壓電振動元件、壓電振子、壓電振蕩器以及電子設備制造技術

本實用新型專利技術獲得一種壓電振動元件、壓電振子、壓電振蕩器以及電子設備，該壓電振動元件不與彎曲振動等輪廓振動模式結合、且為CI較小的臺面結構。壓電振動元件(100)具備：壓電基板(10)；分別被相對配置在兩主面上的各個激勵電極(20)；引出電極(22)；襯墊(24)。壓電基板(10)具有：位于中央的激勵部(14)；被設置在所述激勵部的邊緣上的薄壁的周邊部(12)，其中，激勵部(14)的、相對置的兩個側面各自為無階梯狀的平面，激勵部(14)的、相對置的另外兩個側面各自在厚度方向上具有階梯部。各個襯墊(24)在與壓電基板(10)的各個角部相對應的位置上具有將壓電基板(10)固定在支承部件上的支承區域(26)，激勵電極(20)跨越激勵部(14)、和周邊部(12)的至少一部分的振動區域而形成。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種厚度振動模式的壓電振子，尤其涉及一種具有所謂臺面型結構的壓電振動元件、壓電振子、壓電振蕩器以及電子設備。
技術介紹
AT切割水晶振子由于其振動模式為厚度剪切振動，適用于小型化、高頻化，并且頻率溫度特性呈現優異的三次曲線，因此被應用于電子儀器等多個方面。 在專利文獻I中，公開了一種所謂的臺面型結構的壓電振子，該壓電振子與斜面結構以及凸面結構等同地發揮了能量封入效果，還公開了一種外形以及臺面型結構均為圓形的壓電基板。在專利文獻2中，除外形以及臺面型結構均為圓形的壓電基板以外，還公開了一種外形為細長方形形狀的臺面型結構的壓電基板。隨著電子儀器的小型化，逐漸要求邊長比(長邊或短邊相對于厚度的比)比較小的振子。邊長比比較小的振子在主振動中容易結合有輪廓振動，從而會使主振動的電氣特性劣化。在專利文獻3中，公開了為了應對如下問題而完成的技術，S卩，當以臺面型結構形成AT切割水晶振子，且在臺面部和薄壁部之間的邊界部處，邊界部的側壁相對于主面成90°時，存在從激勵電極延伸出的引出電極(引線電極)發生斷線的可能性，該技術通過使邊界部的側壁傾斜或者成為曲面，從而能夠防止引線電極的斷線。此外，還公開了如下內容，即，通過使振動部分的表面粗糙度成為平均粗糙度為O. 2微米這樣較小的表面粗糙度，從而降低Cl值，并抑制了副振動。此外，在專利文獻4中，公開了一種如下的水晶振子，S卩，以臺面型結構形成AT切割水晶振子，使臺面部的側壁傾斜63°、35°，從而抑制了厚度剪切振動和彎曲振動的結八口 ο在專利文獻5中，公開了如下內容，即，當將水晶振動元件的頻率設為f，將水晶基板的長邊(X軸)的長度設為X，將臺面部(振動部)的厚度設為t，將臺面部的長邊的長度設為Mx，將激勵電極的長邊的長度設為Ex，將在水晶基板的長邊方向上產生的彎曲振動的波長設為λ時，通過以滿足以下四個關系式的方式，對各個參數f、X、Mx、Ex進行設定，從而能夠抑制厚度剪切振動和彎曲振動的結合。λ /2 = (I. 332/λ )-0. 0024(I)(Μχ-Εχ) /2 = λ /2(2)Μχ/2 = (η/2+1/4) λ (其中，η 為整數)(3)X 彡 20t(4)此外，在專利文獻6中，公開了如下內容，S卩，彎曲位移成分變小的情況發生在，將振動部的端緣和激勵電極的端緣部分的位置設定成與彎曲位移的中心部分的位置一致時，且由此能夠抑制作為不必要模式的彎曲振動。在專利文獻7中，提出了一種臺面型振動元件，該振動元件提高了變頻靈敏度，并抑制了不必要的振動。在通常情況下的振動元件中，隨著激勵電極的增大從而等效串聯電容Cl也將增大，由此能夠提高變頻靈敏度。此外還公開了如下內容，即，激勵電極增大了的臺面型振動元件容易產生振蕩，并能夠擴大相對于負載電容的、頻率變化的幅度。在專利文獻8中，公開了如下內容，S卩，當對壓電基板的長邊為X軸方向、短邊為V軸方向、并且臺面部的長邊為X軸方向、短邊(長度Mz)為Z'軸方向的臺面型振動元件的、臺面部的一個短邊的兩端部進行倒角，并將其長度設為Ml時，通過滿足Ml >Mz/4的關系，從而能夠抑制彎曲振動。在專利文獻9中，公開了一種臺面型結構的AT切割水晶振子。當將沿著X軸方向的臺面部的兩端部的位置設為A、D，將形成在臺面部上的激勵電極的位置設為B、C時，使其滿足如下關系，即，A < B < C < D。使各個端緣A、B、C、D的位置與彎曲振動的中心的位置一致。處于A位置的彎曲振動的中心的振幅、與處于B位置的彎曲振動的中心的振幅為相反方向。而且，處于B位置的彎曲振動的中心的振幅、與處于C位置的彎曲振動的中心的振幅為相反方向。并且，處于C位置的彎曲振動的中心的振幅、與處于D位置的彎曲振動的中 心的振幅為相反方向。即，當將彎曲振動的波長設為λ時，在相鄰的端緣之間，彎曲振動的中心錯開λ/2的奇數倍。并且，公開了如下內容，即，當將臺面部的長度設為ML，將在X軸方向上產生的彎曲振動的波長設為λ時，通過使ML和λ滿足ML= (η-1/2) λ的關系，從而能夠抑制在臺面型振動元件上產生的彎曲振動，進而能夠降低Cl。臺面型結構的壓電振動元件的電容比Y (靜電電容CO相對于等效串聯電容Cl的比C0/C1)，存在與斜面結構或者凸面結構的壓電振動元件的電容比相比而增大的(惡化)的問題。在專利文獻10中，公開了一種壓電振動元件，在該壓電振動元件中，使激勵電極與臺面部的階梯部相比而朝向壓電基板的端面擴展。通過使與臺面部的階梯部相比而向外側擴大了的部分的激勵電極的面積可變，從而能夠任意地對壓電振動元件的電容比進行設定。此外還公開了如下內容，即，其結果為，能夠實現具有與斜面結構或者凸面結構的壓電振動元件等同的性能的、臺面結構的壓電振動元件。在專利文獻11中，公開了一種壓電振動元件，該壓電振動元件增大了基本波振動的電容比Y，并抑制了由負載電容CL的變化而產生的振蕩頻率的變動。在通常情況下，將激勵電極的面積設定在等效串聯電容Cl的飽和點附近，從而減小電容比Y。但是，通過將激勵電極的面積擴展到飽和點附近以上，從而使等效串聯電容Cl的變化極小，而相對于此，靜電電容CO與面積成比例地增大。此外還公開了因此能夠增大電容比Y。在專利文獻12中，公開了一種如下的壓電振子，S卩，在細帶狀(長條狀)壓電基板的中央部的表面和背面上設置有激勵電極，引線電極從該激勵電極起相互朝向相反側的端部延伸。未形成引線電極的面的基板分別被研磨而成為類似臺面型結構。此外還公開了如下內容，即，由于該壓電振子能夠將振動能量封入激勵電極下，因此Cl較小，并且不易產生引線電極的斷線。在專利文獻13中，公開了如下內容，即，當將臺面型結構的壓電基板的短邊的長度設為Ζ，將臺面部(振動部)的厚度設為t，將臺面部的短邊方向上的電極尺寸設為Mz時，通過以滿足如下關系的方式而對各個參數進行設定，從而能夠抑制不必要模式，即，15. 68 ( Z/t ( 15. 84，并且 O. 77 ( Mz/Z ( O. 82。在專利文獻14中，公開了一種臺面型壓電振動元件。并且公開了如下內容，即，在將水晶基板的長邊的長度設為X，將階梯部的下沉量(臺面部的高度)設為Md，將振動部的板厚設為t，將階梯部的下沉量Md相對于板厚t的比設為y(百分比)時，通過滿足如下關系，并且使長邊的長度X相對于水晶基板的振動部的板厚t的比、即邊長比x/t在30以下，從而能夠在不會招致壓電振動元件的電氣特性的惡化的條件下，使Cl降低，所述關系為，y = -I. 32 X (x/t) +42. 87y<30。在專利文獻15中，公開了如下內容，即，當將壓電基板的長邊的尺寸設為X，將臺面部(振動部)的厚度尺寸設為t時，以板厚t為基準，通過以臺面型結構的壓電基板的臺面部的高度(階梯部的下沉量)y滿足下式的方式而對邊長比χ/t進行設定，從而能夠抑制不必要模式，即，y = -O. 89 X (x/1) +34 ± 3 (% )。但是，最近對于壓電振子，客戶要求將容器尺寸小型化至I. 6mmX I. 2mm左右。搭載在這種小型的容器內的臺面型結構的AT切割水晶振動元件的X邊長比(長邊X相對于厚度t的比X/t)例如為1100 ( μ m)本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種壓電振動元件，其特征在于，具備：壓電基板；各個激勵電極，其分別被相對配置在所述壓電基板的兩主面上；引出電極，其從各個所述激勵電極起朝向該壓電基板的一個端部延伸；襯墊，其與各個所述引出電極電連接，且分別被形成在所述壓電基板的兩個角部上，所述壓電基板具有：激勵部，所述激勵部位于所述壓電基板的中央；周邊部，所述周邊部與所述激勵部的厚度相比為薄壁且被設置在所述激勵部的邊緣上，所述激勵部的、相對置的兩個側面各自為無階梯狀的平面，所述激勵部的、相對置的另外兩個側面各自在厚度方向上具有階梯部，在所述壓電基板的各個角部的、與各個所述襯墊相對應的位置上，具有將所述壓電基板固定在支承部件上的支承區域，所述激勵電極跨越所述激勵部、和所述周邊部的至少一部分的振動區域而形成。

【技術特征摘要】
2011.03.18 JP 2011-0604571.一種壓電振動元件，其特征在于， 具備壓電基板；各個激勵電極，其分別被相對配置在所述壓電基板的兩主面上；引出電極，其從各個所述激勵電極起朝向該壓電基板的一個端部延伸；襯墊，其與各個所述引出電極電連接，且分別被形成在所述壓電基板的兩個角部上， 所述壓電基板具有激勵部，所述激勵部位于所述壓電基板的中央；周邊部，所述周邊部與所述激勵部的厚度相比為薄壁且被設置在所述激勵部的邊緣上， 所述激勵部的、相對置的兩個側面各自為無階梯狀的平面，所述激勵部的、相對置的另外兩個側面各自在厚度方向上具有階梯部， 在所述壓電基板的各個角部的、與各個所述襯墊相對應的位置上，具有將所述壓電基板固定在支承部件上的支承區域， 所述激勵電極跨越所述激勵部、和所述周邊部的至少一部分的振動區域而形成。2.如權利要求I所述的壓電振動元件，其特征在于， 所述壓電基板為如下的水晶基板，即，以水晶的結晶軸、即作為電軸的X軸、作為機械軸的Y軸、作為光學軸的Z軸構成的直角坐標系中的所述X軸為中心,將使所述Z軸向所述Y軸的-Y方向傾斜了的軸設為τ'軸，將使所述Y軸向所述ζ軸的+ζ方向傾斜了的軸設為V軸，所述水晶基板被構成在與所述X軸和所述ζ'軸平行的面內，且以與所述Y'軸平行的方向作為厚度方向， 所述水晶基板具有激勵部，所述激勵部以與所述X軸平行的邊為長邊，以與所述V軸平行的邊為短邊，且位于所述水晶基板的中央；周邊部，所述周邊部與所述激勵部相比為薄壁且被設置在所述激勵部的邊緣上， 所述激勵部的、平行于所述X軸的兩個側面各自為無階梯狀的平面，所述激勵部的、平行于所述Ζ,軸的另外兩個側面各自在厚度方向上具有階梯部。3.一種壓電振動元件，其特征在于， 具備壓電基板；各個激勵電極，其分別被相對配置在所述壓電基板的兩主面上；引出電極，其從各個所述激勵電極起朝向該壓電基板的一個端部延伸；襯墊，其與各個所述引出電極電連接，且分別被形成在所述壓電基板的兩個角部上， 所述壓電基板具有激勵部，所述激勵部位于所述壓電基板的中央；周邊部，所述周邊部與所述激勵部的厚度相比為薄壁且被設置在所述激勵部的邊緣...

【專利技術屬性】
技術研發人員：伊井稔博，內藤松太郎，
申請(專利權)人：精工愛普生株式會社，
類型：實用新型
國別省市：