JP2016116058A - Vibration device, oscillator, electronic apparatus and moving body - Google Patents
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Abstract
【課題】周波数温度特性などの振動片の性能劣化を低減する振動デバイスを提供する。【解決手段】本発明の水晶振動子10は、水晶基板21の下面23に第1接続端子25と第2接続端子26とを有する振動片20と、上面42に第1接続部45と第2接続部46とを有する底板31と、第1接続端子25と第1接続部45とに接続されている第1金属突起部35と、第2接続端子26と第2接続部46とに接続されている第2金属突起部36と、を含み、第1金属突起部35の高さHと、第1金属突起部35の第1接続端子25と接続されている面の中心である第1中心58と、第2金属突起部36の第2接続端子26と接続されている面の中心である第2中心59と、の間の距離Lとが、0.075≦H/L≦0.3の関係を満たすことを特徴とする。【選択図】図2A vibrating device that reduces performance deterioration of a vibrating piece such as frequency temperature characteristics is provided. A crystal resonator according to the present invention includes a resonator element having a first connection terminal and a second connection terminal on a lower surface of a crystal substrate, and a first connection portion and a second connection on an upper surface. Connected to the bottom plate 31 having the connection portion 46, the first metal projection 35 connected to the first connection terminal 25 and the first connection portion 45, the second connection terminal 26 and the second connection portion 46. A first center that is the center of the surface of the first metal projection 35 connected to the first connection terminal 25 and the height H of the first metal projection 35. 58 and the second center 59 which is the center of the surface connected to the second connection terminal 26 of the second metal projection 36 is 0.075 ≦ H / L ≦ 0.3. It is characterized by satisfying the relationship. [Selection] Figure 2
Description
本発明は、振動デバイス、発振器、電子機器、および移動体に関する。 The present invention relates to a vibrating device, an oscillator, an electronic apparatus, and a moving object.
従来から、水晶発振器または水晶振動子などの振動デバイスは、セラミックなどからな
るパッケージ(容器本体)の内底面に設けられている接続部(電極引出用凸部)に形成さ
れた金属バンプなどの金属の突起部(保持部)を介して、振動片(水晶片)がパッケージ
に接続支持される構成が知られていた。
このような振動デバイスとして、例えば、特許文献1に記載されているように、少なく
とも2つ以上の金属バンプを積層することで金属の突起部の高さを高くして、振動片をパ
ッケージに接続支持することによって、パッケージから金属の突起部を介して振動片に伝
わる応力を低減させて、振動デバイスの特性変動、例えば、発振周波数の変動や発振周波
数の周波数温度特性の変動などを低減させる構成が提案されている。
Conventionally, a vibration device such as a crystal oscillator or a crystal resonator is a metal such as a metal bump formed on a connection portion (projection for electrode lead) provided on the inner bottom surface of a package (container body) made of ceramic or the like. There has been known a configuration in which a vibrating piece (quartz piece) is connected to and supported by a package via a protruding portion (holding portion).
As such a vibration device, for example, as described in Patent Document 1, the height of the metal protrusion is increased by stacking at least two metal bumps, and the vibration piece is connected to the package. By supporting the structure, the stress transmitted from the package to the resonator element via the metal protrusion is reduced, and the characteristics variation of the vibration device, for example, the fluctuation of the oscillation frequency or the fluctuation of the frequency temperature characteristic of the oscillation frequency is reduced. Has been proposed.
しかしながら、このような振動デバイスにおいて、パッケージから振動片に伝わる応力
は、金属の突起部の高さだけではなく、振動片が接続支持されているパッケージの内底部
の接続部間の距離も大きく影響する。そのため、振動片に伝わる応力を低減しようとする
と、特許文献1に記載の振動デバイスのように、金属バンプを積層して金属の突起部の高
さを高くするだけでは、振動デバイスのパッケージから金属の突起部を介して振動片に伝
わる応力を十分に低減させることができず、振動デバイスの特性変動、例えば、発振周波
数の変動や発振周波数の周波数温度特性の変動などが大きくなってしまうという課題があ
った。
However, in such a vibrating device, the stress transmitted from the package to the vibrating piece greatly affects not only the height of the metal protrusion, but also the distance between the connecting portions of the inner bottom portion of the package to which the vibrating piece is connected and supported. To do. Therefore, in order to reduce the stress transmitted to the resonator element, as in the resonator device described in Patent Document 1, simply by stacking metal bumps and increasing the height of the metal protrusion, the metal from the resonator device package is increased. The stress that is transmitted to the resonator element through the protrusions cannot be sufficiently reduced, and the characteristic variation of the vibration device, for example, the fluctuation of the oscillation frequency or the fluctuation of the frequency temperature characteristic of the oscillation frequency is increased. was there.
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。
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.
[適用例1]本適用例に係る振動デバイスは、第1面を有し、前記第1面上に設けられ
ている第1接続端子および第2接続端子を有する振動片と、第2面を有し、前記第2面上
に設けられている第1接続部および第2接続部を有する基板と、前記第1接続端子および
前記第1接続部に接続されている第1金属突起部と、前記第2接続端子および前記第2接
続部に接続されている第2金属突起部と、を含み、前記第1金属突起部の高さをH1、前
記第2金属突起部の高さをH2、とし、前記第1金属突起部の前記第1接続端子と接続さ
れている面の中心と、前記第2金属突起部の前記第2接続端子と接続されている面の中心
と、の間の距離をL、としたとき、以下の関係を満足することを特徴とする。
0.075≦H1/L≦0.3、且つ0.075≦H2/L≦0.3
Application Example 1 A vibration device according to this application example has a first surface, a resonator element having a first connection terminal and a second connection terminal provided on the first surface, and a second surface. A substrate having a first connection part and a second connection part provided on the second surface; a first metal protrusion connected to the first connection terminal and the first connection part; A second metal projection connected to the second connection terminal and the second connection, the height of the first metal projection is H1, the height of the second metal projection is H2, And the distance between the center of the surface of the first metal protrusion connected to the first connection terminal and the center of the surface of the second metal protrusion connected to the second connection terminal. When L is L, the following relationship is satisfied.
0.075 ≦ H1 / L ≦ 0.3 and 0.075 ≦ H2 / L ≦ 0.3
本適用例によれば、振動デバイスの周囲温度の変化にともなう振動片の伸びまたは縮み
量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差によって応力が発生した場合、0.075≦H1
/L≦0.3、且つ0.075≦H2/L≦0.3の関係を満足させることで、振動片の
伸びまたは縮み量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差によって発生した応力が、振動片
に伝わることを低減できる。振動片の特性、例えば、出力周波数や周波数温度特性や等価
直列抵抗などは、振動片にかかる応力によって大きく変動するため、振動片に伝わる応力
を低減することで、振動デバイスの特性変動、例えば、周波数温度特性の変動やヒステリ
シスなどを低減することができる。
According to this application example, when stress is generated due to the difference between the expansion or contraction amount of the resonator element and the extension or contraction amount of the substrate accompanying the change in the ambient temperature of the vibration device, 0.075 ≦ H1
/L≦0.3 and 0.075 ≦ H2 / L ≦ 0.3 to satisfy the relationship, the stress generated by the difference between the amount of expansion or contraction of the resonator element and the amount of expansion or contraction of the substrate However, it is possible to reduce the transmission to the resonator element. The characteristics of the resonator element, for example, the output frequency, the frequency temperature characteristic, the equivalent series resistance, and the like greatly vary depending on the stress applied to the resonator element.Therefore, by reducing the stress transmitted to the resonator element, the characteristic variation of the resonator device, for example, Variations in frequency temperature characteristics and hysteresis can be reduced.
[適用例2]上記適用例に係る振動デバイスは、以下の関係を満足することが好ましい
。
0.13≦H1/L≦0.3、且つ0.13≦H2/L≦0.3
Application Example 2 It is preferable that the vibration device according to the application example satisfies the following relationship.
0.13 ≦ H1 / L ≦ 0.3 and 0.13 ≦ H2 / L ≦ 0.3
本適用例によれば、振動デバイスの周囲温度の変化にともなう振動片の伸びまたは縮み
量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差によって応力が発生した場合、0.13≦H1/
L≦0.3、且つ0.13≦H2/L≦0.3の関係を満足させることで、振動片の伸び
または縮み量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差によって発生した応力が、振動片の振
動領域に伝わることをさらに低減できる。従って、振動片に伝わる応力をさらに低減する
ことで、振動デバイスの特性変動、例えば、適用例1と比較してヒステリシスをさらに低
減することができる。
According to this application example, when stress is generated due to the difference between the expansion or contraction amount of the resonator element and the extension or contraction amount of the substrate accompanying the change in the ambient temperature of the vibration device, 0.13 ≦ H1 /
By satisfying the relationship of L ≦ 0.3 and 0.13 ≦ H2 / L ≦ 0.3, the stress generated by the difference between the amount of expansion or contraction of the resonator element and the amount of expansion or contraction of the substrate is reduced. Further, it is possible to further reduce transmission to the vibration region of the resonator element. Therefore, by further reducing the stress transmitted to the resonator element, it is possible to further reduce the characteristic variation of the vibrating device, for example, hysteresis as compared with Application Example 1.
[適用例3]上記適用例に係る振動デバイスは、前記第1金属突起部および前記第2金
属突起部の少なくとも一方は、前記振動片から前記基板に向かう第1方向に沿って、前記
第1方向と交差する方向に沿った長さが、第1の長さの領域と、前記第1の長さよりも短
い第2の長さの領域と、を有することを特徴とする。
Application Example 3 In the vibration device according to the application example described above, at least one of the first metal protrusion and the second metal protrusion is in the first direction along the first direction from the vibration piece toward the substrate. A length along a direction intersecting the direction has a first length region and a second length region shorter than the first length.
本適用例によれば、振動デバイスの周囲温度の変化にともなう振動片の伸びまたは縮み
量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差によって発生した応力は、第1金属突起部および
第2金属突起部を介して振動片に伝わるため、第1金属突起部および第2金属突起部の少
なくとも一方においては、第1の長さの領域、すなわち第1の太さの領域と、第2の長さ
の領域、すなわち第1の太さよりも細い第2の太さの領域を介して伝わる。
According to this application example, the stress generated by the difference between the expansion or contraction amount of the vibration piece and the extension or contraction amount of the substrate accompanying the change in the ambient temperature of the vibration device is the first metal protrusion and the second metal. Since it is transmitted to the resonator element via the protrusion, in at least one of the first metal protrusion and the second metal protrusion, the first length region, that is, the first thickness region, and the second length Is transmitted through the second region, that is, the second region that is thinner than the first region.
また、太さが太い領域と細い領域を持つ物体を介して振動片に応力が伝わる場合、細い
領域は、太い領域と比較してより大きくひずむことで応力を吸収する。従って、振動デバ
イスの周囲温度の変化にともなう振動片の伸びまたは縮み量と、基板の伸びまたは縮み量
と、の差によって発生する応力は、第1の長さの領域よりも第2の長さの領域が大きくひ
ずむことで吸収されるため、振動片に伝わる応力をさらに低減することができ、振動デバ
イスの特性変動、例えば、周波数温度特性の変動やヒステリシスなどをさらに低減するこ
とができる。
In addition, when stress is transmitted to the resonator element through an object having a thick area and a thin area, the thin area absorbs stress by being distorted more than a thick area. Therefore, the stress generated by the difference between the expansion or contraction amount of the resonator element and the extension or contraction amount of the substrate accompanying the change in the ambient temperature of the vibration device is greater than the first length region by the second length. Therefore, the stress transmitted to the resonator element can be further reduced, and fluctuations in characteristics of the vibrating device, such as fluctuations in frequency temperature characteristics and hysteresis, can be further reduced.
[適用例4]上記適用例に係る振動デバイスは、前記第1金属突起部および前記第2金
属突起部の少なくとも一方は、金属バンプであることを特徴とする。
Application Example 4 The vibration device according to the application example is characterized in that at least one of the first metal protrusion and the second metal protrusion is a metal bump.
本適用例によれば、第1金属突起部および第2金属突起部の少なくとも一方が金属バン
プであるため、金属バンプの大きさを変更するだけで、金属バンプで構成されている金属
突起部の高さの調整をすることができる。従って、振動デバイスにおいて、第1金属突起
部の第1接続端子と接続されている面の中心と、第2金属突起部の第2接続端子と接続さ
れている面の中心と、の間の距離Lが変更された場合でも、H1/LおよびH2/Lの少
なくとも一方を周波数温度特性の変動が小さい範囲に容易に調整することができ、周波数
温度特性の変動やヒステリシスなどを低減した振動デバイスを効率よく製造することがで
きる。
According to this application example, since at least one of the first metal protrusion and the second metal protrusion is a metal bump, the metal protrusion formed of the metal bump can be simply changed by changing the size of the metal bump. The height can be adjusted. Therefore, in the vibration device, the distance between the center of the surface connected to the first connection terminal of the first metal protrusion and the center of the surface connected to the second connection terminal of the second metal protrusion. Even when L is changed, it is possible to easily adjust at least one of H1 / L and H2 / L to a range in which the fluctuation of the frequency temperature characteristic is small, and the vibration device that reduces the fluctuation of the frequency temperature characteristic, hysteresis, etc. It can be manufactured efficiently.
[適用例5]上記適用例に係る振動デバイスは、前記第1金属突起部および前記第2金
属突起部の少なくとも一方は、少なくとも2つの金属バンプが重なった構造であることを
特徴とする。
Application Example 5 The vibration device according to the application example described above is characterized in that at least one of the first metal protrusion and the second metal protrusion has a structure in which at least two metal bumps overlap each other.
本適用例によれば、第1金属突起部および第2金属突起部の少なくとも一方が金属バン
プを重ねた構造であるため、重ねる金属バンプの数量を変更するだけで、金属バンプで構
成されている金属突起部の高さの調整をすることができる。従って、振動デバイスにおい
て、第1金属突起部の第1接続端子と接続されている面の中心と、第2金属突起部の第2
接続端子と接続されている面の中心と、の間の距離Lが変更された場合でも、H1/Lお
よびH2/Lの少なくとも一方を周波数温度特性の変動が小さい範囲に容易に調整するこ
とができ、周波数温度特性の変動やヒステリシスなどを低減した振動デバイスを効率よく
製造することができる。
According to this application example, since at least one of the first metal protrusion and the second metal protrusion has a structure in which metal bumps are stacked, it is configured by metal bumps only by changing the number of metal bumps to be stacked. The height of the metal protrusion can be adjusted. Therefore, in the vibration device, the center of the surface connected to the first connection terminal of the first metal protrusion and the second of the second metal protrusion.
Even when the distance L between the center of the surface connected to the connection terminal and the center is changed, at least one of H1 / L and H2 / L can be easily adjusted to a range in which the variation of the frequency temperature characteristic is small. In addition, it is possible to efficiently manufacture a vibration device with reduced fluctuations in frequency temperature characteristics, hysteresis, and the like.
[適用例6]上記適用例に係る振動デバイスは、前記少なくとも2つの金属バンプは、
一方の金属バンプの前記第2面と交差する仮想中心線と、他方の金属バンプの前記第2面
と交差する仮想中心線と、がずれた状態で重なっていることを特徴とする。
Application Example 6 In the vibration device according to the application example, the at least two metal bumps are
The virtual center line that intersects the second surface of one metal bump and the virtual center line that intersects the second surface of the other metal bump overlap each other in a shifted state.
本適用例によれば、少なくとも2つの金属バンプが、基板の第2面と交差する仮想中心
線がずれた状態で重ねられることにより、金属バンプの大きさ(太さ)を小さく(細く)
することなく、隣り合う金属バンプが重なり合う面積を小さくすることができる。そのた
め、隣り合う金属バンプの仮想中心線が重なっている構造と比較して、金属バンプの大き
さを小さくすることなく、見かけ上の太さ、すなわち上から見たときの隣り合う金属バン
プが接続されている領域の大きさ、を細く(小さく)することができる。
According to this application example, the size (thickness) of the metal bumps is reduced (thinned) by overlapping at least two metal bumps with the virtual center line intersecting the second surface of the substrate being shifted.
Without this, the area where adjacent metal bumps overlap can be reduced. Therefore, compared to the structure in which the virtual center lines of adjacent metal bumps overlap, the apparent thickness, that is, adjacent metal bumps when viewed from above, is connected without reducing the size of the metal bumps. The size of the area that is being made can be made thinner (smaller).
ある太さを持つ物体を介して振動片に応力が伝わる場合、太さが細い方が、太い場合と
比較してより大きくひずむことで応力を吸収するため、振動片に伝わる応力は低減する。
従って、振動デバイスの周囲温度の変化にともなう振動片の伸びまたは縮み量と、基板の
伸びまたは縮み量と、の間の差によって発生する応力は、仮想中心線がずれた状態で重な
っている金属バンプの部分が大きくひずむことで吸収されるため、振動片に伝わる応力を
さらに低減することができ、振動デバイスの特性変動、例えば、周波数温度特性の変動や
ヒステリシスなどをさらに低減することができる。
When the stress is transmitted to the vibrating piece through an object having a certain thickness, the thinner the thickness, the larger the distortion as compared with the thicker case, the stress is absorbed. Therefore, the stress transmitted to the vibrating piece is reduced.
Therefore, the stress generated by the difference between the amount of expansion or contraction of the resonator element and the amount of expansion or contraction of the substrate accompanying the change in the ambient temperature of the vibration device is a metal that overlaps with the virtual center line shifted. Since the bump portion is absorbed by being greatly distorted, the stress transmitted to the resonator element can be further reduced, and the characteristic variation of the vibration device, for example, the fluctuation of the frequency temperature characteristic, the hysteresis, and the like can be further reduced.
[適用例7]本適用例に係る発振器は、適用例1から6までのいずれか一項に記載の振
動デバイスと、前記基板に配置されるとともに、前記振動片を発振させるための発振回路
と、を有することを特徴とする。
Application Example 7 An oscillator according to this application example includes the vibration device according to any one of Application Examples 1 to 6, an oscillation circuit that is disposed on the substrate and that oscillates the resonator element. It is characterized by having.
本適用例によれば、振動デバイスの周囲温度の変化にともなう振動片の伸びまたは縮み
量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差に応じて発生する応力が振動片に伝わることを低
減して特性変動を低減した振動デバイスを用いることで、特性変動の小さい、例えば、周
波数温度特性の変動やヒステリシスなどが低減した、信頼性の高い発振器を提供すること
が可能となる。
According to this application example, it is possible to reduce the transmission of the stress generated according to the difference between the expansion or contraction amount of the vibration piece accompanying the change in the ambient temperature of the vibration device and the extension or shrinkage amount of the substrate to the vibration piece. By using the vibration device with reduced characteristic fluctuations, it is possible to provide a highly reliable oscillator with small characteristic fluctuations, for example, reduced frequency temperature characteristic fluctuations and hysteresis.
[適用例8]本適用例に係る電子機器は、適用例1から6までのいずれか一項に記載の
振動デバイスを備えていることを特徴とする。
Application Example 8 An electronic apparatus according to this application example includes the vibration device according to any one of Application Examples 1 to 6.
本適用例によれば、振動デバイスの周囲温度の変化にともなう振動片の伸びまたは縮み
量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差に応じて発生する応力が振動片に伝わることを低
減して特性変動を低減した振動デバイスを用いることで、特性変動の小さい、例えば、周
波数温度特性の変動やヒステリシスなどが低減した、信頼性の高い電子機器を提供するこ
とが可能となる。
According to this application example, it is possible to reduce the transmission of the stress generated according to the difference between the expansion or contraction amount of the vibration piece accompanying the change in the ambient temperature of the vibration device and the extension or shrinkage amount of the substrate to the vibration piece. By using a vibration device that has reduced characteristic fluctuations, it is possible to provide a highly reliable electronic device that has small characteristic fluctuations, such as fluctuations in frequency temperature characteristics and hysteresis.
[適用例9]本適用例に係る移動体は、適用例1から6までのいずれか一項に記載の振
動デバイスを備えていることを特徴とする。
Application Example 9 A moving object according to this application example includes the vibration device according to any one of Application Examples 1 to 6.
本適用例によれば、振動デバイスの周囲温度の変化にともなう振動片の伸びまたは縮み
量と、基板の伸びまたは縮み量と、の差に応じて発生する応力が振動片に伝わることを低
減して特性変動を低減した振動デバイスを用いることで、特性変動の小さい、例えば、周
波数温度特性の変動やヒステリシスなどが低減した、信頼性の高い移動体を提供すること
が可能となる。
According to this application example, it is possible to reduce the transmission of the stress generated according to the difference between the expansion or contraction amount of the vibration piece accompanying the change in the ambient temperature of the vibration device and the extension or shrinkage amount of the substrate to the vibration piece. By using the vibration device with reduced characteristic fluctuations, it is possible to provide a highly reliable moving body with small characteristic fluctuations, for example, reduced frequency temperature characteristic fluctuations and hysteresis.
以下に本発明を具体化した実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の
各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにして、説明を分かりやすくす
るため、各層や各部材の尺度を実際とは異なる尺度で記載している場合がある。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following figures, the scale of each layer and each member may be described on a scale different from the actual scale so that each layer and each member can be recognized and the explanation is easy to understand. is there.
<第1実施形態>
本実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子10を一例に挙げて説明する。なお
、以下の図においては、同一または類似の構成要素には、同一または類似の参照符号を付
して示す。
<First Embodiment>
The
[水晶振動子]
図1は、第1実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子10の概略を示す平面図
であり、図2は、図1中のA−A断面図である。図1、図2に示すように、水晶振動子1
0は、振動片20と、パッケージ30と、リッド34などで構成されている。
[Crystal oscillator]
FIG. 1 is a plan view schematically showing a
The
なお、説明の便宜上、図1ではリッド34の図示を省略している。また、以下の説明で
は、図2中の上側を「上」、下側を「下」として説明する。また、振動片20、底板31
、側壁32、発振回路40などの各部材において、上側にある面を上面、下側にある面を
下面として説明する。
For convenience of explanation, the
In each member such as the
(振動片)
振動片20は、圧電単結晶の一種である水晶からなる水晶基板21と、第1接続端子2
5と、第2接続端子26と、励振電極27a,27bと、引出電極28a,28bなどか
ら構成されている。振動片20は、励振電極27a,27bに所定の交流電圧が印加され
ることによって所定の共振周波数で振動する。
(Vibration piece)
The
5, the
振動片20は、本実施形態では、振動片20に水晶基板21を用いているが、振動片2
0は、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの他の圧電単結晶で構成されていても
よい。振動片20が水晶以外の圧電単結晶で構成される場合には、水晶で形成された場合
と同様の特性が得られるように、結晶の方位(カット角)などが選択される。
In the present embodiment, the
0 may be composed of other piezoelectric single crystals such as lithium tantalate and lithium niobate. When the
水晶基板21は、上面22、第1面としての下面23、および上面22と下面23とを
接続する側面24を有している。
水晶基板21の上面22には、励振電極27a、および励振電極27aから延出されて
いる引出電極28aが形成されている。水晶基板21の下面23には、励振電極27b、
励振電極27bから延出されている引出電極28b、第1接続端子25、および第2接続
端子26が形成されている。
The
On the
An
励振電極27aおよび励振電極27bは、水晶基板21の外形よりも内側に形成される
とともに、略矩形状、または略円形状に形成され、水晶基板21を挟んで、上から見て重
なるように配置されており、水晶基板21を振動させるための電極である。
The
引出電極28aは、励振電極27aから水晶基板21の側面24を経由して、水晶基板
21の下面23に形成されている第1接続端子25まで延出されており、励振電極27a
と第1接続端子25とを電気的に接続している電極である。
The
And the
引出電極28bは、励振電極27bから第2接続端子26まで延出されており、励振電
極27bと第2接続端子26とを電気的に接続している電極である。
The
第1接続端子25、第2接続端子26、励振電極27a,27b、および引出電極28
a,28bは、蒸着やスパッタやめっきなどの方法によって形成される。また、第1接続
端子25、第2接続端子26、励振電極27a,27b、および引出電極28a,28b
は、少なくとも下地層と上層の2層で構成されている。
a and 28b are formed by a method such as vapor deposition, sputtering, or plating. The
Is composed of at least two layers of a base layer and an upper layer.
下地層の構成材料には、水晶基板21に対して密着性を有する材料が挙げられ、具体的
には、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、タングステン(W)などや
これらの金属元素の1種、または2種以上の混合物または合金が用いられる。
Examples of the constituent material of the underlayer include materials having adhesion to the
一方、上層の構成材料には、電気伝導性が特に高い材料が挙げられ、具体的には、金(
Au)、白金(Pt)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)などの金属元素
やこれらの金属元素の1種、または2種以上を含む混合物または合金が用いられる。
On the other hand, the constituent material of the upper layer includes a material having particularly high electrical conductivity. Specifically, gold (
A metal element such as Au), platinum (Pt), silver (Ag), aluminum (Al), copper (Cu), or a mixture or alloy containing one or more of these metal elements is used.
なお、第1接続端子25、第2接続端子26、励振電極27a,27b、および引出電
極28a,28bは、1層で構成されていてもよく、例えば、金(Au)、白金(Pt)
、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)などの金属元素やこれらの金属元素の
1種、または2種以上を含む混合物または合金で構成されていてもよい。
The
, Silver (Ag), aluminum (Al), copper (Cu), or other metal elements, or one or a mixture of two or more of these metal elements or an alloy thereof may be used.
(パッケージ)
パッケージ30は、基板としての底板31と、側壁32と、シールリング33などから
構成されており、底板31は、第2面としての上面42と、下面43と、を有している。
(package)
The
具体的には、パッケージ30は、底板31の上面42の周縁部に側壁32が積層される
ことによって、中央部が凹形状の内部空間39(収納空間)が形成されており、この内部
空間39には、振動片20と発振回路40などが収納されている。パッケージ30の外形
形状は限定されず、例えば、直方体状、円柱状などとすることができる。
Specifically, in the
底板31、および側壁32は、振動片20やリッド34の熱膨張係数と一致、あるいは
近い熱膨張係数を備えた材料によって形成されるのが好ましく、本実施形態ではセラミッ
クを用いている。
The
シールリング33は、側壁32とリッド34との接合材として、例えば、金ろうや銀ろ
うなどの金属のろう材、ガラス、またはコバールなどの金属で形成されており、側壁32
の上面に沿って枠状(略矩形状の周状)に設けられている。
The
Are provided in a frame shape (substantially rectangular shape) along the upper surface of the plate.
また、底板31の上面42には、第1接続部45および第2接続部46が形成されてお
り、底板31の下面43には、外部の端子と接続する外部接続端子38が複数形成されて
いる。
第1接続部45、第2接続部46、および外部接続端子38は、例えば、タングステン
メタライズ、ニッケルめっき、および金めっきの順に形成することにより得られる。
A
The
第1接続部45は、第1金属突起部35と電気的および機械的に接続されており、さら
に第1金属突起部35は、第1接続端子25と電気的および機械的に接続されている。第
2接続部46は、第2金属突起部36と電気的および機械的に接続されており、さらに第
2金属突起部36は、第2接続端子26と電気的および機械的に接続されている。すなわ
ち、振動片20は、第1接続端子25、第1金属突起部35、および第1接続部45と、
第2接続端子26、第2金属突起部36、および第2接続部46と、を介して、底板31
に支持されている。
The
The
It is supported by.
第1接続部45および第2接続部46は、底板31に配置されている配線(図示せず)
によって、外部接続端子38に電気的に接続されている。また、外部接続端子38は、外
部の実装基板と接続して、振動片20に交流電圧を供給したり、周波数などの電気信号を
出力したりするために使用される電極である。
The
Thus, the
発振回路40の下面にはパッド電極48が設けられており、パッド電極48は、FCB
(Flip Chip Bonding)や導電性接着剤などにより、底板31の上面42に設けられてい
る内部接続端子49と電気的に接続され固定されている。
A
(Flip Chip Bonding) or a conductive adhesive is electrically connected and fixed to the
(リッド)
リッド34は、パッケージ30の開口を覆う平板形状を有しており、例えば、コバール
などの金属、セラミック、またはガラスなどで形成されている。
(Lid)
The
リッド34は、パッケージ30の内部空間39に振動片20を収納した後、内部空間3
9が気密状態となるようにシールリング33と接合される。気密状態とされた内部空間3
9は、その内部圧力が所望の気圧に設定されている。例えば、内部空間39を、真空(大
気圧より低い圧力(1×105Pa〜1×10-10Pa(JIS Z 8126−1:19
99))の圧力の状態)状態としたり、窒素やアルゴンなどの不活性ガスが充てんされ大
気圧と同等の圧力状態としたりすることで、振動片20は、より安定した振動を継続する
ことができる。
The
9 is joined to the
9, the internal pressure is set to a desired atmospheric pressure. For example, the
99)) pressure state) or filled with an inert gas such as nitrogen or argon so that the pressure is equal to atmospheric pressure, the
なお、本実施形態の内部空間39は、真空に密閉されている。内部空間39が真空に密
閉されることにより、収納された振動片20のQ値が高められ、さらに、振動片20の振
動が安定した状態を継続することができる。
Note that the
(金属突起部)
第1金属突起部35および第2金属突起部36は、柱状(円柱状)の金属で構成されて
いる。なお、第1金属突起部35および第2金属突起部36は、円柱(柱状)に限定され
ず、多角柱や円錐台や球状などであってもよい。また、第1金属突起部35および第2金
属突起部36は、めっき法や第2実施形態以降で説明する金属バンプなどによって形成さ
れている。
(Metal protrusion)
The 1st
さらに、第1金属突起部35および第2金属突起部36は、上記方法によってそれぞれ
第1接続部45および第2接続部46に形成された後に、それぞれ第1接続端子25およ
び第2接続端子26と接続されてもよいし、上記方法によってそれぞれ第1接続端子25
および第2接続端子26に形成された後に、それぞれ第1接続部45および第2接続部4
6と接続されてもよい。
Further, after the
And the
6 may be connected.
先述したように、第1金属突起部35は、振動片20の第1接続端子25と底板31の
第1接続部45との間に配置されており、第2金属突起部36は、振動片20の第2接続
端子26と底板31の第2接続部46との間に配置されている。すなわち、第1金属突起
部35および第2金属突起部36は、振動片20を底板31の上面42に電気的および機
械的に接続するための導電性を有する接合材である。
As described above, the
第1金属突起部35は、上から見て、第1金属突起部35の第1接続端子25と接続さ
れている面に、第1中心58を有する。第2金属突起部36は、上から見て、第2金属突
起部36の第2接続端子26と接続されている面に、第2中心59を有する。
The
ここで、第1金属突起部35の第1接続端子25と接続されている面の第1中心58は
、第1金属突起部35を上から見た形状の重心点(図心)である。また、第2金属突起部
36の第2接続端子26と接続されている面の第2中心59は、第2金属突起部36を上
から見た形状の重心点(図心)である。
Here, the
次に、第1接続端子25と第1接続部45との間の距離である第1金属突起部35の高
さをH1、第2接続端子26と第2接続部46との距離である第2金属突起部36の高さ
をH2とする。また、第1金属突起部35の第1接続端子25と接続されている面の第1
中心58と、第2金属突起部36の第2接続端子26と接続されている面の第2中心59
と、の間の距離をLとする。以降に、上述のH1、H2、およびLと、ヒステリシスとの
関係について説明する。
Next, the height of the
The
Let L be the distance between. Hereinafter, the relationship between the above-described H1, H2, and L and hysteresis will be described.
まず、水晶振動子10のヒステリシスについて説明する。振動片20の共振周波数は、
水晶振動子10の周囲温度が上昇している過程における所定の温度Tでの共振周波数と、
水晶振動子10の周囲温度が低下している過程における所定の温度Tでの共振周波数と、
が異なる特性を有している。この周囲温度が上昇しているときと周囲温度が低下している
ときとで異なる特性を有することを、ヒステリシスを持つという。これは、以下の理由に
よると考えられる。
First, the hysteresis of the
A resonance frequency at a predetermined temperature T in the process of increasing the ambient temperature of the
A resonance frequency at a predetermined temperature T in the process of lowering the ambient temperature of the
Have different characteristics. Having a different characteristic when the ambient temperature is rising and when the ambient temperature is decreasing is called having hysteresis. This is considered to be due to the following reason.
本実施形態に係る水晶振動子10は、振動片20と底板31とは同一の材料で構成され
ていないため、熱膨張係数が異なっており、水晶振動子10の周囲温度の変化にともなう
振動片20の伸びまたは縮み量と、底板31の伸びまたは縮み量と、が異なる。従って、
水晶振動子10の周囲温度が変化した場合には、振動片20の伸びまたは縮み量と、底板
31の伸びまたは縮み量と、の差によって振動片20の内部に応力が発生することになる
。
In the
When the ambient temperature of the
また、振動片20が水晶振動子10の内部、すなわちパッケージ30の内部に第1金属
突起部35および第2金属突起部36を介して接合されていることにより、水晶振動子1
0の周囲温度の変化は、底板31よりも振動片20の方が温度変化の伝わり方が遅くなる
。
In addition, the
With respect to the change in the ambient temperature of 0, the
すなわち、水晶振動子10の周囲温度が上昇している過程では、水晶振動子10の周囲
温度が所定の温度Tとなったときでも、振動片20の温度は所定の温度Tよりも低い状態
にあり、水晶振動子10の周囲温度が下降している過程では、水晶振動子10の周囲温度
が所定の温度Tとなったときでも、振動片20の温度は所定の温度Tよりも高い状態にあ
る。
That is, in the process in which the ambient temperature of the
上述のことから、水晶振動子10の周囲温度が所定の温度Tであっても、周囲温度が上
昇している過程か、下降している過程か、によって振動片20の温度が異なるので、振動
片20の伸びまたは縮み量が異なる。従って、振動片20の伸びまたは縮み量と、底板3
1の伸びまたは縮み量と、の差によって振動片20に発生する応力は、水晶振動子10の
周囲温度が上昇している過程で周囲温度が所定の温度Tになった場合と、周囲温度が下降
している過程で周囲温度が所定の温度Tになった場合と、では異なる。
From the above, even if the ambient temperature of the
The stress generated in the
また、所定の交流電圧が印加された場合の振動片20の共振周波数は、振動片20にか
かる応力によって変化することが知られている。
In addition, it is known that the resonance frequency of the
従って、振動片20を有する水晶振動子10の共振周波数は、水晶振動子10の周囲温
度が上昇している過程における温度Tでの共振周波数と、水晶振動子10の周囲温度が低
下している過程における温度Tでの共振周波数とが異なることになり、これをヒステリシ
ス特性またはヒステリシスという。
Therefore, the resonance frequency of the
上述の振動片20に応力がかかると振動片20の共振周波数が変化する理由は、振動片
20が振動している状態において、水晶基板21の励振電極27a,27bに挟まれた領
域である振動エネルギーが多く集まる領域(以降、振動領域と呼称する)に対しても応力
がかかり、振動領域内の振動エネルギーの分布が変化するためと考えられる。
The reason why the resonance frequency of the vibrating
以上のことから、水晶振動子10の周囲温度の変化にともなう振動片20の伸びまたは
縮み量と、底板31の伸びまたは縮み量と、の間の差によって発生する応力が振動領域に
伝わることを低減すれば、振動片20の共振周波数の変化が低減できると考えられる。
From the above, it can be seen that the stress generated by the difference between the expansion or contraction amount of the
また、振動片20の伸びまたは縮み量と、底板31の伸びまたは縮み量と、の差によっ
て発生して振動領域に伝わる応力のうち、第1中心58と第2中心59とを結ぶ方向に沿
った方向における応力の分布は、第1中心58から第2中心59までの距離Lに依存し、
第1中心58から第2中心59までの距離が長いほど、第1中心58と第2中心59とを
結ぶ方向に沿った方向に広がる。
Further, among the stresses generated by the difference between the amount of expansion or contraction of the
The longer the distance from the
また、振動片20の伸びまたは縮み量と、底板31の伸びまたは縮み量と、の差によっ
て発生して振動領域に伝わる応力は、第1金属突起部35の高さH1および第2金属突起
部36の高さH2にも依存し、H1およびH2が高くなるほど底板31から第1金属突起
部35および第2金属突起部36を介して振動片20に伝わる応力が吸収されて低減する
と考えられる。
Further, the stress transmitted to the vibration region due to the difference between the amount of expansion or contraction of the vibrating
従って、振動片20の伸びまたは縮み量と、底板31の伸びまたは縮み量と、の差によ
って発生して振動領域に伝わる応力は、H1、H2、およびLの絶対値ではなくH1とL
の比、およびH2とLの比、に関係すると考えられる。
Accordingly, the stress generated by the difference between the amount of expansion or contraction of the
And the ratio of H2 to L.
上述のように、振動片20を有する水晶振動子10は、振動片20にかかる応力に応じ
たヒステリシス特性を持つと考えられ、水晶振動子10のヒステリシス特性を低減するた
めには、振動片20と底板31との間の接続構造が重要であると考えられる。
As described above, the
従って、本願発明者は、水晶振動子10のヒステリシスが、上述のH1、H2、および
Lにおいて、H1とLとの比であるH1/L、およびH2とLとの比であるH2/Lと、
に関係すると考えて実験を行い、図3に示す結果を得た。なお、本実験は、第1金属突起
部35の高さH1と第2金属突起部36の高さH2とが略同じになるようにして行ってい
るため、H1=H2、すなわち、H1/L=H2/Lとみなすことができる。
Therefore, the inventor of the present application has the hysteresis of the
The experiment was conducted with the assumption that it is related to, and the results shown in FIG. 3 were obtained. In this experiment, since the height H1 of the
図3は、H1/LおよびH2/Lと水晶振動子10のヒステリシスとの関係を示す図で
ある。ここで、ヒステリシスは、後述するように、温度下降時の各温度における水晶振動
子10の共振周波数と、温度上昇時の各温度における水晶振動子10の共振周波数と、を
測定し、それぞれの温度における温度下降時の共振周波数と、温度上昇時の共振周波数と
、の差を求め、その値の絶対値が最大となる値としている。また、本実験において、H1
=H2とみなすことができるため、図3の横軸は、H1/LおよびH2/Lの両方を表わ
している。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between H1 / L and H2 / L and the hysteresis of the
= H2, the horizontal axis of FIG. 3 represents both H1 / L and H2 / L.
また、図3における、水晶振動子10のヒステリシスは、以下のようにして測定および
計算している。本実験では、H1/LおよびH2/Lが、それぞれ0.025、0.05
0、0.075、0.100、0.130、0.150、0.275、0.300の8種
類の水晶振動子10についてヒステリシスの測定および計算を行った。本実験における水
晶振動子10のヒステリシスの測定および計算は、以下に示す方法を用いた。
Further, the hysteresis of the
Hysteresis was measured and calculated for eight types of
まず、水晶振動子10の周囲温度を、常温(+25℃)、から+85℃まで加熱する。
そして、水晶振動子10の周囲温度を+85℃から−40℃まで下降させつつ、5℃の温
度間隔で、温度下降時の水晶振動子10の共振周波数を測定する。次に、水晶振動子10
の周囲温度を−40℃から+85℃まで上昇させつつ、温度下降時に共振周波数を測定し
た温度で、温度上昇時の水晶振動子10の共振周波数を測定する。
First, the ambient temperature of the
Then, while the ambient temperature of the
The resonance frequency of the
次に、温度下降時および温度上昇時に測定された同一温度条件での水晶振動子10の共
振周波数に対して、温度下降時の共振周波数から温度上昇時の共振周波数を引いた値であ
る差周波数を求める。次に、各温度条件での差周波数を水晶振動子10の公称周波数(常
温(+25℃)での共振周波数)で正規化して、各温度条件での正規化された周波数を求
める。
Next, the difference frequency which is a value obtained by subtracting the resonance frequency at the time of temperature rise from the resonance frequency at the time of temperature fall with respect to the resonance frequency of the
最後に、各温度条件での正規化された周波数のうち、絶対値が最大となる値を求め、そ
の符号を含めた値を水晶振動子10のヒステリシスとして抽出する。本実験に用いたH1
/LおよびH2/Lが8種類の水晶振動子10について、上記の測定を行って、それぞれ
のH1/LおよびH2/Lにおける水晶振動子10のヒステリシスを計算する。
Finally, of the normalized frequencies under each temperature condition, a value having the maximum absolute value is obtained, and a value including the sign is extracted as hysteresis of the
The above measurement is performed on the
図3から、第1接続端子25と第1接続部45との間の距離である第1金属突起部35
の高さH1、および第2接続端子26と第2接続部46との距離である第2金属突起部3
6の高さH2と、第1金属突起部35の第1接続端子25と接続されている面の第1中心
58と第2金属突起部36の第2接続端子26と接続されている面の第2中心59と、の
間の距離Lが、0.075≦H1/L≦0.3、且つ、0.075≦H2/L≦0.3の
範囲において、水晶振動子10のヒステリシスの絶対値が1.0ppm以下を満たしてい
る。
From FIG. 3, the
The height H1 of the second metal protrusion 3 and the distance between the
6, the
さらに、第1金属突起部35の高さH1および第2金属突起部36の高さH2と、第1
金属突起部35の第1接続端子25と接続されている面の第1中心58と、第2金属突起
部36の第2接続端子26と接続されている面の第2中心59と、の間の距離Lが、0.
13≦H1/L≦0.3、且つ、0.13≦H2/L≦0.3の範囲において、水晶振動
子10のヒステリシスの絶対値が0.5ppm以下を満たしている。
Furthermore, the height H1 of the
Between the
In the range of 13 ≦ H1 / L ≦ 0.3 and 0.13 ≦ H2 / L ≦ 0.3, the absolute value of the hysteresis of the
周波数温度特性のヒステリシスは、水晶振動子10を基準周波数源として電子機器など
の実際の製品に用いる場合には、電子機器の性能を低下させないためにも絶対値が1.0
ppm以下であることが好適である。また、周波数温度特性のヒステリシスは、水晶振動
子10を基準周波数源としてより一層周波数精度のよい電子機器に使用する場合、例えば
、GPS信号と同期をとるための装置に用いる場合や、携帯端末の基地局用装置に用いる
場合や、光ネットワークなどの基幹系の装置に用いる場合には、絶対値が0.5ppm以
下であることが好適である。
The hysteresis of the frequency temperature characteristic has an absolute value of 1.0 in order not to deteriorate the performance of the electronic device when the
It is preferable that it is ppm or less. In addition, the hysteresis of the frequency temperature characteristic is used when the
以上述べたように、本実施形態に係る水晶振動子10によれば、以下の効果を得ること
ができる。水晶振動子10において、例えば、水晶振動子10の周囲温度の変化にともな
う振動片20の伸びまたは縮み量と、底板31の伸びまたは縮み量と、の差によって応力
が発生した場合でも、H1/LおよびH2/Lが、0.075≦H1/L≦0.3、且つ
0.075≦H2/L≦0.3の関係を満足することによって、振動片20に伝わる応力
を低減させることができる。その結果、水晶振動子10の特性変動、例えば、ヒステリシ
スの大きさを低減することができる。
As described above, according to the
また、水晶振動子10において、例えば、水晶振動子10の周囲温度の変化にともなう
振動片20の伸びまたは縮み量と、底板31の伸びまたは縮み量と、の差によって応力が
発生した場合でも、H1/LおよびH2/Lが、0.13≦H1/L≦0.3、且つ0.
13≦H2/L≦0.3の関係を満足することによって、振動片20に伝わる応力をさら
に低減させることができる。その結果、水晶振動子10の特性変動、例えば、ヒステリシ
スの大きさをさらに低減することができる。
Further, in the
By satisfying the relationship of 13 ≦ H2 / L ≦ 0.3, the stress transmitted to the
なお、本実験は、H1/LおよびH2/Lが0.025以上0.300以下の範囲で行
い、0.075≦H1/L≦0.3、且つ、0.075≦H2/L≦0.3の範囲におい
て、水晶振動子10の周波数温度特性のヒステリシスが1.0ppm以下となる結果を確
認しており、H/Lが前記範囲であれば、水晶振動子10の周波数温度特性のヒステリシ
スを良好な状態に保つことができる結果が得られている。
In addition, this experiment is performed in the range where H1 / L and H2 / L are 0.025 or more and 0.300 or less, and 0.075 ≦ H1 / L ≦ 0.3 and 0.075 ≦ H2 / L ≦ 0. .3, the frequency temperature characteristic hysteresis of the
また、図3の結果においてH1/LおよびH2/Lに0.30よりも大きな値を外挿し
ても、さらに水晶振動子10のヒステリシスが小さくなることがわかるため、H1/Lお
よびH2/Lは0.30より大きくてもよい。
Further, in the result of FIG. 3, it can be seen that even if extrapolation of a value larger than 0.30 is performed on H1 / L and H2 / L, the hysteresis of the
また、本実験は、第1金属突起部35の高さH1および第2金属突起部36の高さH2
を同じ高さとして行ったが、これに限らず、H1とH2とが異なる高さであっても、H1
/LおよびH2/Lのそれぞれが、0.13≦H1/L≦0.3、且つ、0.13≦H2
/L≦0.3の関係を満足すれば、水晶振動子10の特性変動、例えば、ヒステリシスの
大きさを低減することができる。
Further, in this experiment, the height H1 of the
However, the present invention is not limited to this, and even if H1 and H2 are different in height,
/ L and H2 / L are 0.13 ≦ H1 / L ≦ 0.3 and 0.13 ≦ H2
If the relationship of /L≦0.3 is satisfied, the characteristic fluctuation of the
このように、第1金属突起部35の高さH1と第2金属突起部36の高さH2とが異な
る高さであっても、第1実施形態の少なくとも一部の効果を得ることができる。すなわち
、水晶振動子10の周囲温度の変化にともなう振動片20の伸びまたは縮み量と、底板3
1の伸びまたは縮み量と、の差によって発生した応力は、第1金属突起部35および第2
金属突起部36のそれぞれを介して振動片20に伝わるため、第1金属突起部35の高さ
H1と第2金属突起部36の高さH2とが異なっていても、H1およびH2のそれぞれが
、0.13≦H1/L≦0.3、且つ、0.13≦H2/L≦0.3の関係を満足すれば
、第1金属突起部35および第2金属突起部36のそれぞれを介して振動片20に伝わる
応力を低減することができるためである。
Thus, even if the height H1 of the
The stress generated by the difference between the amount of elongation or contraction of the
Since it is transmitted to the
また、本実験においては、水晶振動子10の周囲温度を下降させたときの共振周波数の
測定を先に行っているが、これに限らず、水晶振動子10の周囲温度を上昇させたときの
共振周波数の測定を先に行ってもよい。また、測定する温度間隔についても、上記実験で
設定した5℃間隔に限らず、ヒステリシスが計算できる温度間隔であればよく、例えば、
0.5℃以上10℃以下の範囲内の温度間隔でもよい。さらに、上記実験において、常温
を+25℃としているが、これに限らず、例えば、常温は0℃以上+40℃以下の範囲と
してもよい。
In this experiment, the resonance frequency is measured first when the ambient temperature of the
A temperature interval in the range of 0.5 ° C. or more and 10 ° C. or less may be used. Furthermore, in the said experiment, normal temperature is set to +25 degreeC, However, It is not restricted to this, For example, normal temperature is good also as the range of 0 to +40 degreeC.
また、振動片20は、圧電振動片以外にも、弾性表面波素子やMEMS振動片などを用
いることができる。また、振動片20は、圧電単結晶以外にも、ジルコン酸チタン酸鉛な
どの圧電セラミックスなどの圧電材料、またはシリコン基板などで構成されてもいてもよ
い。さらに、振動片20の形状は、特に限定されず、二脚音叉、H型音叉、三脚音叉、く
し歯型、直交型、角柱型などの形状であってもよい。
In addition to the piezoelectric vibrating piece, a surface acoustic wave element, a MEMS vibrating piece, or the like can be used as the vibrating
振動片20の励振手段としては、圧電効果によるものを用いてもよいし、クーロン力に
よる静電駆動を用いてもよい。加えて、振動片20としては、物理量を検出する素子、例
えば、慣性センサー(加速度センサー、ジャイロセンサーなど)、力センサー(傾斜セン
サーなど)用の素子であってもよい。
As the excitation means of the
<変形例>
次に、第1実施形態の変形例に係る振動デバイスとしての水晶振動子110を一例に挙
げて図4を参照して説明する。なお、上記第1実施形態との共通部分については、同一符
号を付して説明を省略し、上記第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<Modification>
Next, a
(金属突起部)
図4は、第1実施形態の変形例に係る振動デバイスとしての水晶振動子110の概略を
示す断面図である。図4に示すように、本変形例に係る水晶振動子110は、第1金属突
起部51および第2金属突起部52において、基板としての底板31と平行な方向に他の
部分よりも突出している突出部53を有している。
(Metal protrusion)
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an outline of the
具体的には、第1金属突起部51は、振動片20から底板31に向かう第1方向に沿っ
て、第1方向と交差する方向、例えば直交する方向、に沿った長さ(以下、第1金属突起
部51の太さと言うことがある)が第1の長さの領域である突出部53と、第1の長さよ
りも短い、すなわち第1の長さの領域よりも細い、第2の長さの領域である狭部54aお
よび狭部54bと、を有する。なお、第1金属突起部51において、狭部54aは第1接
続端子25と接合されており、狭部54aと狭部54bとは第1方向に沿った方向の異な
る部分に配置されている。
Specifically, the
同様に、第2金属突起部52は、第1方向に沿って、第1方向と交差する方向、例えば
直交する方向、に沿った長さ(以下、第2金属突起部52の太さと言うことがある)が第
1の長さの領域である突出部53と、第1の長さよりも短い、すなわち第1の長さの領域
よりも細い、第2の長さの領域である狭部54aおよび狭部54bと、を有する。なお、
第2金属突起部52において、狭部54aは第2接続端子26と接合されており、狭部5
4aと狭部54bとは第1方向に沿った方向の異なる部分に配置されている。
Similarly, the
In the
4a and the
言い換えれば、第1金属突起部51および第2金属突起部52は、第1の長さの領域で
ある第1の太さの領域となる突出部53と、第2の長さの領域である第1の太さよりも細
い第2の太さの領域となる狭部54aまたは狭部54bと、が第1方向に沿って交互に重
なった形状をしている。
In other words, the
本変形例の水晶振動子110において、周囲温度の変化にともなう振動片20の伸びま
たは縮み量と、基板としての底板31の伸びまたは縮み量と、の間の差によって発生する
応力は、第1金属突起部51および第2金属突起部52を介して振動片20に伝わる。相
対的に太さが太い領域と細い領域を持つ物体を介して振動片20に応力が伝わる場合、細
い領域は、太い領域と比較してより大きくひずむことで応力を吸収するため、振動片20
に伝わる応力は低減する。
In the
The stress transmitted to is reduced.
従って、水晶振動子110の周囲温度の変化にともなう振動片20の伸びまたは縮み量
と、底板31の伸びまたは縮み量と、の間の差によって発生する応力は、第1金属突起部
51および第2金属突起部52の狭部54a,54bをひずませることで、振動片20に
伝わりにくくなる。
Therefore, the stress generated by the difference between the expansion or contraction amount of the
以上述べたように、本変形例に係る水晶振動子110によれば、第1実施形態に係る水
晶振動子10における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。本変形例に係る水
晶振動子110では、第1実施形態と比較して、周囲温度の変化にともなう振動片20の
伸びまたは縮み量と、底板31の伸びまたは縮み量と、の間の差によって発生して振動片
20に伝わる応力は、狭部54aおよび狭部54bがひずむことでさらに低減する。従っ
て、第1実施形態と比較して、水晶振動子110の特性変動、例えば、ヒステリシス特性
の大きさをさらに低減することができる。
As described above, according to the
なお、本変形例では、第1金属突起部51および第2金属突起部52に、突出部53お
よび狭部54a,54bを有しているが、第1金属突起部51および第2金属突起部52
のうち少なくとも一方の金属突起部において、突出部53と、狭部54aおよび狭部54
bのうち少なくとも一方と、有していれば、上述の理由により、本変形例と同様の効果を
奏することができる。
In the present modification, the
In at least one of the metal protrusions, the
If at least one of b is present, the same effect as that of the present modification can be obtained for the reason described above.
<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子120を一例に挙げて図5
を参照して説明する。なお、上記第1実施形態との共通部分については、同一符号を付し
て説明を省略し、上記第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
Second Embodiment
Next, a
Will be described with reference to FIG. In addition, about a common part with the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted and it demonstrates centering on a different part from the said 1st Embodiment.
(金属突起部)
図5は、第2実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子120の概略を示す断面
図である。図5に示すように、本実施形態に係る水晶振動子120は、第1金属突起部5
5および第2金属突起部56が、金属バンプで構成されている。金属バンプは、金(Au
)、銅(Cu)、または銀(Ag)などを主成分とする金属や、無鉛はんだや有鉛半田な
どの合金である。
(Metal protrusion)
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an outline of a
5 and the 2nd
), Copper (Cu), silver (Ag), or the like, or an alloy such as lead-free solder or leaded solder.
また、第1金属突起部55および第2金属突起部56は、振動片20から底板31に向
かう第1方向に沿って、第1方向と交差する方向、例えば直交する方向、に沿った長さが
異なる部分を有している。すなわち、第1金属突起部55および第2金属突起部56は、
第1方向と交差する方向に沿った方向に、第1の長さの領域および第1の長さよりも短い
第2の長さの領域、すなわち太さが太い領域および太い領域よりも細い領域を有する。
Further, the
In a direction along the direction intersecting the first direction, a first length region and a second length region shorter than the first length, that is, a thick region and a region thinner than the thick region Have.
金属バンプは、めっき法やボンディング法などによって形成されている。めっき法では
、振動片20またはパッケージ30の所定の位置に、第1金属突起部55および第2金属
突起部56が形成されるように所定のパターンを形成した後に金属をめっきすることで、
金属バンプの第1金属突起部55および第2金属突起部56を形成することができる。
The metal bump is formed by a plating method or a bonding method. In the plating method, by forming a predetermined pattern so that the
The
また、ボンディング法では、金(Au)などの金属製のワイヤー(細線)を振動片20
またはパッケージ30の第1金属突起部55および第2金属突起部56のそれぞれが形成
される位置に接続し、接続された部分以外のワイヤーを切断することで、金属バンプの第
1金属突起部55および第2金属突起部56を形成することができる。
Further, in the bonding method, a metal wire (thin wire) such as gold (Au) is used as the vibrating
Or it connects to the position in which each of the 1st
金属バンプは、例えば、めっき時間やボンディングの条件などを変更することで高さを
容易に調節できるため、第1金属突起部55の高さH1および第2金属突起部56の高さ
H2を容易に調整することができる。
For example, the height of the metal bumps can be easily adjusted by changing the plating time, bonding conditions, etc., so the height H1 of the
以上述べたように、本実施形態に係る水晶振動子120によれば、第1実施形態に係る
水晶振動子10における効果に加えて以下の効果を得ることができる。本実施形態の水晶
振動子120では、第1実施形態と比較して、第1金属突起部55の高さH1および第2
金属突起部56の高さH2を容易に調整することができる。
As described above, according to the
The height H2 of the
このため、振動片20の第1接続端子25および第2接続端子26の配置やパッケージ
30の第1接続部45および第2接続部46の配置などの変更にともなって、第1金属突
起部55の第1接続端子25と接続されている面の第1中心58と、第2金属突起部56
の第2接続端子26と接続されている面の第2中心59と、の間の距離Lが変わっても、
H1/LおよびH2/Lの値が、0.13≦H1/L≦0.3、且つ、0.13≦H2/
L≦0.3の関係を満足するようにH1およびH2を調整することができる。従って、例
えば、ヒステリシスの大きさを低減した水晶振動子120を、効率よく製造することがで
きる。
For this reason, the
Even if the distance L between the
The values of H1 / L and H2 / L are 0.13 ≦ H1 / L ≦ 0.3 and 0.13 ≦ H2 /
H1 and H2 can be adjusted so as to satisfy the relationship of L ≦ 0.3. Therefore, for example, it is possible to efficiently manufacture the
なお、本実施形態では、第1金属突起部55および第2金属突起部56が、ともに金属
バンプである例を示しているが、第1金属突起部55および第2金属突起部56のうちど
ちらか一方が金属バンプであっても、上述の理由により、上述の効果のうち少なくとも一
部の効果を奏することができる。
In the present embodiment, the
なお、第1接続端子25および第2接続端子26と、第1金属突起部55および第2金
属突起部56と、第1接続部45および第2接続部46と、の接続方法は、第1接続部4
5に第1金属突起部55を形成するとともに第2接続部46に第2金属突起部56を形成
した後に、第1金属突起部55を第1接続端子25に接続するとともに第2金属突起部5
6を第2接続端子26に接続する方法でもよい。
In addition, the connection method of the
After the
6 may be connected to the
さらに、第1接続端子25および第2接続端子26と、第1金属突起部55および第2
金属突起部56と、第1接続部45および第2接続部46と、の接続方法は、第1接続端
子25に第1金属突起部55を形成するとともに第2接続端子26に第2金属突起部56
を形成した後に、第1接続部45に第1金属突起部55を接続するとともに第2接続部4
6に第2金属突起部56を接続する方法でもよい。
Further, the
The method of connecting the
After forming, the
Alternatively, the
<第3実施形態>
次に、第3実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子130を一例に挙げて図6
を参照して説明する。なお、上記実施形態との共通部分については、同一符号を付して説
明を省略し、上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<Third Embodiment>
Next, a
Will be described with reference to FIG. In addition, about the common part with the said embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted and it demonstrates centering on a different part from the said embodiment.
(金属突起部)
図6は、第3実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子130の概略を示す断面
図である。図6に示すように、本実施形態に係る水晶振動子130において、第1接続端
子25と第1接続部45とに接続されている第1金属突起部61は、第1方向に沿って2
つの金属バンプ65,66が重なった構造であるとともに、第2接続端子26と第2接続
部46とに接続されている第2金属突起部62は、第1方向に沿って2つの金属バンプ6
7,68が重なった構造である。
(Metal protrusion)
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an outline of a
The
7 and 68 overlap each other.
第1金属突起部61および第2金属突起部62が、それぞれ2つの金属バンプが重なっ
た構造であることで、第1金属突起部61および第2金属突起部62がそれぞれ1つの金
属バンプで構成されている場合と比較して、重なった金属バンプのそれぞれの高さを個別
に調整することができるため、第1金属突起部61の高さH1および第2金属突起部62
の高さH2をさらに容易に調整することができる。
The
The height H2 can be adjusted more easily.
以上述べたように、本実施形態に係る水晶振動子130によれば、第1実施形態に係る
水晶振動子10または第2実施形態に係る水晶振動子120における効果に加えて以下の
効果を得ることができる。本実施形態の水晶振動子130では、第1実施形態または第2
実施形態と比較して、第1金属突起部61の高さH1および第2金属突起部62の高さH
2をさらに容易に調整することができる。
As described above, according to the
Compared with the embodiment, the height H1 of the
2 can be adjusted more easily.
このため、振動片20の第1接続端子25および第2接続端子26の配置やパッケージ
30の第1接続部45および第2接続部46の配置などの変更にともなって、第1金属突
起部61の第1接続端子25と接続されている面の第1中心58と、第2金属突起部62
の第2接続端子26と接続されている面の第2中心59と、の間の距離Lが変わっても、
H1/LおよびH2/Lの値が、0.13≦H1/L≦0.3、且つ、0.13≦H2/
L≦0.3の関係を満足するようにH1およびH2を調整することができる。従って、例
えば、ヒステリシスの大きさを低減した水晶振動子130を、効率よく製造することがで
きる。
For this reason, the
Even if the distance L between the
The values of H1 / L and H2 / L are 0.13 ≦ H1 / L ≦ 0.3 and 0.13 ≦ H2 /
H1 and H2 can be adjusted so as to satisfy the relationship of L ≦ 0.3. Therefore, for example, the
なお、本実施形態では、金属バンプを2つ重ねた例を示したが、これに限るものではな
く、金属バンプはそれぞれ3つ以上重ねられていてもよい。また、本実施形態では第1金
属突起部61および第2金属突起部62が、ともに金属バンプを重ねて形成されている例
を示しているが、第1金属突起部61および第2金属突起部62のうちどちらか一方が、
2つ以上の金属バンプが重なった構造でも、上述の理由により、上述の効果のうち少なく
とも一部の効果を奏することができる。
In this embodiment, an example in which two metal bumps are stacked has been described. However, the present invention is not limited to this, and three or more metal bumps may be stacked. In the present embodiment, the
Even in a structure in which two or more metal bumps are overlapped, at least a part of the above-described effects can be achieved for the above-described reason.
また、本実施形態では、第1金属突起部61および第2金属突起部62の両方で、金属
バンプを2つ重ねた例を示しているが、これに限らず、第1金属突起部61および第2金
属突起部62のうちどちらか一方が金属バンプを2つ重ねていれば、上述の理由により、
上述の効果のうち少なくとも一部の効果を奏することができる。
Moreover, in this embodiment, although the example which piled up two metal bumps in both the 1st
At least some of the effects described above can be achieved.
また、第1接続端子25および第2接続端子26と、第1金属突起部61および第2金
属突起部62と、第1接続部45および第2接続部46と、の接続方法は、第1接続部4
5に金属バンプ65,66を第1方向に沿って重ねて形成するとともに、第2接続部46
に金属バンプ67,68を第1方向に沿って重ねて形成した後に、第1金属突起部61を
第1接続端子25に接続するとともに第2金属突起部62を第2接続端子26に接続する
方法でもよい。
In addition, the first connecting
5 are formed by overlapping metal bumps 65 and 66 along the first direction, and the second connecting
After the metal bumps 67 and 68 are formed so as to overlap in the first direction, the
さらに、第1接続端子25および第2接続端子26と、第1金属突起部61および第2
金属突起部62と、第1接続部45および第2接続部46と、の接続方法は、第1接続端
子25に金属バンプ65,66を第1方向に沿って重ねて形成するとともに、第2接続端
子26に金属バンプ67,68を第1方向に沿って重ねて形成した後に、第1接続部45
に第1金属突起部61を接続するとともに第2接続部46に第2金属突起部62を接続す
る方法でもよい。
Furthermore, the
The method of connecting the
Alternatively, the
<第4実施形態>
次に、第4実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子140を一例に挙げて図7
を参照して説明する。なお、上記実施形態との共通部分については、同一符号を付して説
明を省略し、上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<Fourth embodiment>
Next, a
Will be described with reference to FIG. In addition, about the common part with the said embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted and it demonstrates centering on a different part from the said embodiment.
(金属突起部)
図7は、第4実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子140の概略を示す断面
図である。図7に示すように、本実施形態に係る水晶振動子140では、第1接続端子2
5と第1接続部45とに接続されている第1金属突起部71が、第1方向に4つの金属バ
ンプ73,74,75,76が重なった構造であり、それぞれ隣り合う金属バンプの第1
方向に沿った仮想中心線がずれて重ねられている。
(Metal protrusion)
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically illustrating a
The
The virtual center lines along the direction are overlapped.
すなわち、金属バンプ73の、基板としての底板31の上面42と交差(直交)する方
向である第1方向に沿った仮想中心線と、金属バンプ74の第1方向に沿った仮想中心線
と、がずれており、金属バンプ74の第1方向に沿った仮想中心線と、金属バンプ75の
第1方向に沿った仮想中心線と、がずれており、金属バンプ75の第1方向に沿った仮想
中心線と、金属バンプ76の第1方向に沿った仮想中心線と、がずれている。
That is, a virtual center line along the first direction that is a direction intersecting (orthogonal) with the
なお、上述の金属バンプの仮想中心線は、第1方向に沿った仮想線のうち、それぞれの
金属バンプを上から見た形状の重心点(図心)通る仮想線とする。
Note that the virtual center line of the metal bump described above is a virtual line passing through the center of gravity (centroid) of the shape of each metal bump viewed from above among the virtual lines along the first direction.
また、第2接続端子26と第2接続部46とに接続されている第2金属突起部72が、
第1方向に4つの金属バンプ83,84,85,86が重なった構造であり、第1金属突
起部71と同様に、それぞれ隣り合う金属バンプの第1方向に沿った仮想中心線がずれて
重ねられている。
In addition, the
The four
すなわち、金属バンプ83の、底板31の上面42と交差する方向、例えば直交する方
向、である第1方向に沿った仮想中心線と、金属バンプ84の第1方向に沿った仮想中心
線と、がずれており、金属バンプ84の第1方向に沿った仮想中心線と、金属バンプ85
の第1方向に沿った仮想中心線と、がずれており、金属バンプ85の第1方向に沿った仮
想中心線と、金属バンプ86の第1方向に沿った仮想中心線と、がずれている。
That is, a virtual center line along a first direction that is a direction intersecting the
The virtual center line along the first direction of the
なお、上述の金属バンプ73,74,75,76,83,84,85,86の仮想中心
線は、第1方向に沿った仮想線のうち、それぞれの金属バンプを上から見た形状の重心点
(図心)通る仮想線とする。
The virtual center lines of the metal bumps 73, 74, 75, 76, 83, 84, 85, 86 described above are the center of gravity of the shape of each metal bump as viewed from above among the virtual lines along the first direction. An imaginary line passing through a point (centroid).
このように、第1金属突起部71において、隣り合う2つの金属バンプの第1方向に沿
った仮想中心線がずれた状態、または、第2金属突起部72において、隣り合う2つの金
属バンプの第1方向に沿った仮想中心線がずれた状態で、複数の金属バンプが重なった構
造とすることによって、金属バンプの大きさ(第1方向と垂直な方向の太さ)を小さく(
細く)することなく、隣り合う金属バンプが接続されている面積を小さくすることができ
る。
As described above, in the
The area where the adjacent metal bumps are connected can be reduced without reducing the thickness.
換言すると、第1方向に重なった複数の金属バンプを用いた構造において、隣り合う金
属バンプの仮想中心線がずれている構造は、隣り合う金属バンプの仮想中心線が重なって
いる構造と比較して、金属バンプの大きさを小さくすることなく、見かけ上の太さ、すな
わち上から見たときの隣り合う金属バンプが接続されている領域の大きさ、を細く(小さ
く)することができる。
In other words, in a structure using a plurality of metal bumps that overlap in the first direction, the structure in which the virtual center lines of adjacent metal bumps are shifted is compared with the structure in which the virtual center lines of adjacent metal bumps overlap. Thus, it is possible to reduce (decrease) the apparent thickness, that is, the size of the region where the adjacent metal bumps are connected when viewed from above without reducing the size of the metal bumps.
ある太さを持つ物体を介して振動片20に応力が伝わる場合、太さが細い方が、太い場
合と比較してより大きくひずむことで応力を吸収するため、振動片20に伝わる応力は低
減する。従って、水晶振動子140の周囲温度の変化にともなう振動片20の伸びまたは
縮み量と、底板31の伸びまたは縮み量と、の間の差によって発生する応力は、第1金属
突起部71および第2金属突起部72をひずませることで、第3実施形態と比較して振動
片20に伝わりにくくなる。
When stress is transmitted to the vibrating
以上述べたように、本実施形態に係る水晶振動子140によれば、第1実施形態に係る
水晶振動子10または第3実施形態に係る水晶振動子130における効果に加えて以下の
効果を得ることができる。本実施形態の水晶振動子140では、第1実施形態または第3
実施形態と比較して、水晶振動子140の周囲温度の変化にともなう振動片20の伸びま
たは縮み量と、基板としての底板31の伸びまたは縮み量と、の間の差によって発生して
振動片20に伝わる応力がさらに低減する。従って、第1実施形態または第3実施形態と
比較して、水晶振動子140の特性変動、例えば、ヒステリシスの大きさをさらに低減す
ることができる。
As described above, according to the
Compared with the embodiment, the vibration piece is generated due to a difference between the amount of expansion or contraction of the
なお、本実施形態では、第1金属突起部71および第2金属突起部72の両方において
、隣り合う2つの金属バンプの第1方向に沿った仮想中心線がずれた状態で重ねられてい
るが、第1金属突起部71および第2金属突起部72のうち少なくとも一方の金属突起部
において、隣り合う2つの金属バンプの第1方向に沿った仮想中心線がずれた状態で重ね
られていれば、上述の理由により、上述の効果のうち少なくとも一部の効果を奏すること
ができる。
In this embodiment, the
また、本実施形態では、第1金属突起部71および第2金属突起部72は、それぞれ4
つの金属バンプを重ねた例を示したが、これに限らず、それぞれ少なくとも2つの金属バ
ンプを重ねていればよい。
In the present embodiment, the
Although an example in which two metal bumps are stacked is shown, the present invention is not limited to this, and it is sufficient that at least two metal bumps are stacked.
また、第1接続端子25および第2接続端子26と、第1金属突起部71および第2金
属突起部72と、第1接続部45および第2接続部46と、の接続方法は、第1接続部4
5に金属バンプ73,74,75,76を第1方向に沿って重ねて形成するとともに、第
2接続部46に金属バンプ83,84,85,86を第1方向に沿って重ねて形成した後
に、第1金属突起部71を第1接続端子25に接続するとともに第2金属突起部72を第
2接続端子26に接続する方法でもよい。
In addition, the connection method of the
5 are formed by overlapping metal bumps 73, 74, 75, and 76 along the first direction, and
さらに、第1接続端子25および第2接続端子26と、第1金属突起部71および第2
金属突起部72と、第1接続部45および第2接続部46と、の接続方法は、第1接続端
子25に金属バンプ73,74,75,76を第1方向に沿って重ねて形成するとともに
、第2接続端子26に金属バンプ83,84,85,86を第1方向に沿って重ねて形成
した後に、第1接続部45に第1金属突起部71を接続するとともに第2接続部46に第
2金属突起部72を接続する方法でもよい。
Further, the
A method of connecting the
[電子機器]
次に、本発明の実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子10,110,120
,130,140(以下、代表して水晶振動子10と記載する)の少なくともいずれか1
つを適用した電子機器について、図8から図10に基づいて説明する。
[Electronics]
Next, the
, 130, 140 (hereinafter referred to as the
An electronic device to which one is applied will be described with reference to FIGS.
図8は、本発明の実施形態に係る振動デバイスを備える電子機器としてのモバイル型の
(またはノート型の)パーソナルコンピューター1100の構成の概略を示す斜視図であ
る。図8において、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた
本体部1104と、表示部100を備えた表示ユニット1106と、により構成され、表
示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持され
ている。このようなパーソナルコンピューター1100には、信号処理のタイミング源と
しての機能を備えた水晶振動子10が内蔵されている。
FIG. 8 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a mobile (or notebook)
上述のように、電子機器の一例としてのモバイル型(またはノート型)のパーソナルコ
ンピューター1100に、本発明の一実施形態に係る水晶振動子10を、例えば、タイミ
ング源として備えることにより、モバイル型のパーソナルコンピューター1100に供給
されるクロック源として水晶振動子10から安定した周波数信号が出力されるため、モバ
イル型のパーソナルコンピューター1100の動作の信頼性を向上させることができる。
As described above, a mobile-type (or notebook-type)
図9は、本発明の実施形態に係る振動デバイスを備える電子機器としての携帯電話機1
200(PHSも含む)の構成の概略を示す斜視図である。図9において、携帯電話機1
200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操
作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部100が配置されている。このよ
うな携帯電話機1200には、信号処理のタイミング源としての機能を備えた水晶振動子
10が内蔵されている。
FIG. 9 shows a mobile phone 1 as an electronic apparatus including the vibration device according to the embodiment of the invention.
It is a perspective view which shows the outline of a structure of 200 (PHS is also included). In FIG. 9, the mobile phone 1
200 includes a plurality of
上述のように、電子機器の一例としての携帯電話機1200(PHSを含む)に、本発
明の一実施形態に係る水晶振動子10を、例えば、タイミング源として備えることにより
、携帯電話機1200に供給されるクロック源として水晶振動子10から安定した周波数
信号が出力されるため、携帯電話機1200の動作の信頼性を向上させることができる。
As described above, the mobile phone 1200 (including PHS) as an example of the electronic apparatus is provided with the
図10は、本発明の実施形態に係る振動デバイスを備える電子機器としてのデジタルカ
メラ1300の構成の概略を示す斜視図である。なお、図10には、外部機器との接続に
ついても簡易的に示されている。ここで、従来のフィルムカメラは、被写体の光像により
銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルカメラ1300は、被写体の光像をCC
D(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)
を生成する。
FIG. 10 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a
An imaging signal (image signal) obtained by photoelectric conversion by an imaging device such as D (Charge Coupled Device)
Is generated.
デジタルカメラ1300におけるケース1302(ボディー)の背面には、表示部10
0が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部1
00は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース1
302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどが含まれて
いる受光ユニット1304が設けられている。
On the back of the case 1302 (body) in the
0 is provided, and the display unit 1 is configured to perform display based on the image pickup signal from the CCD.
00 functions as a viewfinder that displays the subject as an electronic image. Case 1
A
撮影者が表示部100に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押
下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリー1308に転送、格納される
。また、このデジタルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号
出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314と、が設けられている。
When the photographer confirms the subject image displayed on the
そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニター1430
が、データ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピューター1440が、それ
ぞれ必要に応じて接続される。
As shown in the figure, the video
However, a
さらに、所定の操作により、メモリー1308に格納された撮像信号が、テレビモニタ
ー1430や、パーソナルコンピューター1440に出力される構成になっている。この
ようなデジタルカメラ1300には、信号処理のタイミング源としての機能を備えた水晶
振動子10が内蔵されている。
Further, the imaging signal stored in the
上述のように、電子機器の一例としてのデジタルカメラ1300に、本発明の一実施形
態に係る水晶振動子10を、例えば、タイミング源として備えることにより、デジタルカ
メラ1300に供給されるクロック源として水晶振動子10から安定した周波数信号が出
力されるため、デジタルカメラ1300の動作の信頼性を向上させることができる。
As described above, the
なお、本発明の実施形態に係る水晶振動子10を備える電子機器は、図8のパーソナル
コンピューター(モバイル型のパーソナルコンピューター)1100、図9の携帯電話機
1200、図10のデジタルカメラ1300の他にも、例えば、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、タ
ブレット型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダーなどに
適用することができる。
The electronic device including the
さらに、本発明の実施形態に係る水晶振動子10を備える電子機器は、カーナビゲーシ
ョン装置、リアルタイムクロック装置、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端末などにも適用することができる。
Furthermore, an electronic device including the
また、本発明の実施形態に係る水晶振動子10を備える電子機器は、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、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング
、モーションコントローラー、PDR(歩行者位置方位計測)などの電子機器、移動体通
信基地局用機器、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカ
ルエリアネットワーク機器、ネットワーク用伝送機器などにも適用することができる。
In addition, an electronic device including the
[移動体]
次に、本発明の実施形態に係る振動デバイスとしての水晶振動子10を適用した移動体
について、図11に基づいて説明する。
図11は、移動体の一例としての自動車1500を概略的に示す斜視図である。自動車
1500には本発明に係る振動デバイスとしての水晶振動子10が搭載されている。例え
ば、図11に示すように、移動体としての自動車1500には、水晶振動子10を内蔵し
てタイヤ1503などを制御する電子制御ユニット1510が車体1501に搭載されて
いる。
[Moving object]
Next, a moving body to which the
FIG. 11 is a perspective view schematically showing an
また、水晶振動子10は、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲー
ションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム(ABS:Antilock Bra
ke System)、エアバックなどに適用可能である。
In addition, the
ke System) and airbags.
さらに、水晶振動子10は、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム(TPM
S:Tire Pressure Monitoring System)、エンジンコントロール、ブレーキシステム、
ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、などの電子制
御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)にまで広く適用できる。
Furthermore, the
S: Tire Pressure Monitoring System), engine control, brake system,
It can be widely applied to electronic control units (ECUs) such as battery monitors and body posture control systems for hybrid vehicles and electric vehicles.
上記のように、移動体の一例としての自動車1500に、本発明の一実施形態に係る水
晶振動子10を、例えば、タイミング源として備えることにより、自動車1500および
電子制御ユニット1510のうち少なくとも一方に供給されるタイミング源として水晶振
動子10から安定した周波数信号が出力されるため、自動車1500および電子制御ユニ
ット1510のうち少なくとも一方の動作の信頼性を向上させることができる。
As described above, by providing the
以上、本発明の振動デバイス、発振器、電子機器および移動体の実施形態について、図
面に基づいて説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、各部の構
成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、
他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい
。
The embodiments of the vibrating device, the oscillator, the electronic apparatus, and the moving body of the present invention have been described above based on the drawings. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the configuration of each part is the same. Any structure having a function can be substituted. In the present invention,
Other arbitrary components may be added. Moreover, you may combine each embodiment suitably.
10…水晶振動子、20…振動片、21…水晶基板、22…上面、23…下面、24…
側面、25…第1接続端子、26…第2接続端子、27a…励振電極、27b…励振電極
、28a…引出電極、28b…引出電極、30…パッケージ、31…底板、32…側壁、
33…シールリング、34…リッド、35…第1金属突起部、36…第2金属突起部、3
8…外部接続端子、39…内部空間、40…発振回路、42…上面、43…下面、45…
第1接続部、46…第2接続部、48…パッド電極、49…内部接続端子、51…第1金
属突起部、52…第2金属突起部、53…突出部、54a…狭部、54b…狭部、55…
第1金属突起部、56…第2金属突起部、58…第1中心、59…第2中心、61…第1
金属突起部、62…第2金属突起部、65,66,67,68…金属バンプ、71…第1
金属突起部、72…第2金属突起部、73,74,75,76…金属バンプ、83,84
,85,86…金属バンプ、100…表示部、110…水晶振動子、120…水晶振動子
、130…水晶振動子、140…水晶振動子、1100…パーソナルコンピューター、1
102…キーボード、1104…本体部、1106…表示ユニット、1200…携帯電話
機、1202…操作ボタン、1204…受話口、1206…送話口、1300…デジタル
カメラ、1302…ケース、1304…受光ユニット、1306…シャッターボタン、1
308…メモリー、1312…ビデオ信号出力端子、1314…入出力端子、1430…
テレビモニター、1440…パーソナルコンピューター、1500…自動車、1501…
車体、1503…タイヤ、1510…電子制御ユニット。
DESCRIPTION OF
Side surface, 25 ... first connection terminal, 26 ... second connection terminal, 27a ... excitation electrode, 27b ... excitation electrode, 28a ... extraction electrode, 28b ... extraction electrode, 30 ... package, 31 ... bottom plate, 32 ... side wall,
33 ... Seal ring, 34 ... Lid, 35 ... First metal projection, 36 ... Second metal projection, 3
8 ...
1st connection part, 46 ... 2nd connection part, 48 ... Pad electrode, 49 ... Internal connection terminal, 51 ... 1st metal projection part, 52 ... 2nd metal projection part, 53 ... Projection part, 54a ... Narrow part, 54b ... Narrow part, 55 ...
85, 86 ... Metal bump, 100 ... Display unit, 110 ... Crystal resonator, 120 ... Crystal resonator, 130 ... Crystal resonator, 140 ... Crystal resonator, 1100 ... Personal computer, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 ... Keyboard, 1104 ... Main part, 1106 ... Display unit, 1200 ... Mobile phone, 1202 ... Operation button, 1204 ... Earpiece, 1206 ... Mouthpiece, 1300 ... Digital camera, 1302 ... Case, 1304 ... Light receiving unit, 1306 ... shutter button, 1
308 ... Memory, 1312 ... Video signal output terminal, 1314 ... Input / output terminal, 1430 ...
TV monitor, 1440 ... personal computer, 1500 ... automobile, 1501 ...
Car body, 1503 ... tyre, 1510 ... electronic control unit.
Claims (9)
る振動片と、
第2面を有し、前記第2面上に設けられている第1接続部および第2接続部を有する基
板と、
前記第1接続端子および前記第1接続部に接続されている第1金属突起部と、
前記第2接続端子および前記第2接続部に接続されている第2金属突起部と、
を含み、
前記第1金属突起部の高さをH1、前記第2金属突起部の高さをH2、とし、
前記第1金属突起部の前記第1接続端子と接続されている面の中心と、前記第2金属突
起部の前記第2接続端子と接続されている面の中心と、の間の距離をL、としたとき、以
下の関係を満足することを特徴とする振動デバイス。
0.075≦H1/L≦0.3、且つ、0.075≦H2/L≦0.3 A resonator element having a first surface and having a first connection terminal and a second connection terminal provided on the first surface;
A substrate having a second surface and having a first connection portion and a second connection portion provided on the second surface;
A first metal protrusion connected to the first connection terminal and the first connection;
A second metal projection connected to the second connection terminal and the second connection;
Including
The height of the first metal protrusion is H1, the height of the second metal protrusion is H2,
The distance between the center of the surface connected to the first connection terminal of the first metal protrusion and the center of the surface connected to the second connection terminal of the second metal protrusion is L. The vibration device is characterized by satisfying the following relationship:
0.075 ≦ H1 / L ≦ 0.3 and 0.075 ≦ H2 / L ≦ 0.3
0.13≦H1/L≦0.3、且つ、0.13≦H2/L≦0.3 The vibration device according to claim 1, wherein the following relationship is satisfied.
0.13 ≦ H1 / L ≦ 0.3 and 0.13 ≦ H2 / L ≦ 0.3
記基板に向かう第1方向に沿って、前記第1方向と交差する方向に沿った長さが、第1の
長さの領域と、前記第1の長さよりも短い第2の長さの領域と、を有することを特徴とす
る、請求項1または請求項2に記載の振動デバイス。 At least one of the first metal projection and the second metal projection has a length along a direction crossing the first direction along a first direction from the vibrating piece toward the substrate. 3. The vibration device according to claim 1, comprising: a region having a length of 2 mm; and a region having a second length shorter than the first length. 4.
ことを特徴とする、請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の振動デバイス。 4. The vibration device according to claim 1, wherein at least one of the first metal protrusion and the second metal protrusion is a metal bump. 5.
金属バンプが重なった構造であることを特徴とする、請求項4に記載の振動デバイス。 5. The vibration device according to claim 4, wherein at least one of the first metal protrusion and the second metal protrusion has a structure in which at least two metal bumps overlap each other.
心線と、他方の金属バンプの前記第2面と交差する仮想中心線と、がずれた状態で重なっ
ていることを特徴とする、請求項5に記載の振動デバイス。 The at least two metal bumps overlap with each other in a state in which a virtual center line intersecting the second surface of one metal bump and a virtual center line intersecting the second surface of the other metal bump are shifted. The vibrating device according to claim 5, wherein:
前記基板に配置されるとともに、前記振動片を発振させるための発振回路と、を有する
ことを特徴とする発振器。 A vibrating device according to any one of claims 1 to 6,
An oscillator having an oscillation circuit disposed on the substrate and configured to oscillate the resonator element.
徴とする電子機器。 An electronic apparatus comprising the vibration device according to any one of claims 1 to 6.
徴とする移動体。 A moving body comprising the vibrating device according to any one of claims 1 to 6.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014252764A JP2016116058A (en) | 2014-12-15 | 2014-12-15 | Vibration device, oscillator, electronic apparatus and moving body |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2016116058A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111239439A (en) * | 2018-11-28 | 2020-06-05 | 横河电机株式会社 | Vibration sensor device |
| JP2023111184A (en) * | 2022-01-31 | 2023-08-10 | セイコーエプソン株式会社 | Vibration element, vibration device, and method for manufacturing vibration device |
| JP2023111185A (en) * | 2022-01-31 | 2023-08-10 | セイコーエプソン株式会社 | Vibration device and method for manufacturing vibration device |
-
2014
- 2014-12-15 JP JP2014252764A patent/JP2016116058A/en active Pending
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