[发明专利]压电振动元件、压电振子、压电振荡器以及电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种厚度振动模式的压电振子，尤其涉及一种具有所谓台面型结构的压电振动元件、压电振子、压电振荡器以及电子设备。

背景技术

AT切割水晶振子由于其振动模式为厚度剪切振动，适用于小型化、高频化，并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，该压电振子与斜面结构以及凸面结构等同地发挥了能量封入效果，还公开了一种外形以及台面型结构均为圆形的压电基板。

在专利文献2中，除外形以及台面型结构均为圆形的压电基板以外，还公开了一种外形为细长方形形状的台面型结构的压电基板。

随着电子仪器的小型化，逐渐要求边长比(长边或短边相对于厚度的比)比较小的振子。边长比比较小的振子在主振动中容易结合有轮廓振动，从而会使主振动的电气特性劣化。

在专利文献3中，公开了为了应对如下问题而完成的技术，即，当以台面型结构形成AT切割水晶振子，且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，存在从激励电极延伸出的引出电极(引线电极)发生断线的可能性，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4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，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5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)

此外，在专利文献6中，公开了如下内容，即，弯曲位移成分变小的情况发生在，将振动部的端缘和激励电极的端缘部分的位置设定成与弯曲位移的中心部分的位置一致时，且由此能够抑制作为不必要模式的弯曲振动。

在专利文献7中，提出了一种台面型振动元件，该振动元件提高了变频灵敏度，并抑制了不必要的振动。在通常情况下的振动元件中，随着激励电极的增大从而等效串联电容C1也将增大，由此能够提高变频灵敏度。此外还公开了如下内容，即，激励电极增大了的台面型振动元件容易产生振荡，并能够扩大相对于负载电容的、频率变化的幅度。

在专利文献8中，公开了如下内容，即，当对压电基板的长边为X轴方向、短边为Z′轴方向、并且台面部的长边为X轴方向、短边(长度Mz)为Z′轴方向的台面型振动元件的、台面部的一个短边的两端部进行倒角，并将其长度设为M1时，通过满足M1≥Mz/4的关系，从而能够抑制弯曲振动。

在专利文献9中，公开了一种台面型结构的AT切割水晶振子。当将沿着X轴方向的台面部的两端部的位置设为A、D，将形成在台面部上的激励电极的位置设为B、C时，使其满足如下关系，即，A＜B＜C＜D。使各个端缘A、B、C、D的位置与弯曲振动的中心的位置一致。处于A位置的弯曲振动的中心的振幅、与处于B位置的弯曲振动的中心的振幅为相反方向。而且，处于B位置的弯曲振动的中心的振幅、与处于C位置的弯曲振动的中心的振幅为相反方向。并且，处于C位置的弯曲振动的中心的振幅、与处于D位置的弯曲振动的中心的振幅为相反方向。即，当将弯曲振动的波长设为λ时，在相邻的端缘之间，弯曲振动的中心错开λ/2的奇数倍。并且，公开了如下内容，即，当将台面部的长度设为ML，将在X轴方向上产生的弯曲振动的波长设为λ时，通过使ML和λ满足ML＝(n-1/2)λ的关系，从而能够抑制在台面型振动元件上产生的弯曲振动，进而能够降低CI。