專利名稱：振動片、振子、振蕩器以及電子儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如由壓電體材料所組成的壓電振動片等的振動片、振子、振蕩器和 使用了這些元件的電子儀器。
背景技術(shù)：
一直以來，壓電元件被廣泛應(yīng)用于手機(jī)等通信儀器、電腦和IC卡等信息設(shè)備、以 及其他各種電子儀器中。最近，伴隨這些電子儀器的小型化以及高性能化，需要壓電元件在 小型化的同時具備有高品質(zhì)和高穩(wěn)定性。
眾所周知，對于彎曲振動模式的壓電振動片，為了實(shí)現(xiàn)小型化而將振動臂的長度 縮短時，其頻率將會增高。因此，通過使振動臂的前端部質(zhì)量增大，從而能夠在不會因該質(zhì) 量效果導(dǎo)致頻率增高的同時而縮短振動臂的長度，進(jìn)而使壓電振動片小型化(例如，參照 專利文獻(xiàn)1、幻。很多情況下，使振動臂前端部質(zhì)量增大是通過將該前端部的寬度形成得比 基端一側(cè)更大而實(shí)現(xiàn)的。
并且，在音叉型壓電振動片中，為了降低CI值，廣泛采用在振動臂的兩個主面的 至少一個上形成長度方向的槽部，并且在該槽部的內(nèi)面上將激勵電極成膜的結(jié)構(gòu)(例如， 參照專利文獻(xiàn)2、。由于在這樣的振動臂上，在其側(cè)面的激勵電極和槽部內(nèi)的激勵電極之間 產(chǎn)生的電場，廣泛地分布在振動臂的截面上，從而能夠大幅度地提升電場效率，所以即使將 振動片小型化，振動損失也較小，能夠?qū)I值抑制在較低水平。
并且，公開有一種將振動臂的槽部延伸至進(jìn)入振動臂前端的錘部以及基部的位置 的音叉型壓電振動片(例如，參照專利文獻(xiàn)3)。具有這樣的槽構(gòu)造的振動臂，能夠確保獲得 振動臂的基本振動模式所需的臂長，并且在振動臂的錘部以及基部的各個結(jié)合部上，消除 因振動臂的振動而導(dǎo)致的向槽部的應(yīng)力集中，從而能夠得到穩(wěn)定的振動。
并且，在專利文獻(xiàn)3中，公開了一種為了降低CI值而在錘部的基部一側(cè)設(shè)有脊部 的振動臂。下面參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說明，在圖6中，專利文獻(xiàn)3所記載的音叉型壓電振動片 1具備基部2 ；—對振動臂3，其從基部2的一端部分平行延伸。各個振動臂3具備錘部 5，其位于振動臂3的前端一側(cè)，且其寬度比振動臂3的基部2 —側(cè)更寬；具有底部的第1槽 部7，其沿振動臂3的長邊方向而形成；第1激勵電極9，其形成在第1槽部7的側(cè)面上；第 2激勵電極10，其形成在振動臂3的側(cè)面上。并且，在錘部5的基部2 —側(cè)，設(shè)置有作為貫通 孔的第2槽部8，其將從振動臂3的側(cè)面起連續(xù)并與之構(gòu)成同一個面的側(cè)面作為一側(cè)側(cè)面， 且該一側(cè)側(cè)面被形成為與第1槽部7的側(cè)面平行，通過該第2槽部8，在錘部5的基部2 — 側(cè)的兩端部上，形成有脊部(突出部)6。通過該脊部6，使得振動臂3能夠在不改變錘部5 的質(zhì)量的條件下而使振動二階矩的臂長變短，從而能夠提高振動的穩(wěn)定性，并且將CI值抑 制在較低水平。
在先技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1 日本實(shí)公昭51-10755號公報。
專利文獻(xiàn)2 日本特開2004-282230號公報。
專利文獻(xiàn)3 日本特開2005-5896號公報。 發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題
但是，在專利文獻(xiàn)3中所記載的音叉型水晶振動片1中，因?yàn)閷㈠N部5的振動臂3 側(cè)面的延長線作為一側(cè)側(cè)面的第2槽部8為，貫通錘部5的兩個主面的貫通孔，所以存在由 于錘部5的基部2 —側(cè)的兩端部上形成的脊部6分別成為錘而產(chǎn)生故障的危險。也就是說， 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在振動臂3按圖中的箭頭方向反復(fù)彎曲振動時，由于錘部5在振動臂3的振幅 最大值處產(chǎn)生比振動臂3更大的位移而成為接近高階模式的振動形態(tài)，從而有可能使頻率 上升而導(dǎo)致振動不穩(wěn)定，進(jìn)而使CI值上升。
用于解決課題的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是為了解決上述至少一部分的課題而完成的，其可以通過以下的實(shí)施方式 或者應(yīng)用例來實(shí)現(xiàn)。
[應(yīng)用例1]
本應(yīng)用例涉及的振動片，其特征在于，具備基部；振動臂，其從所述基部的一端 部分起延伸，所述振動臂具備臂部，其設(shè)置在所述基部一側(cè)；錘部，其設(shè)置在比所述臂部 更靠前端一側(cè)，且寬度比所述臂部更寬；主面，其設(shè)置在所述振動臂的前后側(cè)上；側(cè)面，其 被形成為，向所述振動臂的長度方向延伸并連接前后側(cè)的所述主面，且相互對置；第1槽 部，其為具有底部的槽，且沿所述振動臂的所述長度方向而被形成在至少一側(cè)的所述主面 上；第1激勵電極，其被形成在連接所述第1槽部的底部與所述一側(cè)的所述主面的槽側(cè)面 上；第2激勵電極，其被形成在兩個所述側(cè)面上；槽內(nèi)突出部，其被設(shè)置在，比在所述長度方 向上平分所述振動臂的二等分線更靠所述前端一側(cè)的位置上，且隔著所述第1槽部的一部 分以沿所述槽側(cè)面的方式形成。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，因?yàn)榫邆溆械?槽部，所以使得振動臂易于移動并可進(jìn)行有效的振 動，由此能夠降低CI值。并且，通過設(shè)置在臂部前端一側(cè)的錘部和設(shè)置在第1槽部處的槽 內(nèi)突出部，從而使質(zhì)量集中在振動臂的前端一側(cè)，進(jìn)而能夠在不增大振動臂長度的條件下 降低頻率。所以，能夠提供一種小型并具有較低CI值的振動片。
[應(yīng)用例2]
在上述應(yīng)用例涉及的振動片中，其特征在于，所述槽內(nèi)突出部被設(shè)置為，在俯視觀 察時，于所述第1槽部內(nèi)從所述振動臂的所述前端一側(cè)向所述基部一側(cè)突出。
如此結(jié)構(gòu)一樣，優(yōu)選對在振動臂前端一側(cè)的槽內(nèi)突出部的形成位置進(jìn)行規(guī)范化。
[應(yīng)用例3]
在上述應(yīng)用例涉及的振動片中，其特征在于，在俯視觀察時，所述槽內(nèi)突出部形成 為，其周圍被所述第1槽部所包圍的島狀。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵诘?槽部內(nèi)形成有在俯視觀察時為島狀的槽內(nèi)突出部，所 以通過使質(zhì)量集中在振動臂的前端一側(cè)，從而能夠在不增大振動臂長度的條件下降低頻率。
[應(yīng)用例4]
在上述應(yīng)用例相關(guān)的振動片中，其特征在于，具有被形成在所述錘部上的第2槽部；所述第2槽部為具有底部的槽，且其被形成為，將從所述臂部的側(cè)面起連續(xù)并與之構(gòu)成 同一個面的側(cè)面作為一側(cè)側(cè)面，且該一側(cè)側(cè)面與所述第1槽部的所述側(cè)面平行；所述第1槽 部被設(shè)置為，從所述振動臂的所述基部一側(cè)延伸至所述錘部的區(qū)域內(nèi)；所述第1激勵電極 被形成在，所述第1槽部內(nèi)的、從所述振動臂的所述基部一側(cè)到所述錘部的區(qū)域內(nèi)連續(xù)的 所述側(cè)面上；所述第2激勵電極被形成在，從所述振動臂的所述側(cè)面到所述第2槽部內(nèi)的所 述一側(cè)側(cè)面的連續(xù)的面上。
以這種形式，通過將第1激勵電極形成于從振動臂的基部一側(cè)向錘部的區(qū)域內(nèi)設(shè) 置的第1槽部側(cè)面上，并將第2激勵電極連續(xù)形成在，振動臂的基部一側(cè)的側(cè)面以及從該 側(cè)面起連續(xù)的錘部側(cè)面上，從而使得對振動臂的振動起作用的電場不只產(chǎn)生在振動臂的臂 部，而且也產(chǎn)生在錘部區(qū)域。所以，即使對應(yīng)小型化的要求而縮短振動臂，錘部的質(zhì)量效果 也沒有損失，并能夠增加電極面積以提高激勵效率，并且能夠降低CI值，實(shí)現(xiàn)振動片的高 性能化、高品質(zhì)化。
并且，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，因?yàn)榈?槽部為具有底部的槽，所以設(shè)置貫通錘部的第2槽部 時，對振動臂來說，錘部成為接近于高階模式的振動形態(tài)，從而能夠避免發(fā)生頻率增大的缺點(diǎn)ο
[應(yīng)用例5]
在上述應(yīng)用例涉及的振動片中，其特征在于，所述槽內(nèi)突出部被形成為，延伸至比 所述錘部與所述振動臂的連接根部更靠所述基部一側(cè)。
在該結(jié)構(gòu)中，在前端一側(cè)具有錘部，并且第1槽部從振動臂的基部一側(cè)到錘部區(qū) 域內(nèi)連續(xù)形成的結(jié)構(gòu)中，槽內(nèi)突出部以從第1槽部的錘部區(qū)域內(nèi)，延伸至比錘部與振動臂 的連接根部更靠基部一側(cè)的方式而形成。因此，由槽內(nèi)突出部而引起的質(zhì)量效果提高，從而 在振動片的小型化方面發(fā)揮了顯著的效果。
[應(yīng)用例6]
在上述應(yīng)用例涉及的振動片中，其特征在于，所述槽內(nèi)突出部以從所述錘部連續(xù) 的方式而形成。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，利用通過蝕刻而形成振動臂的第1槽部的工藝，能夠有效地形成槽 內(nèi)突出部，并且以在錘部與槽內(nèi)突出部之間設(shè)置縫隙的方式而形成槽內(nèi)突出部時，由于能 夠防止有可能產(chǎn)生于該縫隙部分的蝕刻殘留物等，所以能夠以調(diào)節(jié)錘部質(zhì)量的方式而形 成，從而得到具有所期望的頻率特性的振動片。
[應(yīng)用例7]
在上述應(yīng)用例涉及的振動片中，其特征在于，所述槽內(nèi)突出部被形成為，具有與所 述振動臂的兩個所述主面相同的高度。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，利用通過蝕刻而形成振動臂的第1槽部的工藝，能夠有效地形成槽 內(nèi)突出部。
[應(yīng)用例8]
在上述應(yīng)用例涉及的振動片中，其特征在于，其為由壓電體材料形成的壓電振動 片。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提供一種耐沖擊性較高且具有優(yōu)秀的振動特性的、例如由水晶 構(gòu)成的水晶振動片等的壓電振動片。
[應(yīng)用例9]
在本應(yīng)用例涉及的振子中，其特征在于，具備上述應(yīng)用例中任意一項(xiàng)所述的振動 片，以及用于收納所述振動片的外殼。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，因?yàn)榫邆渖鲜鰬?yīng)用例所記載的振動片，所以能夠提供一種小型且具 有穩(wěn)定振動特性的振子。
[應(yīng)用例10]
在本應(yīng)用例涉及的振蕩器中，其特征在于，具備上述應(yīng)用例中任意一項(xiàng)所述的振 動片；電路元件，其具有使所述振動片振蕩的振蕩電路；外殼，其用于收納所述振動片以及 所述電路元件。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，因?yàn)榫邆溆猩鲜鰬?yīng)用例所記載的振動片，所以能夠提供一種小型且 具有穩(wěn)定的振動特性的振蕩器。
[應(yīng)用例11]
在本應(yīng)用例涉及的電子儀器中，其特征在于，具備上述應(yīng)用例中任意一項(xiàng)所述的 振動片、上述應(yīng)用例所述的振子、上述應(yīng)用例所述的振蕩器中的任意一種。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提供一種小型、輕量化、且穩(wěn)定動作的電子儀器。
[應(yīng)用例12]
本應(yīng)用例涉及的振動片，其特征在于，具備基部；振動臂，其從所述基部的一端 部分起延伸，所述振動臂具備兩個主面；兩個側(cè)面，其向所述振動臂的長度方向延伸并連 接兩個所述主面；第1槽部，其為具有底部的槽，且沿所述振動臂的所述長度方向而被形成 在至少一側(cè)的兩個所述主面上；第1激勵電極，其被形成于所述第1槽部內(nèi)的兩個所述側(cè)面 上；第2激勵電極，其形成于所述振動臂的兩個所述側(cè)面上；槽內(nèi)突出部，其為集中質(zhì)量用 的槽內(nèi)突出部，形成于所述第1槽部，位于所述振動臂的前端一側(cè)的所述第1槽部內(nèi)的兩個 所述側(cè)面之間，并位于比在所述長度方向上平分所述振動臂的二等分線更靠所述前端一側(cè) 的位置上。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，因?yàn)榫邆溆械?槽部，所以使得振動臂易于移動并可進(jìn)行有效的振 動，由此能夠降低CI值，并且通過利用設(shè)置于第1槽部的槽內(nèi)突出部而使質(zhì)量集中在振動 臂的前端一側(cè)，從而能夠在不增大振動臂的長度的條件下降低頻率。所以，能夠提供一種小 型且低CI值的振動片。
[應(yīng)用例13]
在上述應(yīng)用例涉及的振動片中，其特征在于，所述振動臂具備臂部，其設(shè)置在所 述振動臂的所述基部一側(cè)；錘部，其設(shè)置在比所述臂部更靠前端一側(cè)，且寬度比所述臂部更覓ο
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于通過振動臂的前端部分的錘部行使錘的功能，從而能夠在不增 大振動臂長度的條件下降低頻率，因此除了具有由于形成槽部而導(dǎo)致CI值降低的效果的 同時，還通過對錘部的形狀進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而能夠提供一種小型且高性能的振動片。


圖1為，用于模式化地說明第1實(shí)施方式的壓電振動片的圖，其中，(a)為俯視圖， (b)為沿(a)的Al-Al線的剖視圖，(c)為沿(a)的Bl-Bl線的剖視圖。
圖2為，用于模式化地說明第2實(shí)施方式的壓電振動片的圖，其中，(a)為俯視圖， (b)為沿(a)的A2-A2線的剖視圖，(c)為沿(a)的B2-B2線的剖視圖。
圖3為，用于模式化地說明第3實(shí)施方式的壓電振動片的圖，其中，(a)為俯視圖， (b)為沿(a)的A3-A3線的剖視圖，(c)為沿(a)的B3-B3線的剖視圖。
圖4為，表示第4實(shí)施方式的振子的概要結(jié)構(gòu)的模式圖，其中，(a)為俯視圖，(b) 為沿(a)的F-F線的剖視圖。
圖5為，表示第5實(shí)施方式的振蕩器的概要結(jié)構(gòu)的模式圖，其中，(a)為俯視圖，(b) 為沿(a)的G-G線的剖視圖。
圖6為，用于模式化地表示作為現(xiàn)有的振動片的音叉型水晶振動片的俯視圖。
符號說明
1…作為現(xiàn)有的振動片的音叉型水晶振動片
21、41、81…作為振動片的壓電振動片
2、22 …基部
3、23、43、83 …振動臂
5、25、45、85 …錘部
6、26、46 …脊部
7、27、47、87 …第 1 槽部
8、28、48…第 2 槽部
9、四、49、89…第1激勵電極
10、30、50、90…第2激勵電極
31…連接電極
；35、55、95…槽內(nèi)突出部具體實(shí)施方式
以下參照附圖，對將本發(fā)明的振動片具體化了的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
(第1實(shí)施方式)
圖1為，用于模式化地說明作為第1實(shí)施方式的振動片的壓電振動片的圖，其中， (a)為從一側(cè)主面觀察時的俯視圖，(b)為沿(a)的Al-Al線的剖視圖，(c)為沿(a)的 Bl-Bl線的剖視圖。
在圖1中，壓電振動片81由水晶等壓電體材料構(gòu)成。壓電振動片81由水晶構(gòu)成 時，基材原形的水晶晶片(水晶基材)，使用了通過以下方式獲得的水晶晶片，即、在由X軸、 Y軸以及Z軸所組成的正交坐標(biāo)系中，對于在以Z軸為中心順時針旋轉(zhuǎn)0度 5度的范圍 內(nèi)切割而成的水晶Z板，進(jìn)行切割研磨加工成預(yù)定的厚度而獲得。本實(shí)施方式的壓電振動 片81被形成為，具有由基部22和一對振動臂83所組成的所謂音叉型的外型，所述基部22 通過對該水晶Z板進(jìn)行加工而成；所述一對振動臂83從該基部22的一端側(cè)(圖中的上端 側(cè))分成兩叉，并且互相平行延伸。
一對振動臂83從基部22的一端側(cè)起相互平行地延伸。并且，振動臂83具有主 面，其為在俯視觀察一對振動臂83時的前后面；兩個側(cè)面(以下，將兩個側(cè)面也稱為兩側(cè) 面)，其被形成為，前面以及后面這兩個主面的位于振動臂83寬度方向兩側(cè)的端邊，沿著振動臂83的厚度方向被連接，且在振動臂83的兩側(cè)相互對置。也就是說，兩個側(cè)面被形成為， 位于振動臂83的寬度方向的兩側(cè)且相互對置，并在振動臂83的長度方向(延伸方向)上 延伸。
并且，在各個振動臂83的前端一側(cè)上，分別設(shè)置有寬度比振動臂83的基部22 — 側(cè)更寬的錘部85。以這種方式，通過使各個振動臂83的前端部分的錘部85發(fā)揮錘的功能， 從而能夠在不增大振動臂83的長度的條件下降低頻率。
并且，關(guān)于本實(shí)施方式的振動臂83，雖然圖示了其錘部85以外的部分具有一定寬 度的構(gòu)造，但是并不限定于此，振動臂83的臂部(從基部22到錘部85的部分)也可以是 從振動臂83的基部22 —側(cè)向前端部的錘部85變細(xì)的形狀。例如，通過形成從振動臂83 的基部22 —側(cè)向前端一側(cè)的錘部85變細(xì)的錐體，能夠使振動臂83變得易于振動。
如圖1之(a)所示，在各個振動臂83的一側(cè)主面上，沿各自的長度方向而設(shè)置有 一條具有底部的第1槽部87。并且，如圖1之(b)所示，在振動臂83的另一側(cè)主面上，沿振 動臂83的長度方向也設(shè)置有一條具有底部的第1槽部87。
通過在上述各個振動臂83的兩個主面上分別以具有開口部的方式而設(shè)置的第1 槽部87，使得振動臂83變得易于移動并可進(jìn)行有效的振動，由此能夠降低CI值。
在設(shè)置在各個振動臂83上的第1槽部87中，其一端側(cè)(振動臂83的前端一側(cè)) 被設(shè)置至錘部85與振動臂83的邊界處。
在從第1槽部87的基部22 —側(cè)到前端一側(cè)的側(cè)面上，形成有第1激勵電極89。 并且，在從振動臂83的基部22 —側(cè)到前端一側(cè)的側(cè)面上，形成有第2激勵電極90。
比從各個振動臂83中成為與基部22的連接部分的基端到前端(錘部85的前端) 的長度L的一半L/2，更靠前端一側(cè)(比在長度方向上平分振動臂83的二等分線Pl更靠前 端一側(cè))的第1槽部87內(nèi)，設(shè)置有用于集中質(zhì)量的槽內(nèi)突出部95。
在這里，為了得到槽內(nèi)突出部95的質(zhì)量集中效果，將槽內(nèi)突出部95的設(shè)置位置設(shè) 定在，比從各個振動臂83中成為與基部22的連接部分的基端到前端的長度L的一半L/2 更靠前端一側(cè)。與此相對，如果將槽內(nèi)突出部95設(shè)置在比長度L的一半L/2處更靠基部22 一側(cè)的話，各個振動臂83的剛性將增大，從而會導(dǎo)致共振頻率增大。由此，為得到所期望的 共振頻率，需要使振動臂83的長度增大(伸長)，從而無法發(fā)揮為使振動臂83的長度縮短 (變短)的、槽內(nèi)突出部95的作為錘效果的功能。
關(guān)于槽內(nèi)突出部95，例示了與第1槽部87同時通過蝕刻而形成的一個例子，如圖 1 (c)所示，槽內(nèi)突出部95具有和振動臂83的主面相同的高度，并以從錘部85與振動臂83 的邊界部分的錘部85起向基部22 —側(cè)連續(xù)的方式而被形成在第1槽部87內(nèi)。換句話說， 槽內(nèi)突出部95被形成為，以沿著兩側(cè)的第1槽部87的槽側(cè)面的形式而從錘部85向第1槽 部87突出。由此，沿著槽內(nèi)突出部95的第1槽部87的一部分，成為被分成兩個的形狀(兩 叉形狀)，槽內(nèi)突出部95隔著將所述第1槽部87的一部分分成兩叉的部分，而與兩側(cè)的槽 側(cè)面相對。
并且，本實(shí)施方式的槽內(nèi)突出部95為，與第1槽部87 —起通過蝕刻而形成的結(jié) 構(gòu)。因此，槽內(nèi)突出部95具有與振動臂83的主面相同的高度，并以從錘部85與振動臂83 的邊界部分的錘部85起向基部22連續(xù)的方式而被形成在第1槽部87內(nèi)。以這種方式，通 過蝕刻而形成振動臂83的第1槽部87的工藝來同時形成槽內(nèi)突出部95，由此能夠有效地形成槽內(nèi)突出部95。
在第1槽部87的連續(xù)的側(cè)面上，形成有第1激勵電極89。在本實(shí)施方式的壓電振 動片81中，第1激勵電極89還連續(xù)形成在對具有底部的第1槽部87的兩個側(cè)面進(jìn)行連接 的凹底面上。
第1激勵電極89以及第2激勵電極90等的電極和配線等可以通過以下的方法而 形成，即、對水晶進(jìn)行蝕刻而形成壓電振動片81的包括第1槽部87在內(nèi)的外形之后，例如 將鎳(Ni)或鉻(Cr)作為底層，在其上面通過蒸鍍或者濺射而形成例如金(Au)的電極層， 之后再使用光刻法形成圖案。眾所周知，鉻與水晶之間的附著力較高，并且，金因電阻低且難以氧化。
根據(jù)本實(shí)施方式的壓電振動片81，比從各個振動臂83中成為與基部22連接部分 的基端到前端的長度L的一半L/2處更靠前端一側(cè)上，用于集中質(zhì)量的槽內(nèi)突出部95從振 動臂83的前端一側(cè)起朝向基部22 —側(cè)被形成在第1槽部87內(nèi)。因此，通過設(shè)置在第1槽 部87內(nèi)的槽內(nèi)突出部95，使得振動臂83的前端一側(cè)質(zhì)量增大，由此能夠在不增大(伸長) 振動臂83的長度的條件下降低頻率。因此，能夠提供一種小型并具有低CI值的振動片。
(第2實(shí)施形態(tài))
圖2為，用于模式化地說明作為第2實(shí)施方式的振動片的壓電振動片的圖，其中， (a)為從一側(cè)主面?zhèn)扔^察時的俯視圖，(b)為沿(a)的A2-A2線的剖視圖，(c)為沿(a)的 B2-B2線的剖視圖。并且，在本實(shí)施方式的壓電振動片的結(jié)構(gòu)中，對于與上述實(shí)施方式相同 的結(jié)構(gòu)，標(biāo)記相同的符號，并省略其說明。
關(guān)于構(gòu)成壓電振動片21的基材，由于和上述實(shí)施方式相同，所以省略其說明。本 實(shí)施方式的壓電振動片21具有所謂音叉型的外形，并由基部22、和從基部22 —端側(cè)(圖中 的上端一側(cè))起分為兩叉且平行的一對振動臂23構(gòu)成。
一對振動臂23從基部22的一端側(cè)起平行地延伸。并且，各個振動臂23具備兩 個主面，其為俯視觀察一對振動臂23時的前后面；兩個側(cè)面，其被設(shè)置為，連接兩個主面在 振動臂23寬度方向上的端邊和端邊，且在振動臂23的兩側(cè)相互對置。也就是說，兩個側(cè)面 被形成為，在振動臂23的兩側(cè)相互對置，且沿振動臂23的長度方向(延伸方向)延伸。
并且，在各個振動臂23的前端一側(cè)上，分別設(shè)置有寬度比振動臂23的基部22 — 側(cè)更寬的錘部25。以這種方式，通過使各個振動臂23的前端部分的錘部25發(fā)揮錘的功能， 從而能夠在不增大(伸長)振動臂23的長度的條件下降低頻率。
并且，振動臂23的臂部(從基部22起到錘部25為止的部分)也可以設(shè)定為，從 振動臂23的基部22 —側(cè)朝向前端一側(cè)的錘部25變細(xì)的形狀。例如，通過形成從振動臂23 的基部22 —側(cè)朝向前端一側(cè)的錘部25變細(xì)的錐體，能夠使振動臂23變得易于振動。
如圖2之(a)所示，在各個振動臂23的一側(cè)主面上，沿各自的長度方向而設(shè)置有 一條具有底部的第1槽部27。并且，如圖2之(b)所示，在振動臂23的另外一側(cè)主面上，沿 振動臂23的長度方向也設(shè)置有一條具有底部的第1槽部27。
通過這種分別在上述各個振動臂23的兩個主面上以具有開口部的形式而設(shè)置的 第1槽部27，能夠使振動臂23易于移動并可進(jìn)行有效的振動，由此能夠降低CI值。
并且，在本實(shí)施方式的各個振動臂23中，第1槽部27被設(shè)置為，其一端側(cè)(振動 臂23的前端一側(cè))從振動臂23的基部22 —側(cè)起延伸至比其與錘部25的邊界更靠前端部的、錘部25的區(qū)域內(nèi)。通過如此設(shè)置，使得振動臂23產(chǎn)生振動時所產(chǎn)生應(yīng)力的集中區(qū)域被 分散在振動臂23的延伸方向上，所以能夠避免因應(yīng)力集中在振動臂與錘部25的連接根部 而導(dǎo)致該處發(fā)生破損等的缺點(diǎn)。
在錘部25的基部22 —側(cè)上，設(shè)置有第2槽部觀，其為具有底部的槽，且其被形成 為，將從各個振動臂23的側(cè)面起連續(xù)并與之構(gòu)成同一個面的側(cè)面作為一側(cè)側(cè)面，且該一側(cè) 側(cè)面與第1槽部27的側(cè)面平行。通過該第2槽部觀，從而在錘部25的基部22 —側(cè)的兩端 部上分別形成了脊部26。
在各個振動臂23的前端一側(cè)上，在第1槽部27的兩個側(cè)面之間，且比從振動臂23 與基部22連接部分的基端起到前端的長度L的一半L/2處更靠前端一側(cè)，以在俯視觀察時 于第1槽部27內(nèi)從振動臂23的前端一側(cè)向基部22 —側(cè)突出的方式，形成有用于集中質(zhì)量 的槽內(nèi)突出部35。換句話說，槽內(nèi)突出部35被形成為，在第1槽部27內(nèi)，位于比將振動臂 23在長度方向上平分的二等分線P2更靠前端一側(cè)的位置上。
在本實(shí)施方式中，槽內(nèi)突出部35被形成為，從延伸形成至錘部25的區(qū)域的第1槽 部27的、振動臂23前端一側(cè)的端部起，延伸至比錘部25與振動臂23的邊界更靠基部22 一側(cè)。因此，由槽內(nèi)突出部35帶來的質(zhì)量效果增大，因而對振動片的小型化具有顯著的效^ ο
并且，本實(shí)施方式的槽內(nèi)突出部35為，與第1槽部27同時通過蝕刻而形成的結(jié) 構(gòu)。因此，槽內(nèi)突出部35如圖2之(c)所示，具有與振動臂23的主面相同的高度，且以從 錘部25的振動臂23的前端一側(cè)起到第1槽部27的基部22 —側(cè)連續(xù)的方式而形成。以這 種方式，利用通過蝕刻而形成振動臂23的第1槽部27的工藝來同時形成槽內(nèi)突出部35，從 而能夠有效地形成槽內(nèi)突出部35。
在從振動臂23的基部22 —側(cè)到錘部25的區(qū)域內(nèi)的、第1槽部27的連續(xù)的側(cè)面 上，形成有第1激勵電極四。在本實(shí)施方式的壓電振動片21上，第1激勵電極四還連續(xù)形 成在對具有底部的第1槽部27的兩個側(cè)面進(jìn)行連接的凹底面上。
并且，在從振動臂23的基部22 —側(cè)起到錘部25的區(qū)域內(nèi)的第2槽部28為止的 連續(xù)的側(cè)面(第2槽部觀的一側(cè)側(cè)面)上，形成有第2激勵電極30。
一側(cè)的振動臂23的第1激勵電極四與另一側(cè)的振動臂23的第2激勵電極30相 互連接，通過從基部22引出的連接電極(connection electrode) 31、31施加交流電壓，從 而使兩個振動臂23、23向相互接近或相互遠(yuǎn)離的方向振動。
關(guān)于第1激勵電極四以及第2激勵電極30等的電極和配線等，因?yàn)楹蜕鲜鰧?shí)施 方式相同，所以省略其說明。
根據(jù)本實(shí)施方式的壓電振動片21，振動臂23被設(shè)置為，將第1槽部27延伸設(shè)置至 錘部25的區(qū)域，并且以使振動臂23的兩個側(cè)面從錘部25的基部22 —側(cè)的端部起，直線延 伸至錘部25的區(qū)域內(nèi)的方式而設(shè)置第2槽部觀。將對振動臂23的激勵起作用的第1激勵 電極四以及第2激勵電極30不僅設(shè)置在振動臂23的臂部上，也設(shè)置在錘部25的區(qū)域上。 由此，本實(shí)施方式的壓電振動片21即使為了應(yīng)對小型化的要求而縮短振動臂23，也不會損 失錘部25的質(zhì)量效果，并能夠使第1激勵電極四以及第2激勵電極30的面積增大以提高 激勵效率，所以可以降低CI值。
在這里，在本實(shí)施方式的壓電振動片21中，比從各個振動臂23中其與基部22連接部分的基端到前端的長度L的一半L/2處更靠前端一側(cè)上，以在第1槽部27內(nèi)從振動臂 23的前端一側(cè)朝向基部22 —側(cè)的方式，形成有用于集中質(zhì)量的槽內(nèi)突出部35。由此，通過 利用在第1槽部27內(nèi)設(shè)置的槽內(nèi)突出部35而使振動臂23前端一側(cè)的質(zhì)量集中，從而能夠 在不增大(伸長)振動臂23的長度的條件下降低頻率。所以，能夠提供一種小型且具有低 CI值的振動片。
并且，在本實(shí)施方式中，第2槽部觀以從振動臂23側(cè)面起連續(xù)的側(cè)面作為一側(cè)側(cè) 面的形式而形成在錘部25上，且該第2槽部觀為具有底部的槽。由此，例如在設(shè)置有貫穿 錘部25的第2槽部的情況下，振動臂23將處于接近高階模式的振動形態(tài)，從而能夠避免頻 率上升的缺點(diǎn)。
(第3實(shí)施方式)
在上述實(shí)施方式中，對于在第1槽部27內(nèi)，從錘部25的振動臂23的前端一側(cè)向 基部22 —側(cè)連續(xù)形成槽內(nèi)突出部35的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明。但是本發(fā)明并不限定于此，也可 以采用，將設(shè)置在振動臂前端一側(cè)的第1槽部內(nèi)的槽內(nèi)突出部，以與錘部隔著預(yù)定間隙的 方式而設(shè)置的結(jié)構(gòu)。
圖3為，用于模式化地說明作為第3實(shí)施方式的、采用將槽內(nèi)突出部以與錘部隔 著間隙的方式而設(shè)置的結(jié)構(gòu)的壓電振動片的圖，其中，(a)為從一側(cè)的主面?zhèn)扔^察時的俯視 圖，(b)為沿(a)的A3-A3線的剖視圖，(c)為沿(a)的B3-B3線的剖視圖。并且，在本實(shí)施 方式的壓電振動片的結(jié)構(gòu)中，對于與上述實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)，標(biāo)記相同的符號并省略其 說明。
在圖3(a)中，壓電振動片41具有一對振動臂43，其從基部22的一端側(cè)(圖中的 上端一側(cè))起分成兩叉且互相平行地延伸。在各個振動臂43的前端一側(cè)上，分別設(shè)置有比 振動臂43的基部22 —側(cè)寬度更寬的錘部45。在各個振動臂43的兩個主面上，沿各自的長 度方向設(shè)置有一條具有底部的第1槽部47。第1槽部47被設(shè)置為，其一端側(cè)(振動臂43 的前端一側(cè))延伸至錘部45的區(qū)域內(nèi)。
在錘部45的基部22 —側(cè)上設(shè)置有具有底部的第2槽部48，其被形成為，將從各個 振動臂43的側(cè)面起連續(xù)并與之構(gòu)成同一個面的側(cè)面作為一側(cè)側(cè)面，且該一側(cè)側(cè)面與所述 第1槽部47的側(cè)面平行。通過該第2槽部48，從而在錘部45的基部22 —側(cè)的兩端部上， 分別形成了脊部46。
在從振動臂43的基部22 —側(cè)起到錘部45區(qū)域內(nèi)的、第1槽部47的連續(xù)的側(cè)面 上，形成有第1激勵電極49。并且，在從振動臂43的基部22 —側(cè)起到錘部45的區(qū)域內(nèi)的 第2槽部48為止的連續(xù)的側(cè)面(第2槽部48的一側(cè)側(cè)面)上，形成有第2激勵電極50。
在比從各個振動臂43中其與基部22連接部分的基部到前端的長度L的一半L/2 處更靠前端一側(cè)(將振動臂43在長度方向平分的二等分線P3的前端一側(cè))的第1槽部47 內(nèi)，以與錘部45隔開預(yù)定間隙的方式而設(shè)置有用于集中質(zhì)量的槽內(nèi)突出部55。換句話說， 從作為前面的主面一側(cè)俯視觀察振動臂43時，槽內(nèi)突出部55被形成為，其周圍被第1槽部 47所包圍的、所謂的島狀。
槽內(nèi)突出部55被形成為，將其基部22 —側(cè)的端部向比錘部45與振動臂43的邊 界更靠基部22 —側(cè)延伸。并且，關(guān)于本實(shí)施方式的槽內(nèi)突出部55，例示了與第1槽部47同 時通過蝕刻而形成的例子，如圖3之(c)所示，槽內(nèi)突出部55具有與振動臂43的主面相同的高度，且在第1槽部47內(nèi)，以與錘部45隔開預(yù)定間隙的方式而從錘部45 —側(cè)朝向基部 22 一側(cè)形成。
如本實(shí)施方式的壓電振動片41，采用將設(shè)置在振動臂43前端一側(cè)的第1槽部47 內(nèi)的槽內(nèi)突出部55設(shè)置為與錘部45隔開預(yù)定間隙的結(jié)構(gòu)，也能夠通過槽內(nèi)突出部55而使 質(zhì)量集中在振動臂43的前端一側(cè)，從而能夠在不增大(伸長)振動臂43的長度的條件下 降低頻率，所以，能夠提供一種小型且具有較低CI值的壓電振動片41。
以上對發(fā)明人所完成的本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了具體說明，但是本發(fā)明并不限于 上述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)，可以施加各種變形。
例如，在上述實(shí)施方式中，以彎曲振動模式的壓電振動片21為例進(jìn)行了說明。但 并不僅限于此，在扭轉(zhuǎn)振動模式等彎曲振動模式以外的振動模式的振動片中，通過使其具 備本發(fā)明的特征結(jié)構(gòu)，從而能夠獲得與上述實(shí)施方式和改變例相同的提高耐沖擊性等的效^ ο
并且，在上述實(shí)施方式和改變例中，對適用于所謂音叉型的壓電振動片21、41、61、 81中的本發(fā)明實(shí)施方式和改變例進(jìn)行了說明，其中，所述音叉型的壓電振動片21、41、61、 81是從基部22起相互平行地延伸出兩個振動臂23、43、63、83而形成的。但是本發(fā)明不僅 限于此，對于具有固定端的基部并僅由一個振動臂構(gòu)成的所謂梁式振動片等，或者是具有 三個以上的振動臂的振動片，也能夠獲得與上述實(shí)施方式和改變例相同的效果。
雖然在上述實(shí)施方式和改變例中，對于由壓電體材料之一的水晶構(gòu)成的壓電振動 片21進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不僅限于此，也可以由鉭酸鋰、鈮酸鋰等水晶以外的壓電體 材料而構(gòu)成。并且，即使對于由壓電體材料以外的、例如硅半導(dǎo)體所構(gòu)成的振動片，也能夠 獲得與上述實(shí)施方式和改變例相同的效果。
(第4實(shí)施方式)
下面，作為第4實(shí)施方式，對具有作為上述實(shí)施方式中所說明的振動片的壓電振 動片的振子進(jìn)行說明。
圖4為，表示第4實(shí)施方式的振子的概要結(jié)構(gòu)的模式圖，其中，(a)為俯視圖，(b) 為沿(a)的F-F線的剖視圖。并且，在本實(shí)施方式中，以作為在所述第1實(shí)施方式中已經(jīng)說 明的振動片的壓電振動片81 (水晶振動片)為例，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
如圖4所示，作為振子的水晶振子105具備第1實(shí)施方式的壓電振動片81、和用 于收納壓電振動片81的外殼180。外殼180由外殼基座181、接縫圈182、蓋體185等構(gòu)成。 在外殼基座181上，形成有能夠收納壓電振動片81的凹部，并且在該凹部中設(shè)置有連接墊 188，所述連接墊188連接在壓電振動片81的未圖示的貼裝電極(mounting electrode)上。 連接墊188與外殼基座181內(nèi)的配線相連接，且被構(gòu)成為能夠與設(shè)置在外殼基座181的外 周部上的外部接線端子183導(dǎo)通。
在外殼基座181的凹部周圍，設(shè)置有接縫圈182。并且，在外殼基座181的底部， 設(shè)置有貫通孔186。壓電振動片81通過導(dǎo)電性粘合劑184而被粘合固定在外殼基座181 的連接墊188上。而且，在外殼180中，用于覆蓋外殼基座181的凹部的蓋體185和接縫圈 182被縫焊在一起。在外殼基座181的貫通孔186中，填充有由金屬材料等構(gòu)成的密封材料 187。該密封材料187在減壓環(huán)境內(nèi)熔融后被固化，從而對貫通孔186進(jìn)行氣密封裝，以使 外殼基座181內(nèi)能夠維持在減壓狀態(tài)。水晶振子105通過經(jīng)由外部接線端子183的來自外13部的驅(qū)動信號，使得壓電振動片81被激勵，從而以預(yù)定的頻率(例如32. 768kHz)而進(jìn)行振 蕩(共振)。
如上所述，由于水晶振子105具有在上述實(shí)施方式中所說明的小型且具有低CI值 的壓電振動片81，所以能夠提供一種小型并具有穩(wěn)定的振動特性的水晶振子105。
并且，即使水晶振子105使用例如壓電振動片21、41等其他實(shí)施方式中的振動片， 來代替壓電振動片81，也可以獲得同樣的效果。
并且，雖然在本實(shí)施方式中，對將壓電振動片81固定在設(shè)于兩個位置處的連接墊 188上的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但連接墊188并不僅限于設(shè)置在兩個位置，也可以設(shè)置所需要的 個數(shù)，而與壓電振動片81之間的連接也可在所希望的連接位置上進(jìn)行。
(第5實(shí)施形態(tài))
下面，作為第5實(shí)施方式，對具有作為上述振動片的壓電振動片的振蕩器進(jìn)行說 明。
圖5為，表示第5實(shí)施方式的振蕩器的概要結(jié)構(gòu)的示意圖，其中，(a)為俯視圖，(b) 為沿(a)的G-G線的剖視圖。并且，在本實(shí)施方式中，以作為在所述第1實(shí)施方式中所說明 的振動片的壓電振動片81為例，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
作為振蕩器的水晶振蕩器106的結(jié)構(gòu)為，除了在上述水晶振子105的結(jié)構(gòu)外還具 有電路元件。并且，對于與上述水晶振子105的共通部分，標(biāo)記相同的符號，并省略其詳細(xì) 的說明。
如圖5所示，水晶振蕩器106具備第一實(shí)施方式的壓電振動片81 ；作為電路元件 的IC芯片191，其具有使壓電振動片81振蕩的振蕩電路；外殼180，其用于收納壓電振動片 81及IC芯片191。IC芯片191被固定在外殼基座181的底部，且通過金線等的金屬纜線 192而被連接在其他的配線上。水晶振蕩器106通過來自IC芯片191的振蕩電路的驅(qū)動信 號，而使壓電振動片81被激勵，從而以預(yù)定的頻率(例如32. 768kHz)進(jìn)行振蕩(共振)。
如上所述，由于水晶振蕩器106具備在上述實(shí)施方式中說明的小型且具有低CI值 的壓電振動片81，所以能夠提供一種小型且具有穩(wěn)定的振動特性的水晶振蕩器106。
并且，由于在外殼180內(nèi)，至少安裝有壓電振動片21、41、81中的某一個以及使其 壓電振動片21、41、81振蕩的電路元件(IC芯片191)，所以能夠在抑制CI值上升和不必要 的振動而實(shí)現(xiàn)高性能化的同時，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)小型化。
并且，即使水晶振蕩器106使用壓電振動片21、41來代替壓電振動片81，也能夠獲 得同樣的效果。
并且，雖然在本實(shí)施方式中，對將壓電振動片81固定在設(shè)置于兩個位置處的連接 墊188上的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但連接墊188并不僅限于設(shè)置在兩個位置處，也可以設(shè)置所需 要的個數(shù)，而與壓電振動片81之間的連接也可在所希望的連接位置上進(jìn)行。
(產(chǎn)業(yè)上的可利用性)
作為所述壓電振動片的水晶振動片21、41、81，小型且具有低CI值，并且具有穩(wěn)定 的振動特性。
因此，將該水晶振動片21、41、81封裝化了的水晶振子105或者水晶振蕩器106，作 為計(jì)時設(shè)備等而被廣泛應(yīng)用于數(shù)字移動電話、個人電腦、電子表、錄像機(jī)、電視機(jī)等電子儀 器中。并且，其特別適用于需要小型、輕量化的、以便攜式游戲機(jī)、便攜式音響設(shè)備為例的便攜式儀器等。
權(quán)利要求
1.一種振動片，其特征在于，具有基部；振動臂，其從所述基部的一端部分起延伸； 所述振動臂具備 臂部，其設(shè)置在所述基部一側(cè)；錘部，其設(shè)置在比所述臂部更靠前端一側(cè)，且寬度比所述臂部更寬； 主面，其設(shè)置在所述振動臂的前后側(cè)上；側(cè)面，其被形成為，向所述振動臂的長度方向延伸并連接前后側(cè)的所述主面，且相互對置；第1槽部，其為具有底部的槽，且沿所述振動臂的所述長度方向而被形成在至少一側(cè) 的所述主面上；第1激勵電極，其被形成在連接所述第1槽部的底部與所述一側(cè)的所述主面的槽側(cè)面上；第2激勵電極，其被形成在兩個所述側(cè)面上；槽內(nèi)突出部，其被設(shè)置在，比在所述長度方向上平分所述振動臂的二等分線更靠所述 前端一側(cè)的位置上，且隔著所述第1槽部的一部分以沿所述槽側(cè)面的方式形成。
2.如權(quán)利要求1所述的振動片，其特征在于，所述槽內(nèi)突出部被設(shè)置為，在俯視觀察時，于所述第1槽部內(nèi)從所述振動臂的所述前 端一側(cè)向所述基部一側(cè)突出。
3.如權(quán)利要求1所述的振動片，其特征在于，在俯視觀察時，所述槽內(nèi)突出部形成為，其周圍被所述第1槽部所包圍的島狀。
4.如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的振動片，其特征在于， 具有被形成在所述錘部上的第2槽部；所述第2槽部為具有底部的槽，且其被形成為，將從所述臂部的側(cè)面起連續(xù)并與之構(gòu) 成同一個面的側(cè)面作為一側(cè)側(cè)面，且該一側(cè)側(cè)面與所述第1槽部的所述側(cè)面平行； 所述第1槽部被設(shè)置為，從所述振動臂的所述基部一側(cè)延伸至所述錘部的區(qū)域內(nèi)； 所述第1激勵電極被形成在，所述第1槽部內(nèi)的、從所述振動臂的所述基部一側(cè)到所述 錘部的區(qū)域內(nèi)連續(xù)的所述側(cè)面上；所述第2激勵電極被形成在，從所述振動臂的所述側(cè)面到所述第2槽部內(nèi)的所述一側(cè) 側(cè)面的連續(xù)的面上。
5.如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的振動片，其特征在于，所述槽內(nèi)突出部被形成為，延伸至比所述錘部與所述振動臂的連接根部更靠所述基部 一側(cè)。
6.如權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的振動片，其特征在于， 所述槽內(nèi)突出部以從所述錘部連續(xù)的方式而形成。
7.如權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的振動片，其特征在于，所述槽內(nèi)突出部被形成為，具有與所述振動臂的兩個所述主面相同的高度。
8.如權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的振動片，其特征在于， 所述振動片為，由壓電體材料形成的壓電振動片。
9.一種振子，其特征在于，具備權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的振動片，以及用于收納所述振動片的外殼。
10.一種振蕩器，其特征在于，具備權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的振動片； 電路元件，其具有使所述振動片振蕩的振蕩電路； 外殼，其用于收納所述振動片以及所述電路元件。
11.一種電子儀器，其特征在于，具備權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的振動片、權(quán)利要求9所述的振子、權(quán)利要求10所述 的振蕩器中的任意一種。
全文摘要
提供一種降低了CI值且抑制了不必要振動的小型的振動片、振子、振蕩器以及電子儀器。壓電振動片(81)具備一對振動臂(83)，其從基部(22)一端側(cè)起分成兩叉而互相平行地延伸；錘部(85)，被設(shè)置在各個振動臂(83)的前端一側(cè)；具有底部的第1槽部(87)，其沿著各個振動臂(83)的長度方向設(shè)置。在從第1槽部(87)的基部(22)一側(cè)到前端一側(cè)的側(cè)面上，形成有第1激勵電極(89)；在從振動臂(83)的基部(22)一側(cè)到前端一側(cè)的側(cè)面上，形成有第2激勵電極(90)。在比從各個振動臂(83)與基部(22)相連接部分的基端到前端(錘部(85)的前端)的長度L的一半L/2更靠前端一側(cè)的第1槽部(87)上，形成有用于集中質(zhì)量的槽內(nèi)突出部(95)。
文檔編號H03H9/00GK102035498SQ20101050142
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月8日
發(fā)明者山田明法 申請人:精工愛普生株式會社