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JP2017079390A - Vibration element, oscillator, electronic device, mobile object, and base station - Google Patents

Vibration element, oscillator, electronic device, mobile object, and base station Download PDF

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JP2017079390A
JP2017079390A JP2015206146A JP2015206146A JP2017079390A JP 2017079390 A JP2017079390 A JP 2017079390A JP 2015206146 A JP2015206146 A JP 2015206146A JP 2015206146 A JP2015206146 A JP 2015206146A JP 2017079390 A JP2017079390 A JP 2017079390A
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Japan
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axis
vibration element
excitation electrode
oscillator
vibration
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Application number
JP2015206146A
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Japanese (ja)
Inventor
啓史 中川
Hiroshi Nakagawa
啓史 中川
菊池 尊行
Takayuki Kikuchi
菊池  尊行
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Abstract

【課題】副振動での発振を低減することができる振動素子、さらには、この振動素子を含む発振器、基地局、電子機器および移動体を提供する。
【解決手段】振動素子2は、水晶の電気軸をX軸、機械軸をY軸、光学軸をZ軸とし、前記Z軸の周りにX軸からY軸に向かう方向を正とし、前記Z軸の周りに前記X軸を3°以上30°以下回転させた軸をX’軸とし、前記X’軸の周りにY’軸から前記Z軸に向かう方向を正とし、前記X’軸の周りに前記Z軸を33°以上36°以下回転させた軸をZ’軸として、前記X’軸および前記Z’軸を面内方向に含む水晶基板21と、水晶基板21の主面に配置されている励振電極221aと、を有し、励振電極221aは、平面視で、長軸および短軸を有する長手形状をなし、長軸のZ’軸に対する角度をθとしたとき、−40°<θ<20°の関係を満足している。
【選択図】図4
The present invention provides a vibration element that can reduce oscillation due to secondary vibration, and an oscillator, a base station, an electronic device, and a moving body including the vibration element.
A vibrating element includes an X-axis as an electric axis of crystal, a Y-axis as a mechanical axis, a Z-axis as an optical axis, a positive direction from the X-axis to the Y-axis around the Z-axis. An axis obtained by rotating the X axis around 3 to 30 ° around the axis is defined as an X ′ axis, a direction from the Y ′ axis toward the Z axis around the X ′ axis is positive, and the X ′ axis A crystal substrate 21 that includes the X ′ axis and the Z ′ axis in the in-plane direction with an axis obtained by rotating the Z axis around 33 ° or more and 36 ° or less around the Z ′ axis, and the main surface of the crystal substrate 21. The excitation electrode 221a has a longitudinal shape having a major axis and a minor axis in a plan view, and −40 ° when the angle of the major axis with respect to the Z ′ axis is θ. The relationship <θ <20 ° is satisfied.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、振動素子、発振器、電子機器、移動体および基地局に関するものである。   The present invention relates to a vibration element, an oscillator, an electronic device, a mobile object, and a base station.

従来から、厚みすべり振動を行う振動素子として、特許文献1に記載の構成が知られている。特許文献1に記載の振動素子は、水晶基板と、水晶基板を挟んで対向配置された一対の励振電極と、を有し、一対の励振電極間に駆動電圧を印加することで発振する構成となっている。しかしながら、水晶基板としてSCカット水晶基板を用いた場合、特許文献1に記載の構成では、主振動であるCモードではなく、副振動(スプリアス振動)であるBモードで発振してしまうおそれがある。   Conventionally, a configuration described in Patent Document 1 is known as a vibration element that performs thickness shear vibration. The vibration element described in Patent Literature 1 includes a quartz substrate and a pair of excitation electrodes arranged to face each other with the quartz substrate interposed therebetween, and oscillates by applying a drive voltage between the pair of excitation electrodes. It has become. However, when an SC-cut quartz substrate is used as the quartz substrate, the configuration described in Patent Document 1 may oscillate in the B mode that is the secondary vibration (spurious vibration) instead of the C mode that is the main vibration. .

特開昭59−176918号公報JP 59-176918 A

本発明の目的は、副振動での発振を低減することができる振動素子、さらには、この振動素子を含む発振器、基地局、電子機器および移動体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a vibration element that can reduce oscillation due to a secondary vibration, and further provide an oscillator, a base station, an electronic device, and a moving body including the vibration element.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の振動素子は、水晶の電気軸をX軸、機械軸をY軸、光学軸をZ軸とし、前記Z軸の周りにX軸からY軸に向かう方向を正とし、前記Z軸の周りに前記X軸および前記Y軸を3°以上30°以下回転させた軸をX’軸およびY’軸とし、前記X’軸の周りに前記Y’軸から前記Z軸に向かう方向を正とし、前記X’軸の周りに前記Z軸および前記Y’軸を33°以上36°以下回転させた軸をZ’軸およびY”軸として、前記X’軸および前記Z’軸を面内方向に含む水晶基板と、
前記水晶基板の主面に配置されている励振電極と、を有し、
前記励振電極は、平面視で、長軸および短軸を有する長手形状をなし、
前記長軸の前記Z’軸に対する角度をθとしたとき、−40°<θ<20°の関係を満足していることを特徴とする。
これにより、副振動での発振を低減することができる振動素子が得られる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The vibration element according to the present invention has an electric axis of quartz as an X axis, a mechanical axis as a Y axis, an optical axis as a Z axis, a positive direction around the Z axis from the X axis to the Y axis, The X-axis and the Y-axis are axes obtained by rotating the X-axis and the Y-axis around 3 ° or more and 30 ° or less around the X′-axis, and the direction from the Y′-axis to the Z-axis is set around the X′-axis. And the X ′ axis and the Z ′ axis are in-plane with the Z ′ axis and the Y ′ axis rotated around the X ′ axis by 33 ° to 36 ° as the Z ′ axis and the Y ″ axis. A quartz substrate containing in the direction,
An excitation electrode disposed on a main surface of the quartz substrate,
The excitation electrode has a longitudinal shape having a major axis and a minor axis in plan view,
A relationship of −40 ° <θ <20 ° is satisfied, where θ is an angle of the major axis with respect to the Z ′ axis.
As a result, a vibration element that can reduce oscillation due to sub-vibration is obtained.

本発明の振動素子では、前記長軸の長さをL1とし、前記短軸の長さをL2としたとき、1.2<L1/L2<4.0の関係を満足していることが好ましい。   In the resonator element according to the aspect of the invention, it is preferable that the relationship of 1.2 <L1 / L2 <4.0 is satisfied, where the length of the major axis is L1 and the length of the minor axis is L2. .

これにより、励振電極の面積を十分に確保することができる。そのため、主振動のCI値の上昇を低減することができる。   Thereby, the area of the excitation electrode can be sufficiently ensured. Therefore, an increase in the CI value of the main vibration can be reduced.

本発明の振動素子では、前記励振電極の輪郭は、長円形状であることが好ましい。
これにより、副振動がより発振され難くなる。
In the resonator element according to the aspect of the invention, it is preferable that the outline of the excitation electrode has an oval shape.
Thereby, the secondary vibration is less likely to be oscillated.

本発明の振動素子では、前記水晶基板の輪郭は、円形状であることが好ましい。
これにより、副振動がより発振され難くなる。
In the resonator element according to the aspect of the invention, it is preferable that a contour of the quartz substrate is circular.
Thereby, the secondary vibration is less likely to be oscillated.

本発明の振動素子では、前記励振電極は、前記水晶基板の一方の前記主面に配置されている第1励振電極と、他方の主面に配置されている第2励振電極と、を有し、
前記第1励振電極および前記第2励振電極は、それぞれ、前記長手形状をなしていることが好ましい。
これにより、副振動がより発振され難くなる。
In the resonator element according to the aspect of the invention, the excitation electrode includes a first excitation electrode disposed on one main surface of the quartz substrate and a second excitation electrode disposed on the other main surface. ,
Preferably, each of the first excitation electrode and the second excitation electrode has the longitudinal shape.
Thereby, the secondary vibration is less likely to be oscillated.

本発明の発振器は、本発明の振動素子と、
前記振動素子を発振させる発振回路と、を有していることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い発振器が得られる。
The oscillator of the present invention includes the vibration element of the present invention,
And an oscillation circuit that oscillates the vibration element.
Thereby, a highly reliable oscillator can be obtained.

本発明の発振器では、前記振動素子の温度を制御する温度制御部を有していることが好ましい。   The oscillator according to the aspect of the invention preferably includes a temperature control unit that controls the temperature of the vibration element.

これにより、使用環境に影響されずに、振動素子の温度をほぼ一定に保つことができる。   Thereby, the temperature of the vibration element can be kept substantially constant without being affected by the use environment.

本発明の電子機器は、本発明の振動素子を有していることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
The electronic device of the present invention includes the vibration element of the present invention.
As a result, a highly reliable electronic device can be obtained.

本発明の移動体は、本発明の振動素子を有していることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。
The moving body of the present invention includes the vibration element of the present invention.
Thereby, a mobile body with high reliability is obtained.

本発明の基地局は、本発明の振動素子を有していることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い基地局が得られる。
A base station according to the present invention includes the vibration element according to the present invention.
Thereby, a highly reliable base station is obtained.

本発明の第1実施形態に係る発振器の断面図である。1 is a cross-sectional view of an oscillator according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す発振器が有するパッケージの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the package which the oscillator shown in FIG. 1 has. 図2に示すパッケージの上面図である。FIG. 3 is a top view of the package shown in FIG. 2. 振動素子の平面図(上面図)である。It is a top view (top view) of a vibration element. 振動素子の平面図(透過図)である。It is a top view (transmission figure) of a vibration element. SCカットを説明するための図である。It is a figure for demonstrating SC cut. 角度θとCI比の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between angle (theta) and CI ratio. 本発明の第2実施形態に係る発振器の上面図である。It is a top view of the oscillator concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態に係る発振器の上面図である。It is a top view of the oscillator concerning a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating a configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which an electronic apparatus of the present invention is applied. 本発明の電子機器を適用した携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the mobile telephone (PHS is also included) to which the electronic device of this invention is applied. 本発明の電子機器を適用したデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the digital still camera to which the electronic device of this invention is applied. 本発明の移動体を適用した自動車を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the motor vehicle to which the mobile body of this invention is applied. 本発明の基地局を適用した測位システムを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the positioning system to which the base station of this invention is applied.

以下、本発明の振動素子、発振器、電子機器、移動体および基地局を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, a resonator element, an oscillator, an electronic device, a moving object, and a base station of the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.

<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る発振器の断面図である。図2は、図1に示す発振器が有するパッケージの拡大断面図である。図3は、図2に示すパッケージの上面図である。図4は、振動素子の平面図(上面図)である。図5は、振動素子の平面図(透過図)である。図6は、SCカットを説明するための図である。図7は、角度θとCI比の関係を示すグラフである。なお、以下では、説明の便宜上、図1中の上側を「上」とも言い、下側を「下」とも言う。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view of an oscillator according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a package included in the oscillator shown in FIG. FIG. 3 is a top view of the package shown in FIG. FIG. 4 is a plan view (top view) of the vibration element. FIG. 5 is a plan view (transmission diagram) of the vibration element. FIG. 6 is a diagram for explaining the SC cut. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the angle θ and the CI ratio. In the following, for convenience of explanation, the upper side in FIG. 1 is also referred to as “upper” and the lower side is also referred to as “lower”.

図1に示す発振器1は、振動素子2、IC3および発熱部(温度制御部)4を収容するパッケージ5と、パッケージ5を覆う外側パッケージ6と、を有するOCXO(恒温槽型水晶発振器)である。以下、これら各構成要素について順次説明する。   An oscillator 1 shown in FIG. 1 is an OCXO (constant temperature chamber crystal oscillator) having a package 5 that houses a vibration element 2, an IC 3, and a heat generation unit (temperature control unit) 4, and an outer package 6 that covers the package 5. . Hereinafter, each of these components will be described sequentially.

(パッケージ)
パッケージ5は、図2および図3に示すように、上面に開口する凹部511を有するキャビティ状のベース51と、凹部511の開口を塞いでベース51に接合された板状のリッド52と、を有している。このようなパッケージ5は、凹部511の開口がリッド52で塞がれることで形成された内部空間Sを有し、この内部空間Sに振動素子2、IC3および発熱部4が収容されている。なお、内部空間Sは、気密封止されており、減圧状態(10Pa以下程度。好ましくは真空)となっている。これにより、振動素子2の安定した駆動(振動)を継続することができる。ただし、内部空間Sの雰囲気は、これに限定されず、例えば、窒素、アルゴン等の不活性ガスが充填されて大気圧となっていてもよい。
(package)
As shown in FIGS. 2 and 3, the package 5 includes a cavity-shaped base 51 having a recess 511 that opens on the upper surface, and a plate-shaped lid 52 that closes the opening of the recess 511 and is joined to the base 51. Have. Such a package 5 has an internal space S formed by closing the opening of the recess 511 with the lid 52, and the vibration element 2, the IC 3, and the heat generating portion 4 are accommodated in the internal space S. The internal space S is hermetically sealed and is in a reduced pressure state (about 10 Pa or less, preferably vacuum). Thereby, the stable drive (vibration) of the vibration element 2 can be continued. However, the atmosphere of the internal space S is not limited to this, and may be an atmospheric pressure filled with an inert gas such as nitrogen or argon, for example.

ベース51の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、酸化アルミニウム等の各種セラミックス、ガラス材料、金属材料等を用いることができる。また、リッド52の構成材料としては、特に限定されないが、ベース51の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース51の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金とするのが好ましい。   Although it does not specifically limit as a constituent material of the base 51, For example, various ceramics, such as an aluminum oxide, glass material, a metal material, etc. can be used. Further, the constituent material of the lid 52 is not particularly limited, but may be a member whose linear expansion coefficient approximates that of the constituent material of the base 51. For example, when the constituent material of the base 51 is ceramic as described above, an alloy such as Kovar is preferable.

また、ベース51は、内部空間Sに臨む複数の内部端子531、533、534と、底面に配置された外部端子535と、を有する。内部端子531は、図示しない内部配線等を介して内部端子533と接続されており、内部端子534は、図示しない内部配線を介して外部端子535と接続されている。   The base 51 has a plurality of internal terminals 531, 533 and 534 facing the internal space S, and external terminals 535 arranged on the bottom surface. The internal terminal 531 is connected to the internal terminal 533 via an internal wiring (not shown), and the internal terminal 534 is connected to the external terminal 535 via an internal wiring (not shown).

(発熱部)
発熱部4は、内部空間Sに収容されており、ベース51に固定されている。発熱部4は、振動素子2を加熱し、振動素子2の温度をほぼ一定に保つ、いわゆる「恒温機能」を有する電子部品である。このような発熱部4を有することで、使用環境の温度変化による周波数の変動を抑制することができ、優れた周波数安定度を有する発振器1が得られる。なお、発熱部4は、零温度係数を示す頂点温度(一般的に約85℃)に近づくように振動素子2の温度を制御することが好ましい。これにより、より優れた周波数安定度を発揮することができる。
(Heat generation part)
The heat generating unit 4 is accommodated in the internal space S and is fixed to the base 51. The heat generating unit 4 is an electronic component having a so-called “constant temperature function” that heats the vibration element 2 and keeps the temperature of the vibration element 2 substantially constant. By having such a heat generating part 4, the fluctuation | variation of the frequency by the temperature change of use environment can be suppressed, and the oscillator 1 which has the outstanding frequency stability is obtained. In addition, it is preferable that the heat generating part 4 controls the temperature of the vibration element 2 so as to approach the apex temperature (generally about 85 ° C.) indicating the zero temperature coefficient. Thereby, more excellent frequency stability can be exhibited.

発熱部4は、例えば、パワートランジスターから構成される発熱体と、ダイオードやサーミスタから構成される温度センサーと、を有しており、温度センサーによって発熱体の温度がコントロールされ、一定温度を保つことができるようになっている。このような発熱部4は、ボンディングワイヤーを介して内部端子531に電気的に接続されている。   The heat generating part 4 has, for example, a heat generating element composed of a power transistor and a temperature sensor composed of a diode or a thermistor, and the temperature of the heat generating element is controlled by the temperature sensor to maintain a constant temperature. Can be done. Such a heat generating part 4 is electrically connected to the internal terminal 531 via a bonding wire.

なお、発熱部4の構成としては、振動素子2を一定温度に保つことができれば、特に限定されない。   The configuration of the heat generating part 4 is not particularly limited as long as the vibration element 2 can be maintained at a constant temperature.

(振動素子)
振動素子2は、内部空間Sに収容されており、発熱部4に接合(支持)されている。このような振動素子2は、図4および図5に示すように、水晶基板21と、水晶基板21に配置された電極22と、を有している。
(Vibration element)
The vibration element 2 is accommodated in the internal space S and joined (supported) to the heat generating portion 4. As shown in FIGS. 4 and 5, the vibration element 2 has a crystal substrate 21 and an electrode 22 disposed on the crystal substrate 21.

水晶基板21は、SCカット水晶基板をエッチング等によって略円形の平面視形状にパターニングしたものである。SCカット水晶基板を用いることで、スプリアス振動による周波数ジャンプや抵抗上昇が少なく、温度特性も安定している振動素子2が得られる。   The quartz substrate 21 is obtained by patterning an SC cut quartz substrate into a substantially circular plan view shape by etching or the like. By using the SC cut quartz substrate, it is possible to obtain the vibration element 2 in which frequency jump and resistance increase due to spurious vibrations are small and temperature characteristics are stable.

ここで、SCカットについて簡単に説明する。水晶は、三方晶系に属しており、互いに直交する結晶軸であるX軸(電気軸)、Y軸(機械軸)およびZ軸(光学軸)を有している。そして、図6に示すように、Z軸の周りにX軸からY軸に向かう方向を正とし、Z軸の周りにX軸およびY軸をα(ただし、3°≦α≦30°)だけ回転させて設定した軸をX’軸およびY’軸とし、X’軸の周りにY’軸からZ軸に向かう方向を正とし、X’軸の周りにZ軸およびY’軸をβ(ただし、33°≦β≦36°)だけ回転させた軸をZ’軸およびY”軸としたとき、X’軸およびZ’軸を面内方向に含み、Y”軸を厚さ方向とする水晶板を切り出すと、SCカット水晶基板が得られる。そして、このSCカット水晶基板を円形にパターニングすることで、水晶基板21が得られる。   Here, the SC cut will be briefly described. Quartz belongs to the trigonal system and has an X axis (electrical axis), a Y axis (mechanical axis), and a Z axis (optical axis) which are crystal axes orthogonal to each other. Then, as shown in FIG. 6, the direction from the X axis to the Y axis around the Z axis is positive, and the X axis and the Y axis around the Z axis are α (however, 3 ° ≦ α ≦ 30 °). The axes set by rotation are the X ′ axis and the Y ′ axis, the direction from the Y ′ axis to the Z axis around the X ′ axis is positive, and the Z axis and the Y ′ axis around the X ′ axis are β ( However, when the axes rotated by 33 ° ≦ β ≦ 36 ° are defined as the Z ′ axis and the Y ″ axis, the X ′ axis and the Z ′ axis are included in the in-plane direction, and the Y ″ axis is the thickness direction. When the quartz plate is cut out, an SC cut quartz substrate is obtained. Then, the crystal substrate 21 is obtained by patterning the SC cut crystal substrate in a circular shape.

なお、水晶基板21の平面視形状としては、円形に限定されず、楕円形、長円形等の非線形形状であってもよいし、三角形、矩形等の線形形状であってもよい。ただし、本実施形態のように、水晶基板21を円形とすることで、水晶基板21の対称性が向上し、副振動(スプリアス振動)の発振を効果的に抑制することができる。なお、本明細書において「円形」とは、外縁の一部に切り欠きが形成されていたり、突起が形成されていたりするものや、製造精度により外縁に微小な凹凸が形成されているもの等を含むものである。また、水晶基板21には、メサ加工、逆メサ加工、コンベックス加工等が施されていてもよい。   The plan view shape of the quartz substrate 21 is not limited to a circle, and may be a non-linear shape such as an ellipse or an oval, or a linear shape such as a triangle or a rectangle. However, by making the quartz substrate 21 circular as in the present embodiment, the symmetry of the quartz substrate 21 can be improved, and oscillation of secondary vibration (spurious vibration) can be effectively suppressed. In this specification, “circular” means that a part of the outer edge is notched, a protrusion is formed, or a minute unevenness is formed on the outer edge due to manufacturing accuracy, etc. Is included. The quartz substrate 21 may be subjected to mesa processing, reverse mesa processing, convex processing, and the like.

電極22は、水晶基板21の上面(一方の主面)に配置された第1励振電極221aおよび第1引出電極221bと、水晶基板21の下面(他方の主面)に配置された第2励振電極222aおよび第2引出電極222bと、を有している。   The electrode 22 includes a first excitation electrode 221a and a first extraction electrode 221b disposed on the upper surface (one main surface) of the quartz substrate 21, and a second excitation disposed on the lower surface (the other principal surface) of the quartz substrate 21. An electrode 222a and a second extraction electrode 222b.

また、第1励振電極221aの輪郭は、長手形状(楕円形状)であり、水晶基板21の上面の中央部に配置されている。また、第1引出電極221bは、第1励振電極221aの長軸方向の一端部から延出し、前記長軸方向に沿って水晶基板21の外縁部まで延びている。   Further, the outline of the first excitation electrode 221 a has a longitudinal shape (elliptical shape), and is arranged at the center of the upper surface of the quartz substrate 21. The first extraction electrode 221b extends from one end portion of the first excitation electrode 221a in the long axis direction and extends to the outer edge portion of the quartz crystal substrate 21 along the long axis direction.

同様に、第2励振電極222aの輪郭は、長手形状(楕円形状)であり、水晶基板21の下面の中央部に配置されている。また、第2引出電極222bは、第2励振電極222aの長軸方向の一端部から延出し、前記長軸方向に沿って水晶基板21の外縁部まで延びている。これら第2励振電極222aおよび第2引出電極222bは、水晶基板21を挟んで第1励振電極221aおよび第1引出電極221bと重なって配置されている。   Similarly, the outline of the second excitation electrode 222a has a longitudinal shape (elliptical shape) and is arranged at the center of the lower surface of the quartz substrate 21. The second extraction electrode 222b extends from one end of the second excitation electrode 222a in the long axis direction and extends to the outer edge of the quartz substrate 21 along the long axis direction. The second excitation electrode 222a and the second extraction electrode 222b are disposed so as to overlap the first excitation electrode 221a and the first extraction electrode 221b with the quartz crystal substrate 21 interposed therebetween.

ここで、振動素子2のようなSCカットの水晶振動子では、主振動である厚みすべり振動モード(Cモード)以外に、副振動(スプリアス)である厚みねじれ振動モード(Bモード)および厚み縦振動モード(Aモード)が存在する。Aモードの振動の等価抵抗(以下「CI」とも言う)の値は、CモードのCIよりも大きいため、発振器としては信号として出力され難く、特に問題とはならない。これに対して、Bモードの振動のCIの値は、CモードのCIにほぼ等しいか、場合によってはそれよりも小さい。しかも、Bモードの周波数は、Cモードの周波数に近接している。そのため、従来の発振器では、副振動であるBモードで発振してしまうことがあった。   Here, in the SC cut crystal resonator such as the vibration element 2, in addition to the thickness shear vibration mode (C mode) which is the main vibration, the thickness torsional vibration mode (B mode) which is the secondary vibration (spurious) and the thickness longitudinal There is a vibration mode (A mode). Since the value of the equivalent resistance (hereinafter also referred to as “CI”) of the vibration in the A mode is larger than the CI in the C mode, it is difficult for the oscillator to output the signal, and this is not a problem. In contrast, the CI value of B-mode vibration is approximately equal to or less than the CI value of the C-mode. Moreover, the frequency of the B mode is close to the frequency of the C mode. For this reason, the conventional oscillator sometimes oscillates in the B mode, which is a secondary vibration.

そこで、振動素子2では、第1、第2励振電極221a、222aの構成を工夫することで、副振動であるBモードのCIを主振動であるCモードのCIよりも大きくし、Bモードでの発振を効果的に低減(抑圧)している。なお、第2励振電極222aは、第1励振電極221aと重なるように配置され、第1励振電極221aとほぼ同じ形状(大きさを含む)であるため、以下では、第1励振電極221aについて代表して説明し、第2励振電極222aについては、その説明を省略する。   Therefore, in the vibration element 2, by devising the configuration of the first and second excitation electrodes 221a and 222a, the CI of the B mode that is the secondary vibration is made larger than the CI of the C mode that is the main vibration. Is effectively reduced (suppressed). The second excitation electrode 222a is disposed so as to overlap with the first excitation electrode 221a and has substantially the same shape (including size) as the first excitation electrode 221a. Therefore, the first excitation electrode 221a is represented below. Thus, the description of the second excitation electrode 222a is omitted.

第1励振電極221aの輪郭は、図4に示すように、長軸aおよび短軸を有する長円形をなしている。特に、本実施形態では、長円形の中でも楕円形をなしている。また、Z’軸に対する第1励振電極221aの長軸aの角度をθとしたとき、−40°<θ<20°度の関係を満足している。角度θをこのような範囲とすることで、BモードのCIをCモードのCI値よりも十分に大きくすることができ、Bモードでの発振を効果的に低減(抑圧)することができる。また、角度θを上記範囲とすることで、製造バラつきによって角度θが多少ばらついても、ほぼ同じ特性(CI特性)を有する振動素子2を安定して製造することができる。以下、このとこについて、シミュレーション結果に基づいて説明する。   As shown in FIG. 4, the outline of the first excitation electrode 221a has an oval shape having a major axis a and a minor axis. In particular, in the present embodiment, an ellipse is formed in the oval shape. Further, when the angle of the major axis a of the first excitation electrode 221a with respect to the Z ′ axis is θ, the relationship of −40 ° <θ <20 ° is satisfied. By setting the angle θ in such a range, the CI of the B mode can be made sufficiently larger than the CI value of the C mode, and oscillation in the B mode can be effectively reduced (suppressed). In addition, by setting the angle θ within the above range, it is possible to stably manufacture the vibration element 2 having substantially the same characteristics (CI characteristics) even if the angle θ varies somewhat due to manufacturing variations. Hereinafter, this will be described based on simulation results.

図7は、シミュレーション結果を示すグラフであり、横軸に角度(回転角)θ、縦軸にCI比(CI[Cモード]/CI[Bモード])を取ったグラフである。なお、このシミュレーションに用いた振動素子2は、水晶基板21として、厚みが180μm、直径が8mmのSCカット水晶基板を用い、第1、第2励振電極221a、222aとして、長軸の長さが5mm、短軸の長さが1.8mmであり、Cuの下地膜上に、Auの電極膜を成膜した構成を用いた。   FIG. 7 is a graph showing simulation results, in which the horizontal axis represents the angle (rotation angle) θ and the vertical axis represents the CI ratio (CI [C mode] / CI [B mode]). The vibration element 2 used in this simulation uses an SC-cut quartz substrate having a thickness of 180 μm and a diameter of 8 mm as the quartz substrate 21, and has a major axis length as the first and second excitation electrodes 221 a and 222 a. The configuration was 5 mm, the minor axis length was 1.8 mm, and an Au electrode film was formed on the Cu base film.

図7に示すグラフから、−40°<θ<20°の範囲内(図7中の0°≦θ<20°および140°<θ≦180°(=0°)の範囲内)では、CI比の値が86%以下と十分に小さくなっており、Bモードの発振が効果的に低減(抑圧)されていることが分かる。また、−40°<θ<20°の範囲内では、角度θの変化に対するCI比の変化量が他の角度と比較して穏やかであり、そのため、製造バラつきによって角度θが多少ばらついても、ほぼ同じ特性(CI特性)の振動素子2を安定して製造できることが分かる。なお、−40°<θ<20°の範囲内において、さらに、−26°<θ<0°の範囲内にあることが好ましく、−20°<θ<−10°の範囲内にあることがより好ましく、−14°<θ<−12°の範囲内にあることがさらに好ましい。これにより、CI比の値を83%程度まで下げることができ、上述した効果がより顕著となる。   From the graph shown in FIG. 7, CI is within the range of −40 ° <θ <20 ° (in the range of 0 ° ≦ θ <20 ° and 140 ° <θ ≦ 180 ° (= 0 °) in FIG. 7). It can be seen that the value of the ratio is sufficiently small as 86% or less, and the B-mode oscillation is effectively reduced (suppressed). In addition, within the range of −40 ° <θ <20 °, the amount of change in the CI ratio with respect to the change in the angle θ is gentle compared to other angles, so even if the angle θ varies somewhat due to manufacturing variations, It can be seen that the vibration element 2 having substantially the same characteristics (CI characteristics) can be manufactured stably. In the range of −40 ° <θ <20 °, the range of −26 ° <θ <0 ° is preferable, and the range of −20 ° <θ <−10 ° is preferable. More preferably, it is further preferably within the range of −14 ° <θ <−12 °. Thereby, the value of the CI ratio can be lowered to about 83%, and the above-described effect becomes more remarkable.

また、本実施形態のように、第1、第2励振電極221a、222aを共に長円形状(長手形状)とすることでも、より効果的に、Bモードの発振を低減(抑圧)することができる。ただし、第1、第2励振電極221a、222aのうちの少なくとも一方が長円形状(長手形状)であればよい。例えば、第1励振電極221aを長円形とし、第2励振電極222aを、平面視で第1励振電極221aを内包できる大きさの円形としてもよい。   In addition, as in the present embodiment, even if both the first and second excitation electrodes 221a and 222a have an oval shape (longitudinal shape), it is possible to more effectively reduce (suppress) B-mode oscillation. it can. However, at least one of the first and second excitation electrodes 221a and 222a may be oval (longitudinal shape). For example, the first excitation electrode 221a may be an oval shape, and the second excitation electrode 222a may be a circle having a size capable of containing the first excitation electrode 221a in plan view.

また、第1励振電極221aのアスペクト比としては、特に限定されないが、図4に示すように、第1励振電極221aの長軸の長さをL1とし、短軸の長さをL2としたとき、1.2<L1/L2<4.0の関係を満足することが好ましい。このような範囲を満足することで、第1励振電極221aの面積を十分に確保することができるため、主振動であるCモードのCI値の上昇を低減することができる。すなわち、CモードのCI値の上昇を抑えつつ、BモードのCI値を上昇させることができるため、Bモードでの発振をより効果的に低減(抑圧)することができる。   Further, the aspect ratio of the first excitation electrode 221a is not particularly limited, but when the major axis length of the first excitation electrode 221a is L1 and the minor axis length is L2, as shown in FIG. 1.2 <L1 / L2 <4.0 is preferably satisfied. By satisfying such a range, it is possible to sufficiently secure the area of the first excitation electrode 221a, and thus it is possible to reduce an increase in the CI value of the C mode that is the main vibration. That is, since the CI value in the B mode can be increased while suppressing an increase in the CI value in the C mode, oscillation in the B mode can be more effectively reduced (suppressed).

L1/L2の根拠は、次の通りである。例えば、第1励振電極221aを円形とした場合、第1励振電極221aの直径を水晶基板21の直径rの0.4〜0.5倍程度とするのが一般的である。第1励振電極221aの直径を0.5rとしたとき、第1励振電極221aの面積は、0.25πrである。これに対して、第1励振電極221aをL1/L2=4.0の楕円形とし、L1を最大値(すなわち、水晶基板21の直径=r)としたときの第1励振電極221aの面積は、0.25πrである。そのため、L1/L2<4.0とすれば、第1励振電極221aが円形の場合と比較しても、第1励振電極221aの面積の低下にはなり難く、CモードのCI値の上昇を抑えることができる。 The basis of L1 / L2 is as follows. For example, when the first excitation electrode 221a is circular, the diameter of the first excitation electrode 221a is generally about 0.4 to 0.5 times the diameter r of the quartz substrate 21. When the diameter of the first excitation electrode 221a is 0.5r, the area of the first excitation electrode 221a is 0.25πr 2 . On the other hand, the area of the first excitation electrode 221a when the first excitation electrode 221a is an ellipse of L1 / L2 = 4.0 and L1 is the maximum value (that is, the diameter of the quartz substrate 21 = r) is 0.25πr 2 . Therefore, if L1 / L2 <4.0, the area of the first excitation electrode 221a is unlikely to decrease even when the first excitation electrode 221a is circular, and the C-mode CI value increases. Can be suppressed.

なお、製造バラつきの観点からすれば、1.2<L1/L2<4.0の範囲内において、1.2<L1/L2<3.0の関係を満足することが好ましく、1.2<L1/L2<2.0の関係を満足することが好ましい。シミュレーションの結果、L1/L2=3.0のときには、CモードのCI値のばらつきが20%程度発生し、L1/L2=2.0のときには、CモードのCI値のばらつきが10%程度発生し、L1/L2=1.2のときには、CモードのCI値のばらつきが2%程度発生していることが分かった。そのため、このような範囲を満足することで、CI値のバラつきが小さく、ほぼ同じ特性(CI特性)の振動素子2を安定して製造できる。   From the viewpoint of manufacturing variation, it is preferable that the relationship 1.2 <L1 / L2 <3.0 is satisfied within the range 1.2 <L1 / L2 <4.0, and 1.2 <L1 / L2 <3.0. It is preferable to satisfy the relationship of L1 / L2 <2.0. As a result of the simulation, when L1 / L2 = 3.0, the C-mode CI value variation is about 20%, and when L1 / L2 = 2.0, the C-mode CI value variation is about 10%. When L1 / L2 = 1.2, it was found that the CI value variation in the C mode was about 2%. Therefore, by satisfying such a range, the variation in CI value is small, and the vibration element 2 having substantially the same characteristics (CI characteristics) can be manufactured stably.

以上、第1、第2励振電極221a、222aの構成について詳細に説明した。本実施形態のように、第1、第2励振電極221a、222aを長円形状(特に楕円形状)とすることで、第1、第2励振電極221a、222aの輪郭が非線形となるため、副振動がより発振され難くなり、上述した効果がより顕著となる。ただし、第1、第2励振電極221a、222aの形状としては、楕円形状に限定されず、長手形状をなしていればよい。長手形状としては、例えば、楕円以外の長円形状(オーバル状等)、長方形状等が挙げられる。だたし、第1、第2励振電極221a、222aとしては、角部がない方が好ましく(すなわち、非線形の輪郭を有することが好ましく)、例えば、長方形状を採用する場合には、各角部を丸み付けするとよい。なお、本明細書において「長円形」とは、外縁の一部に切り欠きが形成されていたり、突起が形成されていたりするものや、製造精度により外縁に微小な凹凸が形成されているもの等を含むものである。   The configuration of the first and second excitation electrodes 221a and 222a has been described in detail above. Since the first and second excitation electrodes 221a and 222a have an oval shape (particularly elliptical shape) as in the present embodiment, the contours of the first and second excitation electrodes 221a and 222a become nonlinear. The vibration is less likely to oscillate, and the above-described effect becomes more prominent. However, the shape of the first and second excitation electrodes 221a and 222a is not limited to an elliptical shape, and may be a longitudinal shape. Examples of the longitudinal shape include an oval shape (such as an oval shape) other than an ellipse, a rectangular shape, and the like. However, the first and second excitation electrodes 221a and 222a preferably have no corners (that is, preferably have a non-linear outline). For example, when a rectangular shape is employed, each corner The part should be rounded. In this specification, “oval” means that a part of the outer edge is notched, a protrusion is formed, or a minute unevenness is formed on the outer edge due to manufacturing accuracy. Etc.

このような構成の振動素子2は、図2および図3に示すように、外縁部で導電性の固定部材7を介して発熱部4に固定されている。固定部材7は、発熱部4と振動素子2とを接合すると共に、発熱部4の上面に配置された端子43と振動素子2の第2引出電極222bとを電気的に接続し、さらには、発熱部4と振動素子2とを熱的に接続している。端子43は、ボンディングワイヤーを介して内部端子531に電気的に接続されている。一方、第1引出電極221bは、ボンディングワイヤーを介して内部端子531に電気的に接続されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the vibration element 2 having such a configuration is fixed to the heat generating portion 4 through a conductive fixing member 7 at the outer edge portion. The fixing member 7 joins the heat generating part 4 and the vibration element 2, electrically connects the terminal 43 disposed on the upper surface of the heat generating part 4 and the second extraction electrode 222 b of the vibration element 2, The heat generating part 4 and the vibration element 2 are thermally connected. The terminal 43 is electrically connected to the internal terminal 531 via a bonding wire. On the other hand, the first extraction electrode 221b is electrically connected to the internal terminal 531 via a bonding wire.

なお、固定部材7としては、導電性と接合性を兼ね備えていれば、特に限定されず、例えば、金属接合材(例えば金バンプ)、合金接合材(例えば、金錫合金、はんだなどのバンプ)、導電性接着剤(例えば、銀フィラー等の金属微粒子を分散させたポリイミド系の接着剤)等を用いることができる。   The fixing member 7 is not particularly limited as long as it has both conductivity and bondability. For example, a metal bonding material (for example, a gold bump), an alloy bonding material (for example, a gold-tin alloy, a bump such as solder). A conductive adhesive (for example, a polyimide adhesive in which metal fine particles such as a silver filler are dispersed) can be used.

(IC)
IC3は、図2および図3に示すように、内部空間Sに収容されており、ベース51に固定されている。また、IC3は、ボンディングワイヤーを介して内部端子533と電気的に接続されており、ボンディングワイヤーを介して内部端子534と電気的に接続されている。これにより、IC3と発熱部4とが電気的に接続され、IC3と振動素子2とが電気的に接続され、IC3と外部端子535とが電気的に接続される。そのため、IC3は、発熱部4および振動素子2を制御可能となると共に、外部端子535を介して外部との通信も可能となる。このようなIC3は、少なくとも、振動素子2を駆動させる発振回路と、発熱部4を制御する発熱体制御回路と、を有している。
(IC)
As shown in FIGS. 2 and 3, the IC 3 is accommodated in the internal space S and fixed to the base 51. The IC 3 is electrically connected to the internal terminal 533 via a bonding wire, and is electrically connected to the internal terminal 534 via a bonding wire. Thereby, IC3 and the heat generating part 4 are electrically connected, IC3 and the vibration element 2 are electrically connected, and IC3 and the external terminal 535 are electrically connected. Therefore, the IC 3 can control the heat generating unit 4 and the vibration element 2 and can communicate with the outside via the external terminal 535. Such an IC 3 includes at least an oscillation circuit that drives the vibration element 2 and a heating element control circuit that controls the heating unit 4.

(外側パッケージ)
外側パッケージ6は、図1に示すように、プリント配線基板からなるベース基板61と、ベース基板61に接合されたキャップ62と、を有し、これらで形成された内部空間S1には、パッケージ5や、容量、抵抗等の回路部品8が収容されている。パッケージ5は、リードフレーム63を介してベース基板61に接合され、ベース基板61から遊離した状態で支持されている。なお、リードフレーム63は、パッケージ5をベース基板61に固定すると共に、パッケージ5の外部端子535とベース基板61に形成された図示しない端子とを電気的に接続している。また、回路部品8は、ベース基板61に固定されている。
(Outside package)
As shown in FIG. 1, the outer package 6 includes a base substrate 61 made of a printed wiring board and a cap 62 joined to the base substrate 61, and the internal space S <b> 1 formed by these includes the package 5. In addition, circuit components 8 such as capacitors and resistors are accommodated. The package 5 is bonded to the base substrate 61 via the lead frame 63 and is supported in a state of being separated from the base substrate 61. The lead frame 63 fixes the package 5 to the base substrate 61 and electrically connects an external terminal 535 of the package 5 and a terminal (not shown) formed on the base substrate 61. The circuit component 8 is fixed to the base substrate 61.

なお、内部空間S1は、気密的に封止されており、減圧状態(10Pa以下程度。好ましくは真空)となっている。これにより、内部空間S1が断熱層として機能し、振動素子2が使用環境の温度変化の影響をより受け難くなる。そのため、振動素子2の温度をより確実に一定に保つことができる。ただし、内部空間S1の環境としては、これに限定されず、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスが充填されていてもよいし、大気解放していてもよい。   The internal space S1 is hermetically sealed and is in a reduced pressure state (about 10 Pa or less, preferably a vacuum). Thereby, the internal space S1 functions as a heat insulating layer, and the vibration element 2 becomes less susceptible to the temperature change of the usage environment. Therefore, the temperature of the vibration element 2 can be more reliably kept constant. However, the environment of the internal space S1 is not limited to this, and may be filled with an inert gas such as nitrogen, argon, or helium, or may be open to the atmosphere.

<第2実施形態>
図8は、本発明の第2実施形態に係る発振器の上面図である。
Second Embodiment
FIG. 8 is a top view of an oscillator according to the second embodiment of the invention.

以下、第2実施形態の発振器について前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the oscillator according to the second embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

第2実施形態の発振器は、主に、振動素子の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態の発振器と同様である。なお、図8では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。   The oscillator of the second embodiment is mainly the same as the oscillator of the first embodiment described above except that the configuration of the vibration element is different. In FIG. 8, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiment.

本実施形態の振動素子2では、第1引出電極221bは、第1励振電極221aの短軸方向の一端部から延出し、前記短軸方向に沿って、水晶基板21の外縁部まで延びている。一方、第2引出電極222bは、第2励振電極222aの短軸方向の一端部から延出し、前記短軸方向に沿って、水晶基板21の外縁部まで延びている。   In the vibration element 2 of the present embodiment, the first extraction electrode 221b extends from one end portion of the first excitation electrode 221a in the short axis direction and extends to the outer edge portion of the crystal substrate 21 along the short axis direction. . On the other hand, the second extraction electrode 222b extends from one end portion of the second excitation electrode 222a in the short axis direction and extends to the outer edge portion of the quartz substrate 21 along the short axis direction.

このような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。   Also according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.

<第3実施形態>
図9は、本発明の第3実施形態に係る発振器の上面図である。
<Third Embodiment>
FIG. 9 is a top view of an oscillator according to the third embodiment of the invention.

以下、第3実施形態の発振器について前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the oscillator according to the third embodiment will be described mainly with respect to the differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

第3実施形態の発振器は、主に、振動素子の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態の発振器と同様である。なお、図9では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。   The oscillator of the third embodiment is mainly the same as the oscillator of the first embodiment described above except that the configuration of the vibration element is different. In FIG. 9, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiment.

本実施形態の振動素子2では、前述した第1実施形態から、第1引出電極221bおよび第2引出電極222bが省略されており、第1、第2励振電極221a、222aの長軸方向の両端部が水晶基板21の外縁部まで延在している。そして、第2励振電極222aの長軸方向の一端部が固定部材7と接触している。また、第1励振電極221aの長軸方向の一端部にボンディングワイヤーが接続されている。このような構成によれば、第1、第2引出電極221b、222bを用いなくても、第1、第2励振電極221a、222aの電気的な接続を行うことができる。   In the vibration element 2 of the present embodiment, the first extraction electrode 221b and the second extraction electrode 222b are omitted from the first embodiment described above, and both ends of the first and second excitation electrodes 221a and 222a in the major axis direction are omitted. The portion extends to the outer edge of the quartz substrate 21. One end of the second excitation electrode 222 a in the major axis direction is in contact with the fixing member 7. Further, a bonding wire is connected to one end of the first excitation electrode 221a in the long axis direction. According to such a configuration, the first and second excitation electrodes 221a and 222a can be electrically connected without using the first and second extraction electrodes 221b and 222b.

このような第3実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。   Also according to the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.

[電子機器]
次に、本発明の振動素子を備える電子機器について説明する。
[Electronics]
Next, an electronic apparatus provided with the vibration element of the present invention will be described.

図10は、本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。   FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which the electronic apparatus of the present invention is applied.

この図において、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部1108を備えた表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター1100には、発振器1(振動素子2)が内蔵されている。   In this figure, a personal computer 1100 includes a main body portion 1104 provided with a keyboard 1102 and a display unit 1106 provided with a display portion 1108. The display unit 1106 is rotated with respect to the main body portion 1104 via a hinge structure portion. It is supported movably. Such a personal computer 1100 has a built-in oscillator 1 (vibrating element 2).

図11は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。   FIG. 11 is a perspective view showing a configuration of a mobile phone (including PHS) to which the electronic apparatus of the invention is applied.

この図において、携帯電話機1200は、アンテナ(図示せず)、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部1208が配置されている。このような携帯電話機1200には、発振器1(振動素子2)が内蔵されている。   In this figure, a cellular phone 1200 includes an antenna (not shown), a plurality of operation buttons 1202, an earpiece 1204, and a mouthpiece 1206, and a display unit 1208 is provided between the operation buttons 1202 and the earpiece 1204. Has been placed. Such a cellular phone 1200 incorporates an oscillator 1 (vibration element 2).

図12は、本発明の電子機器を適用したデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図である。   FIG. 12 is a perspective view showing a configuration of a digital still camera to which the electronic apparatus of the present invention is applied.

デジタルスチールカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には表示部1310が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部1310は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。そして、撮影者が表示部1310に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押すと、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリー1308に転送・格納される。このようなデジタルスチールカメラ1300には、発振器1(振動素子2)が内蔵されている。   A display unit 1310 is provided on the back of a case (body) 1302 in the digital still camera 1300, and is configured to perform display based on an imaging signal from the CCD. The display unit 1310 displays a subject as an electronic image. Function as. A light receiving unit 1304 including an optical lens (imaging optical system), a CCD, and the like is provided on the front side (the back side in the drawing) of the case 1302. When the photographer confirms the subject image displayed on the display unit 1310 and presses the shutter button 1306, the CCD image pickup signal at that time is transferred and stored in the memory 1308. Such a digital still camera 1300 has a built-in oscillator 1 (vibrating element 2).

このような電子機器は、発振器1(振動素子2)を備えているので、優れた信頼性を有している。   Since such an electronic device includes the oscillator 1 (the vibration element 2), it has excellent reliability.

なお、本発明の電子機器は、図10のパーソナルコンピューター、図11の携帯電話機、図12のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計(スマートウォッチを含む)、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンタ)、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、HMD(ヘッドマウントディスプレイ)等のウェアラブル端末、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、移動体端末基地局用機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシミュレーター、ネットワークサーバー等に適用することができる。   In addition to the personal computer of FIG. 10, the mobile phone of FIG. 11, and the digital still camera of FIG. 12, the electronic apparatus of the present invention includes, for example, a smartphone, a tablet terminal, a watch (including a smart watch), an inkjet discharge Wearable terminals such as devices (for example, inkjet printers), laptop personal computers, televisions, HMDs (head-mounted displays), video cameras, video tape recorders, car navigation devices, pagers, electronic notebooks (including those with communication functions), electronics Dictionary, calculator, electronic game device, word processor, workstation, video phone, security TV monitor, electronic binoculars, POS terminal, medical device (eg electronic thermometer, blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasound diagnostic device, electronic Insight ), A fish finder, various measurement instruments, mobile terminal the base station equipment, instruments (e.g., gages for vehicles, aircraft, and ships), a flight simulator, a network server or the like.

[移動体]
次に、本発明の振動素子を備える移動体について説明する。
[Moving object]
Next, a moving body provided with the vibration element of the present invention will be described.

図13は、本発明の移動体を適用した自動車を示す斜視図である。
図13に示すように、自動車1500には発振器1(振動素子2)が内蔵されている。発振器1は、例えば、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム(ABS)、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット(ECU:electronic control unit)に広く適用できる。このように、自動車1500に発振器1(振動素子2)を内蔵することで、信頼性の高い自動車1500が得られる。
FIG. 13 is a perspective view showing an automobile to which the moving body of the present invention is applied.
As shown in FIG. 13, an automobile 1500 includes an oscillator 1 (vibration element 2). The oscillator 1 includes, for example, a keyless entry, an immobilizer, a car navigation system, a car air conditioner, an anti-lock brake system (ABS), an air bag, a tire pressure monitoring system (TPMS), an engine control, and a hybrid vehicle. It can be widely applied to electronic control units (ECUs) such as battery monitors for electric vehicles and vehicle attitude control systems. Thus, by incorporating the oscillator 1 (the vibration element 2) in the automobile 1500, the automobile 1500 with high reliability can be obtained.

[基地局]
次に、本発明の振動素子を備える基地局について説明する。
[base station]
Next, a base station provided with the vibration element of the present invention will be described.

図14は、本発明の基地局を適用した測位システムを示す概略構成図である。
図14に示す測位システム1600は、GPS衛星1610と、基地局1620と、GPS受信装置1630と、で構成されている。GPS衛星1610は、測位情報(GPS信号)を送信する。基地局1620は、例えば電子基準点(GPS連続観測局)に設置されたアンテナ1621を介してGPS衛星1610からの測位情報を高精度に受信する受信装置1622と、この受信装置1622で受信した測位情報をアンテナ1623を介して送信する送信装置1624と、を備えている。また、受信装置1622で受信された測位情報は、リアルタイムで送信装置1624により送信される。このような受信装置1622には、その基準周波数発振源として発振器1(振動素子2)が内蔵されている。GPS受信装置1630は、GPS衛星1610からの測位情報をアンテナ1631を介して受信する衛星受信部1632と、基地局1620からの測位情報をアンテナ1633を介して受信する基地局受信部1634と、を備えている。このような測位システム1600は、発振器1を備えているため、優れた信頼性を有する。
FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing a positioning system to which the base station of the present invention is applied.
A positioning system 1600 shown in FIG. 14 includes a GPS satellite 1610, a base station 1620, and a GPS receiver 1630. The GPS satellite 1610 transmits positioning information (GPS signal). The base station 1620 includes, for example, a receiving device 1622 that receives positioning information from the GPS satellite 1610 with high accuracy via an antenna 1621 installed at an electronic reference point (GPS continuous observation station), and a positioning received by the receiving device 1622. And a transmission device 1624 that transmits information via the antenna 1623. In addition, the positioning information received by the receiving device 1622 is transmitted by the transmitting device 1624 in real time. Such a receiver 1622 incorporates an oscillator 1 (vibration element 2) as a reference frequency oscillation source. The GPS receiver 1630 includes a satellite receiver 1632 that receives positioning information from a GPS satellite 1610 via an antenna 1631, and a base station receiver 1634 that receives positioning information from a base station 1620 via an antenna 1633. I have. Since such a positioning system 1600 includes the oscillator 1, it has excellent reliability.

以上、本発明の振動素子、発振器、電子機器、移動体および基地局を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。   As described above, the resonator element, the oscillator, the electronic device, the mobile body, and the base station of the present invention have been described based on the illustrated embodiment, but the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit has the same function Can be replaced with any structure having In addition, any other component may be added to the present invention.

1…発振器、2…振動素子、21…水晶基板、22…電極、221a…第1励振電極、221b…第1引出電極、222a…第2励振電極、222b…第2引出電極、3…IC、4…発熱部、43…端子、5…パッケージ、51…ベース、511…凹部、52…リッド、531、533、534…内部端子、535…外部端子、6…外側パッケージ、61…ベース基板、62…キャップ、63…リードフレーム、7…固定部材、8…回路部品、1100…パーソナルコンピューター、1102…キーボード、1104…本体部、1106…表示ユニット、1108…表示部、1200…携帯電話機、1202…操作ボタン、1204…受話口、1206…送話口、1208…表示部、1300…デジタルスチールカメラ、1302…ケース、1304…受光ユニット、1306…シャッターボタン、1308…メモリー、1310…表示部、1500…自動車、1600…測位システム、1610…GPS衛星、1620…基地局、1621…アンテナ、1622…受信装置、1623…アンテナ、1624…送信装置、1630…GPS受信装置、1631…アンテナ、1632…衛星受信部、1633…アンテナ、1634…基地局受信部、S、S1…内部空間、θ…角度   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Oscillator, 2 ... Vibration element, 21 ... Quartz substrate, 22 ... Electrode, 221a ... 1st excitation electrode, 221b ... 1st extraction electrode, 222a ... 2nd excitation electrode, 222b ... 2nd extraction electrode, 3 ... IC, DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Heat generating part, 43 ... Terminal, 5 ... Package, 51 ... Base, 511 ... Recess, 52 ... Lid, 531, 533, 534 ... Internal terminal, 535 ... External terminal, 6 ... Outer package, 61 ... Base substrate, 62 ... Cap, 63 ... Lead frame, 7 ... Fixing member, 8 ... Circuit parts, 1100 ... Personal computer, 1102 ... Keyboard, 1104 ... Main body, 1106 ... Display unit, 1108 ... Display unit, 1200 ... Mobile phone, 1202 ... Operation Button, 1204 ... Earpiece, 1206 ... Mouthpiece, 1208 ... Display, 1300 ... Digital still camera, 1302 ... Case, 304 ... Light receiving unit, 1306 ... Shutter button, 1308 ... Memory, 1310 ... Display unit, 1500 ... Car, 1600 ... Positioning system, 1610 ... GPS satellite, 1620 ... Base station, 1621 ... Antenna, 1622 ... Receiver, 1623 ... Antenna , 1624 ... transmitter, 1630 ... GPS receiver, 1631 ... antenna, 1632 ... satellite receiver, 1633 ... antenna, 1634 ... base station receiver, S, S1 ... internal space, θ ... angle

Claims (10)

水晶の電気軸をX軸、機械軸をY軸、光学軸をZ軸とし、前記Z軸の周りにX軸からY軸に向かう方向を正とし、前記Z軸の周りに前記X軸および前記Y軸を3°以上30°以下回転させた軸をX’軸およびY’軸とし、前記X’軸の周りに前記Y’軸から前記Z軸に向かう方向を正とし、前記X’軸の周りに前記Z軸および前記Y’軸を33°以上36°以下回転させた軸をZ’軸およびY”軸として、前記X’軸および前記Z’軸を面内方向に含む水晶基板と、
前記水晶基板の主面に配置されている励振電極と、を有し、
前記励振電極は、平面視で、長軸および短軸を有する長手形状をなし、
前記長軸の前記Z’軸に対する角度をθとしたとき、−40°<θ<20°の関係を満足していることを特徴とする振動素子。
The electric axis of the crystal is the X axis, the mechanical axis is the Y axis, the optical axis is the Z axis, the direction from the X axis to the Y axis around the Z axis is positive, and the X axis and the Z axis around the Z axis An axis obtained by rotating the Y axis by 3 ° or more and 30 ° or less is defined as an X ′ axis and a Y ′ axis, the direction from the Y ′ axis toward the Z axis is positive around the X ′ axis, and the X ′ axis A quartz substrate that includes the X ′ axis and the Z ′ axis in the in-plane direction, with the Z ′ axis and the Y ″ axis being rotated around the Z axis and the Y ′ axis by 33 ° or more and 36 ° or less.
An excitation electrode disposed on a main surface of the quartz substrate,
The excitation electrode has a longitudinal shape having a major axis and a minor axis in plan view,
A vibration element characterized by satisfying a relationship of −40 ° <θ <20 °, where θ is an angle of the major axis with respect to the Z ′ axis.
前記長軸の長さをL1とし、前記短軸の長さをL2としたとき、1.2<L1/L2<4.0の関係を満足している請求項1に記載の振動素子。   2. The vibration element according to claim 1, wherein the relation of 1.2 <L1 / L2 <4.0 is satisfied, where the length of the major axis is L1 and the length of the minor axis is L2. 前記励振電極の輪郭は、長円形状である請求項1または2に記載の振動素子。   The resonator element according to claim 1, wherein a contour of the excitation electrode has an oval shape. 前記水晶基板の輪郭は、円形状である請求項1ないし3のいずれか1項に記載の振動素子。   The resonator element according to claim 1, wherein a contour of the quartz substrate is circular. 前記励振電極は、前記水晶基板の一方の前記主面に配置されている第1励振電極と、他方の主面に配置されている第2励振電極と、を有し、
前記第1励振電極および前記第2励振電極の少なくとも一方が前記長手形状をなしている請求項1ないし4のいずれか1項に記載の振動素子。
The excitation electrode has a first excitation electrode disposed on one main surface of the quartz substrate and a second excitation electrode disposed on the other main surface,
5. The vibration element according to claim 1, wherein at least one of the first excitation electrode and the second excitation electrode has the longitudinal shape.
請求項1ないし5のいずれか1項に記載の振動素子と、
前記振動素子を発振させる発振回路と、を有していることを特徴とする発振器。
The vibration element according to any one of claims 1 to 5,
And an oscillation circuit configured to oscillate the vibration element.
前記振動素子の温度を制御する温度制御部を有している請求項6に記載の発振器。   The oscillator according to claim 6, further comprising a temperature control unit that controls a temperature of the vibration element. 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の振動素子を有していることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the vibration element according to claim 1. 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の振動素子を有していることを特徴とする移動体。   A moving body comprising the vibration element according to claim 1. 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の振動素子を有していることを特徴とする基地局。   A base station comprising the vibration element according to claim 1.
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