压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟表的制作方法_3

文档序号:8530175阅读:来源:国知局
部42a。
[0083]第I壁部41a及第2壁部42a的截面视图(ZX面视图)形状未特别地限定,也可以是矩形状,也可以是多边形状,也可以是其他的形状。在本实施方式中,第I壁部41a及第2壁部42a的截面视图(ZX面视图)形状,如图5所示,例如,是梯形状。在本实施方式中,如后所述,槽部31a、32a通过蚀刻而形成,因而第I壁部41a及第2壁部42a的侧壁成为与结晶面相应的形状。
[0084]与上述同样地,在相邻的槽部31b与槽部32b之间,形成有将槽部31b和槽部32b隔开的第I壁部41b及第2壁部42b。
[0085]另外,在振动臂部22中同样如此,在相邻的槽部33a与槽部34a之间,形成有将槽部33a与槽部34a隔开的第I壁部43a及第2壁部44a。在相邻的槽部33b与槽部34b之间,形成有将槽部33b与槽部34b隔开的第I壁部43b及第2壁部44b。
[0086]第I壁部41b、43a、43b与第I壁部41a同样。第2壁部42b、44a、44b与第2壁部42a同样。
[0087]在本实施方式中,槽部31a、32a及连结槽部35a通过蚀刻而形成。作为蚀刻的方法,未特别地限定,也可以选择干法蚀刻,也可以选择湿法蚀刻。
[0088]在振动臂部21中的表面19a、背面19b及槽部31a、31b、32a、32b的内壁,形成有未图示的激振电极。关于振动臂部22,也是如此。
[0089]一对支撑臂部15、16,在从基部10延伸至振动臂部21、22的宽度方向(X轴方向)两侧之后,沿振动臂部21、22的长度方向(Y轴方向),朝向振动臂部21、22的前端侧(+Y侦D弯曲延伸而形成。
[0090]在支撑臂部15、16的背面19b侧(一 Z侧),分别设有装配部17、18。设有装配部17、18的位置是在支撑臂部15、16振动时成为振动节的位置。
[0091]在支撑臂部15、16的装配部17、18,形成有未图示的装配电极,通过未图示的引出电极而与形成在振动臂部21、22的外表面上的激振电极连接。而且,如果将既定的电压施加于这些各电极,则通过一对振动臂部21、22的双方的激振电极彼此的相互作用而导致一对振动臂部21、22沿互相接近或离开的方向(X轴方向)以既定的谐振频率振动。
[0092]依据本实施方式,由于在槽部31a及槽部32a的前端侧(+ Y侧)形成有连结槽部35a,因而能够抑制振动臂部的强度下降,同时,抑制以2次弯曲模式振动。以下,详细地说明。
[0093]图11至图14是用于对振动臂部的振动模式进行说明的图。图11是示出参考例的压电振动片2001的平面图。图12是示出压电振动片2001以基本波模式振动的情况的行动说明图。图13是示出压电振动片2001以2次弯曲模式振动的情况的行动说明图。图14是示出压电振动片2001中的Rl值及R2值的变化的图表。
[0094]如图11所示,音叉型的压电振动片2001是具备沿宽度方向并排地配置的一对振动臂部2010、2011和将这一对振动臂部2010、2011的长度方向基端连结的基部2020的薄板状的石英片。而且,在一对振动臂部2010、2011的外表面上,形成有使这一对振动臂部2010、2011振动的激振电极2030。
[0095]如图12所示,如果电压施加于形成在各振动臂部2010的激振电极2030,则压电振动片2001以一对振动臂部2010、2011的前端接近/离开的方式沿既定方向以既定的谐振频率振动。此外,在以下的说明中,将这样以一对振动臂部2010、2011的前端接近/离开的方式振动的振动模式称为基本波模式。
[0096]如图13所示,在压电振动片2001以2次弯曲模式振动的情况下,分别在振动臂部2010、2011的基端形成有振动节部2010a、2011a,并且,在前端侧形成有振动节部2010b、2011b,以这些振动臂部2010、2011的基端侧的振动节部2010a、2011a与前端侧的振动节部2010b,2011b之间的大致中央的位移量变得最大的方式产生振幅。
[0097]此时,在将振动臂部2010、2011的全长设为LlOO时,振动臂部2010、2011的基端与前端侧的振动节部2010b、2011b之间的距离SLl成为约(3XL100)/4左右。而且,振动臂部2010、2011的基端与振动臂部2010、2011的位移量变得最大的位置PlOO (以下,称为最大振幅部PlOO)之间的距离SL2成为约L100/2左右。
[0098]在这样的情况下,由于振动模式变化而导致压电振动片2001的频率也变化。例如,在音叉型的压电振动片2001的情况下,频率从32kHz变化至200kHz。因此,优选使压电振动片2001以基本波模式振动。
[0099]在此,如果大大地形成在振动臂部2010、2011形成的槽部2040,则能够相应地使Cl值下降。为了大大地形成槽部2040,考虑扩大槽宽、加深槽深或延长槽长。然而,任一种方法都存在如下的问题点。
[0100]首先,在延长槽长TL100的情况下,不但基本波模式的Cl值(Rl值)下降,而且2次弯曲模式的Cl值(R2值)也下降。而且,R2值比Rl值更大幅地下降。
[0101]如图14所示,能够确认,与随着TL100/L100的值变大的Rl值的下降梯度相比,R2值的下降梯度更大。
[0102]在此,如果R2值比Rl值更小,则振动臂部2010以2次弯曲模式振动。例如,在压电振动片2001的情况下,如图14所示,如果TL100/L100的值成为约0.58,则R2值比Rl值更小,存在振动臂部2010以2次弯曲模式振动这一问题。
[0103]另一方面,在扩大槽宽或加深槽深的情况下,振动臂部的强度有可能下降。特别地,在厚度方向的弯曲刚性下降且振动臂部振动时,有时候产生厚度方向的振动偏移。
[0104]针对这些问题,依据本实施方式,连结槽部35a形成于槽部31a及槽部32a的前端侦W+Y侧)。因此,在振动臂部21以2次弯曲模式振动时成为前端侧的振动节部的部分容易振动,难以成为振动节。即,依据本实施方式,能够抑制2次弯曲模式的Cl值(R2值)降低。
[0105]另外,依据本实施方式,第I壁部41a的一部分设在槽部31a、32a的前端侧(+ Y侧)。因此,能够降低基本波模式的Cl值(Rl值)。
[0106]因此,依据本实施方式,能够降低Rl值,同时,抑制R2值降低,因而能够抑制振动臂部21以2次弯曲模式振动。
[0107]另外,另一方面,依据本实施方式,沿宽度方向并排地设置多个槽部。由此,形成有第I壁部41a及第2壁部42a,能够抑制振动臂部21的强度下降。
[0108]另外,通过设置多个槽部,从而能够增大槽部内壁的表面积,因而能够增大形成于槽部内壁的激振电极的表面积。由此,能够增大电场效率,其结果是,能够降低Cl值。
[0109]通过以上方式,依据本实施方式,得到能够抑制振动臂部的强度下降并同时抑制以2次弯曲模式振动的压电振动片。
[0110]另外,依据本实施方式,连结槽部35a形成于在振动臂部21以2次弯曲模式振动时成为前端侧的振动节部的部分或其附近,因而成为前端侧的振动节部的部分更容易振动。即,依据本实施方式,能够进一步抑制振动臂部21以2次弯曲模式振动。换言之,依据本实施方式,能够进一步抑制R2值降低。
[0111]另外,依据本实施方式,设在振动臂部21的连结槽部35a、35b和设在振动臂部22的连结槽部36a、36b,通过振动臂部21、22彼此之间的中心,相对于与振动臂部21、22的长度方向平行的中心线P21而线对称地设置。由此,依据本实施方式,能够抑制压电振动片100的振动特性变得不稳定。
[0112]另外,依据本实施方式,由于连结槽部35a设置成分割壁部,因而能够在形成有壁部的范围内任意地决定形成连结槽部35a的位置。因此,依据本实施方式,容易将连结槽部35a形成于成为振动节部的部分或其附近。
[0113]另外,依据本实施方式的压电振动器1,由于具备上述说明的压电振动片100,因而得到可靠性优异的压电振动器。
[0114]此外,在本实施方式中,也能够采用以下的构成及方法。
[0115]在上述说明的实施方式中,作为在振动臂部21的表面19a形成有I个连结槽部35a的构成,但不限于此。在本实施方式中,例如,也可以在振动臂部21的表面19a形成多个连结槽部。
[0116]另外,在上述说明的实施方式中,作为在表面19a和背面19b的两面形成有槽部及连结槽部的构成,但不限于此。在本实施方式中,例如,也可以是在两面形成有槽部而仅在单面形成有连结槽部的构成,也可以是仅在单面形成槽部及连结槽部的构成。
[0117]另外,在上述说明的实施方式中,第I壁部41a及第2壁部42a都作为至少一部分设在比中心线Pll更靠近前端侧(+Y侧)的构成,但不限于此。在本实施方式中,在壁部的至少一部分设在比中心线Pll更靠近前端侧(+ Y侧)的范围内,第I壁部41a及第2壁部42a怎样配置都可以。
[0118]另外,在本实施方式中,压电振动片100的压电体也可以不由石英形成。
[0119]另外,在本实施方式中,槽部31a的形成方法未特别地限定,使用除了蚀刻以外的怎样的方法都可以。
[0120]另外,在本实施方式中,连结槽部35a,在比中心线Pll更靠近前端侧(+ Y侧)的范围内,设在何处都可以。
[0121](第2实施方式)
第2实施方式,相对于第I实施方式,在连结槽部设于多个槽部的前端侧的端部的点不同。
[0122]此外,在以下的说明中,有时候通过对与上述实施方式同样的构成适当标记同一符号等而省略说明。
[0123]图6是示出本实施方式的压电振动片200的平面图。
[0124]本实施方式的压电振动片200,如图6所示,具备:基部10 ;—对振动臂部221、222,与基部10连接,沿宽度方向(X轴方向)并排地配
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