JP2004200914A

JP2004200914A - Piezoelectric device, mobile phone device and electronic device using piezoelectric device

Info

Publication number: JP2004200914A
Application number: JP2002365528A
Authority: JP
Inventors: Hideo Tanaya; 英雄棚谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2004-07-15

Abstract

【課題】小型に形成しても、圧電振動片の振動漏れを防止することにより、製品のばらつきを抑え、優れた振動特性を備えた圧電デバイス、及び圧電デバイスを利用した携帯電話装置、電子機器を提供すること。
【解決手段】基部５１から平行に延びる一対の振動腕３４，３５を有し、この一対の振動腕のそれぞれに長手方向に沿って延びる長溝９０，９０が形成されている圧電振動片３２と、基部５１の一部を接着剤４３を介して支持固定するようにして、圧電振動片３２を内部に収容するパッケージ３６とを備える圧電デバイスであって、基部５１は、厚みが均一であって、接着剤４３により固定された箇所と振動腕３４，３５との間の領域に孔６０が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図１A piezoelectric device having excellent vibration characteristics by suppressing vibration leakage of a piezoelectric vibrating reed even when formed in a small size, and a mobile phone device and an electronic apparatus using the piezoelectric device. To provide.
A piezoelectric vibrating reed 32 having a pair of vibrating arms 34, 35 extending in parallel from a base 51, and having a pair of vibrating arms formed with long grooves 90, 90 extending in the longitudinal direction, respectively; A piezoelectric device including a package 36 for accommodating the piezoelectric vibrating reed 32 by supporting and fixing a part of the base 51 via an adhesive 43. The base 51 has a uniform thickness. A hole 60 is provided in a region between the portion fixed by the adhesive 43 and the vibrating arms 34 and 35.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電デバイス、及び圧電デバイスを利用した携帯電話装置、電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２１は、従来の圧電デバイスである例えば圧電振動子１００の平面図であり、図２２は、図２１のＡ−Ａ線切断断面図、図２３は、図２１のＢ−Ｂ線切断端面図である。
これらの図において、圧電デバイスである例えば圧電振動子１００は、パッケージ１１０に圧電振動片１２０が収容されている。
【０００３】
パッケージ１１０は、上部の開放端面に蓋体１１８が載置されて、所定の内部空間Ｓを有し、この内部空間Ｓに面する底面には、圧電振動片１２０に駆動電圧を印加するための電極１１２，１１２が設けられている。そして、この電極１１２，１１２の上には、例えば導電性接着剤１１４，１１４が塗布され、この導電性接着剤１１４，１１４の上に、圧電振動片１２０の基部１２０ａが載置されている。このようにして、圧電振動子１００は、圧電振動片１２０の基部１２０ａの一部を、導電性接着剤１１４，１１４を介して、パッケージ１１０に支持固定している。
【０００４】
圧電振動片１２０は、例えば水晶基板により形成され、この場合、基部１２０ａから平行に延びる一対の振動腕１２２，１２４を有し、振動腕１２２，１２４には、それぞれ長手方向に沿って延びる長溝１３０，１３０が形成されている所謂音叉型圧電振動片となっている。
この圧電振動片１２０の基部１２０ａであり、導電性接着剤１１４，１１４と触れる部分には、駆動電圧を伝えるための引出電極１１６，１１６が形成され、この引出電極１１６，１１６は、振動腕１２２，１２４のそれぞれに設けられた励振電極（図示せず）と電気的に接続されている。
【０００５】
このようにして、圧電振動子１００は、電極１１２，１１２、導電性接着剤１１４，１１４、引出電極１１６，１１６、及び励振電極（図示せず）を介して、振動腕１２２，１２４のそれぞれに所定の駆動電圧を交互に印加し、振動腕１２２，１２４が、水平方向（図２１に示すｘ，ｙ方向）に振動するようになっている。そして、圧電振動片１２０から所定の振動周波数の信号を取り出すようになっている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３３２９５２
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、振動腕１２２，１２４に印加される電圧は、それぞれ図２４（ａ）と図２４（ｂ）に示されているように、逆位相となっている。従って、理想的な形状を有していれば、少なくとも、振動腕１２２，１２４からそれぞれ等距離にある基部１２０ａの短手方向の中心ＣＬにおいては、振動腕１２２の振動と、振動腕１２４の振動とが打ち消し合い、振動漏れは生じない。
【０００８】
ところが、上述した圧電振動片１２０は、例えばエッチングすることにより製造され、各振動腕１２２，１２４は極めて小さく細いため、図２３に示すように、振動腕１２２と振動腕１２４の形状、さらに振動腕１２２，１２４に設ける長溝１３０，１３０を精度よく形成することは極めて困難である。このため、振動腕１２２，１２４は、水平方向に理想的な振動をさせることが難しく、垂直方向（図２１に示すｚ方向）の振動が加って、振動腕１２２，１２４は複雑な振動をしてしまう。
【０００９】
したがって、振動腕１２２，１２４の振動は、基部１２０ａの導電性接着剤１１４，１１４により固定された箇所に伝達され、所謂振動漏れが発生してしまう。そして、この振動漏れは、圧電振動片１２０の振動特性に大きな影響を与える。すなわち、振動漏れがあると、基部１２０ａの導電性接着剤１１４，１１４により固定された箇所にも振動が発生するため、クリスタルインピーダンス値（以下、「ＣＩ値」と云う。）が高くなるという問題がおきる。
【００１０】
また、基部１２０ａを長くすれば、このような弊害を防止できるが、基部１２０ａを長くすると、圧電振動片１２０を小型化することができなくなる。
また、圧電振動片１２０の小型化に伴い、振動腕１２２，１２４の形状を、各製品毎に同一に形成することは極めて困難であり、このため、上述のような振動漏れの状況も製品毎に異なり、ＣＩ値が、製造した各圧電振動片１２０毎にばらついてしまうことにもなる。
【００１１】
本発明の目的は、上述の課題を解決するためのものであり、小型に形成しても、圧電振動片の振動漏れを防止することにより、製品のＣＩ値品質などのばらつきを抑え、優れた振動特性を備えた圧電デバイス、及び圧電デバイスを利用した携帯電話装置、電子機器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、第１の発明によれば、基部から平行に延びる一対の振動腕を有し、この一対の振動腕のそれぞれに長手方向に沿って延びる長溝が形成されている圧電振動片と、前記基部の一部を接着剤を介して支持固定するようにして、前記圧電振動片を内部に収容するパッケージとを備える圧電デバイスであって、前記基部は、厚みが均一であって、前記接着剤により固定された箇所と前記振動腕との間の領域に孔が設けられていることを特徴とする圧電デバイスにより達成される。
【００１３】
第１の発明の構成によれば、圧電デバイスは、基部から平行に延びる一対の振動腕を有し、この一対の振動腕のそれぞれに長手方向に沿って延びる長溝が形成されている圧電振動片と、基部の一部を接着剤を介して支持固定するようにして、圧電振動片を内部に収容するパッケージとを備えている。このため、パッケージに固定されていない一対の振動腕は、所定の電圧を印加されることで振動し、この振動は基部に伝達される。
ところが、基部は、厚みが均一であって、接着剤により固定された箇所と振動腕との間の領域に孔が設けられている。そうすると、孔の周辺は構造的に弱い部分となり、振動腕から伝達された振動により生じる基部の応力は、孔の周辺に集中し、基部の接着剤により固定された箇所については、応力が小さくなる。このため、振動が基部の接着剤により固定された箇所に漏れ込むことを有効に防止できる。
したがって、小型に形成しても、圧電振動片の振動漏れを防止することにより、製品のＣＩ値品質などのばらつきを抑え、優れた振動特性を備えた圧電デバイス、及び圧電デバイスを利用した携帯電話装置、電子機器を提供できる。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記孔は、前記複数の振動腕のそれぞれの根元付近に形成されていることを特徴とする。
第２の発明の構成によれば、孔は、複数の振動腕のそれぞれの根元付近に形成されている。このため、振動腕の振動は、複数の振動腕の各々の根元を通って基部に伝達されるので、振動腕の振動により生じた応力を、より孔の周辺に集中させ易く、基部の孔以外の部位に振動が逃げてしまうことを有効に防止できる。
【００１５】
第３の発明は、第１の発明の構成において、前記孔は、前記圧電振動片の短手方向の両側壁側に細枠を残すようにして、前記短手方向に沿って設けた長孔により形成されていることを特徴とする。
このため、第１の発明と同様に、基部のうち細枠の部分が構造的に弱い部分となり、この細枠の周辺に、より応力が集中することになる。したがって、第１の発明に比べて、より振動が基部の接着剤により固定された箇所に漏れることを防止できる。
【００１６】
第４の発明は、第３の発明の構成において、前記長孔は、複数形成されていることを特徴とする。
そうすると、振動腕の振動により生ずる基部の応力は、第３の発明に比べて、複数の長孔の周辺により集中する。このため、基部全体における応力は一定であるため、接着剤により固定された箇所における応力は相対的に小さくなる。したがって、第３の発明に比べて、基部から接着剤により固定された箇所に振動が漏れることをより有効に防止できる。
【００１７】
第５の発明は、第１ないし第４の発明のいずれかの構成において、前記孔は、前記基部の厚み方向に貫通していることを特徴とする。
このため、第１ないし第４の発明の構成に比べて、孔の周辺は、より構造的に弱い部分となり、振動腕の振動により生じた応力は、より孔の周辺に集中する。したがって、基部の接着剤により固定された箇所に、振動が漏れることをより有効に防止できる。
【００１８】
第６の発明は、第１ないし第４の発明のいずれかの構成において、前記孔が有底の孔であることを特徴とする。
このため、第５の発明に比べて、基部の剛性を上げることができる。したがって、例えば圧電デバイスの落下によって圧電振動片の基部が振れてしまうことを有効に防止し、振動腕の振動特性に対する影響を小さくできる。
【００１９】
第７の発明は、第６の発明の構成において、前記有底の孔は、前記基部の表面および裏面に設けられていることを特徴とする。
このため、振動腕の振動により生じた応力は、基部の表面および裏面に設けられた有底の孔の周辺に集中し、第６の発明に比べて、基部の接着剤により固定された箇所に振動が伝達され難くなる。
【００２０】
また、上記目的は、第９の発明によれば、基部から平行に延びる一対の振動腕を有し、この一対の振動腕のそれぞれに長手方向に沿って延びる長溝が形成されている圧電振動片と、前記基部の一部を接着剤を介して支持固定するようにして、前記圧電振動片を内部に収容するパッケージとを備える圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした携帯電話装置であって、前記圧電デバイスの前記基部は、厚みが均一であって、前記接着剤により固定された箇所と前記振動腕との間の領域に孔が設けられている携帯電話装置により達成される。
【００２１】
また、上記目的は、第１０の発明によれば、基部から平行に延びる一対の振動腕を有し、この一対の振動腕のそれぞれに長手方向に沿って延びる長溝が形成されている圧電振動片と、前記基部の一部を接着剤を介して支持固定するようにして、前記圧電振動片を内部に収容するパッケージとを備える圧電デバイスにより制御用のクロック信号を得るようにした電子機器であって、前記圧電デバイスの前記基部は、厚みが均一であって、前記接着剤により固定された箇所と前記振動腕との間の領域に孔が設けられている電子機器により達成される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる圧電デバイスである例えば圧電振動子３０の概略斜視図であり、図２は、この圧電振動子３０のＣ−Ｃ線切断断面図である。また、図３は圧電振動片３２の平面図、図４は図３のＤ−Ｄ線切断端面図、図５は図３のＦ−Ｆ線切断端面図である。
これらの図において、圧電振動子３０は、パッケージ３６内に圧電振動片３２を収容している。
【００２４】
パッケージ３６は、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成型して形成される複数の基板を積層した後に、焼結して形成されている。すなわち、図２に示されるように、この実施形態では、パッケージ３６は、下から第１の積層基板３６ａ、第２の積層基板３６ｂを重ねて形成されている。そして、第２の積層基板３６ｂの内側に所定の孔を形成することで、第２の積層基板３６ｂを第１の積層基板３６ａに積層した場合に、圧電振動片３２を収容する所定の内部空間Ｓ１を形成するようにされている。
また、パッケージ３６の開放された上端にある開放端面３６ｃに、例えば、低融点ガラス等のロウ材３８を介して、蓋体３９が接合されることにより、封止されている。
【００２５】
パッケージ３６の内部空間Ｓ１内の図２における左端部付近において、内部空間Ｓ１に露出して底部を構成するベースとなる第１の積層基板３６ａには、ＡｕまたはＮｉメッキが施された電極部３１，３１が形成されている。この電極部３１，３１は、外部と接続されて、駆動電圧を供給するものであり、図１に示すように、内部空間Ｓ１内の長手方向の側面に接して、所定の間隔を隔てて形成されている。
【００２６】
この所定の間隔を隔てた電極部３１，３１の上には、接着剤である例えば導電性接着剤４３，４３が塗布されている。導電性接着剤４３，４３としては、接合力を発揮する接着剤成分としての合成樹脂剤に、銀製の細粒等の導電性の粒子を含有させたエポキシ系またはポリイミド系、またはシリコーン系導電性接着剤等を利用することができる。
【００２７】
そして、この導電性接着剤４３，４３の上に、基部５１の振動腕３４，３５と反対側の端部（図２において左端部）５１ｂであって、基部５１の幅方向両端付近が対向するようにして、圧電振動片３２が載置されている。
このようにして、圧電振動片３２の基部５１の一部は、導電性接着剤４３，４３を介してパッケージ３６に支持固定され、また、パッケージ３６に設けた電極部３１，３１が、圧電振動片３２に駆動電圧を供給するようになっている。
【００２８】
圧電振動片３２は、例えば水晶で形成されており、水晶以外にもタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。本実施形態の場合、圧電振動片３２は、小型に形成して、必要な性能を得るために、特に図示する形状とされている。
すなわち、圧電振動片３２は、導電性接着剤４３，４３によりパッケージ３６と固定される基部５１から、図３において右方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕３４，３５を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片が利用されている。
【００２９】
振動腕３４，３５は、図１ないし図３に示すように、それぞれに圧電振動片３２の長手方向に沿って延びる長溝９０，９０が設けられている。この長溝９０，９０は、図４に示すように、振動腕３４，３５の上面および下面に設けられており、長溝９０，９０を設けた振動腕３４，３５の断面形状を略Ｈ型としている。このような長溝９０，９０を設けることで、図４に示すように、振動腕３４，３５に厚みが薄い箇所が形成され、振動腕３４，３５内の電界が厚み方向Ｅに沿って、効率よく発生するため、圧電振動片３２の電界効率を高めることができる。このため、長溝９０，９０を設けることで、圧電振動片３２のクリスタルインピーダンス値（以下、「ＣＩ値」と云う。）を低く抑えることができる。したがって、このような圧電振動片３２のＣＩ値を、従来の圧電振動片と同様のＣＩ値となるように形成して、振動腕３４，３５の長さを短くして、圧電振動片３２を小型化できる。
【００３０】
基部５１は、図１および図２に示すように、表面と裏面（図２において、導電性接着剤４３，４３と主に接触している面）とが平行に形成されて、厚みが均一になっている。また、基部５１は、図３に示すように、圧電振動片３２の短手方向の端面５１ａ，５１ａが対称となっており、この端面５１ａ，５１ａと、圧電振動片３２の長手方向であって振動腕３４，３５と反対側の端面５１ｂとが交わる部分は垂直となっている。また、端面５１ａ，５１ａと振動腕３４，３５とが交わる付近５１ｃは、基部５１の幅が振動腕３４，３５に向かうにつれて狭まっている。
このような基部５１において、圧電振動片３２に導電性接着剤４３，４３により固定された箇所５２，５２（図２において斜線で示された箇所）には、駆動電圧を伝えるための引出電極２６，２６が設けられている。
【００３１】
ここで、基部５１は、導電性接着剤４３，４３により固定された箇所５２，５２、すなわち引出電極２６，２６と振動腕３４，３５との間の領域に、図１ないし図３に示すように、複数の孔６０，６０が形成されている。
この孔６０，６０は、振動腕３４，３５の振動が、基部５１の導電性接着剤４３，４３により固定された箇所５２，５２に伝達することを有効に防止するための孔である。
【００３２】
具体的には、孔６０，６０は、図３に示すように、均一な厚みを有する基部５１のうち、一対の振動腕３４，３５のそれぞれの根元付近に形成されている。この孔６０，６０は、丸孔であり、図５に示すように、基部５１の厚み方向に貫通した貫通孔で形成されている。
すなわち、基部５１に設けられた孔６０，６０の周辺は、基部５１が構造的に弱い部分となる。このため、振動腕３４，３５から伝達された振動により生じる基部の応力は、孔６０，６０の周辺に集中し、基部５１の導電性接着剤４３，４３により固定された箇所５２，５２については、応力が小さくなる。
【００３３】
また、この孔６０，６０は、振動腕３４，３５の根元に形成されているため、孔６０，６０と、基部５１の振動腕３４，３５とは反対側の端部５１ｂの付近にある導電性接着剤４３，４３により固定された箇所５２，５２との距離Ｗ１は離れている。そうすると、応力が集中した箇所から遠くなるにつれて、応力は小さくなるので、基部５１の導電性接着剤４３，４３により固定された箇所５２，５２の応力を小さくできる。
【００３４】
しかも、振動腕３４，３５の振動は、それぞれの根元を通って基部５１に伝達されるため、孔６０，６０が、振動腕３４，３５の根元付近に形成されていることで、振動をより孔６０，６０の周辺に集中させ易く、基部５１の孔６０，６０以外の部位に振動が逃げてしまうことを有効に防止できる。
【００３５】
図６は、従来の圧電振動子について、製造した複数の圧電振動子のＣＩ値を測定した図であり、図７は、複数の圧電振動子３０について、上述のように振動腕３４，３５のそれぞれの根元付近に、貫通した丸孔６０，６０を形成して、ＣＩ値を測定した図である。
図６で示されるように、従来における複数の圧電振動子のＣＩ値を測定したところ、７０ｋΩを中心にした各製品毎にばらついたＣＩ値が測定され、標準偏差は１８．０ｋΩであった。このようにＣＩ値がばらつく要因は、圧電振動子の小型化に伴い、各製品を同一に形成することは困難であり、さらに、基部の導電性接着剤により固定された箇所の大きさにもばらつきが生ずるため、振動漏れの状態が製品毎に異なってしまうからである。
【００３６】
ところが、図７で示されるように、本実施形態のように振動腕３４，３５のそれぞれの根元付近に、貫通した丸孔６０，６０を形成した複数の圧電振動子３０のＣＩ値を測定したところ、４０ｋΩを中心にした比較的ばらつきの少ないＣＩ値が測定され、標準偏差は１．６ｋΩであることが確認された。すなわち、たとえ各製品毎の形状が異なり、基部５１の導電性接着剤４３，４３により固定された箇所５２，５２の大きさにばらつきが有ったとしても、振動腕３４，３５からの振動が、基部５１の導電性接着剤４３，４３により固定された箇所５２，５２に漏れないため、ＣＩ値のばらつきを抑制できた。
【００３７】
本発明の第１の実施形態は以上のように構成されている。このため、たとえ圧電振動子３０を小型に形成し、振動腕３４，３５の形状が製品毎にばらついていても、振動腕３４，３５からの振動が、基部５１の導電性接着剤４３，４３により固定された箇所５２，５２に漏れることを有効に防止して、製品毎にＣＩ値のばらつきの少ない、優れた振動特性を備えた圧電デバイス３０を実現できる。
なお、孔６０，６０は、振動腕３４，３５の根元に丸孔で形成されているが、基部５１の導電性接着剤４３，４３により固定された箇所５２，５２と振動腕３４，３５との間の領域に、応力を集中できる孔であれば、これに限らず、例えば、図８に示すように多角形の貫通孔であってもよい。
【００３８】
図９および図１０は、本発明の第１の実施形態にかかる第１の変形例であって、図９は、圧電デバイスの特徴的部分である圧電振動片７０の平面図であり、図１０は、図９のＧ−Ｇ線切断端面図である。
これらの図において、図１ないし図８の圧電振動子３０と同一の構成には、共通する符号を付して重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【００３９】
この圧電振動片７０において、第１の実施形態と異なるのは、基部５１に設けた孔の形状等を変えた点のみである。
すなわち、基部５１に設けた孔は、圧電振動片７０の短手方向の両側壁５１ａ，５１ａ側に細枠５４，５４を残すようにして、短手方向に沿って設けた長孔６２により形成されている。また、この長孔６２は、図１０に示されるように貫通孔となっている。
【００４０】
本第１の実施形態にかかる第１の変形例は、以上のように構成され、このため、第１の実施形態と同様の作用効果を発揮する。さらに、第１の実施形態比べて、細枠５４，５４は、より基部５１の構造的に弱い部分となるため、細枠５４，５４の周辺に、より応力が集中することになる。したがって、第１の発明に比べて、より振動が基部５１の導電性接着剤４３，４３により固定された箇所５２，５２に漏れることを防止できる。
【００４１】
図１１および図１２は、本発明の第２の実施形態であって、図１１は、圧電デバイスの特徴的な部分である圧電振動片７２の平面図であり、図１２は、図１１のＨ−Ｈ線切断端面図である。
これらの図において、図１ないし図１０の圧電振動子３０と同一の構成には、共通する符号を付して重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
この圧電振動片７２において、第１の実施形態と異なるのは、基部５１に設けた孔の形状等を変えた点のみである。
【００４２】
すなわち、図１１で示すように、圧電振動片７２の基部５１であって、振動腕３４，３５の根元付近には、複数の孔６４，６４が形成されている。この孔６４，６４は、図１２においては、貫通しておらず、有底となっている。なお、この有底の孔６４，６４は、図１１および図１２においては、表面側（導電性接着剤４３，４３が付着しない面）に設けられているが、裏面側に設けられていても勿論よい。
【００４３】
本第２の実施形態は以上のように構成され、このため、第１の実施形態と同様の作用効果を発揮し、さらに、基部５１の剛性を上げることができる。これにより、圧電デバイス３０の落下によって圧電振動片７２の基部５１が振れてしまうことを有効に防止できる。したがって、基部５１が不必要に振動してしまうことによる振動腕３４，３５の振動特性への影響を小さくできる。
【００４４】
なお、第１の実施形態の第１の変形例で示した、基部５１の両側壁５１ａ、５１ａ側に細枠５４，５４を残すようにして、短手方向に沿って設けた長孔６２（図９参照）についても、基部５１を長孔６２の部分で幅方向に切断した図１３に示すように、有底に形成してもよい。
【００４５】
図１４および図１５は、本発明の第２の実施形態の第１の変形例であって、図１４は、圧電デバイスの特徴的な部分である圧電振動片７４の平面図であり、図１５は、図１４のＪ−Ｊ線切断端面図である。
これらの図において、図１１および図１２の圧電振動片７２と同一の構成には、共通する符号を付して重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
この圧電振動片７４において、第２の実施形態と異なるのは、基部５１に設けた孔の形状等を変えた点のみである。
【００４６】
すなわち、図１４および図１５で示すように、圧電振動片７４の基部５１であって、振動腕３４，３５の根元付近には、表面に複数の有底の孔６６ａ，６６ａが、裏面（導電性接着剤４３，４３が主に付着している面）に複数の有底の孔６６ｂ，６６ｂが、それぞれ対向するように形成されている。この各有底の孔６６ａ，６６ａ，６６ｂ，６６ｂは、第２の実施形態における孔６４と同様の深さ及び開口面積を有し、表面側の有底の孔６６ａ，６６ａの底面と、裏面側の有底の孔６６ｂ，６６ｂの底面との間５３，５３は、基部５１に一定の強度が保持できるように、一定の間隔が形成されている。
【００４７】
本発明の第２の実施形態の第１の変形例は以上のように構成されており、このため、表面側の有底の孔６６ａ，６６ａの底面と、裏面側の有底の孔６６ｂ，６６ｂの底面との間５３，５３に構造的に弱い部分をつくることができる。したがって、第１の実施形態と比べると、基部５１の剛性を高めることができ、第２の実施形態と比べると、より振動が基部５１の導電性接着剤４３，４３により固定された箇所５２，５２に漏れることを防止できる。
【００４８】
なお、第１の実施形態の第１の変形例で示した、基部５１の両側壁５１ａ、５１ａ側に細枠５４，５４を残すようにして、短手方向に沿って設けた長孔６２（図９参照）についても、基部５１を長孔６２の部分で幅方向に切断した図１６に示すように、表面および裏面に有底の孔６２を設けるように形成してもよい。
【００４９】
図１７および図１８は、本発明の第３の実施形態であって、図１７は、圧電デバイスの特徴的な部分である圧電振動片７６の平面図であり、図１８は、図１７のＫ−Ｋ線切断端面図である。
これらの図において、図１ないし図１６の圧電振動子３０と同一の構成には、共通する符号を付して重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
この圧電振動片７６において、他の実施形態と異なるのは、基部５１に設けた孔の形状等を変えた点のみである。
【００５０】
すなわち、図１７で示すように、基部５１には、圧電振動片７６の短手方向の両側壁５１ａ，５１ａ側に細枠５４，５４を残すようにして、短手方向に沿って設けた複数の長孔６８，６８が形成されている。この複数の長孔６８，６８は、図１７においては、長孔６８と長孔６８との間隔Ｗ２が、細枠５４，５４の幅Ｗ３と同等若しくはそれ以下になるように形成されている。また、長孔６８，６８は、図１８に示されるように、貫通しておらず、有底に形成されている。
【００５１】
本第３の実施形態は以上のように構成され、これにより、振動腕３４，３５の振動により生ずる基部の応力は、基部５１の構造的に弱い部分である細枠５４，５４に集中すると共に、この細枠５４，５４と同等以下の構造的に弱い部分である長孔６８，６８間に集中する。したがって、例えば、図１３に示す有底の長孔６２が一箇所に設けられた圧電振動子に比べて、基部５１の導電性接着剤４３，４３により固定された箇所５２，５２に振動が漏れることをより有効に防止できる。
なお、図１９に示すように、有底の長孔６８，６８は、基部５１の表面および裏面（導電性接着剤４３，４３が主に付着している面）に設けられていても勿論よい。
【００５２】
図２０は、本発明の上述した実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置３００の概略構成を示す図である。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン３０８及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ３０９を備えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続された制御部としての集積回路等であるコントローラ３０１を備えている。
コントローラ３０１は、送受信信号の変調及び復調の他に画像表示部としてのＬＣＤや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部３０２や、ＲＡＭ、ＲＯＭ等でなる情報記憶手段３０３の制御を行なうようになっている。このため、コントローラ３０１には、例えば、圧電デバイス３０が取り付けられて、この出力周波数をコントローラ３０１に内蔵された所定の分周回路（図示せず）等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。このコントローラ３０１に取り付けられる圧電デバイス３０は、圧電デバイス３０単体でなくても、圧電デバイス３０と、所定の分周回路等を組み合わせた発振器であってもよい。
コントローラ３０１は、さらに、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）３０５と接続され、温度補償水晶発振器３０５は、送信部３０７と受信部３０６に接続されている。これにより、コントローラ３０１からの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償水晶発振器３０５により修正されて、送信部３０７及び受信部３０６に与えられるようになっている。
【００５３】
このように、デジタル式携帯電話装置３００のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧電振動子３０を利用することにより、圧電振動片の振動漏れを防止して、優れた振動特性を備えた圧電デバイスを小型にしても得ることができ、デジタル式携帯電話装置３００全体の小型化に寄与できる。
【００５４】
本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜相互に組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
この発明の圧電デバイスは、パッケージ内に圧電振動子と、これに接続される電子部品を含むものであれば、圧電発信器、圧電振動子、フィルタ等その名称を問わずに適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる圧電デバイスである例えば圧電振動子の概略斜視図。
【図２】図１のＣ−Ｃ線切断断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる圧電振動片の平面図。
【図４】図３のＤ−Ｄ線切断端面図。
【図５】図３のＦ−Ｆ線切断端面図。
【図６】従来の圧電振動子について、製造した複数の圧電振動子のＣＩ値を測定した図。
【図７】複数の圧電振動子について、各振動腕のそれぞれの根元付近に、貫通した丸孔を形成して、ＣＩ値を測定した図。
【図８】圧電振動片に設けた貫通孔を多角形にした図。
【図９】本発明の第１の実施形態にかかる第１の変形例であって、圧電デバイスの特徴的部分である圧電振動片の平面図。
【図１０】図９のＧ−Ｇ線切断端面図。
【図１１】本発明の第２の実施形態であって、圧電デバイスの特徴的な部分である圧電振動片の平面図。
【図１２】図１１のＨ−Ｈ線切断端面図。
【図１３】基部の両側壁側に細枠を残すようにして、短手方向に沿って設けた長孔について、基部を長孔の部分で幅方向に切断した図。
【図１４】本発明の第２の実施形態の第１の変形例であって、圧電デバイスの特徴的な部分である圧電振動片の平面図。
【図１５】図１４のＪ−Ｊ線切断端面図。
【図１６】基部の両側壁側に細枠を残すようにして、短手方向に沿って設けた長孔について、基部を長孔の部分で幅方向に切断した図。
【図１７】本発明の第３の実施形態であって、圧電デバイスの特徴的な部分である圧電振動片の平面図。
【図１８】図１７のＫ−Ｋ線切断端面図。
【図１９】図１８の孔を表面および裏面に設けた図。
【図２０】本発明の各実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図。
【図２１】従来の圧電デバイスである例えば圧電振動子の平面図。
【図２２】図２１のＡ−Ａ線切断断面図。
【図２３】各振動腕に印加される電圧を示すグラフ。
【図２４】図２１のＢ−Ｂ線切断端面図。
【符号の説明】
３０・・・圧電振動子、３６・・・パッケージ、３１・・・電極部、４３・・・導電性接着剤、３２，７０，７２，７４，７６・・・・・圧電振動片、３４，３５・・・振動腕、５１・・・基部、６０，６２，６４，６６ａ，６６ｂ，６８・・・孔、２６・・・引出電極。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a piezoelectric device, a mobile phone device using the piezoelectric device, and an electronic apparatus.
[0002]
[Prior art]
21 is a plan view of a conventional piezoelectric device, for example, a piezoelectric vibrator 100, FIG. 22 is a sectional view taken along line AA of FIG. 21, and FIG. 23 is a sectional view taken along line BB of FIG. It is.
In these drawings, for example, a piezoelectric vibrator 100 which is a piezoelectric device has a piezoelectric vibrating piece 120 housed in a package 110.
[0003]
The package 110 has a predetermined internal space S in which a lid 118 is mounted on an upper open end surface, and a bottom surface facing the internal space S for applying a driving voltage to the piezoelectric vibrating reed 120. Electrodes 112, 112 are provided. Then, for example, conductive adhesives 114, 114 are applied on the electrodes 112, 112, and the base 120a of the piezoelectric vibrating reed 120 is placed on the conductive adhesives 114, 114. Thus, the piezoelectric vibrator 100 supports and fixes a part of the base 120 a of the piezoelectric vibrating piece 120 to the package 110 via the conductive adhesives 114 and 114.
[0004]
The piezoelectric vibrating piece 120 is formed of, for example, a quartz substrate. In this case, the piezoelectric vibrating piece 120 has a pair of vibrating arms 122 and 124 extending in parallel from the base 120a, and the vibrating arms 122 and 124 have long grooves 130 respectively extending in the longitudinal direction. , 130 are formed in a so-called tuning fork type piezoelectric vibrating reed.
At the base portion 120a of the piezoelectric vibrating reed 120, at portions where it comes into contact with the conductive adhesives 114, 114, extraction electrodes 116, 116 for transmitting a driving voltage are formed. , 124 are electrically connected to excitation electrodes (not shown) provided on the respective electrodes.
[0005]
In this way, the piezoelectric vibrator 100 is applied to each of the vibrating arms 122 and 124 via the electrodes 112 and 112, the conductive adhesives 114 and 114, the extraction electrodes 116 and 116, and the excitation electrodes (not shown). A predetermined drive voltage is applied alternately, and the vibrating arms 122 and 124 vibrate in the horizontal direction (x and y directions shown in FIG. 21). Then, a signal having a predetermined vibration frequency is extracted from the piezoelectric vibrating piece 120.
[0006]
[Patent Document 1] JP-A-2001-329552
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, the voltages applied to the vibrating arms 122 and 124 have opposite phases as shown in FIGS. 24A and 24B, respectively. Therefore, if it has an ideal shape, the vibration of the vibrating arm 122 and the vibration of the vibrating arm 124 will be at least at the center CL in the short direction of the base portion 120a equidistant from the vibrating arms 122 and 124, respectively. Cancel each other, and no vibration leakage occurs.
[0008]
However, the above-described piezoelectric vibrating reed 120 is manufactured by, for example, etching, and the vibrating arms 122 and 124 are extremely small and thin. Therefore, as shown in FIG. It is extremely difficult to accurately form the long grooves 130, 130 provided in the 122, 124. For this reason, it is difficult for the vibrating arms 122 and 124 to make ideal vibrations in the horizontal direction, and vibrations in the vertical direction (z direction shown in FIG. 21) are applied. Resulting in.
[0009]
Therefore, the vibrations of the vibrating arms 122 and 124 are transmitted to the portions of the base 120a fixed by the conductive adhesives 114 and 114, and so-called vibration leakage occurs. The vibration leakage has a great effect on the vibration characteristics of the piezoelectric vibrating piece 120. That is, if there is vibration leakage, vibrations also occur in the portions of the base 120a fixed by the conductive adhesives 114, 114, so that the crystal impedance value (hereinafter, referred to as “CI value”) increases. Comes up.
[0010]
Further, if the base 120a is made longer, such an adverse effect can be prevented. However, if the base 120a is made longer, the size of the piezoelectric vibrating reed 120 cannot be reduced.
In addition, with the miniaturization of the piezoelectric vibrating reed 120, it is extremely difficult to form the vibrating arms 122 and 124 in the same shape for each product. In contrast, the CI value varies for each of the manufactured piezoelectric vibrating reeds 120.
[0011]
An object of the present invention is to solve the above-described problems. Even when the piezoelectric vibrating piece is formed in a small size, by preventing vibration leakage of the piezoelectric vibrating reed, it is possible to suppress variations in the CI value quality and the like of the product, and provide an excellent It is an object of the present invention to provide a piezoelectric device having vibration characteristics, a mobile phone device and an electronic device using the piezoelectric device.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric vibrating reed having a pair of vibrating arms extending in parallel from a base, and each of the pair of vibrating arms having a long groove extending along a longitudinal direction, A package accommodating the piezoelectric vibrating reed therein by supporting and fixing a part of the base via an adhesive, wherein the base has a uniform thickness, and This is achieved by a piezoelectric device in which a hole is provided in a region between a portion fixed by an agent and the vibrating arm.
[0013]
According to the configuration of the first aspect, the piezoelectric device has a pair of vibrating arms extending in parallel from the base, and each of the pair of vibrating arms is formed with a long groove extending in the longitudinal direction. And a package for accommodating the piezoelectric vibrating reed therein by supporting and fixing a part of the base via an adhesive. Therefore, the pair of vibrating arms that are not fixed to the package vibrate when a predetermined voltage is applied, and the vibration is transmitted to the base.
However, the base has a uniform thickness, and a hole is provided in a region between the portion fixed by the adhesive and the vibrating arm. Then, the periphery of the hole becomes a structurally weak portion, and the stress of the base generated by the vibration transmitted from the resonating arm concentrates on the periphery of the hole, and the stress is reduced at the portion fixed by the adhesive of the base. . For this reason, it is possible to effectively prevent the vibration from leaking into a portion fixed by the adhesive at the base.
Therefore, even if the piezoelectric device is formed in a small size, by preventing the vibration leakage of the piezoelectric vibrating reed, the variation in the CI value quality of the product is suppressed, and a piezoelectric device having excellent vibration characteristics and a mobile phone using the piezoelectric device are provided. Equipment and electronic equipment can be provided.
[0014]
A second invention is characterized in that, in the configuration of the first invention, the hole is formed near a base of each of the plurality of vibrating arms.
According to the configuration of the second aspect, the hole is formed near the base of each of the plurality of vibrating arms. For this reason, since the vibration of the vibrating arm is transmitted to the base through the base of each of the plurality of vibrating arms, the stress generated by the vibration of the vibrating arm can be more easily concentrated around the hole, and the vibration other than the hole in the base can be easily achieved. It is possible to effectively prevent the vibration from escaping to the part.
[0015]
In a third aspect based on the configuration of the first aspect, the hole is provided along the short direction so as to leave a narrow frame on both side walls in the short direction of the piezoelectric vibrating piece. Characterized by the following.
For this reason, similarly to the first invention, the thin frame portion of the base becomes a structurally weak portion, and stress is more concentrated around the thin frame. Therefore, compared to the first aspect, it is possible to prevent the vibration from leaking to a portion fixed by the adhesive at the base.
[0016]
A fourth invention is characterized in that, in the constitution of the third invention, a plurality of the long holes are formed.
Then, the stress at the base caused by the vibration of the vibrating arm is more concentrated around the plurality of slots than in the third aspect. For this reason, since the stress in the entire base is constant, the stress in the portion fixed by the adhesive becomes relatively small. Therefore, compared to the third aspect, it is possible to more effectively prevent the vibration from leaking from the base to the portion fixed by the adhesive.
[0017]
A fifth invention is characterized in that, in the configuration according to any one of the first to fourth inventions, the hole penetrates in a thickness direction of the base.
For this reason, the periphery of the hole is a structurally weaker portion than in the first to fourth aspects of the invention, and the stress generated by the vibration of the vibrating arm is more concentrated around the hole. Therefore, it is possible to more effectively prevent the vibration from leaking to the portion fixed by the adhesive at the base.
[0018]
A sixth invention is characterized in that, in the configuration according to any one of the first to fourth inventions, the hole is a bottomed hole.
Therefore, the rigidity of the base can be increased as compared with the fifth aspect. Therefore, it is possible to effectively prevent the base of the piezoelectric vibrating piece from swinging due to, for example, a drop of the piezoelectric device, and to reduce the influence on the vibration characteristics of the vibrating arm.
[0019]
A seventh invention is characterized in that, in the configuration of the sixth invention, the bottomed hole is provided on a front surface and a back surface of the base.
For this reason, the stress generated by the vibration of the vibrating arm is concentrated around the bottomed holes provided on the front surface and the back surface of the base, and compared with the sixth invention, the stress is fixed to the portion of the base fixed by the adhesive. Vibration is hardly transmitted.
[0020]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric vibrating reed having a pair of vibrating arms extending in parallel from a base, and each of the pair of vibrating arms being formed with a long groove extending in a longitudinal direction. A cellular phone device which obtains a control clock signal by a piezoelectric device comprising: a package for accommodating the piezoelectric vibrating reed by supporting and fixing a part of the base via an adhesive. Wherein the base portion of the piezoelectric device has a uniform thickness, and is achieved by a mobile phone device in which a hole is provided in a region between the portion fixed by the adhesive and the vibrating arm. .
[0021]
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric vibrating reed having a pair of vibrating arms extending in parallel from a base, and each of the pair of vibrating arms being formed with a long groove extending in a longitudinal direction. And a package in which a part of the base is supported and fixed via an adhesive, and a package for accommodating the piezoelectric vibrating reed is provided to obtain a control clock signal by a piezoelectric device. The base of the piezoelectric device is achieved by an electronic device having a uniform thickness and a hole provided in a region between the portion fixed by the adhesive and the vibrating arm.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Note that the embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, and therefore, various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. It is not limited to these forms unless otherwise stated.
[0023]
FIG. 1 is a schematic perspective view of, for example, a piezoelectric vibrator 30 as a piezoelectric device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the piezoelectric vibrator 30 taken along the line CC. 3 is a plan view of the piezoelectric vibrating reed 32, FIG. 4 is a sectional view taken along line DD of FIG. 3, and FIG. 5 is a sectional view taken along line FF of FIG.
In these drawings, the piezoelectric vibrator 30 accommodates a piezoelectric vibrating piece 32 in a package 36.
[0024]
The package 36 is formed, for example, by stacking a plurality of substrates formed by molding an aluminum oxide ceramic green sheet as an insulating material, and then sintering. That is, as shown in FIG. 2, in this embodiment, the package 36 is formed by stacking a first laminated substrate 36a and a second laminated substrate 36b from below. Then, by forming a predetermined hole inside the second laminated substrate 36b, when the second laminated substrate 36b is laminated on the first laminated substrate 36a, a predetermined internal space for accommodating the piezoelectric vibrating reed 32 is formed. S1 is formed.
Further, a lid 39 is joined to an open end face 36c at the open upper end of the package 36 via a brazing material 38 such as low-melting glass, for example, so that the package 36 is sealed.
[0025]
In the inner space S1 of the package 36, near the left end in FIG. 2, the first laminated substrate 36a serving as a base exposed to the inner space S1 and serving as a bottom is provided with an electrode portion 31 plated with Au or Ni. , 31 are formed. The electrode portions 31, 31 are connected to the outside and supply a drive voltage, and are formed at predetermined intervals in contact with the longitudinal side surface in the internal space S1, as shown in FIG. Have been.
[0026]
An adhesive, for example, a conductive adhesive 43, 43 is applied on the electrode portions 31, 31 spaced apart from each other by a predetermined distance. As the conductive adhesives 43, 43, an epoxy-based or polyimide-based or silicone-based conductive material in which conductive particles such as silver fine particles are added to a synthetic resin agent as an adhesive component exhibiting a bonding force. An adhesive or the like can be used.
[0027]
An end (left end in FIG. 2) 51b of the base 51 on the side opposite to the vibrating arms 34, 35, and the vicinity of both ends in the width direction of the base 51 is opposed to the conductive adhesives 43, 43. Thus, the piezoelectric vibrating reed 32 is placed.
In this manner, a part of the base 51 of the piezoelectric vibrating reed 32 is supported and fixed to the package 36 via the conductive adhesives 43, 43, and the electrodes 31, 31 provided on the package 36 are A drive voltage is supplied to the piece 32.
[0028]
The piezoelectric vibrating reed 32 is made of, for example, quartz, and a piezoelectric material such as lithium tantalate or lithium niobate can be used instead of quartz. In the case of the present embodiment, the piezoelectric vibrating reed 32 is formed in a small size, and has a shape shown in particular in order to obtain necessary performance.
That is, the piezoelectric vibrating reed 32 includes a pair of vibrating arms 34, 35 extending in parallel from the base 51, which is fixed to the package 36 by the conductive adhesives 43, toward the right in FIG. A so-called tuning-fork type piezoelectric vibrating reed, which has a shape like a tuning fork as a whole, is used.
[0029]
As shown in FIGS. 1 to 3, the vibrating arms 34, 35 are provided with long grooves 90, 90 extending along the longitudinal direction of the piezoelectric vibrating reed 32, respectively. As shown in FIG. 4, the long grooves 90, 90 are provided on the upper and lower surfaces of the vibrating arms 34, 35, and the vibrating arms 34, 35 provided with the long grooves 90, 90 have a substantially H-shaped cross section. . By providing such long grooves 90, 90, as shown in FIG. 4, thin portions are formed in the vibrating arms 34, 35, and the electric field in the vibrating arms 34, 35 is increased in the thickness direction E along with the efficiency. Since this occurs well, the electric field efficiency of the piezoelectric vibrating piece 32 can be increased. Therefore, by providing the long grooves 90, 90, the crystal impedance value (hereinafter, referred to as “CI value”) of the piezoelectric vibrating reed 32 can be suppressed. Therefore, the CI value of the piezoelectric vibrating reed 32 is formed so as to have the same CI value as that of the conventional piezoelectric vibrating reed, and the lengths of the vibrating arms 34 and 35 are shortened. Can be downsized.
[0030]
As shown in FIGS. 1 and 2, the base 51 has a front surface and a back surface (in FIG. 2, a surface mainly contacting the conductive adhesives 43, 43) formed in parallel, and has a uniform thickness. Has become. As shown in FIG. 3, the base portion 51 has symmetrical end faces 51 a, 51 a in the short direction of the piezoelectric vibrating reed 32, and the end faces 51 a, 51 a are in the longitudinal direction of the piezoelectric vibrating reed 32. The portion where the vibrating arms 34 and 35 intersect with the opposite end surface 51b is vertical. In the vicinity 51c where the end faces 51a, 51a and the vibrating arms 34, 35 intersect, the width of the base 51 becomes narrower toward the vibrating arms 34, 35.
In such a base 51, the extraction electrodes 26 for transmitting the drive voltage are provided at locations 52, 52 (the locations indicated by oblique lines in FIG. 2) fixed to the piezoelectric vibrating reed 32 by the conductive adhesives 43, 43. , 26 are provided.
[0031]
Here, as shown in FIGS. 1 to 3, the base portion 51 is provided at locations 52, 52 fixed by the conductive adhesives 43, 43, that is, in regions between the extraction electrodes 26, 26 and the vibrating arms 34, 35. Are formed with a plurality of holes 60.
The holes 60, 60 are holes for effectively preventing the vibration of the vibrating arms 34, 35 from being transmitted to portions 52, 52 fixed by the conductive adhesives 43, 43 of the base 51.
[0032]
Specifically, as shown in FIG. 3, the holes 60, 60 are formed near the bases of the pair of vibrating arms 34, 35 in the base 51 having a uniform thickness. The holes 60, 60 are round holes, and are formed as through holes penetrating in the thickness direction of the base 51, as shown in FIG.
That is, around the holes 60 provided in the base 51, the base 51 is a structurally weak portion. For this reason, the stress of the base generated by the vibration transmitted from the vibrating arms 34, 35 concentrates around the holes 60, 60, and the portions 52, 52 fixed by the conductive adhesives 43, 43 of the base 51. , Stress is reduced.
[0033]
Further, since the holes 60, 60 are formed at the roots of the vibrating arms 34, 35, conductive holes near the holes 60, 60 and the end 51 b of the base 51 opposite to the vibrating arms 34, 35 are provided. The distance W1 between the portions 52, 52 fixed by the adhesives 43, 43 is large. Then, the stress decreases as the distance from the location where the stress is concentrated increases, so that the stress of the locations 52, 52 fixed by the conductive adhesives 43, 43 of the base 51 can be reduced.
[0034]
In addition, since the vibrations of the vibrating arms 34 and 35 are transmitted to the base 51 through the respective bases, the holes 60 and 60 are formed near the bases of the vibrating arms 34 and 35, so that the vibrations can be further reduced. It is easy to concentrate around the holes 60, 60, and it is possible to effectively prevent the vibration from escaping to a portion other than the holes 60, 60 of the base 51.
[0035]
FIG. 6 is a diagram showing the measured values of CI of a plurality of manufactured piezoelectric vibrators for a conventional piezoelectric vibrator. FIG. 7 shows the results of measuring the vibration arms 34 and 35 of the plurality of piezoelectric vibrators 30 as described above. It is the figure which formed the penetrating round hole 60 near each root, and measured CI value.
As shown in FIG. 6, when the CI value of a plurality of conventional piezoelectric vibrators was measured, the CI value varied for each product centering on 70 kΩ was measured, and the standard deviation was 18.0 kΩ. The reason why the CI value varies as described above is that it is difficult to form each product identically with the downsizing of the piezoelectric vibrator, and furthermore, the size of the portion fixed by the conductive adhesive at the base is also limited. This is because the state of vibration leakage differs from product to product due to variation.
[0036]
However, as shown in FIG. 7, the CI values of the plurality of piezoelectric vibrators 30 having the penetrating round holes 60 formed near the bases of the vibrating arms 34 and 35 as in the present embodiment were measured. However, a relatively small CI value was measured around 40 kΩ, and the standard deviation was confirmed to be 1.6 kΩ. In other words, even if the shape of each product is different and the sizes of the portions 52, 52 fixed by the conductive adhesive 43, 43 of the base 51 vary, the vibrations from the vibrating arms 34, 35 are not affected. Since there is no leakage to the portions 52, 52 fixed by the conductive adhesives 43, 43 of the base 51, variations in the CI value can be suppressed.
[0037]
The first embodiment of the present invention is configured as described above. Therefore, even if the piezoelectric vibrator 30 is formed in a small size and the shapes of the vibrating arms 34 and 35 vary from product to product, the vibrations from the vibrating arms 34 and 35 cause the conductive adhesives 43 and 43 of the base 51 to be vibrated. Thus, the piezoelectric device 30 can be effectively prevented from leaking to the fixed portions 52, 52, and has a small CI value variation for each product and has excellent vibration characteristics.
The holes 60, 60 are formed as round holes at the bases of the vibrating arms 34, 35, and are fixed at the locations 52, 52 of the base 51 with the conductive adhesives 43, 43 and the vibrating arms 34, 35. The hole is not limited to this as long as the stress can be concentrated in a region between them, and may be, for example, a polygonal through hole as shown in FIG.
[0038]
FIGS. 9 and 10 show a first modified example according to the first embodiment of the present invention. FIG. 9 is a plan view of a piezoelectric vibrating piece 70 which is a characteristic part of the piezoelectric device. FIG. 10 is a sectional view taken along line GG of FIG. 9.
In these drawings, the same components as those of the piezoelectric vibrator 30 shown in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
[0039]
The piezoelectric vibrating reed 70 differs from the first embodiment only in that the shape and the like of the holes provided in the base 51 are changed.
That is, the holes provided in the base portion 51 are formed by the long holes 62 provided along the short direction so as to leave the thin frames 54 on the side walls 51a, 51a in the short direction of the piezoelectric vibrating piece 70. Have been. The elongated hole 62 is a through hole as shown in FIG.
[0040]
The first modified example according to the first embodiment is configured as described above, and therefore exhibits the same operation and effect as the first embodiment. Furthermore, compared to the first embodiment, the narrow frames 54, 54 are structurally weaker portions of the base 51, so that stress is more concentrated around the narrow frames 54, 54. Therefore, compared to the first invention, it is possible to prevent the vibration from leaking to the portions 52, 52 fixed by the conductive adhesives 43, 43 of the base 51.
[0041]
FIGS. 11 and 12 show a second embodiment of the present invention. FIG. 11 is a plan view of a piezoelectric vibrating reed 72 which is a characteristic part of the piezoelectric device. FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along the line H.
In these drawings, the same components as those of the piezoelectric vibrator 30 shown in FIGS. 1 to 10 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
The piezoelectric vibrating reed 72 differs from the first embodiment only in that the shape and the like of the holes provided in the base 51 are changed.
[0042]
That is, as shown in FIG. 11, a plurality of holes 64, 64 are formed on the base 51 of the piezoelectric vibrating reed 72 near the roots of the vibrating arms 34, 35. In FIG. 12, the holes 64 are not penetrated and have a bottom. In FIGS. 11 and 12, the bottomed holes 64, 64 are provided on the front side (the surface to which the conductive adhesives 43, 43 are not attached), but may be provided on the back side. Of course it is good.
[0043]
The second embodiment is configured as described above. Therefore, the same operation and effect as those of the first embodiment can be exhibited, and the rigidity of the base 51 can be increased. Accordingly, it is possible to effectively prevent the base portion 51 of the piezoelectric vibrating piece 72 from swinging due to the drop of the piezoelectric device 30. Therefore, the influence on the vibration characteristics of the vibrating arms 34 and 35 due to unnecessary vibration of the base 51 can be reduced.
[0044]
In addition, the long holes 62 (provided along the lateral direction so as to leave the thin frames 54, 54 on the side walls 51a, 51a side of the base 51 shown in the first modification of the first embodiment). Also, as shown in FIG. 9, the base 51 may be formed with a bottom as shown in FIG.
[0045]
FIGS. 14 and 15 show a first modification of the second embodiment of the present invention. FIG. 14 is a plan view of a piezoelectric vibrating piece 74 which is a characteristic part of the piezoelectric device. FIG. 18 is a sectional view taken along line JJ of FIG. 14.
In these drawings, the same components as those of the piezoelectric vibrating reed 72 in FIGS. 11 and 12 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
The piezoelectric vibrating reed 74 differs from the second embodiment only in that the shape and the like of the holes provided in the base 51 are changed.
[0046]
That is, as shown in FIGS. 14 and 15, a plurality of bottomed holes 66 a, 66 a are provided on the back surface (conductive portion) of the base 51 of the piezoelectric vibrating piece 74 near the roots of the vibrating arms 34, 35. A plurality of bottomed holes 66b, 66b are formed on the surface on which the adhesive 43, 43 is mainly attached) so as to face each other. Each of the bottomed holes 66a, 66a, 66b, 66b has the same depth and opening area as the hole 64 in the second embodiment, and has a bottom surface of the bottomed holes 66a, 66a on the front surface side and a back surface. A certain interval is formed between the bottoms 53, 53 of the side bottomed holes 66b, 66b so that the base 51 can maintain a certain strength.
[0047]
The first modification of the second embodiment of the present invention is configured as described above. Therefore, the bottom surfaces of the bottomed holes 66a, 66a on the front side and the bottomed holes 66b, 66b, Structurally weak portions can be formed in the spaces 53 between the bottom surface of the base 66b. Therefore, the rigidity of the base 51 can be increased as compared with the first embodiment, and the vibration 52 can be more securely fixed by the conductive adhesives 43 and 43 of the base 51 than in the second embodiment. 52 can be prevented from leaking.
[0048]
In addition, the long holes 62 (provided along the lateral direction so as to leave the thin frames 54, 54 on the side walls 51a, 51a side of the base 51 shown in the first modification of the first embodiment). 9 (see FIG. 9), the base 51 may be formed so as to provide bottomed holes 62 on the front and back surfaces as shown in FIG.
[0049]
17 and 18 show a third embodiment of the present invention. FIG. 17 is a plan view of a piezoelectric vibrating piece 76 which is a characteristic part of the piezoelectric device, and FIG. It is a K-line cut end view.
In these drawings, the same components as those of the piezoelectric vibrator 30 shown in FIGS. 1 to 16 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
This piezoelectric vibrating piece 76 is different from the other embodiments only in that the shape and the like of the holes provided in the base 51 are changed.
[0050]
That is, as shown in FIG. 17, the base 51 is provided along the short direction so as to leave the thin frames 54 on the side walls 51 a of the piezoelectric vibrating reed 76 in the short direction. Are formed. In FIG. 17, the plurality of long holes 68 are formed such that the distance W2 between the long holes 68 is equal to or less than the width W3 of the narrow frames 54. As shown in FIG. 18, the long holes 68 are not penetrated and are formed with a bottom.
[0051]
The third embodiment is configured as described above, whereby the stress at the base caused by the vibration of the vibrating arms 34, 35 is concentrated on the thin frames 54, 54, which are structurally weak portions of the base 51. Are concentrated between the long holes 68, 68, which are structurally weaker portions equal to or smaller than the narrow frames 54, 54. Therefore, for example, compared with the piezoelectric vibrator in which the bottomed long hole 62 shown in FIG. 13 is provided at one place, the vibration leaks to the places 52, 52 fixed by the conductive adhesives 43, 43 of the base 51. Can be more effectively prevented.
As shown in FIG. 19, the elongated holes 68 with a bottom may be provided on the front surface and the back surface (the surface to which the conductive adhesives 43 are mainly attached) of the base portion 51, of course. .
[0052]
FIG. 20 is a diagram illustrating a schematic configuration of a digital mobile phone device 300 as an example of an electronic apparatus using the piezoelectric device according to the above-described embodiment of the present invention.
In the figure, a microphone 308 for receiving the voice of the sender and a speaker 309 for outputting the received content as a voice output are provided. A controller 301 is provided.
The controller 301 controls an information input / output unit 302 including an LCD as an image display unit and operation keys for inputting information, and an information storage unit 303 including a RAM and a ROM, in addition to modulation and demodulation of transmission / reception signals. Is to be performed. Therefore, for example, the piezoelectric device 30 is attached to the controller 301, and the output frequency is used as a clock signal suitable for the control content by a predetermined frequency dividing circuit (not shown) built in the controller 301. Have been to be. The piezoelectric device 30 attached to the controller 301 is not limited to the piezoelectric device 30 alone, but may be an oscillator combining the piezoelectric device 30 with a predetermined frequency dividing circuit or the like.
The controller 301 is further connected to a temperature-compensated crystal oscillator (TCXO) 305, and the temperature-compensated crystal oscillator 305 is connected to a transmitting unit 307 and a receiving unit 306. Thus, even if the basic clock from the controller 301 fluctuates when the environmental temperature changes, it is corrected by the temperature-compensated crystal oscillator 305 and provided to the transmission unit 307 and the reception unit 306.
[0053]
As described above, by using the piezoelectric vibrator 30 according to the above-described embodiment in an electronic device such as the digital cellular phone device 300, it is possible to prevent vibration leakage of the piezoelectric vibrating reed and provide excellent vibration characteristics. The size of the piezoelectric device thus obtained can be reduced, which contributes to downsizing of the entire digital cellular phone device 300.
[0054]
The invention is not limited to the embodiments described above. Each configuration of each embodiment can be appropriately combined with each other or omitted, and can be combined with another configuration (not shown).
The piezoelectric device of the present invention can be applied to any device including a piezoelectric oscillator, a piezoelectric oscillator, a filter, and the like, regardless of their names, as long as the package includes a piezoelectric oscillator and electronic components connected thereto. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of, for example, a piezoelectric vibrator which is a piezoelectric device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line CC of FIG. 1;
FIG. 3 is a plan view of the piezoelectric vibrating reed according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view taken along line DD of FIG. 3;
FIG. 5 is a sectional view taken along line FF of FIG. 3;
FIG. 6 is a diagram showing CI values of a plurality of manufactured piezoelectric vibrators measured for a conventional piezoelectric vibrator.
FIG. 7 is a diagram in which, for a plurality of piezoelectric vibrators, a penetrating round hole is formed near the base of each vibrating arm, and a CI value is measured.
FIG. 8 is a diagram in which a through hole provided in a piezoelectric vibrating piece is polygonal.
FIG. 9 is a first modified example according to the first embodiment of the present invention, and is a plan view of a piezoelectric vibrating reed that is a characteristic part of the piezoelectric device.
FIG. 10 is a sectional view taken along the line GG of FIG. 9;
FIG. 11 is a plan view of a piezoelectric vibrating reed which is a characteristic part of the piezoelectric device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a sectional view taken along line HH of FIG. 11;
FIG. 13 is a diagram in which a base is cut in a width direction at a portion of a long hole provided along a short direction so as to leave a thin frame on both side walls of the base.
FIG. 14 is a plan view of a piezoelectric vibrating reed, which is a first modification of the second embodiment of the present invention and is a characteristic part of a piezoelectric device.
FIG. 15 is a sectional view taken along line JJ of FIG. 14;
FIG. 16 is a view in which a base is cut in a width direction at a portion of a long hole provided along a short direction so as to leave a narrow frame on both side walls of the base.
FIG. 17 is a plan view of a piezoelectric vibrating reed which is a characteristic part of a piezoelectric device according to a third embodiment of the present invention.
18 is a sectional view taken along the line KK of FIG.
FIG. 19 is a diagram in which the holes of FIG. 18 are provided on the front surface and the back surface.
FIG. 20 is a diagram showing a schematic configuration of a digital mobile phone device as an example of an electronic apparatus using the piezoelectric device according to each embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a plan view of a conventional piezoelectric device, for example, a piezoelectric vibrator.
FIG. 22 is a sectional view taken along line AA of FIG. 21;
FIG. 23 is a graph showing a voltage applied to each vibrating arm.
FIG. 24 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 21;
[Explanation of symbols]
Reference numeral 30 denotes a piezoelectric vibrator, 36 denotes a package, 31 denotes an electrode portion, 43 denotes a conductive adhesive, 32, 70, 72, 74, 76,. 35 ... vibrating arm, 51 ... base, 60, 62, 64, 66a, 66b, 68 ... hole, 26 ... extraction electrode.

Claims

A piezoelectric vibrating reed having a pair of vibrating arms extending in parallel from the base, each of which has a long groove extending in the longitudinal direction, and supporting a part of the base via an adhesive; A piezoelectric device comprising: a package for fixing the piezoelectric vibrating reed therein so as to be fixed,
The piezoelectric device according to claim 1, wherein the base has a uniform thickness, and a hole is provided in a region between the portion fixed by the adhesive and the vibrating arm.

2. The piezoelectric device according to claim 1, wherein the hole is formed near a root of each of the plurality of vibrating arms. 3.

The said hole is formed by the long hole provided along the said short direction so that a narrow frame may be left on the both side walls side of the short direction of the said piezoelectric vibrating piece. 6. The piezoelectric device according to item 1.

The piezoelectric device according to claim 3, wherein a plurality of the long holes are formed.

The piezoelectric device according to claim 1, wherein the hole penetrates in a thickness direction of the base.

The piezoelectric device according to claim 1, wherein the hole is a bottomed hole.

The piezoelectric device according to claim 6, wherein the bottomed hole is provided on a front surface and a back surface of the base.

A piezoelectric vibrating reed having a pair of vibrating arms extending in parallel from the base, each of which has a long groove extending in the longitudinal direction, and supporting a part of the base via an adhesive; A cellular phone device configured to obtain a control clock signal by a piezoelectric device including a package that fixes the piezoelectric vibrating reed therein so as to be fixed,
The base of the piezoelectric device,
A mobile phone device having a uniform thickness, wherein a hole is provided in a region between the portion fixed by the adhesive and the vibrating arm.

A piezoelectric vibrating reed having a pair of vibrating arms extending in parallel from the base, each of which has a long groove extending in the longitudinal direction, and supporting a part of the base via an adhesive; An electronic device configured to obtain a control clock signal by a piezoelectric device including a package that accommodates the piezoelectric vibrating reed therein, so as to be fixed,
The base of the piezoelectric device,
An electronic device having a uniform thickness, wherein a hole is provided in a region between the portion fixed by the adhesive and the vibrating arm.