[发明专利]音叉弯曲晶体振动器件、晶体振动器和晶体振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及一种音叉弯曲晶体振动器件、包含该晶体振动器件的晶体振动器、以及包含该晶体振动器件或该晶体振动器的晶体振荡器。

背景技术

安装作为一种电子部件的、包含有音叉弯曲晶体振动器件的晶体振动器或晶体振荡器，或者其被用作诸如计算机、手机、或小型信息装置之类的电子装置的参考信号源或时钟信号源。对于减小尺寸、薄化外型、降低成本的强烈需求已经被常规地施加于晶体振动器和晶体振荡器上。下面将参考附图描述常规的音叉弯曲晶体振动器件。

参考图9A，9B和10，在音叉弯曲晶体振动器件100中，诸如振动电极、频率调整电极、电连接到封装容器的外部连接电极的各种类型的电极形成在晶体片110的表面上，当从顶部观察时，该晶体片110具有音叉状的外形。音叉弯曲晶体振动器件100具有大约100μm的厚度，且大致包括基座101及第一和第二振动臂102和103，该第一和第二振动臂102和103从基座101的一侧沿同一方向突出。音叉弯曲晶体振动器件100的晶体片110的外部形状通常通过光刻和化学蚀刻形成。

第一振动臂102设置有第一凹槽104，该凹槽104在该臂的前主表面上具有开口，且该开口的长边沿该第一振动臂102的纵向方向延伸。第二振动臂103设置有第二凹槽106，该凹槽106在该臂的前主表面上具有开口，且该开口的长边沿第二振动臂103的纵向方向延伸。这些凹槽每个都具有大约60μm的深度。

参考图9A和9B，电极121主要形成在位于第一振动臂102的前主表面的第一凹槽104中，而电极122形成在第一振动臂102的后主表面上。该两个电极彼此电连接。此外，电极121和122电连接到设置于第二振动臂103的两个侧表面上的侧表面电极(未示出)。电极121和122通过配线123通向外部连接电极124，从而就形成了一个终端网络。

另一方面，设置于第一振动臂102的两个侧表面上的侧表面电极(未示出)彼此电连接。这些电极主要电连接到电极125和电极126，且通过配线127通向外部连接电极128，从而形成一个终端网络，电极125位于第二振动臂103的前主表面的第二凹槽106中，电极125位于第二振动臂103的前主表面中的第二凹槽106中，电极126位于后主表面上。因此，两个异极终端网络形成在音叉弯曲晶体振动器件100中。

两个终端网络之间施加交流电压。例如，在瞬时状态中，第一振动臂102的两个侧表面电极设置在+(正的)电位，且电极121和122设置在-(负的)电位。从+到-产生电场。在第二振动臂103中，各个电极的极性与设置于第一振动臂102上的各个电极的极性相反。这些电场在晶体材料制成的振动臂102和103中产生扩张和收缩来弯曲它们。在振动臂102和103中提供的凹槽104和106分别可以减少音叉弯曲晶体振动器件的晶体阻抗(此后被称为CI)到小于等于100KΩ的值(参见日本专利公开出版物NO.53-93792(参考文献1)和日本专利公开出版物NO.56-65517(参考文献2))。

常规音叉弯曲晶体振动器件的另一个例子是一种器件，该器件设置有在每个振动臂的前主表面中具有开口的凹槽和在每个振动臂的后主表面中具有开口的凹槽，且该两个凹槽的底面在每个振动臂中彼此面对(除了参考文献1和2，参见日本专利公开出版物NO.2004-297343(参考文献3))和日本专利公开出版物NO.2004-129181(参考文献4))。

上面描述的或者类似的音叉弯曲晶体振动器件100安装在凹进部分中，该凹进部分形成在由绝缘材料制成的几乎为长方体的封装容器中，且在该封装容器的一个主表面中具有开口。这种安装的音叉弯曲晶体振动器件电连接到多个外部连接电极，这些外部连接电极形成于封装容器的外部底表面上，且安装有音叉弯曲晶体振动器件的凹进部分通过用盖构件覆盖凹进部分的开口来紧密地密封，从而形成作为电子部件的晶体振动器(参见参考文献3)。

晶体振动器件具有其振动频率随温度变化而变化的特征(此后称为“温度特征”)。该温度特征图表示弯曲振动的音叉弯曲晶体振动器件的温度和频率偏差量之间的关系，展现为具有预定温度作为峰值温度的向上凸起形状的二次曲线(抛物线)。

通常，晶体振动器件或类似装置的温度特征参考+25℃来表示。晶体振动器件、晶体振动器、或晶体振荡器需要有温度特征，例如，获得在高温方的+60℃和低温方的-10℃的范围内的期望的频率偏差或不足，以及在高温方和低温方的平衡方式中发生的频率变化。