JP2014200052A - Vibration piece, vibrator, oscillator, electronic apparatus and moving body - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化を図っても、振動漏れを抑制し、CI値を低く抑えることができる振動片を提供すること、また、この振動片を備える振動子、発振器、電子機器および移動体を提供すること。【解決手段】振動片1は、基部12と、基部12の一端部からY軸方向に沿って延出し、かつ、Y軸方向に直交するX軸方向に沿って並んでいる1対の振動腕20、22と、を備え、基部12は、一端部および他端部のX軸方向に沿った幅が基部12の中央部から離れるに従って漸減している縮幅部16、18と、X軸方向およびY軸方向の双方に直交するZ軸方向に沿った厚さが振動腕20、22の基部12側の端部よりも厚いことにより、振動腕20、22の基部12側の端部よりも−Z軸方向側に突出している突出部を有する厚肉部31と、を含んでいる。【選択図】図3Provided is a resonator element capable of suppressing vibration leakage and reducing a CI value even if the size is reduced, and also provides a vibrator, an oscillator, an electronic device, and a moving body including the resonator element. To do. A vibrating piece 1 includes a base 12 and a pair of vibrating arms that extend from one end of the base 12 along the Y-axis direction and are aligned along the X-axis direction orthogonal to the Y-axis direction. 20, 22, and the base 12 has reduced width parts 16, 18 whose width along the X-axis direction of the one end and the other end is gradually reduced with increasing distance from the center of the base 12, and the X-axis direction And the thickness along the Z-axis direction orthogonal to both the Y-axis direction is thicker than the end portion on the base 12 side of the vibrating arms 20 and 22, so that the thickness is larger than the end portion on the base 12 side of the vibrating arms 20 and 22. -The thick part 31 which has the protrusion part which protrudes in the Z-axis direction side is included. [Selection] Figure 3
Description
本発明は、振動片、振動子、発振器、電子機器および移動体に関するものである。 The present invention relates to a resonator element, a vibrator, an oscillator, an electronic device, and a moving object.
HDD(ハード・ディスク・ドライブ)、モバイルコンピューター、あるいはICカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器等において、振動子や発振器等の電子デバイスが広く使用されている。
従来、電子デバイスに用いられている振動片の一例を図31に示す。
図31に示す従来の振動片101は、水晶等の圧電材料をエッチングすることにより、図示する外形に形成されたものである。この振動片101は、パッケージ(図示せず)等に固定される矩形の基部112と、基部112の本体部114から延出した1対の振動腕120、122とを備えている。これら振動腕120、122には、その主面(表裏面)に溝128、130が形成されているとともに、必要な駆動用の電極(図示せず)が形成されている。
このような振動片101においては、駆動用の電極を介して駆動電圧が印加されると、各振動腕120、122の先端部が略面内において互いに近接と離間を繰り返すようにして、屈曲振動することにより、所定の周波数の信号が取り出される。
Electronic devices such as vibrators and oscillators are used in small information devices such as HDDs (hard disk drives), mobile computers, and IC cards, and mobile communication devices such as mobile phones, car phones, and paging systems. Widely used.
An example of a resonator element conventionally used in an electronic device is shown in FIG.
A conventional
In such a vibrating
ところで、このような振動片101は、振動腕120、122の屈曲振動に伴い、その振動が基部112側に伝搬し、基部112から、振動片を固定している部材(接着剤や金属バンプ等)に振動が漏れる場合がある。そのため、振動片101では、Q値の低下を招き、結果としてCI(クリスタルインピーダンス)値の上昇を招くという問題があった。
この問題に対処する目的で、特許文献1に係る振動片では、基部のパッケージ等への固定箇所よりも振動腕側の位置に切り込みが形成されている。
また、特許文献2に係る振動片では、基部のパッケージ等への固定箇所よりも振動腕側の位置に貫通溝が形成されている。
By the way, such a vibrating
In order to deal with this problem, in the resonator element according to
Further, in the resonator element according to
近年、このような振動片を搭載する各種機器の小型化が進展する中で、振動片自体も極力小型化することが要請されている。
しかし、特許文献1や特許文献2に係る振動片では、基部に切り込みや貫通溝を設けて、振動腕側から固定箇所への振動漏れの伝達経路を長くしているので、振動片の長さが長くなり、小型化することは困難であるという課題があった。
本発明の目的は、小型化を図っても、振動漏れを低減し、CI値を低く抑えることができる振動片を提供すること、また、この振動片を備える振動子、発振器、電子機器および移動体を提供することにある。
In recent years, with the progress of miniaturization of various devices equipped with such a resonator element, it is required that the resonator element itself be miniaturized as much as possible.
However, in the resonator element according to
An object of the present invention is to provide a resonator element that can reduce vibration leakage and keep the CI value low even when downsizing, and a vibrator, an oscillator, an electronic device, and a movement including the resonator element To provide a body.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[適用例1]
本適用例の振動片は、第1方向に沿って並んでいる一端部および他端部を有する基部と、
前記基部の前記一端部から前記第1方向に沿って延出し、かつ、前記第1方向に直交する第2方向に沿って並んでいる1対の振動腕と、を備え、
前記基部は、
前記一端部および前記他端部のうちの少なくとも一方の端部の前記第2方向に沿った幅が前記基部の中央部から離れるに従って漸減している縮幅部と、
前記第1方向および前記第2方向の双方に直交する第3方向に沿った厚さが前記振動腕の前記基部側の端部よりも厚く、前記振動腕の前記基部側の端部よりも前記第3方向の少なくとも一方側に突出している突出部を含む厚肉部と、
を含むことを特徴とする。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[Application Example 1]
The resonator element according to this application example includes a base portion having one end portion and the other end portion arranged along the first direction;
A pair of vibrating arms extending along the first direction from the one end of the base and aligned along a second direction orthogonal to the first direction;
The base is
A reduced width portion in which the width along the second direction of at least one of the one end portion and the other end portion gradually decreases as the distance from the central portion of the base portion increases;
A thickness along a third direction orthogonal to both the first direction and the second direction is thicker than an end of the vibrating arm on the base side, and more than an end of the vibrating arm on the base side. A thick portion including a protruding portion protruding to at least one side in the third direction;
It is characterized by including.
このような振動片によれば、基部の第1方向に沿った長さを短くしても、1対の振動腕の、略面内(前記第1方向と前記第2方向で形成される面内。以下同様。)における互いに接近または離間する屈曲振動に伴う基部の変形を抑制し、基部から外部への振動漏れを低減することができる。
また、基部が突出部を有しているため、例えば、突出部の先端面をパッケージに固定する固定部として用いることにより、1対の振動腕の、略面内における互いに接近または離間する屈曲振動に伴って基部が振動する領域に対して固定部を遠ざけることができる。そのため、基部からパッケージへの振動漏れを抑制することができる。
このようなことから、本適用例の振動片は、小型化を図っても、振動漏れを抑制し、CI値を低く抑えることができる。
According to such a resonator element, even if the length of the base portion in the first direction is shortened, the pair of vibrating arms are substantially in-plane (surfaces formed in the first direction and the second direction). In the same manner, the deformation of the base due to the bending vibration approaching or separating from each other can be suppressed, and vibration leakage from the base to the outside can be reduced.
In addition, since the base portion has the protruding portion, for example, by using the distal end surface of the protruding portion as a fixing portion that fixes the package, the bending vibration of the pair of vibrating arms approaching or separating from each other in a substantially plane. Accordingly, the fixed portion can be moved away from the region where the base vibrates. Therefore, vibration leakage from the base portion to the package can be suppressed.
For this reason, the resonator element according to this application example can suppress vibration leakage and reduce the CI value even if the resonator element is downsized.
[適用例2]
本適用例の振動片では、前記縮幅部の前記第2方向に沿った幅は、
前記基部の中心を通り、前記第1方向に沿った仮想線分に沿って、前記基部の中央部から離れるに従って、漸減していることが好ましい。
これにより、1対の振動腕の互いに接近または離間する屈曲振動に伴う基部の変形を効果的に抑制することができる。
[Application Example 2]
In the resonator element according to this application example, the width of the reduced width portion along the second direction is
It is preferable that the width gradually decreases as the distance from the central portion of the base portion increases along the virtual line segment along the first direction through the center of the base portion.
Thereby, the deformation | transformation of the base accompanying the bending vibration which a pair of vibration arm approaches or separates mutually can be suppressed effectively.
[適用例3]
本適用例の振動片では、前記厚肉部は、平面視で、前記基部の前記第2方向の沿った幅の中央部を含むように設けられていることが好ましい。
これにより、1対の振動腕の互いに接近または離間する屈曲振動に伴って厚肉部が振動するのを抑制することができる。
[Application Example 3]
In the resonator element according to this application example, it is preferable that the thick portion is provided so as to include a central portion having a width along the second direction of the base portion in a plan view.
Thereby, it can suppress that a thick part vibrates with the bending vibration which a pair of vibration arm approaches or spaces apart.
[適用例4]
本適用例の振動片では、前記突出部の前記第2方向に沿った幅は、前記1対の振動腕間の距離よりも小さいことが好ましい。
これにより、1対の振動腕の互いに接近または離間する屈曲振動に伴って厚肉部が振動するのを抑制することができる。
[Application Example 4]
In the resonator element according to this application example, it is preferable that a width of the protruding portion along the second direction is smaller than a distance between the pair of vibrating arms.
Thereby, it can suppress that a thick part vibrates with the bending vibration which a pair of vibration arm approaches or spaces apart.
[適用例5]
本適用例の振動片では、前記厚肉部は、前記基部の前記第3方向に沿って前記基部の両側からにそれぞれ突出して設けられていることが好ましい。
これにより、基部の第1方向および第2方向に沿った長さを小さくしながら、基部の質量を大きくすることができる。そのため、振動片の小型化を図りつつ、1対の振動腕の、略面内における互いに接近または離間する屈曲振動に伴って基部が振動するのを抑制することができる。
[Application Example 5]
In the resonator element according to this application example, it is preferable that the thick portion protrudes from both sides of the base portion along the third direction of the base portion.
Thereby, the mass of the base can be increased while reducing the length along the first direction and the second direction of the base. Therefore, it is possible to suppress the vibration of the base portion due to the bending vibration of the pair of vibrating arms approaching or separating from each other in a substantially plane while reducing the size of the vibrating piece.
[適用例6]
本適用例の振動片では、前記厚肉部は、
前記第3方向に沿った厚さが前記振動腕と等しく、
前記振動腕が延出している第1部分と、
前記第1部分の前記第3方向での一方側の面に接合されている第2部分と、
を含むことが好ましい。
これにより、比較的簡単に、振動腕の寸法精度を優れたものとしながら、厚肉部を形成することができる。
[Application Example 6]
In the resonator element of this application example, the thick portion is
The thickness along the third direction is equal to the vibrating arm;
A first portion from which the vibrating arm extends;
A second portion joined to one surface of the first portion in the third direction;
It is preferable to contain.
Thereby, a thick part can be formed comparatively easily while making the dimensional accuracy of a vibrating arm excellent.
[適用例7]
本適用例の振動子は、本適用例の振動片と、
前記振動片を収納しているパッケージと、を備え、
前記突出部の先端面が前記パッケージに固定されていることを特徴とする。
これにより、小型で、優れた振動特性を有する振動子を提供することができる。
[Application Example 7]
The vibrator of this application example includes the resonator element of this application example,
A package containing the vibrating piece,
The front end surface of the projecting portion is fixed to the package.
Thereby, it is possible to provide a small-sized vibrator having excellent vibration characteristics.
[適用例8]
本適用例の振動子では、前記基部の前記第3方向での一方側に位置する前記突出部の先端面は、前記第1方向に沿って並んでいる2つの接合部材を介して前記パッケージに固定されていることが好ましい。
これにより、前記振動片と前記パッケージとの固定部の前記第2方向に沿った幅を小さくすることができる。そのため、基部からパッケージへの振動漏れを抑制することができる。また、接合部材として導電性接着剤や金属バンプを用いた場合、2つの接合部材を介した駆動信号の入力により振動片を駆動することができる。
[Application Example 8]
In the vibrator according to this application example, the front end surface of the protruding portion located on one side of the base in the third direction is connected to the package via two joining members arranged along the first direction. It is preferably fixed.
Thereby, the width | variety along the said 2nd direction of the fixing | fixed part of the said vibration piece and the said package can be made small. Therefore, vibration leakage from the base portion to the package can be suppressed. Further, when a conductive adhesive or a metal bump is used as the joining member, the resonator element can be driven by inputting a drive signal via the two joining members.
[適用例9]
本適用例の振動子では、前記基部の前記第3方向での一方側に位置する前記突出部の先端面が1つの接合部材を介して前記パッケージに固定され、
前記基部の前記第3方向での他方側の面には、パッド電極が設けられ、
前記パッケージには、接続電極が設けられ、
前記パッド電極と前記接続電極とが配線を介して接続されていることが好ましい。
これにより、前記振動片と前記パッケージとの固定部の面積を小さくすることができる。そのため、基部からパッケージへの振動漏れを抑制することができる。また、接合部材として導電性接着剤や金属バンプを用いた場合、接合部材および配線を介した駆動信号の入力により振動片を駆動することができる。
[Application Example 9]
In the vibrator according to this application example, a distal end surface of the projecting portion located on one side of the base in the third direction is fixed to the package via one joining member,
A pad electrode is provided on the other side surface of the base in the third direction,
The package is provided with a connection electrode,
It is preferable that the pad electrode and the connection electrode are connected via a wiring.
Thereby, the area of the fixing part between the vibrating piece and the package can be reduced. Therefore, vibration leakage from the base portion to the package can be suppressed. Further, when a conductive adhesive or a metal bump is used as the joining member, the resonator element can be driven by inputting a drive signal through the joining member and the wiring.
[適用例10]
本適用例の発振器は、本適用例の振動片と、
前記振動片に電気的に接続されている発振回路と、を備えていることを特徴とする。
これにより、小型で、優れた発振特性を有する発振器を提供することができる。
[適用例11]
本適用例の電子機器は、本適用例の振動片を備えていることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する電子機器を提供することができる。
[適用例12]
本適用例の移動体は、本適用例の振動片を備えていることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する移動体を提供することができる。
[Application Example 10]
The oscillator of this application example includes the resonator element of this application example,
And an oscillation circuit electrically connected to the vibration piece.
Thereby, a small-sized oscillator having excellent oscillation characteristics can be provided.
[Application Example 11]
The electronic apparatus according to this application example includes the resonator element according to this application example.
Thereby, an electronic device having excellent reliability can be provided.
[Application Example 12]
The moving body of this application example includes the resonator element of this application example.
Thereby, the mobile body which has the outstanding reliability can be provided.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
(振動片)
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る振動片を示す平面図、図2は、図1中のA−A線断面図、図3は、図1に示す振動片の裏面図、図4は、図3中のB−B線断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Vibration piece)
<First Embodiment>
1 is a plan view showing a resonator element according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a rear view of the resonator element shown in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 3.
なお、図1〜図4の各図では、説明の便宜上、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸およびZ軸を図示している。また、以下の説明では、X軸に平行な方向(第2方向)を「X軸方向」、Y軸に平行な方向(第1方向)を「Y軸方向」、Z軸に平行な方向(第3方向)を「Z軸方向」といい、また、各図に図示されたX軸、Y軸およびZ軸の矢印の先端側を「+(プラス)」、基端側を「−(マイナス)」という。また、以下の説明では、説明の便宜上、Z軸方向から見たときの平面視を単に「平面視」ともいう。 1 to 4, for convenience of explanation, an X axis, a Y axis, and a Z axis are illustrated as three axes orthogonal to each other. In the following description, the direction parallel to the X axis (second direction) is the “X axis direction”, the direction parallel to the Y axis (first direction) is the “Y axis direction”, and the direction parallel to the Z axis ( The third direction) is called the “Z-axis direction”, and the X-, Y-, and Z-axis arrows shown in each figure are indicated with “+ (plus)” on the tip side and “− (minus) on the base side. ) ". In the following description, for the sake of convenience of explanation, the plan view when viewed from the Z-axis direction is also simply referred to as “plan view”.
図1に示す振動片1は、基部12および1対の振動腕20、22を有する振動基板10と、励振電極41a、41bとを備えている。
振動基板10は、例えば、水晶、特に、Zカット水晶板で構成されている。これにより、振動片1は、優れた振動特性を発揮することができる。Zカット水晶板とは、水晶のZ軸(光軸)を厚さ方向とする水晶基板である。Z軸は、振動基板10の厚さ方向と一致しているのが好ましいが、常温近傍における周波数温度変化を小さくする観点からは、厚さ方向に対して若干(例えば、15°未満程度)傾けてもよい。
A vibrating
The
このような水晶で構成された振動基板10の外形の形成には、ウェットエッチングを用いることができる。この場合、振動基板10の輪郭には水晶の結晶面が出現し、振動片1の形状対称性を劣化させてしまうが、結晶面の出現を低減した形状を形成するためには、振動基板10の厚さを70μm以下とすることが好ましい。また、CI値を小さくするためには、駆動領域を大きくする観点から、振動基板10の厚さを70μmより厚く、300μmよりも薄くすることが好ましい。さらに、結晶面の出現し易い厚さであっても、これを小さくするために、外形エッチングの際には、ウェットエッチングにより厚さ方向へ貫通するエッチング量(エッチング時間)に対して2倍から30倍のエッチング量(エッチング時間)にするのが好ましい。
このようなエッチング量(時間)を2〜30倍とするオーバーエッチングにより、水晶の結晶面に起因して振動片1の外形に現れるヒレの発生を抑制することができる。
Wet etching can be used to form the outer shape of the
By such overetching that makes the etching amount (time) 2 to 30 times, the occurrence of fins appearing on the outer shape of the
振動基板10は、基部12と、基部12から+Y軸方向へ延出し、かつ、X軸方向に並んで設けられた2つの振動腕20、22とを有している。このような振動基板10は、Y軸と平行な仮想中心線Y1(仮想線分)に対して対称となるように形成されている。
基部12は、X軸およびY軸を含む平面に平行なXY平面に沿って広がり、Z軸方向を厚さ方向とする略板状をなしている。
このような基部12は、本体部14と、本体部14に対して+Y軸方向側に位置する縮幅部16と、本体部14に対して−Y軸方向側に位置する縮幅部18とを有している。言い換えれば、基部12は、本体部14を介して、Y軸方向に沿って縮幅部16(一端部)および縮幅部18(他端部)が並んでいる。
The
The
Such a
本体部14は、その幅(X軸方向での長さ)がY軸方向に沿ってほぼ一定である。すなわち、本体部14は、略矩形の平面視形状を有している。
そして、本体部14の+Y軸方向側の外縁には、縮幅部16が接続されている。すなわち、縮幅部16は、本体部14に対して各振動腕20、22と同一側に設けられている。一方、本体部14の−Y軸方向側の外縁には、縮幅部18が接続されている。
The
The reduced
縮幅部16、18のX軸方向に沿った幅は、それぞれ、基部12の中央部から離れるに従って、Y軸と平行で基部12の中心を通る仮想中心線Y1に向かって漸減している。これにより、1対の振動腕20、22の、略面内において互いに接近または離間する屈曲振動に伴う基部12の変形を効果的に抑制することができる。その結果、基部12のY軸方向に沿った長さを短くしても、1対の振動腕20、22の、略面内において互いに接近または離間する屈曲振動に伴う基部12の変形を抑制し、基部12から外部への振動漏れを抑制することができる。なお、縮幅部16、18による振動漏れ抑制の原理については、後に詳述する。
The widths of the reduced
本実施形態では、縮幅部16の輪郭は、平面視で曲線状の曲線部17で構成されている。したがって、縮幅部16のX軸方向に沿った幅は、基部12の中央部から離れるに従って連続的に小さくなっている。曲線部17の曲率半径は、基部12の中央から離れるに従って小さくなっている。なお、平面視で、図1中の破線で示す曲線17aは、曲率半径が一定であり、曲線17aの両端を延長した仮想延長線は、本体部14の+Y軸方向側の各角上を通る。縮幅部16による振動漏れの抑制効果は、主に、縮幅部16の曲線17aを仮想的な端面とする、曲線17aよりも本体部14側の部分によるものである。
In the present embodiment, the contour of the reduced
縮幅部18の輪郭は、平面視で曲線状の曲線部19で構成されている。したがって、縮幅部18のX軸方向に沿った幅は、基部12の中央部から離れるに従って連続的に小さくなっている。曲線部19(平面視での曲線19a)の曲率半径は、その全域にわたって一定となっている。そして、曲線部19の両端は、本体部14の−Y軸方向側の各角と接続されている。
The outline of the reduced
なお、水晶基板をウェットエッチングすることにより振動基板10の外形を形成する場合、振動基板10の輪郭には水晶の結晶面が出現するため、微視的に見ると、曲線部17、19は、短い直線状の部分の集合体となっているとも言えるが、このような場合も上記「曲線状」に含まれるものとする。また、この場合には、短い直線状の部分の集合体となった曲線部17、19よりも内側(本体部14側)に、結晶面が現れない程度に追加でウェットエッチングを施して曲線を形成してもよい。
In addition, when the external shape of the
また、図3および図4に示すように、基部12は、厚肉部31を有する。この厚肉部31のZ軸方向に沿った厚さT1は、振動腕20、22の基部12側の端部の厚さT2よりも厚い。
このような厚肉部31は、振動腕20、22が延出している部分32から−Z軸方向に突出している突出部33を有する。ここで、部分32のZ軸方向に沿った厚さは、振動腕20、22の厚さT2と等しい。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
Such a
この突出部33は、振動腕20、22の基部12側の端部よりも−Z軸方向に突出している。これにより、例えば、突出部33の先端面(−Z軸方向側の端面)をパッケージに固定する固定部として用いることにより、1対の振動腕20、22の、略面内における互いに接近または離間する屈曲振動に伴って基部12が振動する領域に対して固定部を遠ざけることができる。そのため、基部12からパッケージへの振動漏れを抑制することができる。図3および図4では、突出部33をパッケージに固定するための2つの接合部材35が図示されている。なお、パッケージに対する突出部33の固定については、後述する振動子の第1例の説明とともに、後に詳述する。
The protruding
この突出部33のZ軸方向に沿った厚さT3(高さ)は、振動腕20、22および接合部材35の寸法等に応じて決められ、特に限定されないが、振動腕20、22の厚さT2に対して、0.1以上1.5以下であることが好ましい。これにより、基部12の小型化を図りながら、突出部33の先端面をパッケージに対して安定的に固定しつつ、1対の振動腕20、22の、略面内における互いに接近または離間する屈曲振動に伴って基部12が振動する領域に対して固定部を遠ざけることができる。
The thickness T3 (height) along the Z-axis direction of the protruding
本実施形態では、突出部33は、部分32と一体で形成されている。すなわち、部分32および突出部33は、同一基板から形成されている。そのため、比較的簡単に、厚肉部31の機械的強度を優れたものとすることができる。このような突出部33を形成するには、水晶基板をウェットエッチングすることにより振動基板10の外形を形成する前に、その水晶基板の厚肉部31に対応する部分以外の部分を一方の面側から加工して薄肉化すればよい。
In the present embodiment, the protruding
また、厚肉部31の+Z軸方向側の面と、振動腕20、22の基部12側の端部の+Z軸方向側の面とは、同一平面上に位置している。これにより、水晶基板を加工して振動基板10を形成する際に、水晶基板の突出部33とは反対側の面の加工が不要となる。
この厚肉部31(突出部33)は、基部12のX軸方向での中央部に設けられている。これにより、1対の振動腕20、22の、略面内における互いに接近または離間する屈曲振動に伴って厚肉部31が振動するのを抑制することができる。
Further, the surface on the + Z-axis direction side of the
The thick portion 31 (projecting portion 33) is provided in the central portion of the
また、突出部33のX軸方向に沿った幅W1は、1対の振動腕20、21間の距離W2よりも小さい。これにより、1対の振動腕20、22の互いに接近または離間する屈曲振動に伴って厚肉部31が振動するのを抑制することができる。また、突出部33がY軸方向での全域に亘って形成されていても、突出部33が振動腕20、22の屈曲振動を阻害したり不要な振動モードが大きくなったりするのを防止することもできる。
Further, the width W <b> 1 along the X-axis direction of the protruding
突出部33のX軸方向に沿った幅W1は、接合部材35を設置する面積を確保できれば、特に限定されないが、W1/W2が0.1以上0.8以下となることが好ましい。これにより、接合部材35を設置する面積を確保しつつ、突出部33が振動腕20、22の屈曲振動を阻害したり不要な振動モードが大きくなったりするのを防止することができる。
なお、突出部33のX軸方向に沿った幅W1は、1対の振動腕20、21間の距離W2よりも大きくてもよい。こうすることで基部12の剛性は高くなるので、振動腕20、22の屈曲振動による基部12の変形は小さくなって、基部12で発生する熱弾性損失が減少する。
The width W1 along the X-axis direction of the protruding
The width W1 along the X-axis direction of the
また、本実施形態では、厚肉部31(突出部33)は、Y軸方向での全域に亘って形成されている。これにより、突出部33のY軸方向に沿った長さを大きくすることができる。そのため、突出部33のX軸方向に沿った幅W1を小さくしても、突出部の先端面に接合部材35を設置する面積を確保することができる。
なお、突出部33の平面視形状は、図示ではY軸方向での途中に内側にくびれた部分を有する形状であるが、これに限定されず、例えば、Y軸方向での全域に亘ってX軸方向に沿った幅が一定である形状であってもよいし、Y軸方向での途中に外側に突出した部分を有する形状であってもよいし、Y軸方向での途中で分割されている形状であってもよい。
Moreover, in this embodiment, the thick part 31 (projection part 33) is formed over the whole region in the Y-axis direction. Thereby, the length along the Y-axis direction of the
In addition, the plan view shape of the protruding
振動腕20、22は、X軸方向に並んで設けられており、それぞれ、基部12から+Y軸方向に延出している。また、振動腕20、22は、それぞれ、その先端部に、振動腕20、22におけるX軸方向の幅が最小となる幅に対して1.5倍以上の幅を有する錘部24、26(ハンマーヘッド)が形成されている。錘部24、26を設けることによって、振動片1の小型化を図ったり、振動腕20、22の屈曲振動の周波数を低めたりすることができる。本実施形態において錘部24、26は、そのX軸方向の幅が振動腕20、22におけるX軸方向の最小幅よりも1.5倍以上の幅を有する形状であるが、これに限られるものではなく、錘部24、26のZ軸方向の厚さが、振動腕20、22におけるZ軸方向の厚さよりも厚い形状であってもよく、この場合に錘部24、26は、厚肉部31と同じZ軸方向への突出、同じZ軸方向厚さにすることによって、加工プロセスを簡素化することができる。特に、これら両方を兼ね備えた錘部24、26とすることによって、更にXY面内を小型化することができる。
The vibrating
錘部24のX軸方向での両側の端部には、−Y軸方向に突出する1対の突出部25が設けられている。この各突出部25は、振動腕20、22の屈曲変形する部分(腕部)に対してX軸方向に離間している。同様に、錘部26のX軸方向での両側の端部には、−Y軸方向に突出する1対の突出部27が設けられている。このような突出部25、27により、振動腕20、22の長さLbを短くしつつ、錘部24、26の質量を大きくすることができる。また、振動腕20、22の屈曲変形する部分(腕部)の長さをなるべく長く確保することができる。
なお、錘部24、26は、必要に応じてX軸方向に複数の幅を有していてもよく、また省略してもよい。
A pair of projecting
Note that the
また、振動腕20には、一方の主面20aに開放する有底の溝28aと、他方の主面20bに開放する有底の溝28bとが形成されている。同様に、振動腕22には、一方の主面22aに開放する有底の溝30aと、他方の主面22bに開放する有底の溝30bとが形成されている。
これら溝28a、28b、30a、30bは、Y軸方向に沿って延びており、互いに同じ形状をなしている。このような溝28a、28b、30a、30bを形成することによって、屈曲振動によって発生する熱が拡散(熱伝導)し難くなり、屈曲振動周波数(機械的屈曲振動周波数)fが熱緩和周波数f0より大きな領域(f>f0)である断熱的領域では、熱弾性損失を抑制することができる。なお、溝28a、28b、30a、30bは、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。
Further, the vibrating
These
また、溝28a、28b、30a、30bの深さは、振動片1の厚さに対して30%以上50%未満の深さであることが好ましい。これにより、前述した熱弾性損失が小さくなり、かつ、励振電極41a、41bで挟まれる領域が大きくなることによってCI値を小さくすることができる。
さらに、振動腕20、22の溝28a、28b、30a、30bに対して幅方向での外側の部分である各側壁の幅、すなわち、振動腕20、22の幅から溝28a、28b、30a、30bの幅を差引いたものの半分は、20μm以下にすることが好ましい。これにより、励振電極41a、41bの間に挟まれる領域に発生する電界が強くなるので、CI値を小さくすることができる。さらに、かかる側壁の幅は、熱弾性損失が最も低下する、5μm以上9μm以下の範囲であることがより好ましい。
In addition, the depth of the
Further, the width of each side wall, which is an outer portion in the width direction with respect to the
このような振動腕20、22には、図2に示すように、励振電極41aと励振電極41bが形成されている。具体的には、励振電極41aは、溝28a、28bの内面および振動腕22の両側面に形成され、励振電極41bは、溝30a、30bの内面および振動腕20の両側面に形成されている。
このような励振電極41aと励振電極41bとの間に交番電圧を印加すると、振動腕20、22が互いに接近、離間を繰り返すように面内方向(XY平面方向)に所定の周波数で振動する。
As shown in FIG. 2,
When an alternating voltage is applied between the
励振電極41a、41bの構成材料としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、金(Au)、金合金、白金(Pt)、アルミニウム(Al)、アルミニウム合金、銀(Ag)、銀合金、クロム(Cr)、クロム合金、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)、タングステン(W)、鉄(Fe)、チタン(Ti)、コバルト(Co)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)等の金属材料、酸化インジウムスズ(ITO)等の導電材料により形成することができる。
The constituent materials of the
このような振動片1は、2つの振動腕20、22がX軸方向に沿って互いに離間または接近する方向に振動するX逆相モードが他のモードおよびその高次モードすべてと共振周波数が異なるように形状が設計されている。これにより、X逆相モードが他のモードと強く結合するおそれがなく、その結合による周波数温度特性の劣化や振動漏れの増大のない、特性バラツキの小さい安定した振動片1を得ることができる。
In such a
なお、X逆相モードの他のモードとしては、2つの振動腕20、22がZ軸に沿って同一方向に振動するZ同相モード、2つの振動腕20、22がZ軸方向に沿って互いに離間する方向に振動するZ逆相モード、2つの振動腕20、22がX軸方向に沿って同一方向に振動するX同相モード、2つの振動腕20、22がそれぞれのY軸方向に沿った中心軸を軸として同一方向に回転変形する捩り同相モード、2つの振動腕20、22がそれぞれのY軸方向に沿った中心軸を軸として反対方向に回転変形する捩り逆相モードがある。
In addition, as another mode of the X reversed phase mode, the two vibrating
(縮幅部による振動漏れ抑制の原理)
ここで、図5〜図10に基づいて、縮幅部16、18による振動漏れ抑制の原理について説明する。
図5(a)は、従来の振動片を模式的に示す平面図、図5(b)は、図5(a)に示す振動片の簡略化モデルを示す平面図、図6は、図5に示す振動片の振動漏れの原理を説明する図であって、図6(a)〜(d)は、基部の各部(第1〜4連結部)の作用を説明する図である。また、図7(a)は、図1に示す振動片を模式的に示す平面図(振動腕側の縮幅部のみを考慮した図)、図7(b)は、図7(a)に示す振動片の簡略化モデルを示す平面図、図8は、図7に示す振動片の振動漏れ抑制の原理を説明する平面図であって、図8(a)〜(d)は、基部の各部(第1〜4連結部)の作用を説明する図である。また、図9(a)は、図1に示す振動片を模式的に示す平面図(振動腕と反対側の縮幅部のみを考慮した図)、図9(b)は、図(a)に示す振動片の簡略化モデルを示す平面図、図10は、図9に示す振動片の動漏れ抑制の原理を説明する平面図であって、図10(a)〜(d)は、基部の各部(第1〜4連結部)の作用を説明する図である。
(Principle of vibration leakage suppression by the reduced width part)
Here, based on FIGS. 5 to 10, the principle of suppression of vibration leakage by the reduced
5A is a plan view schematically showing a conventional resonator element, FIG. 5B is a plan view showing a simplified model of the resonator element shown in FIG. 5A, and FIG. FIG. 6A to FIG. 6D are views for explaining the operation of each part (first to fourth connecting parts) of the base part. 7A is a plan view schematically showing the resonator element shown in FIG. 1 (a diagram considering only the reduced width portion on the vibrating arm side), and FIG. 7B is a plan view of FIG. FIG. 8 is a plan view for explaining the principle of vibration leakage suppression of the vibrating piece shown in FIG. 7, and FIGS. 8A to 8D are views of the base part. It is a figure explaining the effect | action of each part (1st-4th connection part). FIG. 9A is a plan view schematically showing the resonator element shown in FIG. 1 (a view considering only the reduced width portion on the side opposite to the vibrating arm), and FIG. 10 is a plan view illustrating a simplified model of the resonator element shown in FIG. 10, FIG. 10 is a plan view illustrating the principle of suppression of dynamic leakage of the resonator element shown in FIG. 9, and FIGS. It is a figure explaining the effect | action of each part (1st-4th connection part).
<従来の振動片の振動漏れ>
まず、従来の振動片における振動漏れについて説明する。
図5(a)に示すような基部に縮幅部が無い従来の振動片は、図5(b)に示すように、弾性棒151が径方向に延びて接続された擬似的な剛体の回転体154と、弾性棒152が径方向に延びて接続された擬似的な剛体の回転体156とが簡略化した基部153を介して連結されているモデルとみなすことができる。
<Vibration leakage of conventional resonator element>
First, vibration leakage in a conventional resonator element will be described.
As shown in FIG. 5 (b), the conventional resonator element having no reduced width portion at the base as shown in FIG. 5 (a) is a pseudo rigid body rotation in which
このモデルにおいて、回転体154は、回転軸155を中心として回転する所定の半径Rを有する。同様に、回転体156は、回転軸157を中心として回転する所定の半径Rを有する。
このようなモデルの基部153の回転体154、156間を連結する代表的な部分(連結部)として、図6に示すように、回転軸155、157よりも弾性棒151、152側に設けられた第1連結部158と、回転軸155、157間に設けられた第2連結部159と、回転軸155、157よりも弾性棒151、152とは反対側に設けられた第3連結部160と、第3連結部160よりもさらに弾性棒151、152とは反対側に設けられた第4連結部161と、を考える。
In this model, the
As shown in FIG. 6, as a representative portion (connecting portion) for connecting the
2本の振動腕20、22が互いに離間するように屈曲変形した場合、弾性棒151、152が互いに離間するように屈曲変形したとみなす。この場合、振動腕20、22の根元周辺から振動腕20、22の先端方向とは反対方向の所定の場所に、変位ベクトルの渦が形成される。この渦の中心は、基部12Xを含む振動腕20、22の根元付近である場合が多いが、振動腕20、22や基部12Xの領域には属さない、仮想的な空間上に形成される場合もある。
When the two vibrating
ここでは、説明の都合上、この渦の中心は基部12Xの領域に属するとし、かつ、弾性棒151、152からの距離は等しいとするとともに、この渦の中心を図5(b)における回転軸155、157としている。
なお、この回転軸155、157を回転の中心とし、半径Rを有する擬似的な剛体の回転体154、156の外周の接線方向における変位は、弾性棒151、152の先端方向側で最も大きく、弾性棒151、152の先端方向とは反対側で最も小さい。このため、上記において、「擬似的」な剛体と表現している。
Here, for convenience of explanation, it is assumed that the center of this vortex belongs to the region of the
The displacement in the tangential direction of the outer periphery of the pseudo rigid
図6(a)に示すように、弾性棒151、152が互いに離間するように屈曲変形した場合、第1連結部158は、回転体154、156の回転運動によって強く伸ばされながら弾性棒151、152の先端方向に小さく移動する。
この場合、図6(b)に示すように、第2連結部159も同様に、回転体154、156の回転運動によって伸ばされながら弾性棒151、152の先端方向に移動する。
As shown in FIG. 6A, when the
In this case, as shown in FIG. 6B, the second connecting
また、この場合、図6(c)に示すように、第3連結部160は、回転体154、156の回転運動によって圧縮されながら弾性棒151、152の先端方向に移動する。また、このとき、かかる圧縮力により、第3連結部160の長さ方向(弾性棒151、152の並ぶ方向)の中央周辺は、弾性棒151、152の先端方向、または弾性棒151、152の先端方向とは反対側の方向のどちらかに変形しようとする潜在力を有している。
Further, in this case, as shown in FIG. 6C, the third connecting
また、この場合、図6(d)に示すように、第4連結部161は、半径Rよりも大きい半径R’を有し、回転軸155、157を回転の中心とする擬似的な剛体の回転体162、163を新たに考えれば、前述した第3連結部160と同様に、回転体162、163の回転運動によって小さく圧縮されながら弾性棒151、152の先端方向に小さく移動する。また、このとき、かかる圧縮力により、第4連結部161の長さ方向の中央周辺は、弾性棒151、152の先端方向、または弾性棒151、152の先端方向とは反対側の方向のどちらかに変形しようとする潜在力を有している。
Further, in this case, as shown in FIG. 6D, the fourth connecting
ここで、前述したように第1〜4連結部158、159、160、161のすべてが弾性棒151、152の先端方向に移動するため、この移動と前述した潜在力とが相まって、第3、4の連結部160、161は、弾性棒151、152の先端側に変位するように変形することとなる。
このようなことから、弾性棒151、152が互いに離間するように屈曲変形した場合、回転軸155と回転軸157とを結ぶ方向における基部153の変位については、第1連結部158および第2連結部159の伸張による変位と第3連結部160および第4連結部161の圧縮による変位とが互いに相殺するように作用する。
Here, as described above, since all of the first to fourth connecting
For this reason, when the
しかし、弾性棒151、152の長さ方向における基部153の変位については、第1〜4連結部158、159、160、161のすべてが弾性棒151、152の先端方向に移動(変位)するとともに、第3、4連結部160、161が弾性棒151、512の先端方向に変位するよう変形する。そのため、これらの移動および変形に起因する振動が基部153に生じることとなる。
そのため、基部153に固定部を設定すると、弾性棒151、152の先端方向への変位や変形に起因する振動が固定部を介して外部へ漏洩することとなる。これが振動漏れであり、この漏洩した振動のエネルギーに相当する分だけQ値を劣化させることとなる。
However, regarding the displacement of the base 153 in the length direction of the
For this reason, when a fixed portion is set in the
<振動腕側に設けられた縮幅部の作用>
次に、縮幅部16の作用について説明する。
図7(a)に示すような振動腕20、22側に縮幅部16が設けられた基部12を有する本実施形態に係る振動片は、図7(b)に示すように、弾性棒151が径方向に延びて接続された擬似的な剛体の回転体154と、弾性棒152が径方向に延びて接続された擬似的な剛体の回転体156とが簡略化した基部165を介して連結されているモデルとみなすことができる。
<Operation of the reduced width portion provided on the vibrating arm side>
Next, the operation of the reduced
As shown in FIG. 7B, the resonator element according to the present embodiment having the base 12 provided with the reduced
このモデルにおいて、回転体154は、回転軸155を中心として回転する所定の半径Rを有する。同様に、回転体156は、回転軸157を中心として回転する所定の半径Rを有する。
このようなモデルの基部165における回転体154、156間を連結する代表的な部分(連結部)として、図8に示すように、回転軸155、157よりも弾性棒151、152側に設けられた第1連結部158と、回転軸155、157間に設けられた第2連結部159と、回転軸155、157よりも弾性棒151、152とは反対側に設けられた第3連結部160と、第1連結部158よりも弾性棒151、152の先端側に設けられた第4連結部166と、を考える。
In this model, the
As a representative portion (connecting portion) for connecting the
2本の振動腕20、22が互いに接近するように屈曲変形した場合、弾性棒151、152が互いに接近するように屈曲変形したとみなす。この場合、振動腕20、22の根元周辺から振動腕20、22の先端方向とは反対方向の所定の場所に、変位ベクトルの渦が形成される。この渦の中心は、基部12を含む振動腕20、22の根元付近である場合が多いが、振動腕20、22や基部12の領域には属さない、仮想的な空間上に形成される場合もある。
When the two vibrating
ここでは、説明の都合上、この渦の中心は基部12の領域に属するとし、かつ、弾性棒151、152からの距離は等しいとするとともに、この渦の中心を図7(b)における回転軸155、157としている。
なお、この回転軸155、157を回転の中心とし、半径Rを有する擬似的な剛体の回転体154、156の外周の接線方向における変位は、弾性棒151、152の先端方向側で最も大きく、弾性棒151、152の先端方向とは反対側で最も小さい。また、この場合は、2本の振動腕20、22が互いに離間した場合とは変位の方向は反対向きになる。
Here, for convenience of explanation, it is assumed that the center of the vortex belongs to the region of the
The displacement in the tangential direction of the outer periphery of the pseudo rigid
図8(a)に示すように、弾性棒151、152が互いに接近するように屈曲変形した場合、第1連結部158は、回転体154、156の回転運動によって強く圧縮されながら弾性棒151、152の先端方向とは反対側の方向に小さく移動する。また、このとき、かかる圧縮力により、第1連結部158の長さ方向の中央周辺は、弾性棒151、152の先端方向、または弾性棒151、152の先端方向とは反対側の方向のどちらかに変形しようとする潜在力を有している。
この場合、図8(b)に示すように、第2連結部159も同様に、回転体154、156の回転運動によって伸ばされながら弾性棒151、152の先端方向とは反対側の方向に移動する。
As shown in FIG. 8A, when the
In this case, as shown in FIG. 8B, the second connecting
また、この場合、図8(c)に示すように、第3連結部160は、回転体154、156の回転運動によって伸ばされながら弾性棒151、152の先端方向とは反対側の方向に移動する。
また、この場合、図8(d)に示すように、第4連結部166は、回転体154、156の回転運動によって圧縮されるが、アーチ形状をなしているために変形し難く、仮に変形したとしても、第4連結部166の長さ方向の中央周辺が弾性棒151、152の先端方向に変位するように変形する。
Further, in this case, as shown in FIG. 8C, the third connecting
Further, in this case, as shown in FIG. 8D, the fourth connecting
このようなことから、弾性棒151、152が互いに接近するように屈曲変形した場合、回転軸155と回転軸157とを結ぶ方向における基部165の変位については、第1連結部158および第4連結部166の圧縮による変位と第2連結部159および第3連結部160の伸張による変位とが互いに相殺するように作用する。
そして、弾性棒151、152の長さ方向における基部165の変位については、第1〜3連結部158、159、160が弾性棒151、152の先端方向とは反対側の方向に変位するのを、第4連結部166の変形し難さが妨げるとともに、第4連結部166の長さ方向の中央付近が弾性棒151、152の先端方向に変位するように変形することで相殺することができる。
そのため、基部165に固定部を設定しても、固定部を介して外部へ洩れる振動、すなわち振動漏れを低減することができ、その結果、外部へ漏洩する振動のエネルギーが少なくなるため、Q値を高めることができる。
Therefore, when the
And about the displacement of the base 165 in the length direction of the
Therefore, even if a fixed portion is set in the
<振動腕と反対側に設けられた縮幅部の作用>
次に、縮幅部18の作用について説明する。
図9(a)に示すような振動腕20、22と反対側に縮幅部18が設けられた基部12を有する本実施形態に係る振動片は、図9(b)に示すように、弾性棒151が径方向に延びて接続された擬似的な剛体の回転体154と、弾性棒152が径方向に延びて接続された擬似的な剛体の回転体156とが簡略化した基部168を介して連結されているモデルとみなすことができる。
このモデルにおいて、回転体154は、回転軸155を中心として回転する所定の半径Rを有する。同様に、回転体156は、回転軸157を中心として回転する所定の半径Rを有する。
<Operation of the reduced width portion provided on the side opposite to the vibrating arm>
Next, the operation of the reduced
As shown in FIG. 9B, the resonator element according to the present embodiment having the base 12 provided with the reduced
In this model, the
このようなモデルの基部168における回転体154、156間を連結する代表的な部分(連結部)として、図10に示すように、回転軸155、157よりも弾性棒151、152側に設けられた第1連結部158と、回転軸155、157間に設けられた第2連結部159と、回転軸155、157よりも弾性棒151、152とは反対側に設けられた第3連結部160と、第3連結部160よりもさらに弾性棒151、152の先端方向とは反対側に設けられた第4連結部169と、を考える。
As a representative portion (connecting portion) for connecting the
2本の振動腕20、22が互いに離間するように屈曲変形した場合、弾性棒151、152が互いに離間するように屈曲変形したとみなす。この場合、振動腕20、21の根元周辺から振動腕20、22の先端方向とは反対方向の所定の場所に、変位ベクトルの渦が形成される。この渦の中心は、基部12を含む振動腕20、22の根元付近である場合が多いが、振動腕20、22や基部12の領域には属さない、仮想的な空間上に形成される場合もある。
When the two vibrating
ここでは、説明の都合上、この渦の中心は基部12の領域に属するとし、かつ、弾性棒151、152からの距離は等しいとするとともに、この渦の中心を図9(b)における回転軸155、157とした。なお、この回転軸155、157を回転の中心とし、半径Rを有する擬似的な剛体の回転体154、156の外周の接線方向における変位は、弾性棒151、152の先端方向側で最も大きく、弾性棒151、152の先端方向とは反対側で最も小さい。
Here, for convenience of explanation, it is assumed that the center of the vortex belongs to the region of the
図10(a)に示すように、弾性棒151、152が互いに離間するように屈曲変形した場合、第1連結部158は、回転体154、156の回転運動によって強く伸ばされながら弾性棒151、152の先端側の方向に小さく移動する。
この場合、図10(b)に示すように、第2連結部159も同様に、回転体154、156の回転運動によって伸ばされながら弾性棒151、152の先端側の方向に移動する。
As shown in FIG. 10A, when the
In this case, as shown in FIG. 10B, the second connecting
また、この場合、図10(c)に示すように、第3連結部160は、回転体154、156の回転運動によって圧縮されながら弾性棒151、152の先端側の方向に移動する。また、このとき、第3連結部160の長さ方向の中央周辺は、弾性棒151、152の先端側の方向、または弾性棒151、152の先端方向とは反対側の方向のどちらかに変形しようとする潜在力を有している。
また、この場合、図10(d)に示すように、第4連結部169は、回転体154,156の回転運動によって圧縮されるが、アーチ形状をなしているために変形し難く、仮に変形したとしても、第4連結部169の長さ方向の中央周辺が弾性棒151、152の先端方向とは反対方向に変位するように変形する。
Further, in this case, as shown in FIG. 10C, the third connecting
Further, in this case, as shown in FIG. 10 (d), the fourth connecting
このようなことから、弾性棒151、152が互いに離間するように屈曲変形した場合、回転軸155と回転軸157とを結ぶ方向における基部168の変位については、第1連結部158および第2連結部159の伸張による変位と第3連結部160および第4連結部169の圧縮による変位とが互いに相殺するように作用する。
そして、弾性棒151、152の長さ方向における基部168の変位については、第1〜3連結部158、159、160が弾性棒151、152の先端方向に変位するのを、第4連結部169の変形し難さが妨げるとともに、第4連結部169の長さ方向の中央付近が弾性棒151、152の先端方向とは反対方向に変位するように変形することで相殺することができる。
そのため、基部168に固定部を設定しても、固定部を介して外部へ洩れる振動、すなわち振動漏れを低減することができ、その結果、外部へ漏洩する振動のエネルギーが少なくなるため、Q値を高めることができる。
Therefore, when the
And about the displacement of the
Therefore, even if a fixed portion is set in the
以上説明したように、縮幅部16、18により振動漏れを抑制することができる。
このような縮幅部16、18による振動漏れの抑制効果に加えて、振動片1では、前述したように厚肉部31による振動漏れの抑制効果を発揮することができる。なお、本実施形態の振動片1と、突出部33を省略した以外振動片1と同様の構成の振動片とのそれぞれについて、振動漏れのみを考慮したQ値をシミュレーションにより求めた結果、この厚肉部31(突出部33)による振動漏れの抑制効果が確かめられている。
As described above, vibration leakage can be suppressed by the reduced
In addition to the effect of suppressing vibration leakage due to the reduced
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
図11は、本発明の第2実施形態に係る振動片を示す裏面図、図12は、図11中のB−B線断面図である。
以下、第2実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第2実施形態は、厚肉部の構成(形状)が異なる以外は、第1実施形態とほぼ同様である。なお、図11および図12では、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 11 is a back view showing a resonator element according to the second embodiment of the invention, and FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
Hereinafter, the second embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
The second embodiment is substantially the same as the first embodiment except that the configuration (shape) of the thick portion is different. In FIG. 11 and FIG. 12, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above-described embodiment.
図11に示す振動片1Aが備える基部12Aは、図12に示すように、厚肉部31Aを有する。この厚肉部31AのZ軸方向に沿った厚さT1は、振動腕20、22の基部12A側の端部の厚さT2よりも厚い。
この厚肉部31Aは、部分32から−Z軸方向に突出している突出部33Aを有する。
この突出部33Aは、振動腕20、22の基部12A側の端部よりも−Z軸方向に突出している。これにより、例えば、突出部33Aの先端面(−Z軸方向側の端面)をパッケージに固定する固定部として用いることにより、1対の振動腕20、22の互いに接近または離間する屈曲振動に伴って基部12Aが振動する領域に対して固定部を遠ざけることができる。図11および図12では、突出部33Aをパッケージに固定するための1つの接合部材35が図示されている。なお、パッケージに対する突出部33Aの固定については、後述する振動子の第2例の説明とともに、後に詳述する。
A
The
The
この厚肉部31A(突出部33A)は、基部12AのX軸方向およびY軸方向での中央部に設けられている。
また、突出部33AのY軸方向に沿った長さは、基部12AのY軸方向に沿った長さよりも短い。
なお、突出部33Aの平面視形状は、正六角形であるが、これに限定されず、例えば、円形、楕円形、三角形、四角形、五角形等の他の多角形であってもよい。
以上説明したような第2実施形態に係る振動片1Aよっても、小型化を図っても、振動漏れを抑制し、CI値を低く抑えることができる。
The
Further, the length of the protruding
In addition, although the planar view shape of 33 A of protrusion parts is a regular hexagon, it is not limited to this, For example, other polygons, such as circular, an ellipse, a triangle, a quadrangle, and a pentagon, may be sufficient.
Even with the
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
図13は、本発明の第3実施形態に係る振動片を示す平面図、図14は、図13に示す振動片の裏面図、図15は、図14中のB−B線断面図である。
以下、第3実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第3実施形態は、厚肉部の構成(形状)が異なる以外は、第1実施形態とほぼ同様である。なお、図13〜図15では、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
13 is a plan view showing a resonator element according to the third embodiment of the invention, FIG. 14 is a back view of the resonator element shown in FIG. 13, and FIG. 15 is a sectional view taken along line BB in FIG. .
Hereinafter, the third embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
The third embodiment is substantially the same as the first embodiment except that the configuration (shape) of the thick-walled portion is different. In FIGS. 13 to 15, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the above-described embodiment.
図13および図14に示す振動片1Bが備える基部12Bは、図15に示すように、厚肉部31Bを有する。この厚肉部31BのZ軸方向に沿った厚さT1は、振動腕20、22の基部12B側の端部の厚さT2よりも厚い。
この厚肉部31Aは、部分32から−Z軸方向に突出している突出部33Aと、部分32から+Z軸方向に突出している34とを有する。
The
The
このように、突出部33A、34が厚肉部31BのZ軸方向での両側に設けられていることにより、基部12BのY軸方向およびX軸方向に沿った長さを小さくしながら、基部12Bの質量を大きくすることができる。そのため、振動片1Bの小型化を図りつつ、1対の振動腕20、22の互いに接近または離間する屈曲振動に伴って基部12Bが振動するのを抑制することができる。
この突出部34のZ軸方向に沿った厚さT4(高さ)は、振動腕20、22の寸法等に応じて決められ、特に限定されないが、振動腕20、22の厚さT2に対して、0.1以上1.5以下であることが好ましい。これにより、基部12Bの小型化を図りながら、基部12Bの質量を大きくすることができる。
As described above, the
A thickness T4 (height) along the Z-axis direction of the projecting
本実施形態では、突出部34は、部分32と一体で形成されている。すなわち、部分32および突出部34は、同一基板から形成されている。そのため、比較的簡単に、厚肉部31Bの機械的強度を優れたものとすることができる。
この突出部34は、基部12BのX軸方向での中央部に設けられている。
また、突出部34のX軸方向に沿った幅は、1対の振動腕20、21間の距離W2よりも小さい。これにより、突出部34がY軸方向での全域に亘って形成されていても、突出部34が振動腕20、22の屈曲振動を阻害したり不要な振動モードが大きくなったりするのを防止することもできる。
また、突出部34のX軸方向に沿った幅は、突出部33AのX軸方向に沿った幅と等しい。なお、突出部34のX軸方向に沿った幅は、突出部33AのX軸方向に沿った幅よりも小さくてもよいし、突出部33AのX軸方向に沿った幅よりも大きくてもよい。
In the present embodiment, the protruding
The
Further, the width of the protruding
Further, the width along the X-axis direction of the
突出部34のX軸方向に沿った幅は、特に限定されないが、1対の振動腕20、21間の距離W2に対して、0.1以上0.8以下となることが好ましい。これにより、突出部33が振動腕20、22の屈曲振動を阻害したり不要な振動モードが大きくなったりするのを防止することもできる。
なお、突出部34のX軸方向に沿った幅は、1対の振動腕20、21間の距離W2よりも大きくてもよい。こうすることで基部12Bの剛性は高くなるから、振動腕20、22の屈曲振動による基部12Bの変形は小さくなって、基部12Bで発生する熱弾性損失が減少する。
また、本実施形態では、突出部34は、Y軸方向での全域に亘って形成されている。これにより、厚肉部31BのX軸方向に沿った幅が小さくても、基部12Bの質量を効果的に大きくすることができる。
The width along the X-axis direction of the
The width of the
Moreover, in this embodiment, the
なお、突出部34の平面視形状は、図示ではY軸方向での全域に亘ってX軸方向に沿った幅が一定であるが、これに限定されず、例えば、Y軸方向での途中に内側にくびれた部分を有する形状であってもよいし、Y軸方向での途中に外側に突出した部分を有する形状であってもよいし、Y軸方向での途中で分割されている形状であってもよいし、また、突出部33Aの平面視形状と一致または相似した形状であってもよい。
以上説明したような第3実施形態に係る振動片1Bよっても、小型化を図っても、振動漏れを抑制し、CI値を低く抑えることができる。
In addition, the plan view shape of the protruding
Even with the
<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
図16は、本発明の第4実施形態に係る振動片を示す断面図である。
以下、第4実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第4実施形態は、厚肉部の構成が異なる以外は、第1実施形態とほぼ同様である。なお、図16では、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a resonator element according to the fourth embodiment of the invention.
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
The fourth embodiment is substantially the same as the first embodiment except that the configuration of the thick portion is different. In FIG. 16, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiment.
図16に示す振動片1Cが備える基部12Cは、厚肉部31Cを有する。この厚肉部31CのZ軸方向に沿った厚さT1は、振動腕20、22の基部12C側の端部の厚さT2よりも厚い。
この厚肉部31Cは、部分32(第1部分)から−Z軸方向に突出している突出部33C(第2部分)を有する。
A base 12C included in the resonator element 1C illustrated in FIG. 16 includes a thick portion 31C. The thickness T1 along the Z-axis direction of the thick portion 31C is thicker than the thickness T2 of the ends of the vibrating
The thick portion 31C has a protruding portion 33C (second portion) protruding in the −Z-axis direction from the portion 32 (first portion).
この突出部33Cは、部分32の−Z軸方向側の面に接合されている。これにより、水晶基板を薄肉化する工程が不要となる。そのため、比較的簡単に、振動腕20、22の寸法精度を優れたものとしながら、厚肉部31Cを形成することができる。なお、突出部33Cの部分32への接合は、水晶基板をエッチングすることにより振動腕20、22および部分32を形成する工程の前であってもよいし後であってもよい。
The protrusion 33C is joined to the surface of the
突出部33Cの構成材料としては、特に限定されないが、固定部を介して電気的導通をとる場合には、絶縁性材料、例えば、水晶、シリコン、樹脂材料、セラミックス材料、ガラス材料等を用いることが好ましい。
また、突出部33Cの構成材料は、部分32の構成材料(水晶)と同じであってもよいが、部分32の構成材料と異ならせることによって、突出部33Cの特性を調整することができる。
また、突出部33Cのヤング率(縦弾性係数)は、部分32(水晶)のヤング率よりも低いことが好ましい。これにより、部分32から突出部33Cを介して外部へ振動が漏れるのを抑制することができる。
The constituent material of the projecting portion 33C is not particularly limited. However, when electrical conduction is achieved through the fixed portion, an insulating material such as quartz, silicon, a resin material, a ceramic material, a glass material, or the like is used. Is preferred.
The constituent material of the protrusion 33C may be the same as the constituent material (quartz) of the
Moreover, it is preferable that the Young's modulus (longitudinal elastic modulus) of the protrusion 33C is lower than the Young's modulus of the portion 32 (quartz). Thereby, it can suppress that a vibration leaks outside from the
また、突出部33Cの構成材料の熱膨張係数は、部分32の構成材料の熱膨張係数に対して0.5倍〜2倍の範囲であることが好ましい。こうすることで、突出部33Cと部分32の界面で発生する熱応力が増大することがないので、安定した振動特性を得ることができる。
突出部33Cと部分32との接合方法としては、突出部33Cおよび部分32の構成材料等によって異なり、特に限定されないが、例えば、接着剤による接合方法、陽極接合、直接接合等を用いることができる。
以上説明したような第4実施形態に係る振動片1Cよっても、小型化を図っても、振動漏れを抑制し、CI値を低く抑えることができる。
Moreover, it is preferable that the thermal expansion coefficient of the constituent material of the
The method for joining the protruding portion 33C and the
Even with the
<第5実施形態>
次に、本発明の第5実施形態について説明する。
図17は、本発明の第5実施形態に係る振動片を示す平面図である。
以下、第5実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第5実施形態は、縮幅部の構成(平面視形状)が異なる以外は、第1実施形態とほぼ同様である。なお、図17では、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。また、図17では、説明の便宜上、形状を簡略化して図示している。
<Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 17 is a plan view showing a resonator element according to the fifth embodiment of the invention.
Hereinafter, the fifth embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and descriptions of similar matters will be omitted.
The fifth embodiment is substantially the same as the first embodiment except that the configuration (planar shape) of the reduced width portion is different. In FIG. 17, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals. Moreover, in FIG. 17, the shape is illustrated in a simplified manner for convenience of explanation.
図17に示す振動片1Dが備える基部12Dは、前述した第1実施形態の振動片1において、縮幅部18を省略したものである。すなわち、基部12Dは、本体部14と、本体部14に対して+Y軸方向側に位置する縮幅部16とを有している。
以上説明したような第5実施形態に係る振動片1Dよっても、小型化を図っても、振動漏れを抑制し、CI値を低く抑えることができる。
The
Even with the
<第6実施形態>
次に、本発明の第6実施形態について説明する。
図18は、本発明の第6実施形態に係る振動片を示す平面図である。
以下、第6実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第6実施形態は、縮幅部の構成(平面視形状)が異なる以外は、第1実施形態とほぼ同様である。なお、図18では、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。また、図18では、説明の便宜上、形状を簡略化して図示している。
<Sixth Embodiment>
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 18 is a plan view showing a resonator element according to the sixth embodiment of the invention.
Hereinafter, the sixth embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and descriptions of similar matters will be omitted.
The sixth embodiment is substantially the same as the first embodiment except that the configuration (planar shape) of the reduced width portion is different. In FIG. 18, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals. Moreover, in FIG. 18, the shape is simplified and shown for convenience of explanation.
図18に示す振動片1Eが備える基部12Eは、前述した第1実施形態の振動片1において、縮幅部16を省略したものである。すなわち、基部12Eは、本体部14と、本体部14に対して−Y軸方向側に位置する縮幅部18とを有している。
以上説明したような第6実施形態に係る振動片1Eよっても、小型化を図っても、振動漏れを抑制し、CI値を低く抑えることができる。
The
Even with the
<第7実施形態>
次に、本発明の第7実施形態について説明する。
図19は、本発明の第7実施形態に係る振動片を示す平面図である。
以下、第7実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第7実施形態は、縮幅部の構成(平面視形状)が異なる以外は、第1実施形態とほぼ同様である。なお、図19では、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。また、図19では、説明の便宜上、形状を簡略化して図示している。
<Seventh embodiment>
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described.
FIG. 19 is a plan view showing a resonator element according to the seventh embodiment of the invention.
Hereinafter, the seventh embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
The seventh embodiment is substantially the same as the first embodiment except that the configuration (planar shape) of the reduced width portion is different. In FIG. 19, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals. Moreover, in FIG. 19, for convenience of explanation, the shape is simplified and illustrated.
図19に示す振動片1Fが備える基部12Fでは、縮幅部16Fが本体部14に対して+Y軸方向側に配置されている。この縮幅部16Fの輪郭は、平面視にて、X軸およびY軸の両軸に対して傾斜する直線状の傾斜部17b、17cで構成されている。これら傾斜部17b、17cの一端(+Y軸方向側の端)同士が、Y軸と平行な仮想中心線Y1上で接続されている。そのため、縮幅部16Fは、その先端部に角を有し、尖っている。縮幅部16Fをこのような形状とすることにより、第1実施形態の縮幅部16が曲線状であるのと同様に、振動漏れを効果的に抑制することができるとともに、縮幅部の構成の簡易化を図ることができる。
In the
また、縮幅部16FのY軸方向に沿った長さL3は、平面視で傾斜部17b、17cとX軸とのなす角度θ1に応じて設定される。この角度θは、特に限定されないが、例えば、5°以上、70°以下程度であるのが好ましい。
また、傾斜部17b、17cは、水晶の結晶面と平行であることが好ましい。例えば、傾斜部17b、17cは、水晶のX軸に対して30°または60°傾斜している結晶面に平行であることが好ましい。これにより、水晶基板をウェットエッチングすることにより傾斜部17b、17cを形成する場合、傾斜部17b、17cの形状のばらつきが小さくなり、振動片1Fが安定した性能を得ることができる。
このような第4実施形態においても、前述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
Further, the length L3 along the Y-axis direction of the reduced
In addition, the
In the fourth embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained.
<第8実施形態>
次に、本発明の第8実施形態について説明する。
図20は、本発明の第8実施形態に係る振動片を示す平面図である。
以下、第8実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第8実施形態は、縮幅部の構成(平面視形状)が異なる以外は、第1実施形態とほぼ同様である。なお、図20では、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。また、図20では、説明の便宜上、形状を簡略化して図示している。
<Eighth Embodiment>
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 20 is a plan view showing a resonator element according to the eighth embodiment of the invention.
Hereinafter, the eighth embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and descriptions of the same matters will be omitted.
The eighth embodiment is substantially the same as the first embodiment except that the configuration (planar shape) of the reduced width portion is different. In FIG. 20, the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment described above. In FIG. 20, the shape is simplified for convenience of explanation.
図20に示す振動片1Gが備える基部12Gでは、縮幅部18Gが本体部14に対して−Y軸方向側に配置されている。この縮幅部18Gの輪郭は、平面視にて、X軸およびY軸の両軸に対して傾斜する直線状の傾斜部19b、19cで構成されている。これら傾斜部19b、19cの一端(−Y軸方向側の端)同士が、Y軸と平行な仮想中心線Y1上で接続されている。そのため、縮幅部18Gは、その先端部に角を有し、尖っている形状とすることにより、第1実施形態の縮幅部18が曲線状であるのと同様に、振動漏れを効果的に抑制することができるとともに、縮幅部の構成の簡易化を図ることができる。
In the
また、縮幅部18GのY軸方向に沿った長さL4は、平面視で傾斜部19b、19cとX軸とのなす角度θ2に応じて設定される。この角度θ2は、特に限定されないが、例えば、縮幅部18Gの過度な大型化を抑制する観点から、5°以上、70°以下であるのが好ましく、10°以上、50°以下であるのがより好ましい。
また、傾斜部19b、19cは、水晶の結晶面と平行であることが好ましい。例えば、傾斜部19b、19cは、水晶のX軸に対して30°または60°傾斜している結晶面に平行であることが好ましい。これにより、水晶基板をウェットエッチングすることにより傾斜部19b、19cを形成する場合、傾斜部19b、19cの形状のばらつきが小さくなり、振動片1Gが安定した性能を得ることができる。
このような第8実施形態においても、前述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
Further, the length L4 along the Y-axis direction of the reduced
The
In the eighth embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained.
<第9実施形態>
次に、本発明の第9実施形態について説明する。
図21は、本発明の第9実施形態に係る振動片を示す平面図である。
以下、第9実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第9実施形態は、縮幅部の構成(平面視形状)が異なる以外は、第1実施形態とほぼ同様である。なお、図21では、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。また、図21では、説明の便宜上、形状を簡略化して図示している。
<Ninth Embodiment>
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 21 is a plan view showing a resonator element according to the ninth embodiment of the invention.
Hereinafter, the ninth embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
The ninth embodiment is substantially the same as the first embodiment except that the configuration (planar shape) of the reduced width portion is different. In FIG. 21, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals. Further, in FIG. 21, the shape is simplified for convenience of explanation.
図21に示す振動片1Hが備える基部12Hは、本体部14と、本体部14に対して+Y軸方向側に位置する縮幅部16Fと、本体部14に対して−Y軸方向側に位置する縮幅部18Gとを有している。言い換えれば、本実施形態の基部12Hは、本体部14を介して対向配置された2つの縮幅部16F、18Gを有している。
このような第9実施形態においても、前述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
A
In the ninth embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained.
<第10実施形態>
次に、本発明の第10実施形態について説明する。
図22は、本発明の第10実施形態に係る振動片を示す平面図である。
以下、第10実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第10実施形態は、縮幅部の構成(形状)が異なる以外は、第1実施形態とほぼ同様である。なお、図22では、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。また、図22では、説明の便宜上、形状を簡略化して図示している。
<Tenth Embodiment>
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 22 is a plan view showing a resonator element according to the tenth embodiment of the invention.
Hereinafter, the tenth embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
The tenth embodiment is substantially the same as the first embodiment except that the configuration (shape) of the reduced width portion is different. In FIG. 22, the same components as those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals. In FIG. 22, the shape is simplified for convenience of explanation.
図22に示す振動片1Iが備える基部12Iは、本体部14に対して+Y軸方向側に配置された縮幅部16Iを備える。
この縮幅部16Iは、平面視で、仮想中心線Y1に向い、かつ、基部12の中央から離れるに従ってX軸方向に沿った幅が段階的に小さくなっている。
このような縮幅部16Iの輪郭は、平面視にて、複数の段差を有する階段状をなしている。
A base portion 12I provided in the resonator element 1I illustrated in FIG. 22 includes a reduced width portion 16I disposed on the + Y axis direction side with respect to the main body portion.
The reduced width portion 16I is directed to the virtual center line Y1 in a plan view, and the width along the X-axis direction is gradually reduced as the distance from the center of the
The contour of the reduced width portion 16I has a stepped shape having a plurality of steps in plan view.
このような縮幅部16Iを設けることによっても、振動漏れが低減され、優れた振動特性を発揮することができる。
なお、このような階段状の輪郭を有する縮幅部は、基部のY軸方向の両端部にそれぞれ設けられていてもよいし、基部の−Y軸方向側の端部のみに設けられていてもよい。
このような第10実施形態においても、前述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
Providing such a reduced width portion 16I also reduces vibration leakage and exhibits excellent vibration characteristics.
In addition, the reduced width part which has such a step-like outline may be provided at both ends in the Y-axis direction of the base, or may be provided only at the end on the −Y-axis direction side of the base. Also good.
In the tenth embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.
(第11実施形態)
次に、本発明の第11実施形態について説明する。
図23(a)は、本発明の第11実施形態に係る振動片を示す平面図、図23(b)は、図23(a)に示す振動片の第1変形例を示す図、図23(c)は、図23(a)に示す振動片の第2変形例を示す図である。
(Eleventh embodiment)
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described.
FIG. 23A is a plan view showing a resonator element according to the eleventh embodiment of the present invention, FIG. 23B is a diagram showing a first modification of the resonator element shown in FIG. FIG. 23C is a diagram illustrating a second modification of the resonator element illustrated in FIG.
以下、第11実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第11実施形態は、縮幅部の構成(形状)が異なる以外は、第1実施形態とほぼ同様である。なお、図23では、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。また、図23では、説明の便宜上、形状を簡略化して図示している。
Hereinafter, the eleventh embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
The eleventh embodiment is substantially the same as the first embodiment except that the configuration (shape) of the reduced width portion is different. In FIG. 23, the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment described above. Further, in FIG. 23, the shape is simplified for convenience of explanation.
図23(a)に示す振動片1Jが備える基部12J、および、図23(c)に示す振動片1Lが備える基部12Lは、それぞれ、本体部14に対して+Y軸方向側に配置された縮幅部16Jを備えている。
この縮幅部16Jの輪郭は、平面視にて、X軸およびY軸の両軸に対して傾斜する直線状または曲線状の傾斜部17d、17eと、傾斜部17d、17eの+Y軸方向側の端同士を連結するX軸に平行な接続部17fと、を有している。
The
The outline of the reduced
また、図23(c)に示す振動片1Kが備える基部12K、および、図23(c)に示す振動片1Lが備える基部12Lは、それぞれ、本体部14に対して−Y軸方向側に配置された縮幅部18Kを備えている。
この縮幅部18Kの輪郭は、平面視にて、X軸およびY軸の両軸に対して傾斜する直線状または曲線状の傾斜部19d、19eと、傾斜部19d、19eの−Y軸方向側の端同士を連結するX軸に平行な接続部19fと、を有している。
このような縮幅部16J、18Kを設けることによっても、振動漏れが低減され、優れた振動特性を発揮することができる。
このような第11実施形態においても、前述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
Also, the
The outline of the reduced
By providing such reduced
Also in the eleventh embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.
(振動子)
次に、本発明の振動片を適用した振動子について説明する。
<第1例>
図24は、本発明の振動子の第1例(図1に示す振動片を備える振動子)の概略構成を示す図であって、図24(a)は、平面図、図24(b)は、図24(a)中のC−C線断面図である。なお、図24(a)では、説明の便宜上、蓋部材の図示を省略している。
(Vibrator)
Next, a vibrator to which the resonator element according to the invention is applied will be described.
<First example>
24 is a diagram showing a schematic configuration of a first example of the vibrator according to the present invention (vibrator including the resonator element shown in FIG. 1). FIG. 24 (a) is a plan view, and FIG. 24 (b). FIG. 25 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. In FIG. 24A, the lid member is not shown for convenience of explanation.
振動子3は、前述した第1実施形態に係る振動片1と、矩形の箱状に形成されているパッケージ本体50と、ガラス、セラミック、金属などからなる蓋部材59と、で構成されている。ここで、パッケージ本体50および蓋部材59は、振動片1を収納するパッケージを構成している。
パッケージ本体50は、図24(b)に示すように、第1の基板51と、第2の基板52と、実装端子45と、を積層して形成されている。
The
As shown in FIG. 24B, the
第1の基板51の外側の面(−Z軸方向側の面)には、複数の実装端子45が形成されている。また、第1の基板51の内側の面(+Z軸方向側の面)には、図示しない貫通電極や層間配線を介して、複数の実装端子45と電気的に導通する接続電極47a、47bがキャビティー70内に露出して設けられている。
第2の基板52は、中央部が除去された環状体である。これにより、振動片1を収容するキャビティー70が形成されている。このキャビティー70内は、ほぼ真空の減圧空間となっている。
A plurality of mounting
The
以上、説明したパッケージ本体50の、第1の基板51と第2の基板52は、絶縁性を有する材料で構成されている。このような材料としては、特に限定されず、例えば、酸化物系セラミックス、窒化物系セラミックス、炭化物系セラミックス等の各種セラミックスを用いることができる。また、パッケージ本体50に設けられた各接続電極、あるいはそれらを電気的に接続する配線パターンや層内配線パターンなどは、一般的に、タングステン(W)、モリブデン(Mo)などの金属配線材料を絶縁材料上にスクリーン印刷して焼成し、その上にニッケル(Ni)、金(Au)などのめっきを施すことにより形成される。
As described above, the
蓋部材59は、好ましくは、光を通過する材料、例えば、ホウケイ酸ガラスなどにより形成されており、封止材68により接合されることで、パッケージ本体50を気密封止している。これにより、パッケージ本体50の蓋封止後において、外部からレーザー光を蓋部材59を介して振動片1の先端付近に照射し、ここに設けた電極を一部蒸散させることにより、質量削減方式による周波数調整をすることができるようになっている。なお、このような周波数調整をしない場合には、蓋部材59はコバール合金などの金属材料で形成することができる。
The
振動片1は、基部12に形成されたパッド電極43a、43bと、励振電極41aとパッド電極43aとを電気的に接続している配線42a(引き出し電極)、および、励振電極41bとパッド電極43bとを電気的に接続している配線42b(引き出し電極)とを有している。
このようなパッド電極43a、43bから、配線42a、42bを通じて、励振電極41a、41bに駆動電圧(駆動信号)が印加されることで、2本の振動腕20、22が互いに接近、離間を繰り返すように面内方向(XY平面方向)に所定の周波数で振動する。
なお、励振電極41a、41b、配線42a、42bおよびパッド電極43a、43bのそれぞれの構成材料としては、特に限定されず、金(Au)、金合金、白金(Pt)、銀(Ag)、銀合金、クロム(Cr)、クロム合金等の金属材料を用いることができる。
The
By applying a drive voltage (drive signal) from the
The constituent materials of the
ここで、パッド電極43a、43bは、基部12の−Z軸方向側に位置する突出部33の先端面に設けられている。
そして、パッド電極43a、43bと接続電極47a、47bとが位置合わせされた状態でそれぞれ接合部材35を介して接合されている。これにより、突出部33の先端面が2つの接合部材35を介してパッケージ本体50に対して固定されている。接合部材35としては、例えば、金属あるいは半田等からなるバンプ(金属バンプ)や、導電性接着剤等を用いることができる。
Here, the
The
また、突出部33の先端面は、Y軸方向に沿って並んでいる2つの接合部材35を介してパッケージ本体50に固定されている。これにより、振動片1とパッケージ本体50との固定部のX軸方向に沿った幅を小さくすることができる。そのため、基部12からパッケージ本体50への振動漏れを抑制することができる。
以上説明したような振動子3によれば、小型で、優れた振動特性を有する。
Further, the front end surface of the protruding
According to the
<第2例>
図25は、本発明の振動子の第2例(図11に示す振動片を備える振動子)の概略構成を示す図であって、図25(a)は、平面図、図25(b)は、図25(a)中のC−C線断面図である。なお、図25(a)では、説明の便宜上、蓋部材の図示を省略している。また、以下、第2例に係る振動子について、前述した第1例に係る振動子との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。また、図25では、前述した第1例の振動子と同様の構成については、同一符号を付している。
<Second example>
FIG. 25 is a diagram showing a schematic configuration of a second example of the vibrator of the present invention (vibrator provided with the resonator element shown in FIG. 11), in which FIG. 25 (a) is a plan view and FIG. 25 (b). FIG. 26 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. In FIG. 25A, the lid member is not shown for convenience of explanation. Hereinafter, the vibrator according to the second example will be described focusing on the differences from the vibrator according to the first example described above, and description of the same matters will be omitted. In FIG. 25, the same reference numerals are assigned to the same configurations as those of the vibrator of the first example described above.
振動子3Aは、前述した第2実施形態に係る振動片1Aと、矩形の箱状に形成されているパッケージ本体50Aと、蓋部材59と、で構成されている。ここで、パッケージ本体50Aおよび蓋部材59は、振動片1Aを収納するパッケージを構成している。
パッケージ本体50Aは、図25(b)に示すように、第1の基板51Aと、第2の基板52と、実装端子45と、を積層して形成されている。
The
As shown in FIG. 25B, the
第1の基板51Aの外側の面(−Z軸方向側の面)には、複数の実装端子45が形成されている。また、第1の基板51Aの内側の面(+Z軸方向側の面)には、図示しない貫通電極や層間配線を介して、複数の実装端子45と電気的に導通する接続電極47c、47dがキャビティー70内に露出して設けられている。
振動片1Aは、基部12Aの表裏に形成されたパッド電極43c、43dと、励振電極41aとパッド電極43cとを電気的に接続している配線42a(引き出し電極)、および、励振電極41bとパッド電極43dとを電気的に接続している配線42b(引き出し電極)とを有している。
A plurality of mounting
The
ここで、パッド電極43cは、基部12Aの+Z軸方向側の面に設けられ、一方、パッド電極43dは、基部12の−Z軸方向側に位置する突出部33の先端面に設けられている。
そして、パッド電極43dと接続電極47dとが位置合わせされた状態で接合部材35を介して接合されている。これにより、突出部33Aの先端面が1つの接合部材35を介してパッケージ本体50Aに対して固定されている。一方、パッド電極43cと接続電極47cとは、ボンディングワイヤーで構成された配線37を介して電気的に接続されている。
Here, the
Then, the
このような振動子3Aでは、接合部材35として導電性接着剤や金属バンプを用いており、接合部材35および配線37を介した駆動電圧(駆動信号)の入力により振動片1Aを駆動することができる。また、振動片1Aとパッケージ本体50Aとの固定部が1箇所であるため、振動片1Aとパッケージ本体50Aとの固定部の面積を小さくすることができる。そのため、基部12Aからパッケージ本体50への振動漏れを抑制することができる。
In such a
(発振器)
次に、本発明の振動片を適用した発振器について説明する。
図26は、本発明の発振器の一例の概略構成を示す断面図である。
なお、以下、発振器について、前述した振動子との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。また、図26では、前述した振動子と同様の構成については、同一符号を付している。
(Oscillator)
Next, an oscillator to which the resonator element according to the invention is applied will be described.
FIG. 26 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an example of the oscillator of the present invention.
Hereinafter, the oscillator will be described with a focus on differences from the above-described vibrator, and description of similar matters will be omitted. In FIG. 26, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the vibrator described above.
図26に示す発振器4は、前述した第1実施形態に係る振動片1と、パッケージ本体60と、振動片1を駆動するためのICチップ(チップ部品)62と、ガラス、セラミック、金属などからなる蓋部材59と、で構成されている。
パッケージ本体60は、第1の基板51と、第2の基板52と、第3の基板53と、第4の基板54と、実装端子46と、を積層して形成されている。
The
The
第3の基板53および第4の基板54は、それぞれ、中央部が除去された環状体である。これにより、ICチップ62を収納するキャビティー72が形成されている。
また、第3の基板53は、第4の基板54の内周よりも内側に位置する部分を有し、この部分の第4の基板54側の面には、複数の接続電極48が設けられている。
また、第4の基板54の第3の基板53とは反対側の面には、複数の実装端子46が設けられている。
この複数の実装端子46は、図示しない貫通電極や層間配線を介して、接続電極47a、47bや複数の接続電極48に電気的に接続されている。
Each of the
The
A plurality of mounting
The plurality of mounting
ICチップ62は、キャビティー72内に収納され、ろう材あるいは接着剤などの接合部材63を介して第1の基板51に接合されている。
また、ICチップ62は、ボンディングワイヤーで構成された複数の配線65を介して、複数の接続電極48に電気的に接続されている。
また、キャビティー72内には、樹脂材料64が充填されており、この樹脂材料64によって、ICチップ62が封止されている。
ICチップ62は、振動片1の駆動を制御するための駆動回路(発振回路)を有しており、このICチップ62によって振動片1を駆動すると、所定の周波数の信号を取り出すことができる。
以上説明したような発振器4によれば、小型で、優れた発振特性を有する。
The
Further, the
The
The
The
(電子機器)
次いで、本発明の振動片を適用した電子機器について、図27〜図29に基づき説明する。
図27は、本発明の電子機器の第1例であるモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
(Electronics)
Next, electronic devices to which the resonator element according to the invention is applied will be described with reference to FIGS.
FIG. 27 is a perspective view showing the configuration of a mobile (or notebook) personal computer which is a first example of the electronic apparatus of the invention.
この図において、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部100を備えた表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター1100には、発振器4(振動片1)が内蔵されている。
In this figure, a
図28は、本発明の電子機器の第2例である携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部100が配置されている。このような携帯電話機1200には、発振器4(振動片1)が内蔵されている。
FIG. 28 is a perspective view showing a configuration of a mobile phone (including PHS) as a second example of the electronic apparatus of the invention.
In this figure, a
図29は、本発明の電子機器の第3例であるデジタルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
FIG. 29 is a perspective view showing a configuration of a digital camera which is a third example of the electronic apparatus of the invention. In this figure, connection with an external device is also simply shown.
Here, an ordinary camera sensitizes a silver salt photographic film with a light image of a subject, whereas a
デジタルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部100が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部100は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。
A
撮影者が表示部100に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリー1308に転送・格納される。また、このデジタルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニター1430が、データ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピューター(PC)1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー1308に格納された撮像信号が、テレビモニター1430や、パーソナルコンピューター1440に出力される構成になっている。このようなデジタルカメラ1300には、発振器4(振動片1)が内蔵されている。
以上説明したような電子機器によれば、優れた信頼性を有する。
When the photographer confirms the subject image displayed on the
The electronic device as described above has excellent reliability.
なお、本発明の振動片を備える電子機器は、図27のパーソナルコンピューター(モバイル型パーソナルコンピューター)、図28の携帯電話機、図29のデジタルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンター)、パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシミュレーターなどに適用することができる。 Note that the electronic apparatus including the resonator element according to the invention includes, for example, an ink jet type ejection device (for example, an ink jet) in addition to the personal computer (mobile personal computer) in FIG. 27, the mobile phone in FIG. 28, and the digital camera in FIG. Printers), personal computers, televisions, video cameras, video tape recorders, car navigation devices, pagers, electronic notebooks (including those with communication functions), electronic dictionaries, calculators, electronic game devices, word processors, workstations, videophones, crime prevention TV monitor, electronic binoculars, POS terminal, medical equipment (for example, electronic thermometer, blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasonic diagnostic device, electronic endoscope), fish detector, various measuring devices, instruments (for example, Vehicle, aircraft, ship instrumentation), hula It can be applied to a door simulator.
(移動体)
図30は、本発明の移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図である。
この図において、タイヤ2109を制御する電子制御ユニット2108に発振器4(振動片1)が内蔵され、車体2107に搭載されている。
自動車2106には、本発明に係る振動片を備える振動子や発振器が搭載されており、例えば、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム(ABS:Antilock Brake System)、エアバック、タイヤプレッシャーモニタリングシステム(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システムなどの電子制御ユニット(ECU:electronic control unit)2108に広く適用できる。
以上説明したような移動体によれば、優れた信頼性を有する。
(Moving body)
FIG. 30 is a perspective view showing a configuration of an automobile which is an example of the moving body of the present invention.
In this figure, an oscillator 4 (vibration piece 1) is built in an
The
According to the moving body as described above, it has excellent reliability.
以上、本発明の振動片、振動子、発振器、電子機器および移動体について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
また、前述した実施形態の縮幅部の輪郭には、突出部や窪み(切り欠き)が形成されていてもよい。
As described above, the resonator element, the vibrator, the oscillator, the electronic device, and the moving body of the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part is the same. It can be replaced with any configuration having the above function. In addition, any other component may be added to the present invention. Moreover, you may combine each embodiment suitably.
Further, a protrusion or a depression (notch) may be formed in the outline of the reduced width portion of the above-described embodiment.
また、例えば、上記実施形態および変形例では、振動片の振動基板の構成材料として水晶を用いた場合を例に説明したが、水晶以外の圧電体材料を振動片の振動基板の構成材料として用いることができる。振動片の振動基板としては、例えば、窒化アルミニウム(AlN)や、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、四ホウ酸リチウム(Li2B4O7)、ランガサイト(La3Ga5SiO14)などの酸化物基板や、ガラス基板上に窒化アルミニウムや五酸化タンタル(Ta2O5)などの圧電体材料を積層させて構成された積層圧電基板、あるいは圧電セラミックスなどを用いることができる。 Further, for example, in the above-described embodiment and the modification, the case where crystal is used as the constituent material of the vibration substrate of the vibrating piece has been described as an example, but a piezoelectric material other than crystal is used as the constituent material of the vibration substrate of the vibrating piece be able to. Examples of the vibration substrate of the resonator element include aluminum nitride (AlN), lithium niobate (LiNbO 3 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), lead zirconate titanate (PZT), and lithium tetraborate (Li 2 B). 4 O 7 ), Langasite (La 3 Ga 5 SiO 14 ) and other oxide substrates, and glass substrates are laminated with piezoelectric materials such as aluminum nitride and tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ). A laminated piezoelectric substrate or piezoelectric ceramics can be used.
また、圧電体材料以外の材料を用いて振動片を形成することができる。例えば、シリコン半導体材料などを用いて振動片を形成することもできる。また、振動片の振動(駆動)方式は圧電駆動に限らない。例えば、本発明は、振動片の駆動方式として、圧電基板を用いた圧電駆動型のもの以外に、静電気力を用いた静電駆動型や、磁力を利用したローレンツ駆動型などを用いてもよい。
また、本発明に係る振動片はジャイロセンサーだけでなく、圧力センサー、加速度センサー、傾斜センサー等の各種のセンサーに適用できることは言うまでもない。
In addition, the resonator element can be formed using a material other than the piezoelectric material. For example, the resonator element can be formed using a silicon semiconductor material or the like. Further, the vibration (drive) method of the resonator element is not limited to piezoelectric drive. For example, in the present invention, as a driving method of the resonator element, in addition to the piezoelectric driving type using a piezoelectric substrate, an electrostatic driving type using electrostatic force, a Lorentz driving type using magnetic force, or the like may be used. .
Needless to say, the resonator element according to the present invention can be applied not only to a gyro sensor but also to various sensors such as a pressure sensor, an acceleration sensor, and an inclination sensor.
1‥‥振動片 1A‥‥振動片 1B‥‥振動片 1C‥‥振動片 1D‥‥振動片 1E‥‥振動片 1F‥‥振動片 1G‥‥振動片 1H‥‥振動片 1I‥‥振動片 1J‥‥振動片 1K‥‥振動片 1L‥‥振動片 3‥‥振動子 3A‥‥振動子 4‥‥発振器 10‥‥振動基板 12‥‥基部 12A‥‥基部 12B‥‥基部 12C‥‥基部 12D‥‥基部 12E‥‥基部 12F‥‥基部 12G‥‥基部 12H‥‥基部 12I‥‥基部 12J‥‥基部 12K‥‥基部 12L‥‥基部 12X‥‥基部 12f‥‥基部 14‥‥本体部 16‥‥縮幅部 16F‥‥縮幅部 16I‥‥縮幅部 16J‥‥縮幅部 17‥‥曲線部 17a‥‥曲線 17b‥‥傾斜部 17c‥‥傾斜部 17d‥‥傾斜部 17e‥‥傾斜部 17f‥‥接続部 18‥‥縮幅部 18G‥‥縮幅部 18K‥‥縮幅部 19‥‥曲線部 19a‥‥曲線 19b‥‥傾斜部 19c‥‥傾斜部 19d‥‥傾斜部 19e‥‥傾斜部 19f‥‥接続部 20‥‥振動腕 20a‥‥主面 20b‥‥主面 22‥‥振動腕 22a‥‥主面 22b‥‥主面 24‥‥錘部 25‥‥突出部 26‥‥錘部 27‥‥突出部 28a‥‥溝 28b‥‥溝 30a‥‥溝 30b‥‥溝 31‥‥厚肉部 31A‥‥厚肉部 31B‥‥厚肉部 31C‥‥厚肉部 32‥‥部分(第1部分) 33‥‥突出部 33A‥‥突出部 33C‥‥突出部(第2部分) 34‥‥突出部 35‥‥接合部材 37‥‥配線 41a‥‥励振電極 41b‥‥励振電極 42a‥‥配線 42b‥‥配線 43a‥‥パッド電極 43b‥‥パッド電極 43c‥‥パッド電極 43d‥‥パッド電極 45‥‥実装端子 46‥‥実装端子 47a‥‥接続電極 47b‥‥接続電極 47c‥‥接続電極 47d‥‥接続電極 48‥‥接続電極 50‥‥パッケージ本体 50A‥‥パッケージ本体 51‥‥第1の基板 51A‥‥第1の基板 52‥‥第2の基板 53‥‥第3の基板 54‥‥第4の基板 59‥‥蓋部材 60‥‥パッケージ本体 62‥‥ICチップ(発振回路) 63‥‥接合部材 64‥‥樹脂材料 65‥‥配線 68‥‥封止材 70‥‥キャビティー 72‥‥キャビティー 100‥‥表示部 101‥‥振動片 112‥‥基部 114‥‥本体部 120‥‥振動腕 122‥‥振動腕 128‥‥溝 130‥‥溝 151‥‥弾性棒 152‥‥弾性棒 153‥‥基部 154‥‥回転体 155‥‥回転軸 156‥‥回転体 157‥‥回転軸 158‥‥第1連結部 159‥‥第2連結部 160‥‥第3連結部 161‥‥第4連結部 162‥‥回転体 165‥‥基部 166‥‥第4連結部 167‥‥基部 168‥‥基部 169‥‥第4連結部 1100‥‥パーソナルコンピューター 1102‥‥キーボード 1104‥‥本体部 1106‥‥表示ユニット 1200‥‥携帯電話機 1202‥‥操作ボタン 1204‥‥受話口 1206‥‥送話口 1300‥‥デジタルカメラ 1302‥‥ケース 1304‥‥受光ユニット 1306‥‥シャッターボタン 1308‥‥メモリー 1312‥‥ビデオ信号出力端子 1314‥‥入出力端子 1430‥‥テレビモニター 1440‥‥パーソナルコンピューター 2106‥‥自動車 2107‥‥車体 2108‥‥電子制御ユニット 2109‥‥タイヤ W1‥‥幅 W2‥‥距離 Y1‥‥仮想中心線 θ‥‥角度 θ1‥‥角度 θ2‥‥角度
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記基部の前記一端部から前記第1方向に沿って延出し、かつ、前記第1方向に直交する第2方向に沿って並んでいる1対の振動腕と、を備え、
前記基部は、
前記一端部および前記他端部のうちの少なくとも一方の端部の前記第2方向に沿った幅が前記基部の中央部から離れるに従って漸減している縮幅部と、
前記第1方向および前記第2方向の双方に直交する第3方向に沿った厚さが前記振動腕の前記基部側の端部よりも厚く、前記振動腕の前記基部側の端部よりも前記第3方向の少なくとも一方側に突出している突出部を含む厚肉部と、
を含むことを特徴とする振動片。 A base having one end and the other end aligned along the first direction;
A pair of vibrating arms extending along the first direction from the one end of the base and aligned along a second direction orthogonal to the first direction;
The base is
A reduced width portion in which the width along the second direction of at least one of the one end portion and the other end portion gradually decreases as the distance from the central portion of the base portion increases;
A thickness along a third direction orthogonal to both the first direction and the second direction is thicker than an end of the vibrating arm on the base side, and more than an end of the vibrating arm on the base side. A thick portion including a protruding portion protruding to at least one side in the third direction;
A vibrating piece comprising:
前記基部の中心を通り、前記第1方向に沿った仮想線分に沿って、前記基部の中央部から離れるに従って、漸減している請求項1に記載の振動片。 The width along the second direction of the reduced width portion is:
2. The resonator element according to claim 1, wherein the resonator element gradually decreases along the imaginary line segment along the first direction as the distance from the center portion of the base portion increases.
前記第3方向に沿った厚さが前記振動腕と等しく、
前記振動腕が延出している第1部分と、
前記第1部分の前記第3方向での一方側の面に接合されている第2部分と、
を含む請求項1ないし5のいずれか1項に記載の振動片。 The thick part is
The thickness along the third direction is equal to the vibrating arm;
A first portion from which the vibrating arm extends;
A second portion joined to one surface of the first portion in the third direction;
The resonator element according to claim 1, comprising:
前記振動片を収納しているパッケージと、を備え、
前記突出部の先端面が前記パッケージに固定されていることを特徴とする振動子。 The vibrator element according to any one of claims 1 to 6,
A package containing the vibrating piece,
A vibrator, wherein a tip end surface of the projecting portion is fixed to the package.
前記基部の前記第3方向での他方側の面には、パッド電極が設けられ、
前記パッケージには、接続電極が設けられ、
前記パッド電極と前記接続電極とが配線を介して接続されている請求項7に記載の振動子。 The front end surface of the projecting portion located on one side of the base in the third direction is fixed to the package via one joining member,
A pad electrode is provided on the other side surface of the base in the third direction,
The package is provided with a connection electrode,
The vibrator according to claim 7, wherein the pad electrode and the connection electrode are connected via a wiring.
前記振動片に電気的に接続されている発振回路と、を備えていることを特徴とする発振器。 The vibrator element according to any one of claims 1 to 6,
And an oscillation circuit electrically connected to the resonator element.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2016133427A (en) * | 2015-01-20 | 2016-07-25 | 京セラクリスタルデバイス株式会社 | Sensor element and angular velocity sensor |
| JPWO2020202962A1 (en) * | 2019-03-29 | 2021-10-14 | 株式会社村田製作所 | Tuning fork type piezoelectric vibrator and its manufacturing method |
-
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016133427A (en) * | 2015-01-20 | 2016-07-25 | 京セラクリスタルデバイス株式会社 | Sensor element and angular velocity sensor |
| JPWO2020202962A1 (en) * | 2019-03-29 | 2021-10-14 | 株式会社村田製作所 | Tuning fork type piezoelectric vibrator and its manufacturing method |
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