[发明专利]振动元件、振子、振荡器以及电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及厚度振动模式的压电振子，尤其涉及具有所谓的台面型结构的压电振动元件(振动元件)、压电振子(振子)、压电振荡器(振荡器)以及电子设备。

背景技术

使用了AT切割水晶振动元件的水晶振动元件，由于其振动模式为厚度剪切振动，且频率温度特性呈现优异的三次曲线，因此被应用于电子仪器等的多个方面。

在专利文献1中，公开了一种所谓的台面型结构的压电振子(AT切割水晶振子)，该压电振子具有与斜面结构以及凸面结构相同的能量封入效果。

目前已知，对于边长比(边的长度相对于厚度的比)较小的厚度剪切振子而言，当边长比未被恰当地设定时，因压电基板的轮廓尺寸而引起的轮廓振动(弯曲振动等)将与主振动结合，从而使主振动的特性劣化。

在专利文献2中，公开了鉴于如下问题而实施的技术，所述问题为，当以台面型结构形成AT切割水晶振子，并在台面部和薄壁部之间的边界部处，边界部的侧壁相对于主面成90°时，将导致从激励电极延伸出的引出电极(引线电极)发生断线，该技术通过使边界部的侧壁倾斜或者成为曲面，从而能够防止引线电极的断线。此外，还公开了如下内容，即，通过使振动部分的表面粗糙度成为平均粗糙度为0.2微米这样较小的表面粗糙度，从而降低CI值，并抑制了副振动。

此外，在专利文献3中，公开了一种如下的水晶振子，即，以台面型结构形成AT切割水晶振子，并使台面部的侧壁倾斜63°、35°，从而抑制了厚度剪切振动和弯曲振动的结合。

在专利文献4中公开了如下内容，即，当将水晶振动元件的频率设为f、将水晶基板的长边(X轴)的长度设为X、将台面部(振动部)的厚度设为t、将台面部的长边的长度设为Mx、将激励电极的长边的长度设为Ex、将在水晶基板的长边方向上产生的弯曲振动的波长设为λ时，通过以满足以下四个关系式的方式，对各个参数f、X、Mx、Ex进行设定，从而能够抑制厚度剪切振动和弯曲振动的结合。

λ/2＝(1.332/λ)-0.0024              (1)

(Mx-Ex)/2＝λ/2                      (2)

Mx/2＝(n/2+1/4)λ(其中，n为整数)     (3)

X≥20t                               (4)

在专利文献5中公开了如下内容，即，当将压电基板的长边的尺寸设为x、将台面部(振动部)的厚度尺寸设为t时，以板厚t为基准，通过以台面型结构的压电基板的台面部的高度(阶梯部的下沉量)y满足下式的方式而对边长比x/t进行设定，从而能够抑制不必要模式。

y＝-0.89×(x/t)+34±3(％)

在专利文献6中公开了如下内容，即，当将台面型结构的压电基板的短边的长度设为Z、将台面部(振动部)的厚度设为t、将台面部在短边方向上的电极尺寸设为Mz时，通过以满如如下关系的方式而对各个参数进行设定，从而能够抑制不必要模式。

15.68≤Z/t≤15.84，并且0.77≤Mz/Z≤0.82

但是，在边长比较小的压电振子中，存在如下课题，即，振动位移在X轴的端部未被充分衰减，从而在端面上会激励不必要的弯曲模式等，并且这些会与主振动相结合。

在专利文献7中公开了如下内容，即，通过将台面结构设为多级，从而能够更加完全地封入主振动的振动能量。

在专利文献8中公开了如下内容，即，通过将截面形状为凸面形状的压电基板沿着假想的凸面形状的包络线而构成为台阶形状，从而能够近似地进行置换，并且，如果将台阶状的侧面设为斜面，则能够进一步增加近似度。

在专利文献9、专利文献10中公开了如下内容，即，通过将台面型结构的压电基板的台面部设为多级，从而能够提升主振动的能量封入效果，进而抑制不必要模式。

在专利文献11中公开了一种台面型振动设备，该台面型振动设备将台面型结构的阶梯部设为导电性粘合剂的止流部，从而实现了对粘合剂向台面部的流入防止。如此，在专利文献7至专利文献11中公开了如下内容，即，将压电基板的台面结构设为多级台面结构从而加强能量封入的方法，对抑制主振动和弯曲振动的结合是有用的。