振動元件、振子、振蕩器、電子設備以及移動體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供振動元件、振子、振蕩器、電子設備以及移動體，能夠抑制由加速度等外力引起的振動特性的變化，從而發(fā)揮穩(wěn)定的振動特性。振動元件（1）具有：壓電基板（2），其具有振動部（21）和厚度比振動部（21）厚的厚壁部（22）；以及設置在振動部（21）的正面和背面的一對激勵電極（31、32）。此外，厚壁部（22）具有沿著振動部（21）的第2外緣（213）設置的第2厚壁部（24）。第2厚壁部（24）在俯視振動元件（1）時與固定部（29）側(cè)相反一側(cè)的端部上包含外緣部（243），該外緣部（243）與X軸和Z’軸這兩個軸交叉。
【專利說明】振動元件、振子、振蕩器、電子設備以及移動體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及振動元件、振子、振蕩器、電子設備以及移動體。
【背景技術(shù)】
[0002]AT切石英振動元件由于進行激勵的主振動的振動模式是厚度剪切振動，適合小型化、高頻率化，并且頻率溫度特性呈優(yōu)異的三次曲線，因此，被用于壓電振蕩器、電子設備等多個方面。
[0003]在專利文獻I中公開有具有薄壁的振動部和設于振動部全周的厚壁部的倒臺面結(jié)構(gòu)的AT切石英振動元件,該AT切石英振動元件在所述厚壁部的一端部通過粘接劑被固定在封裝上。存在如下問題:在AT切石英振動元件被懸臂支持的狀態(tài)下，對AT切石英振動元件施加厚度方向的加速度時，位于自由端側(cè)的振動部發(fā)生振動(變形)，振動特性(頻率特性)不穩(wěn)定。特別是在專利文獻I記載的AT切石英振動元件中，由于在振動部的整個周圍形成有厚壁部，前端部的重量較重，因此對加速度的影響較大，與此相應地，頻率偏移量也變大。
[0004]專利文獻1:日本特開2002-198772號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種振動元件、振子、振蕩器、電子設備以及移動體，能夠降低由加速度(振動)等外力弓I起的振動特性的變化，發(fā)揮穩(wěn)定的振動特性。
[0006]本發(fā)明正是為了解決上述問題的至少一部分而完成的，可以作為以下的應用例而實現(xiàn)。
[0007][應用例I]
[0008]本發(fā)明的振動元件的特征在于，該振動元件包含:
[0009]基板，其包含第I區(qū)域和第2區(qū)域，其中，該第I區(qū)域包含以厚度剪切振動的方式進行振動的振動區(qū)域，該第2區(qū)域與所述第I區(qū)域成為一體，厚度比所述第I區(qū)域厚；以及
[0010]激勵電極，其分別設于所述振動區(qū)域的彼此處于正反關(guān)系的第I主面和第2主面，
[0011]所述第2區(qū)域包含:
[0012]第I厚壁部，其配置有安裝于對象物的固定部；以及
[0013]第2厚壁部，其與所述第I厚壁部連接，
[0014]所述第2厚壁部在俯視時與所述固定部側(cè)相反一側(cè)的端部包含外緣部，該外緣部與所述厚度剪切振動的振動方向和垂直于所述厚度剪切振動的振動方向的方向交叉。
[0015]由此，可得到能夠降低前端側(cè)(與固定部相反一側(cè))的質(zhì)量，降低由加速度(振動)等外力引起的振動特性的變化，發(fā)揮穩(wěn)定的振動特性的振動元件。
[0016][應用例2]
[0017]在本發(fā)明的振動元件中，優(yōu)選的是，
[0018]所述第I區(qū)域包含:[0019]與所述厚度剪切振動的振動方向交叉的一對第I外緣；以及
[0020]沿著所述厚度剪切振動的振動方向的一對第2外緣，
[0021]沿著所述一對第I外緣中的一方設置所述第I厚壁部，
[0022]沿著所述一對第2外緣中的至少一方設置所述第2厚壁部。
[0023]由此，可得到能夠降低前端側(cè)(與固定部相反一側(cè))的質(zhì)量，降低由加速度(振動)等外力引起的振動特性的變化，發(fā)揮穩(wěn)定的振動特性的振動元件。
[0024][應用例3]
[0025]在本發(fā)明的振動元件中，優(yōu)選的是，所述第2厚壁部包含:傾斜部，其與所述第2外緣連接設置，厚度朝向遠離所述第2外緣的方向而逐漸增大；以及厚度恒定的厚壁部主體，其連接于所述傾斜部的與所述第2外緣相反一側(cè)的端緣，
[0026]所述外緣部整體設置在所述厚壁部主體上。
[0027]由此，能夠在較高地確保振動元件的剛性的同時，降低前端側(cè)的質(zhì)量。
[0028][應用例4]
[0029]在本發(fā)明的振動元件中，優(yōu)選的是，所述第2厚壁部包含:傾斜部，其與所述第2外緣連接設置，厚度朝向遠離所述第2外緣的方向而逐漸正大；以及厚度恒定的厚壁部主體，其連接于所述傾斜部的與所述第2外緣相反一側(cè)的端緣，
[0030]跨所述厚壁部主體和所述傾斜部設置所述外緣部。
[0031]由此，能夠在確保振動元件的剛性的同時，進一步降低前端側(cè)的質(zhì)量。
[0032][應用例5]
[0033]在本發(fā)明的振動元件中，優(yōu)選的是，所述第2厚壁部包含:傾斜部，其與所述第2外緣連接設置，厚度朝向遠離所述第2外緣的方向而逐漸正大；以及厚度恒定的厚壁部主體，其連接于所述傾斜部的與所述第2外緣相反一側(cè)的端緣，
[0034]跨所述厚壁部主體、所述傾斜部以及第I區(qū)域設置所述外緣部。
[0035]由此，能夠進一步降低前端側(cè)的質(zhì)量。
[0036][應用例6]
[0037]在本發(fā)明的振動元件中，優(yōu)選的是，當設在所述第2厚壁部的所述厚度剪切振動的振動方向上與所述激勵電極并列的區(qū)域為第I厚壁部區(qū)域，與所述第I厚壁部區(qū)域相比所述固定部相反一側(cè)的區(qū)域為第2厚壁部區(qū)域時，
[0038]跨所述第2厚壁部區(qū)域和所述第I厚壁部區(qū)域設置所述外緣部。
[0039]由此，能夠在確保振動元件的剛性的同時，進一步降低前端側(cè)的質(zhì)量。
[0040][應用例7]
[0041]在本發(fā)明的振動元件中，優(yōu)選的是，當設在所述第2厚壁部的所述厚度剪切振動的振動方向上與所述激勵電極并列的區(qū)域為第I厚壁部區(qū)域，與所述第I厚壁部區(qū)域相比所述固定部相反一側(cè)的區(qū)域為第2厚壁部區(qū)域，與所述第I厚壁部區(qū)域相比所述固定部側(cè)的區(qū)域為第3厚壁部區(qū)域時，
[0042]跨所述第2厚壁部區(qū)域、所述第I厚壁部區(qū)域以及所述第3厚壁部區(qū)域設置所述外緣部。
[0043]由此，能夠進一步降低前端側(cè)的質(zhì)量。
[0044][應用例8][0045]在本發(fā)明的振動元件中，優(yōu)選的是，當設俯視所述基板時被所述第2厚壁部的所述厚壁部主體的所述第2外緣側(cè)的端緣、與所述第2外緣相反一側(cè)的端緣、與所述激勵電極在所述振動方向上的一端相交且與所述振動方向正交的直線、以及與所述激勵電極在所述振動方向上的另一端相交且與所述振動方向正交的直線包圍的區(qū)域的面積為SI，位于所述區(qū)域內(nèi)的所述第2厚壁部的面積為S2時，0.65 ( S2/S1 ( 0.85。
[0046]由此，能夠在確保振動元件的剛性的同時，降低前端側(cè)的質(zhì)量。
[0047][應用例9]
[0048]在本發(fā)明的振動元件中，優(yōu)選的是，當設俯視所述基板時被所述第2厚壁部的所述厚壁部主體的所述第2外緣側(cè)的端緣、與所述第2外緣相反一側(cè)的端緣、與所述第I區(qū)域在所述振動方向上的一端相交且與所述振動方向正交的直線、以及與所述第I區(qū)域在所述振動方向上的另一端相交且與所述振動方向正交的直線包圍的區(qū)域的面積為S3，位于所述區(qū)域內(nèi)的所述第2厚壁部的面積為S4時，S4/S3 < 0.75。
[0049]由此，能夠充分降低端側(cè)的質(zhì)量。
[0050][應用例10]
[0051]在本發(fā)明的振動元件中，優(yōu)選的是，在俯視所述基板時，所述第I區(qū)域的面積為所述基板的面積的1/2以下。
[0052]由此，能夠充分確保振動元件的剛性。
[0053][應用例11]
[0054]在本發(fā)明的振動元件中，優(yōu)選的是，與所述第I厚壁部連接的所述第I外緣和與所述第2厚壁部連接的所述第2外緣是通過第3外緣連接的，其中，該第3外緣與所述振動方向和垂直于所述振動方向的方向這兩個方向交叉。
[0055]由此，能夠緩和向與第I厚壁部連接的第I外緣和與第2厚壁部連接的第2外緣的邊界的應力集中。
[0056][應用例12]
[0057]在本發(fā)明的振動元件中，優(yōu)選的是，該振動元件具有引出電極，該引出電極從所述激勵電極延伸，經(jīng)由所述第2區(qū)域的與所述第2外緣連接的側(cè)壁和與所述第3外緣連接的側(cè)壁，引出到所述第2區(qū)域的主面。
[0058]由此，能夠增大引出電極的寬度，降低引出電極的串聯(lián)電阻。
[0059][應用例13]
[0060]在本發(fā)明的振動元件中，優(yōu)選的是，能夠從所述基板的與形成有所述固定部的主面相反側(cè)的主面?zhèn)?，隔著所述固定部看到背景?br> [0061]由此，能夠高精度地控制與固定部接觸的粘接劑的配置、直徑等。
[0062][應用例14]
[0063]在本發(fā)明的振動元件中，優(yōu)選的是，所述基板是如下的石英板:在石英晶軸即作為電氣軸的X軸、作為機械軸的Y軸以及作為光學軸的Z軸中，將所述X軸作為旋轉(zhuǎn)軸，將使所述Z軸以+Z側(cè)向所述Y軸的-Y方向旋轉(zhuǎn)的方式傾斜后的軸作為Z’軸，將使所述Y軸以+Y側(cè)向所述Z軸的+Z方向旋轉(zhuǎn)的方式傾斜后的軸作為Y’軸，將包含所述X軸和所述Z’軸的面作為主面，將沿著所述Y’軸的方向作為厚度。
[0064]由此，能夠得到溫度特性優(yōu)異的振動元件。[0065][應用例15]
[0066]本發(fā)明的振子的特征在于，該振子具有本發(fā)明的振動元件以及收納所述振動元件的封裝。
[0067]由此，能夠得到高可靠性的振子。
[0068][應用例16]
[0069]本發(fā)明的振蕩器的特征在于，該振蕩器具有本發(fā)明的振動元件以及驅(qū)動所述振動元件的振蕩電路。
[0070]由此，能夠得到高可靠性的振蕩器。
[0071][應用例17]
[0072]本發(fā)明的電子設備的特征在于，該電子設備具有本發(fā)明的振動兀件。
[0073]由此，能夠得到高可靠性的電子設備。
[0074][應用例18]
[0075]本發(fā)明的移動體的特征在于，該移動體具有本發(fā)明的振動元件。
[0076]由此，能夠得到高可靠性的移動體。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0077]圖1是本發(fā)明的第I實施方式的振動元件的立體圖。
[0078]圖2是圖1所示的振動元件的俯視圖。
[0079]圖3是說明AT切石英基板與石英晶軸之間的關(guān)系的圖。
[0080]圖4是示出將圖1所示的振動元件固定于對象物后的狀態(tài)的側(cè)視圖。
[0081]圖5是示出圖1所示的振動元件的變形例的俯視圖。
[0082]圖6是示出圖1所示的振動元件的變形例的俯視圖。
[0083]圖7是圖1所示的振動元件的俯視圖。
[0084]圖8是圖1所示的振動元件的俯視圖。
[0085]圖9是示出圖1所示的振動元件的變形例的立體圖。
[0086]圖10是示出圖1所示的振動元件的加速度靈敏度的曲線圖。
[0087]圖11是本發(fā)明的第2實施方式的振動元件的俯視圖。
[0088]圖12是本發(fā)明的第3實施方式的振動元件的俯視圖。
[0089]圖13是本發(fā)明的第4實施方式的振動元件的俯視圖。
[0090]圖14是本發(fā)明的第5實施方式的振動元件的俯視圖。
[0091]圖15是示出圖14所示的振動元件的變形例的俯視圖。
[0092]圖16是本發(fā)明的第6實施方式的振動元件的立體圖。
[0093]圖17是示出本發(fā)明的振子的優(yōu)選實施方式的剖視圖。
[0094]圖18是示出本發(fā)明的振蕩器的優(yōu)選實施方式的剖視圖。
[0095]圖19是示出應用本發(fā)明的電子設備的移動式(或者筆記本式)個人計算機的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0096]圖20是示出應用本發(fā)明的電子設備的移動電話(包含PHS)的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0097]圖21是示出應用本發(fā)明的電子設備的數(shù)字靜態(tài)照相機的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0098]圖22是概略地示出作為本發(fā)明的移動體的一例的汽車的立體圖。[0099]圖23是示出本發(fā)明的振動元件與振蕩頻率之間的關(guān)系的俯視圖。
[0100]圖24是示出本發(fā)明的振動元件與振蕩頻率之間的關(guān)系的俯視圖。
[0101]圖25是不出本發(fā)明的振動兀件與振蕩頻率之間的關(guān)系的俯視圖。
[0102]標號說明
[0103]1、1A、1B、1C、1D、1E…振動元件10…振子100…振蕩器110…IC芯片120…內(nèi)部端子2…壓電基板21…振動部211、212…第I外緣213、214…第2外緣215…第3外緣216…第4外緣219…振動區(qū)域22…厚壁部23…第I厚壁部231...傾斜部232…厚壁部主體24…第2厚壁部241…傾斜部241a、241b…面242…厚壁部主體242a、242b…端緣243...外緣部243a、243b…端29…固定部3...電極31、32…激勵電極33、34…焊盤電極35、36...引出電極91…粘接劑92…對象物4…封裝41…基底411…凹部42…蓋451、461…連接電極452、462…外部安裝端子51…導電性粘接劑52…接合引線1100…個人計算機1102...鍵盤1104…主體部1106…表示單元1200…移動電話1202…操作按鈕1204…受話口 1206…送話口 1300…數(shù)字靜態(tài)照相機1302…殼體1304…受光單元1306…快門按鈕1308…存儲器1312…視頻信號輸出端子1314…輸入輸出端子1430…電視監(jiān)視器1440…個人計算機1500…汽車2000…顯示部L1、L2、L3、L4、L5、L6…直線T21…中央?yún)^(qū)域T22…前端側(cè)區(qū)域T23…基端側(cè)區(qū)域Tl、T3、T4…區(qū)域S…收納空間
【具體實施方式】
[0104]以下，根據(jù)附圖所示的優(yōu)選實施方式來詳細說明本發(fā)明的振動元件、振子、振蕩器、電子設備以及移動體。
[0105]1.振動元件
[0106]首先，對本發(fā)明的振動元件進行說明。
[0107]<第I實施方式>
[0108]圖1是本發(fā)明的第I實施方式的振動元件的立體圖，圖2是圖1所示的振動元件的俯視圖，圖3是說明AT切石英基板與石英晶軸之間的關(guān)系的圖，圖4是示出將圖1所示的振動元件固定于對象物后的狀態(tài)的側(cè)視圖，圖5和圖6分別是示出圖1所示的振動元件的變形例的俯視圖，圖7和圖8分別是圖1所示的振動元件的俯視圖，圖9是示出圖1所示的振動元件的變形例的立體圖，圖10是示出圖1所示的振動元件的加速度靈敏度的曲線圖。另外，以下為了便于說明，將圖2中的右側(cè)稱作前端，左側(cè)稱作基端。
[0109]如圖1和圖2所不，振動兀件I具有壓電基板(基板)2和形成在壓電基板2上的電極3。
[0110](壓電基板)
[0111] 壓電基板2是板狀的石英基板。這里，作為壓電基板2的材料的石英屬于三方晶系，如圖3所示，具有彼此正交的晶軸X、Y、Z。將X軸、Y軸、Z軸分別稱作電氣軸、機械軸、光學軸。本實施方式的壓電基板2是沿著將XZ面繞X軸旋轉(zhuǎn)規(guī)定的角度Θ后的平面切出的“旋轉(zhuǎn)Y切石英基板”，例如將沿著旋轉(zhuǎn)θ=35° 15’后的平面切出時的基板稱作“AT切石英基板”。通過使用這樣的石英基板而成為具有優(yōu)異溫度特性的振動元件I。但是，壓電基板2不限于AT切壓電基板，只要能夠激勵厚度剪切振動即可，例如，也可以使用BT切或SC切的壓電基板。[0112]另外，以下將與角度Θ對應地繞X軸旋轉(zhuǎn)后的Y軸和Z軸設為Y’軸和ZH即，壓電基板2在Y’軸方向上具有厚度，在XZ’面方向上具有廣度。
[0113]壓電基板2在俯視時呈以沿X軸的方向為長邊，沿Z’軸的方向為短邊的大致長方形狀。此外，壓電基板2將-X軸方向作為前端側(cè)，+X軸方向作為基端側(cè)。當將壓電基板2的沿X軸的方向的最大長度設為L，沿Z’軸的方向的最大寬度設為W時，L/W沒有特別的限定，但是優(yōu)選設為例如1.1?1.4左右。
[0114]如圖1和圖2所示，壓電基板2具有:振動部(第I區(qū)域)21，其包含薄壁的振動區(qū)域(封閉振動能量的區(qū)域)219 ;以及厚壁部(第2區(qū)域)22，其與振動部21成為一體，厚度比振動區(qū)域219厚。例如可通過濕蝕刻在石英基板的+Y’軸側(cè)的主面上形成凹陷部，由此形成振動部21。
[0115]振動部21相對于壓電基板2的中央靠近-X軸方向側(cè)和-V軸方向側(cè)，其外緣的一部分從厚壁部22露出。這里，優(yōu)選在俯視振動元件I時，振動部21的面積為壓電基板2的面積的1/2以下。由此，能夠足夠大地形成比振動部21厚且機械強度高的厚壁部22，因此能夠充分確保振動元件I (振動部21)的剛性。因此，能夠有效地降低由Y’軸方向的加速度(振動、撞擊)引起的壓電基板2的厚度方向的撓曲，能夠降低對Y’軸方向的加速度的靈敏度。此外，能夠有效地降低發(fā)生不需要的振動模式等。
[0116]振動部21具有一對第I外緣211、212和一對第2外緣213、214，在俯視振動元件I時，該一對第I外緣211、212在X軸方向(厚度剪切振動的振動方向)上相離并在V軸方向(與X軸方向交叉的方向)上延伸，該一對第2外緣213、214在Z’軸方向上相離并在X軸方向上延伸。在第I外緣211、212中，第I外緣211位于-X軸側(cè)，第I外緣212位于+X軸偵U。此外，在第2外緣213、214中，第2外緣213位于+Z’軸側(cè)，第2外緣214位于-Z’軸側(cè)。
[0117]此外，振動部21還具有連接第I外緣212的+Z’軸側(cè)的端和第2外緣213的+X軸側(cè)的端的第3外緣215。第3外緣215被設置成與X軸和Z’軸這兩個軸交叉。第3外緣215相對于X軸的傾斜角沒有特別的限定，但是，優(yōu)選是30°以上且65°以下左右。通過設置這樣的第3外緣215，例如，關(guān)于將第I厚壁部23的厚壁部主體232的焊盤電極33作為固定部，安裝到封裝等的基板時產(chǎn)生的由安裝引起的應力，能夠緩和向第I外緣212與第2外緣213的邊界部附近的應力集中，因此，能夠降低由應力引起的在振動部21產(chǎn)生的變形。因此，能夠提高振動元件I的振動特性。
[0118]此外，振動部21還具有連接第I外緣211的+Z’軸側(cè)的端和第2外緣213的-X軸側(cè)的端的第4外緣216。第4外緣216由后述的外緣部243的一部分構(gòu)成。
[0119]如圖1所示，厚壁部22的表面(+Y’軸方向側(cè)的主面)被設置成與振動部21的表面(+Y’軸方向側(cè)的主面)相比向+Y’軸方向側(cè)突出。另一方面，厚壁部22的背面(-Y’軸方向側(cè)的主面)被設置在與振動部21的背面(-Y’軸方向側(cè)的主面)相同的平面上。
[0120]厚壁部22具有沿著第I外緣212配置的第I厚壁部23、以及沿著第2外緣213和第3外緣215配置且與第I厚壁部23連接的第2厚壁部24。因此，厚壁部22在俯視時具有沿著振動部21彎曲的結(jié)構(gòu)，呈大致L字狀。另一方面，在振動部21的第I外緣211、第2外緣214以及第4外緣216上未形成厚壁部22，這些外緣211、214、216從厚壁部22露出。這樣，通過在振動部21的部分外緣上將厚壁部22設置成大致L字狀而不沿著第I外緣211、第2外緣214和第4外緣216設置厚壁部22，能夠保持振動元件I (振動部21)的剛性，并且降低振動元件I的前端側(cè)的質(zhì)量。此外，能夠?qū)崿F(xiàn)振動元件I的小型化。
[0121]這里，通過將第I厚壁部23相對于振動部21設置在+X軸側(cè)，與設置在-X軸側(cè)的情況相比，能夠縮短后述的傾斜部231的寬度(X軸方向的長度)。同樣，通過將第2厚壁部24相對于振動部21設置在+Z’軸側(cè)，與設置在-V軸側(cè)的情況相比，能夠縮短后述的傾斜部241的寬度(Z’軸方向的長度)。因此，根據(jù)這樣的厚壁部22，能夠?qū)崿F(xiàn)振動元件I的小型化。
[0122]第I厚壁部23具有:傾斜部(殘渣部)231，其與第I外緣212連接設置，厚度朝向+X軸方向逐漸增大；以及厚度基本恒定的厚壁部主體232，其與傾斜部231的+X軸方向側(cè)的端緣連接。同樣，第2厚壁部24具有:傾斜部(殘渣部)241，其與第2外緣213和第3外緣215連接設置，厚度朝向+Z’軸方向逐漸增大；以及厚度基本恒定的厚壁部主體242，其與傾斜部241的+Z’軸方向側(cè)的端緣連接。此外，第2厚壁部24在其前端部具有外緣部243，在俯視振動元件I時，該外緣部243在與X軸和Z’軸這兩個軸交叉的方向上延伸。以切割壓電基板2的位于-X軸側(cè)且+Z’軸側(cè)的角部的方式設置外緣部243。外緣部243是跨厚壁部主體242、傾斜部241和振動部21而形成的。因此，外緣部243的前端側(cè)的端243a位于振動部21，如前所述，外緣部243的一部分構(gòu)成第4外緣216。如后所述，通過具有這樣的外緣部243，能夠得到對Y’軸方向的加速度(振動、撞擊)的靈敏度下降，即不易受到Y(jié)’軸方向的加速度的影響的振動元件I。
[0123]此外，在第I厚壁部23的厚壁部主體232的表面即振動元件I的基端側(cè)設有固定(mount)部29。如圖4所示，通過該固定部29，使用粘接劑91將振動元件I固定于對象物92。另外，固定部29的位置沒有特別的限定，例如也可以設于厚壁部主體232的背面。
[0124](電極)
[0125]電極3具有:一對激勵電極31、32 ;—對焊盤電極33、34 ;以及一對引出電極35、36。激勵電極31形成于振動區(qū)域219的表面。另一方面，激勵電極32與激勵電極31相對地配置在振動區(qū)域219的背面。激勵電極31、32分別是以X軸方向為長度方向，Z’軸方向為寬度方向的大致矩形。此外，背面?zhèn)鹊募铍姌O32的面積比表面?zhèn)鹊募铍姌O31的面積大，在俯視振動元件I時，激勵電極31整體位于激勵電極32內(nèi)。此外，激勵電極31、32被配置成在俯視振動元件I時X軸方向的中心彼此重疊。
[0126]焊盤電極33形成于厚壁部主體232的表面的固定部29。另一方面，焊盤電極34與焊盤電極33相對地形成于厚壁部主體232的背面。
[0127]從激勵電極31延伸出引出電極35，激勵電極31和焊盤電極33經(jīng)由該引出電極35電連接。引出電極35跨傾斜部241的與第2外緣213連接的面241a、與第3外緣215連接的面241b，并且經(jīng)由這些面241a、241b引出到厚壁部22的表面。由此，能夠增大引出電極35的寬度，因此能夠降低引出電極35的電阻。
[0128]一對激勵電極31、32的大小彼此不同，在俯視時，較大的激勵電極32內(nèi)含較小的激勵電極31。因此，從較小的激勵電極31延伸出的引出電極35與較大的激勵電極32具有重疊的區(qū)域，并且，當該區(qū)域的面積較大時，該區(qū)域作為由一對激勵電極31、32夾住的振動區(qū)域以外的振動區(qū)域發(fā)揮作用，導致在諧振頻率附近產(chǎn)生不必要的雜散(Spurious)。因此，通過在激勵電極31與引出電極35的連接區(qū)域進行切入來減小連接區(qū)域的寬度，從而縮小所述重疊區(qū)域的面積。因此，通過縮小所述重疊區(qū)域的面積，降低在諧振頻率附近產(chǎn)生不必要的雜散。
[0129]此外，從激勵電極32延伸出引出電極36，激勵電極31和焊盤電極34經(jīng)由該引出電極36電連接。引出電極36被設置成在俯視時不隔著壓電基板2與引出電極35重疊。由此，能夠抑制引出電極35、36之間的靜電電容。此外，在俯視振動元件I時，引出電極35、36沒有過度地侵入固定部29內(nèi)，在固定部29內(nèi)(特別是緣部)存在未形成電極3的區(qū)域Tl。在本實施方式中，在俯視時，在如端側(cè)和基端側(cè)中間隔著焊盤電極33、34存在區(qū)域Tl。構(gòu)成壓電基板2的石英基板具有透光性，因此通過采用上述結(jié)構(gòu)，能夠從振動元件I的背面?zhèn)瓤吹礁糁潭ú?9的背景(朝向振動元件I 一側(cè)的情況)。因此，如圖4所示，當使粘接劑91與固定部29接觸時，能夠隔著振動元件I看到粘接劑91，能夠高精度地控制粘接劑91的定位、與粘接劑91的接觸面積、粘接劑91的形狀等。
[0130]這樣的電極3能夠由金屬覆蓋膜構(gòu)成，該金屬覆蓋膜是在例如Cr (鉻)、Ni (鎳)等的基底層上層疊Au (金)或以Au (金)為主成分的合金而成的。
[0131]以上對振動元件I進行了說明。如前所述，振動元件I具有第2厚壁部24，并且該第2厚壁部24具有外緣部243，由此能夠保持振動元件I的前端側(cè)的剛性，并且減小前端側(cè)的質(zhì)量。因此，能夠減小在如圖4所示在固定部29上通過粘接劑固定于對象物的狀態(tài)下，向振動元件I施加Y’軸方向的角速度時振動元件I的前端側(cè)(自由端側(cè))的撓曲量。其結(jié)果是，能夠?qū)⒂捎赮’軸方向的加速度引起的振動特性的變化抑制得較小，能夠降低振動元件I對Y’軸方向的加速度的靈敏度。因此，不管是否施加Y’軸方向的加速度，振動元件I都能夠發(fā)揮穩(wěn)定的振動特性。特別是如本實施方式那樣，通過跨厚壁部主體242、傾斜部241和振動部21來形成外緣部243，能夠進一步減小振動元件I的前端側(cè)(自由端側(cè))的質(zhì)量，上述效果更加顯著。
[0132]這里，如圖2所示，設在俯視振動元件I時，第2厚壁部24與激勵電極31在X軸方向上重疊的區(qū)域為中央?yún)^(qū)域(第I厚壁部區(qū)域)T21，與中央?yún)^(qū)域T21相比位于前端側(cè)的區(qū)域為前端側(cè)區(qū)域(第2厚壁部區(qū)域)T22，與中央?yún)^(qū)域T21相比位于基端側(cè)的區(qū)域為基端側(cè)區(qū)域(第3厚壁部區(qū)域)T23時，外緣部243是跨前端側(cè)區(qū)域T22、中央?yún)^(qū)域T21而形成的。換言之，外緣部243的基端側(cè)的端243b位于中央?yún)^(qū)域T21。由此，能夠適度地保留第2厚壁部24的前端側(cè)的部分，能夠高平衡地實現(xiàn)振動元件I (振動部21)的剛性的確保和前端側(cè)的質(zhì)量的降低。因此，能夠更有效地降低振動元件I對Y’軸方向的加速度的靈敏度。此外，能夠更有效地抑制發(fā)生不必要的振動模式。
[0133]作為本實施方式的變形例，如圖5所示，也可以是外緣部243整體形成在前端側(cè)區(qū)域T22。換言之，外緣部243的基端側(cè)的端243b也可以位于前端側(cè)區(qū)域T22。由此，相對于本實施方式，雖然前端側(cè)的質(zhì)量降低效果變差，但是，剛性確保效果得到提高。此外，如圖6所示，外緣部243也可以跨前端側(cè)區(qū)域T22、中央?yún)^(qū)域T21和基端側(cè)區(qū)域T23而形成。換言之，外緣部243的基端側(cè)的端243b也可以位于基端側(cè)區(qū)域T23。由此，相對于本實施方式，雖然剛性確保效果變差，但是，前端側(cè)的質(zhì)量降低效果得到提高。除此之外，端243b也可以位于中央?yún)^(qū)域T21與前端側(cè)區(qū)域T22的邊界上，還可以位于中央?yún)^(qū)域T21與基端側(cè)區(qū)域T23的邊界上。
[0134]例如，能夠根據(jù)振動部21的大小(振動部21占壓電基板2的比例)、形狀、第2厚壁部24的寬度、厚度等來適當選擇本實施方式、圖5所示的方式、圖6所示的方式。
[0135]此外，如圖7所示，設在俯視振動元件I時，由與厚壁部主體242的-V軸側(cè)的端緣242a —致的直線1^1、與+2’軸側(cè)的端緣242b —致的直線L2、與激勵電極31的-X軸側(cè)的端相交并在Z’軸方向上延伸的直線L3、以及與激勵電極31的+X軸側(cè)的端相交并在Z’軸方向延伸的直線L4包圍的區(qū)域T3的面積為SI,位于區(qū)域T3內(nèi)的厚壁部主體242的面積為S2時，優(yōu)選滿足0.65 ( S2/S1 ( 0.85的關(guān)系，更優(yōu)選滿足0.74 ( S2/S1 ( 0.79的關(guān)系。由此，能夠向振動元件I的前端側(cè)適度保留第2厚壁部24，能夠高平衡地實現(xiàn)振動元件1 (振動部21)的剛性的確保和前端側(cè)的質(zhì)量的降低。
[0136]此外,如圖8所不,設在俯視振動兀件I時，由直線L1、L2、與振動部21的-X軸方向的端相交并在V軸方向上延伸的直線(第I外緣211的延長線)L5、以及與振動部21的+X軸方向的端相交并在Z’軸方向上延伸的直線(第I外緣212的延長線)L6包圍的區(qū)域T4的面積為S3，位于區(qū)域T4內(nèi)的厚壁部主體242的面積為S4時，優(yōu)選滿足S4/S3 ( 0.75的關(guān)系，更優(yōu)選滿足S4/S3 ( 0.69的關(guān)系。由此，能夠有效地減小振動元件I的前端側(cè)的質(zhì)量。
[0137]以上對振動元件I進行了說明。在本實施方式的振動元件I中，通過在壓電基板2的+Y’軸側(cè)形成凹陷部來形成振動部21，并且，厚壁部22由相對于振動部21位于+X軸側(cè)的第I厚壁部23、和位于+Z’軸側(cè)的第2厚壁部24構(gòu)成，但是，振動元件I也可以是將其翻轉(zhuǎn)過來的結(jié)構(gòu)。即，也可以如圖9所示，通過在壓電基板2的-Y’軸側(cè)形成凹陷部來形成振動部21，并且，厚壁部22由相對于振動部21位于+X軸側(cè)的第I厚壁部23、和位于-Z’軸側(cè)的第2厚壁部24構(gòu)成。通過這樣的結(jié)構(gòu)，也能夠發(fā)揮與本實施方式相同的效果(特別是能夠減小傾斜部231、241的寬度的效果)。
[0138]針對本實施方式的振動元件I,使用2個樣品對加速度靈敏度(1/gX 10-9)進行了測定。將其結(jié)果在表1和圖10中示出。另外，將在測定中向振動元件施加的振動的頻率設為“加振f (Hz)”。
[0139]【表1】
[0140]
【權(quán)利要求】
1.一種振動元件，其特征在于，該振動元件包含: 基板，其包含第I區(qū)域和第2區(qū)域，其中，該第I區(qū)域包含以厚度剪切振動的方式進行振動的振動區(qū)域，該第2區(qū)域與所述第I區(qū)域成為一體，厚度比所述第I區(qū)域厚；以及激勵電極，其分別設于所述振動區(qū)域的彼此處于正反關(guān)系的第I主面和第2主面，所述第2區(qū)域包含: 第I厚壁部，其配置有安裝于對象物的固定部；以及 第2厚壁部，其與所述第I厚壁部連接， 所述第2厚壁部在俯視時與所述固定部側(cè)相反一側(cè)的端部包含外緣部，該外緣部與所述厚度剪切振動的振動方向和垂直于所述厚度剪切振動的振動方向的方向交叉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動元件，其中， 所述第I區(qū)域包含: 與所述厚度剪切振動的振動方向交叉的一對第I外緣；以及 沿著所述厚度剪切振動的振動方向的一對第2外緣， 沿著所述一對第I外緣中的一方設置所述第I厚壁部， 沿著所述一對第2外緣中的至少一方設置所述第2厚壁部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振動元件，其中， 所述第2厚壁部包含: 傾斜部，其與所述第2外緣連接設置，厚度隨著遠離所述第2外緣而逐漸增大；以及厚度恒定的厚壁部主體，其連接于俯視時所述傾斜部的與所述第2外緣側(cè)相反一側(cè)的端緣， 所述外緣部整體設置在所述厚壁部主體上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振動元件，其中， 所述第2厚壁部包含: 傾斜部，其與所述第2外緣連接設置，厚度隨著遠離所述第2外緣而逐漸增大；以及厚度恒定的厚壁部主體，其連接于俯視時所述傾斜部的與所述第2外緣側(cè)相反一側(cè)的端緣， 跨所述厚壁部主體和所述傾斜部設置所述外緣部。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振動元件，其中， 所述第2厚壁部包含: 傾斜部，其與所述第2外緣連接設置，厚度隨著遠離所述第2外緣而逐漸增大；以及厚度恒定的厚壁部主體，其連接于俯視時所述傾斜部的與所述第2外緣側(cè)相反一側(cè)的端緣， 跨所述厚壁部主體、所述傾斜部以及所述第I區(qū)域設置所述外緣部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5中的任意一項所述的振動元件，其中， 當設在所述第2厚壁部的所述厚度剪切振動的振動方向上與所述激勵電極并列的區(qū)域為第I厚壁區(qū)域，俯視時與所述第I厚壁區(qū)域相比所述固定部相反一側(cè)的區(qū)域為第2厚壁區(qū)域時， 跨所述第I厚壁區(qū)域和所述第2厚壁區(qū)域設置所述外緣部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~5中的任意一項所述的振動元件，其中，當設在所述第2厚壁部的所述厚度剪切振動的振動方向上與所述激勵電極并列的區(qū)域為第I厚壁區(qū)域，與所述第I厚壁區(qū)域相比所述固定部相反一側(cè)的區(qū)域為第2厚壁區(qū)域，與所述第I厚壁區(qū)域相比所述固定部側(cè)的區(qū)域為第3厚壁區(qū)域時， 跨所述第2厚壁區(qū)域、所述第I厚壁區(qū)域以及所述第3厚壁區(qū)域設置所述外緣部。
8.根據(jù)權(quán)利要求3~5中的任意一項所述的振動元件，其中， 當設俯視時被所述第2厚壁部的所述厚壁部主體的所述第2外緣側(cè)的端緣、所述厚壁部主體的與所述第2外緣相反一側(cè)的端緣、與所述激勵電極在所述振動方向上的一端相交且與所述振動方向正交的直線、以及與所述激勵電極在所述振動方向上的另一端相交且與所述振動方向正交的直線包圍的區(qū)域的面積為SI，位于所述區(qū)域內(nèi)的所述第2厚壁部的面積為S2時， 滿足 0.65 ≤ S2/S1 ≤ 0.85 的關(guān)系。
9.根據(jù)權(quán)利要求3~5中的任意一項所述的振動元件，其中， 當設俯視時被所述第2厚壁部的所述厚壁部主體的所述第2外緣側(cè)的端緣、所述厚壁部主體的與所述第2外緣相反一側(cè)的端緣、與所述第I區(qū)域在所述振動方向上的一端相交且與所述振動方向正交的直線、以及與所述第I區(qū)域在所述振動方向上的另一端相交且與所述振動方向正交的直線包圍的區(qū)域的面積為S3，位于所述區(qū)域內(nèi)的所述第2厚壁部的面積為S4時， 滿足S4/S3≤0.75的關(guān)系。
10.根據(jù)權(quán)利要求1~5中的任意一項所述的振動元件，其中， 在俯視時，所述第I區(qū)域的面積為所述基板的面積的1/2以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求1~5中的任意一項所述的振動元件，其中， 與所述第I厚壁部連接的所述第I外緣和與所述第2厚壁部連接的所述第2外緣是通過第3外緣連接的，其中，該第3外緣與所述振動方向和垂直于所述振動方向的方向交叉。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的振動元件,其中， 所述振動元件具有引出電極，該引出電極從所述激勵電極延伸，經(jīng)由所述第2區(qū)域的與所述第2外緣連接的側(cè)壁和與所述第3外緣連接的側(cè)壁，引出到所述第2區(qū)域的主面。
13.根據(jù)權(quán)利要求1~5中的任意一項所述的振動元件，其中， 能夠從所述基板的與配置有所述固定部的主面相反一側(cè)的主面?zhèn)龋糁┮晻r所述固定部與所述激勵電極之間的區(qū)域，看到所述固定部側(cè)的背景。
14.根據(jù)權(quán)利要求1~5中的任意一項所述的振動元件，其中， 所述基板是如下的石英板:在石英晶軸即作為電氣軸的X軸、作為機械軸的Y軸以及作為光學軸的Z軸中，將所述X軸作為旋轉(zhuǎn)軸，將使所述Z軸以+Z側(cè)向所述Y軸的-Y方向旋轉(zhuǎn)的方式傾斜后的軸作為Z’軸，將使所述Y軸以+Y側(cè)向所述Z軸的+Z方向旋轉(zhuǎn)的方式傾斜后的軸作為Y’軸，將包含所述X軸和所述Z’軸的面作為主面，將沿著所述Y’軸的方向作為厚度。
15.—種振子,其特征在于,該振子包含: 權(quán)利要求1~5中的任意一項所述的振動元件；以及 收納所述振動元件的封裝。
16.—種振蕩器,其特征在于,該振蕩器具有:權(quán)利要求1~5中的任意一項所述的振動元件；以及 電路。
17.—種電子設備,其特征在于,該電子設備具有權(quán)利要求1~5中的任意一項所述的振動元件。
18.—種移動體,其特征在于,該移動體具有權(quán)利要求1~5中的任意一項所述的振動元件。
【文檔編號】H03H9/19GK103944531SQ201410017442
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月18日
【發(fā)明者】小幡直久 申請人:精工愛普生株式會社