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技術 振動子、振動デバイス、発振器、電子機器、および移動体

出願人 セイコーエプソン株式会社
発明者 小峰賢二山下剛鈴木匠海
出願日 2019年2月12日 (6ヶ月経過) 出願番号 2019-022348
公開日 2019年5月9日 (3ヶ月経過) 公開番号 2019-071691
状態 未査定
技術分野 圧電・機械振動子,遅延・フィルタ回路
主要キーワード バックアップ用バッテリー 接触検出機構 水晶素子 タイミングデバイス コンベックス形状 基準周波数源 ジェット機 人工水晶
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

屈曲振動減衰させることができる振動子を提供する。

解決手段

本発明に係る振動子100は、厚みすべり振動し、表裏の面に励振電極20a,20bが設けられている中間基板10と、中間基板10の一方の面側を覆うように中間基板10に第1接合材50を介して接合されている第1基板30と、中間基板10の他方の面側を覆うように中間基板10に第2接合材60を介して接合されている第2基板40と、を含み、平面視で、第1接合材50の励振電極20a,20b側の第1端52および第2接合材60の励振電極20a,20b側の第2端62の一方は、他方よりも励振電極20a,20b側に配置されている。

概要

背景

従来から、水晶を用いた振動子が知られている。このような振動子は、周波数温度特性が優れていることより、種々の電子機器基準周波数源発振源などとして広く用いられている。特に、ATカットと呼ばれるカット角切り出された水晶基板を用いた振動子は、周波数温度特性が3次曲線を呈するため、携帯電話等の移動体通信機器などにも広く利用されている。

例えば特許文献1には、水晶素子と、水晶素子に接合材を介して接合され水晶からなるリッドと、水晶素子に接合材を介して接合され水晶からなるベースと、を備えた水晶振動子が記載されている。

概要

屈曲振動減衰させることができる振動子を提供する。本発明に係る振動子100は、厚みすべり振動し、表裏の面に励振電極20a,20bが設けられている中間基板10と、中間基板10の一方の面側を覆うように中間基板10に第1接合材50を介して接合されている第1基板30と、中間基板10の他方の面側を覆うように中間基板10に第2接合材60を介して接合されている第2基板40と、を含み、平面視で、第1接合材50の励振電極20a,20b側の第1端52および第2接合材60の励振電極20a,20b側の第2端62の一方は、他方よりも励振電極20a,20b側に配置されている。

目的

本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、屈曲振動を減衰させることができる振動子を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

厚みすべり振動し、表裏の面に励振電極が設けられている中間基板と、前記中間基板の一方の面側を覆うように前記中間基板に第1接合材を介して接合されている第1基板と、前記中間基板の他方の面側を覆うように前記中間基板に第2接合材を介して接合されている第2基板と、を含み、平面視で、前記第1接合材の前記励振電極側の第1端および前記第2接合材の前記励振電極側の第2端の一方は、他方よりも前記励振電極側に配置されている、振動子

請求項2

請求項1において、前記第1端および前記第2端の少なくとも一方は、前記中間基板に生じる屈曲振動最大振幅の位置に配置されている、振動子。

請求項3

請求項1または2において、前記第1基板は、前記中間基板に前記第1接合材を介して接合されている第1凸部を有し、前記第2基板は、前記中間基板に前記第2接合材を介して接合されている第2凸部を有し、平面視で、前記第1凸部の前記励振電極側の端および前記第2凸部の前記励振電極側の端の一方は、他方よりも前記励振電極側に配置されている、振動子。

請求項4

請求項1ないし3のいずれか1項において、前記第1基板は、前記中間基板に前記第1接合材の第1部分を介して接合されている第1凸部と、前記中間基板に前記第1接合材の第2部分を介して接合されている第3凸部と、を有し、前記第3凸部は、平面視で、前記第1凸部と前記励振電極との間に設けられ、前記第2部分の前記励振電極側の端は、前記第1端である、振動子。

請求項5

請求項1ないし4のいずれか1項に記載の振動子と、電子素子と、を備えている、振動デバイス

請求項6

請求項5において、前記電子素子は、感温素子である、振動デバイス。

請求項7

請求項1ないし4のいずれか1項に記載の振動子と、前記振動子と電気的に接続されている発振回路と、を備えている、発振器。

請求項8

請求項1ないし4のいずれか1項に記載の振動子を備えている、電子機器

請求項9

請求項1ないし4のいずれか1項に記載の振動子を備えている、移動体

技術分野

0001

本発明は、振動子振動デバイス発振器、電子機器、および移動体に関する。

背景技術

0002

従来から、水晶を用いた振動子が知られている。このような振動子は、周波数温度特性が優れていることより、種々の電子機器の基準周波数源発振源などとして広く用いられている。特に、ATカットと呼ばれるカット角切り出された水晶基板を用いた振動子は、周波数温度特性が3次曲線を呈するため、携帯電話等の移動体通信機器などにも広く利用されている。

0003

例えば特許文献1には、水晶素子と、水晶素子に接合材を介して接合され水晶からなるリッドと、水晶素子に接合材を介して接合され水晶からなるベースと、を備えた水晶振動子が記載されている。

先行技術

0004

特開2012−178620号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、特許文献1に記載の振動子では、水晶素子に生じるスプリアス要因である屈曲振動(不要振動)を十分に減衰させることができず、屈曲振動が主振動である厚みすべり振動に結合してしまい、良好な電気的特性が得られない場合がある。

0006

本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、屈曲振動を減衰させることができる振動子を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、上記の振動子を備えている、発振器、振動デバイス、電子機器、および移動体を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

本発明は前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、以下の態様または適用例として実現することができる。

0008

[適用例1]
本適用例に係る振動子は、
厚みすべり振動し、表裏の面に励振電極が設けられている中間基板と、
前記中間基板の一方の面側を覆うように前記中間基板に第1接合材を介して接合されている第1基板と、
前記中間基板の他方の面側を覆うように前記中間基板に第2接合材を介して接合されている第2基板と、を含み、
平面視で、前記第1接合材の前記励振電極側の第1端および前記第2接合材の前記励振電極側の第2端の一方は、他方よりも前記励振電極側に配置されている。

0009

このような振動子では、中間基板に生じる屈曲振動を減衰させることができる。

0010

[適用例2]
本適用例に係る振動子において、
前記第1端および前記第2端の少なくとも一方は、前記中間基板に生じる屈曲振動の最大振幅の位置に配置されていてもよい。

0011

このような振動子では、中間基板に生じる屈曲振動をより減衰させることができる。

0012

[適用例3]
本適用例に係る振動子において、
前記第1基板は、前記中間基板に前記第1接合材を介して接合されている第1凸部を有し、
前記第2基板は、前記中間基板に前記第2接合材を介して接合されている第2凸部を有し、
平面視で、前記第1凸部の前記励振電極側の端および前記第2凸部の前記励振電極側の端の一方は、他方よりも前記励振電極側に配置されていてもよい。

0013

このような振動子では、中間基板に生じる屈曲振動を減衰させることができる。

0014

[適用例4]
本適用例に係る振動子において、
前記第1基板は、
前記中間基板に前記第1接合材の第1部分を介して接合されている第1凸部と、
前記中間基板に前記第1接合材の第2部分を介して接合されている第3凸部と、を有し、
前記第3凸部は、平面視で、前記第1凸部と前記励振電極との間に設けられ、
前記第2部分の前記励振電極側の端は、前記第1端であってもよい。

0015

このような振動子では、中間基板に生じる屈曲振動を減衰させることができる。

0016

[適用例5]
本適用例に係る振動デバイスは、
本適用例に係る振動子と、
電子素子と、を備えている。

0017

このような振動デバイスでは、本適用例に係る振動子を備えているので、良好な電気的特性を有することができる。

0018

[適用例6]
本適用例に係る振動デバイスにおいて、
前記電子素子は、感温素子であってもよい。

0019

このような振動デバイスでは、本適用例に係る振動子を備えているので、良好な電気的特性を有することができる。

0020

[適用例7]
本適用例に係る発振器は、
本適用例に係る振動子と、
前記振動子と電気的に接続されている発振回路と、を備えている。

0021

このような発振器では、本適用例に係る振動子を備えているので、良好な電気的特性を有することができる。

0022

[適用例8]
本適用例に係る電子機器は、
本適用例に係る振動子を備えている。

0023

このような電子機器では、本適用例に係る振動子を備えているので、良好な電気的特性を有することができる。

0024

[適用例9]
本適用例に係る移動体は、
本適用例に係る振動子を備えている。

0025

このような移動体では、本適用例に係る振動子を備えているので、良好な電気的特性を有することができる。

図面の簡単な説明

0026

本実施形態に係る振動子を模式的に示す分解斜視図。
本実施形態に係る振動子を模式的に示す断面図。
本実施形態に係る振動子を模式的に示す平面図。
ATカット水晶基板を模式的に示す斜視図。
本実施形態に係る振動子を模式的に示す断面図。
本実施形態に係る振動子を模式的に示す断面図。
本実施形態の第1変形例に係る振動子を模式的に示す断面図。
本実施形態の第1変形例に係る振動子を模式的に示す平面図。
本実施形態の第2変形例に係る振動子を模式的に示す断面図。
本実施形態の第2変形例に係る振動子を模式的に示す平面図。
本実施形態の第3変形例に係る振動子を模式的に示す断面図。
本実施形態に係る振動デバイスを模式的に示す断面図。
本実施形態の変形例に係る振動デバイスを模式的に示す断面図。
本実施形態に係る発振器を模式的に示す断面図。
本実施形態に係る電子機器を模式的に示す平面図。
本実施形態に係る電子機器を模式的に示す斜視図。
本実施形態に係る電子機器を模式的に示す斜視図。
本実施形態に係る電子機器を模式的に示す斜視図。
本実施形態に係る移動体を模式的に示す平面図。

実施例

0027

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

0028

1.振動子
まず、本実施形態に係る振動子について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る振動子100を模式的に示す分解斜視図である。図2は、本実施形態に係る振動子100を模式的に示す図1のII−II線断面図である。図3は、本実施形態に係る振動子100を模式的に示す平面図である。

0029

振動子100は、図1図3に示すように、中間基板10と、励振電極20a,20bと、第1基板30と、第2基板40と、第1接合材50と、第2接合材60と、を含む。なお、図3において、(A)では第2基板40を示し、(B)では中間基板10を示し、(C)では第1基板30を示している。

0030

中間基板10は、第1基板30と第2基板40との間に設けられている。中間基板10は、ATカット水晶基板からなる。ここで、図4は、ATカット水晶基板101を模式的に示す斜視図である。

0031

水晶等の圧電材料は、一般的に三方晶系であり、図4に示すような結晶軸(X,Y,Z)を有する。X軸は電気軸であり、Y軸は機械軸であり、Z軸は光学軸である。水晶基板101は、XZ平面(X軸およびZ軸を含む平面)を、X軸周りに角度θだけ回転させた平面に沿って、圧電材料(例えば、人工水晶)から切り出された、いわゆる回転Yカット水晶基板の平板である。なお、Y軸およびZ軸もX軸周りにθ回転させて、それぞれY´軸およびZ´軸とする。水晶基板101は、X軸とZ´軸とを含む平面を主面とし、Y´軸に沿った方向を厚さとする基板である。ここで、θ=35°15′としたとき、水晶基板101はATカット水晶基板となる。したがって、ATカット水晶基板101は、Y´軸に直交するXZ´面(X軸およびZ´軸を含む面)が主面(振動部の主面)となり、厚みすべり振動を主振動として振動することができる。このATカット水晶基板101を加工して、中間基板10を得ることができる。

0032

中間基板10は、図4に示すように水晶の結晶軸である、電気軸としてのX軸と、機械軸としてのY軸と、光学軸としてのZ軸と、からなる直交座標系のX軸を回転軸として、Z軸をY軸の−Y方向へ+Z側が回転するように傾けた軸をZ´軸とし、Y軸をZ軸の+Z方向へ+Y側が回転するように傾けた軸をY´軸とし、X軸およびZ´軸を含む面を主面とし、Y´軸に沿った方向を厚さとするATカット水晶基板からなる。なお、図1図3および以下に示す図5図10では、互いに直交する、X軸、Y´軸、およびZ´軸を図示している。

0033

中間基板10は、例えば、Y´軸に沿った方向(Y´軸方向)を厚さ方向とし、Y´軸方向からの平面視で(以下、単に「平面視で」ともいう)、X軸に沿った方向(X軸方向)を長辺とし、Z´軸に沿った方向(Z´軸方向)を短辺とする矩形の形状を有している。中間基板10は、振動部12と、枠部14と、を有している。

0034

振動部12は、中間基板10の、励振電極20a,20bに挟まれている部分を有している。図示の例では、振動部12は、平面視で、矩形の形状を有している。振動部12は、厚みすべり振動を主振動として振動する。なお、「厚みすべり振動」とは、水晶基板の変位方向が水晶基板の主面に平行(図示の例では水晶基板の変位方向がX軸方向)で、波の伝搬方向が水晶基板の厚さ方向の振動のことである。

0035

枠部14は、枠状の形状を有している。枠部14は、平面視で、振動部12を囲んで設けられている。図示の例では、振動部12の+X軸方向側の端部は、枠部14に接続されている。振動部12の−X軸方向側の端部、+Z´軸方向側の端部、および−Z´軸方向側の端部と、枠部14と、の間には、開口部16が設けられている。枠部14の厚さは、例えば、振動部12の厚さと同じである。

0036

第1励振電極20aおよび第2励振電極20bは、それぞれ中間基板10の表裏の面(主面10a,10b)に設けられている。図示の例では、主面10aは、+Y´軸方向を向く面であり、主面10bは、−Y´軸方向を向く面である。励振電極20a,20bは、振動部12に設けられ、平面視で、互いに重なっている。図示の例では、励振電極20a,20bは、平面視で、矩形の形状を有している。励振電極20a,20bは、振動部12に電圧印加するための電極である。

0037

第1引出電極22aは、第1励振電極20aと、第1基板10に設けられている第1接続端子24aと、を接続している。図示の例では、第1引出電極22aは、第1励振電極20aから、振動部12の主面10a、側面(+Z´軸方向側を向く面)、および枠部14の主面10bを通って、第1接続端子24aまで延出している。第2引出電極22bは、第2励振電極20bと、第1基板10に設けられている第2接続端子24bと、を接続している。図示の例では、第2引出電極22bは、第2励振電極20bから、振動部12の主面10bおよび枠部14の主面10bを通って、第2接続端子24bまで延出している。励振電極20a,20bおよび引出電極22a,22bとしては、例えば、中間基板10側から、Cr(クロム)、Au(金)をこの順で積層したものを用いる。

0038

第1基板30は、中間基板10に第1接合材50を介して接合されている。第1基板30は、中間基板10の一方の面側(例えば主面10b側)を覆うように設けられている。図示の例では、第1基板30は、平面視で、矩形の形状を有している。第1基板30のX軸方向の長さは、例えば、中間基板10のX軸方向の長さと同じである。第1基板30のZ´軸方向の長さは、例えば、中間基板10のZ´軸方向の長さと同じである。第1基板30の材質は、例えば、水晶、シリコンである。第1基板30は、中間基板10を支持するベースとして機能する。

0039

第1基板30の主面30aには、第1凹部32が設けられている。図示の例では、主面30aは、+Y´軸方向側を向く面である。主面30aに第1凹部32が設けられていることにより、第1基板30は、平面視で第1凹部32の周囲に設けられている第1凸部34を有している。第1凸部34は、中間基板10に第1接合材50を介して接合されている。第1凹部32は、例えば、平面視で、矩形の形状を有している。

0040

第1基板30の第1凸部34は、平面視で、励振電極20a,20b側の端36と、端36とは反対側の端38と、を有している。端36は、枠状である第1凸部34の内側の端であり、端38は、枠状である第1凸部34の外側の端である。端36は、第1凹部32の内面であり、図2に示す例では、Y´軸に沿って設けられているが、Y´軸に対して傾いてもよい。

0041

第1基板30の第1凸部34には、接続端子24a,24bが設けられている。図示の例では、接続端子24a,24bは、互いに対角線状に設けられている。第1基板30の主面30bには、外部端子26a,26bが設けられている。図示の例では、主面30bは、−Y´軸方向側を向く面である。第1接続端子24aは、第1基板30を貫通する内部配線(図示せず)を介して、第1外部端子26aと接続されている。第2接続端子24bは、第1基板30を貫通する内部配線を介して、第2外部端子26bと接続されている。外部端子26a,26bは、それぞれ励振電極20a,20bと電気的に接続されており、外部端子26a,26bを用いて、外部から振動部12に電圧を印加することができる。接続端子24a,24bおよび外部端子26a,26bとしては、例えば、Cr(クロム)、W(タングステン)などのメタライズ層下地層)に、Ni(ニッケル)、Au(金)、Ag(銀)、Cu(銅)などの各被膜を積層した金属被膜を用いる。

0042

第2基板40は、中間基板10に第2接合材60を介して接合されている。第2基板40は、中間基板10の他方の面側(例えば主面10a側)を覆うように設けられている。図示の例では、第2基板40は、平面視で、矩形の形状を有している。第2基板40のX軸方向の長さは、例えば、中間基板10のX軸方向の長さと同じである。第2基板40のZ´軸方向の長さは、例えば、中間基板10のZ´軸方向の長さと同じである。第2基板40の材質は、例えば、水晶、シリコンである。第2基板40は、中間基板10の枠部14と第1基板30とで形成された凹部を封止するリッドとして機能する。振動子100は、CSP(Chip Scale Package)構造を有しているといえる。

0043

第2基板40の主面40bには、第2凹部42が設けられている。図示の例では、主面40bは、−Y´軸方向側を向く面である。主面40bに第2凹部42が設けられていることにより、第2基板40は、平面視で第2凹部42の周囲に設けられている第2凸部44を有している。第2凸部44は、中間基板10に第2接合材60を介して接合されている。第2凹部42は、例えば、平面視で、矩形の形状を有している。中間基板10の振動部12は、凹部32,42に収容されている。凹部32,42内は、例えば、減圧真空)状態となっていてもよいし、窒素ヘリウムアルゴン等の不活性ガス封入されていてもよい。これにより、振動子100の振動特性が向上する。

0044

第2基板40の第2凸部44は、平面視で、励振電極20a,20b側の端46と、端46とは反対側の端48と、を有している。端46は、枠状である第2凸部44の内側の端であり、端48は、枠状である第2凸部44の外側の端である。端46は、第2凹部42の内面であり、図2に示す例では、Y´軸に沿って設けられているが、Y´軸に対して傾いてもよい。図示の例では、平面視で、第1凸部34の端36と第2凸部44の端46とは、重なっており、第1凸部34の端38と第2凸部44の端48とは、重なっている。

0045

第1接合材50は、中間基板10と第1基板30とを接合している。第1接合材50は、例えば、第1基板30の外縁に沿って枠状に設けられている。第2接合材60は、中間基板10と第2基板40とを接合している。第2接合材60は、例えば、中間基板10の外縁に沿って枠状に設けられている。第1接合材50が設けられている第1基板30と、第2接合材60が設けられている中間基板10と、第2基板40と、を重ね合わせることにより、中間基板10と第1基板30とを接合し、かつ中間基板10と第2基板40とを接合することができる。接合材50,60の材質は、例えば、ポリイミド樹脂ガラスペーストバナジウム主原料とする低融点ガラス)である。

0046

第1接合材50は、平面視で、励振電極20a,20b側の端52と、端52とは反対側の端54と、を有している。端52は、枠状である第1接合材50の内側の端であり、端54は、枠状である第1接合材50の外側の端である。第2接合材60は、平面視で、励振電極20a,20b側の端62と、端62とは反対側の端64と、を有している。端62は、枠状である第2接合材60の内側の端であり、端64は、枠状である第2接合材60の外側の端である。図示の例では、端36,52は連続しており、端38,54は連続しており、端46,62は連続しておらず、端48,64は、連続している。

0047

第1接合材50の幅(端52,54間の距離)W1は、図2に示すように、第2接合材60の幅(端62,64間の距離)W2よりも大きい。なお、図示はしないが、幅W1は、幅W2よりも小さくてもよい。

0048

第1接合材50の端(第1端)52および第2接合材60の端(第2端)62の一方は、平面視で、他方よりも励振電極20a,20b側に配置されている。図示の例では、端52は、端62よりも励振電極20a,20b側に配置されている。第1接合材50の端54と第2接合材60の端64とは、平面視で、例えば重なっている。

0049

ここで、図5は、振動子100を模式的に示す断面図に、中間基板10に生じる屈曲振動の振幅波形W)を重ねて示した模式図である。第1接合材50の端52および第2接合材60の端62の少なくとも一方は、図5に示すように、中間基板10に生じる屈曲振動の最大振幅(山Mまたは谷V)の位置に配置されている。図5に示す例では、端52は、屈曲振動の谷Vに配置され、端62は、屈曲振動の山Mに配置されている。具体的には、端52,62は、中間基板10に生じる屈曲振動の波形Wの最大振幅(山Mまたは谷V)を通りY´軸と平行は仮想直線αと一致するように配置されている。このように、端52,62は、屈曲振動の波形Wの節Fの位置を避けて設けられている。図5に示す例では、X軸方向における端52,62間の距離は、屈曲振動の半波長(0.5波長)分の大きさである。

0050

なお、「中間基板10に生じる屈曲振動」とは、中間基板10に生じるスプリアス(不要振動)である屈曲振動のことである。また、「屈曲振動の波形Wの節F」とは、屈曲振動の波形Wにおいて振動しない点であり、X軸方向における山Mと谷Vとの中間に位置する点である。

0051

さらに、図5に示す例では、第1接合材50の端54および第2接合材60の端64についても、中間基板10に生じる屈曲振動の最大振幅(図示の例では山M)の位置に配置されている。さらに、第1励振電極20aの端(+X軸方向側の端)21aおよび第2励振電極20bの端(+X軸方向側の端)21bについても、屈曲振動の最大振幅(図示の例では山M)の位置に配置されている。

0052

なお、図5に示す例では、第1接合材50の端52および第2接合材60の端62は、Y´軸に沿って設けられていたが、図6に示す例では、端52,62は、Y´軸に対して傾斜している。この場合、「端52,62は、中間基板10に生じる屈曲振動の最大振幅の位置に配置されている」とは、平面視で、端52,62と中間基板10の接点が屈曲振動の最大振幅の位置に配置されていることをいう。

0053

振動子100の製造方法では、例えば、ATカット水晶基板をフォトリソグラフィーおよびエッチングによってパターニングして、基板10,30,40を形成する。エッチングは、ドライエッチングでもよいし、ウェットエッチングでもよい。次に、中間基板10に励振電極20a,20bおよび引出電極22a,22bを形成し、第1基板30に接続端子24a,24bおよび外部端子26a,26bを形成する。電極20a,20b,22a,22bおよび端子24a,24b,26a,26bは、例えば、導電層(図示せず)をスパッタ法真空蒸着法により成膜し、該導電層をフォトリソグラフィーおよびエッチングによってパターニングすることにより形成される。次に、例えば、第1基板30に第1接合材50を設け、第2基板40に第2接合材60を設け、基板10,30,40を重ね合わせることにより、第1接合材50を介して基板10,30を接合させ、第2接合材60を介して基板10,40を接合させる。以上により、振動子100を製造することができる。

0054

振動子100は、例えば、以下の特徴を有する。

0055

振動子100では、平面視で、第1接合材50の励振電極20a,20b側の端52は、第2接合材60の励振電極20a,20b側の端62よりも、励振電極20a,20b側に配置されている。そのため、端52,62の少なくとも一方を、中間基板10に生じる屈曲振動の波形Wの節Fの位置を避けて、配置することができる。これにより、振動子100では、中間基板10に生じる屈曲振動を減衰させることができる。その結果、振動子100では、屈曲振動が主振動である厚みすべり振動に結合することを抑制することができ、良好な電気的特性を有することができる。さらに、良好な温度特性を有することができる。

0056

例えば平面視で第1接合材の励振電極側の第1端と第2接合材の励振電極側の第2端とが重なっている形態では、製造時に第1基板および第2基板に対して中間基板の位置がずれた場合、第1端および第2端ともに屈曲振動の波形Wの節Fの位置に設けられる可能性があり、屈曲振動を減衰させることができない場合がある。振動子100では、平面視で端52,62は重なっていないので、振動子100の製造時に、基板30,40に対して中間基板10の位置がずれたとしても、端52,62のうちのいずれか一方は、節Fの位置を避けて配置される可能性が高い。

0057

具体的には、振動子100では、端52,62ともに屈曲振動の波形Wの節Fの位置を避けて配置されている。そのため、中間基板10に生じる屈曲振動を段階的に減衰させることができ、振動部12の断面形状を擬似的にコンベックス形状図5に示す1点鎖線で表した形状)に見立てることができる。これにより、振動部12に厚みすべり振動を(振動変位エネルギーを)閉じ込める効果を高めることができる。なお、便宜上、図5,6および以下に示す図7,8,10に示す屈曲振動の波形Wは、段階的に減衰させない状態を示している。

0058

振動子100では、第1接合材50の端52および第2接合材60の端62の少なくとも一方は、中間基板10に生じる屈曲振動の最大振幅の位置に配置されている。そのため、振動子100では、屈曲振動をより減衰させることができる。具体的には、振動子100では、端52,62の一方は屈曲振動の山Mの位置に配置され、他方は屈曲振動の谷VMの位置に配置されている。そのため、屈曲振動をよりいっそう減衰させることができる。

0059

振動子100では、ベースとして機能する第1基板30と中間基板10とを接合している第1接合材50の幅W1は、リッドとして機能する第2基板40と中間基板10とを接合している第2接合材60の幅W2よりも大きい。そのため、振動子100では、第1基板30で中間基板10を堅牢に支持しつつ、第2接合材60に起因して中間基板10に生じる応力が振動部12の振動に与える悪影響を低減することができる。

0060

なお、上記では、振動部12の厚さが均一な例について説明したが、振動部12は、第1部分と、第1部分と厚さの異なる第2部分と、を有していてもよい。すなわち、本発明に係る振動子は、メサ構造を有していてもよい。これにより、振動部12に生じる振動変位エネルギーを、効率よく振動部12に閉じ込めることができる。

0061

また、上記では、中間基板10がATカット水晶基板である例について説明したが、本発明に係る振動子では、中間基板はATカット水晶基板に限定されず、例えば、SCカット水晶基板やBTカット水晶基板等の厚みすべり振動で振動する圧電基板であってもよい。

0062

2.振動子の変形例
2.1. 第1変形例
次に、本実施形態の第1変形例に係る振動子について、図面を参照しながら説明する。図7は、本実施形態の第1変形例に係る振動子200を模式的に示す断面図である。図8は、本実施形態の第1変形例に係る振動子200を模式的に示す平面図であって、(A)では第2基板40を示し、(B)では中間基板10を示し、(C)では第1基板30を示している。

0063

以下、本実施形態の第1変形例に係る振動子200において、本実施形態に係る振動子100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。このことは、以下に示す第2,3変形例についても同様である。

0064

上述した振動子100では、図2および図3に示すように、第1凸部34の端36と第2凸部44の端46とは、平面視で重なっていた。これに対し、振動子200では、図7および図8に示すように、第1凸部34の端36および第2凸部44の端46の一方は、平面視で励振電極20a,20b側に配置されている。図7に示す例では、X軸方向における端52,62間の距離は、屈曲振動の1.5波長分の大きさである。

0065

振動子200では、振動子100と同様に、中間基板10に生じる屈曲振動を減衰させることができる。

0066

2.2. 第2変形例
次に、本実施形態の第2変形例に係る振動子について、図面を参照しながら説明する。図9は、本実施形態の第2変形例に係る振動子300を模式的に示す断面図である。図10は、本実施形態の第2変形例に係る振動子300を模式的に示す平面図であって、(A)では第2基板40を示し、(B)では中間基板10を示し、(C)では第1基板30を示している。

0067

上述した振動子100では、図2および図3に示すように、第1基板30は、第1凸部34を有していた。これに対し、振動子300では、図9および図10に示すように、第1基板30は、第1凸部34を有し、さらに第3凸部330を有している。第3凸部330は、平面視で、第1凸部34と励振電極20a,20bとの間に設けられている。図9に示す例では、第3凸部330は、第1凸部34よりも−X軸方向側に設けられている。第1凸部34の厚さと、第3凸部330の厚さとは、例えば、同じである。

0068

振動子300では、図9に示すように、第1接合材50は、第1凸部34上に設けられている第1部分502と、第3凸部330上に設けられている第2部分504と、を有している。第1凸部34は、中間基板10に第1部分502を介して接合されている。第3凸部330は、中間基板10に第2部分504を介して接合されている。

0069

第1接合材50の第1部分502は、励振電極20a,20b側の端55と、端55とは反対側の端54と、を有している。第2部分504は、励振電極20a,20b側の端52と、端52とは反対側の端53と、を有している。第2部分504の端52は、第1接合材50の励振電極20a,20b側の端(第1端)である。図9に示す例では、第1部分502の端54は、中間基板10に生じる屈曲振動の山Mの位置に配置され、第1部分502の端55は、屈曲振動の山Mの位置に配置され、第2部分504の端53は、屈曲振動の山Mの位置に配置され、第2部分504の端52は、屈曲振動の谷Vの位置に配置されている。

0070

なお、図示の例では、平面視で、第1接合材50の第1部分502の端55と、第2接合材60の端62とは、重なっているが、重なっていなくてもよい。

0071

振動子300では、振動子100と同様に、中間基板10に生じる屈曲振動を減衰させることができる。

0072

2.3. 第3変形例
次に、本実施形態の第3変形例に係る振動子について、図面を参照しながら説明する。図11は、本実施形態の第3変形例に係る振動子400を模式的に示す断面図である。

0073

上述した振動子100では、図2に示すように、第1基板30は、第1凸部34を有していた。これに対し、振動子400では、図11に示すように、第1基板30は、第1凸部34を有し、さらに第4凸部430を有している。第4凸部430は、平面視で、第1凸部34と励振電極20a,20bとの間に設けられている。図11に示す例では、第4凸部430は、第1凸部34よりも−X軸方向側に設けられている。第1凸部34の厚さと、第4凸部430の厚さとは、例えば、同じである。第4凸部430は、励振電極20a,20b側の端432と、端432とは反対側の端434と、を有している。

0074

振動子400では、中間基板10は、主面10bから突出する第5凸部410を有している。第5凸部410は、第4凸部430と接触している。第5凸部410は、励振電極20a,20b側の端412と、端412とは反対側の端414と、を有している。図示の例では、端412,432は連続し、端414,434は連続している。端412,432は、屈曲振動の谷Vの位置に配置され、端414,434は、屈曲振動の山Mの位置に配置されている。

0075

なお、図示の例では、平面視で、第1接合材50の端52と、第2接合材60の端62とは、重なっているが、重なっていなくてもよい。

0076

振動子400では、振動子100と同様に、中間基板10に生じる屈曲振動を減衰させることができる。

0077

3.振動デバイス
次に、本実施形態に係る振動デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図12は、本実施形態に係る振動デバイス800を模式的に示す断面図である。

0078

振動デバイス800は、本発明に係る振動子を備えている。以下では、本発明に係る振動子として、振動子100を備えている振動デバイス800について説明する。振動デバイス800は、図12に示すように、振動子100と、感温素子(電子素子)810と、を備えている。

0079

感温素子810は、第1基板30の主面30bに形成された第3凹部812に設けられている。図示の例では、第3凹部812には、第3接続端子814が設けられ、感温素子810は、金属バンプ(図示せず)等を介して第3接続端子814に接合されている。第3接続端子814は、例えば、第1基板30に設けられている内部配線(図示せず)を介して、外部端子26a,26bに接続されている。第3接続端子814の材質は、例えば、外部端子26a,26bの材質と同じである。

0080

感温素子810は、例えば、温度変化に応じて物理量、例えば電気抵抗が変わるサーミスターである。そして、サーミスターの電気抵抗を外部回路で検出し、サーミスターの検出温度が測定できる。

0081

なお、振動部12を収容する凹部32,42には、他の電子部品収納されていてもよい。このような電子部品としては、振動子100の駆動を制御するICチップ等が挙げられる。

0082

振動デバイス800では、振動子100を備えているので、良好な電気特性を有することができる。

0083

4.振動デバイスの変形例
次に、本実施形態の変形例に係る振動デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図13は、本実施形態の変形例に係る振動デバイス900を模式的に示す断面図である。

0084

以下、本実施形態の変形例に係る振動デバイス900において、本実施形態に係る振動デバイス800の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

0085

振動デバイス800では、図12に示すように、感温素子810を収容する第3凹部812は、第1基板30の主面30bに設けられていた。これに対し、振動デバイス900では、図13に示すように、第3凹部812は、第1基板30の主面30aに設けられている。第3凹部812は、第1凹部32と連通している。

0086

振動デバイス900では、振動子100を備えているので、良好な電気特性を有することができる。

0087

5.発振器
次に、本実施形態に係る発振器について、図面を参照しながら説明する。図14は、本実施形態に係る発振器1100を模式的に示す断面図である。

0088

発振器1100は、本発明に係る振動子を備えている。以下では、本発明に係る振動子として、振動子100を備える発振器1100について説明する。発振器1100は、図14に示すように、振動子100と、ICチップ(チップ部品)1110と、を含む。

0089

発振器1100では、第1凹部32は、第1基板30の主面30aに設けられた第1部分32aと、第1部分32aの底面の中央部に設けられた第2部分32bと、第2部分32bの底面中央部に設けられた第3部分32cと、を有している。

0090

第1凹部32の第3部分32cの底面には、ICチップ1110が設けられている。ICチップ1110は、振動子100の駆動を制御するための駆動回路(発振回路)を有している。ICチップ1110によって振動子100を駆動すると、所定の周波数の振動を取り出すことができる。

0091

第1凹部32の第2部分32bの底面には、ワイヤー1112を介してICチップ1110と電気的に接続された複数の第4接続端子1120が設けられている。例えば、複数の第4接続端子1120のうちの一の第4接続端子1120は、図示せぬ配線を介して、第1外部端子26aと電気的に接続されている。複数の第4接続端子1120のうちの他の第4接続端子1120は、図示せぬ配線を介して、第2外部端子26bと電気的に接続されている。したがって、ICチップ1110は、振動子100と電気的に接続されている。

0092

発振器1100では、振動子100を備えているので、良好な電気特性を有することができる。

0093

6.電子機器
次に、本実施形態に係る電子機器について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る電子機器は、本発明に係る振動子を備えている。以下では、本発明に係る振動子として、振動子100を備えている電子機器について、説明する。

0094

図15は、本実施形態に係る電子機器として、スマートフォン1300を模式的に示す平面図である。スマートフォン1300は、図15に示すように、振動子100を有する発振器1100を備えている。

0095

スマートフォン1300は、発振器1100を、例えば、基準クロック発振源などのタイミングデバイスとして用いる。スマートフォン1300は、さらに、表示部(液晶ディスプレイ有機ELディスプレイ等)1310、操作部1320、および音出力部1330(マイクロフォン等)を有することができる。スマートフォン1300は、表示部1310に対する接触検出機構を設けることで表示部1310を操作部として兼用してもよい。

0096

なお、スマートフォン1300に代表される電子機器は、振動子100を駆動する発振回路と、振動子100の温度変化に伴う周波数変動補償する温度補償回路と、を備えていることが好ましい。

0097

これによれば、スマートフォン1300に代表される電子機器は、振動子100を駆動する発振回路と共に、振動子100の温度変化に伴う周波数変動を補償する温度補償回路を備えていることから、発振回路が発振する共振周波数温度補償することができ、温度特性に優れた電子機器を提供することができる。

0098

図16は、本実施形態に係る電子機器として、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1400を模式的に示す斜視図である。パーソナルコンピューター1400は、図16に示すように、キーボード1402を備えた本体部1404と、表示部1405を備えた表示ユニット1406と、により構成され、表示ユニット1406は、本体部1404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1400には、フィルター共振器、基準クロック等として機能する振動子100が内蔵されている。

0099

図17は、本実施形態に係る電子機器として、携帯電話機(PHSも含む)1500を模式的に示す斜視図である。携帯電話機1500は、複数の操作ボタン1502、受話口1504および送話口1506を備え、操作ボタン1502と受話口1504との間には、表示部1508が配置されている。このような携帯電話機1500には、フィルター、共振器等として機能する振動子100が内蔵されている。

0100

図18は、本実施形態に係る電子機器として、デジタルスチルカメラ1600を模式的に示す斜視図である。なお、図18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感光するのに対し、デジタルスチルカメラ1600は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)など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。

0101

デジタルスチルカメラ1600におけるケースボディー)1602の背面には、表示部1603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1603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1602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1604が設けられている。

0102

撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1606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1608に転送・格納される。また、デジタルスチルカメラ1600においては、ケース1602の側面に、ビデオ信号出力端子1612と、データ通信用入出力端子1614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1612にはテレビモニター1630が、データ通信用の入出力端子1614にはパーソナルコンピューター1640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1608に格納された撮像信号が、テレビモニター1630や、パーソナルコンピューター1640に出力される構成になっている。このようなデジタルスチルカメラ1600には、フィルター、共振器等として機能する振動子100が内蔵されている。

0103

電子機器1300,1400,1500,1600は、振動子100を備えているので、良好な電気的特性を有することができる。

0105

7. 移動体
次に、本実施形態に係る移動体について、図面を参照しながら説明する。図19は、本実施形態に係る移動体1700として、自動車を模式的に示す斜視図である。

0106

本実施形態に係る移動体は、本発明に係る振動子を備えている。以下では、本発明に係る振動子として、振動子100を備えている移動体について、説明する。

0107

本実施形態に係る移動体1700は、さらに、エンジンシステムブレーキシステムキーレスエントリーシステム等の各種の制御を行うコントローラー1720、コントローラー1730、コントローラー1740、バッテリー1750、およびバックアップ用バッテリー1760を含んで構成されている。なお、本実施形態に係る移動体1700は、図19に示される構成要素(各部)の一部を省略または変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。

0108

このような移動体1700としては種々の移動体が考えられ、例えば、自動車(電気自動車も含む)、ジェット機ヘリコプター等の航空機、船舶、ロケット人工衛星等が挙げられる。

0109

移動体1700は、振動子100を備えているので、良好な電気的特性を有することができる。

0110

上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

0111

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

0112

10…中間基板、10a,10b…主面、12…振動部、14…枠部、16…開口部、20a…第1励振電極、20b…第2励振電極、21a,21b…端、22a…第1引出電極、22b…第2引出電極、24a…第1接続端子、24b…第2接続端子、26a…第1外部端子、26b…第2外部端子、30…第1基板、30a,30b…主面、32…第1凹部、32a…第1部分、32b…第2部分、32c…第3部分、34…第1凸部、36,38…端、40…第2基板、40b…主面、42…第2凹部、44…第2凸部、46,48…端、50…第1接合材、52,53,54,55…端、60…第2接合材、62,64…端、100…振動子、101…ATカット水晶基板、200,300…振動子、330…第3凸部、400…振動子、410…第5凸部、412,414…端、430…第4凸部、432,434…端、502…第1部分、504…第2部分、800…振動デバイス、810…感温素子、812…第3凹部、814…第3接続端子、1100…発振器、1110…ICチップ、1112…ワイヤー、1120…第4接続端子、1300…スマートフォン、1310…表示部、1320…操作部、1330…音出力部、1400…パーソナルコンピューター、1402…キーボード、1404…本体部、1405…表示部、1406…表示ユニット、1500…携帯電話機、1502…操作ボタン、1504…受話口、1506…送話口、1508…表示部、1600…デジタルスチルカメラ、1602…ケース、1603…表示部、1604…受光ユニット、1606…シャッターボタン、1608…メモリー、1612…ビデオ信号出力端子、1614…入出力端子、1630…テレビモニター、1640…パーソナルコンピューター、1700…移動体、1720…コントローラー、1730…コントローラー、1740…コントローラー、1750…バッテリー、1760…バックアップ用バッテリー

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