压电振动元件、压电振子、压电振荡器以及电子设备制造技术

本实用新型专利技术获得一种压电振动元件、压电振子、压电振荡器以及电子设备，该压电振动元件不与弯曲振动等轮廓振动模式结合、且为CI较小的台面结构。压电振动元件(100)具备：压电基板(10)；分别被相对配置在两主面上的各个激励电极(20)；引出电极(22)；衬垫(24)。压电基板(10)具有：位于中央的激励部(14)；被设置在所述激励部的边缘上的薄壁的周边部(12)，其中，激励部(14)的、相对置的两个侧面各自为无阶梯状的平面，激励部(14)的、相对置的另外两个侧面各自在厚度方向上具有阶梯部。各个衬垫(24)在与压电基板(10)的各个角部相对应的位置上具有将压电基板(10)固定在支承部件上的支承区域(26)，激励电极(20)跨越激励部(14)、和周边部(12)的至少一部分的振动区域而形成。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种厚度振动模式的压电振子，尤其涉及一种具有所谓台面型结构的压电振动元件、压电振子、压电振荡器以及电子设备。
技术介绍
AT切割水晶振子由于其振动模式为厚度剪切振动，适用于小型化、高频化，并且频率温度特性呈现优异的三次曲线，因此被应用于电子仪器等多个方面。 在专利文献I中，公开了一种所谓的台面型结构的压电振子，该压电振子与斜面结构以及凸面结构等同地发挥了能量封入效果，还公开了一种外形以及台面型结构均为圆形的压电基板。在专利文献2中，除外形以及台面型结构均为圆形的压电基板以外，还公开了一种外形为细长方形形状的台面型结构的压电基板。随着电子仪器的小型化，逐渐要求边长比(长边或短边相对于厚度的比)比较小的振子。边长比比较小的振子在主振动中容易结合有轮廓振动，从而会使主振动的电气特性劣化。在专利文献3中，公开了为了应对如下问题而完成的技术，S卩，当以台面型结构形成AT切割水晶振子，且在台面部和薄壁部之间的边界部处，边界部的侧壁相对于主面成90°时，存在从激励电极延伸出的引出电极(引线电极)发生断线的可能性，该技术通过使边界部的侧壁倾斜或者成为曲面，从而能够防止引线电极的断线。此外，还公开了如下内容，即，通过使振动部分的表面粗糙度成为平均粗糙度为O. 2微米这样较小的表面粗糙度，从而降低Cl值，并抑制了副振动。此外，在专利文献4中，公开了一种如下的水晶振子，S卩，以台面型结构形成AT切割水晶振子，使台面部的侧壁倾斜63°、35°，从而抑制了厚度剪切振动和弯曲振动的结八口 ο在专利文献5中，公开了如下内容，即，当将水晶振动元件的频率设为f，将水晶基板的长边(X轴)的长度设为X，将台面部(振动部)的厚度设为t，将台面部的长边的长度设为Mx，将激励电极的长边的长度设为Ex，将在水晶基板的长边方向上产生的弯曲振动的波长设为λ时，通过以满足以下四个关系式的方式，对各个参数f、X、Mx、Ex进行设定，从而能够抑制厚度剪切振动和弯曲振动的结合。λ /2 = (I. 332/λ )-0. 0024(I)(Μχ-Εχ) /2 = λ /2(2)Μχ/2 = (η/2+1/4) λ (其中，η 为整数)(3)X 彡 20t(4)此外，在专利文献6中，公开了如下内容，S卩，弯曲位移成分变小的情况发生在，将振动部的端缘和激励电极的端缘部分的位置设定成与弯曲位移的中心部分的位置一致时，且由此能够抑制作为不必要模式的弯曲振动。在专利文献7中，提出了一种台面型振动元件，该振动元件提高了变频灵敏度，并抑制了不必要的振动。在通常情况下的振动元件中，随着激励电极的增大从而等效串联电容Cl也将增大，由此能够提高变频灵敏度。此外还公开了如下内容，即，激励电极增大了的台面型振动元件容易产生振荡，并能够扩大相对于负载电容的、频率变化的幅度。在专利文献8中，公开了如下内容，S卩，当对压电基板的长边为X轴方向、短边为V轴方向、并且台面部的长边为X轴方向、短边(长度Mz)为Z'轴方向的台面型振动元件的、台面部的一个短边的两端部进行倒角，并将其长度设为Ml时，通过满足Ml >Mz/4的关系，从而能够抑制弯曲振动。在专利文献9中，公开了一种台面型结构的AT切割水晶振子。当将沿着X轴方向的台面部的两端部的位置设为A、D，将形成在台面部上的激励电极的位置设为B、C时，使其满足如下关系，即，A < B < C < D。使各个端缘A、B、C、D的位置与弯曲振动的中心的位置一致。处于A位置的弯曲振动的中心的振幅、与处于B位置的弯曲振动的中心的振幅为相反方向。而且，处于B位置的弯曲振动的中心的振幅、与处于C位置的弯曲振动的中心的振幅为相反方向。并且，处于C位置的弯曲振动的中心的振幅、与处于D位置的弯曲振动的中 心的振幅为相反方向。即，当将弯曲振动的波长设为λ时，在相邻的端缘之间，弯曲振动的中心错开λ/2的奇数倍。并且，公开了如下内容，即，当将台面部的长度设为ML，将在X轴方向上产生的弯曲振动的波长设为λ时，通过使ML和λ满足ML= (η-1/2) λ的关系，从而能够抑制在台面型振动元件上产生的弯曲振动，进而能够降低Cl。台面型结构的压电振动元件的电容比Y (静电电容CO相对于等效串联电容Cl的比C0/C1)，存在与斜面结构或者凸面结构的压电振动元件的电容比相比而增大的(恶化)的问题。在专利文献10中，公开了一种压电振动元件，在该压电振动元件中，使激励电极与台面部的阶梯部相比而朝向压电基板的端面扩展。通过使与台面部的阶梯部相比而向外侧扩大了的部分的激励电极的面积可变，从而能够任意地对压电振动元件的电容比进行设定。此外还公开了如下内容，即，其结果为，能够实现具有与斜面结构或者凸面结构的压电振动元件等同的性能的、台面结构的压电振动元件。在专利文献11中，公开了一种压电振动元件，该压电振动元件增大了基本波振动的电容比Y，并抑制了由负载电容CL的变化而产生的振荡频率的变动。在通常情况下，将激励电极的面积设定在等效串联电容Cl的饱和点附近，从而减小电容比Y。但是，通过将激励电极的面积扩展到饱和点附近以上，从而使等效串联电容Cl的变化极小，而相对于此，静电电容CO与面积成比例地增大。此外还公开了因此能够增大电容比Y。在专利文献12中，公开了一种如下的压电振子，S卩，在细带状(长条状)压电基板的中央部的表面和背面上设置有激励电极，引线电极从该激励电极起相互朝向相反侧的端部延伸。未形成引线电极的面的基板分别被研磨而成为类似台面型结构。此外还公开了如下内容，即，由于该压电振子能够将振动能量封入激励电极下，因此Cl较小，并且不易产生引线电极的断线。在专利文献13中，公开了如下内容，即，当将台面型结构的压电基板的短边的长度设为Ζ，将台面部(振动部)的厚度设为t，将台面部的短边方向上的电极尺寸设为Mz时，通过以满足如下关系的方式而对各个参数进行设定，从而能够抑制不必要模式，即，15. 68 ( Z/t ( 15. 84，并且 O. 77 ( Mz/Z ( O. 82。在专利文献14中，公开了一种台面型压电振动元件。并且公开了如下内容，即，在将水晶基板的长边的长度设为X，将阶梯部的下沉量(台面部的高度)设为Md，将振动部的板厚设为t，将阶梯部的下沉量Md相对于板厚t的比设为y(百分比)时，通过满足如下关系，并且使长边的长度X相对于水晶基板的振动部的板厚t的比、即边长比x/t在30以下，从而能够在不会招致压电振动元件的电气特性的恶化的条件下，使Cl降低，所述关系为，y = -I. 32 X (x/t) +42. 87y<30。在专利文献15中，公开了如下内容，即，当将压电基板的长边的尺寸设为X，将台面部(振动部)的厚度尺寸设为t时，以板厚t为基准，通过以台面型结构的压电基板的台面部的高度(阶梯部的下沉量)y满足下式的方式而对边长比χ/t进行设定，从而能够抑制不必要模式，即，y = -O. 89 X (x/1) +34 ± 3 (% )。但是，最近对于压电振子，客户要求将容器尺寸小型化至I. 6mmX I. 2mm左右。搭载在这种小型的容器内的台面型结构的AT切割水晶振动元件的X边长比(长边X相对于厚度t的比X/t)例如为1100 ( μ m)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电振动元件，其特征在于，具备：压电基板；各个激励电极，其分别被相对配置在所述压电基板的两主面上；引出电极，其从各个所述激励电极起朝向该压电基板的一个端部延伸；衬垫，其与各个所述引出电极电连接，且分别被形成在所述压电基板的两个角部上，所述压电基板具有：激励部，所述激励部位于所述压电基板的中央；周边部，所述周边部与所述激励部的厚度相比为薄壁且被设置在所述激励部的边缘上，所述激励部的、相对置的两个侧面各自为无阶梯状的平面，所述激励部的、相对置的另外两个侧面各自在厚度方向上具有阶梯部，在所述压电基板的各个角部的、与各个所述衬垫相对应的位置上，具有将所述压电基板固定在支承部件上的支承区域，所述激励电极跨越所述激励部、和所述周边部的至少一部分的振动区域而形成。

【技术特征摘要】
2011.03.18 JP 2011-0604571.一种压电振动元件，其特征在于， 具备压电基板；各个激励电极，其分别被相对配置在所述压电基板的两主面上；引出电极，其从各个所述激励电极起朝向该压电基板的一个端部延伸；衬垫，其与各个所述引出电极电连接，且分别被形成在所述压电基板的两个角部上， 所述压电基板具有激励部，所述激励部位于所述压电基板的中央；周边部，所述周边部与所述激励部的厚度相比为薄壁且被设置在所述激励部的边缘上， 所述激励部的、相对置的两个侧面各自为无阶梯状的平面，所述激励部的、相对置的另外两个侧面各自在厚度方向上具有阶梯部， 在所述压电基板的各个角部的、与各个所述衬垫相对应的位置上，具有将所述压电基板固定在支承部件上的支承区域， 所述激励电极跨越所述激励部、和所述周边部的至少一部分的振动区域而形成。2.如权利要求I所述的压电振动元件，其特征在于， 所述压电基板为如下的水晶基板，即，以水晶的结晶轴、即作为电轴的X轴、作为机械轴的Y轴、作为光学轴的Z轴构成的直角坐标系中的所述X轴为中心,将使所述Z轴向所述Y轴的-Y方向倾斜了的轴设为τ'轴，将使所述Y轴向所述ζ轴的+ζ方向倾斜了的轴设为V轴，所述水晶基板被构成在与所述X轴和所述ζ'轴平行的面内，且以与所述Y'轴平行的方向作为厚度方向， 所述水晶基板具有激励部，所述激励部以与所述X轴平行的边为长边，以与所述V轴平行的边为短边，且位于所述水晶基板的中央；周边部，所述周边部与所述激励部相比为薄壁且被设置在所述激励部的边缘上， 所述激励部的、平行于所述X轴的两个侧面各自为无阶梯状的平面，所述激励部的、平行于所述Ζ,轴的另外两个侧面各自在厚度方向上具有阶梯部。3.一种压电振动元件，其特征在于， 具备压电基板；各个激励电极，其分别被相对配置在所述压电基板的两主面上；引出电极，其从各个所述激励电极起朝向该压电基板的一个端部延伸；衬垫，其与各个所述引出电极电连接，且分别被形成在所述压电基板的两个角部上， 所述压电基板具有激励部，所述激励部位于所述压电基板的中央；周边部，所述周边部与所述激励部的厚度相比为薄壁且被设置在所述激励部的边缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊井稔博，内藤松太郎，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：实用新型
国别省市：