压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备以及电波钟表的制作方法

专利名称：压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备以及电波钟表的制作方法
技术领域：
本发明涉及压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备以及电波钟表。
背景技术：
在便携电话、便携信息终端设备中，利用石英(水晶)等的压电振动器用作时刻源、控制信号的定时源、参考信号源等。提供了各式各样的这种压电振动器，而作为其中之一，为人所知的是具有所谓的音叉型压电振动片的压电振动器。近年来，随着搭载的设备的小型化，希望压电振动片进一步小型化。作为将压电振动器的Cl值(Crystal Impedance :晶体阻抗)抑制得较低，且谋求压电振动片的小型化的方法，已知在压电振动片的振动臂部的两主面形成槽部的方法(例如，参照专利文献I)。图14是现有技术的说明图，是沿着专利文献I的与振动臂部203的长度方向垂直的面的截面图。如图14所示，第I激振电极210主要在槽部205的内部形成，第2激振电极211主要在振动臂部203的侧面形成，振动臂部203为截面大致H字形状。已知形成有槽部205的压电振动片的Cl值一般依赖于振动臂部203的侧面203a和槽部侧面205a的宽度D。具体而言，通过使宽度D狭窄而能够将Cl值抑制得较低。另外，关于压电振动片的高性能化，重要的是抑制振动泄漏以及确保良好的驱动电平(drive level)特性。这里，振动泄漏是指，当使压电振动片工作时，压电振动片的振动向外部泄漏的、振动能量的泄漏。该振动泄漏与压电振动片的效率变差相关，所以需要尽可能地抑制振动泄漏。另外，驱动电平特性是指，相对于驱动电压的变动的压电振动片的振动频率的变动特性。振动频率的变动△ f越小，驱动电平特性越良好，可以说压电振动片是高性能的。已知压电振动片的振动泄漏及驱动电平特性一般依赖于振动臂部203的刚性。另夕卜，振动臂部203的刚性依赖于与振动臂部203的长度方向垂直的截面的面积S(以下，称为“振动臂部的截面积S”。)。因此，振动泄漏及驱动电平特性依赖于振动臂部203的截面积S。具体而言，通过扩大振动臂部203的截面积S而提高振动臂部203的刚性，能够抑制振动泄漏且确保良好的驱动电平特性。专利文献I的压电振动片具备基部，形成有基部电极部(相当于本申请的“装配电极”)；振动细棒(相当于本申请的“振动臂部”)，从该基部突出而形成；槽部，具有形成于该振动细棒的表面和/或背面的槽电极部(相当于本申请的“激振电极”)；以及连接电极部，连接基部电极部和槽电极部(相当于本申请的“引出电极”)。槽部的基端侧的宽度形成得比其他部分窄，从而确保形成连接电极部的区域宽。在该专利文献I中，振动臂部203的基端侧的截面积S扩大，所以作为结果振动臂部的基端侧的刚性提高。专利文献I :日本特开2002-76827号公报然而，在专利文献I中，仅提高了振动臂部的基端侧的刚性，所以未充分确保振动臂部203整体的刚性，存在不能够抑制振动泄漏，不能够确保良好的驱动电平特性的担忧。另外，在基端侧，振动臂部的侧面和槽部侧面的宽度D(参照图14)扩大，所以存在Cl值变高的担忧
发明内容
因此，本发明的课题在于，提供能够抑制振动泄漏、且确保良好的驱动电平特性，并且将Cl值抑制得较低的压电振动片、使用该压电振动片的压电振动器、振荡器、电子设备以及电波钟表。为了解决上述课题，本发明的压电振动片具备并排地配置的一对振动臂部；在所述振动臂部的两主面上形成、沿着所述振动臂部的长度方向延伸的槽部；以及连接有所述一对振动臂部的基部，其特征在于，在所述振动臂部的宽度方向并排地在所述各振动臂部分别形成多个所述槽部。依据本发明，通过在振动臂部的宽度方向并排形成多条槽部，而在各槽部之间形成壁，所以在形成有槽部的区域整体能够扩大振动臂部的截面积。由此，与专利文献I那样使I条槽部的基端侧的宽度狭窄的情况相比，在形成有槽部的区域整体能够提高振动臂部的刚性，所以能够抑制振动泄漏、确保良好的驱动电平特性。另外，即使不像专利文献I那样使槽部的基端侧的宽度狭窄，振动臂部的刚性也变高，因此在形成有槽部的区域整体能够使振动臂部的侧面和槽部侧面的宽度狭窄，能够将Cl值抑制得较低。另外，在每I个所述振动臂部形成3个形成所述槽部，在所述3条槽部之中，在所述宽度方向的中央配置的中央槽部中的所述振动臂部的基端侧的中央槽基端部，在所述基部和所述振动臂部的连接部附近配置；在所述3条槽部之中，在所述中央槽部的所述宽度方向的两侧配置的侧槽部的所述基端侧的侧槽基端部，也可相对所述中央槽基端部在更靠近所述振动臂部的前端侧配置。依据本发明，侧槽部的侧槽基端部，相对中央槽部的中央槽基端部在更靠近前端侧配置，所以与振动臂部的前端侧的截面积相比，能够使振动臂部的基端侧的截面积扩大侧槽部的面积的相应量。由此，能够提高振动臂部的基端侧的刚性，所以能够进一步抑制振动泄漏、确保良好的驱动电平特性。其结果是，能够将振动泄漏及驱动电平特性与Cl值的平衡调整为期望的状态。另外，所述振动臂部的基端侧中的所述槽部的宽度，也可形成得比所述振动臂部的前端侧中的所述槽部的宽度窄。依据本发明，在振动臂部的基端侧中，振动臂部的侧面和槽部侧面的宽度形成得较宽，在振动臂部的基端侧相邻的槽部的间隔形成得较宽，所以与振动臂部的前端侧的截面积相比，能够扩大振动臂部的基端侧的截面积。由此，能够提高振动臂部的基端侧的刚性，所以能够进一步抑制振动泄漏、确保良好的驱动电平特性。其结果是，能够将振动泄漏及驱动电平特性与Cl值的平衡调整为期望的状态。另外，在所述基端侧中相邻的所述槽部的间隔，也可形成得比在所述前端侧中相邻的所述槽部的间隔宽。依据本发明，通过使在振动臂部的基端侧相邻的槽部的间隔形成得较宽，能够不扩大振动臂部的侧面和槽部侧面的宽度，而与振动臂部的前端侧的截面积相比扩大振动臂部的基端侧的截面积。由此，能够使Cl值保持期望值，且抑制振动泄漏、确保良好的驱动电平特性。另外，本发明的压电振动器的特征在于，具有上述的压电振动片。依据本发明，具备特性优异的压电振动片，所以能够提供性能良好的压电振动器。本发明的振荡器的特征在于，上述的压电振动器作为振子与集成电路电连接。本发明的 电子设备的特征在于，上述的压电振动器与计时部电连接。本发明的电波钟表的特征在于，上述的压电振动器与滤波器部电连接。依据本发明的振荡器、电子设备以及电波钟表，具备性能良好的压电振动器，所以能够提供高性能的振荡器、电子设备以及电波钟表。依据本发明，通过在振动臂部的宽度方向并排形成多条槽部，在各槽部之间形成壁，所以在形成有槽部的区域整体能够扩大振动臂部的截面积。由此，与专利文献I那样使I条槽部的基端侧的宽度狭窄的情况相比，在形成有槽部的区域整体能够提高振动臂部的刚性，所以能够抑制振动泄漏、确保良好的驱动电平特性。另外，即使不像专利文献I那样使槽部的基端侧的宽度狭窄，振动臂部的刚性也变高，所以在形成有槽部的区域整体能够使振动臂部的侧面和槽部侧面的宽度狭窄，能够将Cl值抑制得较低。


图I是压电振动片的平面图。图2是沿图I的A-A线的截面图。图3是实施方式的第I变形例中的压电振动片的平面图。图4(a)是沿图3的B-B线的截面图，图4(b)是沿图3的C-C线的截面图。图5是实施方式的第2变形例中的压电振动片的平面图。图6是压电振动器的外观立体图。图7是压电振动器的内部结构图，是卸下盖基板的状态下的平面图。图8是沿图7的E-E线的截面图。图9是压电振动器的分解立体图。图10是示出振荡器的一种实施方式的构成图。图11是示出电子设备的一种实施方式的构成图。图12是示出电波钟表的一种实施方式的构成图。图13是本发明的其他适用例的说明图。图14是现有技术的说明图。附图标记说明I压电振动片；3(3a、3b)振动臂部；4基部；30压电振动器；51外侧槽部(槽部、侧槽部)；51c外侧槽基端部(侧槽基端部)；52内侧槽部(槽部、侧槽部)；52c内侧槽基端部(侧槽基端部)；53中央槽部(槽部)；53c中央槽基端部；110振荡器；120便携信息设备(电子设备)；140电波钟表。
具体实施例方式以下，参照

本发明的实施方式。(压电振动片)
首先，参照

实施方式的压电振动片。图I是压电振动片I的平面图。图2是沿图I的A-A线的截面图。如图I所示，本实施方式的压电振动片I具备并排配置的一对振动臂部3a、3b，以及连接有一对振动臂部3a、3b的基部4。此外，在以下的说明中，设振动臂部3a、3b并排的宽度方向为X方向，X方向中的中心轴为0，压电振动片I的内侧为-X侧，外侧为+X侧。另外，设压电振动片I的长度方向为Y方向，基端侧为-Y侧，前端侧为+Y侧。本实施方式的压电振动片I是由石英或钽酸锂、铌酸锂等压电材料形成的音叉型 振动片，在施加既定电压时振动。一对振动臂部3a、3b沿着中心轴0在Y方向延伸，在X方向大致平行地并排形成。在振动臂部3a、3b的两主面(表面及背面)上，形成有沿着振动臂部3a、3b的Y方向延伸的外侧槽部51及内侧槽部52。这里，一个振动臂部3a以及另一个振动臂部3b设为相对于中心轴0线对称的形状。因此，在以下的说明中，针对形成于一个振动臂部3a的外侧槽部51及内侧槽部52进行说明，而省略针对形成于另一个振动臂部3b的外侧槽部51及内侧槽部52的说明。(槽部)如图I所示，在本实施方式的振动臂部3a中，形成有配置于振动臂部3a的+X侧的外侧槽部51，以及配置于振动臂部3a的-X侧的内侧槽部52这两条槽部。外侧槽部51及内侧槽部52沿着中心轴0在Y方向延伸，在X方向大致平行地并排形成。外侧槽部51的-Y侧的外侧槽基端部51c配置于振动臂部3a和基部4的连接部附近。另外，外侧槽部51的+Y侧的外侧槽前端部51d，配置于振动臂部3a的Y方向中的大致中央。即，外侧槽部51沿着Y方向，遍布从振动臂部3a和基部4的连接部附近到振动臂部3a的Y方向中的大致中央的范围，以既定的深度形成。另外，外侧槽部51以外侧槽基端部51c的宽度比外侧槽前端部51d的宽度窄的方式形成。具体而言，外侧槽部51的外侧面51a及内侧面51b,从外侧槽前端部51d向着-Y侧大致平行地形成后，从既定位置到外侧槽基端部51c，外侧面51a向着内侧倾斜，内侧面51b向着外侧倾斜，由此外侧槽部51的宽度以逐渐锥(taper)状变窄的方式形成。在外侧槽部51的-X侧形成有内侧槽部52。内侧槽部52在相对振动臂部3a的X方向的中心的-X侧的范围内，沿着Y方向以与外侧槽部51大致相同的长度形成。内侧槽部52的外形与外侧槽部51相同，所以省略详细的说明。以外侧槽部51的外侧面51a与振动臂部3a的外侧面3d的宽度D，以及内侧槽部52的内侧面52b与振动臂部3a的内侧面3c的宽度D均相等的方式形成外侧槽部51及内侧槽部52。在本实施方式中，与专利文献I相比能够使宽度D狭窄。如上所述，压电振动片I的Cl值依赖于宽度D，通过使宽度D狭窄而将Cl值抑制得较低。在外侧槽部51和内侧槽部52之间，形成有具有宽度G的壁部60a。在外侧槽部51和内侧槽部52大致平行地形成的区域，壁部60a的宽度G以大致固定的宽度形成。另夕卜，在外侧槽部51及内侧槽部52逐渐锥状地变窄的区域，宽度G以从+Y侧向着-Y侧，逐渐变宽的方式形成。越是确保壁部60a的宽度G宽，越能扩大振动臂部3a的截面积S。如上所述，通过扩大振动臂部3a的截面积S，能够提高振动臂部3a的刚性，所以能够抑制振动泄漏、确保良好的驱动电平特性。在本实施方式中，遍布形成有外侧槽部51及内侧槽部52的区域a (参照图1，以下称为“槽部形成区域a ”。)的全域形成有壁部60a，所以在槽部形成区域a能够扩大截面积S，能够提高振动臂部3a的刚性。而且，在振动臂部3a的-Y侦牝从+Y侧向着-Y侧壁部60a的宽度G逐渐变宽。这样，通过提高振动臂部3a的-Y侧的刚性，将振动泄漏及驱动电平特性与Cl值的平衡调整为期望的状态。 如图1所示，在振动臂部3a、3b、壁部60a、60b、外侧槽部51以及内侧槽部52的外表面，形成有激振电极10、11 (第I激振电极10及第2激振电极11)。激振电极10、11利用例如铬(Cr)等的单层导电性膜而形成。激振电极10、11是当施加电压时使振动臂部3a、3b在互相接近或远离的方向以既定的谐振频率振动的电极。一对激振电极10、11，在一对振动臂部3a、3b的表面分别以电隔离的状态进行构图而形成。具体而言，如图2所示，第I激振电极10主要在一个振动臂部3a的外侧槽部51内部、壁部60a表面、内侧槽部52内部、另一个振动臂部3b的内侧面3c以及另一个振动臂部3b的外侧面3d上形成。另外，第2激振电极11主要在另一个振动臂部3b的外侧槽部51内部、壁部60b表面、内侧槽部52内部、一个振动臂部3a的内侧面3c以及一个振动臂部3a的外侧面3d上形成。如图I所示，在振动臂部3a、3b的前端部，形成有由用于在既定的频率范围内振动的方式进行调整(频率调整)的粗调膜15a及微调膜15b构成的重锤金属膜15。通过利用该重锤金属膜15进行频率调整，能够使一对振动臂部3a、3b的频率落在器件的标称频率的范围内。(基部)如图I所示，本实施方式的压电振动片I具备连接有一对振动臂部3a、3b的基部4。基部4与振动臂部3a、3b邻接，且具有配置于基部4的+Y侧的中间部4b以及配置于基部4的-Y侧的装配部4a。通过将振动臂部3a、3b的-Y侧连接至基部4的中间部4b，基部4整体地支撑振动臂部3a、3b。在中间部4b的外表面上，形成有连接装配电极12、13和激振电极10、11的引出电极14a、14b。引出电极14a、14b利用与装配电极12、13的基底层相同材料的铬，以单层膜形成。由此，在进行装配电极12、13的基底层成膜的同时，能够进行引出电极14a、14b成膜。但是，不限于该情况，例如，利用镍、铝、钛等进行引出电极14a、14b成膜也无妨。在装配部4a的外表面上，形成有一对装配电极12、13。装配电极12、13是铬与金的层叠膜，通过进行与石英密合性好的铬成膜作为基底层后，在表面进行金的薄膜成膜作为精加工层而形成。但是，装配电极12、13的层叠膜不限于此，例如，进行铬和镍铬成膜作为基底层后，再在表面进行金的薄膜成膜作为精加工层也无妨。装配部4a的宽度，形成得比中间部4b的宽度宽，装配部4a的+X侧面和中间部4b的+X侧面，通过倾斜面4c呈锥状连接。这里，虽也能够通过阶梯差连接装配部4a和中间部4b，但在蚀刻加工石英圆片而形成压电振动片I的外形时，存在在阶梯差的角部产生蚀刻残余的担忧。如果产生该蚀刻残余，则不能够使压电振动片I形成为期望的形状，存在压电振动片I的特性变差的担忧。然而，如本实施方式那样，通过利用倾斜面4c呈锥状连接装配部4a和中间部4b，抑制了蚀刻残余的产生，防止压电振动片I的特性的变差。(实施方式的效果)依据本实施方式，通过在振动臂部3a、3b的X方向并排地形成外侧槽部51及内侧槽部52，在外侧槽部51与内侧槽部52之间形成壁部60a、60b，因此在形成有外侧槽部51及内侧槽部52的槽部形成区域a整体，能够扩大振动臂部3a、3b的截面积S。由此，与专利文献I那样使I条槽部的基端侧的宽度狭窄的情况相比，能够在槽部形成区域a整体提高振动臂部3a、3b的刚性，因此能够抑制振动泄漏、确保良好的驱动电平特性。另外，即使不像专利文献I那样使槽部的基端侧的宽度狭窄，振动臂部3a、3b的刚性也变高，因此在槽部形成区域a整体能够使振动臂部3a、3b的内侧面3c和内侧槽部52的内侧面52b的宽度D，以及振动臂部3a、3b的外侧面3d和外侧槽部51的外侧面51a的宽度D狭窄，能够将Cl值抑制得较低。另外，依据本实施方式，在振动臂部3a、3b的_Y侧，使振动臂部3a、3b的内侧面3c和内侧槽部52的内侧面52b的宽度D，以及振动臂部3a、3b的外侧面3d和外侧槽部51的外侧面51a的宽度D形成得较宽。另外，在振动臂部的-Y侧，使相邻的外侧槽部51和内侧槽部52的间隔形成得较大，因此与振动臂部3a、3b的+Y侧的截面积S相比，能够扩大振动臂部3a、3b的-Y侧的截面积S。由此，能够提高振动臂部3a、3b的-Y侧的刚性，由此能够进一步抑制振动泄漏、确保良好的驱动电平特性。其结果是，能够将振动泄漏及驱动电平特性与Cl值的平衡调整到期望的状态。(实施方式的第I变形例)接着，针对实施方式的第I变形例进行说明。图3是实施方式的第I变形例中的压电振动片I的说明图。图4是振动臂部3&、313的说明图，图4(&)是沿图3的B-B线的截面图，图4(b)是沿图3的C-C线的截面图。在上述的实施方式中，在振动臂部3形成有配置于振动臂部3的+X侧的外侧槽部51以及配置于振动臂部3的-X侧的内侧槽部52这2条槽部。相对于此，在本实施方式的第I变形例中，如图3所示，在振动臂部3形成有3条槽部这一方面，与实施方式不同。此外，省略针对与实施方式同样的构成部分的说明。在本变形例的振动臂部3a，形成有配置于振动臂部3a的+X侧的外侧槽部51、配置于振动臂部3a的-X侧的内侧槽部52以及配置于外侧槽部51与内侧槽部52之间的中央槽部53这3条槽部。外侧槽部51、内侧槽部52以及中央槽部53，沿着中心轴0在Y方向延伸，在X方向大致并行地并排形成。如图4(a)所示，在外侧槽部51与中央槽部53之间形成有具有宽度Gl的第I壁部61a。另外，在中央槽部53与内侧槽部52之间形成有具有宽度G2的第2壁部62a。在本实施方式中，第I壁部61a的宽度Gl及第2壁部62a的宽度G2，形成为大致相同的宽度。在形成有外侧槽部51、内侧槽部52以及中央槽部53的区域P (参照图3，以下称为“多条槽部形成区域P ”。)中，形成有第I壁部61a及第2壁部62a。因此，在多条槽部形成区域P中，与专利文献I的压电振动片相比能够扩大振动臂部3a的截面积S，能够提高振动臂部3a的刚性，因此能够抑制振动泄漏、确保良好的驱动电平特性。中央槽部53的-Y侧中的中央槽基端部53c在振动臂部3a与基部4的连接部附近配置。相对于此，外侧槽部51的-Y侧中的外侧槽基端部51c以及内侧槽部52的-Y侧中的内侧槽基端部52c，配置于相对中央槽基端部53c的+Y侧(前端侧)。因此，振动臂部3a与基部4的连接部附近，成为仅形成有中央槽部53的区域Y (以下称为“内外槽部非形成区域Y ”。)。如图4(b)所示，在内外槽部非形成区域Y中，未形成外侧槽部51及内侧槽部52，所以截面大致为H字形状。另外，在内外槽部非形成区域Y中，与多条槽部形成区域P相比，能够使振动臂部3a的截面积S进一步扩大外侧槽部51及内侧槽部52的截面积的相应量。(实施方式的第I变形例的效果)
依据本实施方式的第I变形例,通过将外侧槽部51的-Y侧中的外侧槽基端部51c,以及内侧槽部52的-Y侧中的内侧槽基端部52c，配置于相对中央槽部53的中央槽基端部53c的+Y侧(前端侧)，与振动臂部3a、3b的+Y侧的截面积相比，能够扩大振动臂部3a、3b的-Y侧(基端侧)的截面积S。由此，通过能够提高振动臂部3a、3b的-Y侧的刚性，能够进一步抑制振动泄漏、确保良好的驱动电平特性。其结果是，能够将振动泄漏及驱动电平特性与Cl值的平衡调整为期望的状态。(实施方式的第2变形例)接着，针对实施方式的第2变形例进行说明。图5是实施方式的第I变形例中的压电振动片I的说明图。在上述的实施方式中，外侧槽部51的外侧面51a向着内侧倾斜，外侧槽部51的内侧面51b向着外侧倾斜而形成。另外，内侧槽部52的外侧面52a向着内侧倾斜，内侧槽部52的内侧面52b向着外侧倾斜而形成。相对于此，在实施方式的第2变形例中，外侧槽部51的外侧面51a沿着中心轴0形成，外侧槽部51的内侧面51b向着外侧倾斜而形成。另外，内侧槽部52的外侧面52a向着内侧倾斜，内侧槽部52的内侧面52b沿着中心轴0形成。本实施方式的第2变形例在以上方面与实施方式不同。此外，省略针对与实施方式同样的构成部分的说明。如图5所示，本变形例的外侧槽部51以外侧槽基端部51c的宽度比外侧槽前端部51d的宽度窄的方式形成。具体而言，外侧槽部51的外侧面51a及内侧面51b，从外侧槽前端部51d向着-Y侧大致平行地形成后，通过从既定位置开始仅内侧面51b向着+X侧倾斜，外侧槽部51以逐渐锥状地变窄的方式形成。此外，外侧槽部51的外侧面51a，从外侧槽前端部51d到外侧槽基端部51c，与压电振动片I的外侧面3d大致平行地形成。因此，在形成有外侧槽部51的区域中，外侧槽部51的外侧面51a和振动臂部3a的外侧面3d的宽度D形成为固定。另外，与外侧槽部51同样，本变形例的内侧槽部52也以内侧槽基端部52c的宽度比内侧槽前端部52d的宽度窄的方式形成。具体而言，内侧槽部52的外侧面52a及内侧面52b，从内侧槽前端部52d向着-Y侧大致平行地形成后，通过从既定位置开始仅外侧面52a向着-X侧倾斜，内侧槽部52以逐渐锥状地变窄的方式形成。此外，在形成有内侧槽部52的区域中，与上述同样，内侧槽部52的内侧面52b和振动臂部3a的内侧面3c的宽度D形成为固定。
如上所述，通过形成外侧槽部51及内侧槽部52，-Y侧(基端侧)中的外侧槽部51与内侧槽部52的间隔，形成为比+Y侧(前端侧)中的外侧槽部51与内侧槽部52的间隔宽。换言之，在振动臂部3a的-Y侧，从+Y侧开始向着-Y侧，壁部60a的宽度G以逐渐变宽的方式形成，扩大了振动臂部3a的-Y侧的截面积S从而提高了刚性。(实施方式的第2变形例的效果)依据本实施方式的第2变形例，通过振动臂部3a、3b的-Y侧(基端侧)相邻的外侧槽部51以及内侧槽部52的间隔形成得较宽，能够不扩大外侧槽部51的外侧面51a和振动臂部3a的外侧面3d的宽度D，以及内侧槽部52的内侧面52b和振动臂部3a的内侧面3c的宽度D，而使振动臂部3a、3b的-Y侧的截面积S比振动臂部3a、3b的+Y侧(前端侧)的截面积S扩大。由此，能够使Cl值保持为期望值，且抑制振动泄漏、确保良好的驱动电平特性。(压电振动器) 接着，针对使用实施方式的压电振动片I的压电振动器30进行说明。图6是压电振动器30的外观立体图。图7是压电振动器30的内部结构图，是卸下盖基板32的状态下的平面图。图8是沿图7的E-E线的截面图。图9是图6所示的压电振动器30的分解立体图。此外，设基底基板31的与盖基板32的接合面为第I面U，基底基板31的外侧的面为第2面L来进行说明。另外，为了容易观察附图，在图9中省略了激振电极10、11，引出电极14a、14b，装配电极12、13以及重锤金属膜15的图示。如图6所示，压电振动器30是表面安装型压电振动器30，其具备经由接合膜37阳极接合基底基板31及盖基板32的封装件，以及收纳于封装件的空腔C的压电振动片1(参照图7)。基底基板31及盖基板32是由玻璃材料例如钠钙玻璃(soda lime glass)构成的、能阳极接合的基板，形成为大致板状。在盖基板32中的与基底基板31的接合面侧，形成有容纳压电振动片I的空腔用凹部32a。在盖基板32的与基底基板31的接合面侧的整体，形成有阳极接合用的接合膜37。即接合膜37不仅在空腔用凹部32a的内面整体，而且在空腔用凹部32a的周围的框区域形成。本实施方式的接合膜37用硅膜形成，但是接合膜37也可用铝(Al)、Cr等形成。如后述那样，将该接合膜37与基底基板31阳极接合，真空密封空腔C。如图8所示，压电振动器30具备贯通电极35、36，其在厚度方向贯通基底基板31，将空腔C的内侧和压电振动器30的外侧导通。贯通电极35、36配置在贯通基底基板31的贯通孔33、34内。与贯通孔33、34的中心轴垂直的方向的截面形状，形成为大致圆形状。另外，在压电振动器30形成时，以容纳于空腔C内的方式形成贯通孔33、34。更加详细地说明，关于贯通孔33、34，在与压电振动片I的-Y侧对应的位置形成一个贯通孔33，且在与振动臂部3a、3b的+Y侧对应的位置形成另一个贯通孔34。通过例如在贯通孔33、34插入金属销(未图示)后，在贯通孔33、34与金属销之间填充玻璃料并烧结而形成贯通电极35、36。这样，能够通过用金属销和玻璃料完全堵塞贯通孔33、34，从而维持空腔C内的气密，并且承担使后述的迂回电极38、39和外部电极40、41导通的任务。如图9所示，在基底基板31的第I面U侧构图有一对迂回电极38、39。一对迂回电极38、39之中，一个迂回电极38以位于一个贯通电极35的正上方的方式形成。另外，另一个迂回电极39以从与一个迂回电极38邻接的位置开始，沿着振动臂部3a、3b在+Y侧迂回后，位于另一个贯通电极36的正上方的方式形成。
而且，在该一对迂回电极38、39上分别形成由金等构成的尖端越来越细的形状的凸点(bump)B，利用凸点B安装压电振动片I的一对装配电极12、13。由此，压电振动片I的一个装配电极13经由一个迂回电极38与一个贯通电极35导通，另一个装配电极12经由另一个迂回电极39与另一个贯通电极36导通。另外，在基底基板31的第2面L形成一对外部电极40、41。一对外部电极40、41在基底基板31的Y方向的两端部形成，且对于一对贯通电极35、36分别电连接。使这样构成的压电振动器30工作时,对于形成于基底基板31的外部电极40、41施加既定的驱动电压。由此，能够对压电振动片I的第I激振电极10及第2激振电极11施加电压，所以能够使一对振动臂部3a、3b在接近及远离的方向以既定的频率振动。而且，利用该一对振动臂部3a、3b的振动，压电振动器30能够用作时刻源、控制信号的定时源、参考信号源等。(振荡器)接着，参照图10对本发明的振荡器的一种实施方式进行说明。如图10所示，本实施方式的振荡器110将压电振动器30构成为与集成电路111电连接的振子。该振荡器110具有安装有电容器等电子元件部件112的基板113。振荡器用的集成电路111安装于基板113，压电振动器30的压电振动片安装在该集成电路111的附近。这些电子元件部件112、集成电路111及压电振动器30通过未图示的布线图案分别电连接。此外，各构成部件利用未图示的树脂来模制(mould)。在这样构成的振荡器110中，向压电振动器30施加电压时，压电振动器30内的压电振动片振动。该振动通过压电振动片具有的压电特性转换为电信号，并以电信号的方式输入至集成电路111。集成电路111对输入的电信号进行各种处理，并以频率信号的方式输出。由此，压电振动器30起着振子的作用。另外，通过根据需求选择性地将集成电路111的构成设定为例如RTC(实时时钟)模块等，除了钟表用单功能振荡器等之外，还能附加控制该设备、外部设备的工作日期、时亥1J，或者提供时刻、日历等功能。依据本实施方式的振荡器110，由于具备能够抑制振动泄漏、确保良好的驱动电平特性，且将Cl值抑制得较低的高性能的压电振动器30，因此能够制造性能良好的振荡器110。(电子设备)接着，参照图11说明本发明的电子设备的一种实施方式。此外，作为电子设备，以具有上述的压电振动器30的便携信息设备120为例进行说明。首先，本实施方式的便携信息设备120是例如以便携电话为代表的设备，是发展、改良现有技术的手表而成的。外观类似于手表，能在相当于表盘的部分配置液晶显示器，并在该屏幕上显示当前的时刻等。另外，在作为通信机利用的情况下，能够从手腕摘下，并通过内置于表带内侧部分的扬声器及麦克风进行与现有技术的便携电话同样的通信。然而，与现有的便携电话相比已被显著地小型化及轻量化接着，说明本实施方式的便携信息设备120的构成。如图11所示，该便携信息设备120具备压电振动器30以及用于供电的电源部121。电源部121由例如锂二次电池构成。该电源部121并联连接有进行各种控制的控制部122、进行时刻等的计数的计时部123、与外部进行通信的通信部124、显示各种信息的显示部125以及检测各功能部的电压的电压检测部126。而且，通过电源部121向各功能部供电。控制部122控制各功能部从而进行声音数据的发送及接收、当前时刻的测量、显示等系统整体的动作控制。另外，控制部122具备预先写入有程序的ROM、读出已写入该ROM中的程序并执行的CPU以及用作该CPU的工作区的RAM等。计时部123具备内置有振荡电路、寄存器电路、计数器电路和接口电路等的集成电路以及压电振动器30。向压电振动器30施加电压时，压电振动片振动，该振动通过石英所具有的压电特性转换为电信号，并以电信号的方式输入至振荡电路。使振荡电路的输出二值化，并通过寄存器电路和计数器电路计数。然后，经由接口电路与控制部122进行信号的收发，在显示部125显示当前时刻、当前日期或日历信息等。通信部124具有与现有便携电话同样的功能，具备无线电部127、声音处理部128、切换部129、放大部130、声音输入输出部131、电话号码输入部132、来电音产生部133及呼叫控制存储器部134。无线电部127经由天线135与基站进行声音数据等各种数据的收发的交换。声音处理部128对从无线电部127或放大部130输入的声音信号进行编码及解码。放大部130将从声音处理部128或声音输入输出部131输入的信号放大到既定电平。声音输入输出部131由扬声器、麦克风等构成，放大来电音、受话音或对声音集音。另外，来电音产生部133根据来自基站的呼叫生成来电音。切换部129仅在来电时，通过将连接在声音处理部128的放大部130切换到来电音产生部133，将在来电音产生部133中生成的来电音经由放大部130输出至声音输入输出部131。此外，呼叫控制存储器部134存储与通信的呼叫及来电控制相关的程序。此外，电话号码输入部132具备例如0至9的号码键及其他键，通过按压这些号码键等，输入通话对象的电话号码等。在通过电源部121对控制部122等各功能部施加的电压低于既定值的情况下，电压检测部126检测该电压下降并通知给控制部122。此时的既定电压值是作为使通信部124稳定地动作所必需的最低限度的电压而预先设定的值，例如是3V左右。从电压检测部126接受了电压下降的通知的控制部122禁止无线电部127、声音处理部128、切换部129及来电音产生部133的动作。特别是，耗电大的无线电部127的动作停止是必须的。而且，在显示部125上显示通信部124因电池余量不足而不能使用的提示。S卩，能通过电压检测部126与控制部122，禁止通信部124的动作并将该提示显示在显示部125。该显示可以是字符消息，但作为更直观的显示，也可在显示于显示部125的显示画面的上部的电话图标上标出“ X (叉)”标记。此外，通过具有能选择性地截断通信部124的功能涉及的部分的电源的电源截断部136，能更可靠地停止通信部124的功能。依据本实施方式的便携信息设备120，由于具备能够抑制振动泄漏、确保良好的驱动电平特性，且将Cl值抑制得较低的高性能的压电振动器30，因此能够制造性能良好的便携信息设备120。(电波钟表)接着，参照图12对本发明的电波钟表的一种实施方式进行说明。如图12所示，本实施方式的电波钟表140具有与滤波器部141电连接的压电振动器30，是具有接收包含时钟信息的标准电波并自动修正为正确的时刻从而进行显示的功能的钟表。在日本国内，福岛县(40kHz)与佐贺县(60kHz)有发送标准电波的发送站(发送基站)，分别发送标准电波。40kHz或60kHz那样的长波兼有沿地表传播的性质与在电离层和地表间边反射边传播的性质，所以传播范围广，用上述的两个发送站就能全部覆盖日本国内。以下，详细说明电波钟表140的功能性构成。天线142接收40kHz或60kHz的长波的标准电波。长波的标准电波是将称为时间码的时刻信息AM调制到40kHz或60kHz的载波的电波。接收的长波的标准电波被放大器143放大，通过具有多个压电振动器30的滤波器部141滤波并调谐。本实施方式中的压电振动器30分别具有与所述载波频率相同的40kHz及60kHz的谐振频率的石英振动器部148、149。而且，滤波后的既定频率的信号通过检波、整流电路144检波并解调。接着，经由波形整形电路145抽出时间码并由CPU 146计数。在CPU 146中，读取当前的年、累积日、星期、时刻等信息。将读取的信息反映于RTC 148，从而显示出正确的时刻信息。载波为40kHz或60kHz，所以石英振动器部148、149适于采用具有上述的音叉型的构造的振动器。此外，以上的说明是以日本国内为例示出，但长波的标准电波的频率在海外是不同的。例如，在德国使用77. 5KHz的标准电波。因此，在将在海外也能应对的电波钟表140装入便携设备的情况下，还需要与日本的情况不同的频率的压电振动器30。依据本实施方式的电波钟表140，由于具备能够抑制振动泄漏、确保良好的驱动电平特性，且将Cl值抑制得较低的高性能的压电振动器30，因此能够制造性能良好的电波钟表 140。此外，本发明不限于上述的实施方式。在本实施方式中，在表面安装型压电振动器30中采用本发明的压电振动片1，但不限于此，例如在圆柱封装型压电振动器中采用本发明的压电振动片I也无妨。在本实施方式中，在振动臂部3a、3b形成有2条槽部，在本实施方式的第I变形例中，在振动臂部3a、3b形成有3条槽部。然而，在振动臂部3a、3b形成的槽部的个数，不限于本实施方式及各变形例的个数。 在本实施方式及本实施方式的第2变形例中，槽部从+Y侧开始向着-Y侧，以锥状变窄的方式形成。然而，例如槽部也可以以阶梯状变窄的方式形成。
在本实施方式中，以一般的音叉型压电振动片I为例说明本发明，但不限于此，本发明能够适用于具有振动臂部的各种压电振动片。图13是本发明的其他适用例的说明图。图1 3所不的压电振动片I具备一对振动臂部3a、3b ;连结振动臂部3a、3b的-Y侧的基部4 ;隔开间隔配置于振动臂部3a、3b的X方向的两端，-Y侧连结于基部4的一对侧(side)基部7a、7b。该压电振动片I在振动臂部3a、3b的+Y侧设有比-Y侧形成得较宽度宽的宽度宽部8a、8b，是所谓的锤头(hammer head)型压电振动片I。此外,通过增加振动臂部3a、3b的+Y侧的质量，即使缩短振动臂部3a、3b，锤头型压电振动片I也能够容易振动，所以对压电振动片I的小型化有效。另外，通过侧基部7a、7b能够牢固地装配压电振动片I，对振动泄漏的抑制有效。即使对于这样的锤头型压电振动片1，通过与实施方式及实施方式的各变形例同样地形成槽部而也能够适用本发明，能够取得同样的效果。
权利要求
1.一种压电振动片，具备 并排配置的一对振动臂部； 槽部，形成于所述振动臂部的两主面上，沿着所述振动臂部的长度方向延伸；以及 基部，连接有所述一对振动臂部， 所述压电振动片特征在于， 在所述振动臂部的宽度方向并排地在所述各振动臂部分别形成有多条所述槽部。
2.如权利要求I所述的压电振动片，其特征在于， 在每I条所述振动臂部形成3条所述槽部， 在所述3条槽部之中，在所述宽度方向的中央配置的中央槽部中的所述振动臂部的基端侧的中央槽基端部，在所述基部和所述振动臂部的连接部附近配置， 在所述3条槽部之中，在所述中央槽部的所述宽度方向的两侧配置的侧槽部的所述基端侧的侧槽基端部，相对所述中央槽基端部在更靠近所述振动臂部的前端侧配置。
3.如权利要求I或2所述的压电振动片，其特征在于， 所述振动臂部的基端侧中的所述槽部的宽度，形成得比所述振动臂部的前端侧中的所述槽部的宽度窄。
4.如权利要求3所述的压电振动片，其特征在于， 在所述基端侧中相邻的所述槽部的间隔，形成得比在所述前端侧中相邻的所述槽部的间隔宽。
5.—种压电振动器,其特征在于， 具有权利要求I 4的任一项所述的压电振动片。
6.—种振荡器,其特征在于， 权利要求5所述的压电振动器作为振子与集成电路电连接。
7.—种电子设备,其特征在于， 权利要求5所述的压电振动器与计时部电连接。
8.—种电波钟表,其特征在于， 权利要求5所述的压电振动器与滤波器部电连接。
全文摘要
本发明的压电振动片(1)具备并排配置的一对振动臂部(3a、3b)；外侧槽部(51)及内侧槽部(52)，在振动臂部(3a、3b)的两主面上形成，沿着振动臂部(3a、3b)的Y方向(长度方向)延伸；以及基部(4)，连接有一对振动臂部(3a、3b)，其特征在于，在振动臂部(3a、3b)的X方向(宽度方向)并排形成多条槽部(4)。从而提供能够抑制振动泄漏、确保良好的驱动电平特性、且将CI值抑制得较低的压电振动片、使用该压电振动片的压电振动器、振荡器、电子设备以及电波钟表。
文档编号H03H9/02GK102624353SQ20121002779
公开日2012年8月1日 申请日期2012年1月30日 优先权日2011年1月27日
发明者小林高志 申请人:精工电子有限公司