JP2007201936A - 圧電振動片と圧電デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化しても極端にCI値を増大させることなく、スプリアスを抑制して温度特性の悪化を防止することができる圧電振動片と、これを利用した圧電デバイスを提供すること。
【解決手段】圧電材料で形成した基部51と、この基部と一体に形成され、かつ前記基部から平行に延びる少なくとも一対の振動腕34,35とを備える音叉型圧電振動片であって、前記一対の振動腕の屈曲振動により、前記基部の前記各振動腕の基端付近の領域にて、該振動腕の幅中心を通る仮想の中心線上C1,C1に生じる変位渦に基づいて、ほぼ円形の該変位渦の外周に対する接線に沿って、溝またはスリット11,11を設けた。
【選択図】 図6
【解決手段】圧電材料で形成した基部51と、この基部と一体に形成され、かつ前記基部から平行に延びる少なくとも一対の振動腕34,35とを備える音叉型圧電振動片であって、前記一対の振動腕の屈曲振動により、前記基部の前記各振動腕の基端付近の領域にて、該振動腕の幅中心を通る仮想の中心線上C1,C1に生じる変位渦に基づいて、ほぼ円形の該変位渦の外周に対する接線に沿って、溝またはスリット11,11を設けた。
【選択図】 図6
Description
本発明は、パッケージまたはケースに収容するための音叉型の圧電振動片と、この圧電振動片をパッケージやケースに収容した圧電デバイスの改良に関する。
HDD(ハード・ディスク・ドライブ)、モバイルコンピュータ、あるいはICカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器やジャイロセンサなどの計測機器において、パッケージなどの内部に圧電振動片を収容した圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスが広く使用されている。
このような圧電デバイスに使用される圧電振動片は、例えば、特許文献1などに記載されている(特許文献1参照)。
このような圧電デバイスに使用される圧電振動片は、例えば、特許文献1などに記載されている(特許文献1参照)。
この文献の圧電振動片は、例えば水晶の単結晶から形成されており、幅広の基部と、この基部から同じ方向に平行に延びる2本の振動腕とを備える音叉型の振動片である。
また、この文献に記載された圧電振動片では、各振動腕には、それぞれ、表裏面に長さ方向に延びる長溝が形成されており、該長溝内には、駆動電極としての励振電極が形成されている。
また、この文献に記載された圧電振動片では、各振動腕には、それぞれ、表裏面に長さ方向に延びる長溝が形成されており、該長溝内には、駆動電極としての励振電極が形成されている。
これにより、外部から上記励振電極に駆動電圧が印加されることで、振動腕内に効率よく電界が発生し、各振動腕は、その先端部を互いに接近・離間されるように屈曲振動するようになっている。そして、このような振動に基づく振動周波数を取り出すことにより、制御用のクロック信号等の基準信号に利用されるようになっている。
特開2002―76806
ところが、最近、圧電デバイスは、該圧電デバイスが搭載される製品の小型化に適合するように、極力小型化することが求められており、このため、圧電デバイスに搭載する音叉型振動片も、その全長が2mm以下程度と、大幅な小型化が進んでいる。
そして、小型化された音叉型圧電振動片では、振動腕の屈曲振動における振動漏れが基部に伝えられ、CI値が増大したり、スプリアスの増大に伴う温度特性の悪化が生じていた。
そして、小型化された音叉型圧電振動片では、振動腕の屈曲振動における振動漏れが基部に伝えられ、CI値が増大したり、スプリアスの増大に伴う温度特性の悪化が生じていた。
この発明は、小型化しても極端にCI値を増大させることなく、スプリアスを抑制して温度特性の悪化を防止することができる圧電振動片と、これを利用した圧電デバイスを提供することを目的とする。
上記目的は、第1の発明にあっては、圧電材料で形成した基部と、この基部と一体に形成され、かつ前記基部から平行に延びる少なくとも一対の振動腕とを備える音叉型圧電振動片であって、前記一対の振動腕の屈曲振動により、前記基部の前記各振動腕の基端付近の領域にて、該振動腕の幅中心を通る仮想の中心線上に生じる変位渦に基づいて、ほぼ円形の該変位渦の外周に対する接線に沿って、溝またはスリットを設けた圧電振動片により、達成される。
第1の発明の構成によれば、前記一対の振動腕は、その先端部を接近・離間するように屈曲振動する。したがって、この場合各振動腕の変位量が一番大きく、これら振動腕の基端部である基部に向かうに従って変位量は小さくなり、該基部の前記各振動腕の基端付近の領域であって、該振動腕の幅中心を通る仮想の中心線上には、前記屈曲振動の変位の中心ともいうべき、変位渦がFEM解析(各振動腕が屈曲振動している際の振動変位のシミュレーションによるベクトル図)により観察される。
そこで、ほぼ円形の該変位渦の外周に対する接線に沿って、溝またはスリットでなる言わば脆弱部を設けることにより、変位渦に基づく変形もしくは変位をし易くする。これにより、振動腕からの振動漏れが前記基部の溝またはスリット位置で解消され、パッケージなどへの接合箇所へ伝わるのを妨げて、CI値の上昇や、スプリアスが生じにくくし、温度特性の悪化を防止することができるものである。
なお、本発明において、上記作用を発揮するための構成としての「溝またはスリット」は、「脆弱部」を理解しやすくするための表現であって、本発明のねらいとする領域に剛性の低い構造を実現するためのものである限り、一般的には「溝またはスリット」とは呼べないような「脆弱部」を形成する場合も本発明に含まれる。
そこで、ほぼ円形の該変位渦の外周に対する接線に沿って、溝またはスリットでなる言わば脆弱部を設けることにより、変位渦に基づく変形もしくは変位をし易くする。これにより、振動腕からの振動漏れが前記基部の溝またはスリット位置で解消され、パッケージなどへの接合箇所へ伝わるのを妨げて、CI値の上昇や、スプリアスが生じにくくし、温度特性の悪化を防止することができるものである。
なお、本発明において、上記作用を発揮するための構成としての「溝またはスリット」は、「脆弱部」を理解しやすくするための表現であって、本発明のねらいとする領域に剛性の低い構造を実現するためのものである限り、一般的には「溝またはスリット」とは呼べないような「脆弱部」を形成する場合も本発明に含まれる。
第2の発明は、第1の発明の構成において、前記変位渦の外周に対する接線に沿う前記溝またはスリットに替え、もしくは該溝またはスリットに加えて、前記変位渦の外周と同心の円に対する接線に沿って、溝またはスリットを設けたことを特徴とする。
上記構成によれば、前記変位渦と同心の円に沿った溝やスリットを設けることによっても、その変位に対応した応力に沿った脆弱部が形成でき、該脆弱部に沿って変位がし易くなるので、第1の発明の作用に準じた作用を発揮できる。
上記構成によれば、前記変位渦と同心の円に沿った溝やスリットを設けることによっても、その変位に対応した応力に沿った脆弱部が形成でき、該脆弱部に沿って変位がし易くなるので、第1の発明の作用に準じた作用を発揮できる。
第3の発明は、第1の発明の構成において、前記変位渦の外周に対する接線に沿う前記溝またはスリットに替え、もしくは該溝またはスリットに加えて、前記変位渦の外周に対応した円を前記仮想の中心線の延びる方向に沿って移動させた円に対する接線、もしくは、該移動させた円と同心の円に対する接線に沿って、溝またはスリットを設けたことを特徴とする。
第3の発明の構成によれば、前記変位渦の外周に対応した円を前記仮想の中心線の延びる方向に沿って移動させた円を想定し、その接線に沿ったものや、その同心円に対する接線に沿った溝またはスリットを形成することでも、第1または2の発明の作用に準じた作用が発揮できる。
第3の発明の構成によれば、前記変位渦の外周に対応した円を前記仮想の中心線の延びる方向に沿って移動させた円を想定し、その接線に沿ったものや、その同心円に対する接線に沿った溝またはスリットを形成することでも、第1または2の発明の作用に準じた作用が発揮できる。
第4の発明は、第1ないし3のいずれかの発明の構成において、前記溝またはスリットが、前記各振動腕の延びる方向に対して斜めに交差する方向と平行に設けられることを特徴とする。
第4の発明の構成によれば、前記変位渦がほぼ円形であるから、前記脆弱部である溝またはスリットが、前記各振動腕の延びる方向に対して斜めに交差する方向と平行に設けられることによっても、この変位渦の形成方向と沿うことになるので、第1または2の発明の作用に準じた作用が発揮できる。
第4の発明の構成によれば、前記変位渦がほぼ円形であるから、前記脆弱部である溝またはスリットが、前記各振動腕の延びる方向に対して斜めに交差する方向と平行に設けられることによっても、この変位渦の形成方向と沿うことになるので、第1または2の発明の作用に準じた作用が発揮できる。
第5の発明は、第1ないし3のいずれかの発明の構成において、前記溝またはスリットが、前記各振動腕の延びる方向に対して直交する方向と平行に設けられることを特徴とする。
第5の発明の構成によれば、前記変位渦がほぼ円形であるから、前記脆弱部である溝またはスリットが、前記各振動腕の延びる方向に対して直交する方向と平行に設けられることによっても、この変位渦の形成方向と沿うことになるので、第1または2の発明の作用に準じた作用が発揮できる。
第5の発明の構成によれば、前記変位渦がほぼ円形であるから、前記脆弱部である溝またはスリットが、前記各振動腕の延びる方向に対して直交する方向と平行に設けられることによっても、この変位渦の形成方向と沿うことになるので、第1または2の発明の作用に準じた作用が発揮できる。
第6の発明は、第1ないし3のいずれかの発明の構成において、前記溝またはスリットが、前記各振動腕の延びる方向と平行に設けられることを特徴とする。
第6の発明の構成によれば、前記変位渦がほぼ円形であるから、前記脆弱部である溝またはスリットが、前記各振動腕の延びる方向と平行に設けられることによっても、この変位渦の形成方向と沿うことになるので、第1または2の発明の作用に準じた作用が発揮できる。
第6の発明の構成によれば、前記変位渦がほぼ円形であるから、前記脆弱部である溝またはスリットが、前記各振動腕の延びる方向と平行に設けられることによっても、この変位渦の形成方向と沿うことになるので、第1または2の発明の作用に準じた作用が発揮できる。
第7の発明は、第1ないし3のいずれかの発明の構成において、前記溝またはスリットが、前記接線方向に沿って、かつ前記変位渦の外周もしくは該変位渦と同心の円に沿って曲線的に設けられることを特徴とする。
第7の発明の構成によれば、前記変位渦がほぼ円形であるから、前記脆弱部である溝またはスリットが、前記接線方向に沿って、かつ前記変位渦の外周もしくは該変位渦と同心の円に沿って曲線的に設けられることによっても、この変位渦の形成方向と沿うことになるので、第1または2の発明の作用に準じた作用が発揮できる。
第7の発明の構成によれば、前記変位渦がほぼ円形であるから、前記脆弱部である溝またはスリットが、前記接線方向に沿って、かつ前記変位渦の外周もしくは該変位渦と同心の円に沿って曲線的に設けられることによっても、この変位渦の形成方向と沿うことになるので、第1または2の発明の作用に準じた作用が発揮できる。
第8の発明は、第1ないし7のいずれかの発明の構成において、前記各振動腕には、長さ方向に延びる長溝と、該長溝に形成された駆動用電極とを備えることを特徴とする。
第8の発明の構成によれば、前記振動腕に駆動電圧を印加して駆動するに際し、電解効率を向上させることができる。
第8の発明の構成によれば、前記振動腕に駆動電圧を印加して駆動するに際し、電解効率を向上させることができる。
上記目的は、第9の発明にあっては、収容容器内に圧電振動片を収容した圧電デバイスであって、前記圧電振動片が、圧電材料で形成した基部と、この基部と一体に形成され、かつ前記基部から平行に延びる少なくとも一対の振動腕とを備え、かつ前記一対の振動腕の屈曲振動により、前記基部の前記各振動腕の基端付近の領域に生じる変位渦に基づいて、ほぼ円形の該変位渦の外周に対する接線に沿って、溝またはスリットが設けられていることを特徴とする。
図1及び図2は、本発明の圧電デバイスの実施の形態を示しており、図1はその概略平面図、図2は図1のA−A線概略断面図である。
図において、圧電デバイス30は、水晶振動子を構成した例を示しており、この圧電デバイス30は、収容容器としてのパッケージ36内に圧電振動片32を収容している。パッケージ36は、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成形して形成される複数の基板を積層した後、焼結して形成されている。複数の各基板は、その内側に所定の孔を形成することで、積層した場合に内側に所定の内部空間S2を形成するようにされている。この内部空間S2が圧電振動片32を収容するための収容空間である。
図において、圧電デバイス30は、水晶振動子を構成した例を示しており、この圧電デバイス30は、収容容器としてのパッケージ36内に圧電振動片32を収容している。パッケージ36は、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成形して形成される複数の基板を積層した後、焼結して形成されている。複数の各基板は、その内側に所定の孔を形成することで、積層した場合に内側に所定の内部空間S2を形成するようにされている。この内部空間S2が圧電振動片32を収容するための収容空間である。
このパッケージ36の内部に圧電振動片32をマウントし、蓋体39で気密に封止するようにされている。ここで、蓋体39は、セラミック、金属、ガラスなどの材質を選択して形成されている。
蓋体39が、例えば、金属の場合には、一般に他の材料よりも強度が高いという利点がある。蓋体39の材料としては、パッケージ36と熱膨張率が近似したものが適しており、例えば、コバールなどを使用することができる。
また、蓋封止後の周波数調整を可能にするために、蓋体39は、例えばガラスなどの光透過材料で形成される。例えば、硼珪酸ガラスなどの板体を使用することができる。
蓋体39が、例えば、金属の場合には、一般に他の材料よりも強度が高いという利点がある。蓋体39の材料としては、パッケージ36と熱膨張率が近似したものが適しており、例えば、コバールなどを使用することができる。
また、蓋封止後の周波数調整を可能にするために、蓋体39は、例えばガラスなどの光透過材料で形成される。例えば、硼珪酸ガラスなどの板体を使用することができる。
パッケージ36の内部空間S2内の図において左端部付近において、内部空間S2に露出して内側底部を構成する積層基板には、例えば、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキで形成した電極部31,31が設けられている。この電極部31,31は、外部と接続されて、駆動電圧を供給するものである。この各電極部31,31の上に導電性接着剤43,43が塗布され、この導電性接着剤43,43の上に圧電振動片32の基部51が載置されて、導電性接着剤43,43が硬化されるようになっている。尚、導電性接着剤43,43としては、接合力を発揮する接着剤成分としての合成樹脂剤に、銀製の細粒等の導電性の粒子を含有させたものが使用でき、シリコーン系、エポキシ系またはポリイミド系導電性接着剤等を利用することができる。
圧電振動片32は、圧電材料として、例えば水晶をエッチングして形成されており、本実施形態の場合、圧電振動片32は、小型に形成して、必要な性能を得るために、特に図3の概略平面図および図4で示す図3のB−B線切断端面図で示す構造とされている。
すなわち、圧電振動片32は、パッケージ36側と固定される基部51と、この基部51を基端として、図において上方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕34,35を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片が利用されている。
この圧電振動片32は、全体として、きわめて小型に形成されていて、図3において、例えば、全長が、1300μm程度、振動腕の長さが1040μm程度、腕幅が40μmないし55μm程度とされたきわめて小型の圧電振動片である。
すなわち、圧電振動片32は、パッケージ36側と固定される基部51と、この基部51を基端として、図において上方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕34,35を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片が利用されている。
この圧電振動片32は、全体として、きわめて小型に形成されていて、図3において、例えば、全長が、1300μm程度、振動腕の長さが1040μm程度、腕幅が40μmないし55μm程度とされたきわめて小型の圧電振動片である。
圧電振動片32の各振動腕34,35には、図3および図4を参照して理解されるように、それぞれ長さ方向に延びる長い有底の長溝56,57が形成されている。この各長溝56,57は、図3のB−B線切断端面図である図4に示されているように、各振動腕34,35の表裏両面に形成されている。
さらに、図3において、圧電振動片32の基部51の端部(図3では下端部)の幅方向両端付近には、引き出し電極52,53が形成されている。各引き出し電極52,53は、圧電振動片32の基部51の図示しない裏面にも同様に形成されている。
さらに、図3において、圧電振動片32の基部51の端部(図3では下端部)の幅方向両端付近には、引き出し電極52,53が形成されている。各引き出し電極52,53は、圧電振動片32の基部51の図示しない裏面にも同様に形成されている。
これらの各引き出し電極52,53は、上述したように図1に示されているパッケージ側の電極部31,31と導電性接着剤43,43により接続される部分である。そして、各引き出し電極52,53は、図3および図4に示されているように、各振動腕34,35の長溝56,57内に設けた励振電極54,55とそれぞれ一体に接続されている。また、各励振電極54,55は、図4に示されているように各振動腕34,35の両側面にも形成されており、例えば、振動腕34に関しては、長溝56内の励振電極54と、その側面部の励振電極55とは互いに異極となるようにされている。また、振動腕35に関しては、長溝57内の励振電極55と、その側面部の励振電極54とは互いに異極となるようにされている。
また、圧電振動片32の基部51には、図1および図3に示されているように、脆弱部としての一対のスリット11,11が形成されている。このスリット11,11は、基部51の各振動腕34,35の基端付近の領域であって、これら振動腕の幅中心を通る仮想の中心線上に形成される後述する変位渦に基づく変形もしくは変位をし易くするものである。この構成については以下に詳しく説明する。
図5は一般的な音叉型振動片において、各振動腕がその先端部を互いに接近させたり、離間させたりして屈曲振動している状態において、その振動変位をFEM解析したシミュレーションによるベクトル図である。
図において、C1,C1は各振動腕の幅寸法の中点を通る仮想の中心線である。基部の前記各振動腕の基端付近の領域で、しかも、上記仮想の中心線C1,C1上には、屈曲振動の変位の中心ともいうべき、一対の変位渦SE,SEが観察される。各変位渦SE,SEは、基部の幅中心に対して対称の位置に存在している。
図において、C1,C1は各振動腕の幅寸法の中点を通る仮想の中心線である。基部の前記各振動腕の基端付近の領域で、しかも、上記仮想の中心線C1,C1上には、屈曲振動の変位の中心ともいうべき、一対の変位渦SE,SEが観察される。各変位渦SE,SEは、基部の幅中心に対して対称の位置に存在している。
本発明は、この変位渦SE,SEに基づいて、基部に脆弱部として、例えば溝(有底のもの)及び/またはスリット(基部の材料を貫通したもの)を形成することを内容とするものである。
これにより、基部において、変位渦に基づく変形もしくは変位をし易くし、これにより、振動腕からの振動漏れが前記基部の溝またはスリット位置で解消され、パッケージなどへの接合箇所へ伝わるのを妨げて、CI値の上昇や、スプリアスが生じにくくし、温度特性の悪化を防止することができるものである。
これにより、基部において、変位渦に基づく変形もしくは変位をし易くし、これにより、振動腕からの振動漏れが前記基部の溝またはスリット位置で解消され、パッケージなどへの接合箇所へ伝わるのを妨げて、CI値の上昇や、スプリアスが生じにくくし、温度特性の悪化を防止することができるものである。
図6ないし図10は、その具体的態様を示しているが、長溝や電極などの説明に不要な箇所は煩雑になるため、その図示を省略している。
図6は圧電振動片の第1の実施形態であり、図3と同じ構造であって、既に説明した箇所には同一の符号を付して重複する説明は省略し、特徴部分を中心に説明する。
図5で説明したように、振動腕34,35の幅寸法の仮想の中心線C1,C1上には、振動腕34,35の屈曲振動の変位の中心ともいうべき、一対の変位渦があり、図6では、その外周がほぼ円形であることから、これに対応した変位渦の円10,10が示されている。
図6は圧電振動片の第1の実施形態であり、図3と同じ構造であって、既に説明した箇所には同一の符号を付して重複する説明は省略し、特徴部分を中心に説明する。
図5で説明したように、振動腕34,35の幅寸法の仮想の中心線C1,C1上には、振動腕34,35の屈曲振動の変位の中心ともいうべき、一対の変位渦があり、図6では、その外周がほぼ円形であることから、これに対応した変位渦の円10,10が示されている。
変位渦の円10,10に対する接線L,Lを想定し、該接線L,Lに沿って、振動腕34,35の延びる方向と斜めに交差する方向に沿って、基部51にスリット11,11が形成されている。すなわち、スリット11,11は材料を貫通した長い貫通溝であるが、有底の溝であってもよい。貫通したスリットは、基部のこれを形成した箇所の剛性を大きく低下させることができる。また、有底の溝である場合には、貫通しないスリットの場合よりもやや剛性が高い。
かくして、このような、スリット11,11を設けることで、基部51の変位渦に基づく変形もしくは変位をし易くすることができる。これにより、振動腕34,35からの振動漏れが基部51のスリット11,11の位置で解消され、パッケージ36などへの接合箇所へ伝わるのを妨げて、CI値の上昇や、スプリアスが生じにくくし、温度特性の悪化を防止することができる。
かくして、このような、スリット11,11を設けることで、基部51の変位渦に基づく変形もしくは変位をし易くすることができる。これにより、振動腕34,35からの振動漏れが基部51のスリット11,11の位置で解消され、パッケージ36などへの接合箇所へ伝わるのを妨げて、CI値の上昇や、スプリアスが生じにくくし、温度特性の悪化を防止することができる。
図7は圧電振動片の第2の実施形態であり、他の実施形態とほぼ同じ構造であって、既に説明した箇所には同一の符号を付して重複する説明は省略し、特徴部分を中心に説明する。
図7に示すように、振動腕34,35の幅寸法の仮想の中心線C1,C1上であって、基部51の振動腕34,35の付け根付近には、屈曲振動の変位の中心ともいうべき、一対の変位渦に対応した変位渦の円10,10が示されている。
図7では、さらに、変位渦の円10,10の外側に、これより径の大きな同心の円10−1,10−1を想定したものである。
図7に示すように、振動腕34,35の幅寸法の仮想の中心線C1,C1上であって、基部51の振動腕34,35の付け根付近には、屈曲振動の変位の中心ともいうべき、一対の変位渦に対応した変位渦の円10,10が示されている。
図7では、さらに、変位渦の円10,10の外側に、これより径の大きな同心の円10−1,10−1を想定したものである。
さらに、第2の実施形態では、この円10−1,10−1に対する接線L1,L1を想定し、該接線L1,L1に沿って、基部51に、振動腕34,35の延びる方向と斜めに交差する方向および直交する方向で囲まれるほぼ直角三角形のスリット12,12が設けられている。
第2の実施形態は以上のように構成されており、このような構成によっても第1の実施形態とほぼ同様な作用効果を発揮することができる。
第2の実施形態は以上のように構成されており、このような構成によっても第1の実施形態とほぼ同様な作用効果を発揮することができる。
図8は圧電振動片の第3の実施形態であり、基部51は幅方向の外側に張り出し、かつ各振動腕34,35と同じ方向に沿って平行に延びる一対の枠部53,53を有する点を除き、他の実施形態とほぼ同じ構造であって、既に説明した箇所には同一の符号を付して重複する説明は省略し、特徴部分を中心に説明する。
図8に示すように、振動腕34,35の幅寸法の仮想の中心線C1,C1上であって、基部51の振動腕34,35の付け根付近には、屈曲振動の変位の中心ともいうべき、一対の変位渦に対応した変位渦の円10,10が示されている。
図8では、さらに、変位渦の円10,10を振動腕とは反対の方向に平行に移動した位置に、該変位渦の円10,10より大きな径の円10−2,10−2を想定している。
図8に示すように、振動腕34,35の幅寸法の仮想の中心線C1,C1上であって、基部51の振動腕34,35の付け根付近には、屈曲振動の変位の中心ともいうべき、一対の変位渦に対応した変位渦の円10,10が示されている。
図8では、さらに、変位渦の円10,10を振動腕とは反対の方向に平行に移動した位置に、該変位渦の円10,10より大きな径の円10−2,10−2を想定している。
さらに、第3の実施形態では、変位渦の円10,10に対する接線L,Lを想定し、該接線L,Lに沿って、振動腕34,35の延びる方向と直交する方向に沿って、基部51にスリット13,13が形成されている。
また、円10−2,10−2に対する接線L2,L2を想定し、該接線L2,L2に沿って、振動腕34,35の延びる方向と直交する方向に沿って、基部51にスリット14,14が形成されている。
第3の実施形態は以上のように構成されており、このような構成によっても第1の実施形態とほぼ同様な作用効果を発揮することができ、スリットの数が多いことから、その作用効果をさらに高めることができる。
また、円10−2,10−2に対する接線L2,L2を想定し、該接線L2,L2に沿って、振動腕34,35の延びる方向と直交する方向に沿って、基部51にスリット14,14が形成されている。
第3の実施形態は以上のように構成されており、このような構成によっても第1の実施形態とほぼ同様な作用効果を発揮することができ、スリットの数が多いことから、その作用効果をさらに高めることができる。
図9は圧電振動片の第4の実施形態であり、第1の実施形態とほぼ同じ構造であって、既に説明した箇所には同一の符号を付して重複する説明は省略し、特徴部分を中心に説明する。
図6では、振動腕34,35の幅寸法の仮想の中心線C1,C1上であって、基部51の振動腕34,35の付け根付近には、屈曲振動の変位の中心ともいうべき、一対の変位渦に対応した変位渦の円10,10が想定されることを説明した。
図9では、図6の変位渦の円10,10を、振動腕の先端方向とは反対の方向に平行に移動し、基部51の端部の位置に、該変位渦の円10,10と同じ径の円10−3,10−3を想定している。
図6では、振動腕34,35の幅寸法の仮想の中心線C1,C1上であって、基部51の振動腕34,35の付け根付近には、屈曲振動の変位の中心ともいうべき、一対の変位渦に対応した変位渦の円10,10が想定されることを説明した。
図9では、図6の変位渦の円10,10を、振動腕の先端方向とは反対の方向に平行に移動し、基部51の端部の位置に、該変位渦の円10,10と同じ径の円10−3,10−3を想定している。
さらに、第4の実施形態では、円10−3,10−3の間の位置で各円10−3,10−3に対する接線L3,L3を想定し、該接線L3,L3に沿って、振動腕34,35の延びる方向と同じ方向に沿って、基部51にひとつのスリット15が形成されている。
第4の実施形態は以上のように構成されており、このような構成によっても第1の実施形態とほぼ同様な作用効果を発揮することができる。
第4の実施形態は以上のように構成されており、このような構成によっても第1の実施形態とほぼ同様な作用効果を発揮することができる。
図10は圧電振動片の第5の実施形態であり、基部51は幅方向の外側に大きく張り出すように構成されている。この点を除き、他の実施形態とほぼ同じ構造であって、既に説明した箇所には同一の符号を付して重複する説明は省略し、特徴部分を中心に説明する。
図10に示すように、振動腕34,35の幅寸法の仮想の中心線C1,C1上であって、基部51の振動腕34,35の付け根付近には、屈曲振動の変位の中心ともいうべき、一対の変位渦に対応した変位渦の円10,10が示されている。
この実施形態ではさらに、変位渦の円10,10の外側に、これより径の大きな同心の円10−4,10−4を想定したものである。
図10に示すように、振動腕34,35の幅寸法の仮想の中心線C1,C1上であって、基部51の振動腕34,35の付け根付近には、屈曲振動の変位の中心ともいうべき、一対の変位渦に対応した変位渦の円10,10が示されている。
この実施形態ではさらに、変位渦の円10,10の外側に、これより径の大きな同心の円10−4,10−4を想定したものである。
ここで、第5の実施形態では、変位渦の円10,10の外側の位置で該円10,10に対する接線L,Lを想定し、該接線L,Lに沿って、振動腕34,35の延びる方向と平行な方向に沿って、基部51にスリット16,16が形成されている。
さらに、上記した円10−4,10−4の外側の位置で該円10−4,10−4に対する接線L4、L4を想定し、該接線L4,L4に沿って、振動腕34,35の延びる方向と平行な方向に沿って、基部51にスリット17,17が形成されている。
第5の実施形態は以上のように構成されており、このような構成によっても第1の実施形態とほぼ同様な作用効果を発揮することができ、スリットの数が多いことから、その作用効果をさらに高めることができる。
さらに、上記した円10−4,10−4の外側の位置で該円10−4,10−4に対する接線L4、L4を想定し、該接線L4,L4に沿って、振動腕34,35の延びる方向と平行な方向に沿って、基部51にスリット17,17が形成されている。
第5の実施形態は以上のように構成されており、このような構成によっても第1の実施形態とほぼ同様な作用効果を発揮することができ、スリットの数が多いことから、その作用効果をさらに高めることができる。
本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
また、この発明は、パッケージ内に圧電振動片を収容するものであれば、水晶振動子、水晶発振器、ジャイロ、角度センサ、加速度センサ等の名称にかかわらず、全ての圧電振動片とこれを利用した圧電デバイスに適用することができる。
また、上述の実施形態では、パッケージにセラミックを使用した箱状のものを利用しているが、このような形態に限らず、金属製のシリンダー状のケース等のパッケージと同等の収容容器に圧電振動片を収容するものであれば、いかなるパッケージやケースを伴うものについても本発明を適用することができる。
また、この発明は、パッケージ内に圧電振動片を収容するものであれば、水晶振動子、水晶発振器、ジャイロ、角度センサ、加速度センサ等の名称にかかわらず、全ての圧電振動片とこれを利用した圧電デバイスに適用することができる。
また、上述の実施形態では、パッケージにセラミックを使用した箱状のものを利用しているが、このような形態に限らず、金属製のシリンダー状のケース等のパッケージと同等の収容容器に圧電振動片を収容するものであれば、いかなるパッケージやケースを伴うものについても本発明を適用することができる。
30・・・圧電デバイス、36・・・パッケージ、32・・・圧電振動片、34,35・・・振動腕、51・・・基部、54,55・・・励振電極、56,57・・・長溝、10・・・変位渦の円、11・・・スリットもしくは溝
Claims (9)
- 圧電材料で形成した基部と、この基部と一体に形成され、かつ前記基部から平行に延びる少なくとも一対の振動腕とを備える音叉型圧電振動片であって、
前記一対の振動腕の屈曲振動により、前記基部の前記各振動腕の基端付近の領域にて、該振動腕の幅中心を通る仮想の中心線上に生じる変位渦に基づいて、ほぼ円形の該変位渦の外周に対する接線に沿って、溝またはスリットを設けた
ことを特徴とする圧電振動片。 - 前記変位渦の外周に対する接線に沿う前記溝またはスリットに替え、もしくは該溝またはスリットに加えて、前記変位渦の外周と同心の円に対する接線に沿って、溝またはスリットを設けたことを特徴とする請求項1に記載の圧電振動片。
- 前記変位渦の外周に対する接線に沿う前記溝またはスリットに替え、もしくは該溝またはスリットに加えて、前記変位渦の外周に対応した円を前記仮想の中心線の延びる方向に沿って移動させた円に対する接線、もしくは、該移動させた円と同心の円に対する接線に沿って、溝またはスリットを設けたことを特徴とする請求項1に記載の圧電振動片。
- 前記溝またはスリットが、前記各振動腕の延びる方向に対して斜めに交差する方向と平行に設けられることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の圧電振動片。
- 前記溝またはスリットが、前記各振動腕の延びる方向に対して直交する方向と平行に設けられることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の圧電振動片。
- 前記溝またはスリットが、前記各振動腕の延びる方向と平行に設けられることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の圧電振動片。
- 前記溝またはスリットが、前記接線方向に沿って、かつ前記変位渦の外周もしくは該変位渦と同心の円に沿って曲線的に設けられることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の圧電振動片。
- 前記各振動腕には、長さ方向に延びる長溝と、該長溝に形成された駆動用電極とを備えることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の圧電振動片。
- 収容容器内に圧電振動片を収容した圧電デバイスであって、
前記圧電振動片が、
圧電材料で形成した基部と、
この基部と一体に形成され、かつ前記基部から平行に延びる少なくとも一対の振動腕とを備え、
かつ前記一対の振動腕の屈曲振動により、前記基部の前記各振動腕の基端付近の領域に生じる変位渦に基づいて、ほぼ円形の該変位渦の外周に対する接線に沿って、溝またはスリットが設けられている
ことを特徴とする圧電デバイス。
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010183540A (ja) * | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Seiko Instruments Inc | 圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計 |
JP2011151562A (ja) * | 2010-01-21 | 2011-08-04 | Kyocera Kinseki Corp | 音叉型屈曲水晶振動素子 |
JP2011176701A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Kyocera Kinseki Corp | 音叉型屈曲水晶振動素子 |
JP2011193316A (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | Seiko Epson Corp | 圧電振動片および圧電デバイス |
JP2014042178A (ja) * | 2012-08-23 | 2014-03-06 | Kyocera Crystal Device Corp | 水晶振動素子 |
CN103731118A (zh) * | 2009-11-11 | 2014-04-16 | 精工爱普生株式会社 | 振动片、振子、振荡器、传感器以及电子设备 |
JP2014090298A (ja) * | 2012-10-30 | 2014-05-15 | Kyocera Crystal Device Corp | 水晶振動素子及びその製造方法 |
US9178470B2 (en) | 2013-07-18 | 2015-11-03 | Seiko Epson Corporation | Resonator element, resonator, oscillator, electronic device, and moving object |
US9287848B2 (en) | 2012-10-25 | 2016-03-15 | Seiko Epson Corporation | Resonator element, resonator, oscillator, electronic apparatus, and moving object having reduced vibration leakage |
US9319022B2 (en) | 2012-07-26 | 2016-04-19 | Seiko Epson Corporation | Resonator element, resonator, oscillator, and electronic apparatus |
JP2016134638A (ja) * | 2015-01-15 | 2016-07-25 | 京セラクリスタルデバイス株式会社 | 水晶振動素子 |
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Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009143492A1 (en) * | 2008-05-23 | 2009-11-26 | Statek Corporation | Piezoelectric resonator |
JP5065494B2 (ja) * | 2008-08-27 | 2012-10-31 | セイコーインスツル株式会社 | 圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計並びに圧電振動子の製造方法 |
TWI398097B (zh) * | 2009-11-18 | 2013-06-01 | Wafer Mems Co Ltd | 音叉型石英晶體諧振器 |
US20110227658A1 (en) * | 2010-03-16 | 2011-09-22 | Seiko Epson Corporation | Resonator element, piezoelectric device, and electronic device |
KR20220022945A (ko) * | 2020-08-19 | 2022-03-02 | 삼성전자주식회사 | 지향성 음향 센서 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU763549B2 (en) * | 2000-08-30 | 2003-07-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular velocity sensor |
JP4033100B2 (ja) * | 2003-09-29 | 2008-01-16 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電デバイスと圧電デバイスを利用した携帯電話装置および圧電デバイスを利用した電子機器 |
-
2006
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2007
- 2007-01-25 US US11/627,117 patent/US20070188055A1/en not_active Abandoned
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010183540A (ja) * | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Seiko Instruments Inc | 圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計 |
CN103731118B (zh) * | 2009-11-11 | 2016-07-06 | 精工爱普生株式会社 | 振动片、振子、振荡器、传感器以及电子设备 |
CN103731118A (zh) * | 2009-11-11 | 2014-04-16 | 精工爱普生株式会社 | 振动片、振子、振荡器、传感器以及电子设备 |
JP2011151562A (ja) * | 2010-01-21 | 2011-08-04 | Kyocera Kinseki Corp | 音叉型屈曲水晶振動素子 |
JP2011176701A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Kyocera Kinseki Corp | 音叉型屈曲水晶振動素子 |
JP2011193316A (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | Seiko Epson Corp | 圧電振動片および圧電デバイス |
US9319022B2 (en) | 2012-07-26 | 2016-04-19 | Seiko Epson Corporation | Resonator element, resonator, oscillator, and electronic apparatus |
JP2014042178A (ja) * | 2012-08-23 | 2014-03-06 | Kyocera Crystal Device Corp | 水晶振動素子 |
US9287848B2 (en) | 2012-10-25 | 2016-03-15 | Seiko Epson Corporation | Resonator element, resonator, oscillator, electronic apparatus, and moving object having reduced vibration leakage |
JP2014090298A (ja) * | 2012-10-30 | 2014-05-15 | Kyocera Crystal Device Corp | 水晶振動素子及びその製造方法 |
US10181836B2 (en) | 2012-12-19 | 2019-01-15 | Seiko Epson Corporation | Resonator element, resonator, oscillator, electronic device, and moving object |
US9178470B2 (en) | 2013-07-18 | 2015-11-03 | Seiko Epson Corporation | Resonator element, resonator, oscillator, electronic device, and moving object |
JP2016134638A (ja) * | 2015-01-15 | 2016-07-25 | 京セラクリスタルデバイス株式会社 | 水晶振動素子 |
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JP2013160553A (ja) | 物理量検出器、物理量検出デバイス、電子機器 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20070507 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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A761 | Written withdrawal of application |
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