振動(dòng)片、振子、電子器件、電子設(shè)備以及移動(dòng)體的制作方法
【專(zhuān)利摘要】提供耐沖擊性?xún)?yōu)異且可抑制振動(dòng)泄漏的產(chǎn)生的振動(dòng)片、振子、電子器件、電子設(shè)備以及移動(dòng)體。作為振動(dòng)片的音叉型振動(dòng)片（1）包含：形成在包含第1軸和與其垂直的第2軸的平面上的基部（14）；從基部（14）起沿第1軸方向以比基部（14）的厚度薄的厚度延伸設(shè)置的連接部（20）；從連接部（20）的端部（20a）起沿第1軸方向以與連接部（20）的厚度相同的厚度延伸設(shè)置的振動(dòng)臂（11、12、13），振動(dòng)臂（11、12、13）沿著與所述平面垂直的方向進(jìn)行彎曲振動(dòng)，連接部（20）被設(shè)置成連接部（20）在第1軸方向上的長(zhǎng)度L2與振動(dòng)臂（11、12、13）在第1軸方向上的長(zhǎng)度L1之間的關(guān)系處于L1/15≤L2≤L1的范圍內(nèi)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】振動(dòng)片、振子、電子器件、電子設(shè)備以及移動(dòng)體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及振動(dòng)片以及搭載有該振動(dòng)片的振子、電子器件、電子設(shè)備、移動(dòng)體。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨振動(dòng)器件的小型化，為了在維持與以往同等特性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)小型化，采用如下的振動(dòng)片。具體而言，是如下的振動(dòng)片:采用具有從基部朝相同方向延伸出的3個(gè)振動(dòng)臂的構(gòu)造，在各振動(dòng)臂的一面上層疊電極膜和壓電體膜而形成壓電體元件(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1、專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。
[0003]但是，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I所示的振動(dòng)片中，振動(dòng)片的振動(dòng)特性有時(shí)會(huì)由于振動(dòng)臂的振動(dòng)傳播到支撐振動(dòng)臂的基部的所謂振動(dòng)泄漏而劣化。與此相對(duì)，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2所示的振動(dòng)片中，通過(guò)在振動(dòng)臂與基部之間設(shè)置寬度比基部窄的細(xì)寬度的緩沖部，抑制了振動(dòng)泄漏。
[0004]【專(zhuān)利文獻(xiàn)I】日本特開(kāi)2012-34093號(hào)公報(bào)
[0005]【專(zhuān)利文獻(xiàn)2】日本特開(kāi)2008-224628號(hào)公報(bào)
[0006]但是，在上述專(zhuān)利文獻(xiàn)2所示的振動(dòng)片中，由于在基部與振動(dòng)臂之間設(shè)置了細(xì)寬度的緩沖部，因此，在向振動(dòng)片施加例如下落等沖擊的情況下，沖擊的應(yīng)力集中到細(xì)寬度的緩沖部，從而在緩沖部的位置處振動(dòng)片可能被損壞。在本發(fā)明中，提供耐沖擊性?xún)?yōu)異且可抑制振動(dòng)泄漏的產(chǎn)生的 振動(dòng)片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明正是為了解決上述課題的至少一部分而完成的，其可以作為以下的方式或應(yīng)用例來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0008][應(yīng)用例I]本應(yīng)用例的振動(dòng)片的特征在于，該振動(dòng)片包含:基部，其設(shè)置在包含第I軸和垂直于所述第I軸的第2軸的平面上；連接部，其從所述基部起沿著所述第I軸以比所述基部的厚度薄的厚度延伸設(shè)置；以及振動(dòng)臂，其從所述連接部的一端起沿著所述第I軸延伸設(shè)置，所述振動(dòng)臂沿著與所述平面垂直的方向進(jìn)行彎曲振動(dòng)，所述連接部被設(shè)置成所述連接部在所述第I軸的方向上的長(zhǎng)度L2與所述振動(dòng)臂在所述第I軸的方向上的長(zhǎng)度LI之間的關(guān)系處于L1/15SL2SL1的范圍內(nèi)。
[0009]根據(jù)本應(yīng)用例，從基部起沿著所述第I軸設(shè)置有連接部，被設(shè)置成連接部在第I軸的方向上的長(zhǎng)度L2與振動(dòng)臂在第I軸的方向上的長(zhǎng)度LI之間的關(guān)系處于Ll/15 ^ L2 ^ LI的范圍內(nèi)。通過(guò)設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，能夠得到如下的振動(dòng)片，該振動(dòng)片可防止耐沖擊性的劣化，同時(shí)抑制振動(dòng)臂的振動(dòng)在連接部衰減而引起的向基部傳播振動(dòng)(振動(dòng)泄漏)。
[0010][應(yīng)用例2]在上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)片中，其特征在于，所述振動(dòng)臂具有并行設(shè)置的第I振動(dòng)臂和第2振動(dòng)臂，所述第I振動(dòng)臂與所述第2振動(dòng)臂相互朝相反方向進(jìn)行彎曲振動(dòng)。
[0011]根據(jù)本應(yīng)用例，能夠得到如下的振動(dòng)片，該振動(dòng)片可防止耐沖擊性的劣化，同時(shí)抑制相互朝相反方向進(jìn)行彎曲振動(dòng)的振動(dòng)臂的振動(dòng)在連接部抵消而引起的向基部傳播振動(dòng)(振動(dòng)泄漏)。
[0012][應(yīng)用例3]在上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)片中，其特征在于，所述振動(dòng)臂的厚度與所述連接部相同。
[0013]根據(jù)本應(yīng)用例，能夠通過(guò)將振動(dòng)臂的厚度與連接部的厚度設(shè)為相同，減少在振動(dòng)臂進(jìn)行彎曲振動(dòng)時(shí)應(yīng)力集中于振動(dòng)臂的根部。
[0014][應(yīng)用例4]在上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)片中，其特征在于，所述基部、所述連接部以及所述振動(dòng)臂由石英構(gòu)成。
[0015]根據(jù)本應(yīng)用例，能夠通過(guò)使用石英而抑制伴隨小型化的溫度特性(頻率溫度特性等具有溫度依存性的特性)的降低。
[0016][應(yīng)用例5]在上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)片中，其特征在于，所述基部、所述連接部以及所述振動(dòng)臂由半導(dǎo)體構(gòu)成。
[0017]根據(jù)本應(yīng)用例，使用光刻等的外形加工比較容易，并且蝕刻速度恒定，因此，形成的外形形狀均勻，能夠得到穩(wěn)定的特性。
[0018][應(yīng)用例6]本應(yīng)用例的振子的特征在于，該振子具有:上述應(yīng)用例中的任意一例所述的振動(dòng)片；以及收納有所述振動(dòng)片的容器。
[0019]根據(jù)本應(yīng)用例，由于使用了上述振動(dòng)片，因此能夠提供如下的振子，所述振子可通過(guò)抑制振動(dòng)泄漏而維持穩(wěn)定的振動(dòng)，同時(shí)提高耐沖擊性。
[0020][應(yīng)用例7]本應(yīng)用例的電子器件的特征在于，該電子器件具有:上述應(yīng)用例中的任意一例所述的振動(dòng)片；以及驅(qū)動(dòng)所述振動(dòng)片的電路元件。
[0021]根據(jù)本應(yīng)用例，由于使用了上述振動(dòng)片，因此能夠提供如下的電子器件，所述電子器件可通過(guò)抑制振動(dòng)泄漏而維持穩(wěn)定的振動(dòng)，同時(shí)提高耐沖擊性。
[0022][應(yīng)用例8]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)用例中的任意一例所述的振動(dòng)片。
[0023]根據(jù)本應(yīng)用例，由于使用了上述振動(dòng)片，因此，能夠得到穩(wěn)定的振動(dòng)特性和耐沖擊性，因此可提供特性穩(wěn)定的電子設(shè)備。
[0024][應(yīng)用例9]本應(yīng)用例的移動(dòng)體的特征在于，該移動(dòng)體具有上述應(yīng)用例中的任意一例所述的振動(dòng)片。
[0025]根據(jù)本應(yīng)用例，由于使用了上述振動(dòng)片，因此，能夠得到穩(wěn)定的振動(dòng)特性和耐沖擊性，因此可提供特性穩(wěn)定的移動(dòng)體。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1示出作為振動(dòng)片的音叉型振動(dòng)片的概略，Ca)是示出實(shí)施方式的音叉型振動(dòng)片的概略的立體圖，(b)是示出另一方式的音叉型振動(dòng)片的概略的立體圖。
[0027]圖2示出實(shí)施方式的音叉型振動(dòng)片的概略，Ca)是音叉型振動(dòng)片的俯視圖，(b)是主視圖，(C)是右側(cè)視圖。
[0028]圖3是示出音叉型振動(dòng)片的位移分布的仿真結(jié)果的部分立體圖。
[0029]圖4是示出連接部的長(zhǎng)度L2與音叉型振動(dòng)片的Q值之間的相關(guān)性的圖。
[0030]圖5是示出使用了本發(fā)明的振動(dòng)片的振子的正剖視圖。
[0031]圖6是示出作為使用了本發(fā)明的振動(dòng)片的電子器件的振蕩器的正剖視圖。[0032]圖7是示出作為電子設(shè)備的一例的移動(dòng)型個(gè)人計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0033]圖8是示出作為電子設(shè)備的一例的移動(dòng)電話的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0034]圖9是示出作為電子設(shè)備的一例的數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0035]圖10是示出作為移動(dòng)體的一例的汽車(chē)的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0036]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0037]1:作為振動(dòng)片的音叉型振動(dòng)片；5:振子；6:作為電子器件的振蕩器；11、12、13:振動(dòng)臂;lla、12a、13a:第I面；14:基部;15、16、17:壓電體元件;15a、16a、17a:下部電極膜；15b、16b、17b:作為絕緣層的壓電體膜；15c、16c、17c:上部電極膜；18:連接布線；19、2U22:布線；20:連接部；20a:連接部的端部；20b:連接部的端；23:內(nèi)底面；24、26:電極焊盤(pán)；27、28:外部端子；29:接合部件；30:粘接劑；31:金屬線；34:內(nèi)部端子；36:外底面；40:作為振蕩電路的IC芯片；41:金屬線；50:封裝；51:封裝基座；52:蓋；106:作為移動(dòng)體的汽車(chē)；1100:作為電子設(shè)備的個(gè)人計(jì)算機(jī)；1200:作為電子設(shè)備的移動(dòng)電話；1300:作為電子設(shè)備的數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)；L1:振動(dòng)臂的長(zhǎng)度尺寸；L2:連接部的長(zhǎng)度尺寸。
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1示出作為本發(fā)明的振動(dòng)片的音叉型振動(dòng)片的概略，Ca)是示出本發(fā)明振動(dòng)片的實(shí)施方式的音叉型振動(dòng)片的概略的立體圖，(b)是示出另一方式的音叉型振動(dòng)片的概略的立體圖。圖2示出本發(fā)明振動(dòng)片的實(shí)施方式的音叉型振動(dòng)片的概略，Ca)是音叉型振動(dòng)片的俯視圖，(b)是(a)的主視圖，(C)是(a)的右側(cè)視圖。另外，在本說(shuō)明中使用的附圖中，為了圖示方便，有時(shí)以不同的尺寸比對(duì)各結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行記載。
[0039](振動(dòng)片的實(shí)施方式)
[0040]圖1的(a)和圖2的(a)、(b)、(C)所示的本實(shí)施方式的音叉型振動(dòng)片I構(gòu)成為包含:作為第I振動(dòng)臂的振動(dòng)臂11、13 ;作為第2振動(dòng)臂的振動(dòng)臂12 ;連接這3個(gè)振動(dòng)臂11、
12、13各自的一端的連接部20 ;與連接部20連接的基部14 ；以及壓電體元件15、16、17。
[0041]振動(dòng)臂11具有朝向第I方向(圖中的Z方向)配置的第I面11a。同樣，振動(dòng)臂12具有朝向第I方向配置的第I面12a，振動(dòng)臂13具有朝向第I方向配置的第I面13a。在本實(shí)施方式中，各第I面11a、12a、13a是平面，但是不限于此，也可以是曲面、凹凸面等。這些振動(dòng)臂11、12、13排列成沿著與第I方向垂直的第2方向(第2軸向:圖中的X方向)并行。各振動(dòng)臂11、12、13分別被配置成長(zhǎng)度方向沿著與第2方向垂直的第3方向(第I軸方向:圖中的Y方向)。這些振動(dòng)臂11、12、13的截面形狀例如圖2的(b)所示那樣為矩形，但不限于該形狀。
[0042]連接部20在其端部20a處與3個(gè)振動(dòng)臂11、12、13各自的一端(沿著Y方向的一個(gè)端部)連接，并對(duì)這些振動(dòng)臂11、12、13進(jìn)行連接。連接部20具有與振動(dòng)臂11、12、13相同的厚度，其正反面從振動(dòng)臂11、12、13起延伸設(shè)置。即，連接部20與振動(dòng)臂11、12、13之間沒(méi)有厚度方向的階梯差。本實(shí)施方式的連接部20被設(shè)置成與后述的基部14相同的寬度(圖中的X方向尺寸)，但是不限于此。連接部20的寬度也可以是比基部14窄的結(jié)構(gòu)、或者呈階梯狀地變窄的結(jié)構(gòu)。
[0043]基部14與連接部20的與端部20a相反側(cè)的端20b連接?；?4的一個(gè)主面是從振動(dòng)臂11、12、13的第I面11a、12a、13a起隔著連接部20延伸設(shè)置的面?；?4的另一個(gè)主面從連接部20的與端部20a相反側(cè)的端起，隔著朝向第I方向(圖中的Z方向)和第3方向(圖中的Y方向)的傾斜面設(shè)置。換言之，基部14被設(shè)置成從連接部20朝第I方向側(cè)具有階梯差的厚壁形狀，形成在包含第I軸和垂直于第I軸的第2軸的平面上。
[0044]在本實(shí)施方式中，各振動(dòng)臂11、12、13、連接部20以及基部14 一體形成。各振動(dòng)臂11、12、13、連接部20以及基部14例如通過(guò)對(duì)石英板進(jìn)行形狀加工而形成。該石英板從切角的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選為Z切板，但也可以是X切板、AT切板。在使用Z切板的情況下加工比較容易。
[0045]壓電體元件15設(shè)置在振動(dòng)臂11的第I面Ila上。同樣，壓電體元件16設(shè)置在振動(dòng)臂12的第I面12a上，壓電體元件17設(shè)置在振動(dòng)臂13的第I面13a上。
[0046]圖2的(b)中示出設(shè)置于振動(dòng)臂11、12、13的第I面lla、12a、13a的壓電體元件15、16、17的構(gòu)造。另外，由于壓電體元件15、16、17的構(gòu)造相同，因此這里說(shuō)明壓電體元件
15。壓電體元件15包含配置在第I面Ila上的下部電極膜15a、配置在該下部電極膜15a上的作為絕緣層的壓電體膜15b、以及配置在該壓電體膜15b上的上部電極膜15c。該壓電體膜15b是包含例如Zn0、AlN、PZT、LiNb03或KNb03中的任意一方的膜。壓電體膜15b的膜厚例如是0.2 μ m左右。該壓電體膜15b的膜厚期望被設(shè)定成振動(dòng)臂11的厚度的0.025倍?0.25倍左右。
[0047]各下部電極膜15a、16a、17a以及各上部電極膜15c、16c、17c分別例如是鉻膜、金膜、鈦膜、鋁膜、鑰膜、ITO膜等導(dǎo)電體膜。其中，設(shè)置于在X方向上配置于外側(cè)的2個(gè)振動(dòng)臂11、13的各壓電體兀件15、17的各下部電極膜15a、17a、與設(shè)置于在X方向上配置于內(nèi)側(cè)的I個(gè)振動(dòng)臂12的壓電體兀件16的上部電極膜16c相互電連接。此外，設(shè)置于在X方向上配置于外側(cè)的2個(gè)振動(dòng)臂11、13的各壓電體兀件15、17的各上部電極膜15c、17c、與設(shè)置于在X方向上配置于內(nèi)側(cè)的I個(gè)振動(dòng)臂12的壓電體元件16的下部電極膜16a相互電連接。
[0048]主要參照?qǐng)D2的(a)，對(duì)各電極膜的連接構(gòu)造進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明。上部電極膜15c與上部電極膜17c經(jīng)由電極焊盤(pán)24相互電連接。在本實(shí)施方式中，這些上部電極膜15c、17c與電極焊盤(pán)24 —體形成。下部電極膜16a經(jīng)由例如使用通孔布線等的連接布線18與上部電極膜17c電連接(未圖示)。由此，上部電極膜15c、17c與下部電極膜16a相互之間電連接。能夠通過(guò)該電極焊盤(pán)24對(duì)上部電極膜15c、17c和下部電極膜16a提供相同電位的電信號(hào)。
[0049]下部電極膜15a與下部電極膜17a經(jīng)由例如使用通孔布線等的連接布線18和電極焊盤(pán)26相互電連接(未圖示)。另外，在本實(shí)施方式中，電極焊盤(pán)26與上述電極焊盤(pán)24同時(shí)形成。上部電極膜16c在延伸到基部14上方的位置處，經(jīng)由例如使用通孔布線等的連接布線18與下部電極膜15a電連接(未圖示)。由此，下部電極膜15a、17a與上部電極膜16c相互之間電連接。能夠通過(guò)該電極焊盤(pán)26對(duì)下部電極膜15a、17a和上部電極膜16c提供相同電位的電信號(hào)。
[0050]通過(guò)對(duì)上述電極焊盤(pán)24和電極焊盤(pán)26交替提供相反電位的電信號(hào)，使振動(dòng)臂11、13與振動(dòng)臂12相互不同地上下振動(dòng)。具體而言，在對(duì)各上部電極膜15c、16c、17c與下部電極膜15a、16a、17a之間施加電壓時(shí),施加到外側(cè)的各壓電體兀件15、17的電場(chǎng)的方向與施加到內(nèi)側(cè)的壓電體元件16的電場(chǎng)的方向成為相反方向。因此，振動(dòng)臂11、13的振動(dòng)方向與振動(dòng)臂12的振動(dòng)方向成為相反方向，通過(guò)施加電場(chǎng)，振動(dòng)臂11、13與振動(dòng)臂12相互不同地進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)。換言之，振動(dòng)臂11、13與振動(dòng)臂12相互不同地，沿著與包含第I軸和垂直于第I軸的第2軸的平面垂直的方向進(jìn)行彎曲振動(dòng)。
[0051]在這樣的三臂構(gòu)造中，在振動(dòng)臂11、12、13與基部14之間設(shè)置有連接部20，使得使用上下振動(dòng)(沿著圖中的Z方向的振動(dòng))的振動(dòng)模式不傳播到基部14側(cè)。當(dāng)該連接部20的長(zhǎng)度較短時(shí)，與振動(dòng)模式的抵消不充分，因此，以下對(duì)連接部的長(zhǎng)度進(jìn)行驗(yàn)證。
[0052]連接部20被設(shè)置成連接部20在第3方向(第I軸方向:圖中的Y方向)上的長(zhǎng)度L2處于由下式確定的范圍內(nèi)。即，優(yōu)選連接部20在第3方向(第I軸方向:圖中的Y方向)上的長(zhǎng)度L2與振動(dòng)臂在第3方向(第I軸方向:圖中的Y方向)上的長(zhǎng)度LI之間的關(guān)系處于L1/15SL2SL1的范圍內(nèi)。更優(yōu)選的是，期望連接部20在第3方向(第I軸方向:圖中的Y方向)上的長(zhǎng)度L2與振動(dòng)臂在第3方向(第I軸方向:圖中的Y方向)上的長(zhǎng)度LI之間的關(guān)系處于Ll/10 ^ L2 ^ LI的范圍內(nèi)。能夠通過(guò)以處于該范圍內(nèi)的方式構(gòu)成連接部20在第3方向(第I軸方向:圖中的Y方向)上的長(zhǎng)度L2，抑制振動(dòng)臂11、12、13的振動(dòng)傳遞到基部14的振動(dòng)泄漏的現(xiàn)象。
[0053]使用圖3說(shuō)明該振動(dòng)的傳播和抑制。圖3是示出音叉型振動(dòng)片的位移分布的仿真結(jié)果的部分立體圖，示出振動(dòng)臂11、12、13 (以下代表性說(shuō)明振動(dòng)臂11)與連接部20的連接部分。此外，在圖3中，黑色較深的部分是位移較大的部分，表現(xiàn)成位移隨著顏色變淺而變小。另外，用于本仿真的振動(dòng)片的振動(dòng)臂11的長(zhǎng)度為300 μ m。
[0054]如圖3所示，可知由于振動(dòng)臂11振動(dòng)，因此位移最大，在連接部20的端部20a到具有LPl (在本例中為20μπι)的間隔的假想線Pl之間基本不存在位移。此時(shí)，從連接部20的端部20a到Pl的間隔20 μ m與振動(dòng)臂11的長(zhǎng)度300 μ m之間的關(guān)系為1:15。即，如果連接部20的長(zhǎng)度L2相對(duì) 于振動(dòng)臂11的長(zhǎng)度LI為L(zhǎng)2/15以上，則振動(dòng)臂11的振動(dòng)在連接部20內(nèi)衰減，不會(huì)傳播到基部14。由此，如果為L(zhǎng)2/15以上，則可設(shè)為不傳播振動(dòng)泄漏的范圍(下限值)。
[0055]此外，從連接部20的端部20a到具有LP2 (在本例中為30 μ m)的間隔的假想線P2的位置之間，位移在假想線Pl與假想線P2之間進(jìn)一步衰減，在假想線P2的附近不存在位移。與上述同樣，從連接部20的端部20a到P2的間隔30 μ m與振動(dòng)臂11的長(zhǎng)度300 μ m之間的關(guān)系為1:10。即，如果連接部20的長(zhǎng)度L2相對(duì)于振動(dòng)臂11的長(zhǎng)度LI為L(zhǎng)2/10以上，則振動(dòng)臂11的振動(dòng)在連接部20內(nèi)完全衰減，不會(huì)傳播到基部14。由此，如果為L(zhǎng)2/10以上，則可更優(yōu)選地設(shè)為可靠地不傳播振動(dòng)泄漏的范圍(下限值)。
[0056]圖4中示出連接部20的長(zhǎng)度L2與音叉型振動(dòng)片I的Q值之間的相關(guān)性。在圖4所示的圖表中，示出表示上述實(shí)施方式的音叉型振動(dòng)片I的結(jié)構(gòu)的振動(dòng)片中的Q值的白方形(?)和表示圖1的(b)所示的音叉型振動(dòng)片Ia中的Q值的黑圓點(diǎn)(.)。圖1的(b)所示的音叉型振動(dòng)片Ia是如下結(jié)構(gòu):振動(dòng)臂Ilb和振動(dòng)臂13b具有從連接部20的圖中X方向的兩端起延伸設(shè)置的端，在這2個(gè)振動(dòng)臂llb、13b之間配置有另一振動(dòng)臂12b。如圖4所示，如果連接部20的長(zhǎng)度L2為30 μ m以上，則在兩個(gè)結(jié)構(gòu)的音叉型振動(dòng)片1、Ia中均不產(chǎn)生Q值的降低。但是，當(dāng)連接部20的長(zhǎng)度L2為20 μ m時(shí)，在上述音叉型振動(dòng)片I的結(jié)構(gòu)中不產(chǎn)生Q值的降低，在其它結(jié)構(gòu)的音叉型振動(dòng)片Ia中可觀察到Q值的降低。即，只要是音叉型振動(dòng)片I的振動(dòng)臂11、12、13的形狀，則能夠設(shè)為可沒(méi)有問(wèn)題地進(jìn)行使用的水平。如上所述，連接部20的長(zhǎng)度L2越長(zhǎng)，則越能夠抑制振動(dòng)泄漏傳播到基部14，但當(dāng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生以下的不良情況。
[0057]當(dāng)連接部20的長(zhǎng)度L2過(guò)長(zhǎng)時(shí)，連接部20的剛性減弱，振動(dòng)臂11、12、13的保持變得不穩(wěn)定，從而可能產(chǎn)生振動(dòng)特性的偏差。此外，從振動(dòng)臂11、12、13連接到電極焊盤(pán)24、26的布線19、21、22變長(zhǎng)，布線電阻增大從而可能對(duì)振動(dòng)特性產(chǎn)生影響。因此，需要確定連接部20的長(zhǎng)度L2的上限值，以下進(jìn)行說(shuō)明。
[0058]如上所述(參照?qǐng)D2)，在從振動(dòng)臂11到隔著連接部20的基部14的范圍內(nèi)，設(shè)置有從設(shè)置于振動(dòng)臂11的壓電體元件15起的布線19，通過(guò)該布線19對(duì)壓電體元件15和電極焊盤(pán)24進(jìn)行電連接。同樣，在從振動(dòng)臂12到隔著連接部20的基部14的范圍內(nèi)，設(shè)置有從設(shè)置于振動(dòng)臂11的壓電體元件16起的布線22和未圖示的反面的布線，通過(guò)該布線22等對(duì)壓電體元件16和電極焊盤(pán)26進(jìn)行電連接。同樣，在從振動(dòng)臂13到隔著連接部20的基部14的范圍內(nèi)，設(shè)置有從設(shè)置于振動(dòng)臂13的壓電體元件17起的布線21，通過(guò)該布線21對(duì)壓電體元件17和電極焊盤(pán)24進(jìn)行電連接。
[0059]電極焊盤(pán)24、26是與用于驅(qū)動(dòng)音叉型振動(dòng)片I的電路(未圖示)連接用的電極，連接部20的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，與壓電體元件15、16、17連接的布線19、21、22越長(zhǎng)，布線19、21、22的布線電阻越大。布線19、21、22 —般采用ITO (厚度50nm)，其方塊電阻為100 [Ω/口]。假如設(shè)布線19、21、22的長(zhǎng)度為與振動(dòng)臂11的長(zhǎng)度相同的300 μ m,寬度為25 μ m時(shí)，布線電阻為 100 [ Ω/ □] X300 [ μπι]/25 [ μ m] = 1200 [ Ω ] = 1.2 [ΚΩ ]。
[0060]布線電阻還受到布線19、21、22的配置圖案的影響，根據(jù)上述布線圖案，在上部電極膜15c、16c、17c、下部電極膜15a、16a、17a以及布線19、21、22中成為大約6倍的布線電阻，即，成為1.2 [ΚΩ ]X6 = 1.2 [ΚΩ ])。在純粹地將僅振動(dòng)臂11、12、13的Cl (CrystalImpedance:石英阻抗) 值設(shè)為70 [K Ω ]時(shí)，如果連接部20的長(zhǎng)度超過(guò)300 μ m,則電阻值上升10%以上。當(dāng)Cl值上升超過(guò)10%時(shí)，難以引起音叉型振動(dòng)片I的振動(dòng)等振動(dòng)特性劣化的可能性增高，從而在實(shí)用上不理想。因此，連接部20的長(zhǎng)度L2超過(guò)振動(dòng)臂11的長(zhǎng)度LI不理想，將振動(dòng)臂11的長(zhǎng)度LI設(shè)為連接部20的長(zhǎng)度L2的上限值。
[0061]根據(jù)上述實(shí)施方式的音叉型振動(dòng)片l、la，振動(dòng)臂11、12、13經(jīng)由長(zhǎng)度被設(shè)置在下式范圍內(nèi)的連接部20與基部14連接。
[0062]L1/15 ≤ L2 ≤ LI (L1:11、12、13 的長(zhǎng)度；L2:連接部 20 的長(zhǎng)度)
[0063]由此，能夠提供如下的音叉型振動(dòng)片l、la，所述音叉型振動(dòng)片l、la可防止耐沖擊性的劣化，同時(shí)通過(guò)抑制振動(dòng)臂11、12、13的振動(dòng)在連接部20衰減而引起的向基部14傳播振動(dòng)(振動(dòng)泄漏)，具有穩(wěn)定的振動(dòng)特性。
[0064]另外，在上述實(shí)施方式中，說(shuō)明了采用作為振動(dòng)片基材的石英板一體形成振動(dòng)臂
11、12、13、連接部20以及基部14的例子，但不限于石英。作為振動(dòng)片基材，可以不是石英，而是鉭酸鋰(LiTa03)、四硼酸鋰(Li2B407)、鈮酸鋰(LiNb03)、鋯鈦酸鉛(PZT)、氧化鋅(ZnO)、氮化鋁(AlN)等壓電材料，或者硅等半導(dǎo)體材料。
[0065]此外，在上述實(shí)施方式中，說(shuō)明了具有3個(gè)振動(dòng)臂11、12、13的音叉型振動(dòng)片1，但振動(dòng)臂也可以是I個(gè)、或5個(gè)以上的奇數(shù)個(gè)。
[0066](振子)
[0067]接著，關(guān)于具有在上述實(shí)施方式中敘述的振動(dòng)片的振子，以采用音叉型振動(dòng)片I的例子進(jìn)行說(shuō)明。圖5是示意性示出振子的概略結(jié)構(gòu)的正剖視圖。另外，對(duì)與上述實(shí)施方式相同的部分標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)并省略詳細(xì)說(shuō)明，以與上述實(shí)施方式不同的部分為中心進(jìn)行說(shuō)明。
[0068]如圖5所示，振子5具有在上述實(shí)施方式中敘述的音叉型振動(dòng)片I和作為收納有音叉型振動(dòng)片I的容器的封裝50。
[0069]封裝50形成為大致長(zhǎng)方體形狀，具有:封裝基座51，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52，其覆蓋封裝基座51的凹部。封裝基座51采用對(duì)陶瓷生片進(jìn)行成型、層疊并燒制而成的氧化鋁質(zhì)燒結(jié)體、石英、玻璃、硅等。蓋52采用與封裝基座51相同的材料，或者柯伐合金、42合金、不銹鋼等金屬。
[0070]在封裝基座51中，在內(nèi)底面(凹部的內(nèi)側(cè)底面)23設(shè)置有內(nèi)部端子34。內(nèi)部端子34在設(shè)置于音叉型振動(dòng)片I的基部14上的電極焊盤(pán)26 (24)附近的位置處形成為大致矩形。電極焊盤(pán)26 (24)通過(guò)未圖示的布線與音叉型振動(dòng)片I的下部電極膜16a (15a、17a)或各上部電極膜16c (15c、17c)連接。
[0071]在封裝基座51的外底面(內(nèi)底面23相反側(cè)的面、外側(cè)的底面)36上，形成有在安裝到電子設(shè)備等外部部件時(shí)使用的一對(duì)外部端子27、28。外部端子27、28通過(guò)未圖示的內(nèi)部布線與內(nèi)部端子34連接。例如，外部端子27與內(nèi)部端子34連接，外部端子28與未圖示的其它內(nèi)部端子連接。內(nèi)部端子34和外部端子27、28由金屬膜構(gòu)成，該金屬膜是通過(guò)鍍敷等方法在W (鎢)等的金屬化層上層疊N1、Au等的各覆蓋膜而成的。
[0072]在振子5中，音叉型振動(dòng)片I的基部14 (比振動(dòng)臂11、12、13以及連接部20厚的部分)通過(guò)環(huán)氧類(lèi)、硅酮類(lèi)、聚酰亞胺類(lèi)等的粘接劑30，被固定在封裝基座51的內(nèi)底面23上。并且，在振子5中，音叉型振動(dòng)片I的電極焊盤(pán)26 (24)通過(guò)Au、Al等的金屬線31與例如內(nèi)部端子34連接。在振子5中，在音叉型振動(dòng)片I與封裝基座51的內(nèi)部端子34連接的狀態(tài)下，封裝基座51的凹部由蓋52覆蓋，封裝基座51和蓋52用接縫環(huán)、低熔點(diǎn)玻璃、粘接劑等接合部件29接合，由此對(duì)封裝50的內(nèi)部進(jìn)行氣密密封。另外，封裝50的內(nèi)部成為減壓狀態(tài)(真空度高的狀態(tài))，或填充有氮、氦、氬等惰性氣體的狀態(tài)。
[0073]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雙方都具有凹部。
[0074]振子5通過(guò)經(jīng)由外部端子27、28、金屬線31和電極焊盤(pán)26 (24)施加到壓電體元件(16等)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(交變電壓)，使音叉型振動(dòng)片I的各振動(dòng)臂(12等)以預(yù)定的頻率振動(dòng)(諧振)。
[0075]如上所述，振子5由于具有音叉型振動(dòng)片1，因此具有上述實(shí)施方式中記載的效果，即，可防止耐沖擊性的劣化，同時(shí)通過(guò)抑制振動(dòng)臂12 (11,13)的振動(dòng)在連接部20衰減而引起的向基部14傳播振動(dòng)(振動(dòng)泄漏)，具有穩(wěn)定的振動(dòng)特性。
[0076](電子器件)
[0077]接著，關(guān)于具有在上述實(shí)施方式中敘述的振動(dòng)片的作為電子器件的振蕩器，以采用音叉型振動(dòng)片I的例子進(jìn)行說(shuō)明。圖6是示意性示出電子器件的一例的振蕩器的概略結(jié)構(gòu)的正剖視圖。另外，省略各布線的說(shuō)明。此外，對(duì)與上述實(shí)施方式相同的部分標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)并省略詳細(xì)說(shuō)明，以與上述實(shí)施方式不同的部分為中心進(jìn)行說(shuō)明。
[0078]如圖6所示，振蕩器6具有在上述實(shí)施方式中敘述的音叉型振動(dòng)片1、作為使音叉型振動(dòng)片I振蕩(對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng))的振蕩電路(電路元件)的IC芯片40、以及收納有音叉型振動(dòng)片I及IC芯片40的封裝50。
[0079]在封裝基座51的內(nèi)底面32上設(shè)置有內(nèi)部連接端子32a。內(nèi)置振蕩電路的IC芯片40使用粘接劑32b等固定在封裝基座51的內(nèi)底面32上。IC芯片40的未圖示的連接焊盤(pán)通過(guò)Au、Al等的金屬線41與內(nèi)部連接端子32a連接。
[0080]內(nèi)部連接端子32a由金屬膜構(gòu)成，該金屬膜是通過(guò)鍍敷等方法在W (鎢)等的金屬化層上層疊N1、Au等的各覆蓋膜而成的，內(nèi)部連接端子32a經(jīng)由未圖示的內(nèi)部布線，與封裝50的外部端子27、28及內(nèi)部端子34等連接。另外，在IC芯片40的連接焊盤(pán)與內(nèi)部連接端子32a的連接中，除了使用金屬線41的引線接合的連接方法以外，也可以使用使IC芯片40反轉(zhuǎn)的倒裝安裝的連接方法等。
[0081]此外，在封裝基座51的內(nèi)底面(凹部的內(nèi)側(cè)底面)23上設(shè)置有內(nèi)部端子34。內(nèi)部端子34在設(shè)置于音叉型振動(dòng)片I的基部14上的電極焊盤(pán)26 (24)附近的位置處形成為大致矩形。電極焊盤(pán)26 (24)通過(guò)未圖示的布線與音叉型振動(dòng)片I的下部電極膜15a、16a、17a或各上部電極膜15c、16c、17c連接。
[0082]音叉型振動(dòng)片I的基部14 (比振動(dòng)臂11、12、13以及連接部20厚的部分)經(jīng)由環(huán)氧類(lèi)、硅酮類(lèi)、聚酰亞胺類(lèi)等的粘接劑30，被固定在封裝基座51的內(nèi)底面23上。并且，音叉型振動(dòng)片I的電極焊盤(pán)26 (24)通過(guò)Au、Al等的金屬線31與例如內(nèi)部端子34連接。
[0083]振蕩器6通過(guò)從IC芯片40經(jīng)由內(nèi)部連接端子32a、內(nèi)部端子34、金屬線31和電極焊盤(pán)26 (24)施加到下部電極膜15a、16a、17a或各上部電極膜15c、16c、17c的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使音叉型振動(dòng)片I的各振動(dòng)臂(12等)以預(yù)定頻率振蕩(諧振)。并且，振蕩器6經(jīng)由IC芯片40、內(nèi)部連接端子32a、外部端子27、28等將伴隨該振蕩產(chǎn)生的振蕩信號(hào)輸出到外部。
[0084]如上所述，振蕩器6由于具有音叉型振動(dòng)片1，因此具有上述實(shí)施方式中記載的效果，即，可防止耐沖擊性的劣化，同時(shí)通過(guò)抑制振動(dòng)臂12 (11,13)的振動(dòng)在連接部20衰減而引起的向基部14傳播振動(dòng)(振動(dòng)泄漏)，具有穩(wěn)定的振動(dòng)特性。
[0085]另外，振蕩器6也可以設(shè)為不將IC芯片40內(nèi)置在封裝50中而進(jìn)行外裝的結(jié)構(gòu)的豐旲塊構(gòu)造(例如在一個(gè)基板上獨(dú)立搭載有石英振子和IC芯片的構(gòu)造)。
[0086][電子設(shè)備]
[0087]接著，依照?qǐng)D7?圖9詳細(xì)說(shuō)明應(yīng)用了作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的振動(dòng)片的音叉型振動(dòng)片I的電子設(shè)備。另外，在說(shuō)明中，示出使用音叉型振動(dòng)片I的例子，但也可以是應(yīng)用了使用音叉型振動(dòng)片I的振子5、或使用音叉型振動(dòng)片I的振蕩器6的結(jié)構(gòu)。
[0088]圖7是示出作為具有本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的音叉型振動(dòng)片I的電子設(shè)備的移動(dòng)型(或筆記本型)個(gè)人計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)概略的立體圖。在該圖中，個(gè)人計(jì)算機(jī)1100由具有鍵盤(pán)1102的主體部1104以及具有顯示部100的顯示單元1106構(gòu)成,顯示單元1106通過(guò)鉸鏈構(gòu)造部以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在主體部1104上。在這種個(gè)人計(jì)算機(jī)1100中內(nèi)置有音叉型振動(dòng)片I作為基準(zhǔn)信號(hào)源等。
[0089]圖8是示出作為具有本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的音叉型振動(dòng)片I的電子設(shè)備的移動(dòng)電話(包含PHS)的結(jié)構(gòu)概略的立體圖。在該圖中，移動(dòng)電話1200具有多個(gè)操作按鈕1202、接聽(tīng)口 1204以及通話口 1206，在操作按鈕1202與接聽(tīng)口 1204之間配置有顯示部100。在這種移動(dòng)電話1200中內(nèi)置有音叉型振動(dòng)片I作為基準(zhǔn)信號(hào)源等。[0090]圖9是示出作為具有本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的音叉型振動(dòng)片I的電子設(shè)備的數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)的結(jié)構(gòu)概略的立體圖。另外，在該圖中，還簡(jiǎn)單地示出與外部設(shè)備之間的連接。這里，通常的照相機(jī)是通過(guò)被攝體的光像對(duì)銀鹽膠片進(jìn)行感光，與此相對(duì)，數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)1300則通過(guò)CCD (Charge Coupled Device:電荷稱(chēng)合器件)等攝像元件對(duì)被攝體的光像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換來(lái)生成攝像信號(hào)(圖像信號(hào))。在數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)1300中的外殼(機(jī)身)1302的背面設(shè)置有顯示部100，構(gòu)成為根據(jù)CXD的攝像信號(hào)進(jìn)行顯示，顯示部100作為將被攝體顯示為電子圖像的取景器發(fā)揮功能。并且，在外殼1302的正面?zhèn)?圖中背面?zhèn)?設(shè)置有包含光學(xué)鏡頭(攝像光學(xué)系統(tǒng))和CXD等的受光單元1304。
[0091]攝影者確認(rèn)在顯示部100中顯示的被攝體像并按下快門(mén)按鈕1306時(shí)，將該時(shí)刻的CCD的攝像信號(hào)傳輸?shù)酱鎯?chǔ)器1308內(nèi)進(jìn)行存儲(chǔ)。并且，在該數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)1300中，在外殼1302的側(cè)面設(shè)置有視頻信號(hào)輸出端子1312和數(shù)據(jù)通信用的輸入輸出端子1314。而且，如圖所示，根據(jù)需要，在視頻信號(hào)輸出端子1312上連接電視監(jiān)視器1430，在數(shù)據(jù)通信用的輸入輸出端子1314上連接個(gè)人計(jì)算機(jī)1440。而且，構(gòu)成為通過(guò)規(guī)定的操作，將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器1308中的攝像信號(hào)輸出到電視監(jiān)視器1430或個(gè)人計(jì)算機(jī)1440。在這種數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)1300中內(nèi)置有音叉型振動(dòng)片I作為基準(zhǔn)信號(hào)源等。
[0092]另外，除了圖7的個(gè)人計(jì)算機(jī)(移動(dòng)型個(gè)人計(jì)算機(jī))、圖8的移動(dòng)電話、圖9的數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)以外，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的音叉型振動(dòng)片I例如還可以應(yīng)用于噴墨式排出裝置(例如噴墨打印機(jī))、膝上型個(gè)人計(jì)算機(jī)、電視、攝像機(jī)、錄像機(jī)、車(chē)載導(dǎo)航裝置、尋呼機(jī)、電子記事本(包含通信功能)、電子辭典、計(jì)算器、電子游戲設(shè)備、文字處理器、工作站、可視電話、防盜用電視監(jiān)視器、電子雙筒望遠(yuǎn)鏡、POS終端、醫(yī)療設(shè)備(例如電子體溫計(jì)、血壓計(jì)、血糖計(jì)、心電圖計(jì)測(cè)裝置、超聲波診斷裝置、電子內(nèi)窺鏡)、魚(yú)群探測(cè)器、各種測(cè)定設(shè)備、計(jì)量?jī)x器類(lèi)(例如車(chē)輛、飛機(jī)、船舶的計(jì)量?jī)x器類(lèi))、飛行模擬器等電子設(shè)備。
[0093][移動(dòng)體]
[0094]圖10是概略地示出作為移動(dòng)體的一例的汽車(chē)的立體圖。在汽車(chē)106上搭載有本發(fā)明的音叉型振動(dòng)片I。例如，如該圖所示，在作為移動(dòng)體的汽車(chē)106中，在車(chē)體107上搭載有電子控制單元108，該電子控制單元108內(nèi)置音叉型振動(dòng)片I而控制輪胎109等。此外，音叉型振動(dòng)片I除此以外還可以廣泛應(yīng)用于無(wú)鑰匙門(mén)禁、防盜器、汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車(chē)空調(diào)、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)、安全氣囊、輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(TPMS:Tire Pressure MonitoringSystem)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、混合動(dòng)力汽車(chē)及電動(dòng)汽車(chē)的電池監(jiān)視器、以及車(chē)體姿勢(shì)控制系統(tǒng)等的電子控制單兀(ECU:electronic control unit)。
【權(quán)利要求】
1.一種振動(dòng)片，其特征在于，該振動(dòng)片具有: 基部，其包含平面，該平面包含第I軸和垂直于所述第I軸的第2軸； 連接部，其厚度比所述基部小，從所述基部起沿著所述第I軸延伸設(shè)置；以及 振動(dòng)臂，其從所述連接部的一端起沿著所述第I軸延伸設(shè)置， 所述振動(dòng)臂在與所述平面相交的方向上進(jìn)行彎曲振動(dòng)， 所述連接部在所述第I軸的方向上的長(zhǎng)度L2與所述振動(dòng)臂在所述第I軸的方向上的長(zhǎng)度LI處于下式的范圍內(nèi):
L1/15 ≤ L2 ≤ LI。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)片，其特征在于， 所述振動(dòng)臂具有第I振動(dòng)臂和與所述第I振動(dòng)臂并列的第2振動(dòng)臂， 所述第I振動(dòng)臂與所述第2振動(dòng)臂相互朝相反方向進(jìn)行彎曲振動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)片，其特征在于， 在所述振動(dòng)臂與所述連接部之間沒(méi)有厚度方向的階梯差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)片，其特征在于， 所述基部、所述連接部以及所述振動(dòng)臂包含石英。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)片，其特征在于， 所述基部、所述連接部以及所述振動(dòng)臂包含半導(dǎo)體。
6.—種振子,其特征在于,該振子具有: 權(quán)利要求1所述的振動(dòng)片；以及 收納有所述振動(dòng)片的容器。
7.一種電子器件，其特征在于，該電子器件具有: 權(quán)利要求1所述的振動(dòng)片；以及 驅(qū)動(dòng)所述振動(dòng)片的電路元件。
8.一種電子設(shè)備，其特征在于，該電子設(shè)備具有權(quán)利要求1所述的振動(dòng)片。
9.一種移動(dòng)體，其特征在于，該移動(dòng)體具有權(quán)利要求1所述的振動(dòng)片。
【文檔編號(hào)】G01C19/56GK104006808SQ201410057919
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月22日
【發(fā)明者】山崎隆 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社