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壓電振動片及壓電振動器的制作方法

文檔序號:11435817閱讀:405來源:國知局
壓電振動片及壓電振動器的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及壓電振動片及壓電振動器,具體涉及使振動臂部激振的激振電極。



背景技術(shù):

例如,在便攜電話、便攜信息終端設(shè)備等的電子設(shè)備中,作為用于時刻源、控制信號等的定時源、參考信號源等的器件,使用利用了石英等的壓電振動器。

作為這種壓電振動器,已知如專利文獻1所示,在由封裝件和蓋體形成的空腔內(nèi)氣密密封壓電振動片的壓電振動器。

圖6示出對于現(xiàn)有的一般壓電振動片600的構(gòu)造的、立體圖(a)和從p-p截面開始的立體圖(b)。

如圖6(a)、(b)所示,壓電振動片600具備:利用壓電材料來形成的既定長度的基部800;以及從基部800并排延伸的一對振動臂700a、b。

在兩振動臂700a、b的主面(表面/背面)形成有沿振動臂的長邊方向延伸的槽720a、b,并且形成有對該主面和側(cè)面施加驅(qū)動用的電壓的2個系統(tǒng)的電極910、920。

電極910、920的形成是通過蒸鍍或濺射來對包括槽720a、b內(nèi)的壓電振動片600的整體成膜電極材料的。而且利用光刻來除去圖6的不存在斜線的部分,從而分割電極910和電極920。

這樣形成的壓電振動片600,通過對電極910和電極920施加不同系統(tǒng)的電壓,使兩振動臂700a、b互相振動。

此外,壓電振動片600因為來自其被搭載的電子設(shè)備側(cè)的要求而小型化。隨著該壓電振動片600的小型化,振動臂700a、b的寬度w0也越來越窄。

另一方面,一直以來電極910和電極920的間隔w5仍為6~7μm左右。

因此,形成在振動臂700a、b的主面(背面/表面)的電極910、920的寬度w變窄,結(jié)果出現(xiàn)有助于振動的(壓電效應(yīng)變好)電極部分的面積變小的問題。

此外,振動臂700a、b的寬度w0變窄,相應(yīng)地也能縮小槽720a、b的寬度,但是對于寬度w0為10μm以下的振動臂700a、b,ci值會增大,因此并不優(yōu)選縮小槽寬度。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2005-81501號公報。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

發(fā)明要解決的課題

本發(fā)明目的在于針對壓電振動片的小型化,更大地確保有助于振動的電極部分的面積。

用于解決課題的方案

(1)在權(quán)利要求1所述的發(fā)明中,提供一種壓電振動片,其特征在于,具備:基部;從所述基部并排延伸設(shè)置的一對振動臂部;配置在所述振動臂部的外周面的第1激振電極;以及配置在所述振動臂部的外周面的第2激振電極,在所述振動臂部的對置的兩個主面形成的所述第1激振電極與所述第2激振電極的電極分割寬度w1為1μm<w1<3μm。

(2)在權(quán)利要求2所述的發(fā)明中,提供一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電振動片,其特征在于:在所述振動臂部的所述兩個主面,沿著其長邊方向形成有槽部,在將形成在所述振動臂部的側(cè)面和所述槽部的內(nèi)側(cè)面的堤部的寬度設(shè)為w0的情況下,在所述堤部形成在所述主面的所述第1激振電極與所述第2激振電極的電極分割寬度w1為w1<w0。

(3)在權(quán)利要求3所述的發(fā)明中,提供一種根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電振動片,其特征在于:所述堤部的寬度w0形成為約3μm。

(4)在權(quán)利要求4所述的發(fā)明中,提供一種根據(jù)權(quán)利要求1、權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的壓電振動片,其特征在于:至少在所述堤部的、形成在所述主面上的所述第1激振電極和所述第2激振電極被絕緣膜覆蓋。

(5)在權(quán)利要求5所述的發(fā)明中,提供一種根據(jù)權(quán)利要求1、權(quán)利要求2、權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的壓電振動片,其特征在于:所述振動臂部各自以所述振動臂部的主面的寬度從所述振動臂部的前端側(cè)的中途向所述基部側(cè)逐漸變寬的方式,傾斜地形成所述振動臂部的兩側(cè)面。

(6)在權(quán)利要求6所述的發(fā)明中,提供一種根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電振動片,其特征在于:在所述傾斜的兩側(cè)面之中與另一振動臂部對置的內(nèi)側(cè)側(cè)面寬度逐漸變寬至所述基部,并且在所述傾斜的兩側(cè)面之中位于外側(cè)的外側(cè)側(cè)面寬度逐漸變寬至到達所述基部的中途,從所述中途到所述基部為止形成為與所述基部的側(cè)面同一平面。

(7)在權(quán)利要求7所述的發(fā)明中,提供一種根據(jù)權(quán)利要求1到權(quán)利要求6中的任一項權(quán)利要求所述的壓電振動片,其特征在于:具備在所述振動臂部的外側(cè)并排并從所述基部延伸設(shè)置的、安裝用的一對支撐臂部。

(8)在權(quán)利要求8所述的發(fā)明中,提供一種壓電振動器,其特征在于,具備:包括安裝部的封裝件;以及經(jīng)由接合材料安裝在所述安裝部的、權(quán)利要求1至權(quán)利要求7中的任一項權(quán)利要求所述的壓電振動片。

發(fā)明效果

依據(jù)本發(fā)明,由于在振動臂部的對置的兩個主面形成的第1激振電極與第2激振電極的電極分割寬度w為1μm<w1<3μm,所以能夠更大地確保有助于振動的電極部分的面積。

附圖說明

圖1是壓電振動器的外觀立體圖。

圖2是壓電振動器的分解立體圖。

圖3是表示壓電振動片的結(jié)構(gòu)和壓電振動器的截面的圖。

圖4是對于形成在振動臂部的激振電極和激振電極的間隔的說明圖。

圖5是表示壓電振動片的側(cè)截面的說明圖。

圖6是對于現(xiàn)有的壓電振動片的構(gòu)造的說明圖。

具體實施方式

以下,參照圖1至圖5,對本發(fā)明的壓電振動片及壓電振動器中的合適的實施方式進行詳細說明。

(1)實施方式的概要

本實施方式的壓電振動片6為音叉形的壓電振動片,從基部8延伸設(shè)置有一對振動臂部7,并且具備從基部8在振動臂部7的兩外側(cè)并排地延伸設(shè)置的支撐臂部9。在一對振動臂部7的長邊方向,在該主面(背面/表面)形成有一定寬度的槽部72。

在構(gòu)成振動臂部7的外周面的側(cè)面和主面、槽部72內(nèi),形成有作為第1激振電極、第2激振電極而發(fā)揮功能的、不同的2個系統(tǒng)的激振電極91、92。

在本實施方式中,在設(shè)形成在振動臂部7的側(cè)面和槽部72的側(cè)面的堤部的寬度為w0、形成在振動臂部7的主面上的激振電極91和激振電極92的間隔為電極分割寬度w1的情況下,以使電極分割寬度w1成為1μm<w1<3μm的范圍、w0>w1的方式形成。

這樣,通過使電極分割寬度w1比3μm窄,能夠擴大形成在振動臂部7的主面上(堤部上)的激振電極91、92的寬度。由此,能夠增大有助于振動的電極部分的面積,并能使壓電效應(yīng)良好。

此外,在本實施方式中,使支撐臂部9接合到容納壓電振動片6的封裝件的安裝部,但是也可以適用于不形成支撐臂部而將基部8接合到安裝部的壓電振動器、或在兩振動臂部7之間形成從基部8延伸設(shè)置的1根支撐單臂部并使該支撐單臂部契合到安裝部的形狀的壓電振動片。

另外,在本實施方式中,在振動臂部7的主面(背面/表面)形成有槽部72,但是也能適用于在振動臂部不形成槽部的現(xiàn)有的音叉型的壓電振動片。

(2)實施方式的詳細

[第1實施方式]

圖1是第1實施方式所涉及的、具備壓電振動片的壓電振動器的外觀立體圖。圖2是第1實施方式所涉及的壓電振動器的分解立體圖。

如圖1、2所示,本實施方式的壓電振動器1是具備內(nèi)部具有氣密密封的空腔c的封裝件2、和容納于空腔c內(nèi)的壓電振動片6的陶瓷封裝類型的表面安裝型振動器。

此外,本實施方式的壓電振動器1成為左右對稱的構(gòu)造,因此如振動臂部7a和振動臂部7b那樣,以同一數(shù)字表示對稱配置的兩部分,并且為了區(qū)別兩部分而對一方標注區(qū)別標號a、a,向另一方標注區(qū)別標號b、b后進行說明。但是,雖然適當省略區(qū)別標號并進行說明,但在該情況下視為指各個部分。

壓電振動片6是由石英、鉭酸鋰、鈮酸鋰等的壓電材料形成的、所謂的音叉形的振動片,當施加既定電壓時進行振動。在本實施方式中,以作為壓電材料使用石英而形成的壓電振動片為例子進行說明。

壓電振動片6具備從基部8平行延伸的振動臂部7a、7b和在該振動臂部7a、7b的外側(cè)沿相同方向從基部8延伸的支撐臂部9a、9b,通過該支撐臂部9a、9b被保持在空腔c內(nèi)。對于壓電振動片6的細節(jié)將后述。

封裝件2以大體長方體狀形成。封裝件2具備:封裝件主體3;以及對封裝件主體3接合并且在與封裝件主體3之間形成空腔c的封口板4。

封裝件主體3具備:以互相疊合的狀態(tài)接合的第1基底基板10及第2基底基板11;以及接合到第2基底基板11上的密封圈12。

在第1基底基板10及第2基底基板11的四角,俯視為1/4圓弧狀的缺口部15遍及兩基底基板10、11的厚度方向的整體而形成。這些第1基底基板10及第2基底基板11例如通過將圓片(wafer)狀的陶瓷基板重疊2塊并接合后,以矩陣狀形成貫通兩陶瓷基板的多個通孔,然后,一邊以各通孔為基準一邊以格子狀切斷兩陶瓷基板而制作。此時,通孔被分割成4份,從而成為缺口部15。

此外,設(shè)第1基底基板10及第2基底基板11為陶瓷制,但是作為其具體的陶瓷材料,能夠舉出例如氧化鋁制的htcc(高溫燒成陶瓷:hightemperatureco-firedceramic)、玻璃陶瓷制的ltcc(低溫燒成陶瓷:lowtemperatureco-firedceramic)等。

第1基底基板10的上表面相當于空腔c的底面。

第2基底基板11重疊在第1基底基板10,通過燒結(jié)等來對第1基底基板10結(jié)合。即,第2基底基板11與第1基底基板10被一體化。

此外,如后述那樣在第1基底基板10與第2基底基板11之間,以被兩基底基板10、11夾持的狀態(tài)形成有連接電極24a、24b(未圖示)。

在第2基底基板11形成有貫通部11a。貫通部11a以四角帶有倒角的俯視長方形狀形成。貫通部11a的內(nèi)側(cè)面構(gòu)成空腔c的側(cè)壁的一部分。在貫通部11a的短邊方向上對置的兩側(cè)的內(nèi)側(cè)面,設(shè)有向內(nèi)方突出的安裝部14a、14b。安裝部14a、14b形成在貫通部11a的長邊方向大致中央。安裝部14a、14b以貫通部11a的長邊方向的長度的1/3以上的長度形成。

密封圈12是比第1基底基板10及第2基底基板11的外形小一圈的導電性的框狀部件,與第2基底基板11的上表面接合。具體而言,密封圈12通過利用銀焊料等的焊料材料、焊錫材料等的燒焊來接合到第2基底基板11上,或者,通過對形成在第2基底基板11上(例如,電解鍍、非電解鍍以外,通過蒸鍍、濺射等)的金屬接合層的熔敷等來接合。

作為密封圈12的材料,可舉出例如鎳基合金等,具體而言從科瓦合金、埃林瓦爾合金、因瓦合金、42-合金等選擇即可。特別是,作為密封圈12的材料,優(yōu)選熱膨脹系數(shù)相對接近陶瓷制的第1基底基板10及第2基底基板11的材料。例如,作為第1基底基板10及第2基底基板11,采用熱膨脹系數(shù)6.8×10-6/℃的氧化鋁的情況下,作為密封圈12,優(yōu)選采用熱膨脹系數(shù)5.2×10-6/℃的科瓦合金或熱膨脹系數(shù)4.5~6.5×10-6/℃的42-合金。

封口板4是重疊在密封圈12上的導電性基板,通過對密封圈12的接合,氣密地對封裝件主體3接合。而且,由封口板4、密封圈12、第2基底基板11的貫通部11a、及第1基底基板10的上表面分劃的空間,作為氣密密封的空腔c發(fā)揮功能。

作為封口板4的焊接方法,可舉出例如使輥電極接觸而進行的縫焊、激光焊、超聲波焊等。另外,為了使封口板4與密封圈12的焊接更可靠,優(yōu)選至少在封口板4的下表面和密封圈12的上表面分別形成彼此緊密度良好的鎳、金等的接合層。

此外,在第2基底基板11的安裝部14a、14b的上表面,形成有作為與壓電振動片6的連接電極的一對電極焊盤20a、20b。另外,在第1基底基板10的下表面,沿封裝件2的長邊方向隔開間隔而形成有一對外部電極21a、21b。電極焊盤20a、20b及外部電極21a、21b為例如用蒸鍍、濺射等來形成的單一金屬的單層膜、或不同金屬層疊的層疊膜。

電極焊盤20a、20b和外部電極21a、21b經(jīng)由形成在第2基底基板11的安裝部14a、14b的第2貫通電極22a、22b、形成在第1基底基板10與第2基底基板11之間的連接電極24a、24b(未圖示)、以及形成在第1基底基板10的第1貫通電極23a、23b(未圖示)而彼此分別導通。

另一方面,雖然對詳細后述,但在電極焊盤20a、20b上,沿第1方向d1互相隔離地配置有第1接合材料51a、51b和第2接合材料52a、52b,在長度方向的隔離的2個點接合支撐臂部9a、9b的每一個。

圖3是表示第1實施方式所涉及的壓電振動片6的結(jié)構(gòu)和壓電振動器的截面的圖。

以下,如圖3所示,在與第1基底基板10平行的面上以壓電振動器1的長邊方向為第1方向d1、同面上以與第1方向d1正交的方向(壓電振動器1的短邊方向)為第2方向d2、以與第1方向d1和第2方向d2正交的方向(壓電振動器1的厚度方向)為第3方向d3而進行說明(還參照圖1)。

如圖3(a)所示,壓電振動片6具備:一對振動臂部7a、7b;基部8;以及一對支撐臂部9a、9b。

基部8連結(jié)一對振動臂部7a、7b之中第1方向d1上的一個端部彼此。

在基部8連結(jié)有從朝向第2方向d2的兩端面沿著第2方向d2向外側(cè)延伸的連結(jié)部81a、81b,在該連結(jié)部81a、81b連結(jié)有沿著第1方向d1分別延伸的支撐臂部9a、9b。一對支撐臂部9a、9b在第2方向d2上配置在振動臂部7a、7b的兩外側(cè)。

在支撐臂部9a、9b中,從基部8側(cè)的端部到前端部為止的長度,形成為壓電振動片6的全長a0(后述)的2/3以上。該長度如后述那樣,是為了確保第1接合材料51a、51b與第2接合材料52a、52b的間隔。

一對振動臂部7a、7b以互相平行的方式配置,以基部8側(cè)的端部為固定端,并以前端為自由端而振動。

一對振動臂部7a、7b在以其全長的大致中央部分的寬度為基準寬度的情況下,具備在兩側(cè)比該基準寬度更寬地形成的寬幅部71a、71b。該寬幅部71a、71b具有增大振動臂部7a、7b的重量及振動時的慣性力矩的功能。由此,振動臂部7a、7b變得容易振動,并能縮短振動臂部7a、7b的長度,從而謀求小型化。

此外,本實施方式的壓電振動片6在振動臂部7a、7b形成有寬幅部71a、71b,但是也可以使用沒有寬幅部的壓電振動片。

另外,本實施方式的壓電振動器1中,雖然未圖示,但是在振動臂部7a、7b的前端部(寬幅部71a、71b),形成有用于進行調(diào)整(頻率調(diào)整)的重錘金屬膜(由粗調(diào)膜及微調(diào)膜構(gòu)成),以使振動狀態(tài)為在既定頻率的范圍內(nèi)振動。例如僅僅通過照射激光來除掉適量的該重錘金屬膜,進行頻率調(diào)整,以能夠?qū)⒁粚φ駝颖鄄?a、7b的頻率收斂到器件的標稱頻率的范圍內(nèi)。對于該重錘金屬膜,也可以與寬幅部同樣不用形成。

在振動臂部7a、7b的基部8側(cè)形成有寬幅部74a、74b。

在該寬幅部74a、74b的、振動臂部7a、7b的內(nèi)側(cè)(對置的一側(cè)),形成為從寬幅起點73a、73b逐漸擴大到基部8的前端側(cè)的端部83。

另一方面,在寬幅部74a、74b的、振動臂部7a、7b的外側(cè),形成為從寬幅起點73a、73b到比端部83位于更靠近寬幅起點73a、73b的中途點75a、75b,與內(nèi)側(cè)同樣(以對稱的方式)逐漸變寬。

寬幅部74a、74b的外側(cè)的側(cè)面從中途點75a、75b到基部8形成為與第1方向d1平行,并形成與基部8的端面連續(xù)的平面。

在此,將振動臂部3a、3b的從基部8的端部83到寬幅起點73a、73b為止的長度,設(shè)定為從端部83到前端為止的長度(振動臂7a、7b的全長)的、0.25倍以上且0.5倍以下的長度。

通過這樣設(shè)定,實現(xiàn)ci值80kω以下,從而實現(xiàn)振蕩頻率40khz以下。

這樣在本實施方式中,通過在振動臂部7a、7b的基部8側(cè)形成寬幅部74a、74b,能夠提高振動臂部7a、7b的強度。

另外,通過使振動臂部7a、7b的外側(cè)的寬度擴大到中途點75a、75b,能夠縮小基部8的寬度,從而不僅提高強度,而且實現(xiàn)壓電振動片6的小型化。

進而,從后述的槽部72b的內(nèi)壁面到振動臂部7a、7b的外側(cè)側(cè)面為止的寬度,在中途點75a、75b以后也比寬幅的情況窄,因此提高中途點75a、75b附近的電場效率。

圖3(b)是沿箭頭的方向觀看沿著圖3(a)所示的v1-v1線的截面的截面圖。

如圖3(a)、(b)所示,在一對振動臂部7a、7b形成有全長都為恒定寬度的槽部72a、72b。槽部72a、72b在一對振動臂部7a、7b的兩個主面(表面/背面)上,向第3方向d3凹下,并且從基部8側(cè)沿著第1方向d1延伸。槽部72a、72b從振動臂部7a、7b的基端(基部8的前端側(cè)的端部83)形成到寬幅部71a、71b的跟前。

通過槽部72a、72b,一對振動臂部7a、7b分別成為如圖3(b)所示那樣截面h型。

如圖3(b)所示,在一對振動臂部7a、7b的外表面上(外周面)形成有一對(2個系統(tǒng)的)激振電極91、92(第1激振電極、第2激振電極)。其中,激振電極91、92是被施加電壓時使一對振動臂部7a、7b以既定諧振頻率沿互相接近或分離的方向振動的電極,以電性切斷的狀態(tài)構(gòu)圖形成在振動臂部7a、7b上。

具體而言,一個激振電極91主要以與一個振動臂部7a的槽部72a內(nèi)和另一個振動臂部7b的側(cè)面上互相電連接的狀態(tài)形成。

另外,另一個激振電極92主要以與另一個振動臂部7b的槽部72b內(nèi)和一個振動臂部7a的側(cè)面上互相電連接的狀態(tài)形成。

在壓電振動片6的與第1基底基板10對置的一側(cè)的面,雖然未圖示,但是作為將壓電振動片6安裝在封裝件2時的裝配部,在支撐臂部9a、9b形成有2個系統(tǒng)的裝配電極,與該兩裝配電極電連接的2個系統(tǒng)的迂回電極形成在連結(jié)部81a、81b和基部8。

而且,形成在支撐臂部9a的第1系統(tǒng)的裝配電極經(jīng)由迂回電極而與激振電極92(參照圖3(b))連接,形成在支撐臂部9b的第2系統(tǒng)的裝配電極經(jīng)由迂回電極而與激振電極91連接。

2個系統(tǒng)的激振電極91、92成為經(jīng)由一對裝配電極而被施加電壓。

此外,激振電極91、92、裝配電極及迂回電極,例如為鉻(cr)和金(au)的層疊膜,在以與石英密合性良好的鉻膜為基底成膜后,對表面實施金的薄膜。但是,不限于該情況,例如,在鉻和鎳鉻(nicr)的層疊膜的表面進一步層疊金的薄膜也無妨,也可為鉻、鎳、鋁(al)或鈦(ti)等的單層膜。

這些激振電極91、92、裝配電極及迂回電極的形成與以往同樣地進行。即,在形成各電極之前的壓電振動片6的、包括槽部720a、720b內(nèi)的整體成膜電極材料。該成膜是通過電極材料的蒸鍍或濺射來進行的。

然后,保留形成激振電極91、92、裝配電極、迂回電極的部分,通過光刻除去除此以外的部分,從而形成2個系統(tǒng)的電極線。

圖4示出形成在振動臂部7的主面(表面/背面)的激振電極91與激振電極92的間隔。

現(xiàn)在,如圖4(a)所示,將形成在振動臂部7的側(cè)面和槽部72的側(cè)面的堤部79的寬度(包括形成在兩側(cè)面的激振電極91、92的厚度)設(shè)為w0,將形成在堤部79上(振動臂部7的主面上)的激振電極91與激振電極92的間隔設(shè)為電極分割寬度w1。

在本實施方式的壓電振動片6中,通過光刻除去形成在堤部79上的激振電極91和激振電極92間的金屬時,以使該電極分割寬度w1成為1μm<w1<3μm的范圍、w0>w1的方式形成。

圖4(b)、(c)示出兩激振電極91、92間產(chǎn)生的現(xiàn)有技術(shù)與本實施方式的電場狀態(tài)。

在使堤部79的寬度w0均為10μm的情況下,圖4(b)所示的現(xiàn)有的電極分割寬度w5為6~7μm,而同圖(c)所示的本實施方式的電極分割寬度w1為3μm。因此在本實施方式中,能夠使形成在堤部79的激振電極91、92的寬度w比以往大。

其結(jié)果,如圖4(c)中以箭頭所示,能夠提高從堤部79上的激振電極91、92的一個向另一個的電場的密度,能夠以激振電極91、92的寬度w變寬的量對振動做出貢獻(使壓電效應(yīng)優(yōu)良)。

本實施方式的壓電振動器1例如以長度2.0mm×寬度1.2mm、長度1.6mm×寬度1.0mm、或長度1.2mm×寬度1.0mm等的尺寸形成,與現(xiàn)有的壓電振動器相比得到小型化。

隨著該壓電振動片6的小型化,堤部79的寬度w0以往為10μ左右,而在本實施方式中形成為非常窄的w0=3μm左右。

因此,通過使該電極分割寬度w1為1μm<w1<3μm的范圍、w0>w1,將壓電振動片6小型化,也能更寬確保形成在堤部79上的激振電極的面積,并且可以進一步提高壓電效應(yīng)。

圖5是在圖1所示的封裝件2安裝壓電振動片6的壓電振動器1的、沿著第1方向d1的截面圖,并且是沿箭頭的方向觀看沿著圖3(a)的v2-v2線的截面的截面圖。但是,為了示出第2貫通電極23b,錯開了該部分的截面位置。

在第2基底基板11的安裝部14a、14b的安裝面(與封口板4對置的一側(cè)的面),大致整個面形成有電極焊盤20a、20b。

另一方面,在第1基底基板10的外側(cè)底面,沿長邊方向(第1方向d1)的兩端側(cè)形成有沿短邊方向(第2方向d2)延伸的外部電極21a、21b。

這些電極焊盤20a、20b及外部電極21a、21b為例如通過蒸鍍、濺射等來形成的單一金屬的單層膜、或?qū)盈B不同金屬的層疊膜,從而電極焊盤20a和外部電極21a互相導通,電極焊盤20b和外部電極21b互相導通。

即,如圖5所示,在第1基底基板10形成有與外部電極21b導通并沿著厚度方向貫通第1基底基板10的第1貫通電極23b。進而,在第2基底基板11的安裝部14b的大致中央(參照圖2),形成有與電極焊盤20b導通并沿著厚度方向貫通安裝部14b的第2貫通電極22b。而且,在第1基底基板10與第2基底基板11(安裝部14b)之間,形成有連接第1貫通電極23b與第2貫通電極22b的連接電極24b。

這樣,電極焊盤20b和外部電極21b經(jīng)由第2貫通電極22b、連接電極24b及第1貫通電極23b互相導通。

另一方面,如在圖5以虛線所示,在第1基底基板10形成有與外部電極21a導通并沿著厚度方向貫通第1基底基板10的第1貫通電極23a,在第2基底基板11的安裝部14a的大致中央(參照圖2),形成有與電極焊盤20a導通并沿著厚度方向貫通安裝部14a的第2貫通電極22a。而且,在第1基底基板10與第2基底基板11(安裝部14a)之間,形成有連接第1貫通電極23a和第2貫通電極22a的連接電極24a。

這樣,電極焊盤20a和外部電極21a經(jīng)由第2貫通電極22a、連接電極24a及第1貫通電極23a互相導通。

此外,兩連接電極24a、24b并不是直線連接第1貫通電極23a、23b和第2貫通電極22a、22b的形狀,為了避免空腔c內(nèi)的露出,沿著第2基底基板11和第1基底基板10所抵接的區(qū)域而形成。

壓電振動片6以通過一對支撐臂部9a、9b安裝在安裝部14a、14b上的狀態(tài),容納于氣密密封的封裝件2的空腔c內(nèi)。

即,如圖3(a)、圖5所示,壓電振動片6中,設(shè)在支撐臂部9a、9b的各裝配電極分別經(jīng)由第1接合材料51a、51b、第2接合材料52a、52b而電氣及機械地接合到安裝部14a、14b上的電極焊盤20a、20b(在上表面形成有金屬化層的情況下為該金屬化層)。

這樣,本實施方式的壓電振動片6中,支撐臂部9a、9b的每一個在其長度方向(第1方向d1)的2個部位接合保持(2點支撐)在安裝部14a、14b上。

第1接合材料51a、51b、第2接合材料52a、52b使用具有導電性,且在接合初期階段具有流動性、接合后期階段固化而具有顯現(xiàn)接合強度的性質(zhì)的材料,例如,適合使用銀膏等的導電性粘接劑或金屬凸點等。

在第1接合材料51a、51b、第2接合材料52a、52b由導電性粘接劑構(gòu)成的情況下,通過涂敷裝置的被移動頭支撐的調(diào)合器噴嘴來進行涂敷。

在本實施方式中,各接合材料的尺寸依據(jù)壓電振動器1的尺寸,但是例如在1.2mm×1.0mm尺寸的壓電振動器1的情況下,涂敷為半徑0.1mm左右。

接著,對將支撐臂部9固定保持在安裝部14上的、第1接合材料51和第2接合材料52的配置關(guān)系進行說明。

此外,在以下的說明中,將接合支撐臂部9的、第1接合材料51和第2接合材料52的中心分別作為接合部位51、52而進行說明。

兩支撐臂部9如上所述形成為壓電振動片6的全長的2/3以上,在其長邊方向的2個部位以上、優(yōu)選為2個部位,即,基部8側(cè)的接合部位51和前端側(cè)的接合部位52連接。

再者,對于支撐臂部9,在其長邊方向的前端部配置有第2接合材料52。另一方面,第1接合材料51被配置成為使其接合部位51比壓電振動片6的重心g更靠近基部8側(cè)。由此,重心g會存在于兩接合部位51、52之間。

這樣,通過使基部8側(cè)的接合部位51比重心g更靠近基部8側(cè),能夠縮短從該接合部位51通過基部8并到達振動臂部7的前端為止的全長,其結(jié)果,能夠減少針對來自外部的沖擊在振動臂部7前端的位移量。

一方面為了抑制從振動臂部7的振動泄漏,在其長邊方向上,使基部8側(cè)的接合部位51比基部8和支撐臂部9的連結(jié)部81更靠近重心g側(cè)。

另外,通過使接合部位為2個部位以上,與1個部位的情況相比,不僅增加壓電振動片6的接合強度(粘接強度),而且能夠大幅地減輕對固化前的導電性粘接劑上承載壓電振動片6時的斜率。另外,與在支撐臂部9整體使用導電性粘接材料的情況相比,減少粘接劑的使用量,并且能夠進一步抑制空腔內(nèi)的氣體發(fā)生。

此外,為了提高承載壓電振動片6時的平衡,并且進一步減少氣體的發(fā)生,接合部位優(yōu)選為2個部位。

另外,接合部位未必一定為2個部位,既可為1個部位,也可為3個部位以上。例如,至少一個支撐臂部9在通過短邊方向的重心g的線上的接合部位連接也可。另外,在支撐臂部9的前端側(cè)相對于重心g比基部側(cè)長的情況下,例如,支撐臂部9也可以在比重心g更靠前端側(cè)的2個部位以上的接合部位接合。

進而,在本實施方式中,使支撐臂部9的兩接合部位51、52的間隔較寬。例如,相對于壓電振動片6的全長,使接合部位51、52為從基部8側(cè)起1/3附近、2/3附近,使兩接合部位51、52的間隔為全長的約1/3。再者,使兩接合部位51、52的間隔為相對于壓電振動片6的全長45%~35%的范圍,優(yōu)選為稍大于全長的1/3。

即,在將壓電振動片6的從基部8側(cè)的端部到接合部位51為止的距離設(shè)為a1、接合部位51與接合部位52間的距離設(shè)為a2、從接合部位52到振動臂部7的前端為止的距離設(shè)為a3,并使壓電振動片6的全長為a0(=a1+a2+a3)的情況下,優(yōu)選a2處于a0的45%~35%的范圍。進而,優(yōu)選a1<a3<a2。

這樣,通過使兩接合部位51、52的間隔a2寬于全長a0的1/3(45%~35%),對于來自外部的沖擊、或振動臂部7的振動,僅通過兩接合部位間的支撐臂部9的撓曲來進行吸收、分散,從而能夠抑制來自外部的影響或?qū)ν獠康挠绊?。另外通過使a1<a2,更加縮短從接合部位51通過基部8并到達振動臂部7的前端為止的全長,能夠減小前端針對外力的位移量。

在此,術(shù)語“附近”“約”是指由作為第1接合材料51、第2接合劑52的接合對象的、支撐臂部9的寬度z規(guī)定的范圍。

即,“1/3附近”是指(1/3)-(z/2)≤1/3附近≤(1/3)-(z/2)的范圍。另外,“2/3附近”是指(2/3)-(z/2)≤2/3附近≤(2/3)-(z/2)的范圍。

例如,接合部位51(第1接合材料51的中心)處于(1/3)-(z/2)~(1/3)-(z/2)的范圍即可。

因此,作為“兩接合部位51、52的間隔”的、全長的約1/3是(1/3)-z≤約1/3≤(1/3)+z的范圍。

在使這樣構(gòu)成的壓電振動器1工作的情況下,對外部電極21a、21b施加既定電壓。若對外部電極21a、21b施加既定電壓,則有電流流過2個系統(tǒng)的激振電極91、92,通過在2個系統(tǒng)的激振電極91、92間產(chǎn)生的電場的逆壓電效應(yīng),一對振動臂部7a、7b例如以既定諧振頻率沿互相接近、分離的方向(第2方向d2)進行振動。一對振動臂部7a、7b的振動能用作為時刻源、控制信號的定時源、參考信號源等。

在本實施方式中,如上所述,槽部72兩側(cè)的堤部79上(主面)的激振電極91、92的寬度w變寬,相應(yīng)地能夠增大有助于振動的面積,并能使壓電效應(yīng)優(yōu)良。

以上說明的壓電振動器1在電波鐘表、便攜電話或便攜信息終端設(shè)備中,能作為時刻源、控制信號等的定時源、參考信號源等,另外,作為陀螺儀傳感器等的計測設(shè)備等而使用。

本發(fā)明并不局限于參照附圖而說明的上述實施方式,可考慮在該技術(shù)范圍內(nèi)各種變形例。

例如,在上述實施方式中,作為使用壓電振動片的壓電振動器,對陶瓷封裝類型的表面安裝型振動器進行了說明,但是也可以將壓電振動片適用于通過陽極接合來接合由玻璃材料形成的基底基板及蓋基板的玻璃封裝類型的壓電振動器。

另外,所說明的實施方式的電極焊盤20以安裝部14的大致整個面形成,但是在與第1接合材料51、第2接合材料52的至少一個對應(yīng)的區(qū)域形成即可。在該情況下,第2貫通電極23(參照圖5)形成在安裝部14的、與電極焊盤20對應(yīng)的部位。

另外,在本實施方式中,極窄地形成堤部79上形成的激振電極91、92間的電極分割寬度w1。因此,也可以由絕緣膜至少覆蓋在堤部79的、形成在主面上的激振電極91、電極分割寬度w1部分、激振電極92部分。該絕緣膜優(yōu)選形成在振動臂部7整體。

作為絕緣膜,可以使用氧化硅膜(sio2)等的各種公知的絕緣材料。

通過該絕緣膜的形成,防止在安裝壓電振動片6時等的、兩激振電極91、92間的短路。

標號說明

1壓電振動器;2封裝件;3封裝件主體;4封口板;6壓電振動片;7振動臂部;8基部;9支撐臂部;10第1基底基板;11第2基底基板;14安裝部;20電極焊盤;21外部電極;22第2貫通電極;23第1貫通電極;24連接電極;51第1接合材料;52第2接合材料;72槽部;73寬幅起點;74寬幅部;75中途點;79堤部;91、92激振電極;w1電極分割寬度。

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