专利名称：振动器件及振荡器的制作方法
技术领域：
本发明涉及在构成于2个基板间的空腔安装振动片的振动器件及振荡器。
背景技术：
使用石英振动器的振动器件正在普及。使用石英振动器的振动器件是小型的，且对于温度变化的频率特性稳定，被广泛地用作便携电话等的便携信息终端、其他很多电子器件的定时源。近年来，寻求更进一步的小型化、振动周期的稳定性。因此，进行使石英振动器更小型化，并利用表面安装法安装于基板的工作。图5是专利文献I所述的石英振动器的说明图(专利文献I的图1)，图5 (a)是石英振动器的截面图，(b)是去除金属盖53的石英振动器的平面图。石英振动器由形成有凹部的容器主体51、安装于凹部的底面的石英片52、以及设置于凹部的上端并密闭凹部的金属盖53构成。石英片52利用导电性粘接材料58由容器主体51支撑为悬臂状。石英片52具有扁平的长方形，在其表面具备:用于使石英片52激振的激振电极56,与激振电极56电连接的第I引出部57a,以及与第I引出部57a电连接并设置于石英片52的角部的第2引出部57b。激振电极56以夹着石英片52的方式形成于石英片52的两个面。第2引出部57b形成于石英片52的短边的两个角部，一个角部的第2引出部57b与形成于一个表面的激振电极56电连接，另一个角部的第2引出部57b与形成于另一个表面的激振电极56电连接。第2引出部57b经由石英端子54与导电性粘接材料58电连接，进一步与外部端子55电连接。因此，石英片52的短边的两个角部利用导电性粘接剂58固定于容器主体51,石英片52被支撑为悬臂状。[专利文献I]日本特开2008- 109538号公报。
发明内容
在专利文献I的安装方法中，石英片52的短边的2处利用导电性粘接剂58固定于容器主体51。在石英片52与容器主体51之间存在热膨胀系数差的情况下，当周围温度变化时该2处的固定部之间被施加应力。因此，频率特性相对于温度变化而变差。特别是，在石英片52是厚度滑移振动的AT剪切石英片的情况下，利用导电性粘接剂58固定石英片52的短边的2处时，对于周围温度的变化的频率特性变差变得显著。另外，这种的振动器件为了减少空气阻力而将容器内保持为真空。然而，如专利文献I那样，使用导电性粘接材料58时，从该导电性粘接剂58产生气体，石英片52的频率特性因产生的气体而变动。加热熔化导电性粘接剂58而将石英片52安装于容器主体51，但在熔化时，导电性粘接剂58扩散，难以将石英片52与容器主体51之间的接合面积控制为较小。而且，石英片52的振动特性因接合面积扩大而变差。因此，石英片52的小型化存在极限。此外，直到使导电性粘接剂58固化需要时间，因而存在这样的情况，即在将石英片52粘接于容器主体51的期间石英片52因自重而倾斜，与封装件接触并阻碍振动。出于这样的理由，为了获得高精度的频率特性，不能够采用使用导电性粘接剂58将石英片52安装于容器主体51的方法。本发明是鉴于上述课题而做出的，其目的在于，提供抑制对于周围温度的变化的频率特性变差、小型且高精度的振动器件。本发明的振动器件具备基体、与所述基体接合而构成空腔的盖体以及收纳于所述空腔的振动片，所述振动片具备扁平的长方形的主体部和在所述主体部的一个角部沿所述长方形的横向(短手方向)伸出的伸出部，所述主体部具备用于激励振动的2个激振电极，所述伸出部具备与一个所述激振电极电连接的第一端子，所述主体部具备与另一个所述激振电极电连接、在设置有所述伸出部的一侧的短边附近设置的第二端子，所述基体在所述空腔侧的表面具备与所述第一端子连接的第一连接部，以及与所述第二端子连接的第二连接部，利用所述第一及第二连接部将所述振动片支撑为悬臂状。另外，所述第二连接部连接到所述主体部的横向幅度的大致中央。另外，在从垂直方向观察扁平的所述主体部的表面的俯视下，所述伸出部由L字型臂构成，所述L字型臂的一端与所述主体部连接，在另一端的附近连接所述第一连接部。另外，所述L字型臂的一边沿所述主体部的横向伸出，所述L字型臂的另一边与所述主体部的纵向平行，朝向设置有所述伸出部的一侧的短边的对边侧。另外，在从垂直方向观察扁平的所述主体部的表面的俯视下，所述伸出部具有凹形状或旋涡形状，所述凹形状或旋涡形状的一端与所述主体部连接，在另一端的附近连接所述第一连接部。另外，所述振动片是AT剪切石英振动片。另外，所述第一及第二连接部由金属凸点构成。另外，所述金 属凸点是金凸点。另外，所述基体具备与所述第一连接部电连接的第一布线，与所述第二连接部电连接的第二布线，以及贯通所述基体而与所述第一及第二布线分别电连接的第一及第二贯通电极。本发明的振荡器具备上述的任一个所述的振动器件，以及向所述振动器件供给驱动信号的驱动电路。本发明的振动器件具备基体、与基体接合而构成空腔的盖体以及收纳于空腔的振动片，振动片具备扁平的长方形的主体部以及在主体部的一个角部沿长方形的横向伸出的伸出部，主体部具备用于激励振动的2个激振电极，伸出部具备与一个激振电极电连接的第一端子，主体部具备与另一个激振电极电连接、并在设置有伸出部的一侧的短边附近设置的第二端子，基体在空腔侧的表面具备与第一端子连接的第一连接部，以及与第二端子连接的第二连接部，利用第一及第二连接部将振动片支撑为悬臂状。由此，即使周围温度变化，也能够提供频率特性的变差较少的振动器件。
图1是本发明的第一实施方式的振动器件的说明图。图2示出在本发明的振动器件中使用的振动片的变形例。图3是去除了本发明的第二实施方式的振动器件的盖体的基体的平面示意图。图4是本发明的第三实施方式的振荡器的俯视示意图。
图5是以往公知的石英振动器的说明图。
具体实施例方式(第一实施方式)
图1是本发明的第一实施方式的振动器件I的说明图。图1 (a)是振动器件I的纵截面示意图，图1 (b)是去除了盖体4的基体3的平面示意图，图1 (c)是振动片6的俯视示意图。图1 (a)表示图1 (b)的部分AA的截面。如图1所示，振动器件I具备基体3、与基体3接合而构成空腔5的盖体4以及收纳于空腔5的振动片6。振动片6具备作为扁平的长方形的主体部7，以及在主体部7的一个角部(图1 (c)中为下边与左边相交的角部)沿长方形的横向(一 y方向)伸出的伸出部
8。主体部7具备用于激励振动的2个激振电极9a、9b。伸出部8具备与一个激振电极9a电连接的第一端子10a，主体部7具备与另一个激振电极9b电连接、并在设置有伸出部8的一侧的短边附近设置的 第二端子10b。基体3在空腔5侧的表面具备与第一端子IOa连接的第一连接部12a，以及与第二端子IOb连接的第二连接部12b，利用第一及第二连接部12a、12b将振动片6支撑为悬臂状。这样，利用主体部7与伸出部8的2点支撑振动片6，因而能够比以2点支撑主体部7的情况更有弹性地支撑。就是说，在基体3与振动片6之间存在热膨胀系数差的情况下，即使周围温度变化而因热膨胀系数差在主体部7与伸出部8的2点支撑间施加应力，该应力也能够被伸出部8缓冲而降低对振动特性造成的影响。以下，具体地进行说明。如图1 (a)及(C)所示，振动片6具备扁平的长方形的主体部7，以及在主体部7的下边与左边相交的角部沿长方形的横向(一 y方向)伸出的伸出部8。主体部7在表面H与相反侧的背面R以夹着振动片6的方式具备激振电极9a、9b。从垂直方向观察扁平的主体部7的表面H的俯视下，伸出部8具有L字型臂的形状，其一端与主体部7连接，另一端由第一连接部12a支撑。伸出部8在其表面H及背面R具备第一端子10a，第一端子IOa经由布线Ila与表面H的激振电极9a电连接，并且与第一连接部12a电连接。因此，第一连接部12a与在主体部7的表面H设置的激振电极9a电连接。主体部7在从设置有伸出部8的一侧的左边的中央跨到上边，在表面H及背面R具备第二端子10b，第二端子IOb经由布线Ilb与背面R的激振电极9b电连接。主体部7由连接到主体部7的横向(y方向)的幅度的大致中央的第二连接部12b支撑，第二连接部12b与第二端子IOb电连接。因此，第二连接部12b与在主体部7的背面R设置的激振电极9b电连接。伸出部8以L字型臂的短的一边从主体部7的横向(一 y方向)伸出的方式连接，而L字型臂的长的另一边朝向主体部7的纵向(X方向)。对于振动片6，在L字型臂与主体部7的连接部的相反侧的端部由第一连接部12a支撑，在主体部7的左边附近、主体部7的横向的幅度的大致中央由第二连接部12b支撑。即使周围温度变化，振动片6与基体3之间因热膨胀率差而伸缩，该伸缩也被伸出部8的L字型臂吸收。因此，向主体部7施加的应力得到缓冲，降低因温度变化引起的频率特性的变差。进一步，第二连接部12b支撑主体部7的横向的幅度的大致中央，因而对主体部7的振动造成的影响较少。
基体3具备与第一连接部12a电连接的第一布线14a，与第二连接部12b电连接的第二布线14b，以及贯通基体3而与第一及第二布线14a、14b分别电连接的第一及第二贯通电极15a、15b。在基体3的与空腔5为相反侧的表面,具备与第一贯通电极15a电连接的外部端子16a,与第二贯通电极15b电连接的外部端子16b。外部端子16a、16b从控制电路等输入驱动信号。此外，在图1 (b)中，对于第一及第二贯通电极15a、15b，在空腔5的四角形的对角位置、即在俯视下长方形的空腔5的左边和下边的角部附近设置第一贯通电极15a，在上边与右边的角部附近设置第二贯通电极15b。而且，第一布线14a设置于下边的左边侦牝电连接第一连接部12a与第一贯通电极15a。第二布线14b从左边的中央部跨到左边与上边的角部、进而沿上边跨到上边与右边的角部而设置，第二连接部12b与第二贯通电极15b电连接。这里，振动片6能够使用AT剪切石英片。通过使用AT剪切石英片，能够使振动器件小型化。AT剪切石英片能够从AT剪切石英板利用光刻及蚀刻法一个个地切出。因此，在该切出时，能够利用光刻及蚀刻法容易地形成从主体部7的一个角部伸出的伸出部8。另夕卜，作为基体3、盖体4，能够使用陶瓷材料，例如氧化铝陶瓷。另外，能够使用玻璃材料代替陶瓷材料。若使用玻璃材料，能够将热膨胀系数设为与振动片6相同的程度，能够进一步降低因温度变化而引起的频率特性的变差。第一及第二连接部12a、12b能够使用金属凸点，例如金凸点。另外，在主体部7与伸出部8形成金(Au)与Cr的层叠构造的电极，对此进行构图，形成激振电极9a、9b，布线I la、I lb，第一及第二端子10a、10b。而且，利用倒装片接合将振动片6安装到基体3的第一及第二连接部12a、12b。若对第一及第二连接部12a、12b使用金属凸点，则与使用粘接剂的情况相比，能够将保持振动片6的保持部的面积形成为较小。若设第一及第二连接部12a、12b为金属凸点，则由于不像导电性粘接材料那样产生气体，因而频率特性不因产生气体而变动。另外，若利用金属凸点安装，则与使用导电性粘接材料的情况相比，第一及第二连接部12a、12b以短时间固化，不存在振动片6因自重而倾斜、与基体3接触并阻碍振 动的情况。盖体4与基体3能够经由接合材料13、例如经由铝膜利用阳极接合而接合。在真空中进行阳极接合，接合后空腔5内能够维持真空。在本实施方式中，利用倒装片接合将振动片6安装于基体3，因而能够将振动器件I的外形形成为较小。能够将基体3的横向(y方向)的幅度形成为2.5mnTl.2mm的大小、纵向(X方向)的幅度形成为3.2mnTl.6mm的大小。(变形例)
图2示出在本发明的振动器件I中使用的振动片6的变形例。振动片6具备扁平的长方形的主体部7，以及从主体部7的一个角部沿长方形的横向伸出的伸出部8。图2(a)中，伸出部8具有棒状的形状，以主体部7的短边延长的方式与主体部7连接。图2 (b)中，伸出部8具有凹形状，凹形状的一个上端部与主体部7的一个角部连接。图2 (c)中，伸出部8具有旋涡形状，旋涡形状的外侧端部与主体部7的一个角部连接。第一连接部12a支撑伸出部8的与主体部7的连接端的相反侧的端部。第二连接部12b在设置有伸出部8的一侧的短边附近，与主体部7的横向的幅度的大致中央连接。在图2 (a) (C)的任一种情况下，在主体部7与伸出部8的2点支撑能够比以2点支撑主体部7更有弹性地支撑。特别是，图2 (b)及(c)以缓冲对于主体部7的横向的应力以及对于主体部7的纵向的应力的任一个的方式支撑主体部7。因此，对于周围的温度变化而因在基体3与振动片6之间的热膨胀系数差产生的应力得到缓冲，能够降低给振动特性造成的影响。此外，代替支撑主体部7的横向的幅度的大致中央，第二连接部12b也可以是支撑大致中央往上边侧的位置，也可以是支撑大致中央往下边侧的位置。然而，支撑主体部7的横向的幅度的大致中央，比支撑下边侧或上边侧的情况更能稳定振动。(第二实施方式)
图3是去除了本发明的第二实施方式的振动器件I的盖体4的基体3的平面示意图。在本第二实施方式中，在伸出部8与振动片6的上边侧连接这一点，与此相应的设置于基体3的第一及第二布线14a、14b和设置于振动片6的第一及第二端子10a、10b的形状、连接有改变这一点，与第一实施方式不同，其他的与第一实施方式是同样的。因此，以下，主要对不同部分进行说明，对相同的部分省略说明。如图3所示，具有L字型臂的形状的伸出部8，其一端与主体部7的左边和上边的角部连接，另一端由第二连接部12b支撑。伸出部8在其表面及背面具备第二端子10b，经由在主体部7的背面形成的布线Ilb与未图示的激振电极9b电连接。主体部7从左边的大致中央跨到下边侧，在表面及背面具备第一端子10a，经由在主体部7的表面形成的布线Ila与激振电极9a电连接。第一及第二贯通电极15a、15b分别设置在空腔5的左边的大致中央的附近、以及上边和右边的角部附近。第一布线14a从左边的大致中央沿着左边直到下边附近而设置，电连接第一连接部12a与第一贯通电极15a。第二布线14b沿着上边从左边侧直到右边附近而设置，电连接第二连接部12b与第二贯通电极15b。因此，与第一实施方式比较，能够将第一及第二布线14a、14b的总布线长形成为较短。此外，本发明不限于上述第二实施方式的布局，例如也可将第一及第二贯通电极15a、15b分别设置 于空腔5的左边和上边的角部附近及右边和下边的角部附近。在该情况下，设为反转图3所示的振动片6、第二连接部12b、第一及第二布线14a、14b的上下的布局即可。(第三实施方式)
图4是本发明的第三实施方式的振荡器2的俯视示意图。在本第三实施方式中，装入上述第一实施方式的振动器件I而构成振荡器2。如图4所示，振荡器2具备基板43、在该基板上设置的振动器件I以及集成电路41及电子部件42。振动器件I基于向外部端子16a、16b供给的驱动信号生成固定频率的信号，集成电路41及电子部件42处理从振动器件I供给的固定频率的信号，生成时钟信号等的基准信号。本发明的振动器件I能够以高可靠性且小型地形成，因而能够更紧凑地构成振荡器2的整体。[附图标记说明]
I振动器件；2振荡器；3基体；4盖体；5空腔；6振动片；7主体部；8伸出部；9a、9b激振电极；IOa第一端子；IOb第二端子；lla、llb布线；12a第一连接部；12b第二连接部；13接合材料；14a第一布线；14b第二布线；15a第一贯通电极；15b第二贯通电极；16a、16b外部端子。
权利要求
1.一种振动器件，具备基体、与所述基体接合并构成空腔的盖体以及收纳于所述空腔的振动片， 所述振动片具备扁平的长方形的主体部，以及在所述主体部的一个角部中沿所述长方形的横向伸出的伸出部， 所述主体部具备用于激励振动的2个激振电极， 所述伸出部具备 与一个所述激振电极电连接的第一端子， 所述主体部具备与另一个所述激振电极电连接、并在设置有所述伸出部的一侧的短边附近设置的第二端子， 所述基体在所述空腔侧的表面具备与所述第一端子连接的第一连接部，以及与所述第二端子连接的第二连接部，利用所述第一及第二连接部将所述振动片支撑为悬臂状。
2.根据权利要求1所述的振动器件，所述第二连接部与所述主体部的横向的幅度的大致中央连接。
3.根据权利要求1或2所述的振动器件，在从垂直方向观察扁平的所述主体部的表面的俯视下，所述伸出部由L字型臂构成，所述L字型臂的一端与所述主体部连接，在另一端的附近连接所述第一连接部。
4.根据权利要求3所述的振动器件，所述L字型臂的一边沿所述主体部的横向伸出，所述L字型臂的另一边与所述主体部的纵向平行，朝向设置有所述伸出部的一侧的短边的对边侧。
5.根据权利要求1或2所述的振动器件，在从垂直方向观察扁平的所述主体部的表面的俯视下，所述伸出部具有凹形状或旋涡形状，所述凹形状或旋涡形状的一端与所述主体部连接，在另一端的附近连接所述第一连接部。
6.根据权利要求广5的任一项所述的振动器件，所述振动片是AT剪切石英振动片。
7.根据权利要求1飞的任一项所述的振动器件，所述第一及第二连接部由金属凸点构成。
8.根据权利要求7所述的振动器件，所述金属凸点是金凸点。
9.根据权利要求广8的任一项所述的振动器件，所述基体具备与所述第一连接部电连接的第一布线、与所述第二连接部电连接的第二布线、和贯通所述基体而分别与所述第一及第二布线电连接的第一及第二贯通电极。
10.一种振荡器，具备权利要求1所述的振动器件，以及向所述振动器件供给驱动信号的驱动电路。
全文摘要
提供即使周围温度变化而频率特性的变差也较小的振动器件。本发明的振动器件(1)具备基体(3)、与基体(3)接合并构成空腔(5)的盖体(4)以及收纳于空腔(5)的振动片(6)。振动片(6)具备主体部(7)以及沿该主体部(7)的横向伸出的伸出部(8)，振动片(6)中，利用在基体(3)设置的第一连接部(12a)将伸出部(8)支撑为悬臂状，利用第二连接部(12b)将主体部(7)支撑为悬臂状。由此，即使周围温度变化而向第一及第二连接部(12a、12b)间施加应力，该应力也被伸出部(8)缓冲。
文档编号H03H9/02GK103227618SQ20131002783
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月25日 优先权日2012年1月27日
发明者吉田宜史 申请人:精工电子有限公司