振子、振荡器、电子设备以及移动体的制作方法
振子、振荡器、电子设备以及移动体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及振子、具有该振子的振荡器、电子设备以及移动体。
【背景技术】
[0002]使用以主振动为厚度剪切振动进行振动的石英振动片的石英振子由于适宜小型化、高频化，并且频率温度特性优异，因此用于振荡器、电子设备等诸多方面。特别是近年来，为了控制搭载于汽车的刹车防抱死系统(ABS:Antilock Brake System)、轮胎压力监测系统(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、发动机控制器、车体姿势控制系统等的电子控制单元(E⑶-electronic control unit)而使用作为标准时钟发挥功能的石英振子。
[0003]将设置有激励电极的石英振动片载置在例如由陶瓷封装(基体)形成的腔体内，使盖与基体接合而将腔体内密封，由此形成这种石英振子。并且，作为车载用，为了提高耐振动性和耐冲击性而在专利文献1和专利文献2中公开了支承石英振动片的四角的所谓的双持(両持右)的4点支承构造的石英振子(压电器件)。
[0004]专利文献1:日本特开2012 — 178633号公报
[0005]专利文献2:国际公开第2013/168339号
[0006]然而，在专利文献1或专利文献2中记载的压电器件(石英振子)中，存在如下问题:在对压电振动片(振动片)实施了凸面或斜面加工的形状的情况下，由于厚度随着从中央区域朝向端部侧以振动片的截面的外缘描绘曲线的方式逐渐变薄，因此从基体(容器)的安装面到振动片的间隙变高，在将振动片的角部固定于基体时，为了确保接合强度而不得不增多接合部件的量，随着振动区域与接合部件之间的距离接近，振动能量向基体侧的泄漏增大，并且接合部件的体积变大，相应地，安装应力也增大，使压电器件的等效串联电阻值劣化。
【发明内容】
[0007]本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，可以通过以下的方式或者应用例来实现。
[0008][应用例1]本应用例的振子的特征在于，其包含振动片和安装有所述振动片的基体，所述振动片具有:基板，其厚度随着从外缘朝向中央而逐渐变厚；一对激励电极，它们分别配置于所述基板的彼此处于正背关系的两个主面；以及一对电极垫，它们与所述激励电极电连接，被配置在所述两个主面中的至少一方，并且在俯视时被配置在所述基板的一方的端部侧，一对所述电极垫分别经由第1接合部件与所述基体接合，所述基板的与所述一方的端部相反一侧的另一方的端部的2个部位分别利用第2接合部件与所述基体接合，设2个所述第1接合部件间的距离为S1，设2个所述第2接合部件间的距离为S2，满足S1
<S2o
[0009]根据本应用例，在利用第1接合部件和第2接合部件将振动片的一方的端部的2个部位和另一方的端部的2个部位分别与基体接合的4点支承构造的振子中，支承振动片的一方的端部的2个部位间的距离S1小于支承振动片的另一方的端部的2个部位间的距离S2。因此，厚度随着从外缘朝向中央而逐渐变厚的振动片的一方的端部的2个部位的支承间的距离S1变短，基体的安装面与振动片之间的间隔变小，因此具有如下效果:能够利用少量的第1接合部件来确保接合强度和电导通，并且能够扩大振动区域与第1接合部件之间的距离，能够降低振动能量向基体侧泄漏的情况，并且能够降低因安装应力导致的在振动片中产生的变形，降低振子的CI值(等效串联电阻值)的劣化。此外，由于振动片的一方的端部的2个部位的支承间的距离S1变短，从而在支承间产生的因基体与振动片的线性膨胀系数的差导致的伴随外部环境的温度差的压缩应力或拉伸应力变小，因此即使在高温气氛或低温气氛中也能够降低振子的频率变动。
[0010][应用例2]在上述应用例中记载的振子中，其特征在于，所述一方的端部在所述一方的端部延伸的方向的两侧具有角部，所述角部成为不与2个所述第1接合部件连接的非连接区域。
[0011]根据本应用例，具有如下效果:由于位于一方的端部的两侧的角部成为不与2个第1的接合部件连接的非连接区域，能够使厚度随着从外缘朝向中央逐渐变厚的振动片的一方的端部的2个部位的支承间的距离S1变短，因此基体的安装面与振动片之间的间隔变小，利用少量的第1接合部件确保接合强度和电导通，并且，由于第1接合部件的量少，因此能够扩大振动区域与第1接合部件之间的距离，能够降低振动能量向基体侧的泄漏，并且能够降低因安装应力导致的在振动片中产生的变形，能够降低振子的CI值(等效串联电阻值)的劣化。
[0012][应用例3]在上述应用例中记载的振子中，其特征在于，2个所述第1接合部件的沿着所述一方的端部的方向的长度大于2个所述第2接合部件的沿着所述另一方的端部的方向的长度。
[0013]根据本应用例，位于振动片的末端侧的2个第2接合部件的沿着另一方的端部的方向的长度小于实现振动片的电导通的支承部即2个第1接合部件的沿着一方的端部的方向的长度，由此能够降低伴随着安装应力的高温气氛或低温气氛中的频率变动。并且，2个第1接合部件的长度较大，从而能够充分确保电导通。
[0014][应用例4]在上述应用例中记载的振子中，其特征在于，满足0.5 < (S1/S2) < 1。
[0015]根据本应用例，当使S1/S2为0.5以下时，用于确保电导通的2个第1接合部件间的距离S1变窄，有可能产生2个第1接合部件间的短路。并且，当使S1/S2为1以上时，无法使支承振动片的2个第1接合部件间的距离S1变窄，无法减小随着从外缘朝向中央而厚度逐渐变厚的振动片的2个第1接合部件的各自的量，振动区域与第1接合部件之间的距离变窄，有可能导致振动能量向基体侧的泄漏的增大或因安装应力导致的在振动片中产生的变形的增大。因此，通过满足0.5< (S1/S2) < 1，能够降低振子的2个第1接合部件的短路以及伴随着振动能量的泄漏或变形的增大的振子的CI值(等效串联电阻值)的劣化。
[0016][应用例5]在上述应用例中记载的振子中，其特征在于，设所述非连接区域的沿着所述一方的端部的方向的长度为S3，设所述振动片的沿着所述一方的端部的方向的长度为 Lz，满足 0< (S3/Lz) <0.25。
[0017]根据本应用例，通过使S3/Lz大于0，能够在一方的端部的两侧的角部设置非连接区域，能够使支承振动片的2个第1接合部件间的距离S1变窄，因此能够利用少量的第1接合部件确保接合强度和电导通，并且能够降低振子的CI值(等效串联电阻值)的劣化。并且，通过使S3/Lz小于0.25，能够降低用于确保电导通的2个第1接合部件的短路。
[0018][应用例6]在上述应用例中记载的振子中，其特征在于，2个所述第1接合部件的沿着所述一方的端部的方向的长度为250 μπι以上、350 μπι以下。
[0019]根据本应用例，通过使2个第1接合部件的沿着一方的端部的方向的长度为250 μ m以上，能够降低第1接合部件与电极垫之间的连接部的抵抗值的增大，充分确保振动片的电极与基体的电极之间的电导通。并且，通过使2个第1接合部件的沿着一方的端部的方向的长度为350 μπι以下，能够降低用于确保电导通的2个第1接合部件的短路。
[0020][应用例7]在上述应用例中记载的振子中，其特征在于，2个所述第2接合部件的沿着所述另一方的端部的方向的长度为200 μπι以上、250 μπι以下。
[0021]根据本应用例，通过使2个第2接合部件的沿着另一方的端部的方向的长度为200 μ m以上，能够充分支承振动片的另一方的端部侧。并且，通过使2个第2接合部件的沿着另一方的端部的方向的长度为250 μ m以下，能够使其小于2个第1接合部件的长度，因此能够扩大支承振动片的2个第2接合部件间的距离S2，能够降低伴随着落下冲击的频率变动。
[0022][应用例8]在上述应用例中记载的振子中，其特征在于，所述基板的形状是凸形状。
[0023]根据本应用例，具有如下效果:通过使基板的形状为凸形状，能够使振动片的振动能量集中在形成有激励电极的中央部，降低振动能量从支承振动片的端部向基体泄漏的情况，能够得到CI值(等效串联电阻值)较小的振子。
[0024][应用例9]本应用例的振荡器的特征在于，其包含上述应用例中记载的振子和电路。
[0025]根据本应用例，具有如下效果:由于具有CI值(等效串联电阻值)较小、在高温气氛或低温气氛中频率变动较小的振子，因此能够构成具有稳定 的振荡特性的振荡器。
[0026][应用例10]本应用例的电子设备的特征在于，其具有上述应用例中记载的振子。
[0027]根据本应用例，具有如下效果:由于具有CI值(等效串联电阻值)较小、在高温气氛或低温气氛中频率变动较小的振子，因此能够构成具有稳定的特性的电子设备。
[0028][应用例11]本应用例的移动体的特征在于，其具有上述应用例中记载的振子。
[0029]根据本应用例，具有如下效果:由于具有CI值(等效串联电阻值)较小、在高温气氛或低温气氛中频率变动较小的振子，因此能够构成可靠性高的移动体。
【附图说明】
[0030]图1是示出本发明的实施方式的振子的构造的概略俯视图。
[0031]图2是图1中的A — A线的概略剖视图。
[0032]图3是图1中的B — B线的概略剖视图。
[0033]图4是示出本发明的实施方式的振子和现有构造的振子的CI值(等效串联电阻值)的图表。
[0034]图5是示出本发明的实施方式的振子和现有构造的振子的高温(150°C)保存试验结果的图表。
[0035]图6是示出本发明的实施方式的振子和现有构造的振子的低温(一 40°C)保存试验结果的图表。
[0036]图7具有本发明的实施方式的振子的振荡器的概略剖视图。
[0037]图8是示出作为具有本发明的实施方式的振子的电子设备的移动型(或者笔记本型)的个人计算机的结构的立体图。
[0038]图9是示出作为具有本发明的实施方式的振子的电子设备的便携电话(也包含PHS)的结构的立体图。
[0039]图10是示出作为具有本发明的实施方式的振子的电子设备的数字静态照相机的结构的立体图。
[0040]图11是示出作为具有本发明的实施方式的振子的移动体的汽车的结构的立体图。
[0041]标号说明
[0042]1:振子；2:振汤器；10:振动片；12:压电基板；14:激励电极；16:引线电极；18:电极垫；20:—方的端部，22:另一方的端部；24:角部；30:封装；32:第1基板；34:第2基板；36:第3基板；38:外部端子；40:连接电极；49:腔体；50:第1接合部件；52:第2接合部件；60:盖；62:密封部件；70:IC芯片；72:键合线；1100:个人计算机；1200:便携电话；1300:数字静态照相机；1400:汽车。
【具体实施方式】
[0043]以下，根据附图详细地对本发明的实施方式进行说明。另外，在如下所示的各图中，为了使各结构要素为在附图上可识别的程度的大小，存在将各结构要素的尺寸或比率适当地记载为与实际的结构要素不同的情况。
[0044][振子]
[0045]首先，作为本发明的实施方式的振子的一例，列举出具有将厚度剪切振动作为主振动的AT切石英片的AT切石英振子，关于其简要结构，参照图1、图2和图3进行说明。
[0046]图1是示出本发明的实施方式的振子的构造的概略俯视图。图2是图1中的A —A线的概略剖视图。图3是图1中的B — B线的概略剖视图。
[0047]另外，在图1中，为了便于说明振子1的内部的结构，图示出卸下了盖60的状态。并且，在之后的图中，为了便于说明，作为彼此垂直的3个轴图示出X轴、Y’轴、Z ’轴，将沿着X轴的方向设为X轴方向，将沿着Y’轴的方向设为Y’轴方向，将沿着Z’轴的方向设为V轴方向，将XZ’面称为主面。另外，Y’轴方向是主面的厚度方向。
[0048]如图1、图2和图3所示，振子1构成为包含:形成有激励电极14的振动片10、具有收纳振动片10的腔体49的封装30、以及用于将腔体49气密密封的盖60。
[0049]<振动片>
[0050]振动片10具有:具有振动区域的压电基板12(基板的一例)、以彼此对置的方式形成在压电基板12的两个主面(土Y’轴方向的正面和背面)的激励电极14、引线电极16、电极垫18。
[0051]如图2和图3所示，关于压电基板12，从压电基板12的外缘朝向中央而厚度逐渐变厚，形成为正背两面呈凸透镜状的凸形状。另外，压电基板12的形状也可以是仅单面为凸透镜状且另一单面为平面状的平凸(Plano convex)形状、或对长边和短边这双方实施倒角加工的斜面形状。
[0052]压电基板12是如下这样得到的AT切石英基板:具有彼此垂直的晶轴X、Y、Z，沿着将ΧΖ面绕X轴旋转了角度Θ为35.25° (35° 15r )的平面进行切割。该AT切石英基板具有垂直的晶轴X、Y’、Z’，厚度方向是Y’轴，与Υ’轴垂直的包含X轴和Ζ’轴的面是主面，对主面激励出厚度剪切振动作为主振动，具有优异的频率温度特性。
[0053]另外，在本实施方式中，将AT切石英基板作为一例进行说明，但并不限与此，也可以是BT切石英基板或SC切石英基板。
[0054]并且，压电基板12的材质并不限于上述的石英。例如，也可以使用钽酸锂(LiTa03)、四硼酸锂(Li2B407)、铌酸锂(LiNb03)、锆钛酸铅(PZT)、氧化锌(ZnO)、氮化铝(A1N)等压电材料。并且，可以使用具有氧化锌(ZnO)、氮化铝(A1N)等压电体(压电材料)覆膜的硅等半导体材料。
[0055]引线电极16从激励电极14延伸而与形成在压电基板12的角部24上的电极垫18
导通连接。
[0056]电极垫18以彼此对置的方式形成在压电基板12的一方的端部20的两个主面的角部24，通过形成在压电基板12的V轴方向的两侧面的侧面电极(未图示)分别导通连接。
[0057]激励电极14、引线电极16、电极垫18和侧面电极的材质例如使用将铬(Cr)层作为基底，在铬(Cr)层上层叠了金(Au)层的层叠体。上述电极例如通过利用溅射法等形成层叠体，并对该层叠体进行构图而形成。
[0058]另外，在上述的本实施方式中，示出了以彼此对置的方式形成在振动片10的大致中央部的主面上的激励电极14的形状为矩形的例子，但是不需要限定于此，形状也可以是圆形或楕圆形。
[0059]< 封装 >
[0060]如图2和图3所示，封装30形成为层叠有第1基板32、作为基体的第2基板34、第3基板36、外部端子38。
[0061]在第1基板32的外部底面上形成有多个外部端子38。第2基板34与第3基板36是去除了中央部的环状体，利用第2基板34和第3基板36形成有作为收纳振动片10的内部空间的腔体49。在第2基板34的上表面的规定的位置上设置有通过配线电极或贯通电极而与外部端子38电连接的2个连接电极40。连接电极40被配置成:在载置了振动片10时与形成于振动片10的一方的端部20的电极垫18对应。
[0062]另外，设置于第1基板32的外部端子38或电极配线(未图示)、设置于第2基板34的连接电极40或贯通电极(未图示)等一般是通过在基板上对钨(W)、钼(Mo)等金属配线材料进行丝网印刷并进行烧结，并在其上实施镍(Ni)、金(Au)等的镀敷而形成的。
[0063]<盖>
[0064]盖60是用于将封装30的开口密封的部件，具有平板形状。盖60的材质优选是线性膨胀系数与振动片10和封装30 —致，或者具有尽可能接近的线性膨胀系数的材料，除了陶瓷或玻璃材料以外，也可以是金属材料。另外，在金属材料的情况下在实现来自外部的噪声成分的避免上是有利的。
[0065]经由低融点玻璃等密封部件62将盖60接合在封装30上，由此，收纳有振动片10的腔体49以减压气氛被密封。另外，腔体49内也可以密闭密封成惰性气体气氛。
[0066]接着，详细地对收纳在封装30中的振动片10的安装构造进行说明。
[0067]将振动片10的一方的端部20侧的设置有电极垫18的2个部位经由具有导电性的第1接合部件50而接合在连接电极40上，该连接电极40设置于第2基板34。并且，将振动片10的与一方的端部20相反侧的另一方的端部22的2个部位经由第2接合部件52而接合在第2基板34上。
[0068]在俯视时，关于2个第1接合部件50的间隔与另一方的端部22的2个第2接合部件52的间隔，在将一方的端部20的2个第1接合部件50间的距离设为S1，将另一方的端部22的2个第2接合部件52间的距离设为S2时，2个第1接合部件50间的距离SI (Z’轴方向的长度)被配置为小于2个第2接合部件5 2间的距离S2(Z’轴方向的长度)。
[0069]通过采用这种结构，能够使厚度随着从外缘朝向中央而逐渐变厚的振动片10的一方的端部20的2个部位的支承间的距离S1变短，使作为基体的第2基板34的安装面与振动片10之间的间隔变小。因此，能够利用少量的第1接合部件50确保接合强度和电导通，并且能够扩大设置有激励电极14的振动区域与第1接合部件50之间的距离，能够降低振动能量向第2基板34侧泄漏的情况。并且，能够降低因伴随着第1接合部件50的硬化的安装应力导致的在振动片10中产生的变形。因此，具有能够降低振子1的CI值(等效串联电阻值)的劣化这样的效果。此外，通过使振动片10的一方的端部20的2个部位的支承间的距离S1变短，从而在支承间产生的因第2基板34与振动片10的线性膨胀系数的差导致的伴随着外部环境的温度差的压缩应力或拉伸应力变小，因此即使在高温气氛或低温气氛中也能够降低振子1的频率变动。
[0070]并且，在一方的端部20处，位于一方的端部20延伸的方向的两端侧的角部24成为不与第1接合部件50连接的非连接区域。因此，由于能够使厚度随着从外缘朝向中央而逐渐变厚的振动片10的一方的端部20的2个部位的支承间的距离S1变短，因此第2基板34的安装面与振动片10之间的间隔变小。因此，能够利用少量的第1接合部件50确保接合强度与电导通，并且由于第1接合部件是少量的，因此能够扩大振动区域与第1接合部件50之间的距离，能够降低振动能量向第2基板34侧的泄漏。并且，能够降低因安装应力导致的在振动片10中产生的变形。因此，能够降低振子1的CI值(等效串联电阻值)的劣化。
[0071]并且，位于一方的端部20侧的2个第1接合部件50的沿着一方的端部20的方向的长度、即连接部的宽度W1(Z’轴方向的长度)大于位于另一方的端部22侧的2个第2接合部件52的沿着另一方的端部22的方向的长度、即连接部的宽度W2(Z’轴方向的长度)。因此，能够在第1接合部件50中充分确保电导通，并且，能够降低伴随着另一方的端部22侧的第2接合部件52的安装应力的高温气氛或低温气氛中的频率变动。
[0072]并且，使2个第1接合部件50间的距离S1和2个第2接合部件52间的距离S2为0.5 < (S1/S2) < 1，从而能够降低因具有导通性的第1接合部件50之间接近而导致的短路、伴随着振动能量的泄漏或变形的增大的振子1的CI值(等效串联电阻值)的劣化。SP，当使S1/S2为0.5以下时，用于确保电导通的一方的端部20的2个部位间的距离S1变窄，有可能产生2个部位的连接部间的短路。并且，当使S1/S2为1以上时，无法使支承振动片10的一方的端部20的2个部位间的距离S1变窄。因此，无法减小厚度从外缘朝向中央而逐渐变厚的振动片10的一方的端部20的2个部位的第1接合部件50的量。由此，形成有激励电极14的振动区域与第1接合部件50之间的距离窄，有可能导致振动能量向第2基板34侧的泄漏和因安装应力导致的在振动片10中产生的变形增大。
[0073]并且，在使振动片10的一方的端部20的角部24的非连接区域的沿着一方的端部20的方向(Z’轴方向)的长度为S3，使振动片10的Z’轴方向的长度为Lz时，构成为0
<(S3/Lz) < 0.25。通过使S3/Lz大于0，能够在一方的端部20的两侧的角部24设置非连接区域，能够使支承振动片10的一方的端部20的2个部位间的距离S1变窄，因此能够利用少量的第1接合部件50确保接合强度和电导通，并且能够降低振子1的CI值(等效串联电阻值)的劣化。并且，通过使S3/Lz小于0.25，能够降低用于确保电导通的一方的端部20的2个部位的连接部间的短路。
[0074]并且，一方的端部20侧的连接部的宽度W1优选为250 μπι以上、350 μπι以下。通过使一方的端部20侧的连接部的宽度W1为250 μ m以上，能够降低连接部的抵抗值增大的情况，能够充分确保振动片10的电极垫18与设置于第2基板34的连接电极40之间的电导通。并且，通过使宽度W1为350 μπι以下，能够降低用于确保电导通的一方的端部20的2个部位的连接部间的短路。
[0075]并且，另一方的端部22侧的连接部的宽度W2优选为200 μπι以上、250 μπι以下。通过使另一方的端部22侧的连接部的宽度W2为200 μ m以上，能够充分支承用于支承振动片10的另一方的端部22。并且，通过使宽度W2为250 μπι以下，能够使其小于一方的端部20侧的连接部的宽度W1，因此能够扩大用于支承振动片10的另一方的端部22的2个部位间的距离(S2)，能够降低因落下冲击导致的频率变动。
[0076]接着，参照图4?图6对本发明的实施方式的振子1和现有构造的振子的各种特性进行说明。另外，现有构造的振子是指2个第1接合部件50间的距离S1与2个第2接合部件52间的距离S2大致相等的关系的振子。
[0077]图4是示出本发明的实施方式的振子和现有构造的振子的CI值(等效串联电阻值)的图表。图5是示出本发明的实施方式的振子和现有构造的振子的高温(150°C )保存试验结果的图表。图6是示出本发明的实施方式的振子和现有构造的振子的低温(一40°C )保存试验结果的图表。
[0078]首先，如图4所示，本发明的实施方式的振子1的CI值(等效串联电阻值)分布在约20Ω附近到约37 Ω附近。与此相对，现有构造的振子的CI值(等效串联电阻值)分布在约37Ω附近到约48Ω附近，表现出比本发明的实施方式的振子1的CI值(等效串联电阻值)大的倾向。
[0079]这是因为本发明的实施方式的振子1与现有构造的振子相比，厚度随着从外缘朝向中央而逐渐变厚的振动片10的一方的端部20的2个部位的支承间的距离S1变短，第2基板34的安装面与振动片10之间的间隔变小。因此，能够利用少量的第1接合部件50确保接合强度和电导通。并且，由于能够扩大设置有激励电极14的振动区域与第1接合部件50之间的距离，因此能够降低振动能量向第2基板34侧泄漏的情况。此外，能够降低因伴随着第1接合部件50的硬化的安装应力导致的在振动片10中产生的变形。
[0080]接着，在作为示出本发明的实施方式的振子1与现有构造的振子的高温(150°C )保存试验结果和低温(一 40°C )保存试验结果的图表的图5和图6中，横轴是各温度的保存时间，纵轴是使现有构造的振子的经过1000H后的频率变化量的平均值为1而标准化了的频率变化量Λ f/fO。
[0081]在图5所示的高温(150°C )保存试验中，频率变化量Λ f/fO存在下降的倾向，本发明的实施方式的振子1在经过1000H后，频率变化量Λ f/fO的平均值的绝对值为0.63，相对于现有构造的振子实现了约37%的特性改善。
[0082]在图6所示的低温(一 40°C)保存试验中，频率变化量Λ f/fO存在上升的倾向，本发明的实施方式的振子1在经过1000H后，频率变化量Λ f/fO的平均值的绝对值为0.59，相对于现有构造的振子实现了约41%的特性改善。
[0083]这是因为本发明的实施方式的振子1与现有构造的振子相比，振动片10的一方的端部20的2个部位的支承间的距离S1较短，因此能够降低支承间产生的因第2基板34和振动片10的线性膨胀系数的差导致的伴随外部环境的温度差的压缩应力或拉伸应力。
[0084][振荡器]
[0085]接着，使用图7对具有本发明的一实施方式的振子1的振荡器2进行说明。
[0086]图7是示出具有本发明的实施方式的振子的振荡器的构造的概略剖视图。
[0087]振荡器2构成为包含振子1、用于驱动振子1的1C芯片(芯片构件)70、由玻璃、陶瓷、金属等构成的盖160、收纳振子1和1C芯片70的封装130。
[0088]如图7所示，封装130形成为层叠有第1基板132、去除了中央部的环状体的第2基板134、外部端子138。并且，封装130具有在搭载有振子1和1C芯片70 —侧开放的腔体149。另外，以下，将第1基板132的搭载有振子1和1C芯片70 —侧的主面作为上表面，将与搭载有振子1和1C芯片70 —侧相反的一侧的主面作为下表面进行说明。
[0089]在第1基板132的下表面设置有多个外部端子138。并且，外部端子138经由未图示的贯通电极或配线电极与设置于第1基板132的上表面的连接电极140进行电连接。
[0090]在封装130的腔体149内设置有多个连接电极140，收纳 有振子1和1C芯片70。振子1经由导电性的接合部件152而被固定在连接电极140上，振子1的外部端子38与连接电极140经由接合部件152而电导通。1C芯片70经由钎焊材料或者粘接剂等接合部件150而被固定在1基板132的上表面，1C芯片70与连接电极140经由键合线72进行电连接。
[0091]经由低融点玻璃或焊料等接合部件162而将盖160接合在封装130的第2基板134上，由此将收纳有振子1和1C芯片70的腔体149密封。另外，腔体149内可以密闭密封成减压气氛或者惰性气体气氛，也可以向腔体149内充填树脂材料等。
[0092]1C芯片70具有用于控制振子1的驱动的驱动电路(振荡电路)，当通过该1C芯片70来驱动振子1时，能够取出规定的频率的信号。
[0093][电子设备]
[0094]首先，根据图8到图10详细地对具有本发明的一实施方式的振子1的电子设备进行说明。
[0095]图8是示出作为具有本发明的一实施方式的振子的电子设备的笔记本型(或者移动型)的个人计算机的结构的概况的立体图。在该图中，笔记本型个人计算机1100由具有键盘1102的主体部1104、和具有显示部1108的显示单元1106构成，显示单元1106经由铰链构造部以能够转动的方式支承于主体部1104。这种笔记本型个人计算机1100中内设有作为基准时钟等发挥功能的振子1。
[0096]图9是不出作为具有本发明的一实施方式的振子的电子设备的便携电话(也包含PHS)的结构的概况的立体图。在该图中，便携电话1200具有多个操作按钮1202、听筒口1204和话筒口 1206，在操作按钮1202与听筒口 1204之间配置有显示部1208。在这种便携电话1200中内设有作为基准时钟等发挥功能的振子1。
[0097]图10是示出作为具有本发明的一实施方式的振子的电子设备的数字静态照相机的结构的概况的立体图。另外，在该图中也简要地示出与外部设备之间的连接。这里，通常的照相机利用被摄体的光像来使银盐照片胶卷感光，而数字静态照相机1300利用CCD (Charge Coupled Device:电荷親合器件)等拍摄元件将被摄体的光像进行光电转换，生成拍摄信号(图像信号)。
[0098]在数字静态照相机1300中的壳体(主体)1302的背面设置有显示部1310，采用根据CCD的拍摄信号进行显示的结构，显示部1310作为将被摄体显示为电子图像的取景器而发挥功能。并且，在壳体1302的正面侧(图中背面侧)设置有包含光学镜头(拍摄光学系统)或(XD等的受光单元1304。
[0099]撮影者确认在显示部1310上显示的被摄体图像，当按下快门按钮1306时，该时间点的CCD的拍摄信号被传送并保存到存储器1308。并且，在该数字静态照相机1300中，在壳体1302的侧面设置有视频信号输出端子1312和数据通信用的输入输出端子1314。并且，如图所示，根据需要，视频信号输出端子1312与电视监视器1330连接，数据通信用的输入输出端子1314与个人计算机1340连接。此外，采用如下结构:利用规定的操作，将保存在存储器1308中的拍摄信号输出到电视监视器1330或个人计算机1340。在这种数字静态照相机1300中内设有作为基准时钟等发挥功能的振子1。
[0100]另外，本发明的一实施方式的振子1除了可以应用于图8的个人计算机1100(移动型个人计算机)、图9的便携电话1200、图10的数字静态照相机1300，还可以应用于例如喷墨式排出装置(例如喷墨打印机)、电视机、视频摄像机、录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子笔记本(也包含带通信功能的笔记本)、电子词典、计算器、电子游戏设备、文字处理器、工作站、电视电话、安防用电视监视器、电子望远镜、P0S终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图测量装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测仪、各种测定设备、计量仪器类(例如，汽车、航空机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器等电子设备。
[0101][移动体]
[0102]图11是简要地示出作为移动体的一例的汽车的立体图。在汽车1400上搭载有本发明的振子1。例如，如该图所示，在作为移动体的汽车1400中，在控制轮胎1402的电子控制单元1403中内设有作为基准时钟等发挥功能的振子1，搭载于车体1401。
[0103]汽车1400中搭载有本发明的振子1，可以广泛应用于例如无匙进入装置、防盗器、汽车导航系统、汽车空调、刹车防抱死系统(ABS:Antilock Brake System)、安全气囊、轮胎压力检测系统(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、发动机控制单元、混合动力汽车和电动汽车的电池监视器、车体姿势控制系统等电子控制单元(ECU electroniccontrol unit)1403。
[0104]以上，根据图示的实施方式对本发明的一实施方式的振子1、振荡器2、电子设备和移动体进行了说明，但本发明并不限于此，可以将各部分的结构置换成具有相同的功能的任意的结构。并且，在本发明中也可以添加其他任意的结构物。并且，也可以适当组合上述的各实施方式。
【主权项】
1.一种振子，其特征在于， 所述振子包含振动片和基体，所述振动片具有: 基板，其厚度随着从外缘朝向中央而逐渐变厚； 一对激励电极，它们分别配置于所述基板的彼此处于正背关系的两个主面；以及一对电极垫，它们与所述激励电极电连接，被配置在所述两个主面中的至少一方，并且在俯视时被配置在所述基板的一方的端部侧， 一对所述电极垫分别经由第1接合部件与所述基体接合， 所述基板的与所述一方的端部相反一侧的另一方的端部的2个部位分别经由第2接合部件与所述基体接合， 设2个所述第1接合部件间的距离为S1，设2个所述第2接合部件间的距离为S2，满足 SI < S2。2.根据权利要求1所述的振子，其特征在于， 所述一方的端部在所述一方的端部延伸的方向的两端侧具有角部，所述角部成为不与2个所述第1接合部件连接的非连接区域。3.根据权利要求1或2所述的振子，其特征在于， 2个所述第1接合部件的沿着所述一方的端部的方向的长度大于2个所述第2接合部件的沿着所述另一方的端部的方向的长度。4.根据权利要求1或2所述的振子，其特征在于，满足 0.5 < (S1/S2) < 1。5.根据权利要求2所述的振子，其特征在于， 设所述非连接区域的沿着所述一方的端部的方向的长度为S3，设所述振动片的沿着所述一方的端部的方向的长度为Lz，满足0 < (S3/Lz) < 0.25。6.根据权利要求1或2所述的振子，其特征在于， 2个所述第1接合部件的沿着所述一方的端部的方向的长度为250 μπι以上、350 μπι以下。7.根据权利要求1或2所述的振子，其特征在于， 2个所述第2接合部件的沿着所述另一方的端部的方向的长度为200 μπι以上、250 μπι以下。8.根据权利要求1或2所述的振子，其特征在于， 所述基板的形状是凸形状。9.一种振荡器，其特征在于， 所述振荡器包含权利要求1至8中的任意一项所述的振子和电路。10.一种电子设备，其特征在于， 所述电子设备具有权利要求1至8中的任意一项所述的振子。11.一种移动体，其特征在于， 所述移动体具有权利要求1至8中的任意一项所述的振子。
【专利摘要】本发明提供振子、振荡器、电子设备以及移动体。所述振子的等效电阻值较小，所述振荡器、电子设备以及移动体具有该振子。振子(1)包含振动片(10)和作为基体的第2基板(34)，振动片具有：基板，其厚度随着从外缘朝向中央而逐渐变厚；激励电极(14)，其分别配置于基板的两个主面；以及一对电极垫(18)，它们与激励电极电连接，被配置在两个主面中的至少一方，并且被配置在基板的一方的端部侧，一对电极垫分别经由第1接合部件与第2基板接合，与基板的一方的端部相反一侧的另一方的端部的2个部位分别经由第2接合部件与第2基板接合，设2个第1接合部件间的距离为S1，设2个第2接合部件间的距离为S2，满足S1＜S2。
【IPC分类】H03H9/02, H03H9/19
【公开号】CN105490661
【申请号】CN201510598776
【发明人】松木清孝, 船津司匡
【申请人】精工爱普生株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月18日
【公告号】US20160099401
【技术领域】
[0001]本发明涉及振子、具有该振子的振荡器、电子设备以及移动体。
【背景技术】
[0002]使用以主振动为厚度剪切振动进行振动的石英振动片的石英振子由于适宜小型化、高频化，并且频率温度特性优异，因此用于振荡器、电子设备等诸多方面。特别是近年来，为了控制搭载于汽车的刹车防抱死系统(ABS:Antilock Brake System)、轮胎压力监测系统(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、发动机控制器、车体姿势控制系统等的电子控制单元(E⑶-electronic control unit)而使用作为标准时钟发挥功能的石英振子。
[0003]将设置有激励电极的石英振动片载置在例如由陶瓷封装(基体)形成的腔体内，使盖与基体接合而将腔体内密封，由此形成这种石英振子。并且，作为车载用，为了提高耐振动性和耐冲击性而在专利文献1和专利文献2中公开了支承石英振动片的四角的所谓的双持(両持右)的4点支承构造的石英振子(压电器件)。
[0004]专利文献1:日本特开2012 — 178633号公报
[0005]专利文献2:国际公开第2013/168339号
[0006]然而，在专利文献1或专利文献2中记载的压电器件(石英振子)中，存在如下问题:在对压电振动片(振动片)实施了凸面或斜面加工的形状的情况下，由于厚度随着从中央区域朝向端部侧以振动片的截面的外缘描绘曲线的方式逐渐变薄，因此从基体(容器)的安装面到振动片的间隙变高，在将振动片的角部固定于基体时，为了确保接合强度而不得不增多接合部件的量，随着振动区域与接合部件之间的距离接近，振动能量向基体侧的泄漏增大，并且接合部件的体积变大，相应地，安装应力也增大，使压电器件的等效串联电阻值劣化。
【发明内容】
[0007]本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，可以通过以下的方式或者应用例来实现。
[0008][应用例1]本应用例的振子的特征在于，其包含振动片和安装有所述振动片的基体，所述振动片具有:基板，其厚度随着从外缘朝向中央而逐渐变厚；一对激励电极，它们分别配置于所述基板的彼此处于正背关系的两个主面；以及一对电极垫，它们与所述激励电极电连接，被配置在所述两个主面中的至少一方，并且在俯视时被配置在所述基板的一方的端部侧，一对所述电极垫分别经由第1接合部件与所述基体接合，所述基板的与所述一方的端部相反一侧的另一方的端部的2个部位分别利用第2接合部件与所述基体接合，设2个所述第1接合部件间的距离为S1，设2个所述第2接合部件间的距离为S2，满足S1
<S2o
[0009]根据本应用例，在利用第1接合部件和第2接合部件将振动片的一方的端部的2个部位和另一方的端部的2个部位分别与基体接合的4点支承构造的振子中，支承振动片的一方的端部的2个部位间的距离S1小于支承振动片的另一方的端部的2个部位间的距离S2。因此，厚度随着从外缘朝向中央而逐渐变厚的振动片的一方的端部的2个部位的支承间的距离S1变短，基体的安装面与振动片之间的间隔变小，因此具有如下效果:能够利用少量的第1接合部件来确保接合强度和电导通，并且能够扩大振动区域与第1接合部件之间的距离，能够降低振动能量向基体侧泄漏的情况，并且能够降低因安装应力导致的在振动片中产生的变形，降低振子的CI值(等效串联电阻值)的劣化。此外，由于振动片的一方的端部的2个部位的支承间的距离S1变短，从而在支承间产生的因基体与振动片的线性膨胀系数的差导致的伴随外部环境的温度差的压缩应力或拉伸应力变小，因此即使在高温气氛或低温气氛中也能够降低振子的频率变动。
[0010][应用例2]在上述应用例中记载的振子中，其特征在于，所述一方的端部在所述一方的端部延伸的方向的两侧具有角部，所述角部成为不与2个所述第1接合部件连接的非连接区域。
[0011]根据本应用例，具有如下效果:由于位于一方的端部的两侧的角部成为不与2个第1的接合部件连接的非连接区域，能够使厚度随着从外缘朝向中央逐渐变厚的振动片的一方的端部的2个部位的支承间的距离S1变短，因此基体的安装面与振动片之间的间隔变小，利用少量的第1接合部件确保接合强度和电导通，并且，由于第1接合部件的量少，因此能够扩大振动区域与第1接合部件之间的距离，能够降低振动能量向基体侧的泄漏，并且能够降低因安装应力导致的在振动片中产生的变形，能够降低振子的CI值(等效串联电阻值)的劣化。
[0012][应用例3]在上述应用例中记载的振子中，其特征在于，2个所述第1接合部件的沿着所述一方的端部的方向的长度大于2个所述第2接合部件的沿着所述另一方的端部的方向的长度。
[0013]根据本应用例，位于振动片的末端侧的2个第2接合部件的沿着另一方的端部的方向的长度小于实现振动片的电导通的支承部即2个第1接合部件的沿着一方的端部的方向的长度，由此能够降低伴随着安装应力的高温气氛或低温气氛中的频率变动。并且，2个第1接合部件的长度较大，从而能够充分确保电导通。
[0014][应用例4]在上述应用例中记载的振子中，其特征在于，满足0.5 < (S1/S2) < 1。
[0015]根据本应用例，当使S1/S2为0.5以下时，用于确保电导通的2个第1接合部件间的距离S1变窄，有可能产生2个第1接合部件间的短路。并且，当使S1/S2为1以上时，无法使支承振动片的2个第1接合部件间的距离S1变窄，无法减小随着从外缘朝向中央而厚度逐渐变厚的振动片的2个第1接合部件的各自的量，振动区域与第1接合部件之间的距离变窄，有可能导致振动能量向基体侧的泄漏的增大或因安装应力导致的在振动片中产生的变形的增大。因此，通过满足0.5< (S1/S2) < 1，能够降低振子的2个第1接合部件的短路以及伴随着振动能量的泄漏或变形的增大的振子的CI值(等效串联电阻值)的劣化。
[0016][应用例5]在上述应用例中记载的振子中，其特征在于，设所述非连接区域的沿着所述一方的端部的方向的长度为S3，设所述振动片的沿着所述一方的端部的方向的长度为 Lz，满足 0< (S3/Lz) <0.25。
[0017]根据本应用例，通过使S3/Lz大于0，能够在一方的端部的两侧的角部设置非连接区域，能够使支承振动片的2个第1接合部件间的距离S1变窄，因此能够利用少量的第1接合部件确保接合强度和电导通，并且能够降低振子的CI值(等效串联电阻值)的劣化。并且，通过使S3/Lz小于0.25，能够降低用于确保电导通的2个第1接合部件的短路。
[0018][应用例6]在上述应用例中记载的振子中，其特征在于，2个所述第1接合部件的沿着所述一方的端部的方向的长度为250 μπι以上、350 μπι以下。
[0019]根据本应用例，通过使2个第1接合部件的沿着一方的端部的方向的长度为250 μ m以上，能够降低第1接合部件与电极垫之间的连接部的抵抗值的增大，充分确保振动片的电极与基体的电极之间的电导通。并且，通过使2个第1接合部件的沿着一方的端部的方向的长度为350 μπι以下，能够降低用于确保电导通的2个第1接合部件的短路。
[0020][应用例7]在上述应用例中记载的振子中，其特征在于，2个所述第2接合部件的沿着所述另一方的端部的方向的长度为200 μπι以上、250 μπι以下。
[0021]根据本应用例，通过使2个第2接合部件的沿着另一方的端部的方向的长度为200 μ m以上，能够充分支承振动片的另一方的端部侧。并且，通过使2个第2接合部件的沿着另一方的端部的方向的长度为250 μ m以下，能够使其小于2个第1接合部件的长度，因此能够扩大支承振动片的2个第2接合部件间的距离S2，能够降低伴随着落下冲击的频率变动。
[0022][应用例8]在上述应用例中记载的振子中，其特征在于，所述基板的形状是凸形状。
[0023]根据本应用例，具有如下效果:通过使基板的形状为凸形状，能够使振动片的振动能量集中在形成有激励电极的中央部，降低振动能量从支承振动片的端部向基体泄漏的情况，能够得到CI值(等效串联电阻值)较小的振子。
[0024][应用例9]本应用例的振荡器的特征在于，其包含上述应用例中记载的振子和电路。
[0025]根据本应用例，具有如下效果:由于具有CI值(等效串联电阻值)较小、在高温气氛或低温气氛中频率变动较小的振子，因此能够构成具有稳定 的振荡特性的振荡器。
[0026][应用例10]本应用例的电子设备的特征在于，其具有上述应用例中记载的振子。
[0027]根据本应用例，具有如下效果:由于具有CI值(等效串联电阻值)较小、在高温气氛或低温气氛中频率变动较小的振子，因此能够构成具有稳定的特性的电子设备。
[0028][应用例11]本应用例的移动体的特征在于，其具有上述应用例中记载的振子。
[0029]根据本应用例，具有如下效果:由于具有CI值(等效串联电阻值)较小、在高温气氛或低温气氛中频率变动较小的振子，因此能够构成可靠性高的移动体。
【附图说明】
[0030]图1是示出本发明的实施方式的振子的构造的概略俯视图。
[0031]图2是图1中的A — A线的概略剖视图。
[0032]图3是图1中的B — B线的概略剖视图。
[0033]图4是示出本发明的实施方式的振子和现有构造的振子的CI值(等效串联电阻值)的图表。
[0034]图5是示出本发明的实施方式的振子和现有构造的振子的高温(150°C)保存试验结果的图表。
[0035]图6是示出本发明的实施方式的振子和现有构造的振子的低温(一 40°C)保存试验结果的图表。
[0036]图7具有本发明的实施方式的振子的振荡器的概略剖视图。
[0037]图8是示出作为具有本发明的实施方式的振子的电子设备的移动型(或者笔记本型)的个人计算机的结构的立体图。
[0038]图9是示出作为具有本发明的实施方式的振子的电子设备的便携电话(也包含PHS)的结构的立体图。
[0039]图10是示出作为具有本发明的实施方式的振子的电子设备的数字静态照相机的结构的立体图。
[0040]图11是示出作为具有本发明的实施方式的振子的移动体的汽车的结构的立体图。
[0041]标号说明
[0042]1:振子；2:振汤器；10:振动片；12:压电基板；14:激励电极；16:引线电极；18:电极垫；20:—方的端部，22:另一方的端部；24:角部；30:封装；32:第1基板；34:第2基板；36:第3基板；38:外部端子；40:连接电极；49:腔体；50:第1接合部件；52:第2接合部件；60:盖；62:密封部件；70:IC芯片；72:键合线；1100:个人计算机；1200:便携电话；1300:数字静态照相机；1400:汽车。
【具体实施方式】
[0043]以下，根据附图详细地对本发明的实施方式进行说明。另外，在如下所示的各图中，为了使各结构要素为在附图上可识别的程度的大小，存在将各结构要素的尺寸或比率适当地记载为与实际的结构要素不同的情况。
[0044][振子]
[0045]首先，作为本发明的实施方式的振子的一例，列举出具有将厚度剪切振动作为主振动的AT切石英片的AT切石英振子，关于其简要结构，参照图1、图2和图3进行说明。
[0046]图1是示出本发明的实施方式的振子的构造的概略俯视图。图2是图1中的A —A线的概略剖视图。图3是图1中的B — B线的概略剖视图。
[0047]另外，在图1中，为了便于说明振子1的内部的结构，图示出卸下了盖60的状态。并且，在之后的图中，为了便于说明，作为彼此垂直的3个轴图示出X轴、Y’轴、Z ’轴，将沿着X轴的方向设为X轴方向，将沿着Y’轴的方向设为Y’轴方向，将沿着Z’轴的方向设为V轴方向，将XZ’面称为主面。另外，Y’轴方向是主面的厚度方向。
[0048]如图1、图2和图3所示，振子1构成为包含:形成有激励电极14的振动片10、具有收纳振动片10的腔体49的封装30、以及用于将腔体49气密密封的盖60。
[0049]<振动片>
[0050]振动片10具有:具有振动区域的压电基板12(基板的一例)、以彼此对置的方式形成在压电基板12的两个主面(土Y’轴方向的正面和背面)的激励电极14、引线电极16、电极垫18。
[0051]如图2和图3所示，关于压电基板12，从压电基板12的外缘朝向中央而厚度逐渐变厚，形成为正背两面呈凸透镜状的凸形状。另外，压电基板12的形状也可以是仅单面为凸透镜状且另一单面为平面状的平凸(Plano convex)形状、或对长边和短边这双方实施倒角加工的斜面形状。
[0052]压电基板12是如下这样得到的AT切石英基板:具有彼此垂直的晶轴X、Y、Z，沿着将ΧΖ面绕X轴旋转了角度Θ为35.25° (35° 15r )的平面进行切割。该AT切石英基板具有垂直的晶轴X、Y’、Z’，厚度方向是Y’轴，与Υ’轴垂直的包含X轴和Ζ’轴的面是主面，对主面激励出厚度剪切振动作为主振动，具有优异的频率温度特性。
[0053]另外，在本实施方式中，将AT切石英基板作为一例进行说明，但并不限与此，也可以是BT切石英基板或SC切石英基板。
[0054]并且，压电基板12的材质并不限于上述的石英。例如，也可以使用钽酸锂(LiTa03)、四硼酸锂(Li2B407)、铌酸锂(LiNb03)、锆钛酸铅(PZT)、氧化锌(ZnO)、氮化铝(A1N)等压电材料。并且，可以使用具有氧化锌(ZnO)、氮化铝(A1N)等压电体(压电材料)覆膜的硅等半导体材料。
[0055]引线电极16从激励电极14延伸而与形成在压电基板12的角部24上的电极垫18
导通连接。
[0056]电极垫18以彼此对置的方式形成在压电基板12的一方的端部20的两个主面的角部24，通过形成在压电基板12的V轴方向的两侧面的侧面电极(未图示)分别导通连接。
[0057]激励电极14、引线电极16、电极垫18和侧面电极的材质例如使用将铬(Cr)层作为基底，在铬(Cr)层上层叠了金(Au)层的层叠体。上述电极例如通过利用溅射法等形成层叠体，并对该层叠体进行构图而形成。
[0058]另外，在上述的本实施方式中，示出了以彼此对置的方式形成在振动片10的大致中央部的主面上的激励电极14的形状为矩形的例子，但是不需要限定于此，形状也可以是圆形或楕圆形。
[0059]< 封装 >
[0060]如图2和图3所示，封装30形成为层叠有第1基板32、作为基体的第2基板34、第3基板36、外部端子38。
[0061]在第1基板32的外部底面上形成有多个外部端子38。第2基板34与第3基板36是去除了中央部的环状体，利用第2基板34和第3基板36形成有作为收纳振动片10的内部空间的腔体49。在第2基板34的上表面的规定的位置上设置有通过配线电极或贯通电极而与外部端子38电连接的2个连接电极40。连接电极40被配置成:在载置了振动片10时与形成于振动片10的一方的端部20的电极垫18对应。
[0062]另外，设置于第1基板32的外部端子38或电极配线(未图示)、设置于第2基板34的连接电极40或贯通电极(未图示)等一般是通过在基板上对钨(W)、钼(Mo)等金属配线材料进行丝网印刷并进行烧结，并在其上实施镍(Ni)、金(Au)等的镀敷而形成的。
[0063]<盖>
[0064]盖60是用于将封装30的开口密封的部件，具有平板形状。盖60的材质优选是线性膨胀系数与振动片10和封装30 —致，或者具有尽可能接近的线性膨胀系数的材料，除了陶瓷或玻璃材料以外，也可以是金属材料。另外，在金属材料的情况下在实现来自外部的噪声成分的避免上是有利的。
[0065]经由低融点玻璃等密封部件62将盖60接合在封装30上，由此，收纳有振动片10的腔体49以减压气氛被密封。另外，腔体49内也可以密闭密封成惰性气体气氛。
[0066]接着，详细地对收纳在封装30中的振动片10的安装构造进行说明。
[0067]将振动片10的一方的端部20侧的设置有电极垫18的2个部位经由具有导电性的第1接合部件50而接合在连接电极40上，该连接电极40设置于第2基板34。并且，将振动片10的与一方的端部20相反侧的另一方的端部22的2个部位经由第2接合部件52而接合在第2基板34上。
[0068]在俯视时，关于2个第1接合部件50的间隔与另一方的端部22的2个第2接合部件52的间隔，在将一方的端部20的2个第1接合部件50间的距离设为S1，将另一方的端部22的2个第2接合部件52间的距离设为S2时，2个第1接合部件50间的距离SI (Z’轴方向的长度)被配置为小于2个第2接合部件5 2间的距离S2(Z’轴方向的长度)。
[0069]通过采用这种结构，能够使厚度随着从外缘朝向中央而逐渐变厚的振动片10的一方的端部20的2个部位的支承间的距离S1变短，使作为基体的第2基板34的安装面与振动片10之间的间隔变小。因此，能够利用少量的第1接合部件50确保接合强度和电导通，并且能够扩大设置有激励电极14的振动区域与第1接合部件50之间的距离，能够降低振动能量向第2基板34侧泄漏的情况。并且，能够降低因伴随着第1接合部件50的硬化的安装应力导致的在振动片10中产生的变形。因此，具有能够降低振子1的CI值(等效串联电阻值)的劣化这样的效果。此外，通过使振动片10的一方的端部20的2个部位的支承间的距离S1变短，从而在支承间产生的因第2基板34与振动片10的线性膨胀系数的差导致的伴随着外部环境的温度差的压缩应力或拉伸应力变小，因此即使在高温气氛或低温气氛中也能够降低振子1的频率变动。
[0070]并且，在一方的端部20处，位于一方的端部20延伸的方向的两端侧的角部24成为不与第1接合部件50连接的非连接区域。因此，由于能够使厚度随着从外缘朝向中央而逐渐变厚的振动片10的一方的端部20的2个部位的支承间的距离S1变短，因此第2基板34的安装面与振动片10之间的间隔变小。因此，能够利用少量的第1接合部件50确保接合强度与电导通，并且由于第1接合部件是少量的，因此能够扩大振动区域与第1接合部件50之间的距离，能够降低振动能量向第2基板34侧的泄漏。并且，能够降低因安装应力导致的在振动片10中产生的变形。因此，能够降低振子1的CI值(等效串联电阻值)的劣化。
[0071]并且，位于一方的端部20侧的2个第1接合部件50的沿着一方的端部20的方向的长度、即连接部的宽度W1(Z’轴方向的长度)大于位于另一方的端部22侧的2个第2接合部件52的沿着另一方的端部22的方向的长度、即连接部的宽度W2(Z’轴方向的长度)。因此，能够在第1接合部件50中充分确保电导通，并且，能够降低伴随着另一方的端部22侧的第2接合部件52的安装应力的高温气氛或低温气氛中的频率变动。
[0072]并且，使2个第1接合部件50间的距离S1和2个第2接合部件52间的距离S2为0.5 < (S1/S2) < 1，从而能够降低因具有导通性的第1接合部件50之间接近而导致的短路、伴随着振动能量的泄漏或变形的增大的振子1的CI值(等效串联电阻值)的劣化。SP，当使S1/S2为0.5以下时，用于确保电导通的一方的端部20的2个部位间的距离S1变窄，有可能产生2个部位的连接部间的短路。并且，当使S1/S2为1以上时，无法使支承振动片10的一方的端部20的2个部位间的距离S1变窄。因此，无法减小厚度从外缘朝向中央而逐渐变厚的振动片10的一方的端部20的2个部位的第1接合部件50的量。由此，形成有激励电极14的振动区域与第1接合部件50之间的距离窄，有可能导致振动能量向第2基板34侧的泄漏和因安装应力导致的在振动片10中产生的变形增大。
[0073]并且，在使振动片10的一方的端部20的角部24的非连接区域的沿着一方的端部20的方向(Z’轴方向)的长度为S3，使振动片10的Z’轴方向的长度为Lz时，构成为0
<(S3/Lz) < 0.25。通过使S3/Lz大于0，能够在一方的端部20的两侧的角部24设置非连接区域，能够使支承振动片10的一方的端部20的2个部位间的距离S1变窄，因此能够利用少量的第1接合部件50确保接合强度和电导通，并且能够降低振子1的CI值(等效串联电阻值)的劣化。并且，通过使S3/Lz小于0.25，能够降低用于确保电导通的一方的端部20的2个部位的连接部间的短路。
[0074]并且，一方的端部20侧的连接部的宽度W1优选为250 μπι以上、350 μπι以下。通过使一方的端部20侧的连接部的宽度W1为250 μ m以上，能够降低连接部的抵抗值增大的情况，能够充分确保振动片10的电极垫18与设置于第2基板34的连接电极40之间的电导通。并且，通过使宽度W1为350 μπι以下，能够降低用于确保电导通的一方的端部20的2个部位的连接部间的短路。
[0075]并且，另一方的端部22侧的连接部的宽度W2优选为200 μπι以上、250 μπι以下。通过使另一方的端部22侧的连接部的宽度W2为200 μ m以上，能够充分支承用于支承振动片10的另一方的端部22。并且，通过使宽度W2为250 μπι以下，能够使其小于一方的端部20侧的连接部的宽度W1，因此能够扩大用于支承振动片10的另一方的端部22的2个部位间的距离(S2)，能够降低因落下冲击导致的频率变动。
[0076]接着，参照图4?图6对本发明的实施方式的振子1和现有构造的振子的各种特性进行说明。另外，现有构造的振子是指2个第1接合部件50间的距离S1与2个第2接合部件52间的距离S2大致相等的关系的振子。
[0077]图4是示出本发明的实施方式的振子和现有构造的振子的CI值(等效串联电阻值)的图表。图5是示出本发明的实施方式的振子和现有构造的振子的高温(150°C )保存试验结果的图表。图6是示出本发明的实施方式的振子和现有构造的振子的低温(一40°C )保存试验结果的图表。
[0078]首先，如图4所示，本发明的实施方式的振子1的CI值(等效串联电阻值)分布在约20Ω附近到约37 Ω附近。与此相对，现有构造的振子的CI值(等效串联电阻值)分布在约37Ω附近到约48Ω附近，表现出比本发明的实施方式的振子1的CI值(等效串联电阻值)大的倾向。
[0079]这是因为本发明的实施方式的振子1与现有构造的振子相比，厚度随着从外缘朝向中央而逐渐变厚的振动片10的一方的端部20的2个部位的支承间的距离S1变短，第2基板34的安装面与振动片10之间的间隔变小。因此，能够利用少量的第1接合部件50确保接合强度和电导通。并且，由于能够扩大设置有激励电极14的振动区域与第1接合部件50之间的距离，因此能够降低振动能量向第2基板34侧泄漏的情况。此外，能够降低因伴随着第1接合部件50的硬化的安装应力导致的在振动片10中产生的变形。
[0080]接着，在作为示出本发明的实施方式的振子1与现有构造的振子的高温(150°C )保存试验结果和低温(一 40°C )保存试验结果的图表的图5和图6中，横轴是各温度的保存时间，纵轴是使现有构造的振子的经过1000H后的频率变化量的平均值为1而标准化了的频率变化量Λ f/fO。
[0081]在图5所示的高温(150°C )保存试验中，频率变化量Λ f/fO存在下降的倾向，本发明的实施方式的振子1在经过1000H后，频率变化量Λ f/fO的平均值的绝对值为0.63，相对于现有构造的振子实现了约37%的特性改善。
[0082]在图6所示的低温(一 40°C)保存试验中，频率变化量Λ f/fO存在上升的倾向，本发明的实施方式的振子1在经过1000H后，频率变化量Λ f/fO的平均值的绝对值为0.59，相对于现有构造的振子实现了约41%的特性改善。
[0083]这是因为本发明的实施方式的振子1与现有构造的振子相比，振动片10的一方的端部20的2个部位的支承间的距离S1较短，因此能够降低支承间产生的因第2基板34和振动片10的线性膨胀系数的差导致的伴随外部环境的温度差的压缩应力或拉伸应力。
[0084][振荡器]
[0085]接着，使用图7对具有本发明的一实施方式的振子1的振荡器2进行说明。
[0086]图7是示出具有本发明的实施方式的振子的振荡器的构造的概略剖视图。
[0087]振荡器2构成为包含振子1、用于驱动振子1的1C芯片(芯片构件)70、由玻璃、陶瓷、金属等构成的盖160、收纳振子1和1C芯片70的封装130。
[0088]如图7所示，封装130形成为层叠有第1基板132、去除了中央部的环状体的第2基板134、外部端子138。并且，封装130具有在搭载有振子1和1C芯片70 —侧开放的腔体149。另外，以下，将第1基板132的搭载有振子1和1C芯片70 —侧的主面作为上表面，将与搭载有振子1和1C芯片70 —侧相反的一侧的主面作为下表面进行说明。
[0089]在第1基板132的下表面设置有多个外部端子138。并且，外部端子138经由未图示的贯通电极或配线电极与设置于第1基板132的上表面的连接电极140进行电连接。
[0090]在封装130的腔体149内设置有多个连接电极140，收纳 有振子1和1C芯片70。振子1经由导电性的接合部件152而被固定在连接电极140上，振子1的外部端子38与连接电极140经由接合部件152而电导通。1C芯片70经由钎焊材料或者粘接剂等接合部件150而被固定在1基板132的上表面，1C芯片70与连接电极140经由键合线72进行电连接。
[0091]经由低融点玻璃或焊料等接合部件162而将盖160接合在封装130的第2基板134上，由此将收纳有振子1和1C芯片70的腔体149密封。另外，腔体149内可以密闭密封成减压气氛或者惰性气体气氛，也可以向腔体149内充填树脂材料等。
[0092]1C芯片70具有用于控制振子1的驱动的驱动电路(振荡电路)，当通过该1C芯片70来驱动振子1时，能够取出规定的频率的信号。
[0093][电子设备]
[0094]首先，根据图8到图10详细地对具有本发明的一实施方式的振子1的电子设备进行说明。
[0095]图8是示出作为具有本发明的一实施方式的振子的电子设备的笔记本型(或者移动型)的个人计算机的结构的概况的立体图。在该图中，笔记本型个人计算机1100由具有键盘1102的主体部1104、和具有显示部1108的显示单元1106构成，显示单元1106经由铰链构造部以能够转动的方式支承于主体部1104。这种笔记本型个人计算机1100中内设有作为基准时钟等发挥功能的振子1。
[0096]图9是不出作为具有本发明的一实施方式的振子的电子设备的便携电话(也包含PHS)的结构的概况的立体图。在该图中，便携电话1200具有多个操作按钮1202、听筒口1204和话筒口 1206，在操作按钮1202与听筒口 1204之间配置有显示部1208。在这种便携电话1200中内设有作为基准时钟等发挥功能的振子1。
[0097]图10是示出作为具有本发明的一实施方式的振子的电子设备的数字静态照相机的结构的概况的立体图。另外，在该图中也简要地示出与外部设备之间的连接。这里，通常的照相机利用被摄体的光像来使银盐照片胶卷感光，而数字静态照相机1300利用CCD (Charge Coupled Device:电荷親合器件)等拍摄元件将被摄体的光像进行光电转换，生成拍摄信号(图像信号)。
[0098]在数字静态照相机1300中的壳体(主体)1302的背面设置有显示部1310，采用根据CCD的拍摄信号进行显示的结构，显示部1310作为将被摄体显示为电子图像的取景器而发挥功能。并且，在壳体1302的正面侧(图中背面侧)设置有包含光学镜头(拍摄光学系统)或(XD等的受光单元1304。
[0099]撮影者确认在显示部1310上显示的被摄体图像，当按下快门按钮1306时，该时间点的CCD的拍摄信号被传送并保存到存储器1308。并且，在该数字静态照相机1300中，在壳体1302的侧面设置有视频信号输出端子1312和数据通信用的输入输出端子1314。并且，如图所示，根据需要，视频信号输出端子1312与电视监视器1330连接，数据通信用的输入输出端子1314与个人计算机1340连接。此外，采用如下结构:利用规定的操作，将保存在存储器1308中的拍摄信号输出到电视监视器1330或个人计算机1340。在这种数字静态照相机1300中内设有作为基准时钟等发挥功能的振子1。
[0100]另外，本发明的一实施方式的振子1除了可以应用于图8的个人计算机1100(移动型个人计算机)、图9的便携电话1200、图10的数字静态照相机1300，还可以应用于例如喷墨式排出装置(例如喷墨打印机)、电视机、视频摄像机、录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子笔记本(也包含带通信功能的笔记本)、电子词典、计算器、电子游戏设备、文字处理器、工作站、电视电话、安防用电视监视器、电子望远镜、P0S终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图测量装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测仪、各种测定设备、计量仪器类(例如，汽车、航空机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器等电子设备。
[0101][移动体]
[0102]图11是简要地示出作为移动体的一例的汽车的立体图。在汽车1400上搭载有本发明的振子1。例如，如该图所示，在作为移动体的汽车1400中，在控制轮胎1402的电子控制单元1403中内设有作为基准时钟等发挥功能的振子1，搭载于车体1401。
[0103]汽车1400中搭载有本发明的振子1，可以广泛应用于例如无匙进入装置、防盗器、汽车导航系统、汽车空调、刹车防抱死系统(ABS:Antilock Brake System)、安全气囊、轮胎压力检测系统(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、发动机控制单元、混合动力汽车和电动汽车的电池监视器、车体姿势控制系统等电子控制单元(ECU electroniccontrol unit)1403。
[0104]以上，根据图示的实施方式对本发明的一实施方式的振子1、振荡器2、电子设备和移动体进行了说明，但本发明并不限于此，可以将各部分的结构置换成具有相同的功能的任意的结构。并且，在本发明中也可以添加其他任意的结构物。并且，也可以适当组合上述的各实施方式。
【主权项】
1.一种振子，其特征在于， 所述振子包含振动片和基体，所述振动片具有: 基板，其厚度随着从外缘朝向中央而逐渐变厚； 一对激励电极，它们分别配置于所述基板的彼此处于正背关系的两个主面；以及一对电极垫，它们与所述激励电极电连接，被配置在所述两个主面中的至少一方，并且在俯视时被配置在所述基板的一方的端部侧， 一对所述电极垫分别经由第1接合部件与所述基体接合， 所述基板的与所述一方的端部相反一侧的另一方的端部的2个部位分别经由第2接合部件与所述基体接合， 设2个所述第1接合部件间的距离为S1，设2个所述第2接合部件间的距离为S2，满足 SI < S2。2.根据权利要求1所述的振子，其特征在于， 所述一方的端部在所述一方的端部延伸的方向的两端侧具有角部，所述角部成为不与2个所述第1接合部件连接的非连接区域。3.根据权利要求1或2所述的振子，其特征在于， 2个所述第1接合部件的沿着所述一方的端部的方向的长度大于2个所述第2接合部件的沿着所述另一方的端部的方向的长度。4.根据权利要求1或2所述的振子，其特征在于，满足 0.5 < (S1/S2) < 1。5.根据权利要求2所述的振子，其特征在于， 设所述非连接区域的沿着所述一方的端部的方向的长度为S3，设所述振动片的沿着所述一方的端部的方向的长度为Lz，满足0 < (S3/Lz) < 0.25。6.根据权利要求1或2所述的振子，其特征在于， 2个所述第1接合部件的沿着所述一方的端部的方向的长度为250 μπι以上、350 μπι以下。7.根据权利要求1或2所述的振子，其特征在于， 2个所述第2接合部件的沿着所述另一方的端部的方向的长度为200 μπι以上、250 μπι以下。8.根据权利要求1或2所述的振子，其特征在于， 所述基板的形状是凸形状。9.一种振荡器，其特征在于， 所述振荡器包含权利要求1至8中的任意一项所述的振子和电路。10.一种电子设备，其特征在于， 所述电子设备具有权利要求1至8中的任意一项所述的振子。11.一种移动体，其特征在于， 所述移动体具有权利要求1至8中的任意一项所述的振子。
【专利摘要】本发明提供振子、振荡器、电子设备以及移动体。所述振子的等效电阻值较小，所述振荡器、电子设备以及移动体具有该振子。振子(1)包含振动片(10)和作为基体的第2基板(34)，振动片具有：基板，其厚度随着从外缘朝向中央而逐渐变厚；激励电极(14)，其分别配置于基板的两个主面；以及一对电极垫(18)，它们与激励电极电连接，被配置在两个主面中的至少一方，并且被配置在基板的一方的端部侧，一对电极垫分别经由第1接合部件与第2基板接合，与基板的一方的端部相反一侧的另一方的端部的2个部位分别经由第2接合部件与第2基板接合，设2个第1接合部件间的距离为S1，设2个第2接合部件间的距离为S2，满足S1＜S2。
【IPC分类】H03H9/02, H03H9/19
【公开号】CN105490661
【申请号】CN201510598776
【发明人】松木清孝, 船津司匡
【申请人】精工爱普生株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月18日
【公告号】US20160099401
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