專利名稱：振動器件及振蕩器的制作方法
技術領域：
本發明涉及在構成于2個基板間的空腔安裝振動片的振動器件及振蕩器。
背景技術：
使用石英振動器的振動器件正在普及。使用石英振動器的振動器件是小型的，且對于溫度變化的頻率特性穩定，被廣泛地用作便攜電話等的便攜信息終端、其他很多電子器件的定時源。近年來，尋求更進一步的小型化、振動周期的穩定性。因此，進行使石英振動器更小型化，并利用表面安裝法安裝于基板的工作。圖5是專利文獻I所述的石英振動器的說明圖(專利文獻I的圖1)，圖5 (a)是石英振動器的截面圖，(b)是去除金屬蓋53的石英振動器的平面圖。石英振動器由形成有凹部的容器主體51、安裝于凹部的底面的石英片52、以及設置于凹部的上端并密閉凹部的金屬蓋53構成。石英片52利用導電性粘接材料58由容器主體51支撐為懸臂狀。石英片52具有扁平的長方形，在其表面具備:用于使石英片52激振的激振電極56,與激振電極56電連接的第I引出部57a,以及與第I引出部57a電連接并設置于石英片52的角部的第2引出部57b。激振電極56以夾著石英片52的方式形成于石英片52的兩個面。第2引出部57b形成于石英片52的短邊的兩個角部，一個角部的第2引出部57b與形成于一個表面的激振電極56電連接，另一個角部的第2引出部57b與形成于另一個表面的激振電極56電連接。第2引出部57b經由石英端子54與導電性粘接材料58電連接，進一步與外部端子55電連接。因此，石英片52的短邊的兩個角部利用導電性粘接劑58固定于容器主體51,石英片52被支撐為懸臂狀。[專利文獻I]日本特開2008- 109538號公報。
發明內容
在專利文獻I的安裝方法中，石英片52的短邊的2處利用導電性粘接劑58固定于容器主體51。在石英片52與容器主體51之間存在熱膨脹系數差的情況下，當周圍溫度變化時該2處的固定部之間被施加應力。因此，頻率特性相對于溫度變化而變差。特別是，在石英片52是厚度滑移振動的AT剪切石英片的情況下，利用導電性粘接劑58固定石英片52的短邊的2處時，對于周圍溫度的變化的頻率特性變差變得顯著。另外，這種的振動器件為了減少空氣阻力而將容器內保持為真空。然而，如專利文獻I那樣，使用導電性粘接材料58時，從該導電性粘接劑58產生氣體，石英片52的頻率特性因產生的氣體而變動。加熱熔化導電性粘接劑58而將石英片52安裝于容器主體51，但在熔化時，導電性粘接劑58擴散，難以將石英片52與容器主體51之間的接合面積控制為較小。而且，石英片52的振動特性因接合面積擴大而變差。因此，石英片52的小型化存在極限。此外，直到使導電性粘接劑58固化需要時間，因而存在這樣的情況，即在將石英片52粘接于容器主體51的期間石英片52因自重而傾斜，與封裝件接觸并阻礙振動。出于這樣的理由，為了獲得高精度的頻率特性，不能夠采用使用導電性粘接劑58將石英片52安裝于容器主體51的方法。本發明是鑒于上述課題而做出的，其目的在于，提供抑制對于周圍溫度的變化的頻率特性變差、小型且高精度的振動器件。本發明的振動器件具備基體、與所述基體接合而構成空腔的蓋體以及收納于所述空腔的振動片，所述振動片具備扁平的長方形的主體部和在所述主體部的一個角部沿所述長方形的橫向(短手方向)伸出的伸出部，所述主體部具備用于激勵振動的2個激振電極，所述伸出部具備與一個所述激振電極電連接的第一端子，所述主體部具備與另一個所述激振電極電連接、在設置有所述伸出部的一側的短邊附近設置的第二端子，所述基體在所述空腔側的表面具備與所述第一端子連接的第一連接部，以及與所述第二端子連接的第二連接部，利用所述第一及第二連接部將所述振動片支撐為懸臂狀。另外，所述第二連接部連接到所述主體部的橫向幅度的大致中央。另外，在從垂直方向觀察扁平的所述主體部的表面的俯視下，所述伸出部由L字型臂構成，所述L字型臂的一端與所述主體部連接，在另一端的附近連接所述第一連接部。另外，所述L字型臂的一邊沿所述主體部的橫向伸出，所述L字型臂的另一邊與所述主體部的縱向平行，朝向設置有所述伸出部的一側的短邊的對邊側。另外，在從垂直方向觀察扁平的所述主體部的表面的俯視下，所述伸出部具有凹形狀或旋渦形狀，所述凹形狀或旋渦形狀的一端與所述主體部連接，在另一端的附近連接所述第一連接部。另外，所述振動片是AT剪切石英振動片。另外，所述第一及第二連接部由金屬凸點構成。另外，所述金 屬凸點是金凸點。另外，所述基體具備與所述第一連接部電連接的第一布線，與所述第二連接部電連接的第二布線，以及貫通所述基體而與所述第一及第二布線分別電連接的第一及第二貫通電極。本發明的振蕩器具備上述的任一個所述的振動器件，以及向所述振動器件供給驅動信號的驅動電路。本發明的振動器件具備基體、與基體接合而構成空腔的蓋體以及收納于空腔的振動片，振動片具備扁平的長方形的主體部以及在主體部的一個角部沿長方形的橫向伸出的伸出部，主體部具備用于激勵振動的2個激振電極，伸出部具備與一個激振電極電連接的第一端子，主體部具備與另一個激振電極電連接、并在設置有伸出部的一側的短邊附近設置的第二端子，基體在空腔側的表面具備與第一端子連接的第一連接部，以及與第二端子連接的第二連接部，利用第一及第二連接部將振動片支撐為懸臂狀。由此，即使周圍溫度變化，也能夠提供頻率特性的變差較少的振動器件。
圖1是本發明的第一實施方式的振動器件的說明圖。圖2示出在本發明的振動器件中使用的振動片的變形例。圖3是去除了本發明的第二實施方式的振動器件的蓋體的基體的平面示意圖。圖4是本發明的第三實施方式的振蕩器的俯視示意圖。
圖5是以往公知的石英振動器的說明圖。
具體實施例方式(第一實施方式)
圖1是本發明的第一實施方式的振動器件I的說明圖。圖1 (a)是振動器件I的縱截面示意圖，圖1 (b)是去除了蓋體4的基體3的平面示意圖，圖1 (c)是振動片6的俯視示意圖。圖1 (a)表示圖1 (b)的部分AA的截面。如圖1所示，振動器件I具備基體3、與基體3接合而構成空腔5的蓋體4以及收納于空腔5的振動片6。振動片6具備作為扁平的長方形的主體部7，以及在主體部7的一個角部(圖1 (c)中為下邊與左邊相交的角部)沿長方形的橫向(一 y方向)伸出的伸出部
8。主體部7具備用于激勵振動的2個激振電極9a、9b。伸出部8具備與一個激振電極9a電連接的第一端子10a，主體部7具備與另一個激振電極9b電連接、并在設置有伸出部8的一側的短邊附近設置的 第二端子10b。基體3在空腔5側的表面具備與第一端子IOa連接的第一連接部12a，以及與第二端子IOb連接的第二連接部12b，利用第一及第二連接部12a、12b將振動片6支撐為懸臂狀。這樣，利用主體部7與伸出部8的2點支撐振動片6，因而能夠比以2點支撐主體部7的情況更有彈性地支撐。就是說，在基體3與振動片6之間存在熱膨脹系數差的情況下，即使周圍溫度變化而因熱膨脹系數差在主體部7與伸出部8的2點支撐間施加應力，該應力也能夠被伸出部8緩沖而降低對振動特性造成的影響。以下，具體地進行說明。如圖1 (a)及(C)所示，振動片6具備扁平的長方形的主體部7，以及在主體部7的下邊與左邊相交的角部沿長方形的橫向(一 y方向)伸出的伸出部8。主體部7在表面H與相反側的背面R以夾著振動片6的方式具備激振電極9a、9b。從垂直方向觀察扁平的主體部7的表面H的俯視下，伸出部8具有L字型臂的形狀，其一端與主體部7連接，另一端由第一連接部12a支撐。伸出部8在其表面H及背面R具備第一端子10a，第一端子IOa經由布線Ila與表面H的激振電極9a電連接，并且與第一連接部12a電連接。因此，第一連接部12a與在主體部7的表面H設置的激振電極9a電連接。主體部7在從設置有伸出部8的一側的左邊的中央跨到上邊，在表面H及背面R具備第二端子10b，第二端子IOb經由布線Ilb與背面R的激振電極9b電連接。主體部7由連接到主體部7的橫向(y方向)的幅度的大致中央的第二連接部12b支撐，第二連接部12b與第二端子IOb電連接。因此，第二連接部12b與在主體部7的背面R設置的激振電極9b電連接。伸出部8以L字型臂的短的一邊從主體部7的橫向(一 y方向)伸出的方式連接，而L字型臂的長的另一邊朝向主體部7的縱向(X方向)。對于振動片6，在L字型臂與主體部7的連接部的相反側的端部由第一連接部12a支撐，在主體部7的左邊附近、主體部7的橫向的幅度的大致中央由第二連接部12b支撐。即使周圍溫度變化，振動片6與基體3之間因熱膨脹率差而伸縮，該伸縮也被伸出部8的L字型臂吸收。因此，向主體部7施加的應力得到緩沖，降低因溫度變化引起的頻率特性的變差。進一步，第二連接部12b支撐主體部7的橫向的幅度的大致中央，因而對主體部7的振動造成的影響較少。
基體3具備與第一連接部12a電連接的第一布線14a，與第二連接部12b電連接的第二布線14b，以及貫通基體3而與第一及第二布線14a、14b分別電連接的第一及第二貫通電極15a、15b。在基體3的與空腔5為相反側的表面,具備與第一貫通電極15a電連接的外部端子16a,與第二貫通電極15b電連接的外部端子16b。外部端子16a、16b從控制電路等輸入驅動信號。此外，在圖1 (b)中，對于第一及第二貫通電極15a、15b，在空腔5的四角形的對角位置、即在俯視下長方形的空腔5的左邊和下邊的角部附近設置第一貫通電極15a，在上邊與右邊的角部附近設置第二貫通電極15b。而且，第一布線14a設置于下邊的左邊偵牝電連接第一連接部12a與第一貫通電極15a。第二布線14b從左邊的中央部跨到左邊與上邊的角部、進而沿上邊跨到上邊與右邊的角部而設置，第二連接部12b與第二貫通電極15b電連接。這里，振動片6能夠使用AT剪切石英片。通過使用AT剪切石英片，能夠使振動器件小型化。AT剪切石英片能夠從AT剪切石英板利用光刻及蝕刻法一個個地切出。因此，在該切出時，能夠利用光刻及蝕刻法容易地形成從主體部7的一個角部伸出的伸出部8。另夕卜，作為基體3、蓋體4，能夠使用陶瓷材料，例如氧化鋁陶瓷。另外，能夠使用玻璃材料代替陶瓷材料。若使用玻璃材料，能夠將熱膨脹系數設為與振動片6相同的程度，能夠進一步降低因溫度變化而引起的頻率特性的變差。第一及第二連接部12a、12b能夠使用金屬凸點，例如金凸點。另外，在主體部7與伸出部8形成金(Au)與Cr的層疊構造的電極，對此進行構圖，形成激振電極9a、9b，布線I la、I lb，第一及第二端子10a、10b。而且，利用倒裝片接合將振動片6安裝到基體3的第一及第二連接部12a、12b。若對第一及第二連接部12a、12b使用金屬凸點，則與使用粘接劑的情況相比，能夠將保持振動片6的保持部的面積形成為較小。若設第一及第二連接部12a、12b為金屬凸點，則由于不像導電性粘接材料那樣產生氣體，因而頻率特性不因產生氣體而變動。另外，若利用金屬凸點安裝，則與使用導電性粘接材料的情況相比，第一及第二連接部12a、12b以短時間固化，不存在振動片6因自重而傾斜、與基體3接觸并阻礙振 動的情況。蓋體4與基體3能夠經由接合材料13、例如經由鋁膜利用陽極接合而接合。在真空中進行陽極接合，接合后空腔5內能夠維持真空。在本實施方式中，利用倒裝片接合將振動片6安裝于基體3，因而能夠將振動器件I的外形形成為較小。能夠將基體3的橫向(y方向)的幅度形成為2.5mnTl.2mm的大小、縱向(X方向)的幅度形成為3.2mnTl.6mm的大小。(變形例)
圖2示出在本發明的振動器件I中使用的振動片6的變形例。振動片6具備扁平的長方形的主體部7，以及從主體部7的一個角部沿長方形的橫向伸出的伸出部8。圖2(a)中，伸出部8具有棒狀的形狀，以主體部7的短邊延長的方式與主體部7連接。圖2 (b)中，伸出部8具有凹形狀，凹形狀的一個上端部與主體部7的一個角部連接。圖2 (c)中，伸出部8具有旋渦形狀，旋渦形狀的外側端部與主體部7的一個角部連接。第一連接部12a支撐伸出部8的與主體部7的連接端的相反側的端部。第二連接部12b在設置有伸出部8的一側的短邊附近，與主體部7的橫向的幅度的大致中央連接。在圖2 (a) (C)的任一種情況下，在主體部7與伸出部8的2點支撐能夠比以2點支撐主體部7更有彈性地支撐。特別是，圖2 (b)及(c)以緩沖對于主體部7的橫向的應力以及對于主體部7的縱向的應力的任一個的方式支撐主體部7。因此，對于周圍的溫度變化而因在基體3與振動片6之間的熱膨脹系數差產生的應力得到緩沖，能夠降低給振動特性造成的影響。此外，代替支撐主體部7的橫向的幅度的大致中央，第二連接部12b也可以是支撐大致中央往上邊側的位置，也可以是支撐大致中央往下邊側的位置。然而，支撐主體部7的橫向的幅度的大致中央，比支撐下邊側或上邊側的情況更能穩定振動。(第二實施方式)
圖3是去除了本發明的第二實施方式的振動器件I的蓋體4的基體3的平面示意圖。在本第二實施方式中，在伸出部8與振動片6的上邊側連接這一點，與此相應的設置于基體3的第一及第二布線14a、14b和設置于振動片6的第一及第二端子10a、10b的形狀、連接有改變這一點，與第一實施方式不同，其他的與第一實施方式是同樣的。因此，以下，主要對不同部分進行說明，對相同的部分省略說明。如圖3所示，具有L字型臂的形狀的伸出部8，其一端與主體部7的左邊和上邊的角部連接，另一端由第二連接部12b支撐。伸出部8在其表面及背面具備第二端子10b，經由在主體部7的背面形成的布線Ilb與未圖示的激振電極9b電連接。主體部7從左邊的大致中央跨到下邊側，在表面及背面具備第一端子10a，經由在主體部7的表面形成的布線Ila與激振電極9a電連接。第一及第二貫通電極15a、15b分別設置在空腔5的左邊的大致中央的附近、以及上邊和右邊的角部附近。第一布線14a從左邊的大致中央沿著左邊直到下邊附近而設置，電連接第一連接部12a與第一貫通電極15a。第二布線14b沿著上邊從左邊側直到右邊附近而設置，電連接第二連接部12b與第二貫通電極15b。因此，與第一實施方式比較，能夠將第一及第二布線14a、14b的總布線長形成為較短。此外，本發明不限于上述第二實施方式的布局，例如也可將第一及第二貫通電極15a、15b分別設置 于空腔5的左邊和上邊的角部附近及右邊和下邊的角部附近。在該情況下，設為反轉圖3所示的振動片6、第二連接部12b、第一及第二布線14a、14b的上下的布局即可。(第三實施方式)
圖4是本發明的第三實施方式的振蕩器2的俯視示意圖。在本第三實施方式中，裝入上述第一實施方式的振動器件I而構成振蕩器2。如圖4所示，振蕩器2具備基板43、在該基板上設置的振動器件I以及集成電路41及電子部件42。振動器件I基于向外部端子16a、16b供給的驅動信號生成固定頻率的信號，集成電路41及電子部件42處理從振動器件I供給的固定頻率的信號，生成時鐘信號等的基準信號。本發明的振動器件I能夠以高可靠性且小型地形成，因而能夠更緊湊地構成振蕩器2的整體。[附圖標記說明]
I振動器件；2振蕩器；3基體；4蓋體；5空腔；6振動片；7主體部；8伸出部；9a、9b激振電極；IOa第一端子；IOb第二端子；lla、llb布線；12a第一連接部；12b第二連接部；13接合材料；14a第一布線；14b第二布線；15a第一貫通電極；15b第二貫通電極；16a、16b外部端子。
權利要求
1.一種振動器件，具備基體、與所述基體接合并構成空腔的蓋體以及收納于所述空腔的振動片， 所述振動片具備扁平的長方形的主體部，以及在所述主體部的一個角部中沿所述長方形的橫向伸出的伸出部， 所述主體部具備用于激勵振動的2個激振電極， 所述伸出部具備 與一個所述激振電極電連接的第一端子， 所述主體部具備與另一個所述激振電極電連接、并在設置有所述伸出部的一側的短邊附近設置的第二端子， 所述基體在所述空腔側的表面具備與所述第一端子連接的第一連接部，以及與所述第二端子連接的第二連接部，利用所述第一及第二連接部將所述振動片支撐為懸臂狀。
2.根據權利要求1所述的振動器件，所述第二連接部與所述主體部的橫向的幅度的大致中央連接。
3.根據權利要求1或2所述的振動器件，在從垂直方向觀察扁平的所述主體部的表面的俯視下，所述伸出部由L字型臂構成，所述L字型臂的一端與所述主體部連接，在另一端的附近連接所述第一連接部。
4.根據權利要求3所述的振動器件，所述L字型臂的一邊沿所述主體部的橫向伸出，所述L字型臂的另一邊與所述主體部的縱向平行，朝向設置有所述伸出部的一側的短邊的對邊側。
5.根據權利要求1或2所述的振動器件，在從垂直方向觀察扁平的所述主體部的表面的俯視下，所述伸出部具有凹形狀或旋渦形狀，所述凹形狀或旋渦形狀的一端與所述主體部連接，在另一端的附近連接所述第一連接部。
6.根據權利要求廣5的任一項所述的振動器件，所述振動片是AT剪切石英振動片。
7.根據權利要求1飛的任一項所述的振動器件，所述第一及第二連接部由金屬凸點構成。
8.根據權利要求7所述的振動器件，所述金屬凸點是金凸點。
9.根據權利要求廣8的任一項所述的振動器件，所述基體具備與所述第一連接部電連接的第一布線、與所述第二連接部電連接的第二布線、和貫通所述基體而分別與所述第一及第二布線電連接的第一及第二貫通電極。
10.一種振蕩器，具備權利要求1所述的振動器件，以及向所述振動器件供給驅動信號的驅動電路。
全文摘要
提供即使周圍溫度變化而頻率特性的變差也較小的振動器件。本發明的振動器件(1)具備基體(3)、與基體(3)接合并構成空腔(5)的蓋體(4)以及收納于空腔(5)的振動片(6)。振動片(6)具備主體部(7)以及沿該主體部(7)的橫向伸出的伸出部(8)，振動片(6)中，利用在基體(3)設置的第一連接部(12a)將伸出部(8)支撐為懸臂狀，利用第二連接部(12b)將主體部(7)支撐為懸臂狀。由此，即使周圍溫度變化而向第一及第二連接部(12a、12b)間施加應力，該應力也被伸出部(8)緩沖。
文檔編號H03H9/02GK103227618SQ20131002783
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月25日 優先權日2012年1月27日
發明者吉田宜史 申請人:精工電子有限公司