方向而連續性地形成肋部25之時予以說明,但是並不限定於此,即使沿著Y方向間斷性地形成肋部25亦可。無論哪一種,若從狹幅部23朝向缺口部24內突出有肋部25,則能夠適當變更設計。
再者,即使為從狹幅部23朝向缺口部24內突出複數之肋部25的構成亦可。
(第1變形例)
接著,針對本實施型態之變形例予以說明。並且,在以下所說明之各變形例中,針對與上述實施型態相同之構成,賦予相同之符號,省略說明。
如第8圖所示般,本變形例之壓電振動片1在振動腕部10、11之前端部,形成有較基端部擴大沿著Y方向之長度(寬度)的錘部31、32(所謂的錘頭型)。
若藉由該構成,藉由形成錘部31、32,可以使振動腕部10、11之前端部更重,可以增大振動時的慣性矩。因此,可以容易使振動腕部10、11振動,其部分可以縮短振動腕部10、11之長度,並可以成為容易謀求更小型化。
(第2變形例)
如第9圖所示般,本變形例之壓電振動片1,係在基部12中,連接部21隨著從沿著X方向之前端部側朝向基端部側多階段地被擴大。具體而言,本變形例之連接部21具有沿著X方向之前端側之第1基部33,和對第1基部33被接連設置在基端部側,比起第1基部33被設為寬幅的第2基部34(所謂的二階段基部型)。再者,第1基部33和第2基部34之間的連接部分,成為隨著從沿著X方向之前端部側朝向基端部側,寬度逐漸擴大的傾斜面30。
若藉由該構成,因藉由形成為狹幅的第1基部33,可以縮窄藉由振動腕部10、11所激起的振動傳達至第2基部34側的路線,故可以將振動封閉在振動腕部10、11側,而抑制洩漏至第2基部34側。依此,可以有效果地抑制振動洩漏,抑制CI值上升,並可抑制輸出訊號之品質下降。
(第3變形例)
如第10圖所示般,在本變形例之壓電振動片1,於振動腕部10、11之兩主面上各形成有沿著Z方向而凹陷之溝部35、36。該些溝部35、36在俯視觀看下,被形成在將X方向設為長度方向之長方形狀,從振動腕部10、11之基端側被形成在略中間附近。
若藉由該構成,由於形成溝部35、36,在溝部35、 36之Y方向兩側,在振動腕部10、11成為對的勵振電極彼此相向,故可以使電場有效率地作用在其相向方向。依此,即使縮窄振動腕部10、11之Y方向的長度,亦可以提高電場效率,並可以一面提高品質一面謀求小型化。
(第4變形例)
如第11圖所示般,在本變形例之壓電振動片1,於基部12中,安裝部22上一體性地形成有一對側臂37(所謂的側臂型)。具體而言,本變形例之安裝部22具備有被配置在中間夾著狹幅部23而沿著X方向的連接部21之相反側的安裝部本體38,和在安裝部本體38之Y方向兩側,沿著X方向而延伸之一對側臂37。
具體而言,各側臂37係被形成從安裝部本體38朝向Y方向之兩側而各延伸,並且從其外側端部朝向沿著X方向之振動腕部10、11側而延伸的俯視觀看下呈L字狀。即是,各側臂37係位於基部12及振動腕部10、11之基端部之Y方向兩側,並且其前端部位於X方向中之振動腕部10、11之中間部分。
此時,經側臂37之前端部可以安裝於例如封裝體等。
若藉由該構成時,在基部12中,可以確保與振動腕部10、11之連接部21和安裝部(側臂37之前端部)之較長距離。其結果,不會增大壓電振動片1之全長,抑制振動洩漏而控制CI值上升,並能夠抑制輸出訊號之品質 下降。
(壓電振動子)
接著,使用本實施型態之壓電振動片1而針對壓電振動子50予以說明。在此,就以壓電振動片1(參照第13圖)而言,採用組合上述實施型態及各變形例之構成,針對與實施型態及各變形例相同之構成賦予相同而省略說明。
如第12圖~第15圖所示般,本實施型態之壓電振動子50係被設為表面安裝型之振動子,具備有基座基板51和頂蓋基板52經例如陽極接合或無圖示之接合膜等而被接合之箱狀封裝體53,和被收納在形成於封裝體53之內部的空腔C內,且被安裝於基座基板51上的壓電振動片1。
如第12圖、第13圖所示般,基座基板51及頂蓋基板52係由玻璃材料例如鈉鈣玻璃所溝成之透明絕緣基板,形成略板狀。在頂蓋基板52,於接合基座基板51之接合面側,形成有收放壓電振動片1之矩形狀之凹部52a。該凹部52a係於基座基板51及頂蓋基板52相向而被重疊之時,作為區劃收容壓電振動片1之空腔C的凹部而發揮功能。
第13圖所示般,在基座基板51形成有在Z方向貫通基座基板51之一對貫穿孔54、55。該貫通孔54、55被形成在收放在空腔C之位置。當更詳細說明時,本實施型態 之貫穿孔54、55係在對應於被安裝之壓電振動片1之基部12側(側臂37之基端側)的位置形成一方之貫穿孔54,在對應於振動腕部10、11之錘部31、32側的位置形成另一方之貫穿孔55。
然後,在該些一對貫穿孔54、55形成有以掩埋該些貫穿孔54、55之方式而形成的一對貫通電極56、57。該些貫通電極56、57為例如對貫通孔54、55一體被固定的導電性之芯材,被形成兩端平坦,並且成為與基座基板51之厚度大略相同厚度。依此,可以邊維持空腔C內之氣密,邊在基座基板51之兩面確保電導通性。
並且,就以貫通電極56、57而言,並不限定於上述之構成,即使藉由例如在貫通孔54、55插入無圖示之金屬銷之後,在貫通孔54、55和金屬銷之間填充玻璃熔料而予以燒結來形成亦可。並且,即使為被埋設在貫通孔54、55內之導電性接著劑亦可。
如第14圖、第15圖所示般,在基座基板51之上面側(接合頂蓋基板52之接合面側),圖案製作一對引繞電極58、59。在一對引繞電極58、59中,一方之引繞電極58係在基座基板51之Y方向之一端側,沿著X方向而延伸。具體而言,引繞電極58係在X方向一端側覆蓋貫通電極56,另外X方向另一端側被配置在基座基板51中之X方向中間部分。
再者,另一方之引繞電極59係在基座基板51之Y方向另一端側,沿著X方向而延伸。具體而言,引繞電極 59係在X方向一端側被配置在基座基板51中之X方向中間部分,另外在X方向另一端側覆蓋貫通電極57。因此,各引繞電極58之X方向另一端側,和引繞電極59之X方向一端側係被配置在基座基板51中之X方向的相同位置,具體而言在俯視觀看下與壓電振動片1中之側臂37之前端部重疊之位置上。
然後,在該些一對引繞電極58、59之另一端側各形成有由金等所構成之凸塊B。在該些凸塊B,形成在基部12之安裝部22的安裝電極在接觸之狀態下被安裝。依此,壓電振動片1係在從基座基板51之上面浮起之狀態下被支撐,並且成為各電性連接於引繞電極58、59之狀態。
在本實施型態中,至側臂37之前端部形成有安裝電極,該安裝電極經凸塊B連接於引繞電極58、59。
再者,在基座基板51之下面,如第12~15圖所示般,形成分別電性連接於一對貫通電極56、57之外部電極60、61。
於使如此構成之壓電振動子50動作之時,對形成在基座基板51之外部電極60、61,施加特定之驅動電壓。依此,可以使電流流通於壓電振動片1之勵振電極,可以以特定之諧振頻率使一對振動腕部10、11在互相接近或間隔開之方向(Y方向)振動。然後,利用該一對振動腕部10、11之振動,當作時刻源、控制訊號之時序源或基準訊號源等而可以利用壓電振動子50。
然後,若藉由本實施型態之壓電振動子50時,因具備有上述壓電振動片1,故於將如此之壓電振動片1安裝於空腔C內之時,可以提供謀求小型化,同時維持充分之剛性,並且可以有效果地抑制振動洩漏之信賴性高之高品質的壓電振動子50。
(振盪器)
接著,針對與本發明有關之振盪器之一實施型態,一面參照第16圖一面予以說明。
本實施型態之振盪器110係如第16圖所示般,將壓電振動子50當作電性連接於積體電路111之振盪子而予以構成者。該振盪器110具備有安裝電容器等之電子零件112之基板113。在基板113安裝有振盪器用之上述積體電路111,在該積體電路111之附近,安裝有壓電振動子50之壓電振動片。該些電子零件112、積體電路111及壓電振動子50係藉由無圖示之配線圖案分別被電性連接。並且,各構成零件係藉由無圖示之樹脂而被模製。
在如此構成之振動器110中,當對壓電振動子50施加電壓時,該壓電振動子50內之壓電振動片1則振動。該振動係藉由壓電振動片1具有之壓電特性變換成電訊號,當作電訊號被輸入至積體電路111。被輸入之電訊號藉由積體電路111被施予各種處理,當作頻率訊號被輸出。依此,壓電振動子50當作振盪子而發揮功能。
再者,可以將積體電路111之構成,藉由因應要求選 擇性設定例如RTC(即時鐘)模組等,附加除控制時鐘用單功能振盪器等之外,亦可以控制該機器或外部機器之動作日或時刻,或提供時刻或日曆等之功能。
若藉由本實施型態之振動器110時,因具備有上述壓電振動子50,故可以提供謀求小型化,同時維持充分之剛性,並且信賴性高之高品質的振盪器110。
(電子機器)
接著,針對與本發明有關之電子機器之一實施型態,一面參照第17圖一面予以說明。並且,作為電子機器,以具有上述壓電振動子50之行動資訊機器120為例予以說明。
首先,本實施型態之行動資訊機器120代表的有例如行動電話,為發展、改良以往技術的手錶。外觀類似手錶,於相當於文字盤之部分配置液晶顯示器,在該畫面上可以顯示現在之時刻等。再者,於當作通訊機利用之時,從手腕拆下,藉由內藏在錶帶之內側部分的揚聲器及送話器,可執行與以往技術之行動電話相同的通訊。但是,比起以往之行動電話,格外小型化及輕量化。
接著,針對本實施型態之行動資訊機器120之構成予以說明。該行動資訊機器120係如第17圖所示般,具備有壓電振動子50,和用以供給電力之電源部121。電源部121係由例如鋰二次電池所構成。在該電源部121並列連接有執行各種控制之控制部122、執行時刻等之計數的計 時部123、執行與外部通訊之通訊部124、顯示各種資訊之顯示部125,和檢測出各個的功能部之電壓的電壓檢測部126。然後,成為藉由電源部121對各功能部供給電力。
控制部122控制各功能部而執行聲音資料之發送及接收、現在時刻之測量或顯示等之系統全體的動作控制。再者,控制部122具備有事先寫入程式之ROM,和讀出被寫入該ROM之程式而加以實行之CPU,和當作該CPU之工作區域使用之RAM等。
計時部123具備有內藏振盪電路、暫存器電路、計數器電路及介面電路等之積體電路,和壓電振動子50。當對壓電振動子50施加電壓時,壓電振動片振動,該振動藉由水晶具有之壓電特性變換成電訊號,當作電訊號被輸入至振盪電路。振盪電路之輸出被二值化,藉由暫存器電路和計數器電路而被計數。然後,經介面電路,而執行控制部122和訊號之收發訊,在顯示部125顯示現在時刻或現在日期或日曆資訊等。
通訊部124具有與以往之行動電路相同之功能,具備有無線部127、聲音處理部128、切換部129、放大部130、聲音輸入輸出部131、電話號碼輸入部132、來電鈴產生部133及呼叫控制記憶部134。
無線部127係將聲音資料等之各種資料,經天線135執行基地局和收發訊的處理。聲音處理部128係將自無線部127或放大部130所輸入之聲音訊號予以編碼化及解碼 化。放大部130係將聲音處理部128或聲音輸入輸出部131所輸入之訊號放大至規定準位。聲音輸入輸出部131係由揚聲器或送話器等所構成,擴音來電鈴或通話聲音,或使聲音集中。
再者,來電鈴產生部133係因應來自基地台之呼叫而產生來電鈴。切換部129限於來電時,藉由將連接於聲音處理部128之放大部130切換成來電鈴產生部133,在來電鈴產生部133產生之來電鈴經放大部130而被輸出至聲音輸入輸出部131。
並且,呼叫控制記憶部134儲存與通訊之發送呼叫控制有關之程式。再者,電話號碼輸入部132具備有例如從0至9之號碼按鍵及其他按鍵,藉由按下該些號碼鍵等,輸入連絡人之電話號碼等。
電壓檢測部126係當藉由電源部121對控制部122等之各功能部施加之電壓低於特定值時,檢測出其電壓下降而通知至控制部122。此時之規定電壓值係當作為了使通訊部124安定動作所需之最低限的電壓而事先設定之值,例如3V左右。從電壓檢測部126接收到電壓下降之通知的控制部122係禁止無線部127、聲音處理部128、切換部129及來電鈴產生部133之動作。尤其,必須停止消耗電力大的無線部127之動作。並且,在顯示部125顯示由於電池殘量不足通訊部124不能使用之訊息。
即是,藉由電壓檢測部126和控制部122,禁止通訊部124之動作,可以將其訊息顯示於顯示部125。該顯示 即使為文字簡訊亦可,即使在顯示部125之顯示面上部所顯示的電話圖示上劃上×(叉號)以作為更直覺性之顯示亦可。
並且,具備有電源阻斷部136,該電源阻斷部136係可以選擇性阻斷與通訊部124之功能有關之部分之電源,依此可以更確實停止通訊部124之功能。
若藉由本實施型態之行動資訊機器120時,因具備有上述壓電振動子50,故可以提供謀求小型化,同時維持充分之剛性,並且信賴性高之高品質的行動資訊機器120。
(電波時鐘)
接著,針對本發明所涉及之電波時鐘之一實施型態,一面參照第18圖一面予以說明。
本實施型態之電波時鐘140係如第18圖所示般,具備有電性連接於濾波器部141之壓電振動子50,接收含時鐘資訊之標準之電波,具有自動修正成正確時刻而予以顯示之功能的時鐘。
在日本國內在福島縣(40kHz)和佐賀縣(60kHz)有發送標準電波之發送所(發送局),分別發送標準電波。因40kHz或60kHz般之長波合併傳播地表之性質,和一面反射電離層和地表一面予以傳播之性質,故傳播範圍變寬,以上述兩個發送所網羅全日本國內。
以下,針對電波時鐘140之功能性構成予以詳細說明。
天線142接收40kHz或60kHz之長波之標準電波。長波之標準電波係將被稱為時間碼之時刻資訊AM調制為40kHz或60kHz之載波。所接收到之長波的標準電波,藉由放大器143被放大,並藉由具有複數壓電振動子50之濾波器部141被濾波、調諧。
本實施形態中之壓電振動子50分別具備有具有與上述搬運頻率相同之40kHz及60kHz之共振頻率的水晶振動子部148、149。
並且,被濾波之規定頻率之訊號藉由檢波、整流電路144被檢波解調。
接著,經波形整形電路145取出時間碼,藉由CPU146計數。在CPU146中係讀取現在之年、積算日、星期、時刻等之資訊。讀取之資訊反映在RTC147,顯示正確之時刻資訊。
載波由於為40kHz或60kHz,故水晶振動子部148、149以持有上述音叉型之構造的振動子為佳。
並且,上述說明係表示日本國內之例,長波之標準電波之頻率在海外則不同。例如,德國係使用77.5kHz之標準電波。因此,於將即使在海外亦可以對應之電波時鐘140組裝於攜帶機器之時,則又需要與日本之情形不同之頻率的壓電振動子50。
若藉由本實施型態之電波時鐘140時,因具備有上述壓電振動子50,故可以提供謀求小型化,同時維持充分之剛性,並且信賴性高之高品質的電波時鐘140。
並且,本發明之技術範圍並不限定於上述實施形態,只要在不脫離本發明之主旨的範圍,亦可以作各種變更。
例如,在上述實施型態中,表面安裝型之壓電振動子50採用本發明之壓電振動片1,但是並不限定於此,即使汽缸封裝型之壓電振動子採用本發明之壓電振動片1亦可。
除此之外,在不脫離本發明之主旨的範圍下,可以取捨選擇在上述實施型態中所舉出的構成,或適當變更成其他構成。
1‧‧‧壓電振動片
10、11‧‧‧振動腕部
12‧‧‧基部
21‧‧‧連接部
22‧‧‧安裝部
23‧‧‧狹幅部
24‧‧‧缺口部
25‧‧‧肋部
53‧‧‧封裝體
110‧‧‧振盪器
111‧‧‧積體電路
120‧‧‧行動資訊機器(電子機器)
123‧‧‧計時部
140‧‧‧電波時鐘
141‧‧‧濾波器部
第1圖為與本發明之實施型態有關之壓電振動片之俯視圖。
第2圖為沿著第1圖A-A線之剖面圖。
第3圖為表示壓電振動片之其他構成的俯視圖。
第4圖為表示壓電振動片之其他構成的俯視圖。
第5圖為表示壓電振動片之其他構成的俯視圖。
第6圖為表示壓電振動片之其他構成的俯視圖。
第7圖為表示壓電振動片之其他構成的圖示,相當於第2圖之剖面圖。
第8圖為與第1變形例有關之壓電振動片之俯視圖。
第9圖為與第2變形例有關之壓電振動片之俯視圖。
第10圖為與第3變形例有關之壓電振動片之俯視圖。
第11圖為與第4變形例有關之壓電振動片之俯視圖。
第12圖為表示與本發明之實施型態有關之壓電振動子的外觀斜視圖。
第13圖為第12圖所示之壓電振動子之內部構造圖,取下頂蓋基板之狀態的俯視圖。
第14圖為沿著第13圖D-D線之剖面圖。
第15圖為第12圖所示之壓電振動子之分解斜視圖。
第16圖為本發明之實施型態中之振盪器之概略構成圖。
第17圖為本發明之實施型態中之行動資訊機器之概略構成圖。
第18圖為本發明之實施型態中之電波時鐘之概略構成圖。
1‧‧‧壓電振動片
10、11‧‧‧振動腕部
12‧‧‧基部
21‧‧‧連接部
22‧‧‧安裝部
23‧‧‧狹幅部
24‧‧‧缺口部
24a‧‧‧第1缺口部
24b‧‧‧第2缺口部
25‧‧‧肋部

Claims (8)

  1. 一種壓電振動片,具備:被配置成互相平行之一對振動腕部;和一體性固定上述一對振動腕部之長邊方向中之基端側的基部,該壓電振動片之特徵為:上述基部具有:位於沿著上述長度方向之前端側,且上述振動腕部之基端側被固定的連接部;和位於沿著上述長度方向之基端側,用以安裝該基部的安裝部,上述基部中,在上述連接部和上述安裝部之間,藉由從與上述長度方向正交之寬度方向兩側朝向內側而各被切口的一對缺口部,形成沿著上述寬度方向之長度較沿著上述連接部及上述安裝部之上述寬度方向的長度窄之狹幅部,在上述狹幅部形成有朝向上述基部之寬度方向外側突出而臨著上述缺口部內之肋部,上述肋部之寬度方向之外側端部位於較上述連接部及上述安裝部靠寬度方向之內側。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之壓電振動片,其中,上述肋部被形成在沿著上述基部之上述長度方向及與上述寬度方向正交之厚度方向的上述狹幅部之中間部分。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所記載之壓電振動片,其中,沿著上述基部之上述長度方向及與上述寬度方向正交之厚度方向的上述肋部之厚度,被設定成上述基部之厚 度的1/2以下。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所記載之壓電振動片,其中,沿著上述基部之上述長度方向及與上述寬度方向正交之厚度方向的上述肋部之厚度,被設定成上述基部之厚度的1/3以上。
  5. 一種壓電振動子,其特徵為:在封裝體氣密密封如申請專利範圍第1至4項中之任一項所記載之壓電振動片而構成。
  6. 一種振盪器,其特徵為:如申請專利範圍第5項所記載之壓電振動子,係作為振盪子而電性連接於積體電路。
  7. 一種電子機器,其特徵為:如申請專利範圍第5項所記載之壓電振動子係電性連接於計時部。
  8. 一種電波時鐘,其特徵為:如申請專利範圍第5項所記載之壓電振動子係電性連接於濾波器部。
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