振动片、振子、振荡器以及电子设备的制造方法
【专利说明】振动片、振子、振荡器以及电子设备
[0001]本申请是申请日为2012年01月30日，申请号为201210020835.4，发明名称为“振动片、振子、振荡器以及电子设备”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及振动片、具有该振动片的振子、振荡器以及电子设备。
【背景技术】
[0003]以往，作为振动片，公知有如下的音叉型振子(以下称作振动片)，其具有:三个臂部(以下称作振动臂)，它们具有朝第I方向配置的第I面，且沿着与第I方向交叉的第2方向排列；压电体元件(激励电极)，其在该振动臂各自的第I面上各设有I个；以及基部，其连接振动臂的一端(例如，参照专利文献I)。
[0004]【专利文献I】日本特开2009- 5022号公报
[0005]近年来，关于振动片，随着小型化的进展，抑制Q值(是指表现振动状态的无量纲数，其值越大，振动越稳定)的降低成为了课题。
[0006]上述专利文献I的振动片是振动臂在与上述第I面垂直的方向上进行弯曲振动的振动形式(面外振动模式)的结构，通过使中央的振动臂与两侧的振动臂的振动方向彼此相反(反相)，获得两者的振动平衡，由此来抑制Q值的降低(换言之，Q值的提高)。
[0007]但是，关于上述振动片，在实施方式中将3个(以下称作3根)振动臂的臂宽形成为相同、从而3根振动臂的振动时的振幅相同的情况下，根据动量守恒定律等，可能无法充分获得中央的振动臂与两侧的振动臂的振动平衡。
[0008]由此，上述振动片的振动臂的振动能量容易传递到基部，进而振动能量经由基部泄漏至外部部件，因此可能导致Q值降低。
【发明内容】
[0009]本发明正是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的，可作为以下方式或应用例来实现。
[0010][应用例I]本应用例的振动片的特征在于，具有:基部；以及从所述基部起在第I方向上延伸的至少3根振动臂，所述各振动臂排列在与所述第I方向垂直的第2方向上，并且，在沿着由所述第I方向和所述第2方向确定的平面的主面的至少一方上具有激励电极，所述各振动臂通过所述激励电极在与所述主面垂直的第3方向上振动，在设所述各振动臂内的、位于排列的中央的振动臂为第I振动臂、位于排列的两端的各个振动臂为第2振动臂时，所述第I振动臂与所述第2振动臂在彼此相反的方向上振动，在设所述第I振动臂在所述第2方向上的臂宽为W1、所述第2振动臂在所述第2方向上的臂宽为W、且设所述第I振动臂中的所述激励电极在所述第2方向上的电极宽度为Al、所述第2振动臂中的所述激励电极在所述第2方向上的电极宽度为A时，1.35 < W1/W < 1.90且1.35 < A1/A < 1.90。
[0011]由此，关于振动片，在设第I振动臂在第2方向上的臂宽为W1、第2振动臂在第2方向上的臂宽为W、第I振动臂中的激励电极在第2方向上的电极宽度为Al、第2振动臂中的激励电极在第2方向上的电极宽度为A时，1.35 < W1/W < 1.90且1.35 < A1/A < 1.90，因此能够充分获得第3方向上的第I振动臂的振动与第2振动臂的振动的力学平衡。
[0012]因此，振动片的各振动臂的振动能量难以传递到基部，经由基部向外部部件泄漏的振动能量减少，因此能够抑制Q值的降低，能够将Q值维持在预定水平(换言之，相比于现有结构，能够提尚Q值)。
[0013]另外，上述范围是基于发明人根据仿真和实验的分析结果等得到的认识而设定的。
[0014][应用例2]在上述应用例的振动片中，优选的是，所述激励电极具有:设置在所述主面侧的第I电极；与所述第I电极相对地设置的第2电极；以及在所述第I电极与所述第2电极之间延伸的压电体。
[0015]由此，振动片的激励电极具有第I电极、与第I电极相对地设置的第2电极以及在两电极之间延伸的压电体，因此，能够通过激励电极自身的伸缩使振动臂振动。
[0016]因此，振动片的基材(作为结构基础的材料)不是必须采用压电材料，因此基材的选择范围大，例如可使用硅等半导体材料作为基材。
[0017][应用例3]在上述应用例2的振动片中，优选的是，在设从所述第3方向观察时，所述第I振动臂的所述第I电极、所述第2电极以及所述压电体重叠的宽度为Al’、所述第2振动臂各自的所述第I电极、所述第2电极以及所述压电体重叠的宽度为A’时，1.35
<Al，/A’ < 1.90。
[0018]由此，关于振动片，在设第I振动臂的激励电极的上述宽度为Al’、第2振动臂的激励电极的上述宽度为A’时，1.35 < Al’ /A’ < 1.90，因此，能够充分获得因激励电极的压电体的伸缩而实现的各振动臂的振动平衡，能够进一步抑制Q值的降低。
[0019][应用例4]在上述应用例的振动片中，优选的是，所述基部在所述第3方向上的厚度比所述各振动臂在所述第3方向上的厚度厚。
[0020]由此，关于振动片，基部在第3方向上的厚度比各振动臂在第3方向上的厚度厚，因此基部的质量增加，所以基部的质量与振动臂的质量之差变大，振动臂的振动能量难以传递到基部。
[0021]其结果，振动片中经由基部向外部部件泄漏的振动能量进一步减少，因此能够进一步抑制Q值的降低，能够将Q值维持在预定水平。
[0022][应用例5]在上述应用例的振动片中，优选的是，在所述基部的所述第2方向的两端部设置有固定部。
[0023]由此，振动片在基部的第2方向的两端部设置有固定部，因此能够增长从振动臂到基部的固定部的路径。
[0024]其结果，在振动片中，将基部的固定部固定于外部部件时、经由固定部向外部部件泄漏的振动能量进一步减少，因此能够进一步抑制Q值的降低，能够将Q值维持在预定水平。
[0025][应用例6]在上述应用例的振动片中，优选的是，所述Wl与所述W之比为W1/W=1.60。
[0026]由此，在振动片中，W1/W = 1.60，因此，能够以最佳状态获得第3方向上的第I振动臂的振动与第2振动臂的振动的力学平衡。
[0027]因此，振动片的振动臂的振动能量难以传递到基部，经由基部向外部部件泄漏的振动能量减至最少，由此，能够最大限度地抑制Q值的降低，能够将Q值维持在预定水平。
[0028]另外，上述值是基于发明人根据仿真和实验的分析结果等得到的认识而设定的。
[0029][应用例7]本应用例的振子的特征在于，具有:上述应用例中任意一例所述的振动片；以及收纳所述振动片的封装。
[0030]由此，振子具有上述应用例中任意一例所述的振动片以及收纳振动片的封装，因此能够提供起到了上述应用例中任意一例所述的效果的振子。
[0031][应用例8]本应用例的振荡器的特征在于，具有:上述应用例中任意一例所述的振动片；以及使所述振动片振汤的振汤电路。
[0032]由此，振荡器具有上述应用例中任意一例所述的振动片以及使所述振动片振荡的振荡电路，因此能够提供起到了上述应用例中任意一例所述的效果的振荡器。
[0033][应用例9]本应用例的电子设备的特征在于，该电子设备具有上述应用例中任意一例所述的振动片。
[0034]由此，电子设备具有上述应用例中任意一例所述的振动片，因此能够提供起到了上述应用例中任意一例所述的效果的电子设备。
【附图说明】
[0035]图1是示出第I实施方式的石英振动片的概略结构的示意图，(a)是平面图，(b)是沿着(a)的B — B线的剖面图。
[0036]图2是沿着图1 (a)的C 一 C线的剖面图以及各激励电极的布线图。
[0037]图3是示出了石英振动片的Q值与各振动臂间的臂宽比及各激励电极间的电极宽度比之间的关系的曲线图，(a)是示出和Q值相关的频率变化量Af与中央振动臂的臂宽Wl/两端振动臂的臂宽W之间的关系的曲线图，(b)是示出频率变化量Af与中央振动臂的激励电极的电极宽度Al/两端振动臂的激励电极的电极宽度A之间的关系的曲线图。
[0038]图4是示出第2实施方式的石英振子的概略结