(57)【要約】【課題】本発明は、励振部への応力の影響が抑えられた圧電振動片及び圧電デバイスを提供する。【解決手段】圧電振動片（１３０）は、両主面に一対の励振電極（１３４）が形成され第１方向に伸びる第１辺（１３８ａ）及び第１辺よりも長く第１方向に直交する第２方向に伸びる第２辺（１３８ｂ）を含む矩形形状の励振部（１３１）と、第１方向に伸びる第１枠体（１３２ａ）及び第２方向に伸びる第２枠体（１３２ｂ）で励振部を囲み、第１枠体が第１厚さである第１領域（１３７ａ）と第１厚さよりも厚い第２領域（１３７ｂ）とを含む枠部（１３２）と、第１厚さであり、励振部の第１辺と第１枠体の第１領域とを連結する連結部（１３３）と、を備え、第１枠体の第２方向の長さが第１領域の第２方向の長さよりも長い。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両主面に一対の励振電極が形成され、第１方向に伸びる第１辺及び前記第１辺よりも長く前記第１方向に直交する第２方向に伸びる第２辺を含む矩形形状の励振部と、
前記第１方向に伸びる第１枠体及び前記第２方向に伸びる第２枠体で前記励振部を囲み、前記第１枠体が、第１厚さである第１領域と前記第１厚さよりも厚い第２領域とを含む枠部と、
前記第１厚さであり、前記励振部の前記第１辺と前記第１枠体の第１領域とを連結する連結部と、を備え、
前記第１枠体の前記第２方向の長さは、前記第１領域の前記第２方向の長さよりも長い圧電振動片。
【請求項２】
前記連結部は１本であり、前記励振部の前記第１辺の中央に連結されている請求項１に記載の圧電振動片。
【請求項３】
前記連結部は、前記励振部の前記第１辺の少なくとも一方の端に連結されている請求項１に記載の圧電振動片。
【請求項４】
前記第１領域は、前記連結部に接し前記第１方向に伸びる第３辺と、前記第１領域の前記連結部の反対側の第４辺と、を含み、
前記第３辺の長さは前記第４辺の長さと同等又はそれ以上である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の圧電振動片。
【請求項５】
前記第１領域の前記第４辺の両端に接している角部は、曲面又は平面により面取りされている請求項４に記載の圧電振動片。
【請求項６】
前記第３辺の長さは、前記連結部の前記第１方向の長さと同等又はそれ以下である請求項４又は請求項５に記載の圧電振動片。
【請求項７】
前記第１領域の前記第２方向の長さは、前記第１枠体の前記第２方向の長さの半分又はそれ以下である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の圧電振動片。
【請求項８】
前記励振部は、前記励振電極が形成されるメサ領域と、前記メサ領域の周囲に形成され前記メサ領域よりも厚さが薄い周辺領域と、を有し、
前記周辺領域の厚さが前記第１厚さである請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の圧電振動片。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の圧電振動片と、
前記圧電振動片の前記枠部の一方の主面に接合されるリッド板と、
前記圧電振動片の前記枠部の他方の主面に接合されるベース板と、
を含む圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励振部への応力の影響が抑えられた圧電振動片及び圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の周波数で振動する励振部と、励振部の周りを囲む枠部と、励振部及び枠部を連結する連結部と、を有する圧電振動片が知られている。このような圧電振動片には枠部の表裏面にリッド板及びベース板が接合されて圧電デバイスが形成され、圧電デバイスはプリント基板などに実装されて用いられる。このような圧電デバイスはプリント基板にかかる応力を受ける場合があり、圧電デバイスにかかる応力は、圧電振動片に影響を与え、励振部の振動周波数の特性を変化させる。
【０００３】
このような問題に対して、例えば特許文献１では連結部にノコギリ歯状の切欠きを形成することにより枠部から励振部へ伝達される応力が緩和されることが期待される旨が示されている。また、切欠きの深さが枠部の半分以上となり、枠部と励振部とが直線でつながらなくなる場合には、熱や応力の実質的な伝達距離が増すこととなり、大きな緩和効果を奏することとなる旨が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１４９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の圧電振動片は連結部に切欠きが形成されるため落下による衝撃等に弱くなることが考えられる。特に最近の圧電振動片は圧電デバイスの小型化のために薄型化されていることもあり、圧電振動片の中で最も耐衝撃性が弱い連結部に切欠きを形成することによる耐衝撃性の低下が懸念される。また、特許文献１では励振部の向かい合う辺にそれぞれ連結部が形成される両持ちの圧電振動片が開示されているが、励振部の１つの辺のみに連結部が連結される片持ちの圧電振動片では耐衝撃性がさらに弱くなる。そのため、圧電振動片には、励振部への応力の影響が抑えられるとともに十分な耐衝撃性を有することも望まれている。
【０００６】
本発明は、枠部の連結部に連結される領域が連結部と同じ厚さに形成され、連結部の厚さが枠部のリッド板及びベース板に接続される領域よりも薄く形成されることにより、励振部への応力の影響が抑えられた圧電振動片及び圧電デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１観点の圧電振動片は、両主面に一対の励振電極が形成され第１方向に伸びる第１辺及び第１辺よりも長く第１方向に直交する第２方向に伸びる第２辺を含む矩形形状の励振部と、第１方向に伸びる第１枠体及び第２方向に伸びる第２枠体で励振部を囲み、第１枠体が第１厚さである第１領域と第１厚さよりも厚い第２領域とを含む枠部と、第１厚さであり、励振部の第１辺と第１枠体の第１領域とを連結する連結部と、を備え、第１枠体の第２方向の長さが第１領域の第２方向の長さよりも長い。
【０００８】
第２観点の圧電振動片は、第１観点において、連結部が１本であり励振部の第１辺の中央に連結されている。
【０００９】
第３観点の圧電振動片は、第１観点において、連結部が励振部の第１辺の少なくとも一方の端に連結されている。
【００１０】
第４観点の圧電振動片は、第１観点から第３観点において、第１領域が連結部に接し第１方向に伸びる第３辺と第１領域の連結部の反対側の第４辺と、を含み、第３辺の長さは第４辺の長さと同等又はそれ以上である。
【００１１】
第５観点の圧電振動片は、第４観点において、第１領域の第４辺の両端に接している角部が曲面又は平面により面取りされている。
【００１２】
第６観点の圧電振動片は、第４観点又は第５観点において、第３辺の長さが連結部の第１方向の長さと同等又はそれ以下である。
【００１３】
第７観点の圧電振動片は、第１観点から第６観点において、第１領域の第２方向の長さが第１枠体の第２方向の長さの半分又はそれ以下である。
【００１４】
第８観点の圧電振動片は、第１観点から第７観点において、励振部が、励振電極が形成されるメサ領域と、メサ領域の周囲に形成されメサ領域よりも厚さが薄い周辺領域と、を有し、周辺領域の厚さが第１厚さである。
【００１５】
第９観点の圧電デバイスは、第１観点から第８観点の圧電振動片と、圧電振動片の枠部の一方の主面に接合されるリッド板と、圧電振動片の枠部の他方の主面に接合されるベース板と、を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の圧電振動片及び圧電デバイスによれば、励振部への応力の影響を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】圧電デバイス１００の分解斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面の断面図である。
【図３】（ａ）は、圧電振動片１３０の平面図である。  （ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】（ａ）は、電極が形成されていない圧電振動片１３０の平面図である。  （ｂ）は、圧電振動片１３０の短辺曲げのシミュレーション結果である。
【図５】（ａ）は、励振部１３１の応力分布が示されたグラフである。  （ｂ）は、メサ領域１３１ａの中心点１３９ａ及び励振部１３１の−Ｘ軸側の端点１３９ｂでの短辺曲げの応力が示されたグラフである。
【図６】（ａ）は、電極が形成されていない圧電振動片２３０の平面図である。  （ｂ）は、図６（ａ）の点線１６１の拡大図である。  （ｃ）は、圧電振動片２３０ａの断面図である。
【図７】（ａ）は、電極が形成されていない圧電振動片３３０の平面図である。  （ｂ）は、図７（ａ）の点線１６２の拡大図である。  （ｃ）は、曲面で面取りされた第１領域３３７ａの平面図である。
【図８】（ａ）は、電極が形成されていない圧電振動片４３０の平面図である。  （ｂ）は、図８（ａ）の点線１６３で囲まれた領域の拡大図である。  （ｃ）は、電極が形成されていない圧電振動片５３０の平面図である。  （ｄ）は、図８（ｃ）の点線１６４で囲まれた領域の拡大図である。
【図９】（ａ）は、電極が形成されていない圧電振動片６３０の平面図である。  （ｂ）は、電極が形成されていない圧電振動片７３０の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１９】
（第１実施形態）
＜圧電デバイス１００の構成＞
図１は、圧電デバイス１００の分解斜視図である。圧電デバイス１００は、リッド板１１０と、ベース板１２０と、圧電振動片１３０と、により構成されている。圧電振動片１３０には例えばＡＴカットの水晶振動片が用いられる。ＡＴカットの水晶振動片は、主面（ＹＺ面）が結晶軸（ＸＹＺ）のＹ軸に対して、Ｘ軸を中心としてＺ軸からＹ軸方向に３５度１５分傾斜されている。以下の説明では、ＡＴカットの水晶振動片の軸方向を基準とし、傾斜された新たな軸をＹ’軸及びＺ’軸として用いる。すなわち、圧電デバイス１００においては圧電デバイス１００の長辺方向をＸ軸方向、圧電デバイス１００の高さ方向をＹ’軸方向、Ｘ及びＹ’軸方向に垂直な方向をＺ’軸方向として説明する。
【００２０】
圧電振動片１３０は、所定の周波数で振動し四角形状に形成された励振部１３１と、励振部１３１を囲む枠部１３２と、励振部１３１と枠部１３２とを連結する１本の連結部１３３と、により構成されている。励振部１３１と枠部１３２との間の連結部１３３以外の領域は、圧電振動片１３０をＹ’軸方向に貫通する貫通孔１３６となっている。励振部１３１の＋Ｙ’軸側の面及び−Ｙ’軸側の面には励振電極１３４が形成されている。また励振部１３１は、励振電極１３４が形成されるメサ領域１３１ａと、メサ領域１３１ａの周囲に形成されメサ領域１３１ａよりもＹ’軸方向の厚さが薄い周辺領域１３１ｂと、により形成されている。＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１３４からは、連結部１３３を通り枠部１３２の−Ｙ’軸側の面にまでそれぞれ引出電極１３５が引き出されている。さらに枠部１３２は、Ｙ’軸方向の厚さが連結部１３３と同じである第１領域１３７ａ及びＹ’軸方向の厚さが第１領域１３７ａよりも厚い第２領域１３７ｂを有しており、連結部１３３は枠部１３２の第１領域１３７ａを含む領域に連結される。
【００２１】
ベース板１２０は、圧電振動片１３０の−Ｙ’軸側に配置される。ベース板１２０はＸ軸方向に長辺、Ｚ’軸方向に短辺を有する矩形形状に形成されている。ベース板１２０の−Ｙ’軸側の面には一対の外部電極１２４が形成されている。この外部電極１２４がハンダを介してプリント基板等に固定され電気的に接続されることにより、圧電デバイス１００がプリント基板等に実装される。また、ベース板１２０の四隅の側面にはキャスタレーション１２６が形成されており、キャスタレーション１２６にはキャスタレーション電極１２５が形成されている。ベース板１２０の＋Ｙ’軸側の面には凹部１２１が形成されており、凹部１２１の周りには接合面１２２が形成されている。また、接合面１２２の四隅でありキャスタレーション１２６の周りには接続電極１２３が形成されている。この接続電極１２３は、キャスタレーション１２６に形成されるキャスタレーション電極１２５を介して外部電極１２４に電気的に接続されている。ベース板１２０は、接合面１２２において封止材１４１（図２参照）を介して圧電振動片１３０の枠部１３２の−Ｙ’軸側の面に接合される。また、接続電極１２３と圧電振動片１３０の引出電極１３５とが電気的に接続される。
【００２２】
リッド板１１０は、圧電振動片１３０の＋Ｙ’軸側に配置される。リッド板１１０の−Ｙ’軸側の面には凹部１１１が形成されており、凹部１１１の周りには接合面１１２が形成されている。リッド板１１０は、接合面１１２において封止材１４１（図２参照）を介して圧電振動片１３０の枠部１３２の＋Ｙ’軸側の面に接合される。
【００２３】
図２は、図１のＡ−Ａ断面の断面図である。圧電デバイス１００は、圧電振動片１３０の枠部１３２の＋Ｙ’軸側の面にリッド板１１０の接合面１１２が封止材１４１を介して接合され、枠部１３２の−Ｙ’軸側の面にベース板１２０の接合面１２２が封止材１４１を介して接合されることにより圧電デバイス１００の中が密封される。圧電振動片１３０とベース板１２０とが接合される際には、枠部１３２の−Ｙ’軸側の面に形成されている引出電極１３５とベース板１２０の接合面１２２に形成されている接続電極１２３とが電気的に接続される。これによりメサ領域１３１ａの＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側に形成されている各励振電極１３４は、引出電極１３５、接続電極１２３、及びキャスタレーション電極１２５を介して外部電極１２４に電気的に接続される。
【００２４】
図３（ａ）は、圧電振動片１３０の平面図である。圧電振動片１３０は、矩形形状に形成された励振部１３１と、励振部１３１を囲む枠部１３２と、励振部１３１と枠部１３２とを連結する１本の連結部１３３と、により構成されている。励振部１３１は、励振部１３１の−Ｘ軸側の辺である第１辺１３８ａと、励振部１３１の＋Ｚ’軸側及び−Ｚ’軸側の辺である第２辺１３８ｂと、を有している。また枠部１３２はＺ’軸方向に伸びる第１枠体１３２ａとＸ軸方向に伸びる第２枠体１３２ｂとにより形成され、励振部１３１を囲んでいる。励振部１３１の−Ｘ軸側に形成されている第１枠体１３２ａには、Ｙ’軸方向の厚さが連結部１３３と同じである第１領域１３７ａ及びＹ’軸方向の厚さが第１領域１３７ａよりも厚い第２領域１３７ｂを有しており、連結部１３３は枠部１３２の第１領域１３７ａを含む領域に連結される。また連結部１３３は、励振部１３１の第１辺１３８ａの中央に連結される。励振部１３１と枠部１３２との間の連結部１３３以外の領域は、圧電振動片１３０をＹ’軸方向に貫通する貫通孔１３６となっている。励振部１３１に形成されている周辺領域１３１ｂはメサ領域１３１ａを囲むように形成されている。メサ領域１３１ａの＋Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１３４からは、周辺領域１３１ｂ、連結部１３３の＋Ｙ’軸側の面、連結部１３３の＋Ｚ’軸側の側面１３３ａ、及び連結部１３３の−Ｙ’軸側の面を介し、枠部１３２の−Ｙ’軸側の面の−Ｘ軸側の＋Ｚ’軸側の角部にまで引出電極１３５が引き出されている。また、メサ領域１３１ａの−Ｙ’軸側の面に形成されている励振電極１３４（図３（ｂ）参照）からは、周辺領域１３１ｂ及び連結部１３３の−Ｙ’軸側の面を介して枠部１３２に引出電極１３５が引き出され、引出電極１３５はさらに枠部１３２の−Ｙ’軸側の面を−Ｚ’軸方向及び＋Ｘ軸方向に伸びて枠部１３２の−Ｙ’軸側の面の＋Ｘ軸側の−Ｚ’軸側の角部にまで引き出されている。
【００２５】
図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。圧電振動片１３０では、第１領域１３７ａ以外の枠部１３２のＹ’軸方向の厚さが第３厚さＴ３、メサ領域１３１ａのＹ’軸方向の厚さが第２厚さＴ２、周辺領域１３１ｂ、連結部１３３、及び枠部１３２の第１領域１３７ａの厚さが第１厚さＴ１に形成されている。圧電振動片１３０では、第３厚さＴ３は第２厚さＴ２及び第１厚さＴ１よりも厚く形成されており、第２厚さＴ２は第１厚さＴ１より厚く形成されている。圧電振動片１３０では、周波数が例えば４０ＭＨｚの場合には、第２厚さＴ２は４１．７５μｍに形成されている。
【００２６】
＜圧電振動片１３０のシミュレーション結果＞
圧電デバイス１００がプリント基板に実装された状態において、プリント基板を曲げた場合に圧電振動片１３０にかかる応力を求めるためのシミュレーションを行った。シミュレーションは、プリント基板を圧電デバイス１００の長辺方向（Ｘ軸方向）に曲げた場合（長辺曲げ）及び短辺方向（Ｚ’軸方向）に曲げた場合（短辺曲げ）の２つの場合を想定して行った。以下に圧電振動片１３０のシミュレーション結果について説明する。
【００２７】
図４（ａ）は、電極が形成されていない圧電振動片１３０の平面図である。圧電振動片１３０の枠部１３２のＺ’軸方向の全体の長さを長さＷＡ、枠部１３２のＸ軸方向の全体の長さを長さＬＡ、第１枠体１３２ａのＸ軸方向の長さを長さＬＣ、励振部１３１の第１辺１３８ａの長さを長さＷＳ、第２辺１３８ｂの長さを長さＬＳ、メサ領域１３１ａのＸ軸方向の長さをＬＭ、メサ領域１３１ａのＺ’軸方向の長さを長さＷＭ、連結部１３３のＺ’軸方向の長さを長さＷＲ、及び連結部１３３のＸ軸方向の長さを長さＬＲ、枠部１３２の第１領域１３７ａのＸ軸方向の長さを長さＬＢとする。シミュレーションでは、長さＬＡを２．０ｍｍ、長さＷＡを１．６ｍｍ、長さＬＣを０．２ｍｍ、長さＬＳを１．３ｍｍ、長さＷＳを０．９５ｍｍ、長さＬＭを０．７８ｍｍ、長さＷＭを０．６６ｍｍ、長さＬＲを０．１ｍｍ、長さＷＲを０．３２ｍｍ、長さＬＢを０．１ｍｍとして行った。
【００２８】
図４（ｂ）は、圧電振動片１３０の短辺曲げのシミュレーション結果である。図４（ｂ）では、圧電振動片１３０の励振部１３１及び連結部１３３のみの平面図が示されている。図４（ｂ）では、メサ領域１３１ａの色（白色）がほぼ応力がかかっていない状態の色であり、この色よりも濃い箇所には応力がかかっていることを示している。また、黒色に近い箇所にはもっとも強い応力がかかっていることを示している。図４（ｂ）では、連結部１３３及びその周辺に色が濃い部分が示されており、連結部１３３及びその周辺に応力が生じていることが分かる。また、メサ領域１３１ａの中心点を点１３９ａ、中心点１３９ａを通りＸ軸に平行な直線を直線１３９、直線１３９上の点であり励振部１３１の−Ｘ軸側の端部を点１３９ｂとする。
【００２９】
図５（ａ）は、励振部１３１の応力分布が示されたグラフである。図５（ａ）は、図４（ｂ）の直線１３９上の応力分布が示されており、横軸にＸ軸方向位置（ｍｍ）、縦軸に応力（ＭＰａ）が示されている。Ｘ軸方向位置は、メサ領域１３１ａの中心点である点１３９ａ（図４（ｂ）参照）を０．０ｍｍとし、点１３９ａから＋Ｘ軸方向への距離が正の値、−Ｘ軸方向への距離が負の値として示されている。また、縦軸に示された応力は、正の値である場合に引っ張り応力がかかり、負の値である場合には圧縮応力がかかる場合を示している。また図５（ａ）には、圧電振動片に第１領域１３７ａが形成される場合と形成されない場合との結果が示され、それぞれの結果について長辺曲げ及び短辺曲げの結果が示されている。図５（ａ）では、黒塗りの菱形が第１領域１３７ａなしの長辺曲げ、白抜きの菱形が第１領域１３７ａなしの短辺曲げ、白抜きの丸が第１領域１３７ａ有りの長辺曲げ、黒塗りの丸が第１領域１３７ａ有りの短辺曲げの結果を示している。
【００３０】
図５（ａ）では、第１領域なしの長辺曲げ（黒塗り菱形）と第１領域有りの長辺曲げ（白抜き丸）とにおいて、第１領域有りの長辺曲げの方が第１領域なしの長辺曲げよりも応力の絶対値が小さい。一方、第１領域なしの短辺曲げ（白抜き菱形）と第１領域有りの短辺曲げ（黒塗り丸）とでは、第１領域有りの短辺曲げの方が第１領域なしの短辺曲げよりも応力の絶対値が小さい。
【００３１】
図５（ｂ）は、メサ領域１３１ａの中心点１３９ａ及び励振部１３１の−Ｘ軸側の端点１３９ｂでの短辺曲げの応力が示されたグラフである。横軸には点１３９ａ及び点１３９ｂが示され、縦軸には応力が示されている。また、図５（ｂ）では、各点における第１領域有りと第１領域なしとの応力が示されている。メサ領域１３１ａの中心点１３９ａでは、第１領域なしの場合の応力が−０．５０１ＭＰａであり、第１領域有りの場合の応力が−０．３９０ＭＰａである。また、励振部１３１の端点１３９ｂでは、第１領域なしの場合の応力が−１．３５４ＭＰａであり、第１領域ありの場合の応力が−１．０４９ＭＰａである。メサ領域１３１ａの中心点１３９ａ及び励振部１３１の端点１３９ｂでは第１領域有りの場合は第１領域なしの場合よりも応力が小さく、励振部１３１の端点１３９ｂでは応力の強さが約２２％減少していることが分かる。
【００３２】
図５（ａ）及び図５（ｂ）の結果より、圧電振動片１３０では枠部１３２に第１領域１３７ａが形成されることにより励振部１３１にかかる応力が減少することが分かる。また、第１領域が形成された圧電振動片は、第１領域が形成されていない圧電振動片よりも、連結部１３３に隣接した励振部１３１の端点１３９ｂの応力が小さくなっていることから連結部にかかる応力が減少していると考えられる。そのため、圧電振動片の耐衝撃性は第１領域が形成されることにより弱くならないと考えられる。したがって、圧電振動片１３０では枠部１３２に第１領域１３７ａが形成されることにより耐衝撃性を損なうことなく励振部１３１にかかる応力を減少させることができ、圧電振動片の振動周波数などの特性変化を防ぐことができる。また、励振部、枠部、及び連結部が形成される圧電振動片では連結部のＸ軸方向の長さが長いほど枠部の応力が励振部に伝わり難くなり励振部の応力が小さくなるが、枠部に第１領域を形成することにより連結部のＸ軸方向の長さを長くするのと同様に励振部にかかる応力を抑えることができることが分かる。すなわち、連結部のＸ軸方向の長さを短く設計しても枠部に第１領域を形成することにより励振部にかかる応力を抑えることができる。圧電振動片において、連結部のＸ軸方向の長さを短く設計することができれば、その分、励振部の設計許容範囲を広げることができるため好ましい。
【００３３】
圧電振動片１３０では、枠部１３２の第２領域１３７ｂがリッド板１１０及びベース板１２０に接合されて圧電デバイス１００の中が密封される。そのため、長さＬＣは長さＬＢよりも長い。また、圧電デバイス１００の中の密封が解けないための十分な接合領域を確保するためには、長さＬＢが長さＬＣの半分又はそれ以下であることが望ましい。
【００３４】
（第２実施形態）
枠部に形成され連結部に連結される第１領域は、圧電振動片１３０に形成される第１領域とは異なる様々な形状に形成されることができる。また、圧電振動片に形成される連結部の位置に応じて形成される。以下に、圧電振動片１３０とは異なる第１領域が形成された圧電振動片について説明する。また以下の説明では、圧電振動片１３０と同様の部分及び一度説明された部分は、その部分と同じ記号を付してその説明を省略する。
【００３５】
＜圧電振動片２３０の構成＞
図６（ａ）は、電極が形成されていない圧電振動片２３０の平面図である。圧電振動片２３０は、メサ領域１３１ａ及び周辺領域１３１ｂを有する励振部１３１、励振部１３１を囲む枠部２３２、及び励振部１３１と枠部２３２とを連結する連結部１３３により形成されている。枠部２３２は、Ｚ’軸方向に伸びる第１枠体２３２ａ及びＸ軸方向に伸びる第２枠体２３２ｂにより形成されている。枠部２３２の−Ｘ軸側の第１枠体２３２ａには、連結部１３３と同じ厚さに形成され連結部１３３に連結される第１領域２３７ａ、及び第１領域２３７ａよりも厚さが厚い第２領域２３７ｂが形成されている。圧電振動片２３０は、第２枠体２３２ｂ及び第１枠体２３２ａの第２領域２３７ｂの＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面にリッド板１１０及びベース板１２０が接合されて圧電デバイスが形成される。
【００３６】
図６（ｂ）は、図６（ａ）の点線１６１の拡大図である。第１領域２３７ａの＋Ｘ軸側の辺を第３辺２３８ｃ、第１領域２３７ａの−Ｘ軸側の辺を第４辺２３８ｄとすると、第３辺２３８ｃの長さは連結部１３３のＺ’軸方向の長さと同じ長さＷＲに形成され、第４辺２３８ｄの長さは長さＷＢ２に形成されている。長さＷＢ２は長さＷＲよりも小さく、第３辺２３８ｃ及び第４辺２３８ｄの両端は互いに直線で結ばれている。すなわち、第１領域２３７ａの平面形状は台形に形成されている。圧電振動片２３０は、第１領域２３７ａが形成されることにより励振部１３１にかかる応力を抑えることができるとともに、長さＷＢ２が長さＷＲよりも小さく形成されることにより第２領域２３７ｂの面積が広がるため、枠部とリッド板及びベース板とをより強力に接着することができ、圧電デバイスの中をより強力に密封することができる。
【００３７】
図６（ｃ）は、圧電振動片２３０ａの断面図である。圧電振動片２３０ａは圧電振動片２３０の変形例であり、図６（ｃ）には図６（ａ）のＣ−Ｃ断面に相当する断面図が示されている。圧電振動片２３０ａは、連結部１３３及び第１領域２３７ａのＹ’軸方向の厚さが第２厚さＴ２に形成されており、その他の構成は圧電振動片２３０と同様である。連結部１３３及び第１領域２３７ａは、厚く形成されることにより圧電振動片の耐衝撃性を向上させることができる。このような、連結部及び第１領域の厚さが厚く形成される構成は、第１実施形態において説明された圧電振動片１３０及び第２実施形態において説明される他の圧電振動片に用いられても良い。また連結部及び第１領域と周辺領域１３１ｂとの段差が、メサ領域１３１ａと周辺領域１３１ｂとの段差に等しく形成される場合は、連結部、第１領域、及びメサ領域１３１ｂを同時に形成することができ、製造工程を簡略化することができるため好ましい。
【００３８】
＜圧電振動片３３０の構成＞
図７（ａ）は、電極が形成されていない圧電振動片３３０の平面図である。圧電振動片３３０は、メサ領域１３１ａ及び周辺領域１３１ｂを有する励振部１３１、励振部１３１を囲む枠部３３２、及び励振部１３１と枠部３３２とを連結する連結部１３３により形成されている。枠部３３２は、Ｚ’軸方向に伸びる第１枠体３３２ａ及びＸ軸方向に伸びる第２枠体３３２ｂにより形成されている。枠部３３２の−Ｘ軸側の第１枠体３３２ａには、連結部１３３と同じ厚さに形成され連結部１３３に連結される第１領域３３７ａ、及び第１領域３３７ａよりも厚さが厚い第２領域３３７ｂが形成されている。圧電振動片３３０は、第２枠体３３２ｂ及び第１枠体３３２ａの第２領域３３７ｂの＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面にリッド板１１０及びベース板１２０が接合されて圧電デバイスが形成される。
【００３９】
図７（ｂ）は、図７（ａ）の点線１６２の拡大図である。第１領域３３７ａの＋Ｘ軸側の辺は第３辺２３８ｃであり、第１領域３３７ａの−Ｘ軸側の辺は第４辺２３８ｄである。第１領域３３７ａは、圧電振動片１３０の第１領域１３７ａ（図４（ａ）参照）の−Ｘ軸側の角部が平面３３８ｅにより面取りされた形状に相当する。枠部にはプリント基板などからの応力がかかるが、特に第１領域の角部などの先端が尖った箇所に応力が集中しやすく、角部を起点として割れ等が発生することにより圧電振動片が破損することが考えられる。第１領域の角部が面取りされた場合には、第１領域の角部に応力が集中することが防がれ、圧電振動片３３０が破損しにくくなり、耐衝撃性が向上する。
【００４０】
図７（ｃ）は、曲面で面取りされた第１領域３３７ａの平面図である。図７（ｃ）に示された第１領域３３７ａは、圧電振動片３３０の第１領域３３７ａの第４辺２３８ｄの両端の角部が曲面３３８ｆにより面取りされた状態が示されている。第１領域３３７ａは図７（ｃ）に示されるように曲面３３８ｆにより面取りされることにより、図７（ｂ）に示された第１領域３３７ａと同じように、第１領域の角部にかかる応力の集中をなくし、圧電振動片の耐衝撃性を向上させることができる。
【００４１】
＜圧電振動片４３０の構成＞
図８（ａ）は、電極が形成されていない圧電振動片４３０の平面図である。圧電振動片４３０は、メサ領域１３１ａ及び周辺領域１３１ｂを有する励振部１３１、励振部１３１を囲む枠部４３２、及び励振部１３１と枠部４３２とを連結する連結部１３３により形成されている。枠部４３２は、Ｚ’軸方向に伸びる第１枠体４３２ａ及びＸ軸方向に伸びる第２枠体４３２ｂにより形成されており、枠部４３２の−Ｘ軸側の第１枠体４３２ａには、連結部１３３と同じ厚さに形成され連結部１３３に連結される第１領域４３７ａ、及び第１領域４３７ａよりも厚さが厚い第２領域４３７ｂが形成されている。圧電振動片４３０は、第２枠体４３２ｂ及び第１枠体４３２ａの第２領域４３７ｂの＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面にリッド板１１０及びベース板１２０が接合されて圧電デバイスが形成される。
【００４２】
図８（ｂ）は、図８（ａ）の点線１６３で囲まれた領域の拡大図である。第１領域４３７ａの＋Ｘ軸側の辺は第３辺４３８ｃであり、第１領域４３７ａの−Ｘ軸側の辺は第４辺２３８ｄである。第３辺４３８ｃ及び第４辺２３８ｄの長さは共に長さＷＢ２であり、第１領域４３７ａは矩形形状に形成されている。圧電振動片４３０は、第１領域４３７ａが形成されることにより励振部１３１にかかる応力を抑えることができるとともに、長さＷＢ２が長さＷＲよりも小さく形成されることにより圧電振動片１３０に比べて第２領域の面積が広がるため、枠部とリッド板及びベース板とをより強力に接着することができ、圧電デバイスの中をより強力に密封することができる。
【００４３】
＜圧電振動片５３０の構成＞
図８（ｃ）は、電極が形成されていない圧電振動片５３０の平面図である。圧電振動片５３０は、メサ領域１３１ａ及び周辺領域１３１ｂを有する励振部１３１、励振部１３１を囲む枠部５３２、及び励振部１３１と枠部５３２とを連結する連結部１３３により形成されている。枠部５３２は、Ｚ’軸方向に伸びる第１枠体５３２ａ及びＸ軸方向に伸びる第２枠体５３２ｂにより形成されており、枠部５３２の−Ｘ軸側の第１枠体５３２ａには、連結部１３３と同じ厚さに形成され連結部１３３に連結される第１領域５３７ａ、及び第１領域５３７ａよりも厚さが厚い第２領域５３７ｂが形成されている。圧電振動片５３０は第２領域５３７ｂの＋Ｙ’軸側及び−Ｙ’軸側の面にリッド板１１０及びベース板１２０が接合されて圧電デバイスが形成される。
【００４４】
図８（ｄ）は、図８（ｃ）の点線１６４で囲まれた領域の拡大図である。第１領域５３７ａの＋Ｘ軸側の辺は第３辺５３８ｃであり、第１領域５３７ａの−Ｘ軸側の辺は第４辺５３８ｄである。第３辺５３８ｃ及び第４辺５３８ｄの長さは共に長さＷＢ３であり、第１領域５３７ａは矩形形状に形成されている。また、長さＷＢ３は長さＷＲよりも長く形成されている。圧電振動片５３０は、第１領域５３７ａの長さＷＢ３が連結部の長さＷＲよりも大きく形成されて第１領域の面積が広がることにより、圧電振動片１３０に比べて励振部１３１にかかる応力を抑えることができると考えられる。
【００４５】
＜圧電振動片６３０の構成＞
図９（ａ）は、電極が形成されていない圧電振動片６３０の平面図である。圧電振動片６３０は、メサ領域１３１ａ及び周辺領域１３１ｂを有する励振部１３１、励振部１３１を囲む枠部６３２、及び励振部１３１と枠部６３２とを連結する連結部６３３により形成されている。励振部１３１と枠部６３２との間の連結部６３３以外の領域は、圧電振動片６３０をＹ’軸方向に貫通する貫通孔６３６となっている。連結部６３３は、励振部１３１の−Ｘ軸側の辺の−Ｚ’軸側の端に連結されており、そのＺ’軸方向の長さは長さＷＲに形成されている。枠部６３２は、Ｚ’軸方向に伸びる第１枠体６３２ａ及びＸ軸方向に伸びる第２枠体６３２ｂにより形成されており、枠部６３２の−Ｘ軸側の第１枠体６３２ａには、連結部６３３と同じ厚さに形成され連結部６３３に連結される第１領域６３７ａ、及び第１領域６３７ａよりも厚さが厚い第２領域６３７ｂが形成されている。圧電振動片６３０では、第１領域６３７ａのＺ’軸方向の長さは連結部６３３のＺ’軸方向の長さと同じ長さＷＲに形成されている。
【００４６】
＜圧電振動片７３０の構成＞
図９（ｂ）は、電極が形成されていない圧電振動片７３０の平面図である。圧電振動片７３０は、メサ領域１３１ａ及び周辺領域１３１ｂを有する励振部１３１、励振部１３１を囲む枠部７３２、及び励振部１３１と枠部７３２とを連結する連結部７３３により形成されている。励振部１３１と枠部７３２との間の連結部７３３以外の領域は、圧電振動片７３０をＹ’軸方向に貫通する貫通孔７３６となっている。連結部７３３は、励振部１３１の−Ｘ軸側の辺である第１辺１３８ａの−Ｚ’軸側及び＋Ｚ’軸側の端に連結されている。枠部７３２は、Ｚ’軸方向に伸びる第１枠体７３２ａ及びＸ軸方向に伸びる第２枠体７３２ｂにより形成されており、枠部７３２の−Ｘ軸側の第１枠体７３２ａには、連結部７３３と同じ厚さに形成され各連結部７３３にそれぞれ連結される第１領域７３７ａ、及び第１領域７３７ａよりも厚さが厚い第２領域７３７ｂが形成されている。各連結部７３３と各第１領域７３７ａとのＺ’軸方向の長さはそれぞれ長さＷＲ２に形成されている。
【００４７】
圧電振動片６３０及び圧電振動片７３０は、連結部の形成位置が圧電振動片１３０とは異なっている。圧電振動片６３０及び圧電振動片７３０に示されるように、圧電振動片の枠部に形成され連結部に連結される第１領域は、連結部の形成位置に応じて形成することができる。
【００４８】
以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。
【００４９】
例えば、上記の実施形態では圧電振動片にＡＴカットの水晶振動片である場合を示したが、同じように厚みすべりモードで振動するＢＴカットの水晶振動片などであっても同様に適用できる。さらに圧電振動片は水晶材のみならず、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムあるいは圧電セラミックを含む圧電材に基本的に適用できる。
【符号の説明】
【００５０】
１００  …  圧電デバイス
１１０  …  リッド板
１１１、１２１  …  凹部
１１２、１２２  …  接合面
１２０  …  ベース板
１２３  …  接続電極
１２４  …  外部電極
１２５  …  キャスタレーション電極
１２６  …  キャスタレーション
１３０、２３０、２３０ａ、３３０、４３０、５３０、６３０、７３０  …  圧電振動片
１３１  …  励振部
１３１ａ  …  メサ領域
１３１ｂ  …  周辺領域
１３２、２３２、３３２、４３２、５３２、６３２、７３２  …  枠部
１３２ａ、２３２ａ、３３２ａ、４３２ａ、５３２ａ、６３２ａ、７３２ａ  …  第１枠体
１３２ｂ、２３２ｂ、３３２ｂ、４３２ｂ、５３２ｂ、６３２ｂ、７３２ｂ  …  第２枠体
１３３、６３３、７３３  …  連結部
１３４  …  励振電極
１３５  …  引出電極
１３６、６３６、７３６  …  貫通孔
１３７ａ、２３７ａ、３３７ａ、４３７ａ、５３７ａ、６３７ａ、７３７ａ  …  第１領域
１３７ｂ、２３７ｂ、３３７ｂ、４３７ｂ、５３７ｂ、６３７ｂ、７３７ｂ  …  第２領域
１３８ａ  …  第１辺
１３８ｂ  …  第２辺
１４１  …  封止材
２３８ｃ、４３８ｃ、５３８ｃ  …  第３辺
２３８ｄ、５３８ｄ  …  第４辺
Ｔ１  …  第１厚さ
Ｔ２  …  第２厚さ
Ｔ３  …  第３厚さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013098813.tif 000009
【図８】
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【図９】
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