JP2017085264A - Vibrating piece, vibrator, oscillator, electronic device, and moving object - Google Patents
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
Description
本発明は、振動片、振動子、発振器、電子機器、および移動体に関する。 The present invention relates to a resonator element, a vibrator, an oscillator, an electronic device, and a moving body.
近年、携帯機器などの電子機器の小型化に伴い、それに用いられる振動子や振動子に用いられる振動片についても小型・薄型化が要求されている。これに対応するため、例えば、特許文献1には、基部と、基部から延出され、励振電極を有する振動腕と、基部から延出され、励振電極と電気的に接続された接続パッドが表裏面に配置された支持部と、を備えた振動片が開示されている。また、特許文献2には、振動片の小型化に伴い、振動片の表裏面のそれぞれに設けられた電位の異なる二つの励振電極間の距離が縮まることにより、電位の異なる二つの励振電極が短絡し易くなり、この短絡を抑制するため、表裏面の励振電極を覆うように絶縁性の保護膜が設けられた振動片が開示されている。
In recent years, along with the downsizing of electronic devices such as portable devices, the vibrators used for the electronic devices and the vibrator elements used for the vibrators are also required to be small and thin. In order to cope with this, for example, Patent Document 1 discloses a base, a vibrating arm extending from the base and having an excitation electrode, and a connection pad extending from the base and electrically connected to the excitation electrode. A vibrating piece including a support portion disposed on the back surface is disclosed. In
しかしながら、特許文献1に記載されている振動片の構成では、支持部の表裏面のいずれかに設けられた接続パッド(パッド電極)と、パッケージに設けられている接続端子とを、導電性接着剤などを介して電気的に接続させると、支持部の側面に導電性接着剤が回り込む可能性がある。支持部の側面に導電性接着剤が回り込むと、側面に、例えば励振電極と電気的に接続されている配線が設けられている場合に、接続端子と配線との間が短絡してしまう虞があるという課題を有していた。また、特許文献2に記載されている振動片の構成では、振動片の表裏面に励振電極を覆う絶縁性の保護膜が設けられている。したがって、パッケージに設けられている接続端子などと接続する接続パッドを振動片の表裏面に設けても、この保護膜によって絶縁されてしまい、電気的な接続を得ることができない。つまり、振動片における支持部の表裏面に接続パッドを設けることができないという課題を有していた。
However, in the configuration of the resonator element described in Patent Document 1, the connection pads (pad electrodes) provided on either of the front and back surfaces of the support portion and the connection terminals provided on the package are electrically bonded. When electrically connected via an agent or the like, there is a possibility that the conductive adhesive wraps around the side surface of the support portion. If the conductive adhesive wraps around the side surface of the support portion, for example, when a wiring electrically connected to the excitation electrode is provided on the side surface, the connection terminal and the wiring may be short-circuited. Had the problem of being. In the configuration of the resonator element described in
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例に係る振動片は、振動部と、前記振動部と接続された支持部と、前記支持部の表面および裏面を接続する側面に設けられた導電層および前記導電層を覆う絶縁層と、を備え、前記支持部は、前記表面または前記裏面のいずれか一方に、第1の電位を有する第1パッド電極を有し、前記表面および前記裏面の少なくとも一方に、第2の電位を有する第2パッド電極を有していることを特徴とする。 Application Example 1 A resonator element according to this application example includes a vibrating part, a support part connected to the vibrating part, a conductive layer provided on a side surface connecting the front surface and the back surface of the support part, and the conductive layer. And an insulating layer covering the support, wherein the support portion has a first pad electrode having a first potential on either the front surface or the back surface, and on at least one of the front surface and the back surface, A second pad electrode having a potential of 2 is provided.
本適用例によれば、支持部の側面に設けられている導電層を覆う絶縁層により、支持部の表面または裏面のいずれか一方に設けられている第1パッド電極または第2パッド電極を接続する導電性の接合材が側面に回り込んでも、第1パッド電極または第2パッド電極と導電層との短絡の発生を抑制することができる。したがって、支持部の側面に配線(導電層)を設けることが可能となり、配線の引き回し効率を向上することができるため、振動片の小型化を実現することができる。 According to this application example, the first pad electrode or the second pad electrode provided on either the front surface or the back surface of the support portion is connected by the insulating layer covering the conductive layer provided on the side surface of the support portion. Even if the conductive bonding material to be turned around the side surface, occurrence of a short circuit between the first pad electrode or the second pad electrode and the conductive layer can be suppressed. Accordingly, it is possible to provide a wiring (conductive layer) on the side surface of the support portion, and the wiring routing efficiency can be improved. Therefore, the vibration piece can be reduced in size.
[適用例2]上記適用例に記載の振動片において、前記第1パッド電極、および前記第2パッド電極は、前記表面または前記裏面の同じ面に設けられていることが好ましい。 Application Example 2 In the resonator element according to the application example described above, it is preferable that the first pad electrode and the second pad electrode are provided on the same surface of the front surface or the back surface.
本適用例によれば、第1パッド電極、および第2パッド電極が、同じ面内に設けられていることにより、例えばパッケージなどとの電気的な接続を、支持部の同一面で行うことができ、接続効率を高めることができる。 According to this application example, since the first pad electrode and the second pad electrode are provided in the same plane, for example, electrical connection with a package or the like can be performed on the same plane of the support portion. Connection efficiency can be increased.
[適用例3]上記適用例に記載の振動片において、前記絶縁層は、前記表面または前記裏面の一部に延在されていることが好ましい。 Application Example 3 In the resonator element according to the application example described above, it is preferable that the insulating layer extends on a part of the front surface or the back surface.
本適用例によれば、絶縁層が表面または裏面の一部に延在されているため、絶縁層の表面積が広くなり、絶縁層と支持部との接合強度を向上させることができる。これにより、温度変化などによって生じる虞のある絶縁層の剥離などの不具合を抑制することが可能となる。 According to this application example, since the insulating layer extends to a part of the front surface or the back surface, the surface area of the insulating layer is increased, and the bonding strength between the insulating layer and the support portion can be improved. This makes it possible to suppress problems such as peeling of the insulating layer that may occur due to temperature changes.
[適用例4]上記適用例に記載の振動片において、基部を有し、前記振動部は、前記基部から延出され、前記支持部は、前記基部を介して前記振動部と接続されていることが好ましい。 Application Example 4 In the resonator element according to the application example described above, the resonator element includes a base portion, the vibration portion extends from the base portion, and the support portion is connected to the vibration portion via the base portion. It is preferable.
本適用例によれば、振動部が基部から延出し、基部を介して振動部と支持部とが接続されているため、支持部と振動部とを遠ざけることができ、振動部の振動が支持部に伝播することを減少させることが可能となり、振動片の性能の低下を抑制することができる。 According to this application example, since the vibration part extends from the base and the vibration part and the support part are connected via the base, the support part and the vibration part can be moved away, and the vibration of the vibration part is supported. Propagation to the part can be reduced, and a decrease in the performance of the resonator element can be suppressed.
[適用例5]上記適用例に記載の振動片において、前記支持部は、前記振動部の延出する方向に沿って前記基部から延出されていることが好ましい。 Application Example 5 In the resonator element according to the application example described above, it is preferable that the support portion is extended from the base portion along a direction in which the vibration portion extends.
本適用例によれば、振動部と支持部とを基部から同じ方向に延出させるため、振動片の長さ寸法(振動部の延出する方向の長さ寸法)を小さくすることができ、振動片の小型化を図ることができる。 According to this application example, since the vibrating portion and the support portion are extended in the same direction from the base portion, the length dimension of the vibrating piece (the length dimension in the extending direction of the vibrating portion) can be reduced. The size of the resonator element can be reduced.
[適用例6]上記適用例に記載の振動片において、前記振動部は、前記基部から延出する方向と交差する方向の幅として、第1の幅を有する第1領域と、前記第1領域よりも先端側に位置し、前記第1の幅よりも広い第2の幅を有する第2領域とを備えていることが好ましい。 Application Example 6 In the resonator element according to the application example described above, the vibrating portion includes a first region having a first width as a width in a direction intersecting with a direction extending from the base portion, and the first region. And a second region having a second width wider than the first width, which is located on the more distal side.
本適用例によれば、振動部の第1領域よりも先端側に設けられた、第1の幅よりも広い第2の幅を有する第2領域の錘効果により、振動部の延出方向の長さ寸法を短くすることができる。これにより、振動片の長さ寸法(振動部の延出する方向の長さ寸法)を小さくすることができ、振動片の小型化を図ることができる。 According to this application example, due to the weight effect of the second region having the second width wider than the first width provided on the tip side of the first region of the vibration unit, the extending direction of the vibration unit is increased. The length dimension can be shortened. As a result, the length dimension of the vibrating piece (the length dimension in the extending direction of the vibrating portion) can be reduced, and the size of the vibrating piece can be reduced.
[適用例7]上記適用例に記載の振動片において、一対の前記振動部を有し、前記支持部は、平面視で、一対の前記振動部の間に配置されていることが好ましい。
なお、本明細書における「平面視」とは、一対の振動部の並んでいる平面に正対する方向から見た場合をいう。
Application Example 7 In the resonator element according to the application example described above, it is preferable that the resonator element includes a pair of the vibration portions, and the support portion is disposed between the pair of vibration portions in a plan view.
In addition, the “plan view” in the present specification refers to a case of viewing from a direction facing a plane on which a pair of vibrating portions are arranged.
本適用例によれば、支持部が振動部と振動部との間に設けられていることから、より小さなスペース(接続領域)で振動片の接続を行うことができ、より小型・薄型の振動子とすることが可能となる。 According to this application example, since the support portion is provided between the vibration portion and the vibration portion, the resonator element can be connected in a smaller space (connection region), and a smaller and thinner vibration can be achieved. It becomes possible to be a child.
[適用例8]上記適用例に記載の振動片において、一対の前記振動部、および一対の前記支持部を有し、一対の前記振動部は、平面視で、一対の前記支持部の間に配置されていることが好ましい。 Application Example 8 In the resonator element according to the application example described above, the resonator element includes a pair of the vibration portions and a pair of the support portions, and the pair of vibration portions is between the pair of support portions in a plan view. It is preferable that they are arranged.
本適用例によれば、支持部が一対であり、支持部と支持部との間に振動部が配置されていることから、振動部の接続状態を、より安定させることができる。これにより、振動特性をより安定させることが可能となる。 According to this application example, since the support unit is a pair and the vibration unit is disposed between the support unit and the support unit, the connection state of the vibration unit can be further stabilized. As a result, the vibration characteristics can be further stabilized.
[適用例9]本適用例に係る振動子は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動片と、前記振動片が接続される基板と、を有し、前記振動片の前記支持部は、前記基板に接合部材を介して接続されていることを特徴とする。 Application Example 9 A vibrator according to this application example includes the resonator element according to any one of the application examples described above and a substrate to which the resonator element is connected, and the support portion of the resonator element includes The substrate is connected to the substrate through a bonding member.
本適用例によれば、配線の引き回し効率の向上などによって小型化された振動片が、基板に接合されて用いられており、小型の振動子を提供することができる。 According to this application example, the resonator element reduced in size by improving the wiring routing efficiency or the like is used by being bonded to the substrate, and a small vibrator can be provided.
[適用例10]本適用例に係る発振器は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動片と、前記振動片を発振させる回路部と、前記振動片および前記回路部を接続する基板と、を有し、前記振動片の前記支持部は、前記基板に接合部材を介して接続されていることを特徴とする。 Application Example 10 An oscillator according to this application example includes the resonator element according to any one of the above application examples, a circuit unit that oscillates the resonator element, a substrate that connects the resonator element and the circuit unit, The support portion of the vibrating piece is connected to the substrate via a bonding member.
本適用例によれば、配線の引き回し効率の向上などによって小型化された振動片の支持部と、該振動片を発振させる回路部とが、一つの基板に接続されている。したがって、振動片と回路部とを一体とした小型の発振器を提供することができる。 According to this application example, the vibration piece support portion reduced in size by improving the wiring routing efficiency and the circuit portion that oscillates the vibration piece are connected to one substrate. Therefore, it is possible to provide a small oscillator in which the resonator element and the circuit unit are integrated.
[適用例11]本適用例に係る電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動片を備えていることを特徴とする。 Application Example 11 An electronic apparatus according to this application example includes the resonator element according to any one of the application examples described above.
本適用例によれば、小型で特性の安定した振動片を備えているため、小型で安定した動作の実現が可能な電子機器を提供することができる。 According to this application example, since the vibration piece having a small size and stable characteristics is provided, an electronic device capable of realizing a small size and stable operation can be provided.
[適用例12]本適用例に係る移動体は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動片を備えていることを特徴とする。 Application Example 12 A moving body according to this application example includes the resonator element according to any one of the application examples described above.
本適用例によれば、小型で特性の安定した振動片を備えているため、小型で安定した動作の実現が可能な移動体を提供することができる。 According to this application example, since the vibration piece having a small size and stable characteristics is provided, it is possible to provide a moving body capable of realizing a small and stable operation.
以下、本発明に係る振動片、振動子、発振器、電子機器、および移動体の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図では、説明の便宜上、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸およびZ軸を図示しているものがある。また、本明細書においては、3つの軸のうち、各実施形態における振動片の切り出し角度を考慮して、Y軸、およびZ軸をY´軸、およびZ´軸として図示している。また、以下の説明では、説明の便宜上、図中Z´軸方向から見たときの平面視を単に「平面視」とも言う。さらに、説明の便宜上、図中Z´軸方向から見たときの平面視において、+Z´軸方向の面を上面、−Z´軸方向の面を下面として説明することがある。 Hereinafter, embodiments of a resonator element, a vibrator, an oscillator, an electronic device, and a moving body according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, for convenience of explanation, there are some which show an X axis, a Y axis, and a Z axis as three axes orthogonal to each other. In this specification, among the three axes, the Y-axis and the Z-axis are illustrated as the Y′-axis and the Z′-axis in consideration of the cut-out angle of the resonator element in each embodiment. In the following description, for the sake of convenience of explanation, the plan view when viewed from the Z′-axis direction in the drawing is also simply referred to as “plan view”. Furthermore, for convenience of explanation, in the plan view when viewed from the Z′-axis direction in the drawing, the surface in the + Z′-axis direction may be described as the upper surface and the surface in the −Z′-axis direction may be described as the lower surface.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係る振動片について、図1〜図4を用いて説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る振動片の構造を概略的に示す平面図(上面図)である。図2は、第1実施形態に係る振動片の構造を概略的に示す下面図であり、図中+Z´軸方向から振動片を透過させた透視図である。図3は、第1実施形態に係る振動片の支持部を示し、図1のA−A線における断面図である。図4は、支持部の変形例を示し、図1のA−A線に相当する位置における断面図である。
(First embodiment)
The resonator element according to the first embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view (top view) schematically showing the structure of the resonator element according to the first embodiment of the invention. FIG. 2 is a bottom view schematically showing the structure of the resonator element according to the first embodiment, and is a perspective view in which the resonator element is transmitted from the + Z′-axis direction in the drawing. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, showing the support portion of the resonator element according to the first embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view at a position corresponding to the line AA in FIG.
図1および図2を参照して振動片の概略構成について説明する。振動片2aは、基部12と、基部12から延出された振動部である一対の振動腕20,22およびハンマーヘッド24,26と、一対の振動腕20,22間に在って基部12から延出された支持部14と、を備えている。換言すれば、振動片2aは、振動部である一対の振動腕20,22と、支持部14とが、基部12を介して接続されている。このように、振動腕20,22と、支持部14とが、基部12を介して接続されていることにより、振動腕20,22と、支持部14とを遠ざけることができ、振動腕20,22の振動が支持部14に伝播することを減少させることが可能となり、振動片の性能の低下を抑制することができる。
A schematic configuration of the resonator element will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The vibrating
振動片2aは、例えば、水晶、特に、Zカット水晶板を用いて構成されている。これにより、振動片2aは、優れた振動特性を発揮することができる。なお、Zカット水晶板とは、水晶のZ軸(光学軸)を厚さ方向とする水晶基板である。なお、Z軸は、振動基板の厚さ方向と一致しているのが好ましいが、常温近傍における周波数温度変化を小さくする観点からは、厚さ方向に対してX軸回りに若干(例えば、15°未満程度)傾けてもよく、本明細書では、この傾きを持った軸をZ´軸、およびY´軸としている。振動片2aは、このような傾きを持った水晶基板をウェットエッチング、あるいはドライエッチングすることにより形成することができる。
The
基部12は、XY´平面に広がりを有し、Z´軸方向に厚さを有する略板状をなしている。基部12は、その幅(X軸方向の長さ)が、振動腕20,22の外側の側面間よりも大きくなるように配設されている。そして、基部12の振動腕20,22や支持部14の突出側と反対側(+Y´方向)の端部は、+Y´方向に突出する曲線状の輪郭を有した形状に配設されている。
The
振動部としての振動腕20,22は、X軸方向に並んで設けられており、それぞれ、基部12から−Y´軸方向に突出するように延出されている。振動腕20,22は、それぞれの延出方向先端側に、第1の幅を有する第1領域としての振動腕20,22の幅(X軸方向の寸法)よりも幅が広い第2の幅を有する第2領域としてのハンマーヘッド(幅広部、錘部ともいう)24,26が設けられている。第2領域としてのハンマーヘッド24,26を設けることによって、その錘効果により振動片2aの小型化を図ることができたり、振動腕20,22の屈曲振動の周波数を低めたりすることができる。なお、ハンマーヘッド24,26は、必要に応じてX軸方向に連続的、あるいは階段状に複数の幅を有していたり、Z´軸方向に連続的、あるいは階段状に複数の厚さを有していたりしてもよく、また振動腕20,22と同じ幅を維持しつつ質量を重くしてもよく、また省略してもよい。
The vibrating
また、振動腕20には、一方の主面(+Z´側の表面)に開口する有底の溝28aと、他方の主面(−Z´側の裏面)に開口する有底の溝28bとが形成されている。同様に、振動腕22には、一方の主面(+Z´側の表面)に開口する有底の溝30aと、他方の主面Z´側の裏面)に開口する有底の溝30bとが形成されている。これら凹状の溝28a,28b,30a,30bは、Y´軸方向に延在して設けられており、互いに同じ形状をなしている。そのため、振動腕20,22は、表裏に夫々凹部を有する横断面形状をなしている。このような溝28a,28b,30a,30bを形成することによって、屈曲振動によって発生する熱が拡散(熱伝導)し難くなり、屈曲振動周波数(機械的屈曲振動周波数)fが熱緩和周波数f0より大きな領域(f>f0)である断熱的領域では、熱弾性損失を抑制することができる。なお、溝28a,28b,30a,30bは、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。なお、振動片2aは、X方向に対して2つの振動腕20,22が互いに離間、または接近を交互に繰り返して振動するモード(X逆相モード)で振動する。
Further, the vibrating
支持部14は、平面視で、一対の振動腕20,22の間に在って、振動腕20,22に沿って並ぶように配置されており、基部12から−Y´軸方向に突出するように延出されている。このように、振動腕20,22と支持部14とが、基部12から同じ方向に延出されていることにより、振動片2aの長さ寸法(振動腕20,22の延出する方向の長さ寸法)を小さくすることができ、振動片2aの小型化を図ることができる。
The
なお、支持部14の先端部は、振動腕20,22のハンマーヘッド24,26の位置よりも+Y´側に設けられていることが好ましい。このように、支持部14が振動腕20と振動腕22との間に設けられていることから、より小さなスペース(接続領域)で振動片2aの接続領域を設けることができる。
In addition, it is preferable that the front-end | tip part of the
次に、振動片2aの電極構成について説明する。電極は、振動片2aの主面である表裏面および表裏面を接続する側面に形成され、振動腕20,22に形成される励振電極41a,41bと、基部12やハンマーヘッド24,26に形成される引き出し電極42a,42bと、支持部14に形成される接続電極43a,43b、第1パッド電極18、および第2パッド電極17a,17bと、を含み構成されている。励振電極41a,41bは、振動腕20,22の側面、および溝28a,28b,30a,30bの内側に形成されている。振動腕20,22の側面および溝28a,28b,30a,30bの内側に駆動用の電極である励振電極41a,41bが形成されることにより、励振電極41a,41bに駆動電圧が印加された駆動時に、各振動腕20,22の内部の電界効率を高めることができるようになっている。
Next, the electrode configuration of the
振動片2aの基部12の表面中央付近から支持部14にかけては、パッケージに形成された接続電極(図示せず)と接続するための第1パッド電極18および第2パッド電極17aと、第1パッド電極18と引き出し電極42aとを接続する接続電極43aとが形成されている。振動片2aの基部12の裏面中央付近から支持部14にかけては、パッケージに形成された接続電極(図示せず)と接続するための第2パッド電極17bと、第2パッド電極17bと引き出し電極42bとを接続する接続電極43bとが形成されている。なお、表面側の第2パッド電極17aは、支持部14の表面と裏面とを接続する側面に設けられた導電層としての側面電極15によって、裏面側の第2パッド電極17bと電気的に接続されている。また、第1パッド電極18、および第2パッド電極17a,17bは、振動片2aを駆動するための電位として、第1パッド電極18は第1の電位を有し、第2パッド電極17a,17bは第2の電位を有している。
A
また、図3に示すように、支持部14の側面に設けられた導電層としての側面電極15および側面14sには、少なくとも側面電極15を覆うように絶縁層16が設けられている。本形態における絶縁層16は、側面電極15の表面を覆い、さらに側面電極15の設けられていない側面14sの一部も覆うように設けられている。絶縁層16は、例えばSiO2膜やSiN膜や、導電性のフィラーを含まない樹脂等によって形成することができる。このように、側面電極15を覆う絶縁層16により、支持部14の表面14aに設けられている第1パッド電極18または第2パッド電極17aを接続する場合の導電性接合材(不図示)が側面14sに回り込んでも、第1パッド電極18または第2パッド電極17a、本形態では第1パッド電極18と側面電極15との短絡の発生を抑制することができる。したがって、支持部14の側面14sに配線(導電層としての側面電極15)を設けることが可能となり、配線の引き回し効率を向上することができるため、振動片2aの小型化を実現することができる。
Further, as shown in FIG. 3, an insulating
なお、第1パッド電極18および第2パッド電極17aは、支持部14の表面14aまたは裏面14rのいずれか一方に双方が設けられていることが好ましい。換言すれば、第1パッド電極18、および第2パッド電極17aは、表面14aまたは裏面14rの同じ面に設けられていることが好ましい。このように第1パッド電極18および第2パッド電極17aを配置することにより、例えば振動片2aを接続するパッケージ(不図示)などとの電気的な接続を、支持部14の同一面で行うことができ、接続効率を高めることができる。
The
なお、第1パッド電極18および第2パッド電極17aの配置は、振動片2aとパッケージ(不図示)などとの電気的な接続の接続効率が、前述の形態と比して低くなるが、表面14aの第2パッド電極17aを設けず、表面14aに第1パッド電極18が設けられ、裏面14rに第2パッド電極17bが設けられている構成とすることができる。
The arrangement of the
また、側面電極15を覆う絶縁層16は、図4に示すような変形例を適用することができる。図4に示す絶縁層16は、側面電極15を覆うとともに、側面14sから支持部14の表面14a、および裏面14rの一部まで延設されている。このように、絶縁層16が表面14a、および裏面14rの一部まで延設されていることにより、絶縁層16の設けられている表面積が広くなり、絶縁層16と支持部14との接合強度を向上させることができる。これにより、温度変化による熱膨張係数の違いに起因して生じる虞のある絶縁層16の剥離、側面電極15と絶縁層16の密着性が低い場合に生じる虞のある絶縁層16の剥離、などの不具合を抑制することが可能となる。
Moreover, the modification as shown in FIG. 4 can be applied to the insulating
図1および図2に戻り、説明を続ける。各接続電極43a,43bと接続されている各引き出し電極42a,42bは、基部12の外縁(側面)を回り込んで、振動片2aの基部12の表裏に設けられ、各励振電極41a,41bに接続されている。これにより、第1パッド電極18および第2パッド電極17a,17bから、接続電極43a,43b、および引き出し電極42a,42bを通じて、励振電極41a,41bに駆動電圧を印加することができる。このような電極配置とすることにより、振動片2aの振動腕20,22内で電界が適切に形成され、2本の振動腕20,22の各先端部が互いに接近、離間を交互に繰り返すように面内方向(XY´平面方向)に所定の周波数で振動することができる。
Returning to FIG. 1 and FIG. 2, the description will be continued. The
励振電極41a,41bや引き出し電極42a,42b、接続電極43a,43b、第1パッド電極18、および第2パッド電極17a,17bの構成は、特に限定されず、金(Au)、金合金、白金(Pt)、銀(Ag)、銀合金、クロム(Cr)、クロム合金、ニッケル(Ni)、ニッケル合金、チタン(Ti)、チタン合金等の金属材料を用いることができ、これらの金属材料を用いた単層もしくは複数層の構成とすることができる。なお、励振電極41a,41bや引き出し電極42a,42b、接続電極43a,43b、第1パッド電極18、および第2パッド電極17a,17bを、上述の金属材料を用いて複数層の構成とする場合には、振動片2aと接する最下層の金属をクロム(Cr)、クロム合金、ニッケル(Ni)、ニッケル合金、チタン(Ti)、チタン合金等として、それら金属材料の上面(振動片2aと向かい合う側と反対側の面)に、金(Au)、金合金、白金(Pt)、銀(Ag)、銀合金等を積層した構成とすることが好ましい。
The configurations of the
第1実施形態に係る振動片2aによれば、支持部14の側面14s(図3参照)に設けられている導電層としての側面電極15を覆う絶縁層16により、支持部14の表面14aまたは裏面14r(図3参照)のいずれか一方に設けられている第1パッド電極18または第2パッド電極17aを、例えばパッケージ(不図示)に接続する場合に用いる導電性の接合材が側面14sに回り込んでも、第1パッド電極18または第2パッド電極17aと側面電極15との短絡の発生を抑制することができる。すなわち、例えば、導電性の接合材として導電性接着剤や金属バンプを用いた場合、導電性の接合材は第1パッド電極18または第2パッド電極17aとパッケージとの間のみでなく、支持部14の側面14sの少なくとも一部を覆う位置まではみ出す可能性がある。第1実施形態に係る振動片2aによれば、導電性の接合材が支持部14の側面14aの少なくとも一部を覆う位置まではみ出しても、側面電極15は絶縁層16に覆われているため、第1パッド電極18または第2パッド電極17aと側面電極15とが、導電性の接合材を介して電気的に接続してしまう可能性を低減することができる。このことにより、振動片2aを駆動するための電位が印加される18または第2パッド電極17aが側面電極15を介して短絡したり、振動片2aを駆動するための電位が印加される第1パッド電極18または第2パッド電極17aと他の電位を有する電極とが短絡したりする可能性が低減するため、振動片2aの電気的な特性が変動する可能性を低減することができる。したがって、支持部14の側面14sに配線(導電層としての側面電極15)を設けることが可能となり、配線の引き回し効率を向上することができるため、振動片2aを小型化することが可能となる。
According to the
なお、導電性の接合材として特に限定されるものではないが、例えばAuバンプなどの金属バンプを用いてもよい。さらに、導電性接着材として、シリコン系、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、ビスマレイミド系、ポリエステル系、ポリウレタン系の樹脂に導電性フィラーを混合した接合材を用いた場合は、樹脂の硬化処理前の流動性が高いので、本発明の効果は大きい。
さらに、側面電極15は、例えば、第1パッド電極18または第2パッド電極17aと電気的に接続されている配線、電磁的なシールド効果を有するシールド電極、第1パッド電極18または第2パッド電極17aと電気的に接続されておらず他の電極間を電気的に接続するための配線、および振動片2aの製造時に使用した金属膜が剥離しきれずに残った残留金属膜、等でもよい。
In addition, although it does not specifically limit as an electroconductive joining material, For example, you may use metal bumps, such as Au bump. In addition, when a bonding material in which a conductive filler is mixed with a silicon-based, epoxy-based, acrylic-based, polyimide-based, bismaleimide-based, polyester-based, or polyurethane-based resin is used as the conductive adhesive, the resin is cured. Since the previous fluidity is high, the effect of the present invention is great.
Further, the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る振動片について、図5、図6、および図7を参照しながら説明する。図5は、本発明の第2実施形態に係る振動片の構造を概略的に示す平面図(上面図)である。図6は、第2実施形態に係る振動片の構造を概略的に示す下面図であり、図中+Z´軸方向から振動片を透過させた透視図である。図7は、第2実施形態に係る振動片の支持部を示し、図5のB−B線における断面図である。図5、図6、および図7に示す第2実施形態に係る振動片2bは、前述の第1実施形態に係る振動片2aと支持部の構成が異なる。以下、第2実施形態における説明では、前述の第1実施形態と異なる構成部分について説明し、同様な構成については同符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, the resonator element according to the second embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 5, 6, and 7. FIG. 5 is a plan view (top view) schematically showing the structure of the resonator element according to the second embodiment of the invention. FIG. 6 is a bottom view schematically showing the structure of the resonator element according to the second embodiment, and is a perspective view in which the resonator element is transmitted from the + Z′-axis direction in the drawing. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 5, showing the support portion of the resonator element according to the second embodiment. The vibrating
図5、図6、および図7に示す第2実施形態に係る振動片2bは、第1実施形態の振動片2aと同様に、基部12と、基部12から延出された振動部である一対の振動腕20,22およびハンマーヘッド24,26と、一対の振動腕20,22間に在って基部12から延出された支持部14bと、を備えている。
A vibrating
第2実施形態に係る振動片2bの支持部14bは、平面視で、一対の振動腕20,22の間に在って、振動腕20,22に沿って並ぶように配置されており、基部12から−Y´軸方向に突出するように延出されている。そして、支持部14bの先端側には、支持部14bの表裏面を貫通する貫通孔19が設けられている。貫通孔19の内面には、貫通電極44が設けられている。なお、貫通孔19は、矩形状の平面形状を一例として示しているが、表裏面を貫通していれば平面形状は問わず、例えば、平面形状が円形、楕円形、多角形などであってもよい。また、貫通電極44は、貫通孔19の内面すべてに形成されている必要はなく、引き出し電極42bと第2パッド電極17fとが電気的に接続されていればよい。また、貫通孔19の内面は図7に示すようにZ´軸方向に平行に形成されていてもよいが、電極材料を形成し易くするために、Z´軸方向に対して傾斜している領域を含んでいるとよい。好ましくは、内面すべてがZ´方向に対して傾斜しているとよい。こうすることで、より確実に引き出し電極42bと第2パッド電極17fとを電気的に接続することができる。
The
第2実施形態に係る振動片2bの電極構成は、支持部14bの部分の構成が異なる以外は、第1実施形態の振動片2aの電極と同様な構成である。ここでは、異なる構成である支持部14bの部分の構成について中心に説明し、第1実施形態の振動片2aと同様な構成は、同符号を付して説明を省略する。
The electrode configuration of the
振動片2bの電極は、振動片2bの主面である表裏面および側面に形成され、振動腕20,22に形成される励振電極41a,41bと、基部12やハンマーヘッド24,26に形成される引き出し電極42a,42bと、支持部14bに形成される接続電極43a,43b、第1パッド電極18、および第2パッド電極17fと、を含み構成されている。
The electrodes of the vibrating
振動片2bの基部12の表面中央付近から支持部14bにかけては、パッケージに形成された接続電極(図示せず)と接続するための第1パッド電極18および第2パッド電極17fと、第1パッド電極18と引き出し電極42aとを接続する接続電極43aとが形成されている。振動片2bの基部12の裏面中央付近から支持部14bにかけては、引き出し電極42bと貫通電極44とを接続する接続電極43bとが形成されている。表面の第2パッド電極17fは、支持部14bの表面と裏面とを貫通する貫通孔19の内面に設けられた貫通電極44によって、裏面の接続電極43bと電気的に接続されている。なお、第1パッド電極18および第2パッド電極17fは、振動片2bを駆動するための電位として、第1パッド電極18は第1の電位を有し、第2パッド電極17fは第2の電位を有している。
A
支持部14bの表面と裏面とを接続する側面には、導電層としての側面電極15bが設けられている。側面電極15bは、支持部14bの外周を構成する側面全体に亘って設けられている。そして、支持部14bの側面に設けられた側面電極15bは、該側面電極15bを覆うように配置された絶縁層16bによって覆われている。絶縁層16bは、第1実施形態と同様に、側面電極15bの表面を覆い、さらに側面電極15bの設けられていない側面の一部も覆うように設けられている。絶縁層16bは、例えばSiO2膜や、SiN膜や、導電性のフィラーを含まない樹脂等によって形成することができる。
A
上述のように、本第2実施形態では、表面の第2パッド電極17fは、支持部14bに設けられた貫通孔19の内面の貫通電極44によって、裏面の接続電極43bと電気的に接続されている。したがって、支持部14bの表面と裏面とを接続する側面に設けられた導電層としての側面電極15bは、特定の電位を有さない浮遊電位、または、励振電極41a,41bと接続されない他の電位(定電位)の電極とすることができる。
As described above, in the second embodiment, the
第2実施形態に係る振動片2bによれば、支持部14bの側面に設けられている導電層としての側面電極15bを覆う絶縁層16bにより、支持部14bの表面または裏面のいずれか一方に設けられている第1パッド電極18または第2パッド電極17fを、例えばパッケージ(不図示)に接続する場合に用いる導電性の接合材が側面に回り込んでも、第1パッド電極18と第2パッド電極17fとが側面電極15bを介して短絡することを抑制することができる。したがって、支持部14bの側面に定電位の電極を設けることができ、外部からのノイズの侵入を抑制することができる。また、第1実施形態と同様の作用効果により、支持部14bの側面に配線を設けることが可能となり、配線の引き回し効率を向上することができるため、振動片2bの小型化を実現することができる。
According to the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る振動片について、図8、および図9を参照しながら説明する。図8は、本発明の第3実施形態に係る振動片の構造を概略的に示す平面図(上面図)である。図9は、第3実施形態に係る振動片の構造を概略的に示す下面図であり、図中+Z´軸方向から振動片を透過させた透視図である。図8、および図9に示す第3実施形態に係る振動片2cは、前述の第1実施形態に係る振動片2aと支持部の構成が異なる。以下、第3実施形態における説明では、前述の第1実施形態と異なる構成部分について説明し、同様な構成については同符号を付して説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a resonator element according to a third embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is a plan view (top view) schematically showing the structure of the resonator element according to the third embodiment of the invention. FIG. 9 is a bottom view schematically showing the structure of the resonator element according to the third embodiment, and is a perspective view in which the resonator element is transmitted from the + Z′-axis direction in the drawing. The vibrating
図8、および図9に示す第3実施形態に係る振動片2cは、第1実施形態の振動片2aと同様に、基部12と、基部12から延出された振動部である一対の振動腕20,22およびハンマーヘッド24,26と、振動腕20,22の突出側と反対側(+Y´軸方向)に基部12から延出された支持部14cと、を備えている。また、基部12には、表裏面を貫通する二つの貫通電極21が設けられている。
A vibrating
第3実施形態に係る振動片2cの支持部14cは、平面視で、一対の振動腕20,22の間を延長した基部12の反対側に在って、基部12から+Y´軸方向に突出し、さらに先端側の側面14tがX軸方向に沿うように先端部が−X軸方向に屈曲して延出されている。換言すれば、基部12と支持部14cとの間に基部12よりもX軸方向の幅寸法の小さな括れ部48が設けられ、括れ部48を介して基部12と支持部14cとが接続されている。
The
第3実施形態に係る振動片2cの電極構成は、基部12および支持部14cの部分の構成が異なる以外は、第1実施形態の振動片2aの電極と同様な構成である。ここでは、異なる構成である基部12および支持部14cの部分の構成について中心に説明し、第1実施形態の振動片2a同様な構成は、同符号を付して説明を省略する。
The electrode configuration of the
振動片2cの電極は、振動片2cの主面である表裏面および側面に形成され、振動腕20,22に形成される励振電極41a,41bと、基部12やハンマーヘッド24,26に形成される引き出し電極42a,42bと、支持部14cに形成される接続電極43c,43d,43e,43f、第1パッド電極18c,18d、および第2パッド電極17c,17dと、を含み構成されている。
The electrodes of the vibrating
振動片2cの基部12の表面中央付近から支持部14cにかけては、パッケージに形成された接続電極(図示せず)と接続するための第1パッド電極18cおよび第2パッド電極17cと、第1パッド電極18cと引き出し電極42aとを接続する接続電極43cと、第2パッド電極17cと引き出し電極42bとを接続する接続電極43dとが形成されている。また、振動片2cの基部12の裏面中央付近から支持部14cにかけては、パッケージに形成された接続電極(図示せず)と接続するための第1パッド電極18dおよび第2パッド電極17dと、第1パッド電極18dと引き出し電極42aとを接続する接続電極43eと、第2パッド電極17dと引き出し電極42bとを接続する接続電極43fとが形成されている。なお、表面側の引き出し電極42aおよび裏面側の引き出し電極42aと、表面側の引き出し電極42bおよび裏面側の引き出し電極42bとは、それぞれ貫通電極21によって電気的に接続されている。
A
支持部14cの先端側の側面14tには、導電層としての側面電極15cと、側面電極15cを覆う絶縁層16cとが設けられている。本形態において、側面電極15cは、励振電極41bと接続する、引き出し電極42b、接続電極43d、および第2パッド電極17c,17dと同電位を有する電極である。また、絶縁層16cは、第1実施形態と同様に、側面電極15cの表面を覆い、さらに側面電極15cの設けられていない側面の一部も覆うように設けられている。絶縁層16cは、例えばSiO2膜や、SiN膜や、導電性のフィラーを含まない樹脂等によって形成することができる。
A
第3実施形態に係る振動片2cによれば、支持部14cの先端側の側面14tに設けられている導電層としての側面電極15cを覆う絶縁層16cにより、支持部14cの表面の第1パッド電極18cおよび第2パッド電極17c、または裏面の第1パッド電極18dおよび第2パッド電極17dのいずれか一方を、例えばパッケージ(不図示)に接続する場合に用いる導電性の接合材が側面14tに回り込んでも、第1パッド電極18c,18dと第2パッド電極17c,17dとが側面電極15cを介して短絡することを抑制することができる。したがって、第1実施形態と同様の作用効果により、支持部14cの側面14tに配線を設けることが可能となり、配線の引き回し効率を向上することができるため、振動片2cの小型化を実現することができる。
According to the
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態に係る振動片について、図10および図11を参照しながら説明する。図10は、本発明の第4実施形態に係る振動片の構造を概略的に示す平面図(上面図)である。図11は、第4実施形態に係る振動片の構造を概略的に示す下面図であり、図中+Z´軸方向から振動片を透過させた透視図である。図10および図11に示す第4実施形態に係る振動片2dは、前述の第1実施形態に係る振動片2aと支持部の配置および構成が異なる。以下、第4実施形態における説明では、前述の第1実施形態と異なる構成部分について説明し、同様な構成については同符号を付して説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a resonator element according to a fourth embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 is a plan view (top view) schematically showing the structure of the resonator element according to the fourth embodiment of the invention. FIG. 11 is a bottom view schematically showing the structure of the resonator element according to the fourth embodiment, and is a perspective view in which the resonator element is transmitted from the + Z′-axis direction in the drawing. The vibrating
図10および図11に示す第4実施形態に係る振動片2dは、第1実施形態の振動片2aと同様に、基部12dと、基部12dから延出された振動部である一対の振動腕20,22およびハンマーヘッド24,26と、振動腕22の外側(+X軸方向)に在って基部12dから延出された支持部14dと、を備えている。
Similar to the vibrating
第4実施形態に係る振動片2dの支持部14dは、平面視で、振動腕22の外側(+X軸方向)に在って、振動腕22に沿って並ぶように配置されており、基部12dから振動腕20,22の突出方向と直交する方向、即ち+X軸方向に沿って延出され、延出された先でさらに振動腕20,22の突出方向(−Y´軸方向)に向かって延出されている。換言すれば、支持部14dは、振動腕22に対して振動腕20と反対側に配置され、振動腕20,22の突出方向(−Y´軸方向)に向かって延出されている。そして、支持部14dの先端14f側には、支持部14dの表裏面を貫通する貫通電極44dが設けられている。貫通電極44dは、矩形状の平面形状をなした貫通孔に設けられている構成を一例として示しているが、表裏面を貫通していれば形状は問わず、例えば、平面形状が円形、楕円形、多角形などの貫通孔に設けられていてもよい。
The
第4実施形態に係る振動片2dの電極構成は、支持部14dの部分の構成が異なる以外は、第1実施形態の振動片2aの電極と同様な構成である。ここでは、異なる構成である支持部14dの部分の構成を中心に説明し、第1実施形態の振動片2aと同様な構成は、同符号を付して説明を省略する。
The electrode configuration of the
振動片2dの電極は、振動片2dの主面である表裏面および側面に形成され、振動腕20,22に形成される励振電極41a,41bと、基部12dやハンマーヘッド24,26に形成される引き出し電極42a,42bと、支持部14dに形成される接続電極43g,43h、第1パッド電極18e、および第2パッド電極17d,17eと、を含み構成されている。
The electrodes of the vibrating
振動片2dの基部12dの表面中央付近から支持部14dにかけては、パッケージに形成された接続電極(図示せず)と接続するための第1パッド電極18eおよび第2パッド電極17dと、第1パッド電極18eと引き出し電極42aとを接続する接続電極43gとが形成されている。振動片2dの基部12dの裏面中央付近から支持部14dにかけては、第2パッド電極17eと、第2パッド電極17eと引き出し電極42bとを接続する接続電極43hとが形成されている。表面の第2パッド電極17dは、支持部14dの表面と裏面とを貫通する貫通電極44dによって、裏面の第2パッド電極17eと電気的に接続されている。なお、第1パッド電極18eおよび第2パッド電極17d,17eは、振動片2dを駆動するための電位として、第1パッド電極18eは第1の電位を有し、第2パッド電極17d,17eは第2の電位を有している。
A
支持部14dの表面と裏面とを接続する側面には、導電層としての側面電極15dが設けられている。側面電極15dは、支持部14dの外周を構成する側面全体に亘って設けられている。そして、支持部14dの側面に設けられた側面電極15dは、該側面電極15dの少なくとも第1パッド電極18e、第2パッド電極17d,17e、および貫通電極44dの近傍に位置する部分を覆うように配置された絶縁層16dによって覆われている。絶縁層16dは、第1実施形態と同様に、側面電極15dの表面を覆っている。絶縁層16dは、さらに側面電極15dの設けられていない側面、もしくは側面の一部を覆うこととしてもよい。絶縁層16dは、例えばSiO2膜や、SiN膜や、導電性のフィラーを含まない樹脂等によって形成することができる。
A
上述のように、本第4実施形態では、表面の第2パッド電極17dは、支持部14dに設けられた貫通電極44dによって、裏面の第2パッド電極17eと電気的に接続されている。したがって、支持部14dの側面に設けられた導電層としての側面電極15dは、特定の電位を有さない浮遊電位、または、励振電極41a,41bと接続されない他の電位(定電位)の電極とすることができる。
As described above, in the fourth embodiment, the
第4実施形態に係る振動片2dによれば、支持部14dの側面に設けられている導電層としての側面電極15dを覆う絶縁層16dにより、支持部14dの表面または裏面のいずれか一方に設けられている第1パッド電極18eまたは第2パッド電極17dを、例えばパッケージ(不図示)に接続する場合に用いる導電性の接合材が側面に回り込んでも、第1パッド電極18eと第2パッド電極17dとが側面電極15dを介して短絡することを抑制することができる。したがって、支持部14dの側面に定電位の電極を設けることができ、外部からのノイズの侵入を抑制することができる。また、第1実施形態と同様の作用効果により、支持部14dの側面に配線を設けることが可能となり、配線の引き回し効率を向上することができるため、振動片2dの小型化を実現することができる。
According to the
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態に係る振動片について、図12を参照しながら説明する。図12は、本発明の第5実施形態に係る振動片の構造を概略的に示す平面図(上面図)である。図12に示す第5実施形態に係る振動片2eは、前述の第4実施形態に係る振動片2dと支持部の配置および構成が異なる。以下、第5実施形態における説明では、前述の第4実施形態と異なる構成部分について説明し、同様な構成については同符号を付して説明を省略する。
(Fifth embodiment)
Next, a resonator element according to a fifth embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a plan view (top view) schematically showing the structure of the resonator element according to the fifth embodiment of the invention. A vibrating
図12に示す第5実施形態に係る振動片2eは、第4実施形態の振動片2dと同様に、基部12eと、基部12eから延出された振動部である一対の振動腕20,22およびハンマーヘッド24,26と、一対の振動腕20,22のそれぞれの外側(−X軸方向および+X軸方向)に在って基部12eから延出された一対の支持部14d,14eと、を備えている。
A vibrating
第5実施形態に係る振動片2eの支持部14dは、第4実施形態の振動片2dと同様に、平面視で、振動腕22の外側(+X軸方向)に在って、振動腕22に沿って並ぶように配置されており、基部12eから振動腕20,22の突出方向と直交する方向、即ち+X軸方向に沿って延出され、延出された先でさらに振動腕20,22の突出方向(−Y´軸方向)に向かって延出されている。また、支持部14eは、平面視で、振動腕20の外側(−X軸方向)に在って、振動腕20に沿って並ぶように配置されており、基部12eから振動腕20,22の突出方向と直交する方向、且つ支持部14dの延出方向と反対方向、即ち−X軸方向に沿って延出され、延出された先でさらに振動腕20,22の突出方向(−Y´軸方向)に向かって延出されている。換言すれば、一対の振動腕20,22は、平面視で一対の支持部である支持部14dと支持部14eとの間に、配置されている。そして、支持部14dの先端14f側には、支持部14dの表裏面を貫通する貫通電極44dが設けられている。
The
第5実施形態に係る振動片2eの電極構成は、支持部14eに設けられた電極以外は、前述の第4実施形態の振動片2eと同様である。ここでは、異なる構成である支持部14eの部分の構成を中心に説明し、第1実施形態の振動片2aと同様な構成は、同符号を付して説明を省略する。
The electrode configuration of the
支持部14eは、表裏面に電極が設けられておらず、支持部14eの表面と裏面とを接続する側面に、導電層としての側面電極15eが設けられている。側面電極15eは、支持部14eの外周を構成する側面全体に亘って設けられている。なお、側面電極15eは、例えば励振電極41bと接続されてもよいし、他の電極と接続されない浮遊電位を有する電極であってもよい。
The
第5実施形態に係る振動片2eによれば、前述の第4実施形態に係る振動片2dの効果に加え、一対の支持部14dと支持部14eとの間に振動腕20,22が配置されていることから、基部12eを介しての振動腕20,22の接続状態を、より安定させることができる。これにより、振動特性をより安定させることが可能となる。
According to the
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態に係る振動子について、図13を用いて説明する。図13は、第6実施形態に係る振動子の構造を概略的に示す正断面図である。なお、第6実施形態に係る振動子では、前述した第1実施形態に係る振動片2aを用いた構成を例示しているが、前述の実施形態で説明した他の振動片2b,2c,2d,2eのいずれかを用いることができる。
(Sixth embodiment)
Next, a vibrator according to a sixth embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a front sectional view schematically showing the structure of the vibrator according to the sixth embodiment. Note that the vibrator according to the sixth embodiment exemplifies a configuration using the
図13に示すように、第6実施形態に係る振動子3は、電極の形成された振動片2aと、振動片2aを収容するために矩形の箱状に形成されているパッケージ本体50と、ガラス、セラミック、金属などからなる蓋部材59と、を含み構成されている。なお、振動片2aを収容するキャビティー70内は、ほぼ真空に近い減圧空間となっている。
As shown in FIG. 13, the
パッケージ本体50は、基板としての第1の基板51と、第2の基板52と、実装端子45と、が積層されて形成されている。実装端子45は、第1の基板51の外部底面に複数形成されている。また、第1の基板51の一面である上面の所定の位置には、図示しない貫通電極や層間配線を介して、実装端子45と電気的に導通する端子を含む複数の内部端子53a,53bが設けられている。第2の基板52は中央部が除去された環状体であり、第1の基板51と併せて振動片2aを収容するキャビティー70が形成される。
The package body 50 is formed by laminating a first substrate 51 as a substrate, a
第1の基板51と第2の基板52は、絶縁性を有する材料で構成されている。このような材料としては、特に限定されず、例えば、酸化物系セラミックス、窒化物系セラミックス、炭化物系セラミックス等の各種セラミックスを用いることができる。また、パッケージ本体50に設けられた、例えば内部端子53a,53bなどの各電極、端子(不図示)、あるいはそれらを電気的に接続する配線パターンや層内配線パターン(不図示)などは、一般的に、タングステン(W)、モリブデン(Mo)などの金属配線材料を絶縁材料上にスクリーン印刷して焼成し、その上にニッケル(Ni)、金(Au)などのめっきを施すことにより形成される。
The first substrate 51 and the
蓋部材59は、好ましくは、光を透過する材料、例えば、ホウ珪酸ガラスなどにより形成されており、封止材68により接合されることで、パッケージ本体50を気密封止している。これにより、パッケージ本体50の蓋封止後(蓋接合後)において、外部から蓋部材59を透過させたレーザー光を振動片2aの先端付近に照射し、ここに設けた電極を一部蒸散させることにより、質量削減方式による周波数調整をすることができる。なお、このような周波数調整をしない場合には、蓋部材59はコバール合金などの金属材料で形成することができる。
The
パッケージ本体50のキャビティー70内に収納された振動片2aは、支持部14の表面側に形成された第1パッド電極18および第2パッド電極17aと、パッケージ本体50の第1の基板51の上面に形成された内部端子53a,53bとが位置合わせされ、接合部材54を介して接続されている。接合部材54は、例えば、導電性接着剤などの導電性の接合部材を用いることにより、電気的な接続を図るとともに機械的な接続を行うことができる。このとき、振動片2aの支持部14の側面には、例えばSiO2などによって形成された絶縁層16(図1および図3参照)が設けられて露出しているため、導電性接着剤などの導電性の接合部材54が、側面に回り込んでも、側面に設けられている配線などを介しての内部端子53aと内部端子53bとの間の短絡を抑制することができる。したがって、振動片2aの支持部14の側面に配線を設けることができる。
The
上述した振動子3によれば、配線の引き回し効率の向上などによって小型化された振動片2aが、基板としての第1の基板51に内部端子53a,53bを介して接合されているため、パッケージ本体50を小型とすることができ、結果的に小型の振動子3を得ることができる。
According to the
(第7実施形態)
次に、本発明の第7実施形態に係る発振器について、図14および図15を用いて説明する。図14は、本発明の第7実施形態に係る発振器の概略構造を示す平面図である。図15は、発振器の概略構造を示し、図14のC−C線における断面図である。なお、図14では、図15に示す蓋部材85および封止材84を省略(透視)している。また、第7実施形態に係る発振器では、前述した第5実施形態に係る振動片2eを用いた構成を例示しているが、前述の実施形態で説明した他の振動片2a,2b,2c,2dのいずれかを用いることができる。
(Seventh embodiment)
Next, an oscillator according to a seventh embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a plan view showing a schematic structure of an oscillator according to the seventh embodiment of the invention. FIG. 15 shows a schematic structure of the oscillator, and is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. In FIG. 14, the
図14および図15に示すように、発振器4は、電極の形成された振動片2eと、振動片2eなどを収納するパッケージ本体80と、振動片2eを駆動するための回路部としてのICチップ(チップ部品)90と、ガラス、セラミック、金属などからなる蓋部材85と、で構成されている。なお、振動片2eやICチップ90を収容するキャビティー89内は、ほぼ真空に近い減圧空間となっている。
As shown in FIG. 14 and FIG. 15, the oscillator 4 includes a vibrating
パッケージ本体80は、基板としての第1の基板81と、第2の基板82と、実装端子83と、が積層されて形成されている。実装端子83は、第1の基板81の外部底面に複数形成されている。また、第1の基板81の一面である上面の所定の位置には、図示しない貫通電極や層間配線を介して、実装端子83と電気的に導通する端子を含むチップ接続端子(不図示)やチップ接続端子の一部と接続された複数の内部端子86a,86bが設けられている。第2の基板82は中央部が除去された環状体であり、第1の基板81と併せて振動片2eやICチップ90を収容するキャビティー89が形成される。
The
第1の基板81と第2の基板82は、絶縁性を有する材料で構成されている。このような材料としては、特に限定されず、例えば、酸化物系セラミックス、窒化物系セラミックス、炭化物系セラミックス等の各種セラミックスを用いることができる。また、パッケージ本体80に設けられた、例えば内部端子86a,86bなどの各電極、端子(不図示)、あるいはそれらを電気的に接続する配線パターンや層内配線パターン(不図示)などは、一般的に、タングステン(W)、モリブデン(Mo)などの金属配線材料を絶縁材料上にスクリーン印刷して焼成し、その上にニッケル(Ni)、金(Au)などのめっきを施すことにより形成される。
The first substrate 81 and the
蓋部材85は、好ましくは、光を透過する材料、例えば、ホウ珪酸ガラスなどにより形成されており、封止材84により接合されることで、パッケージ本体80を気密封止している。これにより、パッケージ本体80の蓋封止後(蓋接合後)において、外部から蓋部材85を透過させたレーザー光を振動片2eの先端付近に照射し、ここに設けた電極を一部蒸散させることにより、質量削減方式による周波数調整をすることができる。なお、このような周波数調整をしない場合には、蓋部材85はコバール合金などの金属材料で形成することができる。
The
パッケージ本体80のキャビティー89内に収納された回路部としてのICチップ(チップ部品)90は、ICチップ90の能動面に設けられた電極パッド(不図示)において、例えば金バンプなどの接合材91によって、第1の基板81(パッケージ本体80内)に設けられている配線パターン(不図示)と、電気的な接続を取って接合されている。ICチップ(チップ部品)90は、少なくとも振動片2eを発振させる発振回路を備えている。加えて、ICチップ90は、入力された振動片2eからの発振信号を処理して実装端子83から出力する機能を備えることができる。
An IC chip (chip component) 90 as a circuit unit housed in the
パッケージ本体80のキャビティー89内に収納された振動片2eは、支持部14d(図12参照)の表面側に形成された第1パッド電極18dおよび第2パッド電極17d(図12参照)と、パッケージ本体80の第1の基板81の上面に形成された内部端子86a,86bとが位置合わせされ、接合部材88を介して接続されている。接合部材88は、例えば、導電性接着剤などの導電性の接合部材を用いることにより、電気的な接続を図るとともに機械的な接続を行うことができる。このとき、振動片2eの支持部14dの側面には、例えばSiO2などによって形成された絶縁層16d(図12参照)が設けられて露出しているため、導電性接着剤などの導電性の接合部材88が、側面に回り込んでも、側面に設けられている配線などを介しての内部端子86aと内部端子86bとの間の短絡を抑制することができる。
The
また、振動片2eは、内部端子86a,86bに接続する支持部14dを、振動片2eの振動腕20,22(図12参照)に対してICチップ90と反対側に位置させるように配置する。即ち、振動片2eは、振動腕20,22に対してICチップ90と反対側で、第1の基板81に接続されている。このような配置で、振動片2eを第1の基板81に接続することにより、ICチップ90側には振動片2eを接続する端子(内部端子86a,86bに相当する)が不要であり、振動片2eを支持する保持端子87が配置される。保持端子87は、接合部材88を塗布するスペースは不要であることから、振動片2eを接続する端子(内部端子86a,86bに相当する)と比し、配置スペースを縮小することができる。したがって、このような振動腕20,22の両側に支持部14d,14eが配置された振動片2eであっても、ICチップ90と振動片2eとのクリアランスを小さくすることができ、ICチップ90と振動片2eとが並ぶ方向の寸法を小さくすることができる。これにより、発振器4を小型化することが可能となる。なお、振動片2eの支持部14eと保持端子87とを接合部材を介して接続する場合は、支持部14eと保持端子878とを電気的に接続する必要がないため、支持部14eと保持端子87とは非導電性の接合部材を介して接続してもよい。支持部14eと保持端子87とが非導電性の接合部材を介して接続されていると、支持部14eと保持端子87とを接続する非導電性の接合部材がICチップ90側にはみ出してもICチップ90と振動片2eとが電気的に接続される可能性が低減するため、発振器4の性能が低下する可能性を低減することもできる。
Further, the vibrating
上述した発振器4によれば、配線の引き回し効率の向上などによって小型化された振動片2eが、基板としての第1の基板81に内部端子86a,86bを介して接合されているため、パッケージ本体80を小型とすることができる。また、小型化された振動片2eとICチップ90とが、一つの基板(第1の基板81)に接続されている。これらにより、振動片2eと、回路部としてのICチップ90とをパッケージ本体80のキャビティー89内に一体的に収納された小型の発振器4を提供することができる。
According to the oscillator 4 described above, the
[電子機器]
次いで、本発明の一実施形態に係る電子デバイスとして、上記実施形態に係る振動片2a,2b,2c,2d,2eを適用した電子機器について、図16〜図18に基づき、詳細に説明する。なお、説明では、音叉型の振動片2aを備えた振動子3を電子機器に適用した例を示している。また、振動片2a,2b,2c,2d,2eのいずれかを備えた発振器、例えば振動片2eを備えた発振器4を電子機器に適用することもできる。
[Electronics]
Next, electronic devices to which the
図16は、本発明の一実施形態に係る振動子3を備える電子機器としてのモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成の概略を示す斜視図である。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1101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、振動子3が内蔵されている。
FIG. 16 is a perspective view schematically illustrating a configuration of a mobile (or notebook) personal computer as an electronic apparatus including the
図17は、本発明の一実施形態に係る振動子3を備える電子機器としての携帯電話機(PHSも含む)の構成の概略を示す斜視図である。この図において、携帯電話機1200は、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1201が配置されている。このような携帯電話機1200には、振動子3が内蔵されている。
FIG. 17 is a perspective view schematically illustrating a configuration of a mobile phone (including PHS) as an electronic device including the
図18は、本発明の一実施形態に係る振動子3を備える電子機器としてのデジタルカメラの構成の概略を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
FIG. 18 is a perspective view schematically illustrating a configuration of a digital camera as an electronic apparatus including the
デジタルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部1301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1301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等を含む受光ユニット1304が設けられている。
A
撮影者が表示部1301に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押下すると、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。また、このデジタルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニター1430が、データ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピューター1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー1308に格納された撮像信号が、テレビモニター1430や、パーソナルコンピューター1440に出力される構成になっている。このようなデジタルカメラ1300には、振動子3が内蔵されている。
When the photographer confirms the subject image displayed on the
なお、本発明の一実施形態に係る振動子3は、図16のパーソナルコンピューター(モバイル型パーソナルコンピューター)、図17の携帯電話機、図18のデジタルカメラの他にも、例えば、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ー)、ラップトップ型パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、リアルタイムクロック装置、ページャー、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、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、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、有線又は無線の通信機能を有し各種のデータを送信可能なガスメーターや水道メーターや電力量計(スマートメーター)等の各種測定機器、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、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、PDR(歩行者位置方位計測)等の電子機器に適用することができる。 In addition to the personal computer (mobile personal computer) in FIG. 16, the mobile phone in FIG. 17, and the digital camera in FIG. For example, inkjet printers), laptop personal computers, tablet personal computers, storage area network devices such as routers and switches, local area network devices, mobile terminal base station devices, televisions, video cameras, video recorders, car navigation devices Real-time clock device, pager, electronic notebook (including communication function), electronic dictionary, calculator, electronic game device, word processor, workstation, videophone, security TV monitor, electronic Binoculars, POS terminal, medical equipment (eg electronic thermometer, blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasonic diagnostic device, electronic endoscope), fish detector, wired or wireless communication function and various data Various measuring instruments such as gas meters, water meters and watt hour meters (smart meters) that can be transmitted, instruments (for example, instruments for vehicles, aircraft, ships), flight simulators, head mounted displays, motion tracing, motion tracking, motion The present invention can be applied to electronic devices such as controllers and PDR (pedestrian position / direction measurement).
[移動体]
次いで、上記実施形態に係る振動片2a,2b,2c,2d,2eを適用した移動体について、図19に基づき、詳細に説明する。なお、説明では、音叉型の振動片2aを備えた振動子3を移動体に適用した例を示している。また、振動片2a,2b,2c,2d,2eのいずれかを備えた発振器、例えば振動片2eを備えた発振器4を移動体に適用することもできる。
[Moving object]
Next, a moving body to which the
図19は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車1500には本発明に係る振動片2aを適用した振動子3が搭載されている。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車1500には、振動子3を内蔵してタイヤ1504などを制御する電子制御ユニット1510が車体1502に搭載されている。また、振動子3は、他にも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。
FIG. 19 is a perspective view schematically showing an automobile as an example of a moving body. An
なお、上述の第1から第7実施形態においては、振動片2a,2b,2c,2d,2eとして2本の振動腕を有する音叉型振動片として構成した例を示したが、これに限らず、1本の振動腕を有する振動片や、SAW(Surface Acoustic Wave)共振子片、ATカット水晶振動片、SCカット水晶振動片、その他の圧電振動片やMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)振動片等を用いてもよい。さらに、上述の第1から第7実施形態においては、振動片2a,2b,2c,2d,2eに水晶板を用いて構成した例を示したが、これに限らず、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電単結晶や、ジルコン酸チタン酸鉛等の圧電セラミックス等の圧電材料、又はシリコン半導体材料等を用いることもできる。振動片2a,2b,2c,2d,2eの励振手段としては、圧電効果によるものを用いてもよいし、クーロン力による静電駆動を用いてもよい。
In the first to seventh embodiments described above, an example in which the vibrating
2a,2b,2c,2d,2e…振動片、3…振動子、4…発振器、12…基部、14…支持部、14a…支持部の表面(上面)、14r…支持部の裏面(下面)、14s…支持部の側面、15…導電層としての側面電極、16…絶縁層、17a,17b…第2パッド電極、18…第1パッド電極、20,22…振動部としての振動腕、24,26…ハンマーヘッド、28a,28b,30a,30b…溝、41a,41b…励振電極、42a,42b…引き出し電極、43a,43b…接続電極、50,80…パッケージ本体、54,88…接合部材、90…回路部としてのICチップ、1100…電子機器としてのモバイル型のパーソナルコンピューター、1200…電子機器としての携帯電話機、1300…電子機器としてのデジタルカメラ、1500…移動体としての自動車。
2a, 2b, 2c, 2d, 2e ... vibrating piece, 3 ... vibrator, 4 ... oscillator, 12 ... base part, 14 ... support part, 14a ... surface of the support part (upper surface), 14r ... back surface of the support part (lower surface) , 14s... Side surface of the support portion, 15... Side electrode as a conductive layer, 16... Insulating layer, 17a and 17b ... Second pad electrode, 18 ... First pad electrode, 20, 22.
Claims (12)
前記振動部と接続された支持部と、
前記支持部の表面および裏面を接続する側面に設けられた導電層および前記導電層を覆う絶縁層と、を備え、
前記支持部は、前記表面または前記裏面のいずれか一方に、第1の電位を有する第1パッド電極を有し、前記表面および前記裏面の少なくとも一方に、第2の電位を有する第2パッド電極を有していることを特徴とする振動片。 A vibrating part;
A support part connected to the vibrating part;
A conductive layer provided on a side surface connecting the front surface and the back surface of the support portion and an insulating layer covering the conductive layer;
The support portion has a first pad electrode having a first potential on either the front surface or the back surface, and a second pad electrode having a second potential on at least one of the front surface or the back surface. A vibrating piece characterized by comprising:
前記振動部は、前記基部から延出され、
前記支持部は、前記基部を介して前記振動部と接続されていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の振動片。 Has a base,
The vibrating portion extends from the base portion,
4. The resonator element according to claim 1, wherein the support part is connected to the vibration part via the base part. 5.
前記支持部は、平面視で、一対の前記振動部の間に配置されていることを特徴とする請求項4ないし請求項6のいずれか一項に記載の振動片。 A pair of the vibrating portions;
The vibrating piece according to any one of claims 4 to 6, wherein the support portion is disposed between the pair of vibrating portions in a plan view.
一対の前記振動部は、平面視で、一対の前記支持部の間に配置されていることを特徴とする請求項4ないし請求項6のいずれか一項に記載の振動片。 Having a pair of vibrating parts and a pair of supporting parts,
7. The resonator element according to claim 4, wherein the pair of vibrating portions is disposed between the pair of supporting portions in a plan view.
前記振動片が接続される基板と、を有し、
前記振動片の前記支持部は、前記基板に接合部材を介して接続されていることを特徴とする振動子。 A resonator element according to any one of claims 1 to 8,
A substrate to which the resonator element is connected,
The vibrator, wherein the support portion of the vibrating piece is connected to the substrate via a bonding member.
前記振動片を発振させる回路部と、
前記振動片および前記回路部を接続する基板と、を有し、
前記振動片の前記支持部は、前記基板に接合部材を介して接続されていることを特徴とする発振器。 A resonator element according to any one of claims 1 to 8,
A circuit unit for oscillating the resonator element;
A board connecting the resonator element and the circuit unit,
The oscillator, wherein the support portion of the resonator element is connected to the substrate through a bonding member.
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JP2015209626A JP2017085264A (en) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | Vibrating piece, vibrator, oscillator, electronic device, and moving object |
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2015
- 2015-10-26 JP JP2015209626A patent/JP2017085264A/en active Pending
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