专利名称：压电振动片以及压电元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种压电振动片(piezoelectric vibrating pieces)以及压电元件(piezoelectric device),所述压电振动片的朝向激振部的应力的影响已受到抑制。
背景技术：
如下的压电振动片已为人所知，该压电振动片包括:激振部，以规定的频率发生振动；框部，将激振部的周围予以包围；以及连结部，将激振部及框部予以连结。在此种压电振动片中，将盖板(lid plate)以及基底板(base plate)接合于框部的表面背面，从而形成压电元件，该压电元件是安装于印刷(print)基板等而被使用。此种压电元件有时会承受施加至印刷基板的应力，且施加至压电元件的应力会对压电振动片产生影响，使激振部的振动频率的特性发生变化。对于如上所述的问题，例如在专利文献I中表示了如下的内容:在连结部形成锯齿状的缺口，借此，期待使从框部向激振部传递的应力缓和。另外，表示了如下的内容:当缺口的深度为框部的一半以上，且框部与激振部未呈直线地被连结时，热或应力的实质性的传递距离增加，从而会发挥大的缓和效果。现有技术文献专利文献专利文献I日本专利特开2007-214942号公报然而，考虑到专利文献I所揭示的压电振动片是在连结部形成缺口，因此，对于由落下引起的冲击等的耐受性变弱。特别是还存在如下的情况，即，最近的压电振动片已变薄以使压电元件实现小型化，有可能因在压电振动片中的耐冲击性最弱的连结部形成缺口而使耐冲击性下降。另外，在专利文献I中揭示有如下的两端固定型的压电振动片，该两端固定型的压电振动片在激振部的相向的边上，分别形成有连结部，但对于将连结部仅连结于激振部的一条边的悬臂型的压电振动片而言，耐冲击性变得更弱。因此，针对压电振动片，还希望对于激振部的应力的影响受到抑制，并且具有充分的耐冲击性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种压电振动片以及压电元件，使所述压电振动片的连结部的激振部侧的边及框部侧的边形成为不同的长度，借此，抑制对于激振部的应力的影响。第一观点的压电振动片包括:矩形形状的激振部，在两个主面形成有一对激振电极，且激振部包含在第一方向延伸的第一边、及比第一边更长且在第二方向延伸的第二边，所述第二方向与第一方向正交；框部，将激振部予以包围；以及连结部，将激振部与框部予以连结，连结部具有第三边与第四边、且连结部的厚度比框部的厚度更薄，所述第三边连接于第一边且在第一方向延伸，所述第四边连接于框部且在第一方向延伸，第三边与第四边的长度不同。根据第一观点，对于第二观点的压电振动片而言，连结部为一个，且连结部是连结于激振部的第一边的中央。根据第一观点及第二观点，对于第三观点的压电振动片而言，激振部包括:台面(mesa)区域与周边区域，所述台面区域形成有激振电极，所述周边区域形成在台面区域的周围，且周边区域的厚度比台面区域的厚度更薄。根据第三观点，对于第四观点的压电振动片而言，周边区域的厚度比连结部的厚
度更薄。根据第三观点，对于第五观点的压电振动片而言，周边区域的厚度与连结部的厚度相等。根据第一观点至第五观点，对于第六观点的压电振动片而言，连结部是包含曲线或折线而形成，所述曲线或折线将第三边的端部与第四边的端部予以连接、且向连结部侧凹陷。根据第一观点至第四观点，对于第七观点的压电振动片而言，在连结部的第一方向侧的侧面形成有辅助连结部，该辅助连结部将激振部与框部予以连结，且辅助连结部的厚度比连结部的厚度更薄。根据第七观点，对于第八观点的压电振动片而言，补助连结部的厚度与包含第一边的激振部的厚度相等。第九观点的压电元件包括:第一观点至第八观点的压电振动片；盖板，接合于压电振动片的框部的一方的主面；以及基底板，接合于压电振动片的框部的另一方的主面。发明的效果根据本发明的压电振动片以及压电元件，可抑制对于激振部的应力的影响。
图1是压电元件100的分解立体图。图2是图1的A-A剖面的剖面图。图3(a)是压电振动片130的平面图。图3 (b)是图3 (a)的B-B剖面图。图4(a)是未形成有电极的压电振动片130的平面图。图4 (b)是压电振动片130的短边弯曲的模拟结果。图5(a)是表不压电振动片130的激振部131的应力分布的图。图5 (b)是表示台面区域131a的中心点139a及激振部131的-X轴侧的端部的点139b处的、短边弯曲时的t轴方向的应力的图。图6(a)是未形成有电极的压电振动片230的平面图。图6 (b)是图6 (a)的C-C剖面图。图6 (C)是图6 (a)的D-D剖面图。图7(a)是未形成有电极的压电振动片330的平面图。图7(b)是图7(a)的虚线161的放大图。图7 (C)是连结部333b的平面图。图8(a)是未形成有电极的压电振动片430的平面图。图8(b)是压电振动片430的短边弯曲的模拟结果。
图9 (a)是表示压电振动片430的激振部131的应力分布的图。图9(b)是表示压电振动片430的台面区域131a的中心点139a及激振部131的-X轴侧的端点139b处的、短边弯曲时的t轴方向的应力的图。图10 (a)是压电振动片430落下时所施加的应力的模拟结果。图10(b)是表示压电振动片130及压电振动片430落下时所施加的最大应力的大小的图。附图标记:100:压电元件101:模腔110:盖板111、121:凹部112、122:接合面120:基底板123:连接电极124:外部电极125:城堡形电极126:城堡形部分130、230、330、430:压电振动片131:激振部131a:台面区域131b:周边区域132:框部133,233,333a,333b,433:连结部134:激振电极135:引出电极136:贯通孔137a、137b:角部138a:第一边138b:第二边138c,438c:第三边138d、438d:第四边138e:折线138f:曲线139:直线139a:中心点/点139b:端点 / 点141:密封材料161:虚线233a:补助连结部
A-A D-D:剖面LA、LR、LS、WA、WRl WR4、WS:长度Tl T3:厚度\、V 'V:轴方向
具体实施例方式以下，基于附图来详细地对本发明的较佳实施方式进行说明。再者，关于本发明的范围，在以下说明中只要无特别限定本发明的内容记载，则并不限于这些方式。第一实施方式压电元件100的构成图1是压电元件100的分解立体图。压电元件100包含:盖板110、基底板120、以及压电振动片130。压电振动片130中，例如使用AT切割的晶体振动片。AT切割的晶体振动片的主面(YZ面)相对于结晶轴(XYZ)的Y轴，以X轴为中心，从Z轴向Y轴方向倾斜35度15分。在以下的说明中，以AT切割的晶体振动片的轴方向为基准，使用倾斜的新的轴作为r轴以及Zi轴。即，压电元件loo中，将压电元件loo的长边方向作为X轴方向，将压电元件100的高度方向作为Γ轴方向，将与X轴方向及V轴方向垂直的方向作为t轴方向来进行说明。压电振动片130包含:激振部131，以规定的频率发生振动，且形成为四边形状；框部132，将激振部131予以包围；以及一个连结部133，将激振部131与框部132予以连结。激振部131与框部132之间的连结部133以外的区域成为贯通孔136，该贯通孔136沿着V轴方向将压电振动片130予以贯通。在激振部131的+Y'轴侧的面及-Y'轴侧的面，形成有激振电极134。另外，激振部131是由台面区域131a与周边区域131b形成，所述台面区域131a形成有激振电极134，所述周面区域131b形成在台面区域131a的周围，且Y'轴方向的厚度比台面区域131a更薄。引出电极135分别从形成于+Y'轴侧及-Y'轴侧的面的激振电极134，通过连结部133而引出至框部132的-Y'轴侧的面为止。基底板120配置在压电振动片130的-Y'轴侧。基底板120形成为矩形形状，该矩形形状在X轴方向上具有长边，在Zi轴方向上具有短边。在基底板120的-Y'轴侧的面上形成有一对外部电极124。该外部电极124经由焊料(solder)而固定于印刷基板等，且与该印刷基板等形成电性连接，借此，压电元件100安装于印刷基板等。另外，在基底板120的四个角落的侧面形成有城堡形部分(castellation) 126,在城堡形部分126中形成有城堡形电极125。在基底板120的+Y'轴侧的面上形成有凹部121，在凹部121的周围形成有接合面122。另外，在接合面122的四个角落、即在城堡形部分126的周围形成有连接电极123。该连接电极123经由形成于城堡形部分126的城堡形电极125而电性连接于外部电极124。基底板120是:在接合面122上，经由密封材料141 (参照图2)而接合于压电振动片130的框部132的-Y'轴侧的面。另外，连接电极123与压电振动片130的引出电极135形成电性连接。
盖板110配置在压电振动片130的+Y^轴侧。在盖板110的-Y'轴侧的面上形成有凹部111，在凹部111的周围形成有接合面112。盖板110是:在接合面112上，经由密封材料141 (参照图2)而接合于压电振动片130的框部132的+Y'轴侧的面。
图2是图1的A-A剖面的剖面图。对于压电元件100而言，盖板110配置于压电振动片130的框部132的+Y'轴侧的面，基底板120配置于框部132的-Y'轴侧的面，借此，在压电元件100的内部形成模腔(cavity) 101。另外，压电振动片130的框部132、盖板110的接合面112、以及基底板120的接合面122彼此经由密封材料141而接合，借此，模腔101被密封。当将压电振动片130与基底板120予以接合时，框部132的-Y'轴侧的面上所形成的引出电极135、与基底板120的接合面122上所形成的连接电极123形成电性连接。借此，台面区域131a的+Y'轴侧及-Y'轴侧所形成的各激振电极134是:经由引出电极135、连接电极123、以及城堡形电极125，而电性连接于外部电极124。图3(a)是压电振动片130的平面图。压电振动片130包含:激振部131，形成为矩形形状；框部132，将激振部131予以包围；以及一个连结部133，将激振部131与框部132予以连结。激振部131包括:第一边138a与第二边138b，所述第一边138a是激振部131的-X轴侧的边，所述第二边138b是激振部131的W轴侧及-V轴侧的边。连结部133形成为梯形形状，该梯形形状包括:第三边138c与第四边138d，所述第三边138c是+X轴侧的边，所述第四边138d是-X轴侧的边且比第三边138c更长。连结部133是:第三边138c连结于激振部131的第一边138a的中央，第四边138d从该中央处向-X轴方向延伸、并连结于框部132。另外，激振部131与框部132之间的连结部133以外的区域成为贯通孔136，该贯通孔136沿着Y'轴方向将压电振动片130予以贯通。形成于激振部131的周边区域131b是以将台面区域131a予以包围的方式而形成。引出电极135是从台面区域131a的+Y'轴侧的面上所形成的激 振电极134开始，经由周边区域131b、连结部133的+Y'轴侧的面、连结部133的+Z'轴侧的侧面、以及连结部133的-Y'轴侧的面，而引出至框部132的-Y'轴侧的面的-X轴侧的+Z^轴侧的角部为止。另外，引出电极135是从台面区域131a的-Y'轴侧的面上所形成的激振电极134(参照图3(b))开始，经由周边区域131b以及连结部133的-Y'轴侧的面而引出至框部132，引出电极135进而在框部132的-Y'轴侧的面上沿着-Zi轴方向及+X轴方向延伸，并引出至框部132的-Y'轴侧的面的+X轴侧的-Z^轴侧的角部为止。图3(b)是图3(a)的B-B剖面图。对于压电振动片130而言，框部132在Γ轴方向上的厚度形成为厚度Tl，台面区域131a在Y'轴方向上的厚度形成为厚度T2，连结部133及周边区域131b的Y'轴方向的厚度形成为厚度T3。在压电振动片130中，厚度Tl形成得比厚度T2及厚度T3更厚，厚度T2形成得比厚度T3更厚。对于压电振动片130而言，在频率例如为40MHz的情况下，厚度T2形成为41.75 μ m。压电振动片130的模拟(simulation)结果在将压电元件安装于印刷基板的状态下，进行用以求出如下的应力的模拟，该应力是在使印刷基板弯曲的情况下施加至压电振动片的应力。设想如下的两种情况来进行模拟，所述两种情况是指:在压电元件100的长边方向(X轴方向)上使印刷基板弯曲的情况(长边弯曲)、及在短边方向{V轴方向)上使印刷基板弯曲的情况(短边弯曲)。另外，在以下所说明的模拟结果中表示了 Z'轴方向的应力。以下，对压电振动片的模拟结果进行说明。图4(a)是未形成有电极的压电振动片130的平面图。将压电振动片130的框部132的Z'轴方向的整体长度设为长度WA，将框部132的X轴方向的整体长度设为长度LA，将激振部131的第一边138a的长度设为长度WS，将第二边138b的长度设为长度LS，将连结部133的第三边138c的长度设为长度WRl，将连结部133的第四边138d的长度设为长度WR2,以及将连结部133的X轴方向的长度设为长度LR。将长度LA设为2.0mm，将长度WA设为1.6mm，将长度LS设为1.3mm,将长度WS设为0.95mm,将长度LR设为0.2mm,将长度WRl设为0.32mm,将长度WR4设为0.42mm来进行模拟。图4(b)是压电振动片130的短边弯曲的模拟结果。在图4(b)中，仅表示了压电振动片130的激振部131及连结部133的平面图。在图4(b)中，台面区域131a的颜色(白色)是几乎未施加应力的状态的颜色，比该颜色更浓的部位表示施加有应力。另外，接近于黑色的部位表示激振部131及连结部133中的施加了最强的应力部分。在图4(b)中，颜色浓的部分表示连结部133，且设想强应力施加至连结部133的情况。另外，已知:颜色淡的区域从连结部133向周边区域131b延伸，施加了应力的区域从连结部133延伸至周边区域131b。另外，将台面区域131a的中心点设为点139a，将通过中心点139a且与X轴呈平行的直线设为直线139，将直线139上的点、即激振部131的-X轴侧的端部设为点139b。图5(a)是表示压电振动片130的激振部131的应力分布的图(graph)。图5 (a)表不图4(b)的直线139上的应力分布,横轴表不X轴方向位置(mm),纵轴表不应力(MPa)。关于X轴方向位置，将台面区域131a的中心点即点139a(参照图4(b))设为0.0mm，从点139a算起的朝向+X轴方向的距离表示为正值，从点139a算起的朝向-X轴方向的距离表示为负值。另外，当纵轴所示的应力为正值时，表示施加拉伸应力的情况；当纵轴所示的应力为负值时，表示施加压缩应力的情况。在图5(a)中，表示了压电振动片的连结部的第三边138c的长度WRl与第四边138d的长度WR2的长度为相同的情况(WRl = WR2)、及第三边138c的长度WRl形成得比第四边138d的长度WR2更短的情况(WRl < WR2)的结果，各个结果表示了长边弯曲与短边弯曲的结果。另外，作为图5(a)所示的结果的WRl =WR2时的长度WRl及长度WR2为0.42mm,而WRl < WR2时的长度WRl为0.32mm,长度WR2为0.42_。在图5(a)中，涂黑的菱形表示WRl = WR2的长边弯曲的结果，留白的菱形表示WRl = WR2的短边弯曲的结果，留白的圆表示WRl < WR2的长边弯曲的结果，涂黑的圆表示WRl <WR2的短边弯曲的结果。在图5(a)中，WRl = WR2的长边弯曲(涂黑菱形)、与WRl < WR2的长边弯曲(留白圆)的值采用大致相同的值。即，在长边弯曲的情况下，未发现由第三边138c的长度WRl与第四边138d的长度WR2的长度的差异所引起的大的影响。另一方面，在WRl = WR2的短边弯曲(留白菱形)、与WR1<WR2的短边弯曲(涂黑圆)中，在X轴方向位置大致为-0.5mm至0.0mm的范围内，WRl < WR2的短边弯曲的应力的绝对值小于WRl = WR2的短边弯曲的应力的绝对值。图5 (b)是表示台面区域131a的中心点139a及激振部131的-X轴侧的端部的点139b处的、短边弯曲时的Zi轴方向的应力的图。横轴表示点139a及点139b，纵轴表示应力。另外，在图5(b)中表示了各点的WRl <WR2与WRl = WR2的应力。在台面区域131a的中心点139a处，WRl = WR2的应力为-0.518MPa,WRl < WR2的应力为-0.183MPa。另外，在激振部131的端点139b处，WRl = WR2的应力为-2.59IMPa, WRl < WR2的应力为-1.143MPa。已知:在台面区域131a的中心点139a及激振部131的端点139b处，WRl < WR2的应力的绝对值小于WRl = WR2的应力的绝对值，在台面区域131a的中心点139a处，应力的强度减少了约65%，在激振部131的端点139b处，应力的强度减少了约56%。借由模拟已确认:在压电振动片130中，连结部133的第三边的长度形成得比第四边的长度更短，借此，施加至激振部131的应力减小。另外，考虑到:对于仅连结部133的第三边的长度形成为短长度的压电振动片130而言，与整个连结部的Z'轴方向的长度形成为短长度(即，第三边及第四边均形成为短长度)的情况相比较，压电振动片的耐冲击性更强。因此，对于压电振动片130而言，可使施加至激振部131的应力减小而不会大幅度地损害耐冲击性，可防止压电振动片的振动频率等特性发生变化。压电振动片130的变形例压电振动片130的连结部133形成得比周边区域131b更厚，而且还可形成补助连结部。另外，连结部133的+Z'轴侧及-Z'轴侧的侧面也可向连结部侧凹陷地形成。以下，对压电振动片230及压电振动片330进行说明，所述压电振动片230形成有厚连结部、且形成有补助连结部，所述压电振动片330的连结部的+Z'轴侧及-Z'轴侧的侧面向连结部侧凹陷。另外，在以下的说明中，对与压电振动片130相同的部分附上与压电振动片130相同的记号，并将该部分的说明予以省略。压电振动片230图6(a)是未形成有电极的压电振动片230的平面图。压电振动片230包含:激振部131 ;框部132，将激振部131予以包围；连结部233，将激振部131与框部132予以连结；以及补助连结部233a，形成于连结部233的+Z'轴侧及-Z'轴侧的侧面。连结部233连结于激振部131的-X轴侧的边、即第一边138a的中央，连结部233的+X轴侧的边即第三边138c的长度形成得比连结部233的-X轴侧的边即第四边138d的长度更短。另外，在连结部233的W轴侧及-V轴侧的侧面形成有补助连结部233a，该补助连结部233a也连结于第一边138a及框部132。图6(b)是图6(a)的C-C剖面图。压电振动片230的框部132的厚度形成为厚度Tl，台面区域131a及连结部233的厚度形成为厚度T2，周边区域131b的厚度形成为厚度T3。另外，对于压电振动片230而言，在频率例如为40MHz的情况下，厚度T2形成为41.75 μ m0图6 (c)是图6(a)的D-D剖面图。压电振动片230的补助连结部233a形成为厚度T3，该厚度T3是与周边区域131b为相同的厚度。另外，补助连结部233a与连结部233的阶差形成为4μ m。在压电振动片230中，连结部233形成得比周边区域131b更厚，且形成有补助连结部233a，借此，连结部233不易破损，压电振动片230的耐冲击性提高。也可仅将连结部233形成得比周边区域131b更厚，或仅形成补助连结部233a。连结部233及补助连结部233a也可并不形成为:与台面区域131a及周边区域131b相同的厚度。然而，当连结部233及补助连结部233a形成为与台面区域131a及周边区域131b相同的厚度，且连结部233与周边区域131b的阶差、及连结部233与补助连结部233a的阶差形成为和台面区域131a与周边区域131b的阶差为相同的高度时，可利用与台面区域131a相同的步骤来形成连结部233，且可利用与周边区域131b相同的步骤来形成补助连结部233a，由此为较佳。压电振动片330图7(a)是未形成有电极的压电振动片330的平面图。压电振动片330包含:激振部131，形成为矩形形状；框部132，将激振部131予以包围；以及一个连结部333a，将激振部131与框部132予以连结。连结部333a包括:第三边138c与第四边138d，所述第三边138c是+X轴侧的边，所述第四边138d是-X轴侧的边且比第三边138c更长，连结部333是:第三边138c连结于激振部131的第一边138a的中央，第四边138d从该中央向-X轴方向延伸、并连结于框部132。图7(b)是图7(a)的虚线161的放大图。连结部333a的平面形状包含:将第三边138c的-X轴侧的端部与第四边138d的-X轴侧的端部予以连结的折线138e、及将第三边138c的+X轴侧的端部与第四边138d的+X轴侧的端部予以连结的折线138e。各折线138e向连结部333a侧凹陷地形成。在压电振动片中，应力容易集中于呈锐角地凹陷所形成的角部而发生破损，但在压电振动片330中，由第一边138c与折线138e形成的角部137a、及由框部132与折线138e形成的角部137b的角度扩大地形成，借此，应力不易集中于角部137a及角部137b，压电振动片不易破损。图7 (C)是连结部333b的平面图。在图7(a)所示的压电振动片330中，也可形成连结部333b来代替连结部333a。连结部333b包括:第三边138c与第四边138d，所述第三边138c是+X轴侧的边，所述第四边138d是-X轴侧的边且比第三边138c更长，第三边138c是连结于激振部131的第一边138a的中央，第四边138d从该中央向-X轴方向延伸、并连结于框部132。连结部333b的平面形状包含:将第三边138c的-X轴侧的端部与第四边138d的-X轴侧的端部予以连结的曲线138f、及将第三边138c的+X轴侧的端部与第四边138d的+X轴侧的端部予以连结的曲线138f。各曲线138f向连结部333b侧凹陷地形成。即使在形成连结部333b来代替连结部333a的情况下，应力也不易集中于角部137a及角部137b，压电振动片不易破损。第二实施方式
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对于形成于压电振动片的连结部而言，连结部的-X轴侧所形成的第四边也可形成得比连结部的+X轴侧所形成的第三边更短。以下，对压电振动片430进行说明，该压电振动片430的第四边形成得比第三边更短。另外，在以下的说明中，对与第一实施方式相同的部分附上与该部分相同的记号，并将该部分的说明予以省略。压电振动片430的模拟结果在将压电元件安装于印刷基板的状态下，进行用以求出如下的应力的模拟，该应力是:在使印刷基板弯曲的情况下，施加至压电振动片430的应力。设想如下的两种情况来进行模拟，所述两种情况是指:在压电元件100的长边方向(X轴方向)上使印刷基板弯曲的情况(长边弯曲)、及在短边方向{V轴方向)上使印刷基板弯曲的情况(短边弯曲)。另外，以下的模拟结果所说明的应力是:表示Z'轴方向的应力。以下，对压电振动片430的模拟结果进行说明。图8(a)是未形成有电极的压电振动片430的平面图。压电振动片430是由激振部131、将激振部131予以包围的框部132、以及连结部433所形成，该连结部433将激振部131与框部132予以连结。激振部131是由台面区域131a与周边区域131b形成，该周边区域131b形成在台面区域131a的周围，且周边区域131b的Y'轴方向的厚度比台面区域131a的Γ轴方向的厚度更薄。另外，连结部433连结于激振部131的-X轴侧的边即第一边138a的中央，连结部433的-X轴侧的边即第四边438d形成得比连结部433的+X轴侧的边即第三边438c更短。连结部433的X轴方向的长度LR形成为0.2mm，第三边438c的长度即长度WR3形成为0.42mm，第四边438d的长度即长度WR4形成为0.32mm。图8 (b)是压电振动片430的短边弯曲的模拟结果。在图8 (b)中，仅表示了压电振动片430的激振部131及连结部433的平面图。在图8(b)中，台面区域131a的颜色(白色)是几乎未施加应力的状态的颜色，比该颜色更浓的部位表示施加有应力。另外，接近于黑色的部位表示激振部131及连结部433中的施加了最强的应力的部位。在图8(b)中，颜色浓的部分表示连结部433，且设想强应力施加至连结部433的情况。另外，已知:颜色淡的区域(灰色的区域)从连结部433向周边区域131b延伸，施加了应力的区域从连结部433延伸至周边区域131b。另外，将台面区域131a的中心点设为点139a，将通过中心点139a且与X轴呈平行的直线设为直线139，将直线139上的点即激振部131的-X轴侧的端部设为点139b。图9(a)是表示压电振动片430的激振部131的应力分布的图。另外，为了进行比较，在图9(a)中还表不了压电振动片130的激振部131的应力分布。在图9(a)中表不图8(b)的直线139上的应力分布,横轴表不X轴方向位置(mm),纵轴表不应力(MPa)。关于X轴方向位置，将台面区域131a的中心点即点139a(参照图8(b))设为0.0mm，从点139a算起的朝向+X轴方向的距离表示为正值，从点139a算起的朝向-X轴方向的距离表示为负值。另外，纵轴所示的应力是朝向Z'轴方向的应力，当所述应力为正值时，表示施加拉伸应力的情况；当所述应力为负值时，表示施加压缩应力的情况。在图9(a)中，表示了压电振动片430及压电振动片130的结果，各个结果表示了长边弯曲及短边弯曲的结果。在图9(a)中，涂黑的菱形表示压电振动片430的长边弯曲的结果，留白的菱形表示压电振动片430的短边弯曲的结果，留白的圆表示压电振动片130的长边弯曲的结果，涂黑的圆表示压电振动片130的短边弯曲的结果。在图9(a)中，在X轴方向位置约为-0.4mm以下的区域中，压电振动片430的长边弯曲(涂黑菱形)的应力小于压电振动片130的长边弯曲(留白圆)的应力。即，存在如下的倾向:在激振部131的连结部附近，在长边弯曲的情况下，压电振动片430的应力小于压电振动片130的应力。另一方面，在短边弯曲的情况下，压电振动片430及压电振动片130的应力分布表现出了相似的倾向。图9(b)是表示压电振动片430的台面区域131a的中心点139a及激振部131的-X轴侧的端点13%处的、短边弯曲时的Z'轴方向的应力的图。为了进行比较，在图9(b)中还表示了图5 (b)所示的WRl = WR2 ( = 0.42mm)的情况下的结果、及压电振动片130的情况下的结果。图9 (b)的横轴表示台面区域中心点139a及激振部端点139b，纵轴表示短边弯曲时的Z'轴方向的应力。在台面区域131a的中心点139a处，WRl =WR2的应力为-0.518MPa，压电振动片130的应力为-0.183MPa，压电振动片430的应力为-0.226MPa。另外，在激振部131的端点139b处，WRl = WR2的应力为-2.591MPa，压电振动片130的应力为-1.143MPa，压电振动片430的应力为-1.284MPa。在台面区域131a的中心点139a及激振部131的端点139b处，施加至压电振动片430的应力稍微高于施加至压电振动片130的应力，但小于WRl = WR2时的应力。若将施加至压电振动片430的应力与WRl = WR2时所施加的应力相比较，则在台面区域131a的中心点139a处，应力的强度减少了约56%，在激振部131的端点139b处，应力的强度减少了约50 %。
图10(a)是压电振动片430落下时所施加的应力的模拟结果。图10(a)所示的应力是表示在压电元件落下时，施加至压电振动片的应力的Z'轴方向成分。在图10(a)中，白色的区域表示在落下时几乎未施加应力，黑色的区域表示施加了最强的应力，灰色的区域表示施加了比黑色的区域的应力更弱的应力。已知:在图10(a)中，以连结部433为中心而施加应力，在压电元件落下时，施加以连结部433为中心的应力。图10(b)是表示压电振动片130及压电振动片430落下时所施加的最大应力的大小的图。压电振动片130落下时所施加的最大应力为76.437MPa，压电振动片430落下时所施加的最大应力为63.674MPa。如图10(a)所示，由于所述应力施加至压电振动片中的耐冲击性的最低的连结部，因此，所述应力优选为小的应力。施加至压电振动片430的最大应力比施加至压电振动片130的最大应力约小了 17%。借由模拟已确认:在压电振动片430中，连结部433的第四边438d的长度形成得比第三边438c的长度更短，借此，施加至激振部131的弯曲应力减少(参照图9 (b))。另外，压电振动片430与压电振动片130相比较，施加至连结部的最大应力更小，因此，认为落下时的耐冲击性比压电振动片130更强(参照图10(b))。因此，对于压电振动片430而言，连结部433的第四边438d的长度形成得比第三边438c的长度更短，借此，可使施加至激振部131的应力减少，而不会大幅度地损害耐冲击性，可防止压电振动片的振动频率等特性发生变化。以上，已详细地对本发明的最佳实施方式进行了说明，但对于本领域技术人员而言，显然可在本发明的技术范围内，对实施方式添加各种变更、变形来实施本发明。例如在所述实施方式中，表示了压电振动片为AT切割的晶体振动片的情况，但同样地，即使所述压电振动片为以厚度剪力模式(thicknessshear mode)而发生振动的BT切割的晶体振动片等，也可同样适用。而且，压电振动片基本上不仅可应用晶体材料，而且可应用包含钽酸锂或铌酸锂或者压电陶瓷的压电材料。
权利要求
1.一种压电振动片，其特征在于包括: 矩形形状的激振部，在两个主面形成有一对激振电极，且所述激振部包含:在第一方向延伸的第一边、及比所述第一边更长且在第二方向延伸的第二边，所述第二方向与所述第一方向正交； 框部，将所述激振部予以包围；以及 连结部，将所述激振部与所述框部予以连结，所述连结部具有第三边与第四边，且所述连结部的厚度比所述框部的厚度更薄，所述第三边连接于所述第一边且在所述第一方向延伸，所述第四边连接于所述框部且在所述第一方向延伸， 所述第三边与所述第四边的长度不同。
2.根据权利要求1所述的压电振动片，其特征在于: 所述连结部为一个，且 所述连结部连结于所述激振部的所述第一边的中央。
3.根据权利要求1或2所述的压电振动片，其特征在于: 所述激振部包括:台面区域与周边区域， 所述台面区域形成有所述激振电极， 所述周边区域形成在所述台面区域的周围，且所述周边区域的厚度比所述台面区域的厚度更薄。
4.根据权利要求3所述的压电振动片，其特征在于: 所述周边区域的厚度比所述连结部的厚度更薄。
5.根据权利要求3所述的压电振动片，其特征在于: 所述周边区域的厚度与所述连结部的厚度相等。
6.根据权利要求1或2所述的压电振动片，其特征在于: 所述连结部是包含曲线或折线而形成， 所述曲线或折线将所述第三边的端部与所述第四边的端部予以连接、且向所述连结部侧凹陷。
7.根据权利要求1或2所述的压电振动片，其特征在于: 在所述连结部的所述第一方向侧的侧面形成有辅助连结部， 所述辅助连结部将所述激振部与所述框部予以连结，且所述辅助连结部的厚度比所述连结部的厚度更薄。
8.根据权利要求7所述的压电振动片，其特征在于: 所述补助连结部的厚度与包含所述第一边的所述激振部的厚度相等。
9.一种压电元件，其特征在于包括: 根据权利要求1至8中任一项所述的压电振动片； 盖板，接合于所述压电振动片的所述框部的一方的主面；以及 基底板，接合于所述压电振动片的所述框部的另一方的主面。
全文摘要
本发明提供一种压电振动片以及压电元件，该压电振动片的朝向激振部的应力的影响已受到抑制。压电振动片包括矩形形状的激振部，在两个主面形成有一对激振电极，且激振部包含在第一方向延伸的第一边、及比第一边更长且在第二方向延伸的第二边，所述第二方向与第一方向正交；框部，将激振部予以包围；以及连结部，将激振部与框部予以连结，连结部具有第三边与第四边，且连结部的厚度比框部的厚度更薄，所述第三边连接于第一边且在第一方向延伸，所述第四边连接于框部且在第一方向延伸，第三边与第四边的长度不同。
文档编号H03H9/02GK103095242SQ20121043078
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月1日 优先权日2011年11月2日
发明者有路巧, 高桥岳宽 申请人:日本电波工业株式会社