[发明专利]振动元件及其制造方法、振子、电子装置及电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种激励厚度切变振动模式的压电振子，尤其涉及一种具有所谓的倒台面型结构的压电振动元件、压电振动元件的制造方法、压电振子、电子装置以及使用了本发明所涉及的压电振子的电子设备。

背景技术

由于AT切割水晶振子激励的主振动的振动模式为厚度切变振动，而适用于小型化、高频化，且频率温度特性呈优异的三次曲线，因此在压电振荡器、电子设备等多方面被使用。

专利文献1中公开了一种在主面的一部分上形成凹陷部而实现了高频化的、所谓的倒台面型结构的AT切割水晶振子。使用水晶基板的Z’轴方向上的长度长于X轴方向上的长度的、所谓的Z’长基板。

专利文献2中公开了一种在矩形的薄壁振动部的三条边上分别连接设置有厚壁支承部（厚壁部），从而以字状设置有厚壁部的倒台面型结构的AT切割水晶振子。此外，水晶振动片为，使AT切割水晶基板的X轴和Z’轴分别以Y’轴为中心而在－120°～＋60°的范围内旋转而成的面内旋转AT切割水晶基板，并且水晶振动片为确保了振动区域，且批量生产性优异（获得多个）的结构。

专利文献3和4中公开了一种在矩形的薄壁振动部的三条边上分别连接设置有厚壁支承部，从而以字状设置有厚壁部的倒台面型结构的AT切割水晶振子，水晶振动片使用水晶基板的X轴方向上的长度长于Z’轴方向上的长度的、所谓的X长基板。

专利文献5中公开了一种在矩形的薄壁振动部的邻接的两条边上分别连接设置有厚壁支承部，从而以L字状设置有厚壁部的倒台面型结构的AT切割水晶振子。水晶基板使用Z’长基板。

然而，在专利文献5中，为了获得L字状的厚壁部，而像专利文献5的图1（c）、图1（d）所记载的那样沿着线段α、和线段β来削除厚壁部，但由于该削除以通过切割等机械加工来实施削除为前提，因此存在在切削面上产生碎屑或裂缝等的损坏，而导致超薄部发生损坏的问题。此外，还存在在振动区域上成为寄生响应的原因的无用振动的产生、CI值的增加等问题。

专利文献6中公开了一种仅薄壁振动部的一条边上连接设置有厚壁支承部的倒台面型结构的AT切割水晶振子。

专利文献7中公开了一种倒台面型结构的AT切割水晶振子，其通过在水晶基板的两个主面上即表背面上对置地形成凹陷部，从而实现了高频化。并提出了下述结构，即，水晶基板使用X长基板，并在被形成在凹陷部中的振动区域的平坦性被确保的区域内，设置有激励电极。

可是，已知在AT切割水晶振子的振动区域内被激励的厚度切变振动模式中，由于弹性常数的各向异性，从而振动位移分布成为在X轴方向上具有长径的椭圆状。专利文献8中公开了一种激励厚度切变振动的压电振子，其具有在压电基板的表背两个面内上表背对称地配置有一对环状电极。以环状电极仅激励对称零阶模式，而基本上不激励除此之外的非谐高阶模式的方式，来设定环状电极的外周直径与内周直径之差。

专利文献9中公开了一种将压电基板和设置在压电基板的表背面上的激励电极的形状均设定为长圆形状的压电振子。

专利文献10中公开了一种将水晶基板的长度方向（X轴方向）上的两端部、及电极的X轴方向上的两端部的形状均设定为半椭圆状，且将椭圆的长轴与短轴的比（长轴/短轴）设定为大致1.26的水晶振子。

专利文献11中公开了一种在椭圆的水晶基板上形成有椭圆的激励电极的水晶振子。虽然长轴和短轴的比优选为1.26:1，但在考虑到制造尺寸的偏差等时，1.14～1.39:1的范围程度较为实用。

专利文献12中公开了一种下述结构的压电振子，即，为了进一步改善厚度切变压电振子的能量封闭效果，而在振动部和支承部之间设置有切口或狭缝。

可是，在实现压电振子的小型化时，由于因粘合剂而导致的残留应力，将产生电特性的恶化和频率老化不良。专利文献13中公开了一种在矩形平板状的AT切割水晶振子的振动部和支承部之间，设置有切口或狭缝的水晶振子。通过使用这种结构，从而能够抑制残留应力向振动区域扩散的情况。

专利文献14中公开了一种为了改善（缓和）安装变形（应力），而在倒台面型压电振子的振动部和支承部之间设置有切口或狭缝的振子。专利文献15中公开了一种通过在倒台面型压电振子的支承部设置狭缝（贯穿孔），从而确保表背面的电极的导通的压电振子。

专利文献16中公开了一种通过在厚度切变振动模式的AT切割水晶振子的支承部设置狭缝，从而抑制高阶轮廓系统的无用模式的水晶振子。