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JP2013090064A - Vibration piece, vibrator and piezoelectric device - Google Patents

Vibration piece, vibrator and piezoelectric device Download PDF

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JP2013090064A
JP2013090064A JP2011227309A JP2011227309A JP2013090064A JP 2013090064 A JP2013090064 A JP 2013090064A JP 2011227309 A JP2011227309 A JP 2011227309A JP 2011227309 A JP2011227309 A JP 2011227309A JP 2013090064 A JP2013090064 A JP 2013090064A
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JP
Japan
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substrate
electrode
piezoelectric substrate
excitation electrode
resonator element
Prior art date
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Pending
Application number
JP2011227309A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Tsuchido
健次 土戸
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

【課題】厚み滑り振動以外の振動を抑えつつ、厚み滑り振動を効率的に励振することができる振動片、振動子および圧電デバイスを提供すること。
【解決手段】振動片2は、厚みすべり振動する第1の圧電体基板21と、第1の圧電体基板21に積層され、厚みすべり振動する第2の圧電体基板22と、第1の圧電体基板21の第2の圧電体基板22とは反対側の面に接合された励振電極23aと、第2の圧電体基板22の第1の圧電体基板21とは反対側の面に接合された励振電極23cと、第1の圧電体基板21と第2の圧電体基板22との間に設けられた励振電極23bと、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22の側面に設けられ、励振電極23aと励振電極23cとを電気的に接続する第1の側面電極と、第2の圧電体基板22の側面に設けられ、励振電極23bに電気的に接続された第2の側面電極とを有する。
【選択図】図2
To provide a resonator element, a vibrator, and a piezoelectric device capable of efficiently exciting thickness shear vibration while suppressing vibration other than thickness shear vibration.
A resonator element includes a first piezoelectric substrate that vibrates in thickness, a second piezoelectric substrate that is laminated on the first piezoelectric substrate and vibrates in thickness, and a first piezoelectric substrate. The excitation electrode 23a bonded to the surface of the body substrate 21 opposite to the second piezoelectric substrate 22 and the surface of the second piezoelectric substrate 22 opposite to the first piezoelectric substrate 21 are bonded to each other. The excitation electrode 23c, the excitation electrode 23b provided between the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22, and the side surfaces of the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22. The first side surface electrode that is electrically connected to the excitation electrode 23a and the excitation electrode 23c, and the second side surface electrode that is provided on the side surface of the second piezoelectric substrate 22 and is electrically connected to the excitation electrode 23b. Side electrode.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、振動片、振動子および圧電デバイスに関するものである。   The present invention relates to a resonator element, a vibrator, and a piezoelectric device.

水晶発振器等の圧電デバイスに備えられた水晶振動子等の振動子としては、厚み滑り振動を利用したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このような振動子は、例えば、特許文献1に開示されているように、厚み滑り振動を主振動とする1つの圧電基板を用いて構成された振動片を備えている。そして、この圧電基板にその厚さ方向に電圧を印加することにより厚み滑り振動を励振させる。
As a vibrator such as a quartz vibrator provided in a piezoelectric device such as a quartz oscillator, one utilizing thickness shear vibration is known (for example, see Patent Document 1).
For example, as disclosed in Patent Document 1, such a vibrator includes a vibrating piece that is configured using one piezoelectric substrate whose thickness vibration is a main vibration. Then, a thickness shear vibration is excited by applying a voltage to the piezoelectric substrate in the thickness direction.

また、特許文献1の振動子では、いわゆるメサ型構造を有する振動片を用いることにより、厚み滑り振動を閉じ込めて、Q値を改善し、その結果、CI値(クリスタルインピーダンス)を低減している。
しかしながら、上述した従来の構造では、特定の周波数で振動する厚み滑り振動片を製造するには一対の励振電極間の圧電基板に周波数に対応した特定の厚さのものを使用しなければならない為、励振電極間に発生させる事のできる電界の大きさには限界があり、その結果としてCI値を十分に低くすることが困難であった。
Further, in the vibrator of Patent Document 1, by using a resonator element having a so-called mesa structure, the thickness shear vibration is confined to improve the Q value, and as a result, the CI value (crystal impedance) is reduced. .
However, in the above-described conventional structure, in order to manufacture a thickness sliding vibrating piece that vibrates at a specific frequency, a piezoelectric substrate having a specific thickness corresponding to the frequency must be used between the pair of excitation electrodes. There is a limit to the magnitude of the electric field that can be generated between the excitation electrodes, and as a result, it has been difficult to sufficiently reduce the CI value.

特開2008−263387号公報JP 2008-263387 A

本発明の目的は、厚み滑り振動以外の振動を抑えつつ、厚み滑り振動を効率的に励振することができる振動片、振動子および圧電デバイスを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a resonator element, a vibrator, and a piezoelectric device capable of efficiently exciting thickness shear vibration while suppressing vibration other than thickness shear vibration.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]
本発明の振動片は、厚み滑り振動を励振する第1の基板と、
前記第1の基板に積層され、厚み滑り振動を励振する第2の基板と、
前記第1の基板の前記第2の基板とは反対側の主面上に配置されている第1の励振電極と、
前記第2の基板の前記第1の基板とは反対側の主面上に配置されている第2の励振電極と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置されている第3の励振電極と、
前記第1の基板および前記第2の基板の側面に配置され、前記第1の励振電極と前記第2の励振電極とを電気的に接続している第1の側面電極と、
前記第1の基板および前記第2の基板のうちの少なくとも一方の基板の側面に配置され、前記第3の励振電極に電気的に接続されている第2の側面電極と、
を備えることを特徴とする。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[Application Example 1]
The resonator element according to the aspect of the invention includes a first substrate that excites thickness shear vibration,
A second substrate laminated on the first substrate and exciting thickness shear vibration;
A first excitation electrode disposed on a main surface of the first substrate opposite to the second substrate;
A second excitation electrode disposed on a main surface of the second substrate opposite to the first substrate;
A third excitation electrode disposed between the first substrate and the second substrate;
A first side electrode disposed on a side surface of the first substrate and the second substrate and electrically connecting the first excitation electrode and the second excitation electrode;
A second side electrode disposed on a side surface of at least one of the first substrate and the second substrate and electrically connected to the third excitation electrode;
It is characterized by providing.

このように構成された振動片によれば、第1の側面電極と第2の側面電極との間に電圧を印加することにより、第1の励振電極と第3の励振電極との間、および、第2の励振電極と第3の励振電極との間にそれぞれ電界を生じさせることができる。これにより、第1の基板および第2の基板をそれぞれ厚み滑り振動させることができる。
特に、第1の基板および第2の基板の厚さをそれぞれ薄くして各基板に印加する電圧を抑えつつ、振動片全体の厚み滑り振動の変位量を大きくすることができる。そのため、厚み滑り振動以外の振動を抑えつつ、厚み滑り振動を効率的に励振することができる。
According to the resonator element configured as above, by applying a voltage between the first side electrode and the second side electrode, between the first excitation electrode and the third excitation electrode, and An electric field can be generated between the second excitation electrode and the third excitation electrode. Thereby, the first substrate and the second substrate can be vibrated in thickness sliding.
In particular, it is possible to increase the displacement amount of the thickness shear vibration of the entire resonator element while reducing the thickness of the first substrate and the second substrate to suppress the voltage applied to each substrate. For this reason, it is possible to efficiently excite the thickness shear vibration while suppressing vibrations other than the thickness shear vibration.

[適用例2]
本発明の振動片では、前記第1の基板および前記第2の基板は、それぞれ、圧電材料で構成された圧電体基板であることが好ましい。
これにより、厚み滑り振動以外の振動を抑えつつ、厚み滑り振動を効率的に励振することができる。
[Application Example 2]
In the resonator element according to the aspect of the invention, it is preferable that each of the first substrate and the second substrate is a piezoelectric substrate made of a piezoelectric material.
Thereby, thickness shear vibration can be efficiently excited while suppressing vibrations other than thickness shear vibration.

[適用例3]
本発明の振動片では、前記第1の基板および前記第2の基板は、前記第3の励振電極を介して互いに接合されていることが好ましい。
これにより、振動片の構成を比較的簡単なものとすることができる。
[適用例4]
本発明の振動片では、前記第3の励振電極に対して離間し、前記第1の側面電極付近における前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置されたスペーサー層を備えることが好ましい。
これにより、第1の側面電極を各種成膜法により容易に形成することができる。また、第1の基板と第2の基板との間における第1の側面電極の断線を防止することができる。
[Application Example 3]
In the resonator element according to the aspect of the invention, it is preferable that the first substrate and the second substrate are bonded to each other via the third excitation electrode.
As a result, the configuration of the resonator element can be made relatively simple.
[Application Example 4]
The resonator element according to the aspect of the invention may include a spacer layer that is spaced apart from the third excitation electrode and disposed between the first substrate and the second substrate in the vicinity of the first side electrode. Is preferred.
Accordingly, the first side electrode can be easily formed by various film forming methods. Further, disconnection of the first side electrode between the first substrate and the second substrate can be prevented.

[適用例5]
本発明の振動片では、前記第1の基板の前記第2の基板とは反対側の主面上に配置され、前記第1の励振電極から前記第1の基板の側面へ向けて延出されている第1の引き出し電極と、
前記第2の基板の前記第1の基板とは反対側の主面上に配置され、前記第2の励振電極から前記第2の基板の側面へ向けて延出されている第2の引き出し電極と、
を備え、
前記第1の引き出し電極および前記第2の引き出し電極は、前記第1の側面電極を介して互いに電気的に接続されていることが好ましい。
これにより、第1の励振電極、第2の励振電極および第1の側面電極の設計が容易となる。
[Application Example 5]
In the resonator element according to the aspect of the invention, the first substrate may be disposed on a main surface opposite to the second substrate, and may be extended from the first excitation electrode toward a side surface of the first substrate. A first extraction electrode,
A second extraction electrode disposed on a main surface of the second substrate opposite to the first substrate and extending from the second excitation electrode toward a side surface of the second substrate; When,
With
Preferably, the first extraction electrode and the second extraction electrode are electrically connected to each other via the first side electrode.
This facilitates the design of the first excitation electrode, the second excitation electrode, and the first side electrode.

[適用例6]
本発明の振動片では、前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置され、前記第3の励振電極から前記第1の基板または前記第2の基板の側面に向けて延出されている第3の引き出し電極を備え、
前記第3の引き出し電極は、前記第2の側面電極に電気的に接続されていることが好ましい。
これにより、第3の励振電極および第2の側面電極の設計が容易となる。
[Application Example 6]
In the resonator element according to the aspect of the invention, the resonator element is disposed between the first substrate and the second substrate, and extends from the third excitation electrode toward a side surface of the first substrate or the second substrate. A third extraction electrode that is
The third extraction electrode is preferably electrically connected to the second side electrode.
This facilitates the design of the third excitation electrode and the second side electrode.

[適用例7]
本発明の振動片では、前記第1の基板または前記第2の基板の前記第3の励振電極とは反対側の主面上には、
前記第1の側面電極に電気的に接続されている第1の電極パッドと、
前記第2の側面電極に電気的に接続されている第2の電極パッドと、
が配置されていることが好ましい。
これにより、振動片をベース基板に対して導電性接着剤等によりマウントすることにより、第1の電極パッドおよび第2の電極パッドをベース基板上のマウント電極に電気的に接続することができる。
[Application Example 7]
In the resonator element according to the aspect of the invention, on the main surface of the first substrate or the second substrate opposite to the third excitation electrode,
A first electrode pad electrically connected to the first side electrode;
A second electrode pad electrically connected to the second side electrode;
Is preferably arranged.
Accordingly, the first electrode pad and the second electrode pad can be electrically connected to the mount electrode on the base substrate by mounting the resonator element on the base substrate with a conductive adhesive or the like.

[適用例8]
本発明の振動片では、前記第1の基板および前記第2の基板は、それぞれ、水晶基板であることが好ましい。
これにより、所望の振動特性でより高精度に厚み滑り振動を励振させることができる。
[適用例9]
本発明の振動片では、前記水晶基板は、水晶回転Y板であることが好ましい。
これにより、第1の基板および第2の基板にそれぞれ厚み滑り振動を効率的に励振させることができる。
[Application Example 8]
In the resonator element according to the aspect of the invention, it is preferable that each of the first substrate and the second substrate is a quartz substrate.
As a result, it is possible to excite the thickness shear vibration with higher accuracy with desired vibration characteristics.
[Application Example 9]
In the resonator element according to the aspect of the invention, it is preferable that the crystal substrate is a crystal rotation Y plate.
Thereby, thickness shear vibration can be efficiently excited in the first substrate and the second substrate, respectively.

[適用例10]
本発明の振動片では、前記水晶回転Y板は、ATカット水晶基板、BTカット水晶基板、SCカット水晶基板のうちのいずれかであることが好ましい。
これにより、第1の基板および第2の基板にそれぞれ厚み滑り振動を効率的に励振させることができる。
[Application Example 10]
In the resonator element according to the aspect of the invention, it is preferable that the crystal rotation Y plate is any one of an AT cut crystal substrate, a BT cut crystal substrate, and an SC cut crystal substrate.
Thereby, thickness shear vibration can be efficiently excited in the first substrate and the second substrate, respectively.

[適用例11]
本発明の振動片では、前記第1の基板および前記第2の基板は、互いに同一のカット角の水晶基板であり、
一方の水晶基板の結晶軸が他方の水晶基板をY’軸またはZ’軸まわりに180°回転させた結晶軸と同方向であることが好ましい。
これにより、第1の基板および第2の基板に互いの接合面に同極性となるように電圧を印加することにより、第1の基板および第2の基板に互いに同方向の厚み滑り振動を励振させることができる。
[Application Example 11]
In the resonator element according to the aspect of the invention, the first substrate and the second substrate are crystal substrates having the same cut angle,
It is preferable that the crystal axis of one crystal substrate is in the same direction as the crystal axis obtained by rotating the other crystal substrate by 180 ° around the Y ′ axis or the Z ′ axis.
As a result, by applying a voltage to the first substrate and the second substrate so that their joint surfaces have the same polarity, thickness shear vibrations in the same direction are excited on the first substrate and the second substrate. Can be made.

[適用例12]
本発明の振動子は、本発明の振動片と、
前記振動片を収納するパッケージと、
を備えることを特徴とする。
これにより、厚み滑り振動以外の振動を抑えつつ、厚み滑り振動を効率的に励振することができる振動子を提供できる。
[適用例13]
本発明の圧電デバイスは、本発明の振動子を備えることを特徴とする。
これにより、厚み滑り振動以外の振動を抑えつつ、厚み滑り振動を効率的に励振することができる圧電デバイスを提供できる。
[Application Example 12]
The vibrator of the present invention includes the resonator element of the present invention,
A package for storing the resonator element;
It is characterized by providing.
Accordingly, it is possible to provide a vibrator that can efficiently excite thickness shear vibration while suppressing vibration other than thickness shear vibration.
[Application Example 13]
The piezoelectric device of the present invention includes the vibrator of the present invention.
Accordingly, it is possible to provide a piezoelectric device that can efficiently excite thickness shear vibration while suppressing vibration other than thickness shear vibration.

本発明の第1実施形態にかかる圧電デバイス(振動子)を示す上面図である。1 is a top view showing a piezoelectric device (vibrator) according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す圧電デバイスの断面図である。It is sectional drawing of the piezoelectric device shown in FIG. 図1に示す圧電デバイスに備えられた振動片を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a resonator element provided in the piezoelectric device shown in FIG. 1. 図3に示す振動片の第2の圧電体基板、第2の励振電極および第3の励振電極を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a second piezoelectric substrate, a second excitation electrode, and a third excitation electrode of the resonator element illustrated in FIG. 3. 図2に示す圧電デバイスに備えられた振動片の動作を説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an operation of a vibrating piece provided in the piezoelectric device shown in FIG. 2. 図5に示す動作の振動片に備えられた第1の圧電体基板および第2の圧電体基板をATカットの水晶を用いて構成する場合の第1の例を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a first example in which the first piezoelectric substrate and the second piezoelectric substrate provided in the resonator element of the operation illustrated in FIG. 5 are configured using AT-cut quartz. 図5に示す動作の振動片に備えられた第1の圧電体基板および第2の圧電体基板をATカットの水晶を用いて構成する場合の第2の例を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a second example in which the first piezoelectric substrate and the second piezoelectric substrate provided in the resonator element of the operation illustrated in FIG. 5 are configured using AT-cut quartz. 本発明の第2実施形態にかかる圧電デバイスに備えられた振動片の断面図である。It is sectional drawing of the vibration piece with which the piezoelectric device concerning 2nd Embodiment of this invention was equipped. 図8に示す振動片の第2の圧電体基板、第2の励振電極および第3の励振電極を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a second piezoelectric substrate, a second excitation electrode, and a third excitation electrode of the resonator element illustrated in FIG. 8. 本発明の第3実施形態にかかる圧電デバイスに備えられた振動片の断面図である。It is sectional drawing of the vibration piece with which the piezoelectric device concerning 3rd Embodiment of this invention was equipped. 本発明の第4実施形態にかかる圧電デバイスに備えられた振動片の断面図である。It is sectional drawing of the vibration piece with which the piezoelectric device concerning 4th Embodiment of this invention was equipped. 本発明の第5実施形態にかかる圧電デバイスに備えられた振動片の断面図である。It is sectional drawing of the vibration piece with which the piezoelectric device concerning 5th Embodiment of this invention was equipped. 本発明の第6実施形態にかかる圧電デバイスに備えられた振動片の断面図である。It is sectional drawing of the vibration piece with which the piezoelectric device concerning 6th Embodiment of this invention was equipped.

以下、本発明の圧電デバイスの例として、圧電振動子および電子部品付き圧電デバイスを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
まず、本発明の第1実施形態を説明する。
図1は、本発明の第1実施形態にかかる圧電デバイス(振動子)を示す上面図、図2は、図1に示す圧電デバイスの断面図、図3は、図1に示す圧電デバイスに備えられた振動片を示す斜視図、図4は、図3に示す振動片の第2の圧電体基板、第2の励振電極および第3の励振電極を示す図、図5は、図2に示す圧電デバイスに備えられた振動片の動作を説明するための模式図、図6は、図5に示す動作の振動片に備えられた第1の圧電体基板および第2の圧電体基板をATカットの水晶を用いて構成する場合の第1の例を説明するための図、図7は、図5に示す動作の振動片に備えられた第1の圧電体基板および第2の圧電体基板をATカットの水晶を用いて構成する場合の第2の例を説明するための図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図2中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
図1に示す圧電デバイス1は、振動片2と、これを収納するパッケージ(匡体)3とを有している。
Hereinafter, as an example of the piezoelectric device of the present invention, a piezoelectric vibrator and a piezoelectric device with electronic components will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
<First Embodiment>
First, a first embodiment of the present invention will be described.
1 is a top view showing a piezoelectric device (vibrator) according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the piezoelectric device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is provided in the piezoelectric device shown in FIG. 4 is a perspective view showing the obtained vibrating piece, FIG. 4 is a view showing the second piezoelectric substrate, the second excitation electrode, and the third excitation electrode of the vibrating piece shown in FIG. 3, and FIG. 5 is shown in FIG. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the operation of the resonator element included in the piezoelectric device. FIG. 6 is an AT cut diagram illustrating the first piezoelectric substrate and the second piezoelectric substrate included in the resonator element operating as shown in FIG. FIG. 7 is a diagram for explaining a first example in the case of using the quartz of FIG. 7, and FIG. 7 shows the first piezoelectric substrate and the second piezoelectric substrate provided in the resonator element of the operation shown in FIG. It is a figure for demonstrating the 2nd example in the case of comprising using an AT cut crystal. In the following description, for convenience of explanation, the upper side in FIG. 2 is referred to as “upper”, the lower side as “lower”, the right side as “right”, and the left side as “left”.
A piezoelectric device 1 shown in FIG. 1 includes a resonator element 2 and a package (housing) 3 that accommodates the resonator element 2.

まず、振動片2について説明する。
振動片(圧電振動片)2は、図1または図2に示すように、長手形状の第1の圧電体基板(第1の基板)21および第2の圧電体基板(第2の基板)22と、第1の圧電体基板21の上面に設けられた励振電極(第1の励振電極)23aおよび接続電極(第1の引き出し電極)24aと、第1の圧電体基板21と第2の圧電体基板22との間に設けられた励振電極(第3の励振電極)23bおよび接続電極(第3の引き出し電極)24bと、第2の圧電体基板22の下面に設けられた励振電極(第2の励振電極)23cおよび接続電極(第2の引き出し電極)24cとを有している。
また、振動片2は、図3に示すように、側面電極(第1の側面電極)25aおよび側面電極(第2の側面電極)25bを有する。さらに、振動片2は、図4に示すように、電極パッド(第1の電極パッド)26aおよび電極パッド(第2の電極パッド)26bと、スペーサー層27とを有する。
First, the resonator element 2 will be described.
As shown in FIG. 1 or FIG. 2, the resonator element (piezoelectric resonator element) 2 includes a first piezoelectric substrate (first substrate) 21 and a second piezoelectric substrate (second substrate) 22 having a longitudinal shape. An excitation electrode (first excitation electrode) 23a and a connection electrode (first extraction electrode) 24a provided on the upper surface of the first piezoelectric substrate 21, and the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate. The excitation electrode (third excitation electrode) 23b and the connection electrode (third extraction electrode) 24b provided between the body substrate 22 and the excitation electrode (first electrode) provided on the lower surface of the second piezoelectric substrate 22 2 excitation electrodes) 23c and connection electrodes (second extraction electrodes) 24c.
Further, as shown in FIG. 3, the resonator element 2 includes a side electrode (first side electrode) 25 a and a side electrode (second side electrode) 25 b. Furthermore, as illustrated in FIG. 4, the resonator element 2 includes an electrode pad (first electrode pad) 26 a and an electrode pad (second electrode pad) 26 b, and a spacer layer 27.

以下、振動片2を構成する各部を順次詳細に説明する。
第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22は、それぞれ、その厚さ方向に電圧(電界)が印加されることにより、厚み滑り振動を主振動として励振するものである。
特に、図5に示すように、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22は、互いに同方向に厚み滑り振動するように構成されている。言い換えると、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22は、互いに対向する側の面(接合面)同士が互いに反対方向に変位するように、厚み滑り振動するように構成されている。なお、図5では、説明の便宜上、側面電極、引き出し電極および電極パッドの図示を省略している。
Hereinafter, each part which comprises the vibration piece 2 is demonstrated in detail sequentially.
The first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 excite thickness shear vibration as main vibration by applying a voltage (electric field) in the thickness direction.
In particular, as shown in FIG. 5, the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 are configured to undergo thickness-shear vibration in the same direction. In other words, the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 are configured to undergo thickness-slip vibration so that the surfaces (bonding surfaces) facing each other are displaced in opposite directions. Yes. In FIG. 5, for convenience of explanation, illustration of the side electrode, the lead electrode, and the electrode pad is omitted.

このような振動片2は、厚み滑り振動する圧電体基板が複枚積層された積層体を備えることにより、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22の厚さをそれぞれ薄くすることができるので、各圧電体基板に印加する電圧を抑えても、対をなす励振電極間に必要な電界を発生させて振動片2全体の厚み滑り振動の変位量を大きくすることができる。そのため、厚み滑り振動以外の振動を抑えつつ、厚み滑り振動を効率的に励振することができる。   Such a resonator element 2 includes a laminated body in which a plurality of piezoelectric substrates that vibrate in thickness shear are laminated, thereby reducing the thickness of each of the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22. Therefore, even if the voltage applied to each piezoelectric substrate is suppressed, the required electric field is generated between the pair of excitation electrodes, and the displacement of the thickness shear vibration of the entire resonator element 2 can be increased. For this reason, it is possible to efficiently excite the thickness shear vibration while suppressing vibrations other than the thickness shear vibration.

より具体的に説明すると、これらの第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22は、後に詳述する電極層である励振電極23bを介して互いに接合されている。すなわち、励振電極23bは、第1の圧電体基板21と第2の圧電体基板22とを接合する接合層としての機能をも有する。これにより、振動片2の構成を比較的簡単なものとすることができる。   More specifically, the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 are bonded to each other via an excitation electrode 23b which is an electrode layer described in detail later. That is, the excitation electrode 23 b also has a function as a bonding layer for bonding the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22. Thereby, the structure of the resonator element 2 can be made relatively simple.

本実施形態では、第1の圧電体基板21と第2の圧電体基板22との間には、励振電極23bおよび接続電極24bの他に、スペーサー層27が設けられている(図4参照)。このスペーサー層27は、励振電極23bおよび接続電極24bに対して離間するとともに、側面電極25a付近における第1の圧電体基板21と第2の圧電体基板22との間の隙間を埋めるように設けられている。これにより、後に詳述する側面電極25aを各種成膜法により容易に形成することができる。また、第1の圧電体基板21と第2の圧電体基板22との間における側面電極25aの断線を防止することができる。さらに、スペーサー層27も第1の圧電体基板21と第2の圧電体基板22とを接合する接合層として機能させることにより、振動片2の機械的強度を高め、振動片2の信頼性を向上させることができる。
そのため、本実施形態では、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22は、互いの接合面(互いに対向する側の面)が同極性となるような電圧が厚さ方向にそれぞれ印加されることにより、互いに同方向に厚み滑り振動するように構成されている。
In the present embodiment, a spacer layer 27 is provided between the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 in addition to the excitation electrode 23b and the connection electrode 24b (see FIG. 4). . The spacer layer 27 is provided so as to be separated from the excitation electrode 23b and the connection electrode 24b and to fill a gap between the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 in the vicinity of the side electrode 25a. It has been. Thereby, the side electrode 25a described in detail later can be easily formed by various film forming methods. Further, disconnection of the side electrode 25a between the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 can be prevented. Furthermore, the spacer layer 27 also functions as a bonding layer for bonding the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22, thereby increasing the mechanical strength of the resonator element 2 and increasing the reliability of the resonator element 2. Can be improved.
For this reason, in the present embodiment, the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 have voltages in the thickness direction such that their joint surfaces (surfaces facing each other) have the same polarity. By being applied, they are configured to vibrate in thickness sliding in the same direction.

これにより、第1の圧電体基板21と第2の圧電体基板22とを励振電極23b(電極層)を介して接合した比較的簡単な構成で、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22を互いに同方向に厚み滑り振動させることができる。また、第1の圧電体基板21と第2の圧電体基板22との間における互いの厚み滑り振動の損失を低減することができる。
このような第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22は、それぞれ、圧電材料で構成されており、かかる圧電材料としては、例えば、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム、チタン酸バリウム等が挙げられる。中でも、かかる圧電材料としては水晶が好ましい。
Accordingly, the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 are bonded to the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 through the excitation electrode 23b (electrode layer) with a relatively simple configuration. The piezoelectric substrates 22 can be vibrated by thickness sliding in the same direction. Further, it is possible to reduce a loss of mutual thickness-shear vibration between the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22.
Each of the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 is made of a piezoelectric material. Examples of the piezoelectric material include quartz, lithium tantalate, lithium niobate, and boric acid. Examples thereof include lithium and barium titanate. Among these, quartz is preferable as the piezoelectric material.

第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22の少なくとも一方が水晶で構成されていると、所望の振動特性で高精度に厚み滑り振動を励振させることができる。
特に、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22がそれぞれ水晶で構成されていると、所望の振動特性でより高精度に厚み滑り振動を励振させることができる。
第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22をそれぞれ水晶で構成する場合、かかる水晶としては、水晶回転Y板を用いるのが好ましい。これにより、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22にそれぞれ厚み滑り振動を効率的に励振させることができる。
When at least one of the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 is made of quartz, it is possible to excite thickness-shear vibration with desired vibration characteristics with high accuracy.
In particular, when the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 are each made of quartz, it is possible to excite thickness-shear vibration with desired vibration characteristics with higher accuracy.
When each of the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 is made of quartz, it is preferable to use a quartz rotating Y plate as the quartz. Thereby, thickness shear vibration can be efficiently excited in the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22, respectively.

また、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22をそれぞれ水晶で構成する場合、かかる水晶のカット角は、ATカット、BTカット、SCカットのいずれかのカット角であるのが好ましい。すなわち、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22を構成する水晶基板は、ATカット水晶基板、BTカット水晶基板、SCカット水晶基板のうちのいずれかであるのが好ましい。これにより、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22にそれぞれ厚み滑り振動を効率的に励振させることができる。   Further, when each of the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 is made of crystal, the cut angle of the crystal is any one of AT cut, BT cut, and SC cut. preferable. That is, the quartz substrate constituting the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 is preferably one of an AT cut quartz substrate, a BT cut quartz substrate, and an SC cut quartz substrate. Thereby, thickness shear vibration can be efficiently excited in the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22, respectively.

また、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22を互いに同一のカット角の圧電結晶板で構成した場合、第1の圧電体基板21に加えられる電界の向きと第2の圧電体基板22に加えられる電界の向きとが逆であっても2つの圧電体基板の厚み滑り振動の位相が同相になるように、第1の圧電体基板21に対して第2の圧電体基板22は、表裏逆または左右逆に配置されていることが望ましい。すなわち、第2の圧電体基板22の結晶軸は、第1の圧電体基板21をY’軸またはZ’軸まわりに180°回転させた結晶軸と同方向であるのが好ましい。さらに言い換えると、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22は、Y’軸またはZ’軸の結晶軸が互いに同方向に平行であるとともに、その結晶軸以外の結晶軸が互いに逆方向に平行である。   Further, when the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 are composed of piezoelectric crystal plates having the same cut angle, the direction of the electric field applied to the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate The second piezoelectric substrate with respect to the first piezoelectric substrate 21 so that the thickness-shear vibration phases of the two piezoelectric substrates are in phase even if the direction of the electric field applied to the body substrate 22 is opposite. It is desirable that 22 is arranged upside down or left and right. That is, the crystal axis of the second piezoelectric substrate 22 is preferably in the same direction as the crystal axis obtained by rotating the first piezoelectric substrate 21 by 180 ° around the Y ′ axis or the Z ′ axis. In other words, the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 have the Y′-axis or Z′-axis crystal axes parallel to each other and the crystal axes other than the crystal axes are mutually Parallel to the reverse direction.

なお、水晶は、結晶軸として互いに直交するX軸(電気軸)、Y軸(機械軸)およびZ軸(光学軸)を有するが、「Z’軸」とは、X軸を中心としてZ軸をY軸の−Y軸方向へ所定の角度だけ傾けた軸であり、「Y’軸」とは、X軸を中心としてY軸をZ軸の+Z軸方向へ所定の角度だけ傾けた軸である。また、「水晶回転Y板」とは、X軸およびZ’軸に平行な板面を有し、かつ、Y’軸に平行な方向を厚み方向とする水晶基板である。   Crystal has an X axis (electrical axis), a Y axis (mechanical axis), and a Z axis (optical axis) orthogonal to each other as crystal axes. The “Z ′ axis” is the Z axis centered on the X axis. Is an axis inclined by a predetermined angle in the Y-axis direction of the Y-axis, and the “Y′-axis” is an axis inclined by a predetermined angle in the + Z-axis direction of the Z-axis around the X-axis. is there. The “crystal rotation Y plate” is a crystal substrate having a plate surface parallel to the X-axis and the Z′-axis and having a direction parallel to the Y′-axis as a thickness direction.

例えば、カット角がATカットである板状の水晶(以下、AT板と言う)を用いて第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22を構成する場合、図6に示すように、無回転のAT板であるAT板100の下面102と、無回転のAT板をZ’軸まわりに180°回転させたAT板100aの上面101aとを励振電極23bを介して接合することにより、AT板100で構成された第1の圧電体基板21と、AT板100aで構成された第2の圧電体基板22を得ることができる。なお、AT板100は、その厚さ方向(Y’軸方向)に電圧を印加することにより、X軸方向に厚み滑り振動するものである。   For example, when the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 are configured using a plate-like crystal having an AT cut (hereinafter referred to as an AT plate), as shown in FIG. By joining the lower surface 102 of the AT plate 100 which is a non-rotating AT plate and the upper surface 101a of the AT plate 100a obtained by rotating the non-rotating AT plate 180 ° around the Z ′ axis through the excitation electrode 23b. The first piezoelectric substrate 21 composed of the AT plate 100 and the second piezoelectric substrate 22 composed of the AT plate 100a can be obtained. The AT plate 100 vibrates in the thickness direction in the X axis direction by applying a voltage in the thickness direction (Y ′ axis direction).

また、図7に示すように、無回転のAT板であるAT板100の下面102と、無回転のAT板をY’軸まわりに180°回転させたAT板100bの上面101bとを励振電極23bを介して接合することにより、AT板100で構成された第1の圧電体基板21と、AT板100bで構成された第2の圧電体基板22を得ることができる。
このようにして、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22に互いの接合面に同極性となるように電圧を印加することにより、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22に互いに同方向の厚み滑り振動を励振させることができる。
Further, as shown in FIG. 7, the lower electrode 102 of the AT plate 100 which is a non-rotating AT plate and the upper surface 101b of the AT plate 100b obtained by rotating the non-rotating AT plate by 180 ° around the Y ′ axis are excitation electrodes. By joining via 23b, the 1st piezoelectric substrate 21 comprised by AT board 100 and the 2nd piezoelectric substrate 22 comprised by AT board 100b can be obtained.
In this way, by applying a voltage to the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 so that their joint surfaces have the same polarity, the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 21 Thickness-shear vibrations in the same direction can be excited in the piezoelectric substrate 22.

また、図6、7に示すように、同一のカット角の水晶を用いて第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22を構成した場合、2枚のAT板を接合した振動片2の厚み滑り振動の周波数は、1枚のAT板を単独で厚み滑り振動させたときのその振動の周波数の半分となる。
言い換えると、振動片2の厚み滑り振動の周波数をF[Hz]としたとき、2F[Hz]で厚み滑り振動するAT板を2枚用いればよい。
As shown in FIGS. 6 and 7, when the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 are configured using quartz crystals having the same cut angle, the resonator element in which two AT plates are joined together. The frequency of the thickness-shear vibration of 2 is half of the frequency of the vibration when a single AT plate is caused to undergo thickness-shear vibration alone.
In other words, when the frequency of thickness-shear vibration of the resonator element 2 is F [Hz], two AT plates that perform thickness-shear vibration at 2 F [Hz] may be used.

このような第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22の平均厚さは、それぞれ、振動片2の駆動周波数等に応じて決められるものであり、特に限定されず、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22は、互いに厚さが同じであっても異なっていてもよいが、一方の厚さが他方の厚さの整数倍となるように設定されているのが好ましい。これにより、振動片2全体を所望の周波数で効率的に厚み滑り振動させることができる。   The average thicknesses of the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 are determined according to the drive frequency of the resonator element 2 and the like, and are not particularly limited. The piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 may have the same thickness or different thicknesses, but one thickness is set to be an integral multiple of the other thickness. Is preferred. As a result, it is possible to efficiently vibrate and vibrate the entire resonator element 2 at a desired frequency.

図1および図2に示すように、励振電極23aは、第1の圧電体基板21の上面(主面)の中央部を覆うように設けられている。また、第1の圧電体基板21の上面のうち、長手方向の左側端部かつ短手方向の一端部には接続電極24aが設けられており、励振電極23aと接続電極24aとが電気的に接続されている。
また、励振電極23bは、第1の圧電体基板21の下面(主面)および第2の圧電体基板22の上面(主面)の中央部を覆うように設けられている。また、第2の圧電体基板22の上面のうち、長手方向の左側端部かつ短手方向の他端部には接続電極24bが設けられており、励振電極23bと接続電極24bとが電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the excitation electrode 23 a is provided so as to cover the central portion of the upper surface (main surface) of the first piezoelectric substrate 21. In addition, a connection electrode 24a is provided at the left end portion in the longitudinal direction and one end portion in the short direction of the upper surface of the first piezoelectric substrate 21, and the excitation electrode 23a and the connection electrode 24a are electrically connected to each other. It is connected.
The excitation electrode 23 b is provided so as to cover the center of the lower surface (main surface) of the first piezoelectric substrate 21 and the upper surface (main surface) of the second piezoelectric substrate 22. In addition, a connection electrode 24b is provided at the left end in the longitudinal direction and the other end in the short direction of the upper surface of the second piezoelectric substrate 22, and the excitation electrode 23b and the connection electrode 24b are electrically connected. It is connected to the.

また、励振電極23cは、第2の圧電体基板22の下面(主面)の中央部を覆うように設けられている。また、第2の圧電体基板22の下面のうち、長手方向の左側端部かつ短手方向での一端部(接続電極24bと反対側の端部)には接続電極24cが設けられており、励振電極23cと接続電極24cとが電気的に接続されている。
さらに、側面電極(第1の側面電極)25aは、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22の側面(具体的には、図2中の左側側面)に設けられている。そして、側面電極25aは、励振電極23aと励振電極23cとを電気的に接続する。
In addition, the excitation electrode 23 c is provided so as to cover the central portion of the lower surface (main surface) of the second piezoelectric substrate 22. In addition, a connection electrode 24c is provided at one end of the lower surface of the second piezoelectric substrate 22 in the longitudinal direction and in the lateral direction (the end opposite to the connection electrode 24b). The excitation electrode 23c and the connection electrode 24c are electrically connected.
Furthermore, the side electrode (first side electrode) 25 a is provided on the side surfaces (specifically, the left side surface in FIG. 2) of the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22. The side electrode 25a electrically connects the excitation electrode 23a and the excitation electrode 23c.

また、側面電極(第2の側面電極)25bは、第2の圧電体基板22の側面(具体的には、図2中の左側側面)に設けられている。そして、側面電極25bは、励振電極23bに電気的に接続されている。
このような側面電極25aと側面電極25bとの間に電圧を印加することにより、励振電極23aと励振電極23bとの間、および、励振電極23bと励振電極23cとの間にそれぞれ電界を生じさせることができる。これにより、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22をそれぞれ厚み滑り振動させることができる。
Further, the side electrode (second side electrode) 25b is provided on the side surface of the second piezoelectric substrate 22 (specifically, the left side surface in FIG. 2). The side electrode 25b is electrically connected to the excitation electrode 23b.
By applying a voltage between the side electrode 25a and the side electrode 25b, an electric field is generated between the excitation electrode 23a and the excitation electrode 23b and between the excitation electrode 23b and the excitation electrode 23c. be able to. Thereby, the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 can be caused to undergo thickness-shear vibration, respectively.

ここで、接続電極(第1の引き出し電極)24aは、第1の圧電体基板21の第2の圧電体基板22とは反対側の面に接合され、励振電極23aから第1の圧電体基板21の側面(図2中の左側側面)へ向けて延出されている。
また、接続電極(第2の引き出し電極)24bは、第2の圧電体基板22の第1の圧電体基板21とは反対側の面に接合され、励振電極23cから第2の圧電体基板22の側面へ向けて延出されている。
Here, the connection electrode (first extraction electrode) 24a is joined to the surface of the first piezoelectric substrate 21 opposite to the second piezoelectric substrate 22, and the excitation electrode 23a to the first piezoelectric substrate. It extends toward the side surface 21 (the left side surface in FIG. 2).
The connection electrode (second lead electrode) 24b is bonded to the surface of the second piezoelectric substrate 22 opposite to the first piezoelectric substrate 21, and the excitation electrode 23c to the second piezoelectric substrate 22 are joined. It is extended toward the side of the.

そして、このような接続電極24aおよび接続電極24bは、側面電極25aを介して互いに電気的に接続されている。これにより、励振電極23a、23cおよび側面電極25aの設計が容易となる。
また、接続電極(第3の接続電極)24bは、第1の圧電体基板21と第2の圧電体基板22との間に設けられ、励振電極23bから第2の圧電体基板22の側面に向けて延出されている。
The connection electrode 24a and the connection electrode 24b are electrically connected to each other through the side electrode 25a. This facilitates the design of the excitation electrodes 23a and 23c and the side electrode 25a.
The connection electrode (third connection electrode) 24b is provided between the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22, and is provided on the side surface of the second piezoelectric substrate 22 from the excitation electrode 23b. It is extended toward.

そして、このような接続電極24bは、側面電極25bに電気的に接続されている。これにより、励振電極24bおよび側面電極25bの設計が容易となる。
また、電極パッド26a、26bは、それぞれ、第2の圧電体基板22の下面(すなわち励振電極23bとは反対側の面)に接合されている。
そして、電極パッド26aは、側面電極25aに電気的に接続され、一方、電極パッド26bは、側面電極25bに電気的に接続されている。これにより、振動片2を後述するベース基板31に対して導電性接着剤等によりマウントすることにより、電極パッド26a、26bをベース基板31上のマウント電極34a、34bに電気的に接続することができる。
Such a connection electrode 24b is electrically connected to the side electrode 25b. Thereby, the design of the excitation electrode 24b and the side electrode 25b becomes easy.
The electrode pads 26a and 26b are bonded to the lower surface of the second piezoelectric substrate 22 (that is, the surface opposite to the excitation electrode 23b).
The electrode pad 26a is electrically connected to the side electrode 25a, while the electrode pad 26b is electrically connected to the side electrode 25b. Thus, the electrode pads 26a and 26b can be electrically connected to the mount electrodes 34a and 34b on the base substrate 31 by mounting the resonator element 2 on the base substrate 31 described later with a conductive adhesive or the like. it can.

したがって、マウント電極34aとマウント電極34bとの間に電圧を印加すると、圧電材料の逆圧電効果により、ある一定の周波数(共鳴周波数)で、前述したように第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22を厚み滑り振動させることができる。また、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22が振動すると、励振電極23a、23bの間および励振電極23b、23c間には、圧電材料の圧電効果により、ある一定の周波数で電圧が発生する。これらの性質を利用して、圧電デバイス1は、共鳴周波数で振動する電気信号を発生させることができる。   Therefore, when a voltage is applied between the mount electrode 34a and the mount electrode 34b, the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 21 are generated at a certain frequency (resonance frequency) due to the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric material as described above. The piezoelectric substrate 22 can be vibrated by thickness sliding. Further, when the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 vibrate, there is a certain frequency between the excitation electrodes 23a and 23b and between the excitation electrodes 23b and 23c due to the piezoelectric effect of the piezoelectric material. Voltage is generated. Utilizing these properties, the piezoelectric device 1 can generate an electrical signal that vibrates at a resonance frequency.

ここで、励振電極23a、23b、23cは互いに重なり合う領域を有するよう形成されたものである。
本実施形態では、振動片2を平面視したときに、励振電極23a、23b、23cが互いに一致する領域となるように形成されている。そして、第1の圧電体基板21のうち、励振電極23aと励振電極23bとで挟まれた領域において、前述したような厚み滑り振動が励振される。また、第2の圧電体基板22のうち、励振電極23bと励振電極23cとで挟まれた領域において、前述したような厚み滑り振動が励振される。
Here, the excitation electrodes 23a, 23b, and 23c are formed so as to have regions overlapping each other.
In the present embodiment, the excitation electrodes 23a, 23b, and 23c are formed so as to coincide with each other when the resonator element 2 is viewed in plan. Then, the thickness-shear vibration as described above is excited in a region of the first piezoelectric substrate 21 sandwiched between the excitation electrode 23a and the excitation electrode 23b. In addition, in the region sandwiched between the excitation electrode 23b and the excitation electrode 23c in the second piezoelectric substrate 22, the thickness shear vibration as described above is excited.

上記のような励振電極23a、23b、23c、接続電極24a、24b、24c、側面電極25a、25b、電極パッド26a、26bおよびスペーサー層27は、それぞれ、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金、クロム、クロム合金、金等の導電性に優れた金属材料により形成することができる。
また、これらの電極等の形成方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法等の物理成膜法、CVD等の化学蒸着法、インクジェット法等の各種塗布法等が挙げられる。
The excitation electrodes 23a, 23b, 23c, the connection electrodes 24a, 24b, 24c, the side electrodes 25a, 25b, the electrode pads 26a, 26b, and the spacer layer 27 are made of aluminum, aluminum alloy, silver, silver alloy, chromium, respectively. Further, it can be formed of a metal material having excellent conductivity such as chromium alloy or gold.
Examples of methods for forming these electrodes include physical film formation methods such as sputtering and vacuum deposition, chemical vapor deposition methods such as CVD, and various coating methods such as an ink jet method.

より具体的には、励振電極23aおよび接続電極24aは、第1の圧電体基板21の上面に対して上記成膜法を用いて一括して形成することができる。また、励振電極23b、接続電極24bおよびスペーサー層27は、第2の圧電体基板22の上面に対して上記成膜法を用いて一括して形成することができる。また、励振電極23c、接続電極24cおよび電極パッド26a、26bは、第2の圧電体基板22の下面に対して上記成膜法を用いて一括して形成することができる。さらに、側面電極25a、25bは、上述したように励振電極23a、23b、23c、接続電極24a、24b、24c、電極パッド26a、26bおよびスペーサー層27を形成した後、第1の圧電体基板21と第2の圧電体基板22とを接合し、その後、上記成膜法を用いて一括して形成することができる。   More specifically, the excitation electrode 23a and the connection electrode 24a can be collectively formed on the upper surface of the first piezoelectric substrate 21 using the film forming method. Further, the excitation electrode 23b, the connection electrode 24b, and the spacer layer 27 can be collectively formed on the upper surface of the second piezoelectric substrate 22 by using the above film forming method. Further, the excitation electrode 23c, the connection electrode 24c, and the electrode pads 26a and 26b can be collectively formed on the lower surface of the second piezoelectric substrate 22 by using the film forming method. Further, the side electrodes 25a and 25b are formed on the first piezoelectric substrate 21 after the excitation electrodes 23a, 23b and 23c, the connection electrodes 24a, 24b and 24c, the electrode pads 26a and 26b and the spacer layer 27 are formed as described above. And the second piezoelectric substrate 22 can be bonded together, and then formed together using the film forming method.

また、前述した励振電極23bは、第1の圧電体基板21と第2の圧電体基板22とを接合する機能をも有する。例えば、励振電極23bは、前述したような金属材料を第2の圧電体基板22の上面に成膜した後、その膜表面にプラズマ処理等を施して接着性を発現させ、その上に第1の圧電体基板21を圧着することにより、第1の圧電体基板21と第2の圧電体基板22とを接合する。また、第1の圧電体基板21の下面および第2の圧電体基板22の上面にそれぞれ前述した金属材料を成膜した後、その膜同士をプラズマ接合してもよい。   The excitation electrode 23b described above also has a function of bonding the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 together. For example, the excitation electrode 23b is formed by depositing a metal material as described above on the upper surface of the second piezoelectric substrate 22, and then performing plasma treatment or the like on the surface of the film to develop adhesiveness. The first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 are joined by pressing the piezoelectric substrate 21. Further, after the metal materials described above are formed on the lower surface of the first piezoelectric substrate 21 and the upper surface of the second piezoelectric substrate 22, respectively, the films may be plasma-bonded.

次いで、振動片2を収容・固定するパッケージ3について説明する。
パッケージ3は、その平面視にて略長方形状をなしている。このようなパッケージ3は、図2に示すように、板状のベース基板31と、枠状の枠部材32と、板状の蓋部材33とを有している。ベース基板31、枠部材32および蓋部材33は、下方からこの順で積層されており、ベース基板31と枠部材32および枠部材32と蓋部材33は、それぞれ接着剤あるいはろう材等により接合されている。そして、パッケージ3は、ベース基板31、枠部材32および蓋部材33で画成された内部空間Sに、振動片2を収納している。なお、図1では、蓋部材33の図示を省略している。
ベース基板31の構成材料としては、絶縁性(非導電性)を有しているものが好ましく、例えば、各種ガラス、酸化物セラミックス、窒化物セラミックス、炭化物系セラミックス等の各種セラミックス材料、ポリイミド等の各種樹脂材料などを用いることができる。
Next, the package 3 that houses and fixes the resonator element 2 will be described.
The package 3 has a substantially rectangular shape in plan view. As shown in FIG. 2, the package 3 includes a plate-shaped base substrate 31, a frame-shaped frame member 32, and a plate-shaped lid member 33. The base substrate 31, the frame member 32, and the lid member 33 are stacked in this order from below, and the base substrate 31, the frame member 32, and the frame member 32 and the lid member 33 are joined by an adhesive or a brazing material, respectively. ing. The package 3 houses the resonator element 2 in an internal space S defined by the base substrate 31, the frame member 32, and the lid member 33. In addition, illustration of the cover member 33 is abbreviate | omitted in FIG.
As the constituent material of the base substrate 31, those having insulating properties (non-conductive) are preferable. For example, various glass materials, various ceramic materials such as oxide ceramics, nitride ceramics, carbide ceramics, polyimide, etc. Various resin materials can be used.

また、枠部材32および蓋部材33の構成材料としては、例えば、ベース基板31と同様の構成材料、Al、Cuのような各種金属材料、各種ガラス材料等を用いることができる。特に、蓋部材33の構成材料として、ガラス材料等の光透過性を有するものを用いた場合、第1の圧電体基板21に予め金属被覆部(図示せず)を形成しておくと、振動片2をパッケージ3内に収容した後であっても、蓋部材33を介して前記金属被覆部にレーザーを照射し、前記金属被覆部を除去して第1の圧電体基板21の質量を減少させることにより(質量削減方式により)、振動片2の周波数調整を行うことができる。   In addition, as the constituent material of the frame member 32 and the lid member 33, for example, the same constituent material as that of the base substrate 31, various metal materials such as Al and Cu, various glass materials, and the like can be used. In particular, when a light-transmitting material such as a glass material is used as the constituent material of the lid member 33, vibrations may occur if a metal cover (not shown) is formed on the first piezoelectric substrate 21 in advance. Even after the piece 2 is accommodated in the package 3, the metal cover is irradiated with a laser through the lid member 33 to remove the metal cover and reduce the mass of the first piezoelectric substrate 21. By doing so (by the mass reduction method), the frequency of the resonator element 2 can be adjusted.

図1または図2に示すように、ベース基板31の上面には、一対のマウント電極34a、34bが内部空間Sに露出するように形成されている。このマウント電極34a、34bの上には、それぞれ、導電性粒子を含有するエポキシ系、ポリイミド系等の導電性接着剤39a、39bが塗布されて(盛られて)おり、さらに、この導電性接着剤39a、39b上に、前述した振動片2が載置されている。そして、導電性接着剤39a、39bを硬化することにより、振動片2がマウント電極34a、34b(ベース基板31)に確実に固定される。   As shown in FIG. 1 or 2, a pair of mount electrodes 34 a and 34 b are formed on the upper surface of the base substrate 31 so as to be exposed to the internal space S. On the mount electrodes 34a and 34b, epoxy-based and polyimide-based conductive adhesives 39a and 39b containing conductive particles are respectively applied (stacked). The above-mentioned vibrating piece 2 is placed on the agents 39a and 39b. Then, by curing the conductive adhesives 39a and 39b, the resonator element 2 is reliably fixed to the mount electrodes 34a and 34b (base substrate 31).

なお、この固定は、導電性接着剤39aが振動片2の電極パッド26aに接触するとともに、導電性接着剤39bが振動片2の電極パッド26bに接触するように、振動片2を導電性接着剤39a、39b上に載置して行う。これにより、導電性接着剤39a、39bを介して、振動片2の左側端部がベース基板31に固定されるとともに、電極パッド26aとマウント電極34aおよび電極パッド26bとマウント電極34bを、それぞれ電気的に接続することができる。また、これにより、振動片2の左側端部は「固定端」となり、右側端部は「自由端」となる。また、振動片2は、CSP(Chip Size Package)構造のようにしてベース基板31に固定されていてもよい。   This fixing is performed by attaching the vibrating piece 2 to the conductive adhesive 39a so that the conductive adhesive 39a contacts the electrode pad 26a of the vibrating piece 2 and the conductive adhesive 39b contacts the electrode pad 26b of the vibrating piece 2. It is carried out by placing on the agents 39a, 39b. As a result, the left end of the resonator element 2 is fixed to the base substrate 31 via the conductive adhesives 39a and 39b, and the electrode pad 26a and the mount electrode 34a, and the electrode pad 26b and the mount electrode 34b are electrically connected. Can be connected. Accordingly, the left end of the resonator element 2 becomes a “fixed end” and the right end becomes a “free end”. The resonator element 2 may be fixed to the base substrate 31 like a CSP (Chip Size Package) structure.

また、図1または図2に示すように、ベース基板31の下面には、その四隅に位置するように4つの外部端子35a、35b、35c、35dが設けられている。
これら4つの外部端子35a〜35dのうち、外部端子35a、35bは、それぞれ、ベース基板31に形成されたビアホールに設けられた導体ポストを介してマウント電極34a、34bに電気的に接続されたホット端子である。また、他の2つの外部端子35c、35dは、それぞれ、パッケージ3を実装用基板に実装するときに、接合強度を高めたり、パッケージ3と実装用基板との間の距離を均一化するためのダミー端子である。
このようなマウント電極34a、34bおよび外部端子35a〜35dは、それぞれ、例えば、タングステンおよびニッケルメッキからなる下地層の上に、金メッキを施すことで形成することができる。
Also, as shown in FIG. 1 or FIG. 2, four external terminals 35a, 35b, 35c, and 35d are provided on the lower surface of the base substrate 31 so as to be positioned at the four corners.
Out of these four external terminals 35a to 35d, the external terminals 35a and 35b are hot connected electrically to the mount electrodes 34a and 34b through conductor posts provided in via holes formed in the base substrate 31, respectively. Terminal. The other two external terminals 35c and 35d are used to increase the bonding strength and equalize the distance between the package 3 and the mounting substrate when the package 3 is mounted on the mounting substrate, respectively. This is a dummy terminal.
Such mount electrodes 34a and 34b and external terminals 35a to 35d can be formed by applying gold plating on a base layer made of tungsten and nickel plating, respectively.

なお、パッケージ3の内部空間Sには、振動片2を駆動する機能を有する電子部品が実装(搭載)されていてもよい。この電子部品は、例えば集積回路素子(IC)であり、絶縁性(非導電性)の接着剤や、接着シート等の接着部材によりベース基板31の上面に接合される。この場合、外部端子35a、35bから電子部品を介してマウント電極34a、34bに通電するように、ベース基板31の上面に配線パターンを形成する。このような電子部品に、発振回路を形成することにより圧電デバイス1を圧電発振器として構成したり、角速度検出回路を形成することにより圧電デバイス1を圧電ジャイロとして構成することができる。なお、電子部品は、パッケージ3の外部に設けてもよい。   Note that an electronic component having a function of driving the resonator element 2 may be mounted (mounted) in the internal space S of the package 3. This electronic component is, for example, an integrated circuit element (IC), and is bonded to the upper surface of the base substrate 31 by an insulating (non-conductive) adhesive or an adhesive member such as an adhesive sheet. In this case, a wiring pattern is formed on the upper surface of the base substrate 31 so that the mount electrodes 34a and 34b are energized from the external terminals 35a and 35b through the electronic components. By forming an oscillation circuit in such an electronic component, the piezoelectric device 1 can be configured as a piezoelectric oscillator, or by forming an angular velocity detection circuit, the piezoelectric device 1 can be configured as a piezoelectric gyro. The electronic component may be provided outside the package 3.

以上説明したような第1実施形態によれば、振動片2が厚み滑り振動する圧電体基板が複枚積層された積層体を備えるので、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22の厚さをそれぞれ薄くして各圧電体基板に印加する電圧を抑えつつ、振動片2全体の厚み滑り振動の変位量を大きくすることができる。そのため、厚み滑り振動以外の振動を抑えつつ、厚み滑り振動を効率的に励振することができる。   According to the first embodiment as described above, since the resonator element 2 includes the laminated body in which the piezoelectric substrates that undergo thickness-shear vibration are laminated, the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate. The displacement amount of the thickness-shear vibration of the entire resonator element 2 can be increased while the voltage applied to each piezoelectric substrate is suppressed by reducing the thickness of each of the piezoelectric elements 22. For this reason, it is possible to efficiently excite the thickness shear vibration while suppressing vibrations other than the thickness shear vibration.

<第2実施形態>
次に、本発明の圧電デバイスの第2実施形態について説明する。
図8は、本発明の第2実施形態にかかる圧電デバイスに備えられた振動片の断面図、図9は、図8に示す振動片の第2の圧電体基板、第2の励振電極および第3の励振電極を示す図である。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the piezoelectric device of the present invention will be described.
8 is a cross-sectional view of the resonator element included in the piezoelectric device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a second piezoelectric substrate, a second excitation electrode, and a second excitation electrode of the resonator element illustrated in FIG. 3 is a diagram illustrating three excitation electrodes. FIG.

以下、第2実施形態の圧電デバイスについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第2実施形態の圧電デバイスは、第1の圧電体基板と第2の圧電体基板との間の電極層(第3の励振電極)の形成範囲が異なる以外は、第1実施形態とほぼ同様である。なお、図8では、説明の便宜上、側面電極、引き出し電極および電極パッドの図示を省略している。また、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
Hereinafter, the piezoelectric device according to the second embodiment will be described focusing on the differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
The piezoelectric device of the second embodiment is substantially the same as the first embodiment except that the formation range of the electrode layer (third excitation electrode) between the first piezoelectric substrate and the second piezoelectric substrate is different. It is. In FIG. 8, for convenience of explanation, illustration of the side electrode, the lead electrode, and the electrode pad is omitted. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to embodiment mentioned above.

本実施形態の圧電デバイスの振動片2Aでは、図8に示すように、第1の圧電体基板21と第2の圧電体基板22とが励振電極(第3の励振電極)23dを介して接合されている。
この励振電極23dは、図9に示すように、前述した第1実施形態の励振電極23bに比し大面積となるように設けられている。これにより、第1の圧電体基板21と第2の圧電体基板22とを励振電極23dを介してより強固に接合することができる。
In the resonator element 2A of the piezoelectric device of the present embodiment, as shown in FIG. 8, the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 are joined via an excitation electrode (third excitation electrode) 23d. Has been.
As shown in FIG. 9, the excitation electrode 23d is provided to have a larger area than the excitation electrode 23b of the first embodiment described above. Thereby, the 1st piezoelectric substrate 21 and the 2nd piezoelectric substrate 22 can be joined more firmly via the excitation electrode 23d.

本実施形態では、振動片2Aを平面視したときに、励振電極23dが励振電極23a、23cを含むように形成されている。また、第2の圧電体基板22の短手方向における励振電極23dの長さが同方向における第2の圧電体基板22の長さと等しくなっている。
そして、第1の圧電体基板21のうち、励振電極23aと励振電極23dとで挟まれた領域(すなわち平面視にて励振電極23aの形成領域)において、前述したような厚み滑り振動が励振される。また、第2の圧電体基板22のうち、励振電極23dと励振電極23cとで挟まれた領域(すなわち平面視にて励振電極23cの形成領域)において、前述したような厚み滑り振動が励振される。
In the present embodiment, the excitation electrode 23d is formed to include the excitation electrodes 23a and 23c when the resonator element 2A is viewed in plan. The length of the excitation electrode 23d in the short direction of the second piezoelectric substrate 22 is equal to the length of the second piezoelectric substrate 22 in the same direction.
In the region of the first piezoelectric substrate 21 sandwiched between the excitation electrode 23a and the excitation electrode 23d (that is, the region where the excitation electrode 23a is formed in a plan view), the thickness shear vibration as described above is excited. The Further, in the region between the excitation electrode 23d and the excitation electrode 23c in the second piezoelectric substrate 22 (that is, the region where the excitation electrode 23c is formed in a plan view), the thickness shear vibration as described above is excited. The

このような励振電極23dは、その形成が容易であり、平面視において励振電極23a、23cとの位置決めが不要となる。そのため、振動片2Aの振動特性を簡単かつ確実に所望のものとすることができる。
以上説明したような第2実施形態によっても、厚み滑り振動以外の振動を抑えつつ、厚み滑り振動を効率的に励振することができる。
Such an excitation electrode 23d can be easily formed, and positioning with the excitation electrodes 23a and 23c is unnecessary in a plan view. Therefore, the vibration characteristic of the vibrating piece 2A can be easily and reliably made desired.
According to the second embodiment as described above, the thickness shear vibration can be efficiently excited while suppressing vibrations other than the thickness shear vibration.

<第3実施形態>
次に、本発明の圧電デバイスの第3実施形態について説明する。
図10は、本発明の第3実施形態にかかる圧電デバイスに備えられた振動片の断面図である。
以下、第3実施形態の圧電デバイスについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the piezoelectric device of the present invention will be described.
FIG. 10 is a cross-sectional view of the resonator element included in the piezoelectric device according to the third embodiment of the invention.
Hereinafter, the piezoelectric device according to the third embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiments, and description of similar matters will be omitted.

第3実施形態の圧電デバイスは、第1の圧電体基板と第2の圧電体基板との間の電極層の形成範囲が異なるとともに、振動片をメサ構造とした以外は、第1実施形態とほぼ同様である。また、第3実施形態の圧電デバイスは、振動片をメサ構造とした以外は、第2実施形態とほぼ同様である。なお、図10では、側面電極等の図示を省略している。また、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。   The piezoelectric device of the third embodiment is different from that of the first embodiment except that the formation range of the electrode layer between the first piezoelectric substrate and the second piezoelectric substrate is different and the resonator element has a mesa structure. It is almost the same. The piezoelectric device of the third embodiment is substantially the same as that of the second embodiment except that the resonator element has a mesa structure. In FIG. 10, illustration of the side electrodes and the like is omitted. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to embodiment mentioned above.

本実施形態の圧電デバイスの振動片2Bでは、図10に示すように、メサ型構造を有するように形成れた第1の圧電体基板21Bおよび第2の圧電体基板22Bを有する。
第1の圧電体基板21Bの上面には、矩形の凸部211Bが形成され、第2の圧電体基板22Bの下面には、矩形の凸部221Bが形成されている。これらの凸部211B、221Bは、振動片2Bを平面視したときに、矩形状をなし、互いに一致する領域に形成されている。
As shown in FIG. 10, the resonator element 2B of the piezoelectric device according to the present embodiment includes a first piezoelectric substrate 21B and a second piezoelectric substrate 22B formed to have a mesa structure.
A rectangular convex portion 211B is formed on the upper surface of the first piezoelectric substrate 21B, and a rectangular convex portion 221B is formed on the lower surface of the second piezoelectric substrate 22B. These convex portions 211B and 221B are formed in regions that are rectangular and coincide with each other when the resonator element 2B is viewed in plan.

このような第1の圧電体基板21Bおよび第2の圧電体基板22Bは、励振電極23dを介して接合されている。
そして、凸部211B上には、励振電極23aが形成され、凸部221B上には、励振電極23cが形成されている。
本実施形態では、第1の圧電体基板21Bおよび第2の圧電体基板22Bに厚み滑り振動を励振させると、その振動は、凸部211B、221B(メサ構造)の内側に閉じ込められる。そのため、厚み滑り振動のQ値を高め、その結果、CI値を高めることができる。
以上説明したような第3実施形態によっても、厚み滑り振動以外の振動を抑えつつ、厚み滑り振動を効率的に励振することができる。
The first piezoelectric substrate 21B and the second piezoelectric substrate 22B are joined through the excitation electrode 23d.
And the excitation electrode 23a is formed on the convex part 211B, and the excitation electrode 23c is formed on the convex part 221B.
In the present embodiment, when thickness shear vibration is excited in the first piezoelectric substrate 21B and the second piezoelectric substrate 22B, the vibration is confined inside the convex portions 211B and 221B (mesa structure). Therefore, the Q value of the thickness shear vibration can be increased, and as a result, the CI value can be increased.
According to the third embodiment as described above, the thickness shear vibration can be efficiently excited while suppressing vibrations other than the thickness shear vibration.

<第4実施形態>
次に、本発明の圧電デバイスの第4実施形態について説明する。
図11は、本発明の第4実施形態にかかる圧電デバイスに備えられた振動片の断面図である。
以下、第4実施形態の圧電デバイスについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the piezoelectric device of the present invention will be described.
FIG. 11 is a cross-sectional view of the resonator element included in the piezoelectric device according to the fourth embodiment of the invention.
Hereinafter, the piezoelectric device according to the fourth embodiment will be described focusing on the differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

第4実施形態の圧電デバイスは、第1の圧電体基板と第2の圧電体基板との間の電極層の形成範囲が異なるとともに、振動片を逆メサ構造とした以外は、第1実施形態とほぼ同様である。また、第4実施形態の圧電デバイスは、振動片を逆メサ構造とした以外は、第2実施形態とほぼ同様である。なお、図11では、側面電極等の図示を省略している。また、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。   The piezoelectric device of the fourth embodiment is different from that of the first embodiment except that the formation range of the electrode layer between the first piezoelectric substrate and the second piezoelectric substrate is different and the resonator element has an inverted mesa structure. Is almost the same. The piezoelectric device of the fourth embodiment is substantially the same as that of the second embodiment except that the resonator element has an inverted mesa structure. In FIG. 11, illustration of side electrodes and the like is omitted. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to embodiment mentioned above.

本実施形態の圧電デバイスの振動片2Cは、図11に示すように、逆メサ型構造を有するように形成れた第1の圧電体基板21Cおよび第2の圧電体基板22Cを有する。
第1の圧電体基板21Cの上面には、矩形の凹部211Cが形成され、第2の圧電体基板22Cの下面には、矩形の凹部221Cが形成されている。これらの凹部211C、221Cは、振動片2Cを平面視したときに、矩形状をなし、互いに一致する領域に形成されている。
As shown in FIG. 11, the resonator element 2 </ b> C of the piezoelectric device of the present embodiment includes a first piezoelectric substrate 21 </ b> C and a second piezoelectric substrate 22 </ b> C formed to have an inverted mesa structure.
A rectangular recess 211C is formed on the upper surface of the first piezoelectric substrate 21C, and a rectangular recess 221C is formed on the lower surface of the second piezoelectric substrate 22C. The concave portions 211C and 221C are formed in regions that are rectangular and coincide with each other when the vibrating piece 2C is viewed in plan.

このような第1の圧電体基板21Cおよび第2の圧電体基板22Cは、励振電極23dを介して接合されている。
そして、凹部211C上(底面上)には、励振電極23aが形成され、凹部221C上(底面上)には、励振電極23cが形成されている。
本実施形態では、第1の圧電体基板21Cおよび第2の圧電体基板22Cに厚み滑り振動を励振させると、その振動は、凹部211C、221C(逆メサ構造)の内側に閉じ込められる。そのため、厚み滑り振動のQ値を高め、その結果、CI値を高めることができる。
以上説明したような第4実施形態によっても、厚み滑り振動以外の振動を抑えつつ、厚み滑り振動を効率的に励振することができる。
The first piezoelectric substrate 21C and the second piezoelectric substrate 22C are joined through the excitation electrode 23d.
An excitation electrode 23a is formed on the recess 211C (on the bottom surface), and an excitation electrode 23c is formed on the recess 221C (on the bottom surface).
In the present embodiment, when thickness shear vibration is excited in the first piezoelectric substrate 21C and the second piezoelectric substrate 22C, the vibration is confined inside the recesses 211C and 221C (reverse mesa structure). Therefore, the Q value of the thickness shear vibration can be increased, and as a result, the CI value can be increased.
According to the fourth embodiment as described above, the thickness shear vibration can be efficiently excited while suppressing vibrations other than the thickness shear vibration.

<第5実施形態>
次に、本発明の圧電デバイスの第5実施形態について説明する。
図12は、本発明の第5実施形態にかかる圧電デバイスに備えられた振動片の断面図である。
以下、第5実施形態の圧電デバイスについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
<Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment of the piezoelectric device of the present invention will be described.
FIG. 12 is a cross-sectional view of the resonator element included in the piezoelectric device according to the fifth embodiment of the invention.
Hereinafter, the piezoelectric device according to the fifth embodiment will be described focusing on the differences from the above-described embodiments, and description of similar matters will be omitted.

第5実施形態の圧電デバイスは、第1の圧電体基板と第2の圧電体基板との間に1対の電極層および絶縁層を設けた以外は、第1実施形態とほぼ同様である。なお、図12では、側面電極等の図示を省略している。また、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
本実施形態の圧電デバイスの振動片2Dは、図12に示すように、第1の圧電体基板21の下面に形成された励振電極(第2の励振電極)23eと、第2の圧電体基板22の上面に形成された励振電極(第2の励振電極)23fと、励振電極23eと励振電極23fとの間に設けられた接合層28とを有する。
The piezoelectric device of the fifth embodiment is substantially the same as that of the first embodiment except that a pair of electrode layers and an insulating layer are provided between the first piezoelectric substrate and the second piezoelectric substrate. In FIG. 12, illustration of side electrodes and the like is omitted. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to embodiment mentioned above.
As shown in FIG. 12, the resonator element 2 </ b> D of the piezoelectric device according to the present embodiment includes an excitation electrode (second excitation electrode) 23 e formed on the lower surface of the first piezoelectric substrate 21, and a second piezoelectric substrate. 22 has an excitation electrode (second excitation electrode) 23f formed on the upper surface of the insulating layer 22 and a bonding layer 28 provided between the excitation electrode 23e and the excitation electrode 23f.

本実施形態では、振動片2Dを平面視したときに、励振電極23e、23fが励振電極23a、23cを含むように形成されている。そして、第1の圧電体基板21のうち、励振電極23aと励振電極23eとで挟まれた領域(すなわち平面視にて励振電極23aの形成領域)において、前述したような厚み滑り振動が励振される。また、第2の圧電体基板22のうち、励振電極23fと励振電極23cとで挟まれた領域(すなわち平面視にて励振電極23cの形成領域)において、前述したような厚み滑り振動が励振される。   In the present embodiment, the excitation electrodes 23e and 23f are formed to include the excitation electrodes 23a and 23c when the resonator element 2D is viewed in plan. In the region of the first piezoelectric substrate 21 sandwiched between the excitation electrode 23a and the excitation electrode 23e (that is, the region where the excitation electrode 23a is formed in plan view), the thickness shear vibration as described above is excited. The Further, in the region of the second piezoelectric substrate 22 sandwiched between the excitation electrode 23f and the excitation electrode 23c (that is, the region where the excitation electrode 23c is formed in a plan view), the thickness shear vibration as described above is excited. The

ここで、励振電極23eおよび励振電極23fは、接合層28を介して接合されている。また、励振電極23eおよび励振電極23fは、互いに逆極性となるように構成されている。
この接合層28の構成材料としては、励振電極23eと励振電極23fとを接合できるものであれば、特に限定されず、導電性材料であっても絶縁性材料であってもよく、公知の接合剤、接着剤等を用いることができる。
Here, the excitation electrode 23 e and the excitation electrode 23 f are joined via the joining layer 28. The excitation electrode 23e and the excitation electrode 23f are configured to have opposite polarities.
The constituent material of the bonding layer 28 is not particularly limited as long as it can join the excitation electrode 23e and the excitation electrode 23f, and may be a conductive material or an insulating material. An agent, an adhesive, or the like can be used.

また、接合層28の厚さは、特に限定されないが、第1の圧電体基板21と第2の圧電体基板22との間の厚み滑り振動の損失を低減するため、できるだけ薄くするのが好ましい。
以上説明したような第5実施形態によっても、厚み滑り振動以外の振動を抑えつつ、厚み滑り振動を効率的に励振することができる。
The thickness of the bonding layer 28 is not particularly limited, but is preferably as thin as possible in order to reduce the loss of thickness-shear vibration between the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22. .
According to the fifth embodiment as described above, the thickness shear vibration can be efficiently excited while suppressing vibrations other than the thickness shear vibration.

<第6実施形態>
次に、本発明の圧電デバイスの第6実施形態について説明する。
図13は、本発明の第6実施形態にかかる圧電デバイスに備えられた振動片の断面図である。
以下、第6実施形態の圧電デバイスについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
<Sixth Embodiment>
Next, a sixth embodiment of the piezoelectric device of the present invention will be described.
FIG. 13 is a cross-sectional view of a resonator element included in a piezoelectric device according to a sixth embodiment of the present invention.
Hereinafter, the piezoelectric device according to the sixth embodiment will be described focusing on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

第6実施形態の圧電デバイスは、第3の圧電体基板とこれに対応する電極層(第4の励振電極)とを設けた以外は、第1実施形態とほぼ同様である。なお、図13では、側面電極等の図示を省略している。また、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
本実施形態の圧電デバイスの振動片2Eは、図13に示すように、第2の圧電体基板22の第1の圧電体基板21とは反対側の面に接合された第3の圧電体基板29を有している。
The piezoelectric device of the sixth embodiment is substantially the same as that of the first embodiment except that a third piezoelectric substrate and an electrode layer (fourth excitation electrode) corresponding to the third piezoelectric substrate are provided. In FIG. 13, illustration of side electrodes and the like is omitted. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to embodiment mentioned above.
As shown in FIG. 13, the resonator element 2 </ b> E of the piezoelectric device of the present embodiment is a third piezoelectric substrate bonded to the surface of the second piezoelectric substrate 22 opposite to the first piezoelectric substrate 21. 29.

この第3の圧電体基板29の上面には、励振電極(第2の励振電極)23gが形成され、第3の圧電体基板29は、この励振電極23gを介して第2の圧電体基板22に接合されている。
また、第3の圧電体基板29の下面には、励振電極(第3の励振電極)23hが設けられている。この励振電極23hは、振動片2Eを平面視したときに、励振電極23aと一致する領域に形成されている。
An excitation electrode (second excitation electrode) 23g is formed on the upper surface of the third piezoelectric substrate 29, and the third piezoelectric substrate 29 is connected to the second piezoelectric substrate 22 via the excitation electrode 23g. It is joined to.
An excitation electrode (third excitation electrode) 23 h is provided on the lower surface of the third piezoelectric substrate 29. The excitation electrode 23h is formed in a region that coincides with the excitation electrode 23a when the resonator element 2E is viewed in plan.

本実施形態では、第3の圧電体基板29は、励振電極23g、23h間に電圧を印加することにより、第1の圧電体基板21および第2の圧電体基板22と同方向に厚み滑り振動する。
これにより、各圧電体基板の厚さをより抑えて各圧電体基板に印加する電圧をより抑えたり、振動片2E全体の厚み滑り振動の変位量を大きくしたりすることができる。そのため、厚み滑り振動以外の振動をより抑えつつ、厚み滑り振動を効率的に励振することができる。
In the present embodiment, the third piezoelectric substrate 29 is subjected to thickness shear vibration in the same direction as the first piezoelectric substrate 21 and the second piezoelectric substrate 22 by applying a voltage between the excitation electrodes 23g and 23h. To do.
Thereby, it is possible to further suppress the voltage applied to each piezoelectric substrate by further suppressing the thickness of each piezoelectric substrate, or to increase the displacement amount of the thickness shear vibration of the entire resonator element 2E. Therefore, thickness shear vibration can be efficiently excited while suppressing vibrations other than thickness shear vibration.

ここで、図示しない側面電極(第1の側面電極)を介して励振電極23aと励振電極23gとを電気的に接続するとともに、図示しない側面電極(第2の側面電極)を介して励振電極23dと励振電極23hとを電気的に接続する。これにより、この2つの側面電極間に電圧を印加すると、前述したように3つの圧電体基板を互いに同方向(同相)に厚み滑り振動させることができる。
このように3枚の圧電体基板を用いて振動片2Eを形成する場合、振動片2Eの厚み滑り振動の周波数をF[Hz]としたとき、3F[Hz]で厚み滑り振動するAT板を3枚用いればよい。
以上説明したような第6実施形態によっても、厚み滑り振動以外の振動を抑えつつ、厚み滑り振動を効率的に励振することができる。
Here, the excitation electrode 23a and the excitation electrode 23g are electrically connected via a side electrode (first side electrode) (not shown), and the excitation electrode 23d is connected via a side electrode (second side electrode) (not shown). Are electrically connected to the excitation electrode 23h. As a result, when a voltage is applied between the two side electrodes, the three piezoelectric substrates can be subjected to thickness-slip vibration in the same direction (in-phase) as described above.
When the vibrating piece 2E is formed using three piezoelectric substrates in this way, an AT plate that vibrates in thickness-shear at 3F [Hz] when the thickness-shear vibration frequency of the vibrating piece 2E is F [Hz]. Three sheets may be used.
According to the sixth embodiment as described above, the thickness shear vibration can be efficiently excited while suppressing vibrations other than the thickness shear vibration.

以上説明したような圧電デバイスは、各種の電子機器に適用することができ、得られる電子機器は、信頼性の高いものとなる。
本発明の圧電デバイス(圧電振動子)および電子部品付き圧電デバイスを備える電子機器としては、特に限定されないが、例えば、パーソナルコンピューター(モバイル型パーソナルコンピューター)、携帯電話機、ディジタルスチルカメラ、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンター)、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシミュレーター等が挙げられる。
以上、本発明の振動片、振動子および圧電デバイスについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
The piezoelectric device as described above can be applied to various types of electronic equipment, and the obtained electronic equipment has high reliability.
The electronic apparatus including the piezoelectric device (piezoelectric vibrator) and the piezoelectric device with electronic parts of the present invention is not particularly limited. For example, a personal computer (mobile personal computer), a mobile phone, a digital still camera, and an ink jet type ejection device. (For example, inkjet printers), laptop personal computers, televisions, video cameras, video tape recorders, car navigation devices, pagers, electronic notebooks (including those with communication functions), electronic dictionaries, calculators, electronic game devices, word processors, workstations , TV phone, crime prevention TV monitor, electronic binoculars, POS terminal, medical equipment (eg, electronic thermometer, blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasonic diagnostic device, electronic endoscope), fish finder, various Constant devices, gauges (e.g., gages for vehicles, aircraft, and ships), a flight simulator, and the like.
As described above, the resonator element, the vibrator, and the piezoelectric device of the present invention have been described based on the illustrated embodiment, but the present invention is not limited to these.

1…圧電デバイス 2…振動片 2A…振動片 2B…振動片 2C…振動片 2D…振動片 2E…振動片 3…パッケージ 21…第1の圧電体基板 21B…第1の圧電体基板 21C…第1の圧電体基板 22…第2の圧電体基板 22B…第2の圧電体基板 22C…圧第2の電体基板 23a…励振電極 23b…励振電極 23c…励振電極 23d…励振電極 23e…励振電極 23f…励振電極 23g…励振電極 23h…励振電極 24a…接続電極 24b…接続電極 24c…接続電極 25a…側面電極 25b…側面電極 26a…電極パッド 26b…電極パッド 27…スペーサー層 28…接合層 29…第3の圧電体基板 31…ベース基板 32…枠部材 33…蓋部材 34a…マウント電極 34b…マウント電極 35a…外部端子 35b…外部端子 35c…外部端子 35d…外部端子 39a…導電性接着剤 39b…導電性接着剤 100…AT板 100a…AT板 100b…AT板 101a…上面 101b…上面 102…下面 211B…凸部 211C…凹部 221B…凸部 221C…凹部 S…内部空間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piezoelectric device 2 ... Vibrating piece 2A ... Vibrating piece 2B ... Vibrating piece 2C ... Vibrating piece 2D ... Vibrating piece 2E ... Vibrating piece 3 ... Package 21 ... 1st piezoelectric substrate 21B ... 1st piezoelectric substrate 21C ... 1st 1 piezoelectric substrate 22 ... 2nd piezoelectric substrate 22B ... 2nd piezoelectric substrate 22C ... pressure 2nd electric substrate 23a ... excitation electrode 23b ... excitation electrode 23c ... excitation electrode 23d ... excitation electrode 23e ... excitation electrode 23f ... Excitation electrode 23g ... Excitation electrode 23h ... Excitation electrode 24a ... Connection electrode 24b ... Connection electrode 24c ... Connection electrode 25a ... Side electrode 25b ... Side electrode 26a ... Electrode pad 26b ... Electrode pad 27 ... Spacer layer 28 ... Junction layer 29 ... Third piezoelectric substrate 31 ... Base substrate 32 ... Frame member 33 ... Lid member 34a ... Mount electrode 34b ... Mount electrode 35a ... External terminal 35b ... External terminal 35c ... External terminal 35d ... External terminal 39a ... Conductive adhesive 39b ... Conductive adhesive 100 ... AT plate 100a ... AT plate 100b ... AT plate 101a ... Upper surface 101b ... Upper surface 102 ... Lower surface 211B ... Convex part 211C ... Concave part 221B ... Convex part 221C ... Concave part S ... Internal space

Claims (13)

厚み滑り振動を励振する第1の基板と、
前記第1の基板に積層され、厚み滑り振動を励振する第2の基板と、
前記第1の基板の前記第2の基板とは反対側の主面上に配置されている第1の励振電極と、
前記第2の基板の前記第1の基板とは反対側の主面上に配置されている第2の励振電極と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置されている第3の励振電極と、
前記第1の基板および前記第2の基板の側面に配置され、前記第1の励振電極と前記第2の励振電極とを電気的に接続している第1の側面電極と、
前記第1の基板および前記第2の基板のうちの少なくとも一方の基板の側面に配置され、前記第3の励振電極に電気的に接続されている第2の側面電極と、
を備えることを特徴とする振動片。
A first substrate for exciting thickness shear vibration;
A second substrate laminated on the first substrate and exciting thickness shear vibration;
A first excitation electrode disposed on a main surface of the first substrate opposite to the second substrate;
A second excitation electrode disposed on a main surface of the second substrate opposite to the first substrate;
A third excitation electrode disposed between the first substrate and the second substrate;
A first side electrode disposed on a side surface of the first substrate and the second substrate and electrically connecting the first excitation electrode and the second excitation electrode;
A second side electrode disposed on a side surface of at least one of the first substrate and the second substrate and electrically connected to the third excitation electrode;
A vibrating piece comprising:
前記第1の基板および前記第2の基板は、それぞれ、圧電材料で構成された圧電体基板である請求項1に記載の振動片。   2. The resonator element according to claim 1, wherein each of the first substrate and the second substrate is a piezoelectric substrate made of a piezoelectric material. 前記第1の基板および前記第2の基板は、前記第3の励振電極を介して互いに接合されている請求項2に記載の振動片。   The resonator element according to claim 2, wherein the first substrate and the second substrate are bonded to each other via the third excitation electrode. 前記第3の励振電極に対して離間し、前記第1の側面電極付近における前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置されたスペーサー層を備える請求項3に記載の振動片。   The resonator element according to claim 3, further comprising a spacer layer that is spaced apart from the third excitation electrode and is disposed between the first substrate and the second substrate in the vicinity of the first side electrode. . 前記第1の基板の前記第2の基板とは反対側の主面上に配置され、前記第1の励振電極から前記第1の基板の側面へ向けて延出されている第1の引き出し電極と、
前記第2の基板の前記第1の基板とは反対側の主面上に配置され、前記第2の励振電極から前記第2の基板の側面へ向けて延出されている第2の引き出し電極と、
を備え、
前記第1の引き出し電極および前記第2の引き出し電極は、前記第1の側面電極を介して互いに電気的に接続されている請求項2ないし4のいずれかに記載の振動片。
A first extraction electrode disposed on a main surface of the first substrate opposite to the second substrate and extending from the first excitation electrode toward a side surface of the first substrate; When,
A second extraction electrode disposed on a main surface of the second substrate opposite to the first substrate and extending from the second excitation electrode toward a side surface of the second substrate; When,
With
5. The resonator element according to claim 2, wherein the first extraction electrode and the second extraction electrode are electrically connected to each other via the first side electrode.
前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置され、前記第3の励振電極から前記第1の基板または前記第2の基板の側面に向けて延出されている第3の引き出し電極を備え、
前記第3の引き出し電極は、前記第2の側面電極に電気的に接続されている請求項5に記載の振動片。
A third drawer disposed between the first substrate and the second substrate and extending from the third excitation electrode toward a side surface of the first substrate or the second substrate; With electrodes,
The resonator element according to claim 5, wherein the third lead electrode is electrically connected to the second side electrode.
前記第1の基板または前記第2の基板の前記第3の励振電極とは反対側の主面上には、
前記第1の側面電極に電気的に接続されている第1の電極パッドと、
前記第2の側面電極に電気的に接続されている第2の電極パッドと、
が配置されている請求項6に記載の振動片。
On the main surface of the first substrate or the second substrate opposite to the third excitation electrode,
A first electrode pad electrically connected to the first side electrode;
A second electrode pad electrically connected to the second side electrode;
The resonator element according to claim 6, wherein
前記第1の基板および前記第2の基板は、それぞれ、水晶基板である請求項2ないし7のいずれかに記載の振動片。   The resonator element according to claim 2, wherein each of the first substrate and the second substrate is a quartz substrate. 前記水晶基板は、水晶回転Y板である請求項8に記載の振動片。   The resonator element according to claim 8, wherein the quartz substrate is a quartz rotating Y plate. 前記水晶回転Y板は、ATカット水晶基板、BTカット水晶基板、SCカット水晶基板のうちのいずれかである請求項9に記載の振動片。   10. The resonator element according to claim 9, wherein the crystal rotation Y plate is any one of an AT cut crystal substrate, a BT cut crystal substrate, and an SC cut crystal substrate. 前記第1の基板および前記第2の基板は、互いに同一のカット角の水晶基板であり、
一方の水晶基板の結晶軸が他方の水晶基板をY’軸またはZ’軸まわりに180°回転させた結晶軸と同方向である請求項10に記載の振動片。
The first substrate and the second substrate are quartz substrates having the same cut angle,
The resonator element according to claim 10, wherein the crystal axis of one crystal substrate is in the same direction as a crystal axis obtained by rotating the other crystal substrate by 180 ° about the Y ′ axis or the Z ′ axis.
請求項1ないし11のいずれかに記載の振動片と、
前記振動片を収納するパッケージと、
を備えることを特徴とする振動子。
A resonator element according to any one of claims 1 to 11,
A package for storing the resonator element;
A vibrator comprising:
請求項12に記載の振動子を備えることを特徴とする圧電デバイス。   A piezoelectric device comprising the vibrator according to claim 12.
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