專利名稱：振動片、振子、振蕩器以及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及振動片、具有該振動片的振子、振蕩器以及電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
以往，作為振動片，公知有如下的音叉型振子(以下稱作振動片)，其具有三個臂部(以下稱作振動臂)，它們具有朝第I方向配置的第I面，且沿著與第I方向交叉的第2方向排列；壓電體元件(激勵電極)，其在該振動臂各自的第I面上各設(shè)有I個；以及基部，其連接振動臂的一端(例如，參 照專利文獻I)。專利文獻I日本特開2009-5022號公報近年來，關(guān)于振動片，隨著小型化的進展，抑制Q值(是指表現(xiàn)振動狀態(tài)的無量綱數(shù)，其值越大，振動越穩(wěn)定)的降低成為了課題。上述專利文獻I的振動片是振動臂在與上述第I面垂直的方向上進行彎曲振動的振動形式(面外振動模式)的結(jié)構(gòu)，通過使中央的振動臂與兩側(cè)的振動臂的振動方向彼此相反(反相)，獲得兩者的振動平衡，由此來抑制Q值的降低(換言之，Q值的提高)。但是，關(guān)于上述振動片，在實施方式中將3個(以下稱作3根)振動臂的臂寬形成為相同、從而3根振動臂的振動時的振幅相同的情況下，根據(jù)動量守恒定律等，可能無法充分獲得中央的振動臂與兩側(cè)的振動臂的振動平衡。由此，上述振動片的振動臂的振動能量容易傳遞到基部，進而振動能量經(jīng)由基部泄漏至外部部件，因此可能導(dǎo)致Q值降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了解決上述課題中的至少一部分而完成的，可作為以下方式或應(yīng)用例來實現(xiàn)。[應(yīng)用例I]本應(yīng)用例的振動片的特征在于，具有基部；以及從所述基部起在第I方向上延伸的至少3根振動臂，所述各振動臂排列在與所述第I方向垂直的第2方向上，并且，在沿著由所述第I方向和所述第2方向確定的平面的主面的至少一方上具有激勵電極，所述各振動臂通過所述激勵電極在與所述主面垂直的第3方向上振動，在設(shè)所述各振動臂內(nèi)的、位于排列的中央的振動臂為第I振動臂、位于排列的兩端的各個振動臂為第2振動臂時，所述第I振動臂與所述第2振動臂在彼此相反的方向上振動，在設(shè)所述第I振動臂在所述第2方向上的臂寬為W1、所述第2振動臂在所述第2方向上的臂寬為W、且設(shè)所述第I振動臂中的所述激勵電極在所述第2方向上的電極寬度為Al、所述第2振動臂中的所述激勵電極在所述第2方向上的電極寬度為A時，I. 35 < W1/W < I. 90且I. 35 < A1/A < I. 90。由此，關(guān)于振動片，在設(shè)第I振動臂在第2方向上的臂寬為W1、第2振動臂在第2方向上的臂寬為W、第I振動臂中的激勵電極在第2方向上的電極寬度為Al、第2振動臂中的激勵電極在第2方向上的電極寬度為A時，I. 35 < W1/W < I. 90且I. 35 < A1/A < I. 90，因此能夠充分獲得第3方向上的第I振動臂的振動與第2振動臂的振動的力學(xué)平衡。
因此，振動片的各振動臂的振動能量難以傳遞到基部，經(jīng)由基部向外部部件泄漏的振動能量減少，因此能夠抑制Q值的降低，能夠?qū)值維持在預(yù)定水平(換言之，相比于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，能夠提高Q值)。 另外，上述范圍是基于發(fā)明人根據(jù)仿真和實驗的分析結(jié)果等得到的認識而設(shè)定的。[應(yīng)用例2]在上述應(yīng)用例的振動片中，優(yōu)選的是，所述激勵電極具有設(shè)置在所述主面?zhèn)鹊牡贗電極；與所述第I電極相對地設(shè)置的第2電極；以及在所述第I電極與所述第2電極之間延伸的壓電體。由此，振動片的激勵電極具有第I電極、與第I電極相對地設(shè)置的第2電極以及在兩電極之間延伸的壓電體，因此，能夠通過激勵電極自身的伸縮使振動臂振動。因此，振動片的基材(作為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的材料)不是必須采用壓電材料，因此基材的選擇范圍大，例如可使用硅等半導(dǎo)體材料作為基材。[應(yīng)用例3]在上述應(yīng)用例2的振動片中，優(yōu)選的是，在設(shè)從所述第3方向觀察吋，所述第I振動臂的所述第I電極、所述第2電極以及所述壓電體重疊的寬度為Al’、所述第2振動臂各自的所述第I電極、所述第2電極以及所述壓電體重疊的寬度為A’吋，I. 35
<Al，/A’ < I. 90。由此，關(guān)于振動片，在設(shè)第I振動臂的激勵電極的上述寬度為Al’、第2振動臂的激勵電極的上述寬度為A’吋，I. 35 < Al’ /A’ < I. 90，因此，能夠充分獲得因激勵電極的壓電體的伸縮而實現(xiàn)的各振動臂的振動平衡，能夠進一歩抑制Q值的降低。[應(yīng)用例4]在上述應(yīng)用例的振動片中，優(yōu)選的是，所述基部在所述第3方向上的厚度比所述各振動臂在所述第3方向上的厚度厚。由此，關(guān)于振動片，基部在第3方向上的厚度比各振動臂在第3方向上的厚度厚，因此基部的質(zhì)量增加，所以基部的質(zhì)量與振動臂的質(zhì)量之差變大，振動臂的振動能量難以傳遞到基部。其結(jié)果，振動片中經(jīng)由基部向外部部件泄漏的振動能量進ー步減少，因此能夠進ー步抑制Q值的降低，能夠?qū)值維持在預(yù)定水平。[應(yīng)用例5]在上述應(yīng)用例的振動片中，優(yōu)選的是，在所述基部的所述第2方向的兩端部設(shè)置有固定部。由此，振動片在基部的第2方向的兩端部設(shè)置有固定部，因此能夠增長從振動臂到基部的固定部的路徑。其結(jié)果，在振動片中，將基部的固定部固定于外部部件時、經(jīng)由固定部向外部部件泄漏的振動能量進ー步減少，因此能夠進ー步抑制Q值的降低，能夠?qū)值維持在預(yù)定水平。[應(yīng)用例6]在上述應(yīng)用例的振動片中，優(yōu)選的是，所述Wl與所述W之比為W1/W=I. 60。由此，在振動片中，W1/W = I. 60，因此，能夠以最佳狀態(tài)獲得第3方向上的第I振動臂的振動與第2振動臂的振動的力學(xué)平衡。因此，振動片的振動臂的振動能量難以傳遞到基部，經(jīng)由基部向外部部件泄漏的振動能量減至最少，由此，能夠最大限度地抑制Q值的降低，能夠?qū)值維持在預(yù)定水平。
另外，上述值是基于發(fā)明人根據(jù)仿真和實驗的分析結(jié)果等得到的認識而設(shè)定的。[應(yīng)用例7]本應(yīng)用例的振子的特征在于，具有上述應(yīng)用例中任意一例所述的振動片；以及收納所述振動片的封裝。由此，振子具有上述應(yīng)用例中任意一例所述的振動片以及收納振動片的封裝，因此能夠提供起到了上述應(yīng)用例中任意一例所述的效果的振子。[應(yīng)用例8]本應(yīng)用例的振蕩器的特征在于，具有上述應(yīng)用例中任意一例所述的振動片；以及使所述振動片振湯的振湯電路。由此，振蕩器具有上述應(yīng)用例中任意一例所述的振動片以及使所述振動片振蕩的振蕩電路，因此能夠提供起到了上述應(yīng)用例中任意一例所述的效果的振蕩器。[應(yīng)用例9]本應(yīng)用例的電子設(shè)備的特征在于,該電子設(shè)備具有上述應(yīng)用例中任意一例所述的振動片。 由此，電子設(shè)備具有上述應(yīng)用例中任意一例所述的振動片，因此能夠提供起到了上述應(yīng)用例中任意一例所述的效果的電子設(shè)備。


圖I是示出第I實施方式的石英振動片的概略結(jié)構(gòu)的示意圖，(a)是平面圖，(b)是沿著(a)的B-B線的剖面圖。圖2是沿著圖1(a)的C-C線的剖面圖以及各激勵電極的布線圖。圖3是示出了石英振動片的Q值與各振動臂間的臂寬比及各激勵電極間的電極寬度比之間的關(guān)系的曲線圖，(a)是示出和Q值相關(guān)的頻率變化量Af與中央振動臂的臂寬Wl/兩端振動臂的臂寬W之間的關(guān)系的曲線圖，(b)是示出頻率變化量與中央振動臂的激勵電極的電極寬度Al/兩端振動臂的激勵電極的電極寬度A之間的關(guān)系的曲線圖。圖4是示出第2實施方式的石英振子的概略結(jié)構(gòu)的示意圖，(a)是從蓋(蓋體)側(cè)俯視的平面圖，(b)是沿著(a)的D-D線的剖面圖。圖5是示出第3實施方式的石英振蕩器的概略結(jié)構(gòu)的示意圖，(a)是從蓋側(cè)俯視的平面圖，(b)是沿著(a)的D-D線的剖面圖。圖6是示出第4實施方式的移動電話的示意性立體圖。標號說明I :作為振動片的石英振動片；5 :作為振子的石英振子；6 :作為振蕩器的石英振蕩器；10 :基部;10a、10b :主面;10c、10d :固定部；llb :作為第I振動臂的振動臂;lla、llc 作為第2振動臂的振動臂；12a、12b、12c :激勵電極；12al、12bl、12cl 第I電極；12a2、12b2、12c2 :第2電極；13 :壓電體；18a、18b :連接電極；20 :封裝；21 :封裝基座；22 :蓋；23 :內(nèi)底面；23a :內(nèi)部連接端子;24、25 :內(nèi)部端子；26 :外底面;27、28 :外部端子；29 :接合部件；30 :粘接劑；31 :金屬線；40 :作為振蕩電路的IC芯片；41 :金屬線；700 :移動電話；701 :液晶顯示裝置；702 :操作按鈕；703 :接聽ロ ；704 :通話ロ。
具體實施例方式下面，參照附圖來說明使本發(fā)明具體化的實施方式。(第I實施方式)
此處，作為振動片的一例，對基材采用了石英的石英振動片進行說明。
圖I是示出第I實施方式的石英振動片的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。圖I (a)是平面圖，圖1(b)是沿著圖1(a)的B-B線的剖面圖。另外，省略了各個布線，且各結(jié)構(gòu)要素的尺寸比例與實際不同。圖2是沿著圖1(a)的C_C線的剖面圖以及各激勵電極的布線圖。如圖I所示，石英振動片I具有基部10、和從基部10起在作為第I方向的石英晶軸的Y軸方向上延伸的至少3根振動臂11a、lib、11c。振動臂11a、lib、Ilc形成為大致棱柱狀，在平面視圖中，排列在與Y軸方向垂直的作為第2方向的石英晶軸的X軸方向上，并且在由Y軸方向和X軸方向確定的主面10a、IOb中的至少一方上(此處是在主面IOa上)，具有激勵電極12a、12b、12c。振動臂lla、llb、llc在激勵電極12a、12b、12c的作用下，在與主面IOa垂直的作為第3方向的石英晶軸的Z軸方向(圖1(b)的箭頭方向)上進行彎曲振動(面外振動不沿著主面IOa的方向上的振動)。石英振動片I構(gòu)成為在設(shè)振動臂11a、lib、Ilc內(nèi)的、位于排列的中央的作為第I振動臂的振動臂Ilb在X軸方向上的臂寬為W1、位于排列的兩端的作為第2振動臂的振動臂IlaUlc在X軸方向上的臂寬為W、振動臂Ilb中的激勵電極12b在X軸方向上的電極寬度為Al、振動臂IlaUlc中的激勵電極12&、12(在父軸方向上的電極寬度為六時，1.35
<ffl/ff < I. 90 且 I. 35 < A1/A < I. 90 成立。另外，石英振動片I更優(yōu)選構(gòu)成為Wl/W = I. 60。激勵電極12a、12b、12c為如下的層疊結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)具有設(shè)置在主面IOa側(cè)的第I電極12al、12bl、12cl ;與第I電極12al、12bl、12cl相對地設(shè)置的第2電極12a2、12b2、12c2 ;以及在第I電極12al、12bl、12cl與第2電極12a2、12b2、12c2之間延伸的壓電體13。此處，如圖2所示，在從Z軸方向觀察時，石英振動片I構(gòu)成為在設(shè)振動臂Ilb的激勵電極12b的第I電極12bl、壓電體13、第2電極12b2在X軸方向上的重疊寬度為Al’、振動臂I la、I Ic的激勵電極12a、12c的第I電極12al、12cl、壓電體13、第2電極12a2、12c2在X軸方向上的重疊寬度為A’時，I. 35 < Al’ /A’ < I. 90成立。另外，如圖I、圖2所示，在本實施方式中，Al = Al’，A = A’。在激勵電極12a、12b、12c 的第 I 電極 12al、12bl、12cl 和第 2 電極 12a2、12b2、12c2中，例如采用了 Cr、Au等導(dǎo)電性較高的金屬膜，在壓電體13中，采用了 ZnO、AIN、PZT等壓電性比較高的壓電材料的膜。另外，激勵電極12a、12b、12c從振動臂11a、lib、Ilc的根部(包含與基部10的邊界的周邊部分)起朝前端部延伸，且優(yōu)選設(shè)置為振動臂lla、llb、llc的全長(從Y軸方向的根部到前端的長度)的一半左右的長度。另外，如圖1(b)所示，基部10的Z軸方向的厚度形成為比振動臂lla、llb、llc的
Z軸方向的厚度厚。此外，在圖1(a)中如雙點劃線所示，在基部10的X軸方向的兩端部的主面IOb側(cè)，設(shè)置有作為向封裝等外部部件進行固定的固定區(qū)域的固定部10c、10d。另外，固定部10c、IOd優(yōu)選設(shè)置在Y軸方向上基部10的與振動臂11a、lib、Ilc側(cè)相反一側(cè)的端部。
此處，對石英振動片I的動作進行說明。如圖2所示，關(guān)于石英振動片I的激勵電極12a、12b、12c，第I電極12al、12bl、12cl與第2電極12a2、12b2、12c2通過交叉布線與交流電源連接，被施加作為驅(qū)動電壓的交變電壓。具體而言，振動臂Ila的第I電極12al、振動臂Ilb的第2電極12b2、振動臂Ilc的第I電極12cl被連接為成為相同電位，振動臂Ila的第2電極12a2、振動臂Ilb的第I電極12bl、振動臂Ilc的第2電極12c2被連接為成為相同電位。在該狀態(tài)下，當對第I電極12al、12bl、12cl和第2電極12a2、12b2、12c2之間施加交變電壓時，在第I電極12al、12bl、12cl與第2電極12a2、12b2、12c2之間產(chǎn)生電場，由于逆壓電效應(yīng)，使得壓電體13發(fā)生變形，壓電體13在Y軸方向上產(chǎn)生伸縮。石英振動片I構(gòu)成為通過上述交叉布線使得在激勵電極12a、12c與激勵電極 12b中產(chǎn)生的電場的方向相反，壓電體13的伸縮在振動臂IlaUlc與振動臂Ilb之間彼此相反。具體而言，在振動臂IlaUlc的壓電體13發(fā)生拉伸時，振動臂Ilb的壓電體13收縮，在振動臂IlaUlc的壓電體13收縮時，振動臂Ilb的壓電體13發(fā)生拉伸。通過這樣的壓電體13的伸縮，在石英振動片I中，當交變電壓為一方的電位時，振動臂lla、llb、llc向?qū)嵕€箭頭的方向彎曲，當交變電壓為另一方的電位時，振動臂11a、IlbUlc向虛線箭頭的方向彎曲。通過重復(fù)該動作，石英振動片I的振動臂11a、lib、Ilc在Z軸方向上進行彎曲振動(面外振動)。此時，相鄰的振動臂(此處為Ila和IlbUlb和lie)以彼此相反的方向(反相)進行彎曲振動。如上所述，本實施方式的石英振動片I構(gòu)成為在振動臂I la、I lb、I Ic在Z軸方向(厚度方向)上進行彎曲振動的振動形式(面外振動模式)下，在設(shè)振動臂lla、llb、llc內(nèi)的、位于排列的中央的振動臂I Ib在X軸方向上的臂寬為Wl、位于兩端的振動臂I la、I Ic在X軸方向上的臂寬為W、振動臂Ilb中的激勵電極12b在X軸方向上的電極寬度為Al、振動臂IlaUlc中的激勵電極12a、12c在X軸方向上的電極寬度為A時，1.35 <W1/W< 1.90且 I. 35 < A1/A < I. 90 成立。此外，石英振動片I構(gòu)成為在設(shè)振動臂Ilb的第I電極12bl、壓電體13、第2電極12b2在X軸方向上的重疊寬度為Al’、振動臂IlaUlc的第I電極12al、12cl、壓電體13、第2電極12a2、12c2在X軸方向上的重疊寬度為A’時，I. 35 < Al’ /A’ < I. 90成立。由此，在上述范圍內(nèi)，石英振動片I能夠充分獲得因激勵電極12a、12b、12c的壓電體13的伸縮而實現(xiàn)的振動臂lla、llb、llc之間的Z軸方向振動的力學(xué)平衡。因此，石英振動片I的振動臂lla、llb、llc的振動能量難以傳遞到基部10，減少了經(jīng)由基部10向外部部件泄漏的振動能量，因此能夠抑制Q值的降低，能夠?qū)值維持在預(yù)定水平(換言之，相比于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，能夠提高Q值)。另外，上述范圍是基于發(fā)明人根據(jù)仿真和實驗的分析結(jié)果等得到的認識而設(shè)定的。使用曲線圖對上述情況進行說明。圖3是示出本實施方式的石英振動片的Q值與各振動臂間的臂寬比以及各激勵電極間的電極寬度比之間的關(guān)系的曲線圖。圖3(a)是示出和石英振動片的Q值相關(guān)的頻率變化量Af與中央振動臂的臂寬Wl/兩端振動臂的臂寬W之間的關(guān)系的曲線圖，圖3(b)是示出和石英振動片的Q值相關(guān)的頻率變化量△ f與中央振動臂的激勵電極的電極寬度Al (Al’)/兩端振動臂的激勵電極的電極寬度A(A’ )之間的關(guān)系的曲線圖。另外，在圖3(a)中，橫軸表示W(wǎng)1/W,縱軸用ppm來表示是否固定了基部(fix、 free)而引起的石英振動片的頻率變化量Af。此外，在圖3(b)中，橫軸表示A1/A(A1’ /A’)，縱軸用ppm來表示是否固定了基部(fix、free)而引起的石英振動片的頻率變化量ΔΓ。另外，根據(jù)過去的實際成果可證實頻率變化量Af越小，Q值的降低越小，如果頻率變化量Λ f為大致-Ippm以內(nèi)，則能夠得到對于實際應(yīng)用充分的Q值。如圖3(a)所示,在W1/W超過I. 35且小于I. 90的范圍內(nèi)，頻率變化量Af為-Ippm以內(nèi)。并且，頻率變化量Af在W1/W= I. 60處達到最小。即，Q值的降低量達到最小。此外，如圖3(b)所示，關(guān)于A1/A(A1’ /A，)，同樣是在超過I. 35且小于I. 90的范圍內(nèi)，頻率變化量Λ f為-Ippm以內(nèi)。根據(jù)這些結(jié)果，可以說證實了以下情況由于本實施方式的石英振動片I構(gòu)成為I. 35 < W1/W < I. 90且1.35 < A1/A(A1’ /A’ ) < 1.90，由此，能夠充分獲得因激勵電極12a、12b、12c的壓電體13的伸縮而實現(xiàn)的、振動臂lla、llb、llc之間的Z軸方向振動的平衡，振動臂lla、llb、llc的振動能量難以傳遞到基部10，減少了經(jīng)由基部10向外部部件泄漏的振動能量，因此能夠抑制Q值的降低，能夠?qū)值維持在預(yù)定水平。此外，可以說證實了以下情況石英振動片I通過使W1/W = I. 60成立，由此，能夠以最佳狀態(tài)獲得Z軸方向上的振動臂Ilb的振動與振動臂IlaUlc的振動的平衡，使得經(jīng)由基部10向外部部件泄漏的振動能量減至最少，因此能最大限度地抑制Q值的降低，能夠?qū)值維持在預(yù)定水平。此外，在石英振動片I中，激勵電極12a、12b、12c具有:第I電極12al、12bl、12cl ；與第I電極12al、12bl、12cl相對地設(shè)置的第2電極12a2、12b2、12c2 ;以及在兩個電極之間延伸的壓電體13，因此，能夠通過激勵電極12a、12b、12c自身的伸縮使振動臂lla、llb、Ilc振動。因此，對于石英振動片I而言，基材不是必須采用石英等壓電材料，因此基材的選擇范圍大，例如可使用硅等半導(dǎo)體材料作為基材。此外，關(guān)于石英振動片1，基部10在Z軸方向上的厚度比振動臂I la、I Ib、llc在Z軸方向上的厚度厚，因此，通過增大基部10的質(zhì)量，基部10的質(zhì)量與振動臂lla、llb、llc的質(zhì)量之差變大。由此，石英振動片I的振動臂lla、llb、llc的振動能量難以傳遞到基部10，因此經(jīng)由基部10向外部部件泄漏的振動能量進ー步減少，由此，能夠進一歩抑制Q值的降低，能夠?qū)值維持在預(yù)定水平。此外，關(guān)于石英振動片I,在基部10的X軸方向的兩端部設(shè)置有固定部10c、10d,因此，與在其他部分設(shè)置了固定部IOcUOd的情況相比，能夠增長從振動臂lla、llb、llc到基部10的固定部IOcUOd的路徑。
其結(jié)果，對于石英振動片I而言，與在其他部分設(shè)置了固定部10c、10d的情況(例如在振動臂lla、llb、llc的附近設(shè)置了固定部10c、10d的情況)相比，將基部10的固定部IOcUOd固定于外部部件時經(jīng)由固定部10c、10d向外部部件泄漏的振動能量進ー步減少，因此能夠進ー步抑制Q值的降低，能夠?qū)值維持在預(yù)定水平。(第2實施方式)接著，對具有上述第I實施方式中敘述的石英振動片(振動片)的作為振子的石英振子進行說明。圖4是示出第2實施方式的石英振子的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。圖4(a)是從蓋(蓋體)側(cè)俯視的平面圖，圖4(b)是沿著圖4(a)的D-D線的剖面圖。另外，在平面圖中省略了 蓋。此外，省略了各個布線。另外，對與上述第I實施方式相同的部分標注相同標號而省略詳細說明，以與上述第I實施方式不同的部分為中心進行說明。如圖4所不,石英振子5具有上述第I實施方式中敘述的石英振動片I和收納石英振動片I的封裝20。封裝20形成為大致長方體形狀，并具有封裝基座21，其平面形狀為大致矩形且具有凹部；以及平面形狀為大致矩形的平板狀的蓋22，其覆蓋封裝基座21的凹部。封裝基座21采用了對陶瓷生片進行成型、層疊、燒制而得到的氧化鋁質(zhì)燒結(jié)體、石英、玻璃、硅等。蓋22采用與封裝基座21相同的材料，或者采用鐵鎳鈷合金、42合金、不銹鋼等金
腐O在封裝基座21中，在內(nèi)底面(凹部內(nèi)側(cè)的底面)23上設(shè)置有內(nèi)部端子24、25。內(nèi)部端子24、25以大致矩形形狀形成在設(shè)置于石英振動片I的基部10上的連接電極18a、18b的附近位置處。連接電極18a、18b通過未圖示的布線與石英振動片I的各激勵電極(12b等)的第I電極(12bl等)以及第2電極(12b2等)連接。例如，在圖2的布線中，交流電源的一側(cè)的布線與連接電極18a連接，另ー側(cè)的布線與連接電極18b連接。在封裝基座21的外底面(與內(nèi)底面23相反側(cè)的面、外側(cè)的底面)26上，形成有在安裝于電子設(shè)備等外部部件時使用的ー對外部端子27、28。外部端子27、28通過未圖示的內(nèi)部布線與內(nèi)部端子24、25連接。例如，外部端子27與內(nèi)部端子24連接，外部端子28與內(nèi)部端子25連接。內(nèi)部端子24、25和外部端子27、28由金屬膜構(gòu)成，該金屬膜是通過鍍敷等方法在W(鎢)等的金屬化層上層疊Ni、Au等的各覆蓋膜而成的。在石英振子5中，石英振動片I的基部10的固定部10c、IOd借助環(huán)氧類、硅酮類、聚酰亞胺類等的粘接劑30而固定到封裝基座21的內(nèi)底面23上。并且，在石英振子5中，石英振動片I的連接電極18a、18b通過AiuAl等的金屬線31與內(nèi)部端子24、25連接。在石英振子5中，在石英振動片I與封裝基座21的內(nèi)部端子24、25連接的狀態(tài)下，用蓋22覆蓋封裝基座21的凹部，并用接縫環(huán)、低熔點玻璃、粘接劑等接合部件29將封裝基座21與蓋22接合，由此將封裝20的內(nèi)部氣密地密封。
另外，封裝20的內(nèi)部為減壓狀態(tài)(真空度高的狀態(tài))，或者為填充有氮、氦、氬等惰性氣體的狀態(tài)。另外，封裝也可以由平板狀的封裝基座和具有凹部的蓋等構(gòu)成。此外，封裝也可以在封裝基座和蓋兩方上都具有凹部。此外，也可以替代固定部10c、10d，而是在固定部10c、10d以外的部分、例如包含連接固定部IOc和固定部IOd的直線的中心的部分的I處 固定石英振動片I的基部10。由此，石英振動片I能夠通過I處固定,來抑制因固定部所產(chǎn)生的熱應(yīng)カ引起的基部10的變形。在石英振子5中，通過經(jīng)由外部端子27、28、內(nèi)部端子24、25、金屬線31、連接電極18a、18b施加給激勵電極(12b等)的驅(qū)動信號(交變電壓)，使得石英振動片I的各個振動臂(Ilb等)以預(yù)定頻率(例如大約32KHz)在厚度方向(圖4(b)的箭頭方向)上進行振蕩(諧振)。如上所述，第2實施方式的石英振子5具有石英振動片1，因此能夠提供起到了上述第I實施方式所記載的效果的振子(例如是能夠抑制Q值降低，能夠?qū)值維持在預(yù)定水平的振子)。(第3實施方式)接著，對具有上述弟I實施方式中敘述的石央振動片(振動片)的作為振湯器的石英振蕩器進行說明。圖5是示出第3實施方式的石英振蕩器的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。圖5(a)是從蓋側(cè)俯視的平面圖，圖5(b)是沿著圖5(a)的D-D線的剖面圖。另外，在平面圖中省略了蓋以及一部分結(jié)構(gòu)要素。此外，省略了各個布線。另外，對與上述第I實施方式及第2實施方式相同的部分標注相同標號而省略詳細說明，以與上述第I實施方式及第2實施方式不同的部分為中心進行說明。如圖5所示，石英振蕩器6具有上述第I實施方式中敘述的石英振動片I、作為使石英振動片I振蕩的振蕩電路的IC芯片40、和收納石英振動片I及IC芯片40的封裝20。在封裝基座21的內(nèi)底面23上設(shè)置有內(nèi)部連接端子23a。用未圖示的粘接劑等將內(nèi)置有振蕩電路的IC芯片40固定到封裝基座21的內(nèi)底面23上。IC芯片40的未圖示的連接焊盤通過Au、Al等的金屬線41與內(nèi)部連接端子23a連接。內(nèi)部連接端子23a由金屬膜構(gòu)成，該金屬膜是通過鍍敷等在W(鎢)等的金屬化層上層疊Ni、Au等的各覆蓋膜而成的，內(nèi)部連接端子23a經(jīng)由未圖示的內(nèi)部布線與封裝20的外部端子27、28及內(nèi)部端子24、25等連接。另外，在IC芯片40的連接焊盤與內(nèi)部連接端子23a的連接中，除了使用了金屬線41的引線鍵合的連接方法以外，還可以使用使IC芯片40反轉(zhuǎn)的倒裝安裝的連接方法等。在石英振蕩器6中，通過從IC芯片40經(jīng)由內(nèi)部連接端子23a、內(nèi)部端子24、25、金屬線31、連接電極18a、18b施加給激勵電極(12b等)的驅(qū)動信號，使得石英振動片I的各振動臂(Ilb等)以預(yù)定頻率(例如大約32KHz)進行振蕩(諧振)。并且，石英振蕩器6經(jīng)由IC芯片40、內(nèi)部連接端子23a、外部端子27、28等將伴隨該振蕩而產(chǎn)生的振蕩信號輸出到外部。如上所述，第3實施方式的石英振蕩器6具有石英振動片1，因此能夠提供起到了上述第I實施方式所記載的效果的振蕩器(例如是能夠抑制Q值降低，能夠?qū)值維持在預(yù)定水平的振蕩器)。另外，石英振蕩器6也可以不將IC芯片40內(nèi)置在封裝20中，而采用外掛結(jié)構(gòu)的模塊構(gòu)造(例如在ー個基板上搭載了石英振子和IC芯片的結(jié)構(gòu))。(第4實施方式)接著，對具有在上述弟I實施方式中敘述的石央振動片(振動片)的作為電子設(shè)備的移動電話進行說明。圖6是示出第4實施方式的移動電話的示意性立體圖。 圖6所不的移動電話700構(gòu)成為具有上述弟I實施方式中敘述的石央振動片I作為基準時鐘振蕩源等，而且還具有液晶顯示裝置701、多個操作按鈕702、接聽ロ 703和通話ロ 704。上述石英振動片I不限于上述移動電話，還適合用作以下設(shè)備的基準時鐘振蕩源等電子書、個人計算機、電視、數(shù)字靜態(tài)照相機、攝像機、錄像機、車載導(dǎo)航裝置、尋呼機、電子記事本、計算器、文字處理器、工作站、視頻電話、POS終端、具有觸摸面板的設(shè)備等。在任意一種情況下，都能夠提供起到了上述實施方式中說明的效果的電子設(shè)備。另外，對于作為振動片的基材的石英，可采用從石英原石等以預(yù)定角度切割出的例如Z切板、X切板等。另外，在采用了 Z切板的情況下，由于其自身的特性，使得蝕刻加工變得容易，而在采用了 X切板的情況下，由于其自身的特性，使得溫度-頻率特性變得良好。此外，振動片的基材不限于石英，也可以是鉭酸鋰(LiTaO3),四硼酸鋰(Li2B4O7),鈮酸鋰(LiNbO3),鋯鈦酸鉛(PZT)、氧化鋅(ZnO)、氮化鋁(AlN)等壓電材料，或硅等半導(dǎo)體材料。此外，振動片的振動臂的數(shù)量不限于3根，也可以是5根、7根、9根等5以上的奇數(shù)根。另外，振動片的基部厚度也可以是與振動臂相同的厚度。由此，振動片為平板狀，因此制造各易。
權(quán)利要求
1. ー種振動片，其特征在于，該振動片具有 基部；以及 從所述基部起在第I方向上延伸的至少3根振動臂， 各所述振動臂排列在與所述第I方向垂直的第2方向上，并且，在沿著由所述第I方向和所述第2方向確定的平面的主面的至少一方上具有激勵電極， 各所述振動臂通過所述激勵電極在與所述主面垂直的第3方向上振動， 在設(shè)各所述振動臂內(nèi)的、位于排列的中央的振動臂為第I振動臂、位于排列的兩端的 各個振動臂為第2振動臂時，所述第I振動臂與所述第2振動臂在彼此相反的方向上振動，在設(shè)所述第I振動臂在所述第2方向上的臂寬為W1、所述第2振動臂在所述第2方向上的臂寬為W、 且設(shè)所述第I振動臂中的所述激勵電極在所述第2方向上的電極寬度為Al、所述第2振動臂中的所述激勵電極在所述第2方向上的電極寬度為A時，.1.35 < W1/W < I. 90 且 I. 35 < A1/A < I. 90。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的振動片，其特征在干， 所述激勵電極具有 設(shè)置在所述主面?zhèn)鹊牡贗電極； 與所述第I電極相對地設(shè)置的第2電極；以及 在所述第I電極與所述第2電極之間延伸的壓電體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振動片，其特征在干， 在設(shè)從所述第3方向觀察時，所述第I振動臂的所述第I電極、所述第2電極以及所述壓電體重疊的寬度為Al’、所述第2振動臂各自的所述第I電極、所述第2電極以及所述壓電體重疊的寬度為A’時，I.35 < Al’ /A’ < I. 90。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任意一項所述的振動片，其特征在干， 所述基部在所述第3方向上的厚度比各所述振動臂在所述第3方向上的厚度厚。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任意一項所述的振動片，其特征在干， 在所述基部的所述第2方向的兩端部設(shè)置有固定部。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任意一項所述的振動片，其特征在干， 所述Wl與所述W之比為W1/W = I. 60。
7.—種振子,其特征在于,該振子具有 權(quán)利要求I 6中任意一項所述的振動片；以及 收納所述振動片的封裝。
8.一種振蕩器，其特征在干，該振蕩器具有 權(quán)利要求I 6中任意一項所述的振動片；以及 使所述振動片振蕩的振蕩電路。
9.ー種電子設(shè)備,其特征在于,該電子設(shè)備具有權(quán)利要求I 6中任意一項所述的振動片。
全文摘要
本發(fā)明提供振動片、振子、振蕩器以及電子設(shè)備，振動片具有在厚度方向上振動的振動臂，且能夠維持Q值。石英振動片(1)具有基部(10)；從基部(10)起在Y軸方向上延伸的3根振動臂(11a、11b、11c)，振動臂(11a、11b、11c)排列在與Y軸方向垂直的X軸方向上，在沿著由Y軸方向和X軸方向確定的平面的主面(10a)上具有激勵電極(12a、12b、12c)，且在與主面(10a)垂直的Z軸方向上振動，在設(shè)振動臂內(nèi)的、位于排列的中央的振動臂(11b)的X軸方向臂寬為W1、振動臂(11a、11c)的X軸方向臂寬為W、振動臂(11b)的激勵電極(12b)的X軸方向電極寬度為A1、振動臂(11a、11c)的激勵電極(12a、12c)的X軸方向電極寬度為A時，1.35＜W1/W＜1.90且1.35＜A1/A＜1.90。
文檔編號H03H9/13GK102629860SQ20121002083
公開日2012年8月8日 申請日期2012年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月2日
發(fā)明者山崎隆 申請人:精工愛普生株式會社