WO2017068809A1 - 圧電振動子 - Google Patents

圧電振動子 Download PDF

Info

Publication number
WO2017068809A1
WO2017068809A1 PCT/JP2016/066781 JP2016066781W WO2017068809A1 WO 2017068809 A1 WO2017068809 A1 WO 2017068809A1 JP 2016066781 W JP2016066781 W JP 2016066781W WO 2017068809 A1 WO2017068809 A1 WO 2017068809A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
electrodes
substrate
mounting surface
ground
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/066781
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
石正　光則
基祥 坂井
和幸 能登
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2017546418A priority Critical patent/JP6739759B2/ja
Publication of WO2017068809A1 publication Critical patent/WO2017068809A1/ja
Priority to US15/948,228 priority patent/US10985727B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
    • H03H9/02086—Means for compensation or elimination of undesirable effects
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
    • H03H9/02015—Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles
    • H03H9/02023—Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles consisting of quartz
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/05—Holders or supports
    • H03H9/0504—Holders or supports for bulk acoustic wave devices
    • H03H9/0509—Holders or supports for bulk acoustic wave devices consisting of adhesive elements
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/05—Holders or supports
    • H03H9/0504—Holders or supports for bulk acoustic wave devices
    • H03H9/0514—Holders or supports for bulk acoustic wave devices consisting of mounting pads or bumps
    • H03H9/0519—Holders or supports for bulk acoustic wave devices consisting of mounting pads or bumps for cantilever
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/05—Holders or supports
    • H03H9/10—Mounting in enclosures
    • H03H9/1007—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
    • H03H9/1014—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device
    • H03H9/1021—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device the BAW device being of the cantilever type
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/13—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials
    • H03H9/132—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials characterized by a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
    • H03H9/19—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator consisting of quartz
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W70/00—Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
    • H10W70/60—Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers

Definitions

  • the present invention relates to a piezoelectric vibrator.
  • Patent Document 1 discloses a substrate on which a crystal resonator element is mounted and a metal cover formed on the substrate so as to cover the crystal resonator element. A surface-mount crystal resonator comprising the same is disclosed.
  • a metal cover and a ground terminal formed on the back surface of the substrate are connected to the substrate.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and assures mountability, noise received by the signal electrode from the outside of the piezoelectric vibrator, and noise generated by the signal electrode to the outside of the piezoelectric vibrator.
  • An object of the present invention is to provide a piezoelectric vibrator that reduces the influence of the above.
  • a piezoelectric vibrator includes a piezoelectric vibration element, a mounting surface on which the piezoelectric vibration element is mounted, a mounting surface opposite to the mounting surface, and a base having an electrode pattern formed on the mounting surface.
  • the electrode pattern includes a ground electrode and a signal electrode electrically connected to the piezoelectric vibration element, the mounting surface of the base member is formed in a rectangular shape, and the signal electrode and the ground electrode are The distance between the outer edge of the signal electrode and one side of the mounting surface is longer than the distance from the outer edge of the ground electrode to one side of the mounting surface.
  • the present invention it is possible to secure mountability and reduce the influence of noise that the signal electrode receives from the outside of the piezoelectric vibrator and noise that the signal electrode emits to the outside of the piezoelectric vibrator.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of the piezoelectric vibrator according to the first embodiment of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view of the mounting surface of the base member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view of the mounting surface of the base member according to the modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a piezoelectric vibrator according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view of the mounting surface of the base member according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of the piezoelectric vibrator
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. In FIG. 2, illustration of various electrodes of the piezoelectric vibration element is omitted.
  • the piezoelectric vibrator 1 includes a piezoelectric vibration element 100, a cap 200 that is an example of a lid member, and a substrate 300 that is an example of a base member.
  • the cap 200 and the substrate 300 are part of the configuration of a case or package for housing the piezoelectric vibration element 100.
  • the piezoelectric vibration element 100 includes a piezoelectric substrate 110 and first and second excitation electrodes 120 and 130 formed on the piezoelectric substrate 110.
  • the first excitation electrode 120 is formed on the first surface 112 of the piezoelectric substrate 110
  • the second excitation electrode 130 is formed on the second surface 114 opposite to the first surface 112 of the piezoelectric substrate 110.
  • the piezoelectric vibration element 100 is formed from a given piezoelectric material, and the material is not particularly limited.
  • the piezoelectric vibrating element 100 is an AT-cut quartz crystal substrate and is a quartz crystal vibrating element having a rectangular piezoelectric substrate 110.
  • the AT-cut quartz substrate has an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis which are crystal axes of the artificial quartz, and the Y-axis and the Z-axis are 35 degrees 15 minutes ⁇ 1 in the direction from the Y-axis to the Z-axis around the X-axis.
  • the piezoelectric substrate 110 that is an AT-cut quartz substrate has a longitudinal direction parallel to the Z′-axis direction, a short direction parallel to the X-axis direction, and a thickness direction parallel to the Y′-axis direction. And has a substantially rectangular shape on the XZ ′ plane.
  • a quartz resonator element using an AT-cut quartz substrate has extremely high frequency stability over a wide temperature range, is excellent in aging characteristics, and can be manufactured at low cost.
  • the AT-cut crystal resonator element often uses a thickness shear vibration mode as a main vibration.
  • the piezoelectric substrate according to the present embodiment is not limited to the above-described configuration.
  • a rectangular AT cut having a longitudinal direction parallel to the X-axis direction and a short direction parallel to the Z′-axis direction is used.
  • a quartz substrate may be applied, a quartz substrate with a different cut other than the AT cut may be used, or other piezoelectric materials such as ceramics other than quartz may be applied.
  • the piezoelectric substrate 110 has a connection electrode 124 electrically connected to the first excitation electrode 120 via the extraction electrode 122, and a connection electrode 134 electrically connected to the second excitation electrode 130 via the extraction electrode 132. And are formed. Specifically, the extraction electrode 122 is extracted from the first excitation electrode 120 toward the short side on the Z′-axis negative direction side on the first surface 112 and further passes through the side surface of the piezoelectric substrate 110 on the Z′-axis negative direction side. The connection electrode 124 formed on the second surface 114 is connected.
  • the extraction electrode 132 is extracted from the second excitation electrode 130 toward the short side of the Z′-axis negative direction on the second surface 114, and is connected to the connection electrode 134 formed on the second surface 114.
  • the connection electrodes 124 and 134 are disposed along the short side on the Z′-axis negative direction side, and these connection electrodes 124 and 134 are electrically connected to the substrate 300 via conductive support members 340 and 342 described later. And mechanically held.
  • the arrangement and pattern shape of the connection electrodes 124 and 134 and the extraction electrodes 122 and 132 are not limited, and can be appropriately changed in consideration of electrical connection with other members.
  • Each of the electrodes including the first and second excitation electrodes 120 and 130 may be formed, for example, by forming a base with a chromium (Cr) layer and forming a gold (Au) layer on the surface of the chromium layer. It is not limited.
  • the cap 200 has a recess 204 that opens to face the first surface 302 of the substrate 300.
  • the concave portion 204 is provided with a side wall portion 202 formed so as to rise from the bottom surface of the concave portion 204 over the entire periphery of the opening, and the side wall portion 202 is opposed to the first surface 302 of the substrate 300.
  • the end surface 205 may be a front end surface of the side wall portion 202 protruding so as to rise substantially vertically from the bottom surface of the recess 204.
  • the cap 200 may be formed of a conductive material such as metal, or may be formed of an insulating material such as ceramic or quartz. If the cap 200 is a conductive material, a shielding effect can be achieved by supplying a ground potential to the cap 200.
  • the cap 200 may be formed of a metal, for example, the cap 200 may be formed of an alloy (for example, 42 alloy) containing iron (Fe) and nickel (Ni).
  • a surface layer such as a gold (Au) layer may be further formed on the surface of the cap 200. By forming a gold layer on the surface, it is possible to prevent the cap 200 from being oxidized.
  • the cap 200 may have a flange portion that protrudes further outward from the side wall portion 202. According to this, since the joint area of both can be enlarged by joining a flange part and the board
  • the piezoelectric vibration element 100 is mounted on the first surface 302 (mounting surface) of the substrate 300.
  • the substrate 300 has a longitudinal direction parallel to the Z′-axis direction, a short direction parallel to the X-axis direction, and a thickness direction parallel to the Y′-axis direction. It has a substantially rectangular shape on the ′ surface.
  • the substrate 300 may be formed of, for example, an insulating ceramic.
  • the substrate 300 may be formed of a glass material, a quartz material, a glass epoxy resin, or the like.
  • the substrate 300 is preferably made of a heat resistant material.
  • the substrate 300 may be a single layer or a plurality of layers.
  • the substrate 300 may include an insulating layer formed on the outermost layer of the first surface 302.
  • the substrate 300 may have a flat plate shape, or may have a concave shape opened in a direction facing the cap 200.
  • both the cap 200 and the substrate 300 are bonded via a bonding material 350, so that the piezoelectric vibration element 100 is surrounded by an inner space (cavity) surrounded by the concave portion 204 of the cap 200 and the substrate 300. ) 206 is hermetically sealed.
  • the bonding material 350 is provided over the entire circumference of the cap 200 or the substrate 300, and is interposed between the end surface 205 of the side wall 202 of the cap 200 and the first surface 302 of the substrate 300.
  • the bonding material 350 includes an insulating material.
  • a glass material for example, low-melting glass
  • a resin material for example, an epoxy resin
  • the cost is lower than that of metal bonding, the heating temperature can be suppressed, and the manufacturing process can be simplified.
  • the piezoelectric vibration element 100 has one end (the end on the conductive support members 340 and 342 side) as a fixed end and the other end as a free end.
  • the piezoelectric vibration element 100 may be fixed to the substrate 300 at both ends in the longitudinal direction.
  • an electrode pattern 310 is formed on the first surface 302 of the substrate 300.
  • the electrode pattern 310 includes connection electrodes 320 and 322 to which the piezoelectric vibration element 100 is connected, and lead electrodes 320 a and 322 a that are drawn from the connection electrodes 320 and 322 toward the outer edge of the first surface 302.
  • the connection electrodes 320 and 322 are disposed on the inner side of the outer edge of the substrate 300 so that the piezoelectric vibration element 100 can be disposed substantially at the center of the first surface 302 of the substrate 300.
  • connection electrode 320 is connected to the connection electrode 124 of the piezoelectric vibration element 100 via the conductive support member 340, while the connection electrode 322 is connected to the piezoelectric vibration element 100 via the conductive support member 342.
  • the electrode 134 is connected.
  • the conductive support members 340 and 342 support the piezoelectric vibration element 100.
  • the conductive support members 340 and 342 are formed by curing a conductive adhesive.
  • the extraction electrode 320a is extracted from the connection electrode 320 toward any one corner portion of the substrate 300, while the extraction electrode 322a is extracted from the connection electrode 322 toward another corner portion of the substrate 300. Yes.
  • a plurality of side electrodes 330, 332, 334, and 336 are formed at each corner of the substrate 300.
  • the extraction electrode 320a is in the negative X-axis direction and the negative Z′-axis direction.
  • the lead electrode 322a is connected to the side electrode 332 formed in the corner portion on the X-axis positive direction side and the Z′-axis positive direction side.
  • the electrode pattern 310 further includes a dummy pattern 312.
  • the dummy pattern 312 is a pattern that is not electrically connected to the first and second excitation electrodes 120 and 130 of the piezoelectric vibration element 100 and is formed of the same conductive material as the other electrodes.
  • the dummy pattern 312 is formed in the vicinity of the remaining corner portion (a corner portion other than the corner portion where the side electrodes 330 and 332 electrically connected to the piezoelectric vibration element 100 are disposed).
  • the dummy pattern 312 it becomes easy to apply a conductive material for forming the side electrode, and the side electrode can be formed at all corners. A processing step of electrically connecting to the member is also facilitated.
  • the dummy pattern 312 functions as a ground electrode to which a ground potential is supplied.
  • a ground potential is supplied to the dummy pattern 312 via the side electrodes 334 and 336, and a conductive cap 200 is electrically connected to the dummy pattern 312 to provide a shielding function to the cap 200. is doing.
  • the dummy pattern 312 may be connected to a terminal (terminal not connected to any other electronic element) provided on a mounting substrate (not shown) on which the piezoelectric vibrator 1 is mounted.
  • the corner portion of the substrate 300 has a cut-out side surface formed by cutting a part of the corner portion into a cylindrical curved surface shape (also referred to as a castellation shape). 332, 334, and 336 are continuously formed over such a cut-out side surface and the second surface 304 (mounting surface). Note that the shape of the corner portion of the substrate 300 is not limited to this, and the shape of the cutout may be planar, or the corner of the corner portion may remain without being cutout.
  • substrate 300, an extraction electrode, and a side part electrode is not limited to the above-mentioned example, It can apply in various deformation
  • the connection electrodes 320 and 322 are arranged on different sides on the first surface 302 of the substrate 300 such that one is formed on the Z′-axis positive direction side and the other is formed on the Z′-axis negative direction side. It may be.
  • the piezoelectric vibration element 100 is supported by the substrate 300 at both one end and the other end in the longitudinal direction.
  • the number of side electrodes is not limited to four.
  • a total of three side electrodes including two side electrodes electrically connected to the piezoelectric vibration element and one side electrode serving as a ground electrode. Two side electrodes may be applied.
  • the side electrodes are not limited to those arranged at the corner portions, and may be formed on any side surface of the substrate 300 excluding the corner portions. In this case, as already described, a cut-out side surface obtained by cutting a part of the side surface into a cylindrical curved surface may be formed, and the side electrode may be formed on the side surface excluding the corner portion.
  • FIG. 3 is a plan view of the second surface 304 of the substrate 300.
  • the electrode pattern 310 has two signal electrodes (for input and output) and two ground electrodes will be described.
  • the electrode pattern 310 includes signal electrodes 360 and 362, ground electrodes 364 and 366, and lead electrodes 360a, 362a, 364a, and 466a electrically connected to the electrodes.
  • the signal electrodes 360 and 362 are electrically connected to the first and second excitation electrodes 120 and 130 of the piezoelectric vibrating element 100 and propagate input / output signals to the piezoelectric vibrator 1. That is, the signal electrodes 360 and 362 function as input / output electrodes of the piezoelectric vibrator 1.
  • the signal electrodes 360 and 362 are disposed in a region on the second surface 304 on the side of a pair of opposing corners. Specifically, the signal electrode 360 is arranged in a region on the corner C1 side on the X-axis negative direction and the Z′-axis negative direction side, and the signal electrode 362 is a corner on the X-axis positive direction and the Z′-axis positive direction side. It is arranged in the area on the part C2 side.
  • the area on the corner part C1 side is an area including the corner part C1 among four areas obtained by dividing the second surface 304 of the substrate 300 by virtual center lines 390 and 392 orthogonal to each other. Point to. The same applies to the other corner area regions.
  • the signal electrode 360 is electrically connected to the side electrode 330 via an extraction electrode 360a that is extracted toward the corner portion C1 on the X-axis negative direction and the Z′-axis negative direction side.
  • the signal electrode 362 is electrically connected to the side electrode 332 via an extraction electrode 362a that is extracted toward the corner portion C2 on the X-axis positive direction and the Z′-axis positive direction side.
  • the signal electrodes 360 and 362 can be electrically connected to the first surface 302 side of the substrate 300 via the extraction electrodes 360 a and 362 a and the side electrodes 330 and 332, and are connected on the first surface 302.
  • the first and second excitation electrodes 120 and 130 are electrically connected via the electrodes 320 and 322.
  • the ground electrodes 364 and 366 are electrodes that are not electrically connected to the first and second excitation electrodes 120 and 130 of the piezoelectric vibration element 100 and are supplied with a ground potential from the outside. That is, the ground electrodes 364 and 366 function as the ground electrode of the piezoelectric vibrator 1.
  • the ground electrodes 364 and 366 are arranged in a region on the other surface of the other pair of corners on the second surface 304. Specifically, the ground electrode 364 is disposed in a region on the corner portion C3 side on the X-axis negative direction and the Z′-axis positive direction side, and the ground electrode 366 is a corner on the X-axis positive direction and the Z′-axis negative direction side. It is arranged in the area on the part C4 side.
  • the ground electrode 364 is electrically connected to the side electrode 334 via an extraction electrode 364a that is extracted toward the corner portion C3 on the X-axis negative direction and the Z′-axis positive direction side.
  • the ground electrode 366 is electrically connected to the side electrode 336 via an extraction electrode 366a that is extracted toward the corner portion C4 on the X-axis positive direction and Z′-axis negative direction side. In this way, the ground electrodes 364 and 366 can be electrically connected to the first surface 302 side of the substrate 300 via the extraction electrodes 364a and 366a and the side electrodes 334 and 336.
  • the pattern 312 is electrically connected.
  • the thickness is obtained by applying an AC voltage between the pair of first and second excitation electrodes 120 and 130 in the piezoelectric vibration element 100 via the signal electrodes 360 and 362.
  • the piezoelectric substrate 110 vibrates in a predetermined vibration mode such as a sliding vibration mode, and resonance characteristics associated with the vibration are obtained.
  • the signal electrode 360 and the ground electrode 364 are disposed in the region on the side (first side 370) side parallel to the Z ′ axis on the X axis negative direction side, while the Z ′ on the X axis positive direction side.
  • a signal electrode 362 and a ground electrode 366 are arranged in a region on the side parallel to the axis. Further, the signal electrode 360 and the ground electrode 366 are disposed in a region on the side (second side 372) parallel to the X axis on the Z ′ axis negative direction side, and on the other hand, parallel to the X axis on the Z ′ axis positive direction side.
  • a signal electrode 362 and a ground electrode 364 are disposed in the side region.
  • the region on the first side 370 side means that the first side 370 of the two regions obtained by dividing the second surface 304 of the substrate 300 by a virtual center line 390 parallel to the first side 370 is the first side 370. Refers to the included area. The same applies to the other side regions.
  • the signal electrode 360 is a rectangular electrode, and two orthogonal sides of the signal electrode 360 are provided in parallel with the sides of the substrate 300 adjacent thereto.
  • a region on the first side 370 side parallel to the Z ′ axis on the X axis negative direction side and a second side parallel to the X axis on the Z ′ axis negative direction side It is arranged in the region on the 372 side.
  • the distance between the outer edge of the rectangular signal electrode 360 and the first side 370 is LX1
  • the distance between the outer edge of the rectangular ground electrode 364 and the first side 370 is LX2.
  • the signal electrode 360 and the ground electrode 364 are arranged so as to satisfy LX1> LX2.
  • the distance between the outer edge of the signal electrode 360 and the second side 372 is LZ′1
  • the distance between the outer edge of the ground electrode 366 and the second side 372 is LZ′2.
  • the signal electrode 360 and the ground electrode 366 are disposed so as to satisfy LZ′1> LZ′2. That is, the signal electrode 360 is disposed on the inner side of the substrate 300 with respect to the X-axis direction and is disposed on the inner side of the substrate 300 with respect to the Z′-axis direction.
  • the signal electrode 360 is disposed inside the substrate 300 with respect to the ground electrodes 364 and 366. Accordingly, even if there is a noise generation source around the piezoelectric vibrator 1, it is possible to ensure a long distance between the noise generation source and the signal electrode 360. The influence of the received noise is reduced. In addition, the influence of noise generated by the signal electrode 360 to the outside of the piezoelectric vibrator 1 can be similarly reduced.
  • the signal electrode 362 is also formed on the inner side of the substrate 300 than the ground electrodes 364 and 366 in the same manner as the signal electrode 360, and the same effects as those described for the signal electrode 360 are obtained. be able to.
  • the ground electrodes 364 and 366 are disposed outside the signal electrodes 360 and 362, for example, all four electrodes are uniformly disposed in the vicinity of the center of the substrate 300. As compared with the above, it is possible to suppress the occurrence of the positional deviation of the substrate 300 in the Y′-axis rotation direction and the XZ ′ plane direction and the deviation of the inclination in the Y′-axis direction when the piezoelectric vibrator 1 is mounted. Therefore, it is possible to ensure the stability when the piezoelectric vibrator 1 is mounted.
  • both of the signal electrodes 360 and 362 are arranged on the inner side of the substrate 300 than the ground electrodes 364 and 366, but only one of the signal electrodes 360 and 362 is on the substrate 300. You may arrange
  • the signal electrodes 360 and 362 are arranged on the inner side of the substrate 300 from the ground electrodes 364 and 366 in both the X-axis direction and the Z′-axis direction. It may be arranged inside the substrate 300 only in any one direction.
  • substrate 300, a ground electrode, and an extraction electrode is not limited to the above-mentioned example, It can apply in various deformation
  • the signal electrodes 360 and 362 and the ground electrodes 364 and 366 are not limited to a rectangular shape, and may have other shapes such as a circle and a polygon. The sizes of the signal electrode and the ground electrode may be different from each other.
  • the signal electrode may be arranged inside the substrate with respect to the ground electrode by making the outer shape of the signal electrode smaller than the outer shape of the ground electrode.
  • the total number of signal electrodes and ground electrodes is not limited to four. For example, a total of three electrodes including two signal electrodes and one ground electrode may be applied.
  • the lead-out electrodes on the mounting surface side are not limited to those drawn to the corner portions, but can be appropriately changed depending on the arrangement of the side electrodes. It may be pulled out to the side electrode.
  • FIG. 4 is a plan view of the second surface 304 of the substrate 303 according to a modification of the first embodiment of the present invention.
  • the electrode pattern 311 further includes a connection electrode 380 on the second surface 304.
  • the connection electrode 380 is formed across the signal electrode 360 and the signal electrode 362, and electrically connects the ground electrode 364 and the ground electrode 366.
  • connection electrode 380 is formed by connecting the ground electrode 364 and the ground electrode 366 so as to connect the diagonal lines of the second surface 304.
  • the signal electrode 360 and the signal electrode 362 are shielded by the connection electrode 380 having a ground potential, and thus one of the signal electrode 360 and the signal electrode 362 exerts on the other electrode.
  • the influence of noise is reduced. Therefore, the effect of reducing the influence of noise is further improved as compared with the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the piezoelectric vibrator 3 according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a plan view of the base member according to the second embodiment of the present invention.
  • the signal electrode 460 and the ground electrode 464 will be described as examples.
  • a through electrode 490 that penetrates from the first surface 402 to the second surface 404 of the substrate 400 in a region inside the cap 200 on the substrate 400 that is an example of the base member. 492 is formed.
  • the signal electrode 460 can be electrically connected to the piezoelectric vibration element 100 without using the extraction electrode on the second surface 404 of the substrate 400, for example.
  • the ground electrode 464 may be electrically connected to the dummy pattern 312 on the first surface 402 of the substrate 400 via the through electrode 492.
  • the signal electrode 462 and the ground electrode 466 may also be electrically connected to the first surface 402 through the through electrode, similarly to the signal electrode 460 and the ground electrode 464.
  • the signal electrode and the ground electrode can be electrically connected to the piezoelectric vibrating element 100 and the dummy pattern 312 by the through electrode. Therefore, as shown in FIG. 6, the second surface 404 of the substrate 400 can be configured to have no extraction electrode corresponding to the signal electrode and the ground electrode.
  • the signal electrode 360 or 362 is disposed inside the substrate 300 with respect to the ground electrode 364 or 366.
  • the noise generation source around the piezoelectric vibrator 1
  • the influence of is reduced.
  • the influence by the noise which a signal electrode emits outside the piezoelectric vibrator 1 can be reduced similarly.
  • the ground electrodes 364 and 366 are disposed outside the signal electrodes 360 and 362, the stability when the piezoelectric vibrator 1 is mounted can be ensured.
  • connection electrode 380 that electrically connects the ground electrode 364 and the ground electrode 366 crosses between the signal electrode 360 and the signal electrode 362 on the second surface 304 of the substrate 300. Formed. Thereby, since the signal electrode 360 and the signal electrode 362 are shielded by the connection electrode 380 having a ground potential, the effect of reducing the influence of noise is further improved as compared with the first embodiment.
  • a through electrode penetrating from the first surface 402 of the substrate 400 to the second surface 404 is formed, and the signal electrode and the ground electrode are formed on the first surface 402 of the substrate 400 through the through electrode. It is electrically connected to each electrode.
  • the crystal resonator element has been described as an example of the piezoelectric resonator element.
  • the present invention is not limited to this, and other piezoelectric materials such as a piezoelectric ceramic (for example, PZT) and zinc oxide are used. Also good.
  • the piezoelectric vibration element may be, for example, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), and may be, for example, a piezoelectric MEMS using a given piezoelectric material such as Si-MEMS, AlN, LT, or PZT. .
  • the cap 200 when the cap 200 is formed of a conductive material such as metal, the cap may be maintained at the ground potential by electrically connecting the cap 200 to the ground electrode.
  • a concave cap is shown as an example of the lid member.
  • the present invention is not limited to this, and a flat plate-shaped lid member may be applied.
  • an internal space for disposing the piezoelectric vibration element may be formed by forming the base member substrate in a concave shape.
  • each embodiment described above is for facilitating understanding of the present invention, and is not intended to limit the present invention.
  • the present invention can be changed / improved without departing from the spirit thereof, and the present invention includes equivalents thereof. That is, those in which the person skilled in the art appropriately changes the design of each embodiment is also included in the scope of the present invention as long as the features of the present invention are included.
  • each element included in each embodiment and its arrangement, material, condition, shape, size, and the like are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate.
  • each element included in each embodiment can be combined as much as technically possible, and combinations thereof are included in the scope of the present invention as long as they include the features of the present invention.
  • 1,3 Piezoelectric vibrator 100 Piezoelectric vibration element 200 Cap (lid member) 300,400 substrate (base member) 310, 311 Electrode pattern 312 Dummy pattern 320, 322, 380 Connection electrode 320a, 322a, 360a, 362a, 364a, 366a Lead electrode 350 Bonding material 360, 362, 460, 462 Signal electrode 364, 366, 464, 466 Ground electrode 490 , 492 Through electrode

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

圧電振動子（１）は、圧電振動素子（１００）と、圧電振動素子（１００）が搭載された搭載面（３０２）及び搭載面（３０２）とは反対の実装面（３０４）を有し、実装面（３０４）に形成された電極パターン（３１０）を有するベース部材（３００）と、を備え、電極パターン（３１０）は、接地電極（３６４）と、圧電振動素子（１００）に電気的に接続された信号電極（３６０）とを有し、ベース部材（３００）の実装面（３０４）は矩形状に形成され、信号電極（３６０）及び接地電極（３６４）は、実装面（３０４）の外縁のうちいずれか一辺（３７０）側の領域に配置され、信号電極（３６０）の外縁から実装面（３０４）の一辺（３７０）までの距離（ＬＸ１）が、接地電極（３６４）の外縁から実装面（３０４）の一辺（３７０）までの距離（ＬＸ２）よりも長い。

Description

圧電振動子
　本発明は、圧電振動子に関する。
　発振装置や帯域フィルタなどに用いられる圧電振動子の一態様として、例えば特許文献１には、水晶振動素子が搭載された基板と、水晶振動素子を覆うように基板に形成された金属カバーとを備える表面実装水晶振動子が開示されている。圧電振動子においては、外部からのノイズによる影響を抑えることが求められることから、特許文献１に開示される表面実装水晶振動子では、金属カバーと基板裏面に形成されたグランド端子とを、基板内に形成された貫通電極により電気的に接続して金属カバーを接地電位に保つことによって、水晶振動素子に対する外部からのノイズによる影響を抑制している。
特開２０１５－１２８２７６号公報
　しかし、このような従来の圧電振動子においては、金属カバーの外側からのノイズの影響を防止することはできても、基板裏面に形成された信号線端子が外部からノイズを受けたり、また、この信号線端子から外部へとノイズを発し得るという問題がある。さらに、圧電振動子においては例えば回路基板への実装性を確保することも要求される。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、実装性を確保するとともに、信号電極が圧電振動子の外部から受けるノイズ、及び、圧電振動子の外部へと信号電極が発するノイズの影響を低減させる圧電振動子を提供することを目的とする。
　本発明の一側面に係る圧電振動子は、圧電振動素子と、圧電振動素子が搭載された搭載面及び搭載面とは反対の実装面を有し、実装面に形成された電極パターンを有するベース部材と、を備え、電極パターンは、接地電極と、圧電振動素子に電気的に接続された信号電極とを有し、ベース部材の実装面は矩形状に形成され、信号電極及び接地電極は、実装面の外縁のうちいずれか一辺側の領域に配置され、信号電極の外縁から実装面の一辺までの距離が、接地電極の外縁から実装面の一辺までの距離よりも長い。
　本発明によれば、実装性を確保するとともに、信号電極が圧電振動子の外部から受けるノイズ、及び、圧電振動子の外部へと信号電極が発するノイズの影響を低減させることができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧電振動子の分解斜視図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係るベース部材の実装面の平面図である。 図４は、本発明の第１実施形態の変形例に係るベース部材の実装面の平面図である。 図５は、本発明の第２実施形態に係る圧電振動子の断面図である。 図６は、本発明の第２実施形態に係るベース部材の実装面の平面図である。
　以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の構成要素は同一又は類似の符号で表している。図面は例示であり、各部の寸法や形状は模式的なものであり、本願発明の技術的範囲を当該実施の形態に限定して解するべきではない。
　図１及び図２を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る圧電振動子を説明する。
　ここで、図１は、圧電振動子の分解斜視図であり、図２は図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。なお、図２において、圧電振動素子の各種電極の図示は省略している。
　図１に示すように、本実施形態に係る圧電振動子１は、圧電振動素子１００と、リッド部材の一例であるキャップ２００と、ベース部材の一例である基板３００と、を備える。キャップ２００及び基板３００は、圧電振動素子１００を収容するためのケース又はパッケージの構成の一部である。
　圧電振動素子１００は、圧電基板１１０と、圧電基板１１０に形成された第１及び第２励振電極１２０，１３０とを含む。第１励振電極１２０は、圧電基板１１０の第１面１１２に形成され、また、第２励振電極１３０は、圧電基板１１０の第１面１１２とは反対の第２面１１４に形成されている。
　圧電振動素子１００は、所与の圧電材料から形成され、その材料は特に限定されるものではない。図１に示す例では、圧電振動素子１００は、ＡＴカット水晶基板であり、矩形状の圧電基板１１０を有する水晶振動素子である。ＡＴカットの水晶基板は、人工水晶の結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のうち、Ｙ軸及びＺ軸をＸ軸の周りにＹ軸からＺ軸の方向に３５度１５分±１分３０秒回転させた軸をそれぞれＹ´軸及びＺ´軸とした場合、Ｘ軸及びＺ´軸によって特定される面（以下、「ＸＺ´面」と呼ぶ。他の軸によって特定される面についても同様である。）と平行な面を主面として切り出されたものである。図１に示す例では、ＡＴカット水晶基板である圧電基板１１０は、Ｚ´軸方向に平行な長手方向と、Ｘ軸方向に平行な短手方向と、Ｙ´軸方向に平行な厚さ方向を有しており、ＸＺ´面において略矩形形状をなしている。ＡＴカット水晶基板を用いた水晶振動素子は、広い温度範囲で極めて高い周波数安定性を有し、また、経時変化特性にも優れている上、低コストで製造することが可能である。また、ＡＴカット水晶振動素子は、厚みすべり振動モード（Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　Ｓｈｅａｒ　Ｍｏｄｅ）を主振動として用いられることが多い。
　なお、本実施形態に係る圧電基板は上記構成に限定されるものではなく、例えば、Ｘ軸方向に平行な長手方向と、Ｚ´軸方向に平行な短手方向とを有する矩形状のＡＴカット水晶基板を適用してもよいし、ＡＴカット以外の異なるカットの水晶基板であってもよいし、又は、水晶以外のセラミックなどのその他の圧電材料を適用してもよい。
　第１励振電極１２０は、圧電基板１１０の第１面１１２（Ｙ´軸正方向側のＸＺ´面）に形成され、また、第２励振電極１３０は、圧電基板１１０の第１面１１２とは反対の第２面１１４（すなわち、Ｙ´軸負方向側のＸＺ´面）に形成されている。第１及び第２励振電極１２０，１３０は一対の電極であり、ＸＺ´面の平面視において互いに重なり部分を有している。
　圧電基板１１０には、第１励振電極１２０に引出電極１２２を介して電気的に接続された接続電極１２４と、第２励振電極１３０に引出電極１３２を介して電気的に接続された接続電極１３４とが形成されている。具体的には、引出電極１２２は、第１面１１２において第１励振電極１２０からＺ´軸負方向側短辺に向かって引き出され、さらに圧電基板１１０のＺ´軸負方向側の側面を通って、第２面１１４に形成された接続電極１２４に接続されている。他方、引出電極１３２は、第２面１１４において第２励振電極１３０からＺ´軸負方向側短辺に向かって引き出され、第２面１１４に形成された接続電極１３４に接続されている。接続電極１２４，１３４は、Ｚ´軸負方向側の短辺に沿って配置され、これらの接続電極１２４，１３４は、後述する導電性支持部材３４０，３４２を介して基板３００に電気的導通を図るとともに機械的に保持される。なお、本実施形態において、接続電極１２４，１３４及び引出電極１２２，１３２の配置やパターン形状は限定されるものではなく、他の部材との電気的接続を考慮して適宜変更することができる。
　第１及び第２励振電極１２０，１３０を含む上記各電極は、例えば、下地をクロム（Ｃｒ）層で形成し、クロム層の表面に金（Ａｕ）層を形成してもよく、その材料は限定されるものではない。
　キャップ２００は、基板３００の第１面３０２に対向して開口した凹部２０４を有する。凹部２０４には、開口の全周に亘って、凹部２０４の底面から立ち上がるように形成された側壁部２０２が設けられており、側壁部２０２は、基板３００の第１面３０２に対向する端面２０５を有する。図２に示すように、この端面２０５は、凹部２０４の底面から略垂直に立ち上がるように突出する側壁部２０２の先端面であってもよい。
　キャップ２００は、金属などの導電性材料によって形成されてもよいし、あるいはセラミックや水晶などの絶縁性材料によって形成されてもよい。キャップ２００が導電性材料であれば、キャップ２００に接地電位を供給することによってシールド効果を奏することができる。キャップ２００が金属によって形成される場合、例えば、鉄（Ｆｅ）及びニッケル（Ｎｉ）を含む合金（例えば４２アロイ）で形成されていてもよい。あるいは、キャップ２００の表面にさらに金（Ａｕ）層などの表面層が形成されていてもよい。表面に金層を形成することによって、キャップ２００の酸化防止を図ることができる。
　なお、変形例として、キャップ２００は、側壁部２０２からさらに開口外方向へ突出するフランジ部を有してもよい。これによれば、フランジ部と基板３００を接合することによって、両者の接合面積を大きくすることができるため、両者の接合強度の向上を図ることができる。
　基板３００の第１面３０２（搭載面）には、圧電振動素子１００が搭載される。図１に示す例では、基板３００は、Ｚ´軸方向に平行な長手方向と、Ｘ軸方向に平行な短手方向と、Ｙ´軸方向に平行な厚さ方向を有しており、ＸＺ´面において略矩形形状をなしている。基板３００は、例えば絶縁性セラミックで形成されてもよい。あるいは、基板３００は、ガラス材料、水晶材料又はガラスエポキシ樹脂などで形成してもよい。基板３００は耐熱性材料から構成されることが好ましい。基板３００は、単層であっても複数層であってもよく、複数層である場合、第１面３０２の最表層に形成された絶縁層を含んでもよい。また、基板３００は、平板な板状をなしてもよいし、あるいは、キャップ２００に対向する向きに開口した凹状をなしてもよい。図２に示すように、キャップ２００及び基板３００の両者が接合材３５０を介して接合されることによって、圧電振動素子１００が、キャップ２００の凹部２０４と基板３００とによって囲まれた内部空間（キャビティ）２０６に密封封止される。
　接合材３５０は、キャップ２００又は基板３００の全周に亘って設けられており、キャップ２００の側壁部２０２の端面２０５と、基板３００の第１面３０２との間に介在している。接合材３５０は絶縁性材料を有する。絶縁性材料としては、例えばガラス材料（例えば低融点ガラス）であってもよく、あるいは、樹脂材料（例えばエポキシ系樹脂）であってもよい。これらの絶縁性材料によれば、金属接合に比べて低コストであり、また加熱温度を抑えることができ、製造プロセスの簡易化を図ることができる。
　図２に示す例では、圧電振動素子１００は、その一方端（導電性支持部材３４０，３４２側の端部）が固定端であり、その他方端が自由端となっている。なお、変形例として、圧電振動素子１００は、長手方向の両端において基板３００に固定されていてもよい。
　図１に示すように、基板３００の第１面３０２には、電極パターン３１０が形成されている。電極パターン３１０は、圧電振動素子１００が接続される接続電極３２０，３２２と、接続電極３２０，３２２から第１面３０２の外縁に向かって引き出される引出電極３２０ａ，３２２ａとを含む。接続電極３２０，３２２は、圧電振動素子１００が基板３００の第１面３０２の略中央に配置することができるように、基板３００の外縁よりも内側に配置されている。
　接続電極３２０には、導電性支持部材３４０を介して、圧電振動素子１００の接続電極１２４が接続され、他方、接続電極３２２には、導電性支持部材３４２を介して、圧電振動素子１００の接続電極１３４が接続される。導電性支持部材３４０，３４２は圧電振動素子１００を支持する。導電性支持部材３４０，３４２は導電性接着剤が硬化したものである。
　引出電極３２０ａは、接続電極３２０から基板３００のいずれか１つのコーナー部に向かって引き出され、他方、引出電極３２２ａは、接続電極３２２から基板３００の他の１つのコーナー部に向かって引き出されている。また、基板３００の各コーナー部には、複数の側部電極３３０，３３２，３３４，３３６が形成されており、図１に示す例では、引出電極３２０ａがＸ軸負方向及びＺ´軸負方向側のコーナー部に形成された側部電極３３０に接続され、他方、引出電極３２２ａがＸ軸正方向及びＺ´軸正方向側のコーナー部に形成された側部電極３３２に接続されている。
　本実施形態では、電極パターン３１０は、ダミーパターン３１２をさらに含む。ダミーパターン３１２は、圧電振動素子１００の第１及び第２励振電極１２０，１３０とは電気的に接続されることがないパターンであり、他の電極と同じ導電材料によって形成されている。ダミーパターン３１２は、残りのコーナー部（圧電振動素子１００と電気的に接続された側部電極３３０，３３２が配置されたコーナー部以外のコーナー部）付近に形成されている。ダミーパターン３１２を形成することにより、側部電極を形成するための導電材料の付与が容易になり、また、全てのコーナー部に側部電極を形成することができるため、圧電振動子を他の部材に電気的に接続する処理工程も容易となる。ダミーパターン３１２は、接地電位が供給される接地電極として機能する。この場合、側部電極３３４，３３６を経由してダミーパターン３１２に接地電位を供給するとともに、かかるダミーパターン３１２に導電性のキャップ２００を電気的に接続することによって、キャップ２００にシールド機能を付与している。なお、ダミーパターン３１２は、圧電振動子１が実装される実装基板（図示しない）に設けられた端子（他のいずれの電子素子とも接続されない端子）に接続されてもよい。
　図１に示す例では、基板３００のコーナー部は、その一部が円筒曲面状（キャスタレーション形状とも呼ばれる。）に切断して形成された切り欠き側面を有しており、側部電極３３０，３３２，３３４，３３６は、このような切り欠き側面及び第２面３０４（実装面）にかけて連続的に形成されている。なお、基板３００のコーナー部の形状はこれに限定されるものではなく、切り欠きの形状は平面状であってもよいし、切り欠きがなく、コーナー部の角が残っていてもよい。
　なお、基板３００の接続電極、引出電極及び側部電極の各構成は上述の例に限定されるものではなく、様々に変形して適用することができる。例えば、接続電極３２０，３２２は、一方がＺ´軸正方向側に形成され、他方がＺ´軸負方向側に形成されるなど、基板３００の第１面３０２上において互いに異なる側に配置されていてもよい。このような構成においては、圧電振動素子１００が、長手方向の一方端及び他方端の両方において基板３００に支持されることになる。また、側部電極の個数は４つに限るものではなく、例えば圧電振動素子に電気的に接続された２つの側部電極と、接地用の電極である１つの側部電極とを有する合計３つの側部電極を適用してもよい。また、側部電極はコーナー部に配置されたものに限らず、コーナー部を除く基板３００のいずれかの側面に形成されてもよい。この場合、既に説明したとおり、側面の一部を円筒曲面状に切断した切り欠き側面を形成し、コーナー部を除く当該側面に側部電極を形成してもよい。
　次に、図３を参照して、基板３００の第２面３０４（実装面）に形成された電極パターン３１０の構成についてさらに詳述する。ここで、図３は、基板３００の第２面３０４の平面図である。なお、以下では、電極パターン３１０が２つの信号電極（入力用及び出力用）及び２つの接地電極を有する態様を説明する。
　図３に示すように、電極パターン３１０は、信号電極３６０，３６２と、接地電極３６４，３６６、及び、各電極に電気的に接続された引出電極３６０ａ，３６２ａ，３６４ａ，４６６ａを有する。
　信号電極３６０，３６２は、圧電振動素子１００の第１及び第２励振電極１２０，１３０に電気的に接続されており、圧電振動子１に対する入出力信号を伝搬するものである。すなわち、信号電極３６０，３６２は、圧電振動子１の入出力電極として機能する。
　信号電極３６０，３６２は、第２面３０４上の対向する一対のコーナー部側の領域に配置されている。具体的には、信号電極３６０はＸ軸負方向及びＺ´軸負方向側のコーナー部Ｃ１側の領域に配置され、また、信号電極３６２はＸ軸正方向及びＺ´軸正方向側のコーナー部Ｃ２側の領域に配置されている。ここで、例えば、コーナー部Ｃ１側の領域とは、基板３００の第２面３０４を、互いに直交する仮想中心線３９０，３９２によって分割した４つの領域のうち、当該コーナー部Ｃ１が含まれる領域を指す。このことは他のコーナー部側の領域についても同様である。
　信号電極３６０は、Ｘ軸負方向及びＺ´軸負方向側のコーナー部Ｃ１に向かって引き出された引出電極３６０ａを介して側部電極３３０に電気的に接続されている。また、信号電極３６２は、Ｘ軸正方向及びＺ´軸正方向側のコーナー部Ｃ２に向かって引き出された引出電極３６２ａを介して側部電極３３２に電気的に接続されている。こうして、信号電極３６０，３６２は、引出電極３６０ａ，３６２ａ及び側部電極３３０，３３２を介して、基板３００の第１面３０２側に電気的に導通可能となっており、第１面３０２において接続電極３２０，３２２を介して第１及び第２励振電極１２０，１３０に電気的に接続されている。
　接地電極３６４，３６６は、圧電振動素子１００の第１及び第２励振電極１２０，１３０とは電気的に接続されておらず、外部から接地電位が供給されるための電極である。すなわち、接地電極３６４，３６６は、圧電振動子１の接地電極として機能する。
　接地電極３６４，３６６は、第２面３０４上の対向する他の一対のコーナー部側の領域に配置されている。具体的には、接地電極３６４はＸ軸負方向及びＺ´軸正方向側のコーナー部Ｃ３側の領域に配置され、また、接地電極３６６はＸ軸正方向及びＺ´軸負方向側のコーナー部Ｃ４側の領域に配置されている。
　接地電極３６４は、Ｘ軸負方向及びＺ´軸正方向側のコーナー部Ｃ３に向かって引き出された引出電極３６４ａを介して側部電極３３４に電気的に接続されている。また、接地電極３６６は、Ｘ軸正方向及びＺ´軸負方向側のコーナー部Ｃ４に向かって引き出された引出電極３６６ａを介して側部電極３３６に電気的に接続されている。こうして、接地電極３６４，３６６は、引出電極３６４ａ，３６６ａ及び側部電極３３４，３３６を介して、基板３００の第１面３０２側に電気的に導通可能となっており、第１面３０２においてダミーパターン３１２と電気的に接続されている。
　本実施形態に係る圧電振動子１においては、信号電極３６０，３６２を介して、圧電振動素子１００における一対の第１及び第２励振電極１２０，１３０の間に交流電圧を印加することにより、厚みすべり振動モードなどの所定の振動モードで圧電基板１１０が振動し、該振動に伴う共振特性が得られる。
　本実施形態においては、Ｘ軸負方向側のＺ´軸と平行する辺（第１辺３７０）側の領域に信号電極３６０及び接地電極３６４が配置され、他方、Ｘ軸正方向側のＺ´軸と平行する辺側の領域に信号電極３６２及び接地電極３６６が配置されている。また、Ｚ´軸負方向側のＸ軸と平行する辺（第２辺３７２）側の領域に信号電極３６０及び接地電極３６６が配置され、他方、Ｚ´軸正方向側のＸ軸と平行する辺側の領域に信号電極３６２及び接地電極３６４が配置されている。なお、例えば、第１辺３７０側の領域とは、基板３００の第２面３０４を、当該第１辺３７０と平行な仮想中心線３９０によって分割した２つの領域のうち、当該第１辺３７０が含まれる領域を指す。このことは他の辺側の領域についても同様である。
　次に、接地電極に対する信号電極の相対的な配置について、信号電極３６０を例として説明する。図３に示されるように、信号電極３６０は矩形状の電極であって、信号電極３６０の直交する２辺はそれぞれと隣接する基板３００の辺と平行に設けられている。基板３００の第２面３０４の外縁のうち、Ｘ軸負方向側のＺ´軸と平行する第１辺３７０側の領域であって、Ｚ´軸負方向側のＸ軸と平行する第２辺３７２側の領域に配置される。ここで、Ｘ軸方向について、矩形状の信号電極３６０の外縁と第１辺３７０との距離をＬＸ１、矩形状の接地電極３６４の外縁と第１辺３７０との距離をＬＸ２とする。このとき、ＬＸ１＞ＬＸ２を満たすように信号電極３６０及び接地電極３６４が配置されている。また、Ｚ´軸方向について、信号電極３６０の外縁と第２辺３７２との距離をＬＺ´１、接地電極３６６の外縁と第２辺３７２との距離をＬＺ´２とする。このとき、ＬＺ´１＞ＬＺ´２を満たすように信号電極３６０及び接地電極３６６が配置されている。すなわち、信号電極３６０は、Ｘ軸方向について接地電極３６４よりも基板３００の内側に配置され、また、Ｚ´軸方向について接地電極３６６よりも基板３００の内側に配置されている。
　以上のとおり、本実施形態においては、信号電極３６０が接地電極３６４，３６６よりも基板３００の内側に配置されている。これによって、圧電振動子１の周囲にノイズの発生源が存在しても、ノイズの発生源と信号電極３６０との距離を長く確保することができ、信号電極３６０が圧電振動子１の外部から受けるノイズの影響が低減される。また、信号電極３６０が圧電振動子１の外部へと発するノイズによる影響も、同様に低減させることができる。
　なお、本実施形態においては、信号電極３６２についても信号電極３６０と同様に、接地電極３６４，３６６よりも基板３００の内側に形成されており、信号電極３６０について説明した内容と同様の効果を得ることができる。
　また、本実施形態においては、接地電極３６４，３６６が信号電極３６０，３６２よりも外側に配置されることになるため、例えば４つ全ての電極を基板３００の中央近辺に一様に配置する態様と比べて、圧電振動子１の実装時における基板３００のＹ´軸回転方向及びＸＺ´平面方向の位置ずれ、及びＹ´軸方向の傾きのずれが発生することを抑制することができる。従って、圧電振動子１の実装時の安定性を確保することができる。
　図３に示す例においては、信号電極３６０，３６２のいずれもが接地電極３６４，３６６より基板３００の内側に配置されているが、信号電極３６０，３６２のいずれか一方の電極のみが基板３００の内側に配置されていてもよい。また、図３に示す例においては、信号電極３６０，３６２について、Ｘ軸方向及びＺ´軸方向ともに接地電極３６４，３６６より基板３００の内側に配置されているが、Ｘ軸方向又はＺ´軸方向のいずれか一方向についてのみ基板３００の内側に配置されていてもよい。
　なお、基板３００の信号電極、接地電極及び引出電極の各構成は、上述の例に限定されるものではなく、様々に変形して適用することができる。例えば、信号電極３６０，３６２及び接地電極３６４，３６６は、矩形状に限らず、円形や多角形等の他の形状であってもよい。また、信号電極及び接地電極の大きさがそれぞれ異なっても良い。例えば、信号電極の外形を接地電極の外形よりも小さいサイズにすることによって、信号電極を接地電極よりも基板の内側に配置してもよい。さらに、信号電極及び接地電極の個数は合計４つに限るものではなく、例えば２つの信号電極と１つの接地電極から成る合計３つの電極を適用してもよい。また、実装面側の引出電極はコーナー部に引き出されたものに限らず、側部電極の配置によって適宜変更することが可能であり、例えばコーナー部を除く基板３００のいずれかの側面に形成された側部電極に引き出されてもよい。
　次に、図４を参照して、第１実施形態に係る圧電振動子の変形例を説明する。なお、以降の変形例及び実施形態においては、第１実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
　図４は、本発明の第１実施形態の変形例に係る基板３０３の第２面３０４の平面図である。本実施例では、電極パターン３１１は、第２面３０４上に接続電極３８０をさらに有する。接続電極３８０は、信号電極３６０と信号電極３６２の間を横切って形成され、接地電極３６４と接地電極３６６を電気的に接続する。
　本変形例では図４に示すように、接続電極３８０は、接地電極３６４と接地電極３６６を第２面３０４の対角線で結ぶように接続して形成されている。
　これにより、第２面３０４上において、信号電極３６０と信号電極３６２が、接地電位を帯びた接続電極３８０によって遮蔽されるため、信号電極３６０と信号電極３６２の一方の電極が他方の電極に及ぼすノイズの影響が低減される。従って、図３に示す態様に比べて、ノイズの影響を低減する効果がより向上する。
　次に、図５、図６を参照して、本発明の第２実施形態に係る圧電振動子３を説明する。
　図５は、本発明の第２実施形態に係る圧電振動子３の断面図であり、また、図６は、本発明の第２実施形態に係るベース部材の平面図である。以下に、信号電極４６０及び接地電極４６４を例として説明する。
　本実施形態では、図５に示されるように、ベース部材の一例である基板４００に、キャップ２００の内側の領域において、基板４００の第１面４０２から第２面４０４へ貫通する貫通電極４９０，４９２が形成されている。これにより、圧電振動素子１００が搭載された第１面４０２から、第１面４０２とは反対の面である第２面４０４へ電気的導通が図られている。これによれば、信号電極４６０を、例えば、基板４００の第２面４０４における引出電極を介さずに、圧電振動素子１００に電気的に接続することができる。また、接地電極４６４についても、貫通電極４９２を介して基板４００の第１面４０２上のダミーパターン３１２に電気的に接続してもよい。なお、信号電極４６２及び接地電極４６６についても信号電極４６０及び接地電極４６４と同様に、貫通電極を介して第１面４０２への電気的導通を図ってもよい。
　本実施形態においては、上記貫通電極によって信号電極及び接地電極を圧電振動素子１００及びダミーパターン３１２と電気的に接続することができる。そのため、図６に示されるように、基板４００の第２面４０４において、信号電極及び接地電極に対応する引出電極を有さない構成とすることができる。
　本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
　以上、本発明の例示的な実施形態について説明した。圧電振動子１では、信号電極３６０又は３６２が、接地電極３６４又は３６６よりも基板３００の内側に配置される。これにより、圧電振動子１の周囲にノイズの発生源が存在しても、ノイズの発生源と信号電極との距離を長く確保することができ、信号電極が圧電振動子１の外部から受けるノイズの影響が低減される。また、信号電極が圧電振動子１の外部へと発するノイズによる影響も同様に低減させることができる。また、接地電極３６４，３６６が信号電極３６０，３６２よりも外側に配置されることになるため、圧電振動子１の実装時の安定性を確保することができる。
　また、第１実施形態の変形例では、基板３００の第２面３０４上において、接地電極３６４と接地電極３６６を電気的に接続する接続電極３８０が、信号電極３６０と信号電極３６２の間を横切って形成される。これにより、信号電極３６０と信号電極３６２が、接地電位を帯びた接続電極３８０によって遮蔽されるため、第１実施形態に比べてノイズの影響を低減する効果がより向上する。
　また、第２実施形態では、基板４００の第１面４０２から第２面４０４へ貫通する貫通電極が形成され、貫通電極を介して、信号電極及び接地電極が基板４００の第１面４０２上の各電極に電気的に接続される。これにより、例えば第２面４０４に引出電極を形成することなく、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
　なお、上記実施形態では圧電振動素子の一例として水晶振動素子を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、圧電セラミック（例えばＰＺＴ）や酸化亜鉛などのその他の圧電材料を用いてもよい。また、圧電振動素子は、例えばＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）であってもよく、例えば、Ｓｉ－ＭＥＭＳや、ＡｌＮ、ＬＴ、ＰＺＴなどの所与の圧電材料を用いた圧電ＭＥＭＳであってもよい。
　また、上記全ての実施形態において、キャップ２００が金属などの導電性材料によって形成された場合、キャップ２００を接地電極と電気的に接続することでキャップを接地電位に維持してもよい。
　また、上記実施形態ではリッド部材の一例として、凹状のキャップを示したが、本発明はこれに限定されず、平板な板状のリッド部材を適用してもよい。この場合、ベース部材の基板を凹状に形成することによって圧電振動素子を配置するための内部空間を形成するようにしてもよい。
　なお、以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。すなわち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
　１，３　圧電振動子
　１００　圧電振動素子
　２００　キャップ（リッド部材）
　３００，４００　基板（ベース部材）
　３１０，３１１　電極パターン
　３１２　ダミーパターン
　３２０，３２２，３８０　接続電極
　３２０ａ，３２２ａ，３６０ａ，３６２ａ，３６４ａ，３６６ａ　引出電極
　３５０　接合材
　３６０，３６２，４６０，４６２　信号電極
　３６４，３６６，４６４，４６６　接地電極
　４９０，４９２　貫通電極

Claims (9)

  1. 　圧電振動素子と、
    　前記圧電振動素子が搭載された搭載面及び前記搭載面とは反対の実装面を有し、前記実装面に形成された電極パターンを有するベース部材と、
    を備え、
    　前記電極パターンは、接地電極と、前記圧電振動素子に電気的に接続された信号電極とを有し、
    　前記ベース部材の前記実装面は矩形状に形成され、
    　前記信号電極及び前記接地電極は、前記実装面の外縁のうちいずれか一辺側の領域に配置され、
    　前記信号電極の外縁から前記実装面の前記一辺までの距離が、前記接地電極の外縁から前記実装面の前記一辺までの距離よりも長い、
    圧電振動子。
  2. 　前記電極パターンは、第１及び第２の接地電極を前記接地電極として有し、第１及び第２の信号電極の少なくとも一方を前記信号電極として有する、
    請求項１に記載の圧電振動子。
  3. 　前記第１及び第２の接地電極は、前記実装面の対向する一対のコーナー部側の領域に配置され、
    　前記第１及び第２の信号電極は、前記実装面の対向する他の一対のコーナー部側の領域に配置された、
    請求項２に記載の圧電振動子。
  4. 　前記電極パターンは、前記第１及び第２の接地電極と前記第１及び第２の信号電極のうち、少なくとも一つの電極に電気的に接続された引出電極をさらに有する、
    請求項２又は３に記載の圧電振動子。
  5. 　前記電極パターンは、前記第１及び第２の接地電極と前記第１及び第２の信号電極のうち、少なくとも一つの電極を、前記ベース部材の前記搭載面側に電気的に導通させる貫通電極をさらに有する、
    請求項２又は３に記載の圧電振動子。
  6. 　前記電極パターンは、前記第１の接地電極と前記第２の接地電極を電気的に接続する接続電極をさらに有し、
    　前記接続電極は、前記実装面上において前記第１の信号電極と前記第２の信号電極の間を横切って形成された、
    請求項２～５のいずれか一項に記載の圧電振動子。
  7. 　前記圧電振動素子を封止するように前記ベース部材の前記搭載面に接合されたリッド部材をさらに備えた、
    請求項２～６のいずれか一項に記載の圧電振動子。
  8. 　前記リッド部材は金属によって形成され、
    　前記第１及び第２の接地電極は、前記リッド部材に電気的に接続された、
    請求項７に記載の圧電振動子。
  9. 　前記圧電振動素子は水晶振動素子である、
    請求項１～８のいずれか一項に記載の圧電振動子。
PCT/JP2016/066781 2015-10-21 2016-06-06 圧電振動子 Ceased WO2017068809A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017546418A JP6739759B2 (ja) 2015-10-21 2016-06-06 圧電振動子
US15/948,228 US10985727B2 (en) 2015-10-21 2018-04-09 Piezoelectric vibrator

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015207239 2015-10-21
JP2015-207239 2015-10-21

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/948,228 Continuation US10985727B2 (en) 2015-10-21 2018-04-09 Piezoelectric vibrator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017068809A1 true WO2017068809A1 (ja) 2017-04-27

Family

ID=58557210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/066781 Ceased WO2017068809A1 (ja) 2015-10-21 2016-06-06 圧電振動子

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10985727B2 (ja)
JP (1) JP6739759B2 (ja)
WO (1) WO2017068809A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112022004421T5 (de) 2021-11-29 2024-07-04 Misumi Corporation Abschätzungssystem, abschätzungsprogramm und steuerungsverfahren für abschätzungssystem

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6075701B1 (ja) * 2015-09-11 2017-02-08 株式会社安川電機 電気機器及び電力変換装置
CN113654583B (zh) * 2021-08-31 2022-05-06 西安交通大学 剪切式振动-超声复合传感器及测量装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000165086A (ja) * 1998-11-30 2000-06-16 Kinseki Ltd 電子部品容器
JP2010073907A (ja) * 2008-09-19 2010-04-02 Daishinku Corp 電子部品用パッケージ、電子部品用パッケージのベース
JP2014030079A (ja) * 2012-07-31 2014-02-13 Daishinku Corp 圧電発振器

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11298281A (ja) * 1998-04-16 1999-10-29 Toyo Commun Equip Co Ltd 表面実装型圧電デバイス及び圧電ユニット
JP2008104095A (ja) * 2006-10-20 2008-05-01 Epson Toyocom Corp 圧電振動子、圧電デバイスおよび電子機器
CN101790787B (zh) * 2007-08-23 2012-07-18 株式会社大真空 电子部件用封装、电子部件用封装的基底、以及电子部件用封装与电路基板的接合结构
JP4744578B2 (ja) * 2008-09-24 2011-08-10 日本電波工業株式会社 恒温型の水晶発振器
JP2013192052A (ja) * 2012-03-14 2013-09-26 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 水晶デバイス及びその製造方法。
JP2015128276A (ja) * 2013-11-29 2015-07-09 日本電波工業株式会社 表面実装水晶振動子及びその製造方法
JP6309757B2 (ja) * 2013-12-26 2018-04-11 京セラ株式会社 水晶デバイス
JP6819528B2 (ja) * 2017-09-26 2021-01-27 トヨタ自動車株式会社 ロータ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000165086A (ja) * 1998-11-30 2000-06-16 Kinseki Ltd 電子部品容器
JP2010073907A (ja) * 2008-09-19 2010-04-02 Daishinku Corp 電子部品用パッケージ、電子部品用パッケージのベース
JP2014030079A (ja) * 2012-07-31 2014-02-13 Daishinku Corp 圧電発振器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112022004421T5 (de) 2021-11-29 2024-07-04 Misumi Corporation Abschätzungssystem, abschätzungsprogramm und steuerungsverfahren für abschätzungssystem

Also Published As

Publication number Publication date
US20180234077A1 (en) 2018-08-16
JPWO2017068809A1 (ja) 2018-08-09
JP6739759B2 (ja) 2020-08-12
US10985727B2 (en) 2021-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6338205B2 (ja) 圧電発振器及び圧電発振デバイス
JP6562320B2 (ja) 水晶振動子及びその温度制御方法、並びに水晶発振器
CN109314502B (zh) 水晶振动元件、水晶振子以及水晶振动元件的制造方法
JP6281734B2 (ja) 圧電振動子及びその製造方法
JP6663599B2 (ja) 圧電振動子及び圧電振動子の製造方法
CN108352820B (zh) 压电振动器件
JP6739759B2 (ja) 圧電振動子
JP6288533B2 (ja) 圧電振動子
JP2015173366A (ja) 圧電振動片及び圧電デバイス
US11233497B2 (en) Piezoelectric vibrator
CN109690940B (zh) 水晶振子及其制造方法
JP2017038227A (ja) 電子部品及びその製造方法
WO2016132766A1 (ja) 水晶振動子及び水晶振動デバイス
JP6555500B2 (ja) 圧電振動素子及び圧電振動子
WO2020195818A1 (ja) 振動素子、振動子及び振動素子の製造方法
JP7061275B2 (ja) 水晶振動素子および水晶振動子
WO2017213163A1 (ja) 圧電振動素子
JP4833716B2 (ja) 圧電発振器
WO2017169864A1 (ja) 圧電振動子
WO2016181882A1 (ja) 水晶振動素子及び水晶振動子
JP2017123616A (ja) 圧電振動子

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16857127

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017546418

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16857127

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1