專(zhuān)利名稱(chēng)：振動(dòng)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(dòng)片、振子、振蕩器以及電子設(shè)備，尤其涉及激勵(lì)產(chǎn)生彎曲振動(dòng)的振動(dòng)片、搭載有該振動(dòng)片的振子、振蕩器以及電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
在激勵(lì)產(chǎn)生彎曲振動(dòng)的振動(dòng)片中，在振動(dòng)臂的受壓縮應(yīng)力作用的壓縮部與受拉伸應(yīng)力作用的拉伸部之間產(chǎn)生溫度差，用于緩解該溫度差的熱傳導(dǎo)也會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)能量的損失。將該熱傳導(dǎo)所產(chǎn)生的Q值降低稱(chēng)作熱彈性損失效應(yīng)(以下稱(chēng)為熱彈性損失)。因此，需要考慮熱彈性損失來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的技術(shù)可知，通過(guò)在石英振子的臂部分處設(shè)置槽，能夠提高表示諧振穩(wěn)定度的Q值。但是，當(dāng)隨著電子器件的小型化和薄型化而發(fā)展振動(dòng)片的小型化和薄型化時(shí)，在振動(dòng)部上高精度地形成槽變得非常困難。作為避免這種問(wèn)題的手段，研究了使振動(dòng)部薄型化，在該振動(dòng)部上形成壓電體層的技術(shù)(專(zhuān)利文獻(xiàn)2-4)。在這種結(jié)構(gòu)的振動(dòng)片中，通過(guò)對(duì)壓電體層的正面背面施加電位不同的電場(chǎng)，能夠激勵(lì)出與壓電體層的形成面交叉的方向(法線方向)上的振動(dòng)。此外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)5中公開(kāi)了如下技術(shù)在沒(méi)有施加動(dòng)態(tài)外力的初始靜止?fàn)顟B(tài)下， 使振動(dòng)臂成為電極側(cè)凹陷的彎曲面形狀，從而改善了壓電體層的取向性，能夠得到較高的壓電效率。專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本實(shí)開(kāi)平2-322 號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2日本特開(kāi)2009-5022號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3日本特開(kāi)2009-5023號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4日本特開(kāi)2009-50 號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)5日本特開(kāi)2005-331485號(hào)公報(bào)在不斷促進(jìn)小型化和薄型化的現(xiàn)今，安裝振動(dòng)片的封裝中的腔室也變得狹小。因此，對(duì)于具有沿法線方向彎曲的振動(dòng)部的專(zhuān)利文獻(xiàn)2-5所公開(kāi)的振動(dòng)片，在振蕩時(shí)或下落時(shí)等受到?jīng)_擊時(shí)，振動(dòng)部的末端有可能與封裝的蓋體接觸。尤其是專(zhuān)利文獻(xiàn)5所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)的振動(dòng)片，發(fā)生接觸的可能性很大，妨礙了振子的低高度化。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供即使在振蕩時(shí)或下落時(shí)等受到?jīng)_擊的情況下，振動(dòng)部也不會(huì)與蓋體等的內(nèi)壁接觸，從而能夠得到高精度高可靠性的振動(dòng)片及其制造方法。此外，本發(fā)明的目的還在于提供安裝有該振動(dòng)片的振子、振蕩器以及具有這些振子和振蕩器的電子設(shè)備。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(lái)實(shí)現(xiàn)。[應(yīng)用例1]振動(dòng)片的特征在于，具有基部，其具有安裝面；振動(dòng)臂，其從所述基部起延伸地設(shè)置，具有第1面以及與該第1面相對(duì)且位于所述安裝面?zhèn)鹊牡?面，在所述第1 面和所述第2面的法線方向上產(chǎn)生彎曲振動(dòng)；以及層疊結(jié)構(gòu)體，其設(shè)置于所述振動(dòng)臂的所述第1面和所述第2面中的至少一方上，至少具有第1金屬層、第2金屬層以及配置在所述第1金屬層與所述第2金屬層之間的壓電體層，所述振動(dòng)臂朝向所述安裝面?zhèn)嚷N曲。通過(guò)設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，作為振動(dòng)部的振動(dòng)臂在預(yù)先朝向安裝面?zhèn)嚷N曲的狀態(tài)下被安裝到封裝中，因此，即使安裝振動(dòng)片的封裝等較薄，在振動(dòng)片進(jìn)行彎曲振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)臂也不會(huì)與封裝的蓋體接觸。因此，在使用本發(fā)明的振動(dòng)片構(gòu)成振動(dòng)器件的情況下，能夠得到高精度高可靠性。[應(yīng)用例2]根據(jù)應(yīng)用例1所述的振動(dòng)片，其特征在于，在設(shè)所述振動(dòng)臂的長(zhǎng)度為 L、所述振動(dòng)臂的厚度為t、所述振動(dòng)臂的楊氏模量為Es、所述振動(dòng)臂的泊松比為vs、所述壓電體層的厚度為d、所述壓電體層的殘留應(yīng)力為ο時(shí)，所述振動(dòng)臂的翹曲量δ通過(guò)下式得到
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，其具有安裝面；振動(dòng)臂，其從所述基部起延伸地設(shè)置，具有第1面以及與該第1面相對(duì)且位于所述安裝面?zhèn)鹊牡?面，在所述第1面和所述第2面的法線方向上產(chǎn)生彎曲振動(dòng)；以及層疊結(jié)構(gòu)體，其設(shè)置于所述振動(dòng)臂的所述第1面和所述第2面中的至少一方上，至少具有第1金屬層、第2金屬層以及配置在所述第1金屬層與所述第2金屬層之間的壓電體層， 所述振動(dòng)臂朝向所述安裝面?zhèn)嚷N曲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)片，其特征在于，在設(shè)所述振動(dòng)臂的長(zhǎng)度為L(zhǎng)、所述振動(dòng)臂的厚度為t、所述振動(dòng)臂的楊氏模量為Es、所述振動(dòng)臂的泊松比為vs、所述壓電體層的厚度為d、所述壓電體層的殘留應(yīng)力為ο時(shí)，所述振動(dòng)臂的翹曲量S通過(guò)下式得到
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的振動(dòng)片，其特征在于， 所述基部的厚度比所述振動(dòng)臂的厚度厚。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的振動(dòng)片，其特征在于， 所述基部具有與所述安裝面相對(duì)的主面，所述振動(dòng)臂在所述安裝面與所述主面之間的范圍內(nèi)產(chǎn)生所述彎曲振動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的振動(dòng)片，其特征在于， 所述壓電體層被設(shè)置在所述第1面和所述第2面這兩個(gè)面上。
6.一種振動(dòng)片的制造方法，該振動(dòng)片具有基部，其具有安裝面；振動(dòng)臂，其從所述基部起延伸地設(shè)置；以及層疊結(jié)構(gòu)體，其設(shè)置于所述振動(dòng)臂上，至少具有第1金屬層、第2金屬層以及配置在所述第1金屬層與所述第2金屬層之間的壓電體層，該振動(dòng)片的制造方法的特征在于，所述振動(dòng)臂具有第1面以及與該第1面相對(duì)且位于所述安裝面?zhèn)鹊牡?面， 在所述第1面?zhèn)刃纬伤鰧盈B結(jié)構(gòu)體，以殘留壓縮應(yīng)力的方式，形成所述第1金屬層、所述第2金屬層和所述壓電體層中的至少一層。
7.一種振動(dòng)片的制造方法，該振動(dòng)片具有基部，其具有安裝面；振動(dòng)臂，其從所述基部起延伸地設(shè)置；以及層疊結(jié)構(gòu)體，其設(shè)置于所述振動(dòng)臂上，至少具有第1金屬層、第2金屬層以及配置在所述第1金屬層與所述第2金屬層之間的壓電體層，該振動(dòng)片的制造方法的特征在于，所述振動(dòng)臂具有第1面以及與該第1面相對(duì)且位于所述安裝面?zhèn)鹊牡?面， 在所述第2面?zhèn)刃纬伤鰧盈B結(jié)構(gòu)體，以殘留拉伸應(yīng)力的方式，形成所述第1金屬層、所述第2金屬層和所述壓電體層中的至少一層。
8.一種振子，其特征在于，該振子具有權(quán)利要求1 5中任意一項(xiàng)所述的振動(dòng)片；以及內(nèi)部安裝有所述振動(dòng)片的封裝。
9.一種振蕩器，其特征在于，該振蕩器具有權(quán)利要求1 5中任意一項(xiàng)所述的振動(dòng)片；以及驅(qū)動(dòng)所述振動(dòng)片的電子部件。
10.一種電子設(shè)備，其特征在于，該電子設(shè)備搭載了權(quán)利要求1 5中任意一項(xiàng)所述的振動(dòng)片。
全文摘要
本發(fā)明提供振動(dòng)片、振子、振蕩器以及電子設(shè)備，即使被安裝到封裝等中振動(dòng)臂也不會(huì)與蓋體接觸，能夠得到高精度高可靠性。具有基部(14)，其具有安裝面(14a)；振動(dòng)臂(16a、16b、16c)，其從基部(14)起延伸地設(shè)置，具有第1面(17a)和與第1面(17a)相對(duì)且位于安裝面(14a)側(cè)的第2面(17b)，在第1面(17a)和第2面(17b)的法線方向上產(chǎn)生彎曲振動(dòng)；以及層疊結(jié)構(gòu)體，其設(shè)置于振動(dòng)臂(16)的第1面(17a)和第2面(17b)中的至少一方上，至少具有第1電極(20)、第2電極(38)及配置在第1電極(20)與第2電極(38)之間的壓電體層(28)，振動(dòng)臂(16)朝向安裝面(14a)側(cè)翹曲。
文檔編號(hào)H03H9/13GK102347741SQ201110209309
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者瀧澤照夫 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社