CN114868335A - 压电振动元件、压电振子以及电子装置 - Google Patents
压电振动元件、压电振子以及电子装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114868335A CN114868335A CN202080087935.1A CN202080087935A CN114868335A CN 114868335 A CN114868335 A CN 114868335A CN 202080087935 A CN202080087935 A CN 202080087935A CN 114868335 A CN114868335 A CN 114868335A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- piezoelectric
- electrode
- hole
- main surface
- vibration element
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/872—Interconnections, e.g. connection electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices
-
- 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
- H03H9/15—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
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/08—Shaping or machining of piezoelectric or electrostrictive bodies
- H10N30/085—Shaping or machining of piezoelectric or electrostrictive bodies by machining
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/853—Ceramic compositions
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
压电振动元件(10)具备:压电片(11),具有主面(11A);激励电极(14a),设置于压电片(11)的主面(11A);以及连接电极(16a),设置于压电片(11)的主面(11A)且与激励电极(14a)电连接,在俯视压电片(11)的主面(11A)时,在压电片(11)中的激励电极(14a)与连接电极(16a)之间的区域形成有贯通孔(20),贯通孔(20)中的激励电极(14a)侧的内壁(21)具有至少四个倾斜面(21a~21d)。
Description
技术领域
本发明涉及压电振动元件、压电振子以及电子装置。
背景技术
振子在移动通信终端、通信基站、家电等各种电子设备中,使用于定时设备、传感器、振荡器等用途。随着电子设备的高功能化,要求小型并且薄型的压电振动元件。
在专利文献1公开了能够通过为了薄型化而设置于压电基板的贯通孔,抑制起因于轮廓系高次模式的不需要的振动的压电振动元件。
专利文献1:日本特开2009-188483号公报
该贯通孔的形状例如对振动能量的封闭效果等造成影响。然而,在专利文献1未对贯通孔的形状进行记载,贯通孔的优选的形状不明确。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而完成的,本发明的目的在于提供ESR减少的压电振动元件、压电振子以及电子装置。
本发明的一方式的压电振动元件具备:压电片,具有主面;激励电极,设置于压电片的主面;以及连接电极,设置于压电片的主面且与激励电极电连接,在俯视压电片的主面时,在压电片中的激励电极与连接电极之间的区域形成有贯通孔,贯通孔中的激励电极侧的内壁具有至少四个倾斜面。
本发明的其它的一方式的压电振动元件具备:压电片,具有主面;激励电极,设置于压电片的主面;以及连接电极,设置于压电片的主面且与激励电极电连接,在俯视压电片的主面时,在压电片中的激励电极与连接电极之间的区域形成有贯通孔,贯通孔的激励电极侧的内壁比贯通孔的连接电极侧的内壁突出。
根据本发明,能够提供减少了ESR的压电振动元件、压电振子以及电子装置。
附图说明
图1是示意地表示第一实施方式的电子装置的结构的分解立体图。
图2是沿着图1所示的电子装置的II-II线的剖视图。
图3是示意地表示第一实施方式的石英振子的构造的分解立体图。
图4是沿着图3所示的石英振子的IV-IV线的剖视图。
图5是示意地表示第一实施方式的石英振动元件的结构的俯视图。
图6是沿着图5所示的石英振动元件的VI-VI线的剖视图。
图7是表示ESR的变动的比例与角度α的关系的图表。
图8是表示基座部件的结构的一个例子的分解立体图。
图9是表示外部基板的结构的一个例子的分解立体图。
图10是示意地表示第二实施方式的石英振动元件的结构的俯视图。
图11是示意地表示第三实施方式的石英振动元件的结构的俯视图。
图12是示意地表示第四实施方式的石英振动元件的结构的俯视图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。各实施方式的附图为例示,各部的尺寸、形状是示意性的内容,并不应该将本申请发明的技术范围限定于该实施方式进行解释。
在各个附图,有时为了使各个附图彼此的关系变得明确,有助于理解各部件的位置关系,而方便地附加由X轴、Y′轴以及Z′轴构成的正交坐标系。X轴、Y′轴以及Z′轴在各附图中相互对应。X轴、Y′轴以及Z′轴分别与后述的石英片11的结晶轴(CrystallographicAxes)对应。X轴相当于石英的电轴(极性轴),Y轴相当于石英的机械轴,Z轴相当于石英的光轴。Y′轴以及Z′轴分别是使Y轴以及Z轴绕着X轴从Y轴方向Z轴的方向旋转35度15分±1分30秒后的轴。
在以下的说明中,将与X轴平行的方向称为“X轴方向”,将与Y′轴平行的方向称为“Y′轴方向”,并将与Z′轴平行的方向称为“Z′轴方向”。另外,将X轴、Y′轴以及Z′轴的箭头的前端方向称为“+(正)”,并将与箭头相反的方向称为“-(负)”。此外,为了方便,将+Y′轴方向设为上方向,并将-Y′轴方向设为下方向进行说明,但并不限定石英振子1以及电子装置100的上下的朝向。例如,在以下的说明中,将外部基板130的+Y′轴方向的侧设为上表面131A,并将-Y′轴方向的侧设为下表面131B,但电子装置100也可以配置为上表面131A位于下表面131B的垂直下侧。对于石英振子1的基座部件30的上表面31A以及下表面31B也相同。
<第一实施方式>
首先,参照图1以及图2,对本发明的第一实施方式的电子装置100的概略结构进行说明。图1是示意地表示第一实施方式的电子装置的结构的分解立体图。图2是沿着图1所示的电子装置的II-II线的剖视图。
电子装置100具备石英振子1、外部基板130、外部罩140、密封框150、焊料153,电容器156、IC芯片160、芯片键合材163以及键合线166。石英振子1、焊料153、电容器156、IC芯片160、芯片键合材163以及键合线166密封于形成在外部基板130与外部罩140之间的空间。该空间例如被液密地密封,但也可以以真空状态气密地密封,也可以以填充了非活性气体等气体的状态气密地密封。
石英振子1是压电振子(Piezoelectric Resonator Unit)的一种,是具备石英振动元件(Quartz Crystal Resonator)的石英振子(Quartz Crystal Resonator Unit)。石英振动元件利用石英片(Quartz Crystal Element),作为通过压电效应进行激励的压电片。石英振子1安装于外部基板130,密封于形成在外部基板130与外部罩140之间的空间。
外部基板130是具有相互对置的上表面131A以及下表面131B的平板状的电路基板。例如使用氧化铝设置外部基板130。在上表面131A设置有布线层,在下表面131B设置有省略了图示的端子。在外部基板130的侧面设置有使半通孔金属化设置的半通孔式(castellation)电极,上表面131A的布线层与下表面131B的端子通过该半通孔式电极电连接。
外部罩140在外部基板130侧具有收容石英振子1的有底的开口部。换句话说,外部罩140具有平板状的顶壁部、和从该顶壁部的外缘朝向外部基板130延伸的侧壁部。该顶壁部隔着石英振子1与外部基板130对置,该侧壁部在与外部基板130的上表面131A平行的面方向包围石英振子1。
密封框150将外部基板130与外部罩140接合。具体而言,将外部基板130的上表面131A与外部罩140的侧壁部的前端接合。密封框150设置为矩形形状的框状,在俯视外部基板130的上表面131A时,包围石英振子1、电容器156、IC芯片160等。例如,通过电绝缘性的树脂制粘合剂设置有密封框150。
电容器156安装于外部基板130的上表面131A。电容器156通过外部基板130的布线层,与石英振子1或者IC芯片160电连接。电容器156例如是使石英振子1振荡的振荡电路的一部分。
焊料153将设置在外部基板130的上表面131A的布线层与石英振子1或者电容器156接合。
IC芯片160安装在石英振子1之上。IC芯片160是控制石英振子1的ASIC(Application Specific Integrated Circuit:专用集成电路)。IC芯片160例如是修正石英振子1的温度特性的电路的一部分。
芯片键合材163将石英振子1与IC芯片160接合。例如,通过树脂制粘合剂设置有芯片键合材163。例如,芯片键合材163具有导电性,石英振子1通过芯片键合材163接地。优选芯片键合材163包含低弹性树脂,例如包含硅酮系树脂。据此,能够缓和作用到IC芯片160的应力。另外,优选通过导热性较高的材料设置芯片键合材163。据此,IC芯片160的温度对于石英振子1的温度的追随性提高。
键合线166将IC芯片160与外部基板130的布线层电连接。
接下来,参照图3以及图4,对本发明的第一实施方式的石英振子1的结构进行说明。图3是示意地表示第一实施方式的石英振子的构造的分解立体图。图4是沿着图3所示的石英振子的IV-IV线的剖视图。
石英振子1具备石英振动元件10、基座部件30、盖部件40、以及接合部件50。石英振动元件10设置在基座部件30与盖部件40之间。基座部件30以及盖部件40构成用于收容石英振动元件10的保持器。在图3以及图4所示的例子中,基座部件30呈平板状,在盖部件40的凹部49收容石英振动元件10。但是,只要石英振动元件10中至少进行激励的部分收容于保持器,则基座部件30以及盖部件40的形状并不限定于上述。例如,基座部件30也可以在盖部件40侧具有收容石英振动元件10的至少一部分的凹部。
首先,对石英振动元件10进行说明。
石英振动元件10是通过压电效应使石英振动,对电能与机械能量进行转换的元件。石英振动元件10具备薄片状的石英片11、构成一对激励电极的第一激励电极14a以及第二激励电极14b、构成一对引出电极的第一引出电极15a以及第二引出电极15b、构成一对连接电极的第一连接电极16a以及第二连接电极16b。
石英片11具有相互对置的上表面11A以及下表面11B。上表面11A位于与和基座部件30对置的一侧相反侧,即位于与后述的盖部件40的顶壁部41对置的一侧。下表面11B位于与基座部件30对置的一侧。上表面11A以及下表面11B相当于石英片11的一对主面。
石英片11例如是AT切割型的石英片。AT切割型的石英片11形成为在由相互交叉的X轴、Y′轴、以及Z′轴构成的正交坐标系上,与通过X轴以及Z′轴确定的面平行的面(以下,称为“XZ′面”。对于通过其它的轴确定的面也相同。)成为主面,与Y′轴平行的方向成为厚度。例如,通过对人工石英(Synthetic Quartz Crystal)的结晶体进行切断以及研磨加工得到石英基板(例如,石英晶圆),通过对石英基板(例如,石英晶圆)进行蚀刻加工形成AT切割型的石英片11。
使用了AT切割型的石英片11的石英振动元件10在较宽的温度范围具有较高的频率稳定性。在AT切割型的石英振动元件10中,使用厚度切变振动模式(Thickness ShearVibration Mode)作为主要振动。此外,AT切割型的石英片11中的Y′轴以及Z′轴的旋转角度也可以从35度15分在-5度以上+15度以下的范围内倾斜。石英片11的切割角度也可以应用AT切割以外的不同的切割。例如也可以应用BT切割、GT切割、SC切割等。
AT切割型的石英片11是具有与X轴方向平行的长边延伸的长边方向、与Z′轴方向平行的短边延伸的短边方向、以及与Y′轴方向平行的厚度延伸的厚度方向的板状。在俯视石英片11的上表面11A时,石英片11的平面形状呈矩形形状。
在俯视石英片11的上表面11A时,石英片11具有位于中央且有助于激励的激励部17、与激励部17相邻的周边部18、以及与基座部件30连接的连接部19。激励部17设置为矩形形状的岛状,被框状的周边部18包围。连接部19位于石英片11的+X轴方向侧的端部,设置为沿着Z′轴方向排列的一对矩形形状的岛状。周边部18的一部分位于激励部17与连接部19之间。
此外,俯视上表面11A时的石英片11的平面形状并不限定于矩形形状。石英片11的平面形状也可以是多边形、圆形、椭圆形或者它们的组合。激励部17的平面形状并不限定于矩形形状,周边部18的平面形状并不限定于框状。例如,也可以激励部17以及周边部18分别遍及石英片11的沿着Z′轴方向的整个宽度形成为带状。连接部19的平面形状并不限定于一对矩形形状的岛状。连接部19的平面形状也可以是多边形、圆形、椭圆形或者它们的组合。另外,连接部19也可以设置为沿着Z′轴方向延伸的连续的一个带状。换句话说,也可以在一个连接部19设置有第一连接电极16a以及第二连接电极16b双方。
激励部17具有上表面17A以及下表面17B,周边部18具有上表面18A以及下表面18B,连接部19具有上表面19A以及下表面19B。上表面17A、18A、19A分别是石英片11的上表面11A的一部分。下表面17B、18B、19B分别是石英片11的下表面11B的一部分。上表面17A以及下表面17B相当于激励部17上的石英片11的一对主面。上表面18A以及下表面18B相当于周边部18上的石英片11的一对主面。上表面19A以及下表面19B相当于连接部19上的石英片11的一对主面。上表面17A、18A、19A以及下表面17B、18B、19B分别为XZ′面。
石英片11是激励部17的厚度比周边部18的厚度大的所谓的台面型构造。通过在激励部17中具有台面型构造的石英片11,能够抑制从激励部17的振动泄漏。石英片11为两面台面型构造,在上表面11A以及下表面11B的两侧,激励部17从周边部18突出。激励部17与周边部18的边界呈厚度连续地变化的锥形形状。换句话说,连接激励部17以及周边部18各自的上表面17A、18A彼此的面、以及连接下表面17B、18B彼此的面为斜率相同的倾斜面。
激励部17与周边部18的边界也可以呈厚度的变化不连续的阶梯形状。该边界也可以是厚度的变化量连续地变化的凸面形状,或者厚度的变化量不连续地变化的斜面形状。换句话说,连接激励部17以及周边部18各自的上表面17A、18A彼此的面、以及连接下表面17B、18B彼此的面既可以由多个倾斜面构成,也可以由曲面构成。另外,激励部17也可以是在石英片11的上表面11A或者下表面11B的单侧从周边部18突出的单面台面型构造。另外,石英片11也可以是激励部17的厚度比周边部18的厚度小的所谓的逆台面型构造。
石英片11在连接部19具有双面台面型构造。换句话说,连接部19的厚度比周边部18的厚度大。连接部19与周边部18的边界呈锥形形状,连接连接部19以及周边部18各自的上表面19A、18A彼此的面、以及连接下表面19B、18B彼此的面是斜率相同的倾斜面。根据在连接部19中具有台面型构造的石英片11,石英振动元件10的与导电性保持部件36a、36b的接合强度提高。例如,能够通过与激励部17中的台面型构造相同的工序同时形成连接部19中的台面型构造。
连接部19的厚度例如是与激励部17的厚度大致同等的大小。连接部19的上表面19A与激励部17的上表面17A位于同一平面上,连接部19的下表面19B与激励部17的下表面17B位于同一平面上。但是,连接部19的厚度也可以与激励部17的厚度不同,例如也可以比激励部17的厚度小。另外,也可以上表面17A、19A相互在Y′轴方向上分离,也可以下表面17B、19B也相互在Y′轴方向上分离。例如,也可以上表面19A的位置与上表面17A的位置相比接近Y′轴方向上的石英片11的大致中央。另外,也可以下表面19B的位置与下表面17B的位置相比接近Y′轴方向上的石英片11的大致中央。
连接部19与周边部18的边界也可以是阶梯形状,凸面形状或者斜面形状。换句话说,连接连接部19以及周边部18各自的上表面19A、18A彼此的面、以及连接下表面19B、18B彼此的面既可以由多个倾斜面构成,也可以由曲面构成。另外,连接部19也可以是在石英片11的下表面11B从周边部18突出的单面台面型构造。
在激励部17与连接部19之间的周边部18形成有贯通孔20。贯通孔20沿着Y′轴方向贯通周边部18。后述贯通孔20的详细的结构。
第一激励电极14a设置于激励部17的上表面17A,第二激励电极14b设置于激励部17的下表面17B。第一激励电极14a以及第二激励电极14b隔着石英片11相互对置。在俯视石英片11的上表面11A时,第一激励电极14a以及第二激励电极14b分别呈矩形形状,配置为彼此的大致整体重合。第一激励电极14a以及第二激励电极14b相当于一对激励电极。
此外,俯视石英片11的上表面11A时的第一激励电极14a以及第二激励电极14b各自的平面形状并不限定于矩形形状。第一激励电极14a以及第二激励电极14b各自的平面形状也可以是多边形、圆形、椭圆形或者它们的组合。
第一引出电极15a设置于周边部18的上表面18A,第二引出电极15b设置于周边部18的下表面18B。第一引出电极15a将第一激励电极14a与第一连接电极16a电连接。第二引出电极15b将第二激励电极14b与第二连接电极16b电连接。第一引出电极15a的一端在激励部17与第一激励电极14a连接,第一引出电极15a的另一端在连接部19与第一连接电极16a连接。另外,第二引出电极15b的一端在激励部17与第二激励电极14b连接,第二引出电极15b的另一端在连接部19与第二连接电极16b连接。在俯视石英片11的上表面11A时,第一引出电极15a设置于贯通孔20的+Z′轴方向侧,第二引出电极15b设置于贯通孔20的-Z′轴方向侧。在俯视时第一引出电极15a以及第二引出电极15b分离,所以能够降低杂散电容。并且,由于在第一引出电极15a与第二引出电极15b之间形成有贯通孔20,能够进一步降低杂散电容。
第一连接电极16a以及第二连接电极16b分别设置于连接部19的下表面19B。第一连接电极16a位于第二连接电极16b的+Z′轴方向侧。第一连接电极16a以及第二连接电极16b也设置于连接部19的上表面19A以及石英片11的侧面。
相互连续地形成例如相互一体地形成有由第一激励电极14a、第一引出电极15a以及第一连接电极16a构成的一方的电极组。也同样地相互连续地形成例如相互一体地形成有由第二激励电极14b、第二引出电极15b以及第二连接电极16b构成的另一方的电极组。这样,在石英振动元件10设置有一对电极组。石英振动元件10的一对电极组例如是多层构造,依次层叠设置基底层和最表层。基底层是与石英片11接触的层,利用与石英片11的紧贴性良好的材料设置。最表层是位于一对电极组的最表面的层,利用化学稳定性良好的材料设置。据此,能够抑制一对电极组的氧化、从石英片11的剥离,能够提供可靠性较高的石英振动元件10。基底层例如含有铬(Cr),最表层例如含有金(Au)。
若能够对激励部17施加电压,则也可以将石英振动元件10的一对电极组中至少一方设置为远离石英片11。例如,也可以在第一激励电极14a与激励部17之间设置有间隙,也可以在第一激励电极14a以及第二激励电极14b双方与激励部17之间设置有间隙。构成石英振动元件10的一对电极组的材料并不限定于Cr以及Au,例如也可以含有钛(Ti)、钼(Mo)、铝(Al)、镍(Ni)、铟(In)、钯(Pd)、银(Ag)、铜(Cu)、锡(Sn)、铁(Fe)等金属材料。一对电极组也可以含有导电性陶瓷、导电性树脂、半导体等。
接下来,对基座部件30进行说明。
基座部件30将石英振动元件10保持为能够激励。基座部件30具备具有相互对置的上表面31A以及下表面31B的基体31。上表面31A以及下表面31B相当于基体31的一对主面。上表面31A位于与石英振动元件10以及盖部件40对置的一侧,相当于安装石英振动元件10的安装面。下表面31B位于与外部基板130对置的一侧,相当于连接外部基板130的安装面。基体31例如是绝缘性陶瓷(氧化铝)等烧结材料。从抑制热应力的产生的观点来看,优选基体31由耐热性材料构成。从抑制由于热应力施加给石英振动元件10的应力的观点来看,也可以通过具有接近石英片11的热膨胀率的材料设置基体31,例如也可以通过石英设置。另外,从抑制热应力对基体31造成的损伤的观点来看,也可以通过具有接近盖部件40的热膨胀率的材料设置基体31。
基座部件30具备第一电极焊盘33a以及第二电极焊盘33b。第一电极焊盘33a以及第二电极焊盘33b设置于基体31的上表面31A。第一电极焊盘33a以及第二电极焊盘33b是用于将石英振动元件10与基座部件30电连接的端子。从抑制氧化所引起的可靠性的降低的观点来看,优选第一电极焊盘33a以及第二电极焊盘33b各自的最表层含有金,更优选几乎仅由金构成。例如,第一电极焊盘33a以及第二电极焊盘33b也可以是具有使与基体31的紧贴性提高的基底层、和包含金抑制氧化的最表层的层叠构造。第一电极焊盘33a以及第二电极焊盘33b相当于一对电极焊盘。
基座部件30具备第一外部电极35a、第二外部电极35b、第三外部电极35c以及第四外部电极35d。第一外部电极35a~第四外部电极35d设置于基体31的下表面31B。第一外部电极35a以及第二外部电极35b是用于将外部基板130的布线层与石英振子1电连接的端子。第三外部电极35c以及第四外部电极35d例如是不输入输出电信号等的虚拟电极,但也可以是使盖部件40接地来使盖部件40的电磁屏蔽功能提高的接地电极。此外,也可以省略第三外部电极35c以及第四外部电极35d。
第一电极焊盘33a经由沿着Y′轴方向贯通基体31的第一贯通电极34a,与第一外部电极35a电连接。第二电极焊盘33b经由沿着Y′轴方向贯通基体31的第二贯通电极34b,与第二外部电极35b电连接。
第一外部电极35a以及第二电极焊盘33b也可以分别经由设置于连接基体31的上表面31A与下表面31B的侧面的侧面电极,与第一外部电极35a以及第二外部电极35b电连接。该侧面电极也可以是半通孔式电极。
基座部件30具备第一导电性保持部件36a以及第二导电性保持部件36b。第一导电性保持部件36a以及第二导电性保持部件36b将石英振子1保持为能够激励。换句话说,将石英振动元件10保持为激励部17不与基座部件30以及盖部件40接触。第一导电性保持部件36a以及第二导电性保持部件36b将石英振动元件10与基座部件30电连接。具体而言,第一导电性保持部件36a将第一电极焊盘33a与第一连接电极16a电连接,第二导电性保持部件36b将第二电极焊盘33b与第二连接电极16b电连接。第一导电性保持部件36a以及第二导电性保持部件36b相当于一对导电性保持部件。
第一导电性保持部件36a以及第二导电性保持部件36b是包含热固化性树脂、光固化性树脂等的导电性粘合剂的固化物,第一导电性保持部件36a以及第二导电性保持部件36b的主成分例如是硅酮树脂。第一导电性保持部件36a以及第二导电性保持部件36b包含导电性粒子,作为该导电性粒子例如能够使用包含银(Ag)的金属粒子。
第一导电性保持部件36a以及第二导电性保持部件36b的主成分只要是固化性树脂则并不限定于硅酮树脂,例如也可以是环氧树脂、丙烯酸树脂等。另外,第一导电性保持部件36a以及第二导电性保持部件36b的导电性并不限定于基于银粒子的赋予,也可以通过其它的金属、导电性陶瓷、导电性有机材料等赋予。第一导电性保持部件36a以及第二导电性保持部件36b的主成分也可以是导电性高分子。
也可以在第一导电性保持部件36a以及第二导电性保持部件36b的树脂组成物含有任意的添加剂。添加剂例如是以导电性粘合剂的作业性、保存性的提高等为目的的粘合剂、填充剂、增稠剂、敏化剂、抗老化剂、消泡剂等。另外,也可以添加使固化物的强度增加的目的,或者确保基座部件30与石英振动元件10的间隔的目的的填料。
接下来,对盖部件40进行说明。
盖部件40与基座部件30接合。盖部件40在与基座部件30之间形成收容石英振动元件10的内部空间。盖部件40具有在基座部件30侧开口的凹部49,本实施方式中的内部空间相当于凹部49的内侧的空间。凹部49例如以真空状态进行密封,但也可以以填充了氮气、惰性气体等非活性气体的状态进行密封。凹部49也可以以液密的状态进行密封。盖部件40的材质优选为导电材料,更优选为气密性较高的金属材料。通过由导电材料构成盖部件40,能够给予盖部件40减少向内部空间的电磁波的出入的电磁屏蔽功能。另外,能够通过盖部件40使IC芯片160接地。从抑制热应力的产生的观点来看,优选盖部件40的材质为具有接近基体31的热膨胀率的材料,例如是常温附近的热膨胀率在较宽的温度范围内与玻璃、陶瓷一致的Fe-Ni-Co系合金。此外,盖部件40的材质也可以与基体31的材质相同,也可以包含陶瓷、石英、树脂等。
盖部件40具有平板状的顶壁部41、和与顶壁部41的外缘连接并且沿着高度方向延伸的侧壁部42。通过顶壁部41和侧壁部42形成盖部件40的凹部49。具体而言,顶壁部41沿着基体31的上表面31A延伸,且在高度方向上隔着石英振动元件10与基座部件30对置。另外,侧壁部42从顶壁部41朝向基座部件30延伸,在与基体31的上表面31A平行的方向上包围石英振动元件10。盖部件40还具有与侧壁部42的基座部件30侧的前端部连接并且沿着基体31的上表面31A向外侧延伸的凸缘部43。换句话说,与侧壁部42的上端部连接的顶壁部41、和与侧壁部42的下端部连接的凸缘部43相互向相反方向延伸。在俯视基体31的上表面31A时,凸缘部43延伸为框状以包围石英振动元件10。
接下来,对接合部件50进行说明。
接合部件50设置在基座部件30以及盖部件40的各整周上,呈矩形的框状。在俯视基座部件30的上表面31A时,第一电极焊盘33a以及第二电极焊盘33b配置在接合部件50的内侧,接合部件50设置为包围石英振动元件10。接合部件50将基座部件30与盖部件40接合,密封相当于内部空间的凹部49。具体而言,接合部件50将基体31与凸缘部43接合。从抑制石英振动元件10的频率特性的变动的观点来看,优选接合部件50的材质的透湿性较低,更优选透气性较低。另外,为了经由接合部件50将盖部件40与接地电位电连接,优选接合部件50具有导电性。根据这些观点,优选接合部件50的材质为金属。作为一个例子,通过设置在基体31的上表面31A的由钼(Mo)构成的金属化层、和设置在金属化层与凸缘部43之间的由金锡(Au-Sn)系的共晶合金构成的金属焊料层设置接合部件50。
此外,也可以通过包含水玻璃等的硅系粘合剂、包含水泥等的钙系粘合剂等无机系粘合剂设置接合部件50。也可以通过环氧系、乙烯基系、丙烯酸系、聚氨酯系或者硅酮系的有机系粘合剂设置接合部件50的材质。在通过无机系或者有机系粘合剂设置接合部件50的情况下,为了降低透气性,也可以在接合部件50的外侧设置透气性比该粘合剂低的涂层。基座部件30与盖部件40也可以通过缝焊接合。
接下来,参照图5~图7,对贯通孔20的结构进行详细的说明。图5是示意地表示第一实施方式的石英振动元件的结构的俯视图。图6是沿着图5所示的石英振动元件的VI-VI线的剖视图。图7是表示ESR的变动的比例与角度α的关系的图表。
如图5所示,贯通孔20沿着Z′轴方向延伸,且在XZ′面方向在整周被石英片11包围。贯通孔20在第一激励电极14a以及第二激励电极14b的侧具有内壁21,在第一连接电极16a以及第二连接电极16b的侧具有内壁22。贯通孔20的内壁21、22朝向贯通孔20的内部突出,并沿着Z′轴方向延伸为彼此的前端接近。
如图6所示,内壁21具有四个倾斜面21a~21d,内壁22具有两个倾斜面22a、22b。倾斜面21a相当于第一倾斜面,倾斜面21c相当于第二倾斜面。
内壁21的倾斜面21a、21c与盖部件40的顶壁部41对置,内壁21的倾斜面21b、21d与基座部件30对置。倾斜面21a与倾斜面21b在贯通孔20的贯通方向的大致中央相互连接。倾斜面21a与倾斜面21c相互连接,倾斜面21c与周边部18的上表面18A相互连接。倾斜面21b与倾斜面21d相互连接,倾斜面21d与周边部18的下表面18B相互连接。
内壁22的倾斜面22a与盖部件40的顶壁部41对置,内壁22的倾斜面22b与基座部件30对置。倾斜面22a与倾斜面22b在贯通孔20的贯通方向(Y′轴方向)的大致中央相互连接。倾斜面22a与周边部18的上表面18A相互连接,倾斜面22b与周边部18的下表面18B相互连接。
贯通孔20的内壁21、22例如分别构成为相对于与周边部18的上表面18A平行的面面对称。面对称的对称面是包含倾斜面21a与倾斜面21b的连接部、倾斜面22a与倾斜面22b的连接部、以及贯通孔20的大致中央的XZ′面。倾斜面21b是与倾斜面21a面对称的结构,倾斜面21c是与倾斜面21d面对称的结构,倾斜面22b是与倾斜面22a面对称的结构。因此,在以下的说明中,对倾斜面21b、21d、22b的结构省略说明。
内壁21的倾斜面21a以角度α从与周边部18的上表面18A平行的面倾斜。内壁21的倾斜面21c以角度β从与周边部18的上表面18A平行的面倾斜。内壁22的倾斜面22a以角度γ从与周边部18的上表面18A平行的面倾斜。角度α比角度β大,角度γ比角度大(γ>α>β)。
距离T1是从倾斜面21a与倾斜面21b的连接部所在的贯通孔20的大致中央到倾斜面21a与倾斜面21c的连接部的沿着Y′轴方向的厚度。距离T2是从倾斜面21a与倾斜面21c的连接部到倾斜面21c与周边部18的上表面18A的连接部的沿着Y′轴方向的厚度。距离T3是从倾斜面22a与倾斜面22b的连接部所在的贯通孔20的大致中央到倾斜面22a与周边部18的上表面18A的连接部的沿着Y′轴方向的厚度。距离T1比距离T2小,距离T2比距离T3小(T1<T2<T3)。
宽度W21是从倾斜面21a与倾斜面21b的连接部到倾斜面21c与上表面18A的连接部的沿着X轴方向的距离。宽度W22是从倾斜面22a与倾斜面22b的连接部到倾斜面21a与上表面18A的连接部的沿着X轴方向的距离。宽度W21比宽度W22大(W21>W22)。宽度W21相当于内壁21的突出量,宽度W22相当于内壁21的突出量。因此,W21>W22可以说是贯通孔20的内壁21与贯通孔20的内壁22相比突出。
也可以贯通孔20的内壁21、22分别构成为相对于与周边部18的上表面18A平行的面非对称。具体而言,也可以倾斜面21a、21b各自的大小不同,也可以倾斜面21a以及倾斜面21b各自的相对于XZ′面的角度不同。也可以倾斜面21c与倾斜面21d为不同的大小,也可以倾斜面21c以及倾斜面21d各自的相对于XZ′面的角度不同。对于倾斜面22a、22b也相同。
内壁21的倾斜面的数目并不限定于上述,只要至少有四个即可。例如,内壁21也可以具有六个倾斜面。具体而言,内壁21也可以还具有连接倾斜面21c与上表面18A的倾斜面、和连接倾斜面21d与下表面18B的倾斜面。另外,只要内壁21的倾斜面的数目比内壁22的倾斜面的数目多,则内壁21、22各自的倾斜面的数目并不限定于上述。另外,只要内壁21与内壁22相比突出,则内壁21、22各自的倾斜面的数目也可以相同,也可以内壁21、22分别具有曲面。
如图7所示,通过使角度α、角度β以及距离T2变化,能够降低ESR(EquivalentSeries Resistance:等效串联电阻)。图7所示的图表示出在将角度β固定为32°,并且将距离T3固定为14.4μm的基础上,使角度α以及距离T2变化时的ESR的变动的比例(ΔESR)。横轴表示角度α,纵轴表示ΔESR。图表的曲线分别表示距离T2为4μm、8μm、10.3μm、12μm以及14μm时的ΔESR。
如图7所示,在β=32°时,若32°<α<80°,则通过合适地设定距离T2,与α=β=32°的情况相比,能够降低ESR。并且若40°<α,则能够更有效地降低ESR。并且若α<65°,则即使距离T2较小也能够降低ESR。此外,若8μm≤T2≤12μm,则能够更有效地降低ESR。即,若0.56≤T2/T3≤0.83,则能够更有效地降低ESR。
如图5所示,贯通孔20在+Z′轴方向侧具有连接内壁21与内壁22的一端23a,在-Z′轴方向侧具有连接内壁21与内壁22的另一端23b。贯通孔20的一端23a以及另一端23b各自的位置与连接部19的位置相比,远离Z′轴方向上的石英振动元件10的中心部。换句话说,在俯视石英片11的上表面11A时,贯通孔20位于激励部17的中央部与连接部19之间。第一导电性保持部件36a以及第二导电性保持部件36b与连接部19连接,所以第一导电性保持部件36a在从贯通孔20的一端23a观察时位于另一端23b侧,并且第二导电性保持部件36b在从贯通孔20的另一端23b观察时位于一端23a侧。换句话说,在俯视石英片11的上表面11A时,贯通孔20位于激励部17的中央部与第一导电性保持部件36a之间,且贯通孔20也位于激励部17的中央部与第二导电性保持部件36b之间。据此,能够抑制从激励部17向第一导电性保持部件36a以及第二导电性保持部件36b的振动泄漏,缓和从第一导电性保持部件36a以及第二导电性保持部件36b的应力的传播。
接下来,参照图8以及图9,对基座部件30以及外部基板130的更详细的结构进行说明。图8是表示基座部件的结构的一个例子的分解立体图。图9是表示外部基板的结构的一个例子的分解立体图。
如图8所示,基座部件30具备层叠通过绝缘材料设置的基板31V、31W而成的多层构造。基板31V的上表面相当于基座部件30的上表面31A,基板31W的下表面相当于基座部件30的下表面31B。在基板31V与基板31W之间设置有布线层31C。在基板31V设置有贯通电极34a-1、34b-1、34c-1。在基板31W设置有贯通电极34a-2、34b-2、34c-2。
第一电极焊盘33a通过贯通电极34a-1以及贯通电极34a-2,与外部电极35a电连接。在俯视基座部件30的上表面31A时,贯通电极34a-1远离贯通电极34a-2,贯通电极34a-1与贯通电极34a-2通过布线层31C电连接。第二电极焊盘33b也同样地通过相互分离的贯通电极34b-1以及贯通电极34b-2、和布线层31C,与外部电极35b电连接。接合部件50也同样地通过相互分离的贯通电极34c-1以及贯通电极34c-2、和布线层31C,与外部电极35b电连接。
这样,通过使基座部件30为多层构造,并在层间设置布线层,能够调整杂散电容。
如图9所示,外部基板130具备层叠通过绝缘材料设置的基板131V、131W而成的多层构造。基板131V的上表面相当于外部基板130的上表面131A,基板131W的下表面相当于外部基板130的下表面131B。在基板131V之上设置有布线层,在布线层之上设置有凸块层。凸块层由通过绝缘材料设置的多个框体构成。凸块层抑制焊料153的过度的润湿扩展,抑制短路所引起的不良产生。在俯视外部基板130的上表面131A时,凸块层的多个框体分别包围电容器156以及石英振子1。
在基板131V的下表面设置有金属层131C。金属层131C设置于基板131V的下表面的大致整个面。然而,在金属层131C形成有多个狭缝,以使外部基板130的半通孔式电极不短路。
在基板131W的上表面设置有绝缘体层131D。在基板131W的下表面设置有多个端子。
这样,通过使外部基板130为多层构造,并在层间设置金属层,外部基板130的上表面131A与下表面131B之间的导热性提高。
如以上那样,在第一实施方式中,在周边部18的第一激励电极14a与第一连接电极16a之间的区域形成贯通孔20,贯通孔20中的第一激励电极14a侧的内壁21具有四个倾斜面。
据此,通过利用至少四个倾斜面形成内壁21,能够使作为主要振动的厚度切变振动模式的激励部17与连接部19之间的区域的振动位移衰减,而能量封闭效果提高,降低ESR。另外,由于内壁21接近凸面形状,所以能够抑制起因于轮廓尺寸的厚度弯曲振动模式,能够降低ESR。由于贯通孔20缓和在激励部17与连接部19之间传播的应力,所以能够抑制振动泄漏、石英振动元件10的脱落。
贯通孔20中的第一激励电极14a的侧的内壁21构成为相对于与石英片11的主面平行的面面对称。
石英片11的激励部17的厚度比石英片11的周边部18的厚度大。
据此,能够抑制从激励部17的振动泄漏。另外,在形成激励部17的台面型构造的工序中,能够加工内壁22,所以能够使制造工序简化。
第一倾斜面21a相对于周边部18的上表面18A所成的角度α比第二倾斜面21c相对于周边部18的上表面18A所成的角度β大。
据此,内壁21接近凸面形状,所以能够更有效地降低ESR。
从石英片11的厚度方向上的中央到第一倾斜面21a与第二倾斜面21c的连接部的沿着厚度方向的距离T1比从第一倾斜面21a与第二倾斜面21c的连接部到周边部18的上表面18A的沿着厚度方向的距离T2大。
据此,内壁21接近凸面形状,所以能够更有效地降低ESR。
角度α以及角度β具有32°<α<80°并且β=32°的关系。
据此,通过合适地设定距离T2,与α=β=32°的情况相比,能够降低ESR。
角度α具有40°<α的关系。
据此,能够更有效地降低ESR。
角度α具有α<65°的关系。
据此,即使距离T2较小也能够降低ESR。
距离T2以及距离T3具有0.56≤T2/T3≤0.83的关系。
据此,能够更有效地降低ESR。
贯通孔20中的第一连接电极16a侧的内壁22具有比第一激励电极14a侧的内壁21的倾斜面的数目少的倾斜面。内壁22具有两个倾斜面。内壁22的倾斜面相对于周边部18的上表面18A所成的角度γ比角度α大。
由于在石英片11需要用于设置贯通孔20的空间,所以本实施方式的石英振动元件10与不设置贯通孔20的结构相比大型化。然而,通过利用两个倾斜面形成内壁22,能够减小连接部19附近的尺寸,所以能够抑制石英片11的大型化。特别是,由于角度γ比角度α大,所以能够更有效地抑制石英片11的大型化。
内壁22与内壁21相比突出。
据此,内壁21接近凸面形状,所以能够抑制起因于轮廓尺寸的厚度弯曲振动模式,降低ESR,并且由于能够减小连接部19附近的尺寸,所以能够抑制石英片11的大型化。另外,由于贯通孔20缓和在激励部17与连接部19之间传播的应力,所以能够抑制振动泄漏、石英振动元件10的脱落。
连接部19的厚度比周边部18的厚度大。
据此,石英振动元件10的与导电性保持部件的接合强度提高,所以石英振动元件10的安装姿势稳定,另外,能够抑制石英振动元件10的脱落。由于能够在形成连接部19的台面型构造的工序中,对内壁22进行加工,所以能够使制造工序简化。
以下,对本发明的其它的实施方式的石英振动元件10的结构进行说明。此外,在下述的实施方式中,对与上述的第一实施方式相同的事项省略记述,仅对不同点进行说明。特别是,并不依次提及相同的结构所带来的相同的作用效果。
<第二实施方式>
参照图10,对第二实施方式的石英振动元件10的结构进行说明。图10是示意地表示第二实施方式的石英振动元件的结构的俯视图。
在石英振动元件10形成有两个贯通孔20a、20b。贯通孔20a位于贯通孔20b的+Z′轴方向侧。贯通孔20a形成在第一激励电极14a与第一连接电极16a之间的区域,且在+Z′轴方向侧的侧面开口。贯通孔20b形成在第二激励电极14b与第二连接电极16b之间的区域,且在-Z′轴方向侧的侧面开口。
<第三实施方式>
参照图11,对第三实施方式的石英振动元件10的结构进行说明。图11是示意地表示第三实施方式的石英振动元件的结构的俯视图。
第二连接电极16b设置于第二激励电极14b的-X轴方向侧。在石英振动元件10形成有两个贯通孔20a、20b。贯通孔20a形成在第一激励电极14a与第一连接电极16a之间的区域。贯通孔20b形成在第二激励电极14b与第二连接电极16b之间的区域。
<第四实施方式>
参照图12,对第四实施方式的石英振动元件10的结构进行说明。图12是示意地表示第四实施方式的石英振动元件的结构的俯视图。
第二连接电极16b设置于第二激励电极14b的-X轴方向侧。在石英振动元件10形成有两个贯通孔20a、20b。贯通孔20a形成在第一激励电极14a与第一连接电极16a之间的区域。贯通孔20b形成在第二激励电极14b与第二连接电极16b之间的区域。贯通孔20a、20b沿着激励部17的外缘形成为U形。由此,贯通孔20a、20b除了设置了第一引出电极15a以及第二引出电极15b的部分之外,包围激励部17。
以下,附记本发明的实施方式的一部分或者全部,对其效果进行说明。此外,本发明并不限定于以下的附记。
根据本发明的一方式,提供一种石英振动元件,具备:石英片,具有主面;激励电极,设置于石英片的主面;以及连接电极,与设置于石英片的主面的激励电极电连接,在俯视石英片的主面时,在石英片的激励电极与连接电极之间的区域形成有贯通孔,贯通孔中的激励电极侧的内壁具有至少四个倾斜面。
据此,通过利用至少四个倾斜面形成激励电极侧的内壁,使作为主要振动的厚度切变振动模式的激励电极与连接电极之间的区域的振动位移衰减,而能量封闭效果提高,能够降低ESR。另外,由于激励电极侧的内壁接近凸面形状,所以能够抑制起因于轮廓尺寸的厚度弯曲振动模式,能够降低ESR。由于贯通孔缓和在激励电极与连接电极之间传播的应力,所以能够振动抑制泄漏、石英振动元件的脱落。
作为一方式,贯通孔中的激励电极侧的内壁构成为相对于与石英片的主面平行的面面对称。
作为一方式,石英片的设置了激励电极的部分的厚度比石英片中的激励电极与连接电极之间的区域的部分的厚度大。
据此,能够抑制从设置了激励电极的部分的振动泄漏。另外,能够在使激励电极与连接电极之间的区域的部分的厚度比设置了激励电极的部分的厚度小的工序中,对贯通孔的内壁进行加工,所以能够使制造工序简化。
作为一方式,贯通孔中的激励电极侧的内壁具有以贯通孔的贯通方向的大致中央为起点以角度α从与石英片的主面平行的面倾斜的第一倾斜面、和与第一倾斜面连接并以角度β从与石英片的主面平行的面倾斜的第二倾斜面,角度α比角度大。
据此,由于激励电极侧的内壁接近凸面形状,所以能够更有效地降低ESR。
作为一方式,距离T1比距离T2小,距离T1是从贯通孔的大致中央到第一倾斜面与第二倾斜面的连接部的、沿着与石英片的主面交叉的方向的距离,距离T2是从第一倾斜面与第二倾斜面的连接部到第二倾斜面与石英片中的激励电极与连接电极之间的主面的连接部的、沿着与石英片的主面交叉的方向的距离。
据此,由于激励电极侧的内壁接近凸面形状,所以能够更有效地降低ESR。
作为一方式,角度α以及角度β具有32°<α<80°并且β=32°的关系。
据此,通过合适地设定从第一倾斜面与第二倾斜面的连接部到第二倾斜面与石英片中的激励电极与连接电极之间的主面的连接部的、沿着与石英片的主面交叉的方向的距离,与α=β=32°的情况相比,能够降低ESR。
作为一方式,角度α具有40°<α的关系。
据此,能够更有效地降低ESR。
作为一方式,角度α具有α<65°的关系。
据此,即使在从第一倾斜面与第二倾斜面的连接部到第二倾斜面与石英片中的激励电极与连接电极之间的主面的连接部的、沿着与石英片的主面交叉的方向的距离较小时,也能够降低ESR。
作为一方式,距离T2以及距离T3具有0.56≤T2/T3≤0.83的关系。
据此,能够更有效地降低ESR。
作为一方式,贯通孔中的连接电极侧的内壁具有以贯通孔的贯通方向的大致中央为起点以角度γ从与石英片的主面平行的面倾斜的倾斜面,角度γ比角度α大。
由于在石英片需要用于设置贯通孔的空间,所以本实施方式的石英振动元件与不设置贯通孔的结构相比大型化。然而,由于角度γ比角度α大,所以能够减小连接电极附近的尺寸,所以能够抑制石英片的大型化。
作为一方式,贯通孔中的激励电极侧的内壁比贯通孔中的连接电极侧的内壁突出。
据此,由于激励电极侧的内壁接近凸面形状,所以能够抑制起因于轮廓尺寸的厚度弯曲振动模式,降低ESR,并且由于能够减小连接电极附近的尺寸,所以能够抑制石英片的大型化。
根据本发明的其它的一方式,提供一种石英振动元件,具备:石英片,具有主面;激励电极,设置于石英片的主面;以及连接电极,与设置于石英片的主面的激励电极电连接,在俯视石英片的主面时,在石英片的激励电极与连接电极之间的区域形成有贯通孔,贯通孔的激励电极侧的内壁比贯通孔的连接电极侧的内壁突出。
据此,由于激励电极侧的内壁接近凸面形状,所以能够抑制起因于轮廓尺寸的厚度弯曲振动模式,降低ESR,并且由于能够减小连接电极附近的尺寸,所以能够抑制石英片的大型化。另外,由于贯通孔缓和在激励电极与连接电极之间传播的应力,所以能够抑制振动泄漏、石英振动元件的脱落。
作为一方式,石英片是AT切割石英片。
作为一方式,石英片的设置了连接电极的部分的厚度比石英片中的激励电极与连接电极之间的区域的部分的厚度大。
据此,石英振动元件的与导电性保持部件的接合强度提高,所以石英振动元件的安装姿势稳定,另外,能够抑制石英振动元件的脱落。由于能够在使激励电极与连接电极之间的区域的部分的厚度比设置了连接电极的部分的厚度小的工序中,对贯通孔的内壁进行加工,所以能够使制造工序简化。
作为一方式,提供一种石英振子,具备:上述的石英振动元件;基座部件,安装石英振动元件;盖部件,在与基座部件之间形成收容石英振动元件的内部空间;以及接合部件,将基座部件与盖部件接合。
作为一方式,提供一种电子装置,具备:上述的石英振子;以及外部基板,安装石英振动元件,外部基板具有夹在绝缘体层中的金属层。
据此,外部基板的上表面与下表面之间的导热性提高,所以石英振子的温度对于外部空气温的追随性提高。
本发明的实施方式并不限定于石英振子,也能够应用于压电振子。压电振子(Piezoelectric Resonator Unit)的一个例子是具备石英振动元件(Quartz CrystalResonator)的石英振子(Quartz Crystal Resonator Unit)。石英振动元件虽然利用石英片(Quartz Crystal Element),作为通过压电效应进行激励的压电片,但也可以通过压电单晶,压电陶瓷,压电薄膜,或者,压电高分子膜等任意的压电材料形成压电片。作为一个例子,压电单结晶能够列举铌酸锂(LiNbO3)。同样地,压电陶瓷能够列举钛酸钡(BaTiO3),钛酸铅(PbTiO3),锆钛酸铅(Pb(ZrxTi1-x)O3;PZT),氮化铝(AlN),铌酸锂(LiNbO3),偏铌酸锂(LiNb2O6),钛酸铋(Bi4Ti3O12),钽酸锂(LiTaO3),四硼酸锂(Li2B4O7),硅酸镓镧(La3Ga5SiO14),或者,五氧化钽(Ta2O5)等。压电薄膜能够列举通过溅射工艺等使上述压电陶瓷在石英,或者,蓝宝石等基板上成膜后的薄膜。压电高分子膜能够列举聚乳酸(PLA),聚偏二氟乙烯(PVDF),或者,偏二氟乙烯/三氟乙烯(VDF/TrFE)共聚物等。上述的各种压电材料既可以相互层叠使用,也可以层叠于其它的部件。
本发明的实施方式只要是定时设备、发音器、振荡器、负载传感器等通过压电效应进行机电能量转换的设备,则并不特别限定而能够适当地应用。
如以上说明的那样,根据本发明的一方式,能够提供降低了ESR的压电振动元件、压电振子以及电子装置。
此外,以上说明的实施方式是用于使本发明的理解变得容易的实施方式,并不是用于对本发明进行限定解释的实施方式。本发明能够在不脱离其主旨的范围内,进行变更/改进,并且在本发明也包含有其等效物。即,只要具备本发明的特征,则本领域技术人员适当地对各实施方式施加了设计变更后的实施方式也包含于本发明的范围。例如,各实施方式具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并不限定于例示的内容而能够适当地变更。另外,各实施方式具备的各要素只要在技术上可能则能够进行组合,只要包含本发明的特征则将它们组合后的实施方式也包含于本发明的范围。
附图标记说明
1…石英振子,10…石英振动元件,11…石英片,14a、14b…激励电极,15a、15b…引出电极,16a、16b…连接电极,17…激励部,18…周边部,19…连接部,11A、17A、18A、19A…上表面,11B、17B、18B、19B…下表面,20…贯通孔,21、22…内壁,21a~21d、22a、22b…倾斜面,T1~T3…距离,α、β、γ…角度,W21、W22…宽度,30…基座部件,40…盖部件,50…接合部件,130…外部基板,140…外部罩,150…密封框,160…IC芯片。
Claims (17)
1.一种压电振动元件,其中,具备:
压电片,具有主面;
激励电极,设置于上述压电片的主面;以及
连接电极,设置于上述压电片的主面且与上述激励电极电连接,
在俯视上述压电片的主面时,在上述压电片中的上述激励电极与上述连接电极之间的区域形成有贯通孔,
上述贯通孔中的上述激励电极侧的内壁具有至少四个倾斜面。
2.根据权利要求1所述的压电振动元件,其中,
上述贯通孔中的上述激励电极侧的内壁构成为相对于与上述压电片的主面平行的面面对称。
3.根据权利要求1或者2所述的压电振动元件,其中,
上述压电片的设置有上述激励电极的部分的厚度比上述压电片中的上述激励电极与上述连接电极之间的区域的部分的厚度大。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的压电振动元件,其中,
上述贯通孔中的上述激励电极侧的内壁具有第一倾斜面和第二倾斜面,上述第一倾斜面以上述贯通孔的贯通方向的大致中央为起点以角度α从与上述压电片的主面平行的面倾斜,上述第二倾斜面与上述第一倾斜面连接并以角度β从与上述压电片的主面平行的面倾斜,
上述角度α比上述角度大。
5.根据权利要求4所述的压电振动元件,其中,
距离T1比距离T2小,上述距离T1是从上述贯通孔的大致中央到上述第一倾斜面与上述第二倾斜面的连接部的、沿着与上述压电片的主面交叉的方向的距离,上述距离T2是从上述第一倾斜面与上述第二倾斜面的连接部到上述第二倾斜面与上述压电片中的上述激励电极与上述连接电极之间的主面的连接部的、沿着与上述压电片的主面交叉的方向的距离。
6.根据权利要求5所述的压电振动元件,其中,
上述角度α以及上述角度β具有32°<α<80°并且β=32°的关系。
7.根据权利要求6所述的压电振动元件,其中,
上述角度α具有40°<α的关系。
8.根据权利要求6或者7所述的压电振动元件,其中,
上述角度α具有α<65°的关系。
9.根据权利要求6~8中任意一项所述的压电振动元件,其中,
距离T3以及上述距离T2具有0.56≤T2/T3≤0.83的关系,上述距离T3是从上述贯通孔的大致中央到上述第二倾斜面与上述压电片中的上述激励电极与上述连接电极之间的主面的连接部的、沿着与上述压电片的主面交叉的方向的距离。
10.根据权利要求4~8中任意一项所述的压电振动元件,其中,
上述贯通孔中的上述连接电极侧的内壁具有以上述贯通孔的贯通方向的大致中央为起点以角度γ从与上述压电片的主面平行的面倾斜的倾斜面,
上述角度γ比上述角度α大。
11.根据权利要求1~10中任意一项所述的压电振动元件,其中,
上述贯通孔中的上述激励电极侧的内壁比上述贯通孔中的上述连接电极侧的内壁突出。
12.一种压电振动元件,其中,具备:
压电片,具有主面;
激励电极,设置于上述压电片的主面;以及
连接电极,设置于上述压电片的主面且与上述激励电极电连接,
在俯视上述压电片的主面时,在上述压电片中的上述激励电极与上述连接电极之间的区域形成有贯通孔,
上述贯通孔的上述激励电极侧的内壁比上述贯通孔的上述连接电极侧的内壁突出。
13.根据权利要求1~12中任意一项所述的压电振动元件,其中,
上述压电片是石英片。
14.根据权利要求13所述的压电振动元件,其中,
上述石英片是AT切割石英片。
15.根据权利要求1~14中任意一项所述的压电振动元件,其中,
上述压电片的设置有连接电极的部分的厚度比上述压电片中的上述激励电极与上述连接电极之间的区域的部分的厚度大。
16.一种压电振子,其中,具备:
权利要求1~15中任意一项所述的压电振动元件;
基座部件,供上述压电振动元件安装;
盖部件,在与上述基座部件之间形成收容上述压电振动元件的内部空间;以及
接合部件,将上述基座部件与上述盖部件接合。
17.一种电子装置,其中,具备:
权利要求16所述的压电振子;以及
外部基板,供上述压电振动元件安装,
上述外部基板具有夹在绝缘体层的金属层。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019-238993 | 2019-12-27 | ||
JP2019238993 | 2019-12-27 | ||
PCT/JP2020/028241 WO2021131121A1 (ja) | 2019-12-27 | 2020-07-21 | 圧電振動素子、圧電振動子及び電子装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114868335A true CN114868335A (zh) | 2022-08-05 |
Family
ID=76572999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202080087935.1A Pending CN114868335A (zh) | 2019-12-27 | 2020-07-21 | 压电振动元件、压电振子以及电子装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220278268A1 (zh) |
JP (1) | JP7465454B2 (zh) |
CN (1) | CN114868335A (zh) |
WO (1) | WO2021131121A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024122095A1 (ja) * | 2022-12-09 | 2024-06-13 | 株式会社村田製作所 | 共振型磁気センサ |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8125788B2 (en) * | 2006-03-29 | 2012-02-28 | Kyocera Corporation | Circuit module and radio communications equipment, and method for manufacturing circuit module |
JP2012186639A (ja) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Seiko Epson Corp | 圧電振動片、圧電振動子、電子デバイス |
JP2013258452A (ja) * | 2012-06-11 | 2013-12-26 | Seiko Epson Corp | 振動素子、振動子、電子デバイス、電子機器、移動体、および振動素子の製造方法 |
JP2014007693A (ja) * | 2012-06-27 | 2014-01-16 | Seiko Epson Corp | 振動素子、振動子、電子デバイス、電子機器、及び移動体 |
JP2015019127A (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-29 | 日本電波工業株式会社 | 水晶振動片及び水晶デバイス |
WO2016111037A1 (ja) * | 2015-01-09 | 2016-07-14 | 株式会社村田製作所 | 水晶振動子及び水晶振動デバイス |
JP2017060054A (ja) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | エスアイアイ・クリスタルテクノロジー株式会社 | 圧電振動片及び圧電振動子 |
JP2017099025A (ja) * | 2017-02-15 | 2017-06-01 | セイコーエプソン株式会社 | 振動片、振動素子、振動子、電子デバイス、電子機器、移動体及び振動片の製造方法 |
-
2020
- 2020-07-21 CN CN202080087935.1A patent/CN114868335A/zh active Pending
- 2020-07-21 WO PCT/JP2020/028241 patent/WO2021131121A1/ja active Application Filing
- 2020-07-21 JP JP2021566791A patent/JP7465454B2/ja active Active
-
2022
- 2022-05-20 US US17/749,870 patent/US20220278268A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20220278268A1 (en) | 2022-09-01 |
WO2021131121A1 (ja) | 2021-07-01 |
JPWO2021131121A1 (zh) | 2021-07-01 |
JP7465454B2 (ja) | 2024-04-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2022125097A (ja) | 圧電振動デバイス | |
CN113196650B (zh) | 压电振动器件 | |
US20230006645A1 (en) | Quartz crystal resonator, quartz crystal resonator unit and quartz crystal oscillator | |
US20220278268A1 (en) | Piezoelectric vibration element, piezoelectric resonator unit, and electronic device | |
US12255599B2 (en) | Piezoelectric resonator unit and oscillator provided with the same | |
JP7161709B2 (ja) | 電子装置及びその製造方法 | |
JP6015010B2 (ja) | 振動素子、振動子、発振器および電子機器 | |
JP7497754B2 (ja) | 圧電振動子及びその製造方法 | |
WO2021215040A1 (ja) | 圧電振動子 | |
JP7465458B2 (ja) | 圧電振動子 | |
WO2021220544A1 (ja) | 圧電振動子及びそれを備える圧電発振器 | |
JP7416248B2 (ja) | 圧電振動子 | |
WO2021220542A1 (ja) | 圧電振動子 | |
WO2021059576A1 (ja) | 圧電振動子 | |
JP7606679B2 (ja) | 圧電振動素子、圧電振動子及び圧電発振器 | |
WO2022004071A1 (ja) | 圧電振動子 | |
TWI817286B (zh) | 壓電振動裝置 | |
JP7389410B2 (ja) | 圧電振動子及びその製造方法 | |
WO2022158028A1 (ja) | 圧電振動子 | |
JP7359210B2 (ja) | 水晶振動子、電子部品及び電子装置 | |
JP2021175139A (ja) | 圧電振動子及びその製造方法 | |
WO2025017976A1 (ja) | 圧電振動素子 | |
CN119836747A (zh) | 压电振动元件 | |
JP2017005757A (ja) | 振動素子、振動子、発振器および電子機器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |