(57)【要約】【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、厚み滑り振動する板状の第１の圧電体基板２１と、第１の圧電体基板２１の一方の面に接合され、第１の圧電体基板２１と同方向に厚み滑り振動する板状の第２の圧電体基板２２とを含む積層体を備える。また、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。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み滑り振動する圧電体基板が複数枚積層された積層体を備えることを特徴とする振動片。
【請求項２】
前記積層体は、厚み滑り振動する第１の圧電体基板と、前記第１の圧電体基板の一方の面に接合され、前記第１の圧電体基板と同方向に厚み滑り振動する第２の圧電体基板とを含む請求項１に記載の振動片。
【請求項３】
前記第１の圧電体基板および前記第２の圧電体基板は、互いの接合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請求項２に記載の振動片。
【請求項４】
前記第１の圧電体基板および前記第２の圧電体基板は、電極層を介して互いに接合されている請求項３に記載の振動片。
【請求項５】
前記第１の圧電体基板および前記第２の圧電体基板の少なくとも一方は、水晶で構成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の振動片。
【請求項６】
前記第１の圧電体基板および前記第２の圧電体基板は、それぞれ、水晶で構成されている請求項５に記載の振動片。
【請求項７】
前記水晶は、水晶回転Ｙ板である請求項６に記載の振動片。
【請求項８】
前記水晶のカット角は、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請求項６に記載の振動片。
【請求項９】
前記第１の圧電体基板および前記第２の圧電体基板は、互いに同一のカット角の水晶で構成され、前記第２の圧電体基板の結晶軸は、前記第１の圧電体基板を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８に記載の振動片。
【請求項１０】
前記積層体は、前記第２の圧電体基板の前記第１の圧電体基板とは反対側の面に接合され、前記第１の圧電体基板および前記第２の圧電体基板と同方向に厚み滑り振動する第３の圧電体基板を含む請求項１ないし９のいずれかに記載の振動片。
【請求項１１】
請求項１ないし１０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有することを特徴とする振動子。
【請求項１２】
請求項１１に記載の振動子を有することを特徴とする圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２６３３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、厚み滑り振動する圧電体基板が複数枚積層された積層体を備えることを特徴とする。
これにより、各圧電体基板の厚さを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。
【０００７】
［適用例２］
本発明の振動片では、前記積層体は、厚み滑り振動する第１の圧電体基板と、前記第１の圧電体基板の一方の面に接合され、前記第１の圧電体基板と同方向に厚み滑り振動する第２の圧電体基板とを含むことが好ましい。
これにより、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。
【０００８】
［適用例３］
本発明の振動片では、前記第１の圧電体基板および前記第２の圧電体基板は、互いの接合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ことが好ましい。
これにより、第１の圧電体基板と第２の圧電体基板とを電極層を介して接合した比較的簡単な構成で、第１の圧電体基板および第２の圧電体基板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の圧電体基板と第２の圧電体基板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。
【０００９】
［適用例４］
本発明の振動片では、前記第１の圧電体基板および前記第２の圧電体基板は、電極層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、第１の圧電体基板および第２の圧電体基板に互いに接合面が同極性となるように電圧を印加することができる。
［適用例５］
本発明の振動片では、前記第１の圧電体基板および前記第２の圧電体基板の少なくとも一方は、水晶で構成されていることが好ましい。
これにより、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。
【００１０】
［適用例６］
本発明の振動片では、前記第１の圧電体基板および前記第２の圧電体基板は、それぞれ、水晶で構成されていることが好ましい。
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７］
本発明の振動片では、前記水晶は、水晶回転Ｙ板であることが好ましい。
これにより、第１の圧電体基板および第２の圧電体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。
【００１１】
［適用例８］
本発明の振動片では、前記水晶のカット角は、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ことが好ましい。
これにより、第１の圧電体基板および第２の圧電体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。
【００１２】
［適用例９］
本発明の振動片では、前記第１の圧電体基板および前記第２の圧電体基板は、互いに同一のカット角の水晶で構成され、前記第２の圧電体基板の結晶軸は、前記第１の圧電体基板を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の圧電体基板および第２の圧電体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の圧電体基板および第２の圧電体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。
【００１３】
［適用例１０］
本発明の振動片では、前記積層体は、前記第２の圧電体基板の前記第１の圧電体基板とは反対側の面に接合され、前記第１の圧電体基板および前記第２の圧電体基板と同方向に厚み滑り振動する第３の圧電体基板を含むことが好ましい。
これにより、各圧電体に印加する電圧をより抑えたり、振動片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。
【００１４】
［適用例１１］
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有す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１２］
本発明の圧電デバイスは、本発明の振動子を有す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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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。
【図２】図１に示す圧電デバイスの断面図である。
【図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。
【図４】図３に示す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。
【図５】図３に示す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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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４は、図３に示す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５は、図３に示す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。
【００１７】
図１に示す振動子は、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。
以下、このような振動子を構成する各部について、順次、詳細に説明する。
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２１および第２の圧電体基板２２と、第１の圧電体基板２１の上面に設けられた励振電極２３ａおよび接続電極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２３ｂおよび接続電極２４ｂと、第２の圧電体基板２２の下面に設けられた励振電極２３ｃおよび２４ｃとを有している。
【００１８】
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３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。
【００１９】
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ので、従来の構成と比較して一対の励振電極２３ａと２３ｂとの間および２３ｂと２３ｃとの間の第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一対を形成する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。
【００２０】
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。これにより、第２の圧電体基板２２は、第１の圧電体基板２１の一方の面に接合されている。
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
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。
【００２３】
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。
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。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。
【００２４】
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。
【００２５】
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４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。
【００２６】
また、図５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。
【００２７】
また、図４、５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。
【００２８】
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。
【００２９】
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の下面および第２の圧電体基板２２の上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。また、接続電極２４ｂは、第２の圧電体基板２２の上面から側面および下面に回り込むように形成されている。
【００３０】
また、励振電極２３ｃは、第２の圧電体基板２３の下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。
このような励振電極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。そしてこれら励振電極２３ａ、２３ｂ、２３ｃに、接続電極２４ａ、２４ｃを同極性として接続電極２４ａ、２４ｂ、２４ｃを介して電場を印加すると、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。
【００３１】
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。
【００３２】
上記のような励振電極２３ａ、２３ｂ、２３ｃおよび接続電極２４ａ、２４ｂ、２４ｃ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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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、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。
【００３６】
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および電極３４ｃ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。
【００３７】
なお、この固定は、導電性接着剤３９ａが振動片２の接続電極２４ｃに接触するとともに、導電性接着剤３９ｂが振動片２の接続電極２４ｂ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、接続電極２４ｃとマウント電極３４ａおよび接続電極２４ｂ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。
【００３８】
また、電極３４ｃは、図示しない配線を介してマウント電極３４ａに電気的に接続されているとともに、例えばワイヤボンディング技術により形成された金属ワイヤ（ボンディングワイヤ）により、接続電極２４ａに電気的に接続されている。これにより金属ワイヤと配線とマウント電極３４ａと接続電極２４ａおよび接続電極２４ｃを介して励振電極２３ａと励振電極２３ｃとが電気的に短絡することができる。このように短絡した構成とした場合、励振電極２３ａと励振電極２３ｃとの電位を一致させることができるため第１の圧電体基板２１と第２の圧電体基板２２の振動のバランスを整えやすくなり、結果、ＣＩ値の小さな圧電デバイスを構成することが可能である。なお、励振電極２３ａと励振電極２３ｃとの導通方法として、ワイヤボンデリングによる方法の他に導電性接着剤によって接続電極２４ｃとマウント電極３４ｂとを導通する方法や、第１の圧電体基板２１の側面と第２の圧電体基板２２の側面に励振電極２３ａと励振電極２３ｃとを短絡させる導体メッキを形成してもよい。
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。
【００３９】
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、電極３４ｃ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。
【００４０】
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および電極３４ｃ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。
【００４１】
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。
【００４２】
＜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６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である。
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。
【００４３】
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６では、接続電極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２Ａでは、図６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２３ｄを介して接合されている。この励振電極２３ｄは、第１の圧電体基板２１の下面および第２の圧電体基板２２の上面の全面を覆うように設けられている。
【００４４】
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。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。
【００４５】
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、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００４６】
＜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７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。
【００４７】
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７では、接続電極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２Ｂでは、図７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。
【００４８】
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。
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。
【００４９】
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、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００５０】
＜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８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。
【００５１】
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８では、接続電極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２Ｃは、図８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。
【００５２】
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。
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。
【００５３】
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、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００５４】
＜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９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。
【００５５】
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９では、接続電極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９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２３ｅと、第２の圧電体基板２２の上面に形成された励振電極２３ｆと、励振電極２３ｅと励振電極２３ｆとの間に設けられた絶縁層２５とを有する。
【００５６】
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。
【００５７】
ここで、励振電極２３ｅおよび励振電極２３ｆは、絶縁層２７を介して接合されている。したがって、振動子Ｄは、励振電極２３ｅと励振電極２３ｆとが互いに逆極性となるように構成することができる。そのため、例えば、前述した第１実施形態において説明した無回転のＡＴ板１００（図４、５参照）を２枚接合して、第１の圧電体基板２１および第２の圧電体基板２２の積層体を構成することができる。
この絶縁層２５の構成材料としては、圧電性を有さず、絶縁性を有するものであれば、特に限定されない。
【００５８】
また、絶縁層２５の厚さは、励振電極２３ｅ、２３ｆ間の絶縁性を確保することができれは、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、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００５９】
＜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１０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。
【００６０】
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１０では、接続電極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１０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２６を有している。
【００６１】
この第３の圧電体基板２６の上面には、その全面を覆うように励振電極２３ｇが形成され、第３の圧電体基板２６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２６の下面には、励振電極２３ｈが設けられている。この励振電極２３ｈは、振動片Ｆ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。
【００６２】
本実施形態では、第３の圧電体基板２６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。
【００６３】
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、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
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。
【００６４】
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。
【符号の説明】
【００６５】
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…圧電体基板    ２１Ｂ…圧電体基板    ２１Ｃ…圧電体基板    ２２…圧電体基板    ２２Ｂ…圧電体基板    ２２Ｃ…圧電体基板    ２３…圧電体基板    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    ２５…絶縁層    ２６…圧電体基板    ２７…絶縁層    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    ３４ｃ…電極    ３５ａ…外部端子    ３５ｃ…外部端子    ３９ａ…導電性接着剤    ３９ｂ…導電性接着剤    １００…板    １００ａ…板    １００ｂ…板    １０１ａ…上面    １０２…下面    ２１１Ｂ…凸部    ２１１Ｃ…凹部    ２２１Ｂ…凸部    ２２１Ｃ…凹部    Ｄ…振動子    Ｆ…振動片    Ｓ…内部空間    Ｙ…水晶回転
【図１】
2011223473.tif 000003
【図２】
2011223473.tif 000004
【図３】
2011223473.tif 000005
【図４】
2011223473.tif 000006
【図５】
2011223473.tif 000007
【図６】
2011223473.tif 000008
【図７】
2011223473.tif 000009
【図８】
2011223473.tif 000010
【図９】
2011223473.tif 000011
【図１０】
2011223473.tif 000012