压电振动器、振荡器、电子设备以及电波钟表的制作方法
压电振动器、振荡器、电子设备以及电波钟表的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种压电振动器（1），具备：具有基底部件（5）和在与该基底部件之间形成空腔（C）的盖部件的封装件；以及装配于安装面（11a）、并容纳在空腔内的压电振动片（3），压电振动片具备一对振动臂部（30、31）和悬臂支持该一对振动臂部的基端部并且装配于安装面的基部（32），在安装面处形成有当振动臂部沿厚度方向(T)位移时避免与顶端部（30a、31a）的接触的凹部(40)，在凹部的开口缘部处，形成有对于安装面相向的振动臂部的主面所接触的接触部（41）、和避免与在该主面与振动臂部的两个侧面相交的两根棱线部（36）中的至少一根棱线部的接触的退出部（42）。从而即使在下落等引起的冲击传递的情况下，也能够抑制振动臂部产生裂缝、碎片等，确保良好的振动特性。
【专利说明】压电振动器、振荡器、电子设备以及电波钟表
【技术领域】
[0001]本发明涉及压电振动器、振荡器、电子设备以及电波钟表。
【背景技术】
[0002]例如，在便携电话、便携信息终端设备中，作为用于时刻源、控制信号等的定时源、参考信号源等的器件，多使用利用了水晶等的压电振动器。关于此种压电振动器，已知在形成了空腔的封装件(package)内气密密封音叉型压电振动片的压电振动器。
[0003]上述封装件将形成了凹部的一个基板重合于另一个基板，通过接合两个基板，利用凹部形成空腔。 [0004]压电振动片具备:一对振动臂部，沿宽度方向平行地排列而配置；以及基部，悬臂支持这些一对振动臂部的基端部侧，采用一对振动臂部以基端部侧为起点而沿宽度方向相互接近、分离的方式以既定的频率振动(摇动)的构成。
[0005]另外，伴随近年来的便携电话、便携信息终端设备的小型化，对于压电振动器也谋求进一步的小型化、薄型化。因此，压电振动片与安装面(封装件内表面)在厚度方向上的间隙变得非常窄(例如，20i!m~lOOym左右)。其结果，当由下落等引起的冲击施加于压电振动器时，振动臂部沿厚度方向位移(挠性变形)，作为自由端的振动臂部的顶端部有可能接触封装件的内表面。此时，由于接触时的冲击，在振动臂部的顶端部上招致裂缝、碎片等，有可能招致由此导致的频率的波动、在最坏的情况下招致振动臂部自身的破损。
[0006]因此，作为其对策，例如如下述专利文献I所示，在安装面中的与振动臂部的顶端部对应的部分形成用于避免振动臂部的顶端部与基底部件的干扰的凹部。
[0007]根据专利文献1，公开有如下主旨，即，即使下落等冲击导致振动臂部沿厚度方向位移，通过凹部的角部(开口缘部)与振动臂的中间部接触，也能够容易地避免振动臂部的顶端部与基底部件接触。
[0008]现有技术文献 专利文献
专利文献1:日本特开2010 - 119127号公报。
【发明内容】
[0009]然而，在上述现有技术中存在以下问题。
[0010]即，在将压电振动片安装在基底部件的安装面上时，将压电振动片载置并固定于涂布在安装面上的金属凸点(bump)、导电性粘合剂等。已知此时，以压电振动片相对于安装面平行地设置的方式进行安装，但受金属凸点、导电性粘合剂是具有流动性的物质这一点、安装条件的偏差、压电振动片的设计误差、基底部件的设计误差、或者制造装置的规格等影响，现状是多以相对于安装面倾斜的状态安装。
[0011]参照图17、图18对这一点更详细地进行说明。
[0012]首先，在压电振动片相对于基底部件的安装面平行地安装的理想的情况下，如图17所示，由于振动臂部200的主面200a相对于安装面为平行的，故当外部冲击等导致振动臂部200位移时，能够使凹部201的角部201a与振动臂部200的主面200a线接触。
[0013]然而，如上所述，由于压电振动片往往处于多少倾斜的状态，特别是沿压电振动片的宽度方向倾斜并安装，故实际上如图18所示，振动臂部200的主面200a相对于安装面倾斜，此时，当外部冲击等导致振动臂部200位移时，难以使凹部201的角部201a与振动臂部200的主面200a线接触。
[0014]由此可知，仅仅振动臂部200的棱线部200b接触凹部201的角部201a，应力局部地作用于强度上较脆的棱线部200b。其结果，应力集中于棱线部200b，从而在棱线部200b产生裂缝、碎片等，导致压电振动片的强度、振动特性降低等结果。即，在现有技术中，当压电振动片的安装精度存在偏差时，不能够可靠地防止在外部冲击时在压电振动片中产生裂缝、碎片等的情况。
[0015]因此，本发明为了解决上述问题，
目的在于提供当对于基底上的安装面安装的压电振动片的安装精度存在偏差时，也能够防止压电振动片因外部冲击等而与基底部件干扰并产生裂缝、碎片等的压电振动器、以及具备该压电振动器的振荡器、电子设备、电波钟表。
[0016]为了解决上述问题，本发明提供下列方案。
[0017](I)本发明所涉及的压电振动器具备:基底部件；盖部件，与所述基底部件重合并接合，并且在与该基底部件之间形成气密密封的空腔；以及压电振动片，具有一对振动臂部和一体地支持该一对振动臂部的长度方向上的基端部的基部，在所述空腔内安装在所述基底部件的安装面上，其特征在于，在所述基底部件的安装面处，在与所述压电振动片的顶端部相向的区域形成有凹部，并且当从所述基底部件的安装面的法线方向看时，在所述凹部的开口缘部中，配置于所述压电振动片的基端部侧的开口缘部处，在与所述振动臂部的棱线部对应的部分形成有侵蚀所述基端部侧的退出部。
[0018]根据本发明的压电振动器，即使下落等引起的冲击传递至压电振动片，振动臂部沿厚度方向位移，由于在安装面处形成了凹部，凹部的开口缘部与沿厚度方向位移的振动臂部(顶端部以外的部分)接触，故也能够避免容易较大地位移的振动臂部的顶端部与基底部件干扰并破损。
[0019]而且，在凹部的开口缘部处，从基底部件的安装面的法线方向看时，在与振动臂部的棱线部对应的部分形成了向基端部侧侵蚀的退出部。因此，即使因上述理由，在压电振动片向宽度方向倾斜并安装的状态下压电振动片沿厚度方向位移，也不用担心振动臂部的棱线部与凹部的开口缘部接触。即，不会像以往那样应力集中于棱线，因而能够防止棱线部的裂缝、碎片等。因此，能够提高压电振动片的强度、振动特性。
[0020]此外，在此所述的“振动臂部的与棱线部对应的部分处”是指当从安装面的法线方向看时与振动臂部的棱线部交叉的部分及其附近部分。即，指棱线部沿振动臂部的厚度方向位移时的通过区域。而且在此所述的棱线部包括振动臂部所具有的多个棱线部中的至少与安装面相向的棱线部。
[0021]从而，不仅仅是振动臂部的顶端部，能够抑制棱线部的裂缝、碎片等发生，所以能够防止压电振动片的意外的频率波动等，能够提供确保了良好的振动特性的高性能且耐冲击性强的压电振动器。[0022](2)在本发明所涉及的压电振动器中，优选所述退出部与所述一对振动臂部的各棱线部对应地形成。
[0023]此时，由于退出部与各棱线部对应地形成，故即使压电振动片相对于安装面而以在向宽度方向的某侧倾斜的状态安装，也能够避免棱线部与开口缘部的接触，容易抑制裂缝、碎片等产生。从而，能够提高压电振动片的安装作业效率。
[0024](3)在本发明所涉及的压电振动器中，优选所述退出部与所述凹部形成为大致相同的深度。
[0025]此时，例如能够利用冲床等同时且容易地形成退出部与凹部，因而能够通过简单的工序形成退出部以及凹部，除此之外容易高精度地形成微细形状的退出部。
[0026](4)本发明所涉及的振荡器的特征在于，上述本发明所涉及的压电振动器作为振子而与集成电路电连接。
[0027](5)本发明所涉及的电子设备的特征在于，上述本发明所涉及的压电振动器与计时部电连接。
[0028](6)本发明所涉及的电波钟表的特征在于，上述本发明所涉及的压电振动器与滤波器部电连接。
[0029]根据本发明所涉及的振荡器、电子设备以及电波钟表，由于具备上述压电振动器，故同样能够谋求高性能化以及耐冲击性的提高。
[0030]发明效果
根据本发明，能够提供当对于基底上的安装面安装的压电振动片的安装精度存在偏差时，也能够防止压电振动片因外部冲击等而与基底部件干扰并产生裂缝、碎片等的压电振动器、以及具备该压电振动器的振荡器、电子设备、电波钟表。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是示出本发明所涉及的压电振动器的一个实施方式的外观立体图；
图2是图1所示的压电振动器的内部构成图；
图3是沿着图2所示的A — A线的压电振动器的截面图；
图4是图1所示的压电振动器的分解立体图；
图5是图4所示的压电振动片中的振动臂部的顶端部的放大立体图；
图6是将图2所不的凹部周边放大后的俯视图；
图7是示出图6所示的振动臂部与凹部的关系的放大立体图；
图8是示出在凹部的开口缘部形成的退出部的变形例的图；
图9是示出在凹部的开口缘部形成的退出部的变形例的图；
图10是示出在凹部的开口缘部形成的退出部的变形例的图；
图11是示出在凹部的开口缘部形成的退出部的变形例的图；
图12是示出在凹部的开口缘部形成的退出部的变形例的图；
图13是示出压电振动片的变形例的图；
图14是示出本发明所涉及的振荡器的一个实施方式的构成图；
图15是示出本发明所涉及的电子设备的一个实施方式的构成图；
图16是示出本发明所涉及的电波钟表的一个实施方式的构成图； 图17是说明现有技术的图；
图18是说明现有技术的图。
【具体实施方式】
[0032]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明所涉及的压电振动器的实施方式。
[0033](压电振动器的构成)
如图1?图4所示，本实施方式的压电振动器I采用陶瓷封装类型的表面安装型振动器，其具备在内部具有气密密封的空腔C的封装件2、以及容纳在空腔C内的音叉型的压电振动片3。
[0034]该压电振动器I形成为大致长方体状，在本实施方式中，在俯视视图中将压电振动器I的较长方向称为长度方向L,将较短方向称为宽度方向W,将相对于这些长度方向L以及宽度方向W正交的方向称为厚度方向T。
[0035]上述封装件2具备封装主体(基底部件)5、以及接合于该封装主体5、并且在与封装主体5之间形成上述空腔C的盖(Iid)部件6。
[0036]封装主体5具备以相互重合的状态接合的第一基底基板10以及第二基底基板11、以及接合在第二基底基板11上的密封环12。
[0037]第一基底基板10采用形成为俯视视图大致长方形状的陶瓷制的基板。第二基底基板11采用形成为与第一基底基板10为相同外形形状的俯视视图大致长方形状的陶瓷制的基板，在重叠在第一基底基板10上的状态下通过烧结等而一体地接合。
[0038]在第一基底基板10以及第二基底基板11的四角，俯视视图1/4圆弧状的切口部15遍及两个基板10、11的厚度方向T的整体地形成。在例如将圆片(wafer)状的陶瓷基板重叠两片并接合之后，矩阵状地形成贯穿两个陶瓷基板的多个通孔，之后，在将各通孔作为基准的同时格子状地切断两个陶瓷基板，从而制作这些第一基底基板10以及第二基底基板11。此时，通孔通过四分割成为上述切口部15。
[0039]另外，第二基底基板11的上表面为装配(安装)压电振动片3的安装面11a。
[0040]此外，虽然设第一基底基板10以及第二基底基板11为陶瓷制，但是作为该具体的陶瓷材料，能够列举例如氧化招制的HTCC (High Temperature Co — Fired Ceramic,高温共烧陶瓷)、玻璃陶瓷制的LTCC (Low Temperature Co — Fired Ceramic,低温共烧陶瓷)
坐寸o
[0041]密封环12是比第一基底基板10以及第二基底基板11的外形小一圈的导电性的框状部件，接合于第二基底基板11的安装面11a。具体而言，密封环12通过对金属接合层的熔敷等而接合，金属接合层通过利用银焊料等焊料、焊锡料等的烧焊而接合在安装面Ila上，或者形成(例如，在电解镀、非电解镀之外，通过蒸镀、溅射等)在安装面I Ia上。
[0042]此外，作为密封环12的材料，能够列举例如镍基合金等，具体而言从科瓦合金(Kovar)、埃林瓦合金(Elinvar)、殷钢(Invar)、42号合金(alloy 42)等中选择即可。特别是，作为密封环12的材料，优选选择相对于陶瓷制的第一基底基板10以及第二基底基板11热膨胀系数近的材料。例如，当作为第一基底基板10以及第二基底基板11而使用热膨胀系数6.8 X 10-6/oC的氧化铝时，作为密封环12，优选使用热膨胀系数5.2 X 10 — 6/°C的科瓦合金、热膨胀系数4.5?6.5 X 10 — 7°C的42号合金。[0043]盖部件6是重叠在密封环12上的基板，通过对密封环12的接合而相对于封装主体5气密地接合。而且，通过该盖部件6和密封环12与第二基底基板11的安装面Ila划出的空间，作为气密地密封的上述空腔C起作用。
[0044]此外，作为盖部件6的焊接方法，能够列举例如使滚盘式电极接触而进行的缝焊、激光焊接、超声波焊接等。另外，为了使盖部件6与密封环12的焊接更加可靠，最好将相互亲和性好的镍、金等接合层至少分别形成于盖部件6的下表面和密封环12的上表面。
[0045]另外，作为与压电振动片3的连接电极的一对电极焊盘20A、20B在宽度方向W上隔开间隔地形成于第二基底基板11的安装面11a，并且一对外部电极21A、21B在长度方向L上隔开间隔地形成于第一基底基板10的下表面。
[0046]这些电极焊盘20A、20B以及外部电极21A、21B例如为通过蒸镀、溅射等形成的由单一金属构成的单层膜或者层叠了不同金属的层叠膜，相互分别导通。
[0047]详细地说明这一点。
[0048]在第一基底基板10处形成有导通至一个外部电极21A、并沿厚度方向T贯穿该第一基底基板10的一个第一贯穿电极22A，并且在第二基底基板11处形成有导通至一个电极焊盘20A、并沿厚度方向T贯穿该第二基底基板11的一个第二贯穿电极23A。而且，在第一基底基板10与第二基底基板11之间形成有连接一个第一贯穿电极22A与一个第二贯穿电极23A的一个连接电极24A。由此,一个电极焊盘20A与一个外部电极21A相互导通。
[0049]另外，在第一基底基板10处形成有导通至另一个外部电极21B、并沿厚度方向T贯穿该第一基底基板10的另一个第一贯穿电极22B，并且在第二基底基板11处形成有导通至另一个电极焊盘20B、并沿厚度方向T贯穿该第二基底基板11的另一个第二贯穿电极23B。而且，在第一基底基板10与第二基底基板11之间形成有连接另一个第一贯穿电极22B与另一个第二贯穿电极23B的另一个连接电极24B。由此，另一个电极焊盘20B与另一个外部电极21B相互导通。
[0050]此外，另一个连接电极24B为了回避后述凹部40，以例如在密封环12的下方沿着该密封环12延伸的方式构图。
[0051](压电振动片)
上述压电振动片3为由水晶、钽酸锂、铌酸锂等压电材料形成的音叉型的振动片，具备沿宽度方向W平行地设置的、顶端部30a、31a作为自由端的一对振动臂部30、31、以及将该一对振动臂部30、31的基端部30b、3Ib侧(根侧)一体地悬臂支持的基部32。
[0052]一对振动臂部30、31以在宽度方向W上具有一定的臂宽的状态沿长度方向L延伸，在其外表面上形成有使这些一对振动臂部30、31振动的未图不的一对激振电极,该激振电极也形成于振动臂部30、31的棱线部、侧面。此外，还可以将压电振动片3的电场效率的提高、R值的降低作为目的，在振动臂部30、31的外表面上设置从基端部30b、31b侧向顶端部30a、31a侧延伸的槽部。
[0053]基部32如上所述地悬臂支持一对振动臂部30、31的基端部30b、31b侧，并且作为安装压电振动片3时的装配部而起作用。而且，在基部32的外表面上，未图示的一对装配电极以分别与一对激振电极导通的状态形成。
[0054]如此构成的压电振动片3经由未图示的金属凸点、导电性粘合剂等而安装，从而一对装配电极与一对电极焊盘20A、20B电连接。由此，压电振动片3以从第二基底基板11的安装面Ila上浮起的状态被悬臂支持，并且成为分别与一对电极焊盘20A、20B电连接的状态。而且，当经由装配电极对一对激振电极施加既定的电压时，通过这些激振电极彼此的相互作用，一对振动臂部30、31沿相互接近、分离的方向(宽度方向W)以既定的谐振频率振动。
[0055]另外，如图5所示，一对振动臂部30、31为分别以恒定的臂宽以及恒定的厚度沿长度方向L延伸的截面视图矩形状的振动部件，具有对于第二基底基板11的安装面I Ia相向的一个主面(下表面)35a、与该一个主面35a沿厚度方向T相向的另一个主面(上表面)35b、以及面对宽度方向W的两个侧面35c。
[0056]从而，对于各振动臂部30、31，一个主面35a与两个侧面35c相交的部分形成两根从基端部30b、31b遍及顶端部30a、31a的全长地延伸的棱线部(角部)36。即，一对振动臂部30、31具有合计四根棱线部36。特别是，这些棱线部36在其构造方面强度较脆，容易产生碎片、裂缝等。
[0057]此外，为了容易观察附图，关于符号35a、35b、35c,仅仅标注在图5。
[0058](封装主体中的凹部的构成)
如图2?图4所示，在第二基底基板11的安装面Ila处，在与一对振动臂部30、31的顶端部30a、31a相向的区域，形成有凹部40，凹部40在下落等引起的外部冲击的影响导致这些振动臂部30、31沿厚度方向T位移(挠性变形)时(图3所示的虚线状态)，避免振动臂部30、31的顶端部30a、31a的接触。该凹部40为贯穿第二基底基板11的贯穿孔，并且在密封环12的内侧形成为四角带有圆角的俯视视图正方形状。
[0059]上述凹部40向空腔C侧开口，在该其开口缘部中，在位于压电振动片3的基端部侧的开口缘部处形成有当一对振动臂部30、31沿厚度方向T位移时一个主面35a所接触的接触部41、以及避免与四个棱线部36的接触的退出部42。
[0060]具体而言，如图6以及图7所示，在凹部40的周壁中，在位于压电振动片3的基端部侧的开口缘部处，三个退出部45在宽度方向W上隔开间隔地形成，三个退出部45从振动臂部30、31的顶端部30a、31a侧朝向基端部30b、31b侧而凹陷形成(侵蚀)。这些各退出部45与凹部40以相同深度形成，以俯视视图圆弧状地凹陷的状态与凹部40 —体地形成。
[0061]另外，在这些三个退出部45中，位于宽度方向W的中央的退出部45形成在与一对振动臂部30、31的宽度方向W内侧的棱线部36对应的部分(棱线部36的下方)，剩余两个退出部45形成在与一对振动臂部30、31的宽度方向W外侧的棱线部36对应的部分。在此，“与棱线部对应的部分”是指当从安装面的法线方向看棱线部36时与振动臂部30、31交叉的部分及其附近部分。换言之，可以说是开口缘部与位移时棱线部的通过区域的交叉部分。或者，还可以说是棱线部的下方部分(及其附近部分)。
[0062]S卩，上述退出部42以避免与一对振动臂部30、31所具有的合计四根棱线部36的接触的方式与各棱线部36对应地形成。此外，位于宽度方向W中央的退出部42成为避免与两根棱线部36的接触的公用的退出部。此外，在此在与全部的棱线部36对应的位置处设置退出部45，但是退出部45的数量、配置不限于此。
[0063](压电振动器的作用)
当使如此构成的压电振动器I工作时，对形成于第一基底基板10的外部电极21A、21B施加既定的驱动电压。由此，能够使电流流入压电振动片3的激振电极，能够使一对振动臂部30、31沿相互接近、分离的方向以既定的频率振动。而且，利用该一对振动臂部30、31的振动，能够将压电振动器I利用为时刻源、控制信号的定时源、参考信号源等。
[0064]而且，根据本实施方式的压电振动器1，即使下落等引起的外部冲击传递至压电振动片3，振动臂部30、31沿厚度方向T位移，由于在封装主体5的安装面Ila处形成了凹部40，故也能够利用凹部40的开口缘部吸收压电振动片3的位移，避免容易较大地位移的振动臂部30、31的顶端部30a、31a接触封装主体5。而且，由于在凹部40的开口缘部处分别形成有接触部41以及退出部42，故当振动臂部30、31沿厚度方向T位移时，能够利用退出部42避免与强度上较脆的棱线部36的接触，并且使振动臂部30、31的一个主面35a与接触部41接触。此时，能够不使一个主面35a遍及全部宽度地接触，而是仅仅使一个主面35a中与棱线部36分离的部分(宽度方向W中央部附近)接触。
[0065]从而，不仅仅是压电振动片3的顶端部，还能够抑制棱线部36的裂缝、碎片等产生，并且通过与接触部41的接触而吸收并且迅速地收敛振动臂部30、31的位移，能够防止顶端部30a、31a过度地位移，并且使振动臂部30、31迅速地复原至原来的状态。
[0066]特别是，即使压电振动片3相对于安装面Ila少许倾斜地装配，也能够利用退出部42避免棱线部36的接触，因而，能够抑制裂缝、碎片等产生。
[0067]其结果，能够防止压电振动片3的意外的频率波动等，能够实现确保了良好的振动特性的高性能且耐冲击性强的压电振动器I。
[0068]而且，由于退出部42与全部合计四根的各棱线部36对应地形成，故即使压电振动片3相对于安装面I Ia以向宽度方向W的某侧倾斜的状态安装，也能够避免棱线部36接触，容易抑制裂缝、碎片等产生。从而，除了能够更有效地防止压电振动片3的频率波动之外，还容易进行压电振动片3的装配作业。
[0069](变形例)
在上述实施方式中，俯视视图圆弧状地形成了凹陷的退出部42，作为退出部42的形状，不限于俯视视图圆弧状。如图如图8所示，也可以是俯视视图V字状，还可以如图9所示地是俯视视图梯形状地凹陷的退出部42。另外，还可以是其他的形状。在这些情况下也能够实现同样的作用效果。
[0070]另外，在上述实施方式中，通过形成三个退出部42来形成了与全部四根棱线部36对应的退出部42，但不限于此情况，还可以例如如图10所示，通过形成四个退出部42来形成与四根棱线部36的全部对应的退出部42。
[0071]另外，在上述实施方式中，以与合计四个棱线部36对应的方式形成了退出部42，但是还可以对各振动臂部30、31以至少与一根棱线部36对应的方式形成退出部42。
[0072]例如，可以如图11所示，通过仅仅形成一个退出部42来避免与各振动臂部30、31的宽度方向W内侧的棱线部36的接触，也可以如图12所示，通过形成两个退出部42来避免与各振动臂部30、31的宽度方向W外侧的棱线部36的接触。
[0073]但是，优选如上述实施方式所示，以与全部四根棱线部36对应的方式形成退出部42。
[0074]另外，在上述实施方式中，一体地形成了凹部40和退出部42，但是不限于该情况，还可以通过例如以与凹部40的开口缘部重叠的方式深沟加工安装面Ila来形成退出部42。
[0075]但是，在上述实施方式的情况下，通过例如利用冲床等冲裁加工第二基底基板11，能够同时且容易地形成凹部40与退出部42，因而退出部42的形成不费事，另外容易高精度地形成微细形状的退出部42。
[0076]另外，压电振动片3的外形形状不限于上述实施方式的形状，可以适当变更。
[0077]例如，还可以是在一个主面35a以及另一个主面35b处分别形成了槽部的、所谓带槽类型的压电振动片3，或者在基部32中，与一对振动臂部30、31的基端部30b、31b的连接部附近从宽度方向W的两侧面分别朝向宽度方向W的中心形成了切口部(凹口)的所谓凹口类型的压电振动片3，或者在振动臂部30、31的顶端部30a、31a形成了与基端部30b、31b相比扩大了宽度的锤部的所谓锤头类型的压电振动片3等。
[0078]此外，不管将压电振动片3形成为上述任一种形状，在振动臂部的外表面上都需要激振电极，但是根据本发明，即使在振动臂部的棱线部形成了激振电极的情况下，也能够避免棱线部与凹部的开口缘部的接触，因而不用担心激振电极与开口缘部接触并产生缺损等。而且，如果使开口缘部的接触部与振动臂部的未形成激振电极的区域接触，则即使在压电振动片沿厚度方向位移，振动臂部与开口缘部接触的情况下，也能够可靠地避免激振电极的缺损等。
[0079]而且，如图13所示，还可以是在基部32的宽度方向W两侧将沿长度方向L延伸的一对侧臂(side arm) 50—体地形成于基部32的所谓侧臂类型的压电振动片3。
[0080]此时，能够使侧臂50的顶端部50a作为装配部而起作用，通过将电极焊盘20A、20B的位置与侧臂50的顶端部50a的位置对应地形成，能够经由装配部而安装压电振动片3。
[0081](振荡器)
接下来，参照图14说明本发明所涉及的振荡器的一个实施方式。
[0082]如图14所示，本实施方式的振荡器100是作为将压电振动器I电连接于集成电路101的振子而构成的。该振荡器100具备安装了电容器等电子部件102的基板103。在基板103，安装有振荡器用的上述集成电路101，在该集成电路101的附近安装有压电振动器
I。这些电子部件102、集成电路101以及压电振动器I通过未图示的布线图案而分别电连接。此外，各构成部件使用未图示的树脂而模制。
[0083]在如此构成的振荡器100中，当对压电振动器I施加电压时,该压电振动器I内的压电振动片3振动。该振动通过压电振动片3所具有的压电特性而转换为电信号，作为电信号输入集成电路101。输入的电信号通过集成电路101而被进行各种处理，作为频率信号而输出。由此，压电振动器I作为振子起作用。
[0084]另外，能够通过将集成电路101的构成根据要求而选择性地设定例如RTC(实时时钟)模块等，从而在钟表用单功能振荡器等之外，附加控制该设备、外部设备的动作日期、时刻或者提供时刻、日历等的功能。
[0085]如上所述，根据本实施方式的振荡器100，由于具备上述压电振动器1，故同样能够实现性能以及耐冲击性提高了的振荡器100。
[0086](电子设备)
接下来，参照图15说明本发明所涉及的电子设备的一个实施方式。此外作为电子设备，以具有上述压电振动器I的便携信息设备(电子设备)110为例进行说明。
[0087]在此，本实施方式的便携信息设备110例如以便携电话为代表，是将现有技术的手表发展并改良的。外观与手表类似，将液晶显示器配置于与表盘相当的部分，能够在该画面上显示当前的时刻等。另外，作为通信机利用时，从手腕取下，能够通过内置于表带的内侧部分的扬声器以及送话器进行与现有技术的便携电话同样的通信。然而，与现有的便携电话相比较，显著地小型化以及轻量化。
[0088]接下来，说明本实施方式的便携信息设备110的构成。如图15所示，该便携信息设备110具备压电振动器I和用于供应电力的电源部111。电源部111例如由锂二次电池构成。进行各种控制的控制部112、进行时刻等的计数的计时部113、进行与外部的通信的通信部114、显示各种信息的显示部115、以及检测各个功能部的电压的电压检测部116并联连接于该电源部111。而且，通过电源部111对各功能部供应电力。
[0089]控制部112控制各功能部以进行声音数据的发送以及接收、当前时刻的计量、显示等系统整体的动作控制。另外，控制部112具备预先写入了程序的ROM、读出并执行写入了该ROM的程序的CPU、和用作该CPU的工作区域的RAM等。
[0090]计时部113具备内置振荡电路、寄存器电路、计数器电路以及接口电路等的集成电路和压电振动器I。当将电压施加于压电振动器I时，压电振动片3振动，该振动通过水晶所具有的压电特性而转换为电信号，作为电信号输入振荡电路。振荡电路的输出被二值化，并由寄存器电路和计数器电路计数。然后，经由接口电路，进行与控制部112的信号的收发，当前时刻、当前日期或日历信息等显示于显示部115。
[0091]通信部114具有与现有的便携电话同样的功能，具备无线部117、声音处理部118、切换部119、放大部120、声音输入输出部121、电话号码输入部122、来电音产生部123以及呼叫控制存储器部124。
[0092]无线部117经由天线125与基站进行声音数据等各种数据的收发的交换。声音处理部118将从无线部117或放大部120输入的声音信号编码以及解码。放大部120将从声音处理部118或声音输入输出部121输入的信号放大至既定的电平。声音输入输出部121包括扬声器、送话器等，将来电音、受话声音扬声或者将声音拾音。
[0093]另外，来电音产生部123根据来自基站的呼叫而生成来电音。切换部119只在来电时将连接于声音处理部118的放大部120切换为来电音产生部123，从而在来电音产生部123中生成的来电音经由放大部120输出至声音输入输出部121。
[0094]此外，呼叫控制存储器部124存放与通信的拨接呼叫控制有关的程序。另外，电话号码输入部122例如具备从0到9的号码键以及其他的键，通过按下这些号码键等，输入通话对象的电话号码等。
[0095]当电源部111对控制部112等各功能部施加的电压低于既定的值时，电压检测部116检测该电压下降并通知控制部112。此时的既定电压值为作为使通信部114稳定地动作而所需的最低限度的电压而预先设定的值，例如为3V左右。从电压检测部116接收到电压下降的通知的控制部112禁止无线部117、声音处理部118、切换部119以及来电音产生部123的动作。尤其必须停止消耗电力较大的无线部117的动作。而且，将通信部114因电池余量不足而不能使用的通知显示于显示部115。
[0096]S卩，能够通过电压检测部116和控制部112禁止通信部114的动作，将该信息显示于显示部115。该显示也可以是文字消息，作为更加直观的显示，还可以在显示部115的显示面的上部显示的电话图标上附加X (叉)符号。
[0097]此外，通过具备能够选择性地断开与通信部114的功能有关的部分的电源的电源断开部126，能够更加可靠地停止通信部114的功能。
[0098]如上所述，根据本实施方式的便携信息设备110，由于具备上述压电振动器1，故同样能够实现性能以及耐冲击性提高了的便携信息设备110。
[0099](电波钟表)
接下来，参照图16说明本发明所涉及的电波钟表的一个实施方式。
[0100]如图16所示，本实施方式的电波钟表130具备电连接于滤波器部131的压电振动器1，是具备接收包含钟表信息的标准的电波并且自动修正为正确的时刻并显示的功能的钟表。
[0101]在日本国内，在福岛县(40kHz)和佐贺县(60kHz)有发送标准的电波的发送所(发送站)，分别发送标准电波。如40kHz或者60kHz的长波兼具在地表传播的性质和在电离层与地表反射并且传播的性质，因而传播范围广，通过上述两个发送所而完全覆盖日本国内。
[0102]以下，详细地说明电波钟表130的功能构成。
[0103]天线132接收40kHz或者60kHz的长波的标准电波。长波的标准电波是对40kHz或者60kHz的载波将被称为定时码的时刻信息进行AM调制后的电波。接收的长波的标准电波由天线133放大，由具有多个压电振动器I的滤波器部131滤波、调谐。本实施方式中的压电振动器I分别具备水晶振动器部138、139，水晶振动器部138、139具有与上述载波频率相同的40kHz以及60kHz的谐振频率。
[0104]而且，滤波后的既定频率的信号由检波、整流电路134检波解调。接着，经由波形整形电路135取出定时码，通过CPU136计数。CPU136中读取当前的年、累计日、星期、时刻等信息。读取的信息反映于RTC137，显示正确的时刻信息。
[0105]由于载波为40kHz或者60kHz，故水晶振动器部138、139优选为具有上述音叉型构造的振动器。
[0106]此外，上述说明以日本国内的例子示出，但是长波的标准电波的频率在日本国外不同。例如，在德国使用77.5KHz的标准电波。从而，在将日本国外也能够进行对应的电波钟表130装入便携设备中时，还需要与日本的情况不同的频率的压电振动器I。
[0107]如上所述，根据本实施方式的电波钟表130,由于具备上述压电振动器I,故同样能够实现性能以及耐冲击性提高了的电波钟表130。
[0108]以上，参照附图详细地说明了本发明的实施方式，但是具体的构成不限于这些实施方式，还包含不脱离本发明的要旨的范围的设计变更等。
[0109]例如，在上述实施方式中，举陶瓷封装类型的压电振动器I为例，但不限于此，还可以是例如玻璃封装类型的压电振动器。
[0110]另外，使用第一基底基板10以及第二基底基板11这两片基板构成了基底基板，但是也可以使用一片基板构成基底基板，在安装面Ila处形成凹部40。但是，优选如上所述地，采用第一基底基板10以及第二基底基板11的两片基板构成。此时，在将贯穿孔形成于第二基底基板11之后，能够通过接合两个基底基板而容易地形成凹部40，因而能够减少凹部形成所耗费的工序以及时间。
[0111]另外，为了慎重起见进行补充，在现有技术中，关于防止在压电振动片以向宽度方向倾斜的状态安装时的棱线`部的裂缝、碎片等的情况，既未公开也未启示。本来，几乎所有的情况都是较多内容将焦点放在防止压电振动片的顶端部的裂缝、碎片等方面上，而关于顶端部以外的振动臂部的裂缝、碎片等则丝毫未提及。另外，即使提及顶端部以外的振动臂部的裂缝、碎片等，关于压电振动片向宽度方向倾斜的状态的问题也丝毫未公开和启示，即，即使基于现有示例，最终也不能够获得上述本发明的显著的效果。
[0112]附图标记说明
C空腔；1压电振动器；2封装件；3压电振动片；5封装主体(基底部件)；6盖部件；Ila安装面；30、31振动臂部；30a、31a振动臂部的顶端部；30b、31b振动臂部的基端部；32基部；40凹部；35a振动臂部的下表面(主面)；35c振动臂部的侧面；36棱线部；41接触部；42退出部；100振荡器；101振荡器的集成电路；110便携信息设备(电子设备)；113电子设备的计时部；130电波钟表；131电波钟表的滤波器部。
【权利要求】
1.一种压电振动器，具备: 基底部件； 盖部件，与所述基底部件重合并接合，并且在与该基底部件之间形成气密密封的空腔；以及 压电振动片，具有一对振动臂部和一体地支持该一对振动臂部的长度方向上的基端部的基部，在所述空腔内安装在所述基底部件的安装面上， 所述压电振动器的特征在于， 在所述基底部件的安装面处，在与所述压电振动片的顶端部相向的区域形成有凹部，并且当从所述基底部件的安装面的法线方向看时，在所述凹部的开口缘部中，配置于所述压电振动片的基端部侧的开口缘部处，在与所述振动臂部的棱线部对应的部分形成有向所述基端部侧侵蚀的退出部。
2.根据权利要求1所述的压电振动器，其特征在于， 所述退出部与所述一对振动臂部的各棱线部对应地形成。
3.根据权利要求1或2所述的压电振动器，其特征在于， 所述退出部与所述凹部形成为大致相同的深度。
4.一种振荡器，其特征在于， 权利要求1或2所述的压电振动器作为振子而与集成电路电连接。
5.—种电子设备,其特征在于， 权利要求1或2所述的压电振动器与计时部电连接。
6.—种电波钟表,其特征在于， 权利要求1或2所述的压电振动器与滤波器部电连接。
【文档编号】H03H9/02GK103684333SQ201310426872
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2012年9月20日
【发明者】小林高志 申请人:精工电子水晶科技股份有限公司
【专利摘要】本发明提供一种压电振动器（1），具备：具有基底部件（5）和在与该基底部件之间形成空腔（C）的盖部件的封装件；以及装配于安装面（11a）、并容纳在空腔内的压电振动片（3），压电振动片具备一对振动臂部（30、31）和悬臂支持该一对振动臂部的基端部并且装配于安装面的基部（32），在安装面处形成有当振动臂部沿厚度方向(T)位移时避免与顶端部（30a、31a）的接触的凹部(40)，在凹部的开口缘部处，形成有对于安装面相向的振动臂部的主面所接触的接触部（41）、和避免与在该主面与振动臂部的两个侧面相交的两根棱线部（36）中的至少一根棱线部的接触的退出部（42）。从而即使在下落等引起的冲击传递的情况下，也能够抑制振动臂部产生裂缝、碎片等，确保良好的振动特性。
【专利说明】压电振动器、振荡器、电子设备以及电波钟表
【技术领域】
[0001]本发明涉及压电振动器、振荡器、电子设备以及电波钟表。
【背景技术】
[0002]例如，在便携电话、便携信息终端设备中，作为用于时刻源、控制信号等的定时源、参考信号源等的器件，多使用利用了水晶等的压电振动器。关于此种压电振动器，已知在形成了空腔的封装件(package)内气密密封音叉型压电振动片的压电振动器。
[0003]上述封装件将形成了凹部的一个基板重合于另一个基板，通过接合两个基板，利用凹部形成空腔。 [0004]压电振动片具备:一对振动臂部，沿宽度方向平行地排列而配置；以及基部，悬臂支持这些一对振动臂部的基端部侧，采用一对振动臂部以基端部侧为起点而沿宽度方向相互接近、分离的方式以既定的频率振动(摇动)的构成。
[0005]另外，伴随近年来的便携电话、便携信息终端设备的小型化，对于压电振动器也谋求进一步的小型化、薄型化。因此，压电振动片与安装面(封装件内表面)在厚度方向上的间隙变得非常窄(例如，20i!m~lOOym左右)。其结果，当由下落等引起的冲击施加于压电振动器时，振动臂部沿厚度方向位移(挠性变形)，作为自由端的振动臂部的顶端部有可能接触封装件的内表面。此时，由于接触时的冲击，在振动臂部的顶端部上招致裂缝、碎片等，有可能招致由此导致的频率的波动、在最坏的情况下招致振动臂部自身的破损。
[0006]因此，作为其对策，例如如下述专利文献I所示，在安装面中的与振动臂部的顶端部对应的部分形成用于避免振动臂部的顶端部与基底部件的干扰的凹部。
[0007]根据专利文献1，公开有如下主旨，即，即使下落等冲击导致振动臂部沿厚度方向位移，通过凹部的角部(开口缘部)与振动臂的中间部接触，也能够容易地避免振动臂部的顶端部与基底部件接触。
[0008]现有技术文献 专利文献
专利文献1:日本特开2010 - 119127号公报。
【发明内容】
[0009]然而，在上述现有技术中存在以下问题。
[0010]即，在将压电振动片安装在基底部件的安装面上时，将压电振动片载置并固定于涂布在安装面上的金属凸点(bump)、导电性粘合剂等。已知此时，以压电振动片相对于安装面平行地设置的方式进行安装，但受金属凸点、导电性粘合剂是具有流动性的物质这一点、安装条件的偏差、压电振动片的设计误差、基底部件的设计误差、或者制造装置的规格等影响，现状是多以相对于安装面倾斜的状态安装。
[0011]参照图17、图18对这一点更详细地进行说明。
[0012]首先，在压电振动片相对于基底部件的安装面平行地安装的理想的情况下，如图17所示，由于振动臂部200的主面200a相对于安装面为平行的，故当外部冲击等导致振动臂部200位移时，能够使凹部201的角部201a与振动臂部200的主面200a线接触。
[0013]然而，如上所述，由于压电振动片往往处于多少倾斜的状态，特别是沿压电振动片的宽度方向倾斜并安装，故实际上如图18所示，振动臂部200的主面200a相对于安装面倾斜，此时，当外部冲击等导致振动臂部200位移时，难以使凹部201的角部201a与振动臂部200的主面200a线接触。
[0014]由此可知，仅仅振动臂部200的棱线部200b接触凹部201的角部201a，应力局部地作用于强度上较脆的棱线部200b。其结果，应力集中于棱线部200b，从而在棱线部200b产生裂缝、碎片等，导致压电振动片的强度、振动特性降低等结果。即，在现有技术中，当压电振动片的安装精度存在偏差时，不能够可靠地防止在外部冲击时在压电振动片中产生裂缝、碎片等的情况。
[0015]因此，本发明为了解决上述问题，
目的在于提供当对于基底上的安装面安装的压电振动片的安装精度存在偏差时，也能够防止压电振动片因外部冲击等而与基底部件干扰并产生裂缝、碎片等的压电振动器、以及具备该压电振动器的振荡器、电子设备、电波钟表。
[0016]为了解决上述问题，本发明提供下列方案。
[0017](I)本发明所涉及的压电振动器具备:基底部件；盖部件，与所述基底部件重合并接合，并且在与该基底部件之间形成气密密封的空腔；以及压电振动片，具有一对振动臂部和一体地支持该一对振动臂部的长度方向上的基端部的基部，在所述空腔内安装在所述基底部件的安装面上，其特征在于，在所述基底部件的安装面处，在与所述压电振动片的顶端部相向的区域形成有凹部，并且当从所述基底部件的安装面的法线方向看时，在所述凹部的开口缘部中，配置于所述压电振动片的基端部侧的开口缘部处，在与所述振动臂部的棱线部对应的部分形成有侵蚀所述基端部侧的退出部。
[0018]根据本发明的压电振动器，即使下落等引起的冲击传递至压电振动片，振动臂部沿厚度方向位移，由于在安装面处形成了凹部，凹部的开口缘部与沿厚度方向位移的振动臂部(顶端部以外的部分)接触，故也能够避免容易较大地位移的振动臂部的顶端部与基底部件干扰并破损。
[0019]而且，在凹部的开口缘部处，从基底部件的安装面的法线方向看时，在与振动臂部的棱线部对应的部分形成了向基端部侧侵蚀的退出部。因此，即使因上述理由，在压电振动片向宽度方向倾斜并安装的状态下压电振动片沿厚度方向位移，也不用担心振动臂部的棱线部与凹部的开口缘部接触。即，不会像以往那样应力集中于棱线，因而能够防止棱线部的裂缝、碎片等。因此，能够提高压电振动片的强度、振动特性。
[0020]此外，在此所述的“振动臂部的与棱线部对应的部分处”是指当从安装面的法线方向看时与振动臂部的棱线部交叉的部分及其附近部分。即，指棱线部沿振动臂部的厚度方向位移时的通过区域。而且在此所述的棱线部包括振动臂部所具有的多个棱线部中的至少与安装面相向的棱线部。
[0021]从而，不仅仅是振动臂部的顶端部，能够抑制棱线部的裂缝、碎片等发生，所以能够防止压电振动片的意外的频率波动等，能够提供确保了良好的振动特性的高性能且耐冲击性强的压电振动器。[0022](2)在本发明所涉及的压电振动器中，优选所述退出部与所述一对振动臂部的各棱线部对应地形成。
[0023]此时，由于退出部与各棱线部对应地形成，故即使压电振动片相对于安装面而以在向宽度方向的某侧倾斜的状态安装，也能够避免棱线部与开口缘部的接触，容易抑制裂缝、碎片等产生。从而，能够提高压电振动片的安装作业效率。
[0024](3)在本发明所涉及的压电振动器中，优选所述退出部与所述凹部形成为大致相同的深度。
[0025]此时，例如能够利用冲床等同时且容易地形成退出部与凹部，因而能够通过简单的工序形成退出部以及凹部，除此之外容易高精度地形成微细形状的退出部。
[0026](4)本发明所涉及的振荡器的特征在于，上述本发明所涉及的压电振动器作为振子而与集成电路电连接。
[0027](5)本发明所涉及的电子设备的特征在于，上述本发明所涉及的压电振动器与计时部电连接。
[0028](6)本发明所涉及的电波钟表的特征在于，上述本发明所涉及的压电振动器与滤波器部电连接。
[0029]根据本发明所涉及的振荡器、电子设备以及电波钟表，由于具备上述压电振动器，故同样能够谋求高性能化以及耐冲击性的提高。
[0030]发明效果
根据本发明，能够提供当对于基底上的安装面安装的压电振动片的安装精度存在偏差时，也能够防止压电振动片因外部冲击等而与基底部件干扰并产生裂缝、碎片等的压电振动器、以及具备该压电振动器的振荡器、电子设备、电波钟表。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是示出本发明所涉及的压电振动器的一个实施方式的外观立体图；
图2是图1所示的压电振动器的内部构成图；
图3是沿着图2所示的A — A线的压电振动器的截面图；
图4是图1所示的压电振动器的分解立体图；
图5是图4所示的压电振动片中的振动臂部的顶端部的放大立体图；
图6是将图2所不的凹部周边放大后的俯视图；
图7是示出图6所示的振动臂部与凹部的关系的放大立体图；
图8是示出在凹部的开口缘部形成的退出部的变形例的图；
图9是示出在凹部的开口缘部形成的退出部的变形例的图；
图10是示出在凹部的开口缘部形成的退出部的变形例的图；
图11是示出在凹部的开口缘部形成的退出部的变形例的图；
图12是示出在凹部的开口缘部形成的退出部的变形例的图；
图13是示出压电振动片的变形例的图；
图14是示出本发明所涉及的振荡器的一个实施方式的构成图；
图15是示出本发明所涉及的电子设备的一个实施方式的构成图；
图16是示出本发明所涉及的电波钟表的一个实施方式的构成图； 图17是说明现有技术的图；
图18是说明现有技术的图。
【具体实施方式】
[0032]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明所涉及的压电振动器的实施方式。
[0033](压电振动器的构成)
如图1?图4所示，本实施方式的压电振动器I采用陶瓷封装类型的表面安装型振动器，其具备在内部具有气密密封的空腔C的封装件2、以及容纳在空腔C内的音叉型的压电振动片3。
[0034]该压电振动器I形成为大致长方体状，在本实施方式中，在俯视视图中将压电振动器I的较长方向称为长度方向L,将较短方向称为宽度方向W,将相对于这些长度方向L以及宽度方向W正交的方向称为厚度方向T。
[0035]上述封装件2具备封装主体(基底部件)5、以及接合于该封装主体5、并且在与封装主体5之间形成上述空腔C的盖(Iid)部件6。
[0036]封装主体5具备以相互重合的状态接合的第一基底基板10以及第二基底基板11、以及接合在第二基底基板11上的密封环12。
[0037]第一基底基板10采用形成为俯视视图大致长方形状的陶瓷制的基板。第二基底基板11采用形成为与第一基底基板10为相同外形形状的俯视视图大致长方形状的陶瓷制的基板，在重叠在第一基底基板10上的状态下通过烧结等而一体地接合。
[0038]在第一基底基板10以及第二基底基板11的四角，俯视视图1/4圆弧状的切口部15遍及两个基板10、11的厚度方向T的整体地形成。在例如将圆片(wafer)状的陶瓷基板重叠两片并接合之后，矩阵状地形成贯穿两个陶瓷基板的多个通孔，之后，在将各通孔作为基准的同时格子状地切断两个陶瓷基板，从而制作这些第一基底基板10以及第二基底基板11。此时，通孔通过四分割成为上述切口部15。
[0039]另外，第二基底基板11的上表面为装配(安装)压电振动片3的安装面11a。
[0040]此外，虽然设第一基底基板10以及第二基底基板11为陶瓷制，但是作为该具体的陶瓷材料，能够列举例如氧化招制的HTCC (High Temperature Co — Fired Ceramic,高温共烧陶瓷)、玻璃陶瓷制的LTCC (Low Temperature Co — Fired Ceramic,低温共烧陶瓷)
坐寸o
[0041]密封环12是比第一基底基板10以及第二基底基板11的外形小一圈的导电性的框状部件，接合于第二基底基板11的安装面11a。具体而言，密封环12通过对金属接合层的熔敷等而接合，金属接合层通过利用银焊料等焊料、焊锡料等的烧焊而接合在安装面Ila上，或者形成(例如，在电解镀、非电解镀之外，通过蒸镀、溅射等)在安装面I Ia上。
[0042]此外，作为密封环12的材料，能够列举例如镍基合金等，具体而言从科瓦合金(Kovar)、埃林瓦合金(Elinvar)、殷钢(Invar)、42号合金(alloy 42)等中选择即可。特别是，作为密封环12的材料，优选选择相对于陶瓷制的第一基底基板10以及第二基底基板11热膨胀系数近的材料。例如，当作为第一基底基板10以及第二基底基板11而使用热膨胀系数6.8 X 10-6/oC的氧化铝时，作为密封环12，优选使用热膨胀系数5.2 X 10 — 6/°C的科瓦合金、热膨胀系数4.5?6.5 X 10 — 7°C的42号合金。[0043]盖部件6是重叠在密封环12上的基板，通过对密封环12的接合而相对于封装主体5气密地接合。而且，通过该盖部件6和密封环12与第二基底基板11的安装面Ila划出的空间，作为气密地密封的上述空腔C起作用。
[0044]此外，作为盖部件6的焊接方法，能够列举例如使滚盘式电极接触而进行的缝焊、激光焊接、超声波焊接等。另外，为了使盖部件6与密封环12的焊接更加可靠，最好将相互亲和性好的镍、金等接合层至少分别形成于盖部件6的下表面和密封环12的上表面。
[0045]另外，作为与压电振动片3的连接电极的一对电极焊盘20A、20B在宽度方向W上隔开间隔地形成于第二基底基板11的安装面11a，并且一对外部电极21A、21B在长度方向L上隔开间隔地形成于第一基底基板10的下表面。
[0046]这些电极焊盘20A、20B以及外部电极21A、21B例如为通过蒸镀、溅射等形成的由单一金属构成的单层膜或者层叠了不同金属的层叠膜，相互分别导通。
[0047]详细地说明这一点。
[0048]在第一基底基板10处形成有导通至一个外部电极21A、并沿厚度方向T贯穿该第一基底基板10的一个第一贯穿电极22A，并且在第二基底基板11处形成有导通至一个电极焊盘20A、并沿厚度方向T贯穿该第二基底基板11的一个第二贯穿电极23A。而且，在第一基底基板10与第二基底基板11之间形成有连接一个第一贯穿电极22A与一个第二贯穿电极23A的一个连接电极24A。由此,一个电极焊盘20A与一个外部电极21A相互导通。
[0049]另外，在第一基底基板10处形成有导通至另一个外部电极21B、并沿厚度方向T贯穿该第一基底基板10的另一个第一贯穿电极22B，并且在第二基底基板11处形成有导通至另一个电极焊盘20B、并沿厚度方向T贯穿该第二基底基板11的另一个第二贯穿电极23B。而且，在第一基底基板10与第二基底基板11之间形成有连接另一个第一贯穿电极22B与另一个第二贯穿电极23B的另一个连接电极24B。由此，另一个电极焊盘20B与另一个外部电极21B相互导通。
[0050]此外，另一个连接电极24B为了回避后述凹部40，以例如在密封环12的下方沿着该密封环12延伸的方式构图。
[0051](压电振动片)
上述压电振动片3为由水晶、钽酸锂、铌酸锂等压电材料形成的音叉型的振动片，具备沿宽度方向W平行地设置的、顶端部30a、31a作为自由端的一对振动臂部30、31、以及将该一对振动臂部30、31的基端部30b、3Ib侧(根侧)一体地悬臂支持的基部32。
[0052]一对振动臂部30、31以在宽度方向W上具有一定的臂宽的状态沿长度方向L延伸，在其外表面上形成有使这些一对振动臂部30、31振动的未图不的一对激振电极,该激振电极也形成于振动臂部30、31的棱线部、侧面。此外，还可以将压电振动片3的电场效率的提高、R值的降低作为目的，在振动臂部30、31的外表面上设置从基端部30b、31b侧向顶端部30a、31a侧延伸的槽部。
[0053]基部32如上所述地悬臂支持一对振动臂部30、31的基端部30b、31b侧，并且作为安装压电振动片3时的装配部而起作用。而且，在基部32的外表面上，未图示的一对装配电极以分别与一对激振电极导通的状态形成。
[0054]如此构成的压电振动片3经由未图示的金属凸点、导电性粘合剂等而安装，从而一对装配电极与一对电极焊盘20A、20B电连接。由此，压电振动片3以从第二基底基板11的安装面Ila上浮起的状态被悬臂支持，并且成为分别与一对电极焊盘20A、20B电连接的状态。而且，当经由装配电极对一对激振电极施加既定的电压时，通过这些激振电极彼此的相互作用，一对振动臂部30、31沿相互接近、分离的方向(宽度方向W)以既定的谐振频率振动。
[0055]另外，如图5所示，一对振动臂部30、31为分别以恒定的臂宽以及恒定的厚度沿长度方向L延伸的截面视图矩形状的振动部件，具有对于第二基底基板11的安装面I Ia相向的一个主面(下表面)35a、与该一个主面35a沿厚度方向T相向的另一个主面(上表面)35b、以及面对宽度方向W的两个侧面35c。
[0056]从而，对于各振动臂部30、31，一个主面35a与两个侧面35c相交的部分形成两根从基端部30b、31b遍及顶端部30a、31a的全长地延伸的棱线部(角部)36。即，一对振动臂部30、31具有合计四根棱线部36。特别是，这些棱线部36在其构造方面强度较脆，容易产生碎片、裂缝等。
[0057]此外，为了容易观察附图，关于符号35a、35b、35c,仅仅标注在图5。
[0058](封装主体中的凹部的构成)
如图2?图4所示，在第二基底基板11的安装面Ila处，在与一对振动臂部30、31的顶端部30a、31a相向的区域，形成有凹部40，凹部40在下落等引起的外部冲击的影响导致这些振动臂部30、31沿厚度方向T位移(挠性变形)时(图3所示的虚线状态)，避免振动臂部30、31的顶端部30a、31a的接触。该凹部40为贯穿第二基底基板11的贯穿孔，并且在密封环12的内侧形成为四角带有圆角的俯视视图正方形状。
[0059]上述凹部40向空腔C侧开口，在该其开口缘部中，在位于压电振动片3的基端部侧的开口缘部处形成有当一对振动臂部30、31沿厚度方向T位移时一个主面35a所接触的接触部41、以及避免与四个棱线部36的接触的退出部42。
[0060]具体而言，如图6以及图7所示，在凹部40的周壁中，在位于压电振动片3的基端部侧的开口缘部处，三个退出部45在宽度方向W上隔开间隔地形成，三个退出部45从振动臂部30、31的顶端部30a、31a侧朝向基端部30b、31b侧而凹陷形成(侵蚀)。这些各退出部45与凹部40以相同深度形成，以俯视视图圆弧状地凹陷的状态与凹部40 —体地形成。
[0061]另外，在这些三个退出部45中，位于宽度方向W的中央的退出部45形成在与一对振动臂部30、31的宽度方向W内侧的棱线部36对应的部分(棱线部36的下方)，剩余两个退出部45形成在与一对振动臂部30、31的宽度方向W外侧的棱线部36对应的部分。在此，“与棱线部对应的部分”是指当从安装面的法线方向看棱线部36时与振动臂部30、31交叉的部分及其附近部分。换言之，可以说是开口缘部与位移时棱线部的通过区域的交叉部分。或者，还可以说是棱线部的下方部分(及其附近部分)。
[0062]S卩，上述退出部42以避免与一对振动臂部30、31所具有的合计四根棱线部36的接触的方式与各棱线部36对应地形成。此外，位于宽度方向W中央的退出部42成为避免与两根棱线部36的接触的公用的退出部。此外，在此在与全部的棱线部36对应的位置处设置退出部45，但是退出部45的数量、配置不限于此。
[0063](压电振动器的作用)
当使如此构成的压电振动器I工作时，对形成于第一基底基板10的外部电极21A、21B施加既定的驱动电压。由此，能够使电流流入压电振动片3的激振电极，能够使一对振动臂部30、31沿相互接近、分离的方向以既定的频率振动。而且，利用该一对振动臂部30、31的振动，能够将压电振动器I利用为时刻源、控制信号的定时源、参考信号源等。
[0064]而且，根据本实施方式的压电振动器1，即使下落等引起的外部冲击传递至压电振动片3，振动臂部30、31沿厚度方向T位移，由于在封装主体5的安装面Ila处形成了凹部40，故也能够利用凹部40的开口缘部吸收压电振动片3的位移，避免容易较大地位移的振动臂部30、31的顶端部30a、31a接触封装主体5。而且，由于在凹部40的开口缘部处分别形成有接触部41以及退出部42，故当振动臂部30、31沿厚度方向T位移时，能够利用退出部42避免与强度上较脆的棱线部36的接触，并且使振动臂部30、31的一个主面35a与接触部41接触。此时，能够不使一个主面35a遍及全部宽度地接触，而是仅仅使一个主面35a中与棱线部36分离的部分(宽度方向W中央部附近)接触。
[0065]从而，不仅仅是压电振动片3的顶端部，还能够抑制棱线部36的裂缝、碎片等产生，并且通过与接触部41的接触而吸收并且迅速地收敛振动臂部30、31的位移，能够防止顶端部30a、31a过度地位移，并且使振动臂部30、31迅速地复原至原来的状态。
[0066]特别是，即使压电振动片3相对于安装面Ila少许倾斜地装配，也能够利用退出部42避免棱线部36的接触，因而，能够抑制裂缝、碎片等产生。
[0067]其结果，能够防止压电振动片3的意外的频率波动等，能够实现确保了良好的振动特性的高性能且耐冲击性强的压电振动器I。
[0068]而且，由于退出部42与全部合计四根的各棱线部36对应地形成，故即使压电振动片3相对于安装面I Ia以向宽度方向W的某侧倾斜的状态安装，也能够避免棱线部36接触，容易抑制裂缝、碎片等产生。从而，除了能够更有效地防止压电振动片3的频率波动之外，还容易进行压电振动片3的装配作业。
[0069](变形例)
在上述实施方式中，俯视视图圆弧状地形成了凹陷的退出部42，作为退出部42的形状，不限于俯视视图圆弧状。如图如图8所示，也可以是俯视视图V字状，还可以如图9所示地是俯视视图梯形状地凹陷的退出部42。另外，还可以是其他的形状。在这些情况下也能够实现同样的作用效果。
[0070]另外，在上述实施方式中，通过形成三个退出部42来形成了与全部四根棱线部36对应的退出部42，但不限于此情况，还可以例如如图10所示，通过形成四个退出部42来形成与四根棱线部36的全部对应的退出部42。
[0071]另外，在上述实施方式中，以与合计四个棱线部36对应的方式形成了退出部42，但是还可以对各振动臂部30、31以至少与一根棱线部36对应的方式形成退出部42。
[0072]例如，可以如图11所示，通过仅仅形成一个退出部42来避免与各振动臂部30、31的宽度方向W内侧的棱线部36的接触，也可以如图12所示，通过形成两个退出部42来避免与各振动臂部30、31的宽度方向W外侧的棱线部36的接触。
[0073]但是，优选如上述实施方式所示，以与全部四根棱线部36对应的方式形成退出部42。
[0074]另外，在上述实施方式中，一体地形成了凹部40和退出部42，但是不限于该情况，还可以通过例如以与凹部40的开口缘部重叠的方式深沟加工安装面Ila来形成退出部42。
[0075]但是，在上述实施方式的情况下，通过例如利用冲床等冲裁加工第二基底基板11，能够同时且容易地形成凹部40与退出部42，因而退出部42的形成不费事，另外容易高精度地形成微细形状的退出部42。
[0076]另外，压电振动片3的外形形状不限于上述实施方式的形状，可以适当变更。
[0077]例如，还可以是在一个主面35a以及另一个主面35b处分别形成了槽部的、所谓带槽类型的压电振动片3，或者在基部32中，与一对振动臂部30、31的基端部30b、31b的连接部附近从宽度方向W的两侧面分别朝向宽度方向W的中心形成了切口部(凹口)的所谓凹口类型的压电振动片3，或者在振动臂部30、31的顶端部30a、31a形成了与基端部30b、31b相比扩大了宽度的锤部的所谓锤头类型的压电振动片3等。
[0078]此外，不管将压电振动片3形成为上述任一种形状，在振动臂部的外表面上都需要激振电极，但是根据本发明，即使在振动臂部的棱线部形成了激振电极的情况下，也能够避免棱线部与凹部的开口缘部的接触，因而不用担心激振电极与开口缘部接触并产生缺损等。而且，如果使开口缘部的接触部与振动臂部的未形成激振电极的区域接触，则即使在压电振动片沿厚度方向位移，振动臂部与开口缘部接触的情况下，也能够可靠地避免激振电极的缺损等。
[0079]而且，如图13所示，还可以是在基部32的宽度方向W两侧将沿长度方向L延伸的一对侧臂(side arm) 50—体地形成于基部32的所谓侧臂类型的压电振动片3。
[0080]此时，能够使侧臂50的顶端部50a作为装配部而起作用，通过将电极焊盘20A、20B的位置与侧臂50的顶端部50a的位置对应地形成，能够经由装配部而安装压电振动片3。
[0081](振荡器)
接下来，参照图14说明本发明所涉及的振荡器的一个实施方式。
[0082]如图14所示，本实施方式的振荡器100是作为将压电振动器I电连接于集成电路101的振子而构成的。该振荡器100具备安装了电容器等电子部件102的基板103。在基板103，安装有振荡器用的上述集成电路101，在该集成电路101的附近安装有压电振动器
I。这些电子部件102、集成电路101以及压电振动器I通过未图示的布线图案而分别电连接。此外，各构成部件使用未图示的树脂而模制。
[0083]在如此构成的振荡器100中，当对压电振动器I施加电压时,该压电振动器I内的压电振动片3振动。该振动通过压电振动片3所具有的压电特性而转换为电信号，作为电信号输入集成电路101。输入的电信号通过集成电路101而被进行各种处理，作为频率信号而输出。由此，压电振动器I作为振子起作用。
[0084]另外，能够通过将集成电路101的构成根据要求而选择性地设定例如RTC(实时时钟)模块等，从而在钟表用单功能振荡器等之外，附加控制该设备、外部设备的动作日期、时刻或者提供时刻、日历等的功能。
[0085]如上所述，根据本实施方式的振荡器100，由于具备上述压电振动器1，故同样能够实现性能以及耐冲击性提高了的振荡器100。
[0086](电子设备)
接下来，参照图15说明本发明所涉及的电子设备的一个实施方式。此外作为电子设备，以具有上述压电振动器I的便携信息设备(电子设备)110为例进行说明。
[0087]在此，本实施方式的便携信息设备110例如以便携电话为代表，是将现有技术的手表发展并改良的。外观与手表类似，将液晶显示器配置于与表盘相当的部分，能够在该画面上显示当前的时刻等。另外，作为通信机利用时，从手腕取下，能够通过内置于表带的内侧部分的扬声器以及送话器进行与现有技术的便携电话同样的通信。然而，与现有的便携电话相比较，显著地小型化以及轻量化。
[0088]接下来，说明本实施方式的便携信息设备110的构成。如图15所示，该便携信息设备110具备压电振动器I和用于供应电力的电源部111。电源部111例如由锂二次电池构成。进行各种控制的控制部112、进行时刻等的计数的计时部113、进行与外部的通信的通信部114、显示各种信息的显示部115、以及检测各个功能部的电压的电压检测部116并联连接于该电源部111。而且，通过电源部111对各功能部供应电力。
[0089]控制部112控制各功能部以进行声音数据的发送以及接收、当前时刻的计量、显示等系统整体的动作控制。另外，控制部112具备预先写入了程序的ROM、读出并执行写入了该ROM的程序的CPU、和用作该CPU的工作区域的RAM等。
[0090]计时部113具备内置振荡电路、寄存器电路、计数器电路以及接口电路等的集成电路和压电振动器I。当将电压施加于压电振动器I时，压电振动片3振动，该振动通过水晶所具有的压电特性而转换为电信号，作为电信号输入振荡电路。振荡电路的输出被二值化，并由寄存器电路和计数器电路计数。然后，经由接口电路，进行与控制部112的信号的收发，当前时刻、当前日期或日历信息等显示于显示部115。
[0091]通信部114具有与现有的便携电话同样的功能，具备无线部117、声音处理部118、切换部119、放大部120、声音输入输出部121、电话号码输入部122、来电音产生部123以及呼叫控制存储器部124。
[0092]无线部117经由天线125与基站进行声音数据等各种数据的收发的交换。声音处理部118将从无线部117或放大部120输入的声音信号编码以及解码。放大部120将从声音处理部118或声音输入输出部121输入的信号放大至既定的电平。声音输入输出部121包括扬声器、送话器等，将来电音、受话声音扬声或者将声音拾音。
[0093]另外，来电音产生部123根据来自基站的呼叫而生成来电音。切换部119只在来电时将连接于声音处理部118的放大部120切换为来电音产生部123，从而在来电音产生部123中生成的来电音经由放大部120输出至声音输入输出部121。
[0094]此外，呼叫控制存储器部124存放与通信的拨接呼叫控制有关的程序。另外，电话号码输入部122例如具备从0到9的号码键以及其他的键，通过按下这些号码键等，输入通话对象的电话号码等。
[0095]当电源部111对控制部112等各功能部施加的电压低于既定的值时，电压检测部116检测该电压下降并通知控制部112。此时的既定电压值为作为使通信部114稳定地动作而所需的最低限度的电压而预先设定的值，例如为3V左右。从电压检测部116接收到电压下降的通知的控制部112禁止无线部117、声音处理部118、切换部119以及来电音产生部123的动作。尤其必须停止消耗电力较大的无线部117的动作。而且，将通信部114因电池余量不足而不能使用的通知显示于显示部115。
[0096]S卩，能够通过电压检测部116和控制部112禁止通信部114的动作，将该信息显示于显示部115。该显示也可以是文字消息，作为更加直观的显示，还可以在显示部115的显示面的上部显示的电话图标上附加X (叉)符号。
[0097]此外，通过具备能够选择性地断开与通信部114的功能有关的部分的电源的电源断开部126，能够更加可靠地停止通信部114的功能。
[0098]如上所述，根据本实施方式的便携信息设备110，由于具备上述压电振动器1，故同样能够实现性能以及耐冲击性提高了的便携信息设备110。
[0099](电波钟表)
接下来，参照图16说明本发明所涉及的电波钟表的一个实施方式。
[0100]如图16所示，本实施方式的电波钟表130具备电连接于滤波器部131的压电振动器1，是具备接收包含钟表信息的标准的电波并且自动修正为正确的时刻并显示的功能的钟表。
[0101]在日本国内，在福岛县(40kHz)和佐贺县(60kHz)有发送标准的电波的发送所(发送站)，分别发送标准电波。如40kHz或者60kHz的长波兼具在地表传播的性质和在电离层与地表反射并且传播的性质，因而传播范围广，通过上述两个发送所而完全覆盖日本国内。
[0102]以下，详细地说明电波钟表130的功能构成。
[0103]天线132接收40kHz或者60kHz的长波的标准电波。长波的标准电波是对40kHz或者60kHz的载波将被称为定时码的时刻信息进行AM调制后的电波。接收的长波的标准电波由天线133放大，由具有多个压电振动器I的滤波器部131滤波、调谐。本实施方式中的压电振动器I分别具备水晶振动器部138、139，水晶振动器部138、139具有与上述载波频率相同的40kHz以及60kHz的谐振频率。
[0104]而且，滤波后的既定频率的信号由检波、整流电路134检波解调。接着，经由波形整形电路135取出定时码，通过CPU136计数。CPU136中读取当前的年、累计日、星期、时刻等信息。读取的信息反映于RTC137，显示正确的时刻信息。
[0105]由于载波为40kHz或者60kHz，故水晶振动器部138、139优选为具有上述音叉型构造的振动器。
[0106]此外，上述说明以日本国内的例子示出，但是长波的标准电波的频率在日本国外不同。例如，在德国使用77.5KHz的标准电波。从而，在将日本国外也能够进行对应的电波钟表130装入便携设备中时，还需要与日本的情况不同的频率的压电振动器I。
[0107]如上所述，根据本实施方式的电波钟表130,由于具备上述压电振动器I,故同样能够实现性能以及耐冲击性提高了的电波钟表130。
[0108]以上，参照附图详细地说明了本发明的实施方式，但是具体的构成不限于这些实施方式，还包含不脱离本发明的要旨的范围的设计变更等。
[0109]例如，在上述实施方式中，举陶瓷封装类型的压电振动器I为例，但不限于此，还可以是例如玻璃封装类型的压电振动器。
[0110]另外，使用第一基底基板10以及第二基底基板11这两片基板构成了基底基板，但是也可以使用一片基板构成基底基板，在安装面Ila处形成凹部40。但是，优选如上所述地，采用第一基底基板10以及第二基底基板11的两片基板构成。此时，在将贯穿孔形成于第二基底基板11之后，能够通过接合两个基底基板而容易地形成凹部40，因而能够减少凹部形成所耗费的工序以及时间。
[0111]另外，为了慎重起见进行补充，在现有技术中，关于防止在压电振动片以向宽度方向倾斜的状态安装时的棱线`部的裂缝、碎片等的情况，既未公开也未启示。本来，几乎所有的情况都是较多内容将焦点放在防止压电振动片的顶端部的裂缝、碎片等方面上，而关于顶端部以外的振动臂部的裂缝、碎片等则丝毫未提及。另外，即使提及顶端部以外的振动臂部的裂缝、碎片等，关于压电振动片向宽度方向倾斜的状态的问题也丝毫未公开和启示，即，即使基于现有示例，最终也不能够获得上述本发明的显著的效果。
[0112]附图标记说明
C空腔；1压电振动器；2封装件；3压电振动片；5封装主体(基底部件)；6盖部件；Ila安装面；30、31振动臂部；30a、31a振动臂部的顶端部；30b、31b振动臂部的基端部；32基部；40凹部；35a振动臂部的下表面(主面)；35c振动臂部的侧面；36棱线部；41接触部；42退出部；100振荡器；101振荡器的集成电路；110便携信息设备(电子设备)；113电子设备的计时部；130电波钟表；131电波钟表的滤波器部。
【权利要求】
1.一种压电振动器，具备: 基底部件； 盖部件，与所述基底部件重合并接合，并且在与该基底部件之间形成气密密封的空腔；以及 压电振动片，具有一对振动臂部和一体地支持该一对振动臂部的长度方向上的基端部的基部，在所述空腔内安装在所述基底部件的安装面上， 所述压电振动器的特征在于， 在所述基底部件的安装面处，在与所述压电振动片的顶端部相向的区域形成有凹部，并且当从所述基底部件的安装面的法线方向看时，在所述凹部的开口缘部中，配置于所述压电振动片的基端部侧的开口缘部处，在与所述振动臂部的棱线部对应的部分形成有向所述基端部侧侵蚀的退出部。
2.根据权利要求1所述的压电振动器，其特征在于， 所述退出部与所述一对振动臂部的各棱线部对应地形成。
3.根据权利要求1或2所述的压电振动器，其特征在于， 所述退出部与所述凹部形成为大致相同的深度。
4.一种振荡器，其特征在于， 权利要求1或2所述的压电振动器作为振子而与集成电路电连接。
5.—种电子设备,其特征在于， 权利要求1或2所述的压电振动器与计时部电连接。
6.—种电波钟表,其特征在于， 权利要求1或2所述的压电振动器与滤波器部电连接。
【文档编号】H03H9/02GK103684333SQ201310426872
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2012年9月20日
【发明者】小林高志 申请人:精工电子水晶科技股份有限公司
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