CN104753491B - 振子、振荡器、电子设备、物理量传感器和移动体 - Google Patents

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Abstract

提供振子、振荡器、电子设备、物理量传感器和移动体，能够减少振动泄漏。振子(1)具有：振动元件(2)；安装有振动元件(2)的封装(9)；以及将振动元件(2)固定于封装(9)的导电性粘合部件(11、12)。在设振动元件(2)的基部(31)的宽度为W1、连结部(35)的宽度为W2、导电性粘合部件(11、12)的杨氏模量为E时，在满足‑1.3GPa≤logE≤‑0.7GPa的关系时，满足0.1≤W2/W1≤0.7的关系。

Description

振子、振荡器、电子设备、物理量传感器和移动体
技术领域
本发明涉及振子、振荡器、电子设备、物理量传感器以及移动体。
背景技术
以外，公知有使用了石英的振动元件。这样的振动元件的频率温度特性优异，因此被广泛用作各种电子设备的基准频率源和振荡源等。
专利文献1中记载的振动元件为音叉型，具有振动片，该振动片包含：基部；从基部的一端侧延伸的一对振动臂；位于基部的另一端侧的连接部；以及位于基部与连接部之间并连结它们的连结部(被缺口夹着的宽度小的部分)，通过形成连结部，能够减少振动泄漏。此外，在专利文献1中，还记载有连结部的宽度W2可以为基部的宽度W1的50％以下。
但是，在专利文献1记载的振动元件中，在各振动臂的末端部没有设置施重部(锤头)。在振动臂设置有施重部的情况下，驱动时的振动臂容易产生扭曲，相应地处于振动泄漏增大的趋势。此外，在相同长度的振动臂中，在为了实现振动元件的高性能化而形成施重部的情况下，由弯曲振动给基部带来的振动影响必然增大，振动泄漏也随之处于增大的趋势。因此，在振动臂设置有施重部的情况下，如果仅将宽度W2设为宽度W1的50％以下，则无法确定是否能够充分地减少振动泄漏。
此外，将振动元件固定于封装的固定部件(通常为金属凸点或导电性的粘合部件)的硬度对振动元件的振动泄漏的影响较大。即，即使将宽度W2设为宽度W1的50％以下，根据固定部件的硬度，可能无法充分减少振动泄漏。在专利文献1中，关于固定部件的硬度没有任何记载，固定部件的硬度与宽度W2(W2/W1)的关系不明。
专利文献1：日本特开2009-130456号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供能够减少振动泄漏的振子、具有该振子的高可靠性的振荡器、电子设备、物理量传感器以及移动体。
本发明正是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的，可作为以下应用例来实现。
[应用例1]
本应用例的振子的特征在于该振子包含：振动元件；安装有所述振动元件的封装；以及将所述振动元件安装于所述封装的部件，所述振动元件包含：基部；一对振动臂，它们在俯视时从所述基部的一端侧延伸；连接部，其在俯视时配置在所述基部的另一端侧；以及连结部，其在俯视时配置在所述基部与所述连接部之间，连结所述基部与所述连接部，所述振动臂包含：施重部；以及臂部，其在俯视时配置在所述基部与所述施重部之间，在设所述基部的沿着与所述延伸方向交叉的方向的宽度为W1、所述连结部的沿着所述交叉的方向的宽度为W2、所述部件的杨氏模量为E(GPa)时，在满足-1.3≤logE＜-0.7的关系时，满足的关系。
由此，得到能够减少振动泄漏的振子。
[应用例2]
本应用例的振子的特征在于该振子包含：振动元件；安装有所述振动元件的封装；以及将所述振动元件安装于所述封装的部件，所述振动元件包含：基部；一对振动臂，它们在俯视时从所述基部的一端侧延伸；连接部，其在俯视时配置在所述基部的另一端侧；以及连结部，其在俯视时配置在所述基部与所述连接部之间，连结所述基部与所述连接部，所述振动臂包含：施重部；以及臂部，其在俯视时配置在所述基部与所述施重部之间，在设所述基部的沿着与所述延伸方向交叉的方向的宽度为W1、所述连结部的沿着所述交叉的方向的宽度为W2、所述部件的杨氏模量为E(GPa)时，在满足-0.7≤logE≤0.7的关系时，满足
的关系。
由此，得到能够减少振动泄漏的振子。
[应用例3]
本应用例的振子的特征在于该振子包含：振动元件；安装有所述振动元件的封装；以及将所述振动元件安装于所述封装的部件，所述振动元件包含：基部；一对振动臂，它们在俯视时从所述基部的一端侧延伸；连接部，其在俯视时配置在所述基部的另一端侧；以及连结部，其在俯视时配置在所述基部与所述连接部之间，连结所述基部与所述连接部，所述振动臂包含：施重部；以及臂部，其在俯视时配置在所述基部与所述施重部之间，在设所述基部的沿着与所述延伸方向交叉的方向的宽度为W1、所述连结部的沿着所述交叉的方向的宽度为W2、所述部件的杨氏模量为E(GPa)时，在满足-1.3≤logE＜-1.0的关系时，满足
的关系。
由此，得到能够减少振动泄漏的振子。
[应用例4]
本应用例的振子的特征在于该振子包含：振动元件；安装有所述振动元件的封装；以及将所述振动元件安装于所述封装的部件，所述振动元件包含：基部；一对振动臂，它们在俯视时从所述基部的一端侧延伸；连接部，其在俯视时配置在所述基部的另一端侧；以及连结部，其在俯视时配置在所述基部与所述连接部之间，连结所述基部与所述连接部，所述振动臂包含：施重部；以及臂部，其在俯视时配置在所述基部与所述施重部之间，在设所述基部的沿着与所述延伸方向交叉的方向的宽度为W1、所述连结部的沿着所述交叉的方向的宽度为W2、所述部件的杨氏模量为E(GPa)时，在满足-1.0≤logE≤0.7的关系时，满足
的关系。
由此，得到能够减少振动泄漏的振子。
[应用例5]
本应用例的振子的特征在于该振子包含：振动元件；安装有所述振动元件的封装；以及将所述振动元件安装于所述封装的部件，所述振动元件包含：基部；一对振动臂，它们在俯视时从所述基部的一端侧延伸；连接部，其在俯视时配置在所述基部的另一端侧；以及连结部，其在俯视时配置在所述基部与所述连接部之间，连结所述基部与所述连接部，所述振动臂包含：施重部；以及臂部，其在俯视时配置在所述基部与所述施重部之间，在设所述基部的沿着与所述延伸方向交叉的方向的宽度为W1、所述连结部的沿着所述交叉的方向的宽度为W2、所述部件的杨氏模量为E(GPa)时，在满足-1.3≤logE＜-0.82的关系时，满足
的关 系。
由此，得到能够减少振动泄漏的振子。
[应用例6]
本应用例的振子的特征在于该振子包含：振动元件；安装有所述振动元件的封装；以及将所述振动元件安装于所述封装的部件，所述振动元件包含：基部；一对振动臂，它们在俯视时从所述基部的一端侧延伸；连接部，其在俯视时配置在所述基部的另一端侧；以及连结部，其在俯视时配置在所述基部与所述连接部之间，连结所述基部与所述连接部，所述振动臂包含：施重部；以及臂部，其在俯视时配置在所述基部与所述施重部之间，在设所述基部的沿着与所述延伸方向交叉的方向的宽度为W1、所述连结部的沿着所述交叉的方向的宽度为W2、所述部件的杨氏模量为E(GPa)时，在满足-0.82≤logE≤0.7的关系时，满足
的 关系。
由此，得到能够减少振动泄漏的振子。
[应用例7]
在本应用例的振子中，优选的是，在设所述振动臂的沿着所述延伸方向的长度为L、所述施重部的沿着所述延伸方向的长度为H时，满足的关系。
由此，能够提高振动元件的Q值。
[应用例8]
在本应用例的振子中，优选的是，在设所述振动臂的沿着所述延伸方向的长度为L、所述施重部的沿着所述延伸方向的长度为H时，满足的关系。
由此，能够减少振动元件的CI值。
[应用例9]
在本应用例的振子中，优选的是，所述振动臂具有互为正反关系的一对主面和分别设置于所述一对主面的一对槽，在设沿着与所述延伸方向交叉的方向而夹着所述槽排列的所述主面的各部位的宽度为W3时，满足7(μm)≤W3≤15(μm)的关系。
由此，能够减少热弹性损耗，能够发挥更优异的振动特性。
[应用例10]
在本应用例的振子中，优选的是，所述振动臂具有互为正反关系的一对主面和分 别设置于所述一对主面的一对槽，在设所述振动臂的厚度为T、所述槽的深度为t时，满足的关系。
由此，能够减少热弹性损耗，能够发挥更优异的振动特性。
[应用例11]
在本应用例的振子中，优选的是，所述施重部的沿着与所述延伸方向交叉的方向的宽度大于所述臂部的沿着与所述延伸方向交叉的方向的宽度。
由此，能够进一步发挥施重部的效果。
[应用例12]
在本应用例的振子中，优选的是，所述基部包含第1宽度缩小部，该第1宽度缩小部位于所述另一端侧，在俯视时，与所述延伸方向交叉的方向的长度沿所述一对振动臂之间的中心线随着远离所述一端而连续地或者阶段性地减小。
由此，通过第1宽度缩小部，能够抵消(缓和/吸收)振动臂的振动，能够减少振动泄漏。因此，得到具有优异振动特性的振动片。此外，能够使基部的一端与另一端的分离距离变大，减少它们之间的热移动，从而减少热弹性损耗。
[应用例13]
在本应用例的振子中，优选的是，所述基部包含第2宽度缩小部，该第2宽度缩小部位于所述一端侧且所述一对振动臂之间，在俯视时，与所述延伸方向交叉的方向的长度沿所述一对振动臂之间的中心线随着远离所述另一端而连续地或阶段性地减小。
由此，通过第2宽度缩小部，能够抵消(缓和/吸收)振动臂的振动，能够减少振动泄漏。因此，得到具有优异振动特性的振动片。此外，能够使基部的一端与另一端的分离距离变大，减少它们之间的热移动，从而减少热弹性损耗。
[应用例14]
本应用例的振荡器的特征在于具有上述应用例的振子以及电路。
由此，得到高可靠性的振荡器。
[应用例15]
本应用例的电子设备的特征在于具有上述应用例的振子。
由此，得到高可靠性的电子设备。
[应用例16]
本应用例的物理量传感器的特征在于具有上述应用例的振子。
由此，得到高可靠性的物理量传感器。
[应用例17]
本应用例的移动体的特征在于具有上述应用例的振子。
由此，得到高可靠性的移动体。
附图说明
图1是本发明第1实施方式的振子的俯视图。
图2是图1中的A-A线剖视图。
图3是图1中的B-B线剖视图。
图4是示出利用湿法蚀刻形成的振动臂的剖视图。
图5是对弯曲振动时的热传导进行说明的振动臂的剖视图。
图6是示出Q值与f/fm的关系的曲线图。
图7是图1所示的振子具有的振动元件的部分放大俯视图。
图8是示出在仿真中使用的石英振动片的尺寸的俯视图以及剖视图。
图9是示出将仿真使用的石英振动片安装于底座的状态的侧视图。
图10是示出关于振动泄漏的仿真结果的表。
图11是示出关于振动泄漏的仿真结果的表。
图12是示出W2/W1与Q值之间的关系的曲线图。
图13是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的曲线图。
图14是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的曲线图。
图15是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的曲线图。
图16是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的曲线图。
图17是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的曲线图。
图18是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的曲线图。
图19是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的曲线图。
图20是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的曲线图。
图21是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的曲线图。
图22是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的曲线图。
图23是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的曲线图。
图24是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的曲线图。
图25是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的曲线图。
图26是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的曲线图。
图27是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的曲线图。
图28是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的曲线图。
图29是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的曲线图。
图30是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的曲线图。
图31是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的表。
图32是示出导电性粘合部件的杨氏模量与W2/W1之间的关系的曲线图。
图33是示出导电性粘合部件的杨氏模量与W2/W1之间的关系的曲线图。
图34是示出导电性粘合部件的杨氏模量与W2/W1之间的关系的曲线图。
图35是本发明第2实施方式的振子具有的振动元件的俯视图。
图36是示出本发明的振荡器的优选实施方式的剖视图。
图37是示出本发明的物理量传感器的优选实施方式的剖视图。
图38是示出应用了本发明的电子设备的移动型(或笔记本型)的个人计算机的结构的立体图。
图39是示出应用了本发明的电子设备的移动电话(也包含PHS)的结构的立体图。
图40是示出应用了本发明的电子设备的数字照相机的结构的立体图。
图41是示出应用了本发明的移动体的汽车的立体图。
标号说明
1振子；11、12导电性粘合部件；2振动元件；3石英振动片；31基部；31a、31b缺口部；311第1宽度缩小部；312第2宽度缩小部；32、33振动臂；32a、32b主面；32a'堤部；32c、32d、33c、33d侧面；321臂部；322、332锤头；323、324、333、334槽；323a底面；324a底面；34连接部；35连结部；84第1驱动用电极；85第2驱动用电极；86、87连接电极；9封装；91底座；911凹部；92盖；951、961连接端子；952、962贯通电极；953、963外部端子；100振荡器；110IC芯片；120内部端子；200物理量传感器；210IC芯片；220内部端子；1100个人计算机；1102键盘；1104主体部；1106显示单元；1108显示部；1200移动电话；1202操作按钮；1204接听口；1206通话口；1208显示部；1300数字照相机；1302壳体；1304受光单元；1306快门按钮；1308存储器；1310显示部；1312视频信号输出端子；1314输入/输出端子；1430电视监视器；1440个人计算机；1500汽车；F1曲线；F2曲线；L全长；LL中心线；S收纳空间；T、T1厚度；W1、W2、W3、W4、W5宽度；W7分离距离；fm热弛豫频率；fm0热弛豫频率
具体实施方式
以下，根据附图所示的优选实施方式，对本发明的振子、振荡器、电子设备、物理量传感器以及移动体进行详细说明。
1.振子
首先，对本发明的振子进行说明。
＜第1实施方式＞
图1是本发明第1实施方式的振子的俯视图。图2是图1中的A-A线剖视图。图3是图1中的B-B线剖视图。图4是示出利用湿法蚀刻形成的振动臂的剖视图。图5是对弯曲振动时的热传导进行说明的振动臂的剖视图。图6是示出Q值与f/fm的关系的曲线图。图7是图1所示的振子具有的振动元件的部分放大俯视图。图8是示出在仿真中使用的石英振动片的尺寸的俯视图以及剖视图。图9是示出将仿真使用的石英振动片安装于底座的状态的侧视图。图10和图11分别是示出关于振动泄漏的仿真结果的表。图12是示出W2/W1与Q值之间的关系的曲线图。图13～图30分别是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的曲线图。图31是示出W2/W1与振动泄漏难度指数之间的关系的表。图32是示出导电性粘合部件的杨氏模量与W2/W1之间的关系的曲线图。
以下，为了便于说明，将图2中的上侧称作“上”，将下侧称作“下”。此外，将图1中的上侧称作“末端”，将下侧称作“基端”。
如图1所示，振子1具有振动元件2、收纳振动元件2的封装9。
《封装》
如图1以及图2所示，封装9具有：箱状的底座91，其具有朝上表面敞开的凹部911；以及以塞住凹部911的开口的方式与底座91接合的板状的盖92。封装9具有利用盖92封闭凹部911而形成的收纳空间S，在该收纳空间S中气密地收纳有振动元件2。收纳空间S内的气氛没有特别限定，但优选为减压状态(真空状态)。由此，相对于振动元件2的驱动的空气阻力下降，因而能够发挥优异的振动特性。此外，收纳空间S内的真空度没有特别限定，但优选为100Pa以下的程度，更优选为10Pa以下的程度。此外，也可以在收纳空间S内封入有氮、氦、氩等的惰性气体。
底座91的构成材料没有特别限定，可使用氧化铝等各种陶瓷。此外，盖92的构成材料没有特别限定，只要是线膨胀系数与底座91的构成材料近似的部件即可。例如，在底座91的构成材料采用上述的陶瓷的情况下，盖92的构成材料优选采用可伐合金等合金。此外，底座91与盖92的接合没有特别限定，例如，可以经由金属化层进行接合。
此外，在底座91的凹部911的底面形成有连接端子951、961。此外，在连接端子951上设置有导电性粘合部件(固定部件)11，在连接端子961上设置有导电性粘合部件(固定部件)12。通过这些导电性粘合部件11、12，振动元件2被安装于底座91，并且，连接端子951与后述的第1驱动用电极84电连接，连接端子961与后述的第2驱动用电极85电连接。
此外，导电性粘合部件11、12只要分别具有导电性以及粘合性，则没有特别限定，例如，可以使用在环氧类、丙烯树脂类、硅类、聚酰亚胺类、双马来酰亚胺类、聚酯类、聚氨酯类的粘合部件(树脂)中混合银粒子等导电性填料而得到的导电性粘合部件。
导电性粘合部件11、12(上述粘合部件)的杨氏模量E[GPa]满足下述式(1)的关系。通过满足下述式(1)的关系，能够使导电性粘合部件11、12变柔软。因此，例如，能够利用导电性粘合部件11、12吸收/缓和因底座91与振动元件2的热膨胀系数的不同而产生的热应力，能够减轻振动元件2的振动特性的下降或变化。
-1.3≤logE≤0.7......(1)
此外，在假设导电性粘合部件11、12的杨氏模量E小于上述式(1)的下限值时，导电性粘合部件11、12变得过软。因此，在施加下落等冲击时，振动元件2相对于封装9位移较大，例如振动臂与封装9接触而发生破损的可能性升高。
相反，在导电性粘合部件11、12的杨氏模量超过上述式(1)的上限值时，导电性粘合部件11、12变得过硬。因此，在施加下落等冲击时，例如，应力集中于振动元件2与导电性粘合部件11、12的接合部，振动元件2从该应力集中部位发生破损的可能性升高。此外，作为不需要的振动模式的X同相模式的共振频率容易接近于作为振动元件2的驱动模式的X反相模式的共振频率，振动泄漏增大的可能性升高。
此处，在杨氏模量E＝1.0GPa时，成为logE＝0GPa，因此，上述式(1)也可由下述式(2)表示。
0.05(GPa)≤E≤5.00(GPa)......(2)
此外，导电性粘合部件11、12的泊松比没有特别限定，但优选为0.20以上且0.40以下的程度。此外，导电性粘合部件11、12的厚度T1没有特别限定，但优选为5μm以上且50μm以下的程度，更优选为15μm以上且25μm以下的程度。此外，导电性粘合部件11、12的质量密度没有特别限定，但优选为500kg/m3以上且10000kg/m3以下的程度，更优选为3000kg/m3以上且6000kg/m3以下的程度。
此外，如图2所示，连接端子951经由贯通底座91的底部的贯通电极952，与设置在底座91的下表面的外部端子953电连接，同样，连接端子961经由贯通底座91的底部的贯通电极962，与设置在底座91的下表面的外部端子963电连接。连接端子951、961、贯通电极952、962以及外部端子953、963的结构只要分别具有导电性，则没有特别限定，例如，可以是在Cr(铬)、Ni(镍)、W(钨)、钼(Mo)等基底层上形成有Au(金)、Ag(银)、Cu(铜)等的镀层的结构。
《振动元件》
如图1～图3所示，振动元件2具有石英振动片(振动片)3、形成在石英振动片3上的第1驱动用电极84以及第2驱动用电极85。在图1和图2中，为了便于说明，省略了第1驱动用电极84、第2驱动用电极85的图示。
石英振动片3由Z切石英板构成。Z切石英板是大致以Z轴为厚度方向的石英基板。此外，石英振动片3可以使其厚度方向与Z轴一致，但从减小常温附近的频率温度变化的角度来看，使Z轴相对于厚度方向略微倾斜。即，成为这样的石英振动片3：在设倾斜角度为θ度(-5°≤θ≤15°)的情况下，以由作为上述石英的电轴的X轴、作为机械轴的Y轴、作为光学轴的Z轴构成的垂直坐标系中的上述X轴为旋转轴，在设使上述Z轴以+Z侧朝上述Y轴的-Y方向旋转的方式倾斜θ度后的轴为Z'轴、设使上述Y轴以+Y侧朝上述Z轴的+Z方向旋转的方式倾斜θ度后的轴为Y'轴时，沿着Z'轴的方向为厚度方向，包含X轴和Y'轴的面为主面。在各图中，示出了这些X轴、Y轴以及Z轴。
石英振动片3以Y轴方向为长度方向，以X轴方向为宽度方向，以Z轴方向为厚度方向。此外，石英振动片3在其大致整个区域(形成有后述的槽323、324、333、334的区域除外)中具有大致相同的厚度。石英振动片3的厚度T没有特别限定，但优选为100μm以上且140μm以下的程度。由此，如后述那样，能够使配置在振动臂32、33的侧面的第1驱动用电极84、第2驱动用电极85的面积足够大，因此，能够充分减小CI值。此外，能够确保后述的热的传递路径(参照图6)足够长，因此能够充分减少热弹性损耗。此外，在小于上述下限值时，机械强度不足，石英振动片3可能发生破损，在超过上述上限值时，难以利用湿法蚀刻生成细微形状，导致振动元件2的过度大型化。
这样的石英振动片3具有：基部31；一对振动臂32、33，它们从基部31的+Y轴侧的端(一端)朝+Y轴方向延伸；连接部34，其配置在基部31的-Y轴侧；连结部35，其位于基部31与连接部34之间，连结基部31与连接部34。这些基部31、振动臂32、33、连接部34以及连结部35由石英基板一体地形成。
基部31呈这样的板状：在XY平面上扩展、在Z轴方向上具有厚度。连结部35从这样的基部31的-Y轴侧(另一端侧)的端部朝-Y轴方向延伸。连接部34与连结部35的-Y轴侧的端部连接，连接部34从连结部35朝X轴方向两侧延伸。
而且，这样的振动元件2的连接部34通过导电性粘合部件11、12安装于底座91。这样，通过使用两个导电性粘合部件11、12，能够以稳定的状态将振动元件2安装于底座91。
此处，连结部35的宽度小于基部31。换言之，连结部35相对于基部31缩小宽度。此外，连结部35是通过在与基部31的振动臂32、33侧(+Y轴侧)的端部充分远离的位置形成缺口部31a、31b而形成的，该缺口部31a、31b是在两侧缘使基部31的宽度方向的尺寸局部地缩小宽度而形成的。通过设置这样的连结部35，例如，在振动臂32、33相互分离地弯曲振动时，位于与缺口部31a、31b的边界附近的基部31从振动臂32、33朝连结部35压缩，以使该振动相互抵消的方式相互作用。在缺口部31a、31b不是宽度缩小的形状的情况下，振动的抵消大致限定在X轴方向，而在缺口部31a、31b设置为宽度缩小的形状的情况下，除了X轴方向以外，还有效地进行了Y轴方向的抵消，因此，能够减轻在弯曲振动时产生的振动泄漏传输到连接部34，将振动元件2的CI值抑制得较低。即，通过设置连结部35，成为具有优异的振动特性的振动元件2。
尤其是，在本实施方式中，在基部31的-Y轴侧的端部设置有第1宽度缩小部311。该第1宽度缩小部311的宽度(X轴方向的长度)沿着振动臂32、33之间的中心线LL(Y轴)朝-Y轴侧(随着与基部31的+Y轴侧的端部远离)连续地减小。此外，第1宽度缩小部311关于中心线LL对称地设置。通过设置这样的第1宽度缩小部311，能够减少由振动臂32、33的弯曲振动造成的基部31的Y轴方向的位移(振动)。其结果是，能够得到振动泄漏小的振动元件2。此外，通过设置第1宽度缩小部311，与没有设置第1宽度缩小部311的情况相比，能够使基部31的+Y轴侧的端部与-Y轴侧的端部的分离距离变大。在振动臂32、33以相互分离的方式弯曲振动时，位于与缺口部31a、31b的边界附近的基部31随着从振动臂32、33朝连结部35压缩而温度上升，夹在振动臂32、33的基端部(-Y轴方向端部)之间的基部31的一端侧(+Y轴方向端部)周边随着伸长而温度下降，在振动臂32、33以相互接近的方式弯曲振动时，位于与缺口部31a、31b的边界附近的基部31随着从振动臂32、33朝连结部35伸长而温度下降，夹在振动臂32、33的基端部(-Y轴方向端部)的基部31的一端侧(+Y轴方向端部)周边随着压缩而温度上升，但通过设置第1宽度缩小部311，在它们之间产生的热移动所需的路径变长，因此，在后述的绝热区域中，能够减少热弹性损耗。
此处，第1宽度缩小部311的轮廓呈拱状，但只要发挥上述的作用，则不限于此。例如，轮廓可以通过多条直线而形成为阶梯状、即其宽度(X轴方向的长度)沿着中心线LL朝-Y轴侧阶段性地减小，也可以由多条直线模仿拱状进行设置，或者分别通过单一的直线来设置与缺口部31a、31b相对的第1宽度缩小部311。
振动臂32、33以沿X轴方向排列且彼此平行的方式，从基部31的+Y轴侧的端部朝+Y轴方向延伸。这些振动臂32、33分别呈长条形状，它们的基端(-Y轴侧的端部)为固定端，末端(+Y轴侧的端部)为自由端。此外，振动臂32、33分别具有：臂部321、331，它们从基部31延伸；以及作为施重部的锤头322、332，它们位于臂部321、331的末端侧，宽度大于臂部321、331。这样，通过在振动臂32、33的末端部设置锤头322、332，能够缩短振动臂32、33，能够实现振动元件2的小型化。此外，能够缩短振动臂32、33，相应地，能够使得以相同的频率使振动臂32、33振动时的振动臂32、33的振动速度比以往下降，因此，能够减少振动臂32、33振动时的空气阻力，相应地，Q值得到提高，能够提高振动特性。
此处，锤头322、332的分离距离W7没有特别限定，但优选的是，例如相对于振动臂32、33的厚度T(μm)，满足0.033T(μm)≤W7≤0.33T(μm)的关系。由此，在使用光刻技术以及湿法蚀刻技术形成石英振动片3时，优化锤头322、332彼此的分离距离W7与振动臂32、33(锤头322、332)的厚度T之间的关系，其结果是，形成实现了超小型的石英振动片3。
此外，作为施重部的锤头322、332，以宽度大于臂部的情况为实施例而进行了记载，但不限于此，只要每单位长度的质量密度高于臂部321、331即可。例如，施重部可以具有比臂部厚的部分、较厚地设置有Au等金属、由质量密度高的物质(与臂部不同的材料，对与臂部相同的材料进行掺杂而成的材料)构成。此外，也可以是它们的组合。
以下，对上述关系式的计算方法进行说明。设利用湿法蚀刻贯通厚度T(μm)的Z切石英板所需的时间为m1(分钟)、实际加工该Z切石英板的时间为m2(分钟)、规定的系数为k、在时间m2内Z切石英板在±X轴方向上被蚀刻的量(侧蚀量)之和为ΔX(μm)时，ΔX可以由ΔX＝m2/m1×T×k表示。在该式中，在设m1＝m2的情况下，ΔX＝T×k…(式A)。
因此，实际上，从正反主面进行湿法蚀刻，直到贯通厚度T＝100(μm)的Z切石英板为止，在贯通时刻结束湿法蚀刻。测定此时的ΔX，ΔX为1.63(μm)。将该实测值代入(式A)，由此计算出k＝0.0163。在将其换算为从一个主面进行湿法蚀刻的情况时，计算出k＝0.0326。
此外，在制作振动元件2的情况下，为了通过使振动臂32、33(锤头322、332)的截面形状具有较高的对称性而抑制振动泄漏，优选2≤m2/m1≤30…(式B)。根据该(式B)以及(式A)，在从正反主面进行湿法蚀刻的情况下，得到0.033T(μm)≤W7≤0.489T(μm)，在从一个主面进行湿法蚀刻的情况下，得到0.065T(μm)≤W7≤0.978T(μm)。
此外，从使振动元件2小型化的角度来看，优选通过从互为正反关系的第1主面以及第2主面进行湿法蚀刻来减小ΔX，因此，导出上述关系式0.033T(μm)≤W7≤0.489T(μm)，而在本实施方式中，如上述关系式0.033T(μm)≤W7≤0.33T(μm)那样，将该上限值设定为更小的值。由此，实现了石英振动片3的超小型化。
以下，对振动臂32、33进行详细记述，振动臂32、33彼此为相同结构，因此，以下以振动臂32为代表进行说明，省略振动臂33的说明。
如图3所示，臂部321具有：一对主面32a、32b，它们由XY平面构成，互为正反关系；以及一对侧面32c、32d，它们由YZ平面构成，连接一对主面32a、32b。此外，臂部321具有朝主面32a敞开的有底的槽323和朝主面32b敞开的有底的槽324。这样，通过在振动臂32中形成槽323、324，能够实现热弹性损耗的下降，能够发挥优异的振动特性。槽323、324的长度没有特别限定，末端也可以延伸到锤头322，基端也可以延伸到基部31。通过设为这样的结构，使得臂部321与锤头322的边界部以及臂部321与基部31的边界部的应力集中得到缓和，减少施加冲击时产生弯折或缺口的可能性。槽可以仅设置在主面32a、32b中的一方，也可以省略。
槽323、324的深度t在与振动臂32的厚度T之间的关系中，优选满足下述式(3)。通过满足下述式(3)的关系，如后述那样，使得热移动路径变长，因此，能够在后述的绝热区域中有效地实现热弹性损耗的下降。因此，能够实现Q值的提高和与其相伴的CI值的下降，进而，能够进一步增大用于对弯曲变形的区域施加电场的电极面积，从而实现CI值的下降。
此外，如图4所示，在通过对石英基板进行基于湿法蚀刻的构图来制造石英振动片3的情况下，臂部321的截面形状成为露出石英的结晶面的形状。具体而言，-X轴方向的蚀刻率低于+X轴方向的蚀刻率，因此，-X轴方向的侧面成为比较平缓的倾斜，+X轴方向的侧面成为接近垂直的倾斜。如图4所示，在该情况下的槽323、324的深度t是指最深的位置处的深度。此处，如图4所示，槽323、324优选具有由XY平面构成的底面323a、324a。由此，能够使热移动路径变得更长，能够在绝热区域中有效地实现热弹性损耗的下降。
槽323、324优选形成为：对振动臂32调整X轴方向的位置，使得振动臂32的截面重心与振动臂32的截面形状的中心一致。由此，减少振动臂32的不需要的振动(具体而言，具有面外方向成分的振动)，因此能够减少振动泄漏。此外，在该情况下，减少对多余的振动进行驱动的情况，因此，能够相对地增大驱动区域、减小CI值。
此外，臂部321的主面32a的位于槽323的X轴方向两侧的堤部32a'的宽度(X轴方向的长度)W3没有特别限定，但优选满足7μm≤W3≤15μm的关系。由此，能够减少后述的侧面32c与侧面32d之间的热移动，减少热弹性损耗，相应地能够提高Q值，能够发挥优异的振动特性。
这样的臂部321的宽度(X轴方向的长度)W4没有特别限定，但优选为13μm以上300μm以下的程度，更优选为30μm以上且150μm以下的程度。在宽度W4小于上述下限值时，由于因制造技术，难以在臂部321上形成槽323、324，此外，在振动频率处于32.768kHz±1kHz的范围内时，有时不能使振动臂32处于绝热区域，反而有可能由于形成槽323或槽324而使热弹性损耗增大。另一方面，在宽度W4超过上述上限值时，因石英振动片3的厚度T而使臂部321的刚性过高，随着低功耗化导致的激励功率的减少，有时不能顺畅地进行臂部321的弯曲振动。此外，由于振动臂32变重，导电性粘合剂11、12的固定强度不足，在施加冲击时，振动元件2可能从底座91脱落。此处所说的宽度W4是指，位于臂部321的中央部、以大致固定的宽度延伸的部分的宽度，不是位于两端部的锥部的宽度。
此外，在设振动臂32的全长(Y轴方向的长度)为L、锤头322的全长(Y轴方向的长度)为H时，L以及H优选满足下述式(4)的关系。由此，能够减少热弹性损耗，相应地提高Q值。因此，成为具有优异的振动特性的振动元件2。此外，锤头322的全长H是指在锥部的末端侧且宽度固定的部分的长度，不包含位于锤头322的基端部(与臂部321之间的边界部)的锥部。此外，将振动臂32的基端设定为设置在振动臂32的基端部的锥部的末端Pe。
此外，在设振动臂32的全长(Y轴方向的长度)为L、锤头322的全长(Y轴方向的长度)为H时，优选还满足下述式(5)的关系。由此，能够实现CI值被抑制得较低、振动损耗减少、具有优异振动特性的振动元件2。
此外，锤头322的宽度(X轴方向的长度)W5没有特别限定，但优选为臂部321的宽度W4的1.5倍以上且10倍以下的程度。即，优选满足1.5×W4≤W5≤10×W4的关系。由此，能够确保锤头322的宽度足够大。因此，即使锤头322的长度H较短，也能够充分发挥锤头322的质量效应。因此，能够抑制振动臂32的全长L，实现振动元件2的小型化。此外，由于弯曲振动并非纯粹的面内振动，因此，在振动臂32弯曲振动时，可能因W5过大而使得锤头322大幅扭曲、振动泄漏增大，能减少这种现象。
以上，对石英振动片3的形状进行了说明。
如图3所示，在这样的石英振动片3具有的振动臂32上，形成有一对第1驱动用电极84和一对第2驱动用电极85。第1驱动用电极84中的一个形成在槽323的内表面，另一在形成在槽324的内表面。此外，第2驱动用电极85的一个形成在侧面32c，另一个形成在侧面32d。同样，在振动臂33中，也形成有一对第1驱动用电极84和一对第2驱动用电极85。第1驱动用电极84中的一个形成在侧面33c，另一方形成在侧面33d。此外，第2驱动用电极85的一个形成在槽333的内表面，另一个形成在槽334的内表面。
各第1驱动用电极84通过未图示的布线而引出到设置在连接部34的下表面的连接电极86，在连接电极86处经由导电性粘合部件11与连接端子951电连接。同样，各第2驱动用电极85通过未图示的布线而引出到设置在连接部34的下表面的连接电极87，在连接电极87处经由导电性粘合部件12与连接端子961电连接。而且，当对这些第1驱动用电极84、第2驱动用电极85之间施加交变电压时，振动臂32、33以反复地相互接近/分离的方式，在X反相模式下进行振动。
第1驱动用电极84、第2驱动用电极85的结构材料只要具有导电性，则没有特别限定，例如，可以是在Cr(铬)、Ni(镍)、W(钨)、钼(Mo)等基底层上形成有Au(金)、Ag(银)、Cu(铜)等覆盖层的结构。
此外，第1驱动用电极84、第2驱动用电极85的具体结构例如可以是在以下的Cr层上形成有以下的Au层的结构。尤其是，Cr和Au的热弹性损耗较大，因此，Cr层、Au层优选为以下。此外，在要提高绝缘耐破坏性的情况下，Cr层、Au层优选为以上。此外，由于Ni的热膨胀系数接近石英，因此，替代Cr层而以Ni层为基底，由此，能够减少由电极引起的热应力，能够得到长期可靠性(老化特性)好的振动元件。
以上，说明了振动元件2的结构。如上所述，通过在振动元件2的各振动臂32、33中形成槽323、324、333、334，能够实现热弹性损耗的下降，能够发挥优异的振动特性。以下，以振动臂32为例，对其具体说明。
如上所述，振动臂32通过对第1驱动用电极84与第2驱动用电极85间施加交变电压而在面内方向上弯曲振动。如图5所示，在进行该弯曲振动时，如果臂部321的侧面32c收缩时，则侧面32d伸长，相反，如果侧面32c伸长，则侧面32d收缩。在振动臂32不产生Gough-Joule效应(相对于熵弹性，能量弹性起支配作用)的情况下，侧面32c、32d中的收缩的面侧的温度上升，伸长的面侧的温度下降。因此，在侧面32c与侧面32d之间、即臂部321的内部产生温度差。由于该温度差产生的热传导，产生振动能量的损耗，由此，振动元件2的Q值下降。也可以将与这样的Q值下降相伴的能量损耗称作热弹性损耗。
在以振动元件2的结构的弯曲振动模式进行振动的振动元件中，在振动臂32的弯曲振动频率(机械弯曲振动频率)变化时，当振动臂32的弯曲振动频率f与热弛豫频率fm一致时，Q值最小。该热弛豫频率fm可通过下述式(6)求出。其中，在式(6)中，π为圆周率，如果将e设为纳皮尔常数，则τ为温度差因热传导而成为e-1倍所需的弛豫时间。
此外，如果设平板结构(截面形状为矩形的结构)的热弛豫频率为fm0，则fm0可由下述式(7)求出。在式(7)中，π为圆周率，k为振动臂32的振动方向的热传导率，ρ为振动臂32的质量密度，Cp为振动臂32的热容量，a为振动臂32的振动方向的宽度。当在式(7)的热传导率k、质量密度ρ、热容量Cp中输入振动臂32的材料自身(即石英)的常数的情况下，所求出的热弛豫频率fm0为在振动臂32中未设置有槽323、324的情况下的值。
在振动臂32中，以位于侧面32c、32d之间的方式形成有槽323、324。因此，以经过槽323、324的方式形成热移动路径，热移动路径长于侧面32c、32d间的直线距离(最短距离)，其中，所述热移动路径用于通过热传导使在振动臂32的弯曲振动时产生的侧面32c、32d的温度差达到温度平衡。因此，与在振动臂32中未设置有槽323、324的情况相比，弛豫时间τ变长，热弛豫频率fm变低。
图6是示出弯曲振动模式的振动元件的Q值的f/fm依存性的曲线图。在该图中，虚线表示的曲线F1示出了如振动元件2那样在振动臂上形成有槽的情况，实线表示的曲线F2示出了在振动臂上未形成槽的情况。如该图所示，曲线F1、F2的形状相同，但伴随上述那样的热弛豫频率fm的下降，曲线F1相对于曲线F2向频率下降方向移动。因此，如果设如振动元件2那样在振动臂上形成有槽的情况下的热弛豫频率为fm1，则通过满足下式(8)，在振动臂上形成有槽的振动元件的Q值始终高于在振动臂上未形成槽的振动元件的Q值。
此外，如果限定为下述式(9)的关系，则能够得到更高的Q值。
另外，在图6中，将f/fm<1的区域也称作等温区域，在该等温区域中，随着f/fm减小，Q值增高。这是因为，随着振动臂的机械频率下降(振动臂的振动变慢)，难以产生上述那样的振动臂内的温度差。因此，在使f/fm无限接近0时的极限中，成为等温准静止操作，热弹性损耗无限接近0。另一方面，将f/fm>1的区域也称作绝热区域，在该绝热区域中，随着f/fm增大，Q值增高。这是因为，随着振动臂的机械频率增高，各侧面的温度上升/温度下降的切换速度变快，不存在产生上述那样的热传导的时间。因此，在使f/fm无限大时的极限中，成为绝热操作，热弹性损耗无限接近0。因此，满足f/fm>1的关系也可以说是f/fm处于绝热区域。
以上，对热弹性损耗进行了说明。
在这样的振动元件2中，使导电性粘合部件11、12的杨氏模量E(GPa)、基部31的宽度(X轴方向的长度)W1、连结部35的宽度(X轴方向的长度)W2之间的关系优选为以下的模式1，更优选为下述的模式2，进一步优选为下述的模式3。通过满足这些模式1～3中的任意一个，能够得到振动泄漏下降的振子1。
此外，如图7所示，基部31的宽度W1是指其宽度最大部分处的宽度，连结部35的宽度W2是指其宽度最小部分处的宽度。此外，基部31的宽度W1、连结部35的宽度W2均由正反主面的轮廓部规定。
《模式1》
在模式1中，同时满足下述式(10)、(11)，或同时满足下述式(12)、(13)。
-1.3≤logE＜-0.7...(10)
-0.7≤logE≤0.7...(12)
《模式2》
在模式2中，同时满足下述式(14)、(15)，或同时满足下述式(16)、(17)。
-1.3≤logE＜-1.0...(14)
-1.0≤logE≤0.7...(16)
《模式3》
在模式3中，同时满足下述式(18)、(19)，或同时满足下述式(20)、(21)。
-1.3≤logE＜-0.82...(18)
-0.82≤logE≤0.7...(20)
以下，基于发明人进行的仿真结果，证明了：通过满足模式1、2、3中的任意一个，得到振动泄漏下降的振子1。此外，在本仿真中使用的石英振动片3是通过湿法蚀刻对Z切石英板进行构图而形成的，具有图8的(a)、(b)所示的尺寸。图8中的数值的单位均为(μm)。此外，在本仿真中，使用通过湿法蚀刻进行构图的石英振动片3，因此，在振动臂32、33中形成的槽323、324、333、334成为显现图8(b)所示的石英结晶面的形状。此外，在本仿真中使用的石英振动片3上，未形成第1驱动用电极84、第2驱动用电极85和其它布线。此外，发现者确认到，即使各部的尺寸不同，也几乎与本仿真结果没有差别(具有相同的趋势)。
如图9所示，本仿真是假定在如下状态下进行的：使用杨氏模量E为0.050GPa～5.000GPa(E＝0.0050GPa、0.075GPa、0.100GPa、0.125GPa、0.150GPa、0.175GPa、0.200GPa、0.300GPa、0.500GPa、1.000GPa、1.500GPa、2.000GPa、2.500GPa、3.000GPa、3.500GPa、4.000GPa、4.500GPa、5.000GPa)中的任意一个的导电性粘合部件11、12，将连结部35的宽度W2为50μm～350μm(W2＝50μm、67μm、83μm、100μm、116μm、133μm、150μm、175μm、200μm、225μm、250μm、275μm、300μm、325μm、350μm)中的任意一个的振子1在连接部34的2个部位(X轴方向的两端部)安装于底座91。此外，作为导电性粘合部件11、12的杨氏模量E以外的参数，设为厚度(T1)＝20μm，泊松比＝0.33、质量密度＝4070kg/m3。此外，作为底座91，假定为杨氏模量＝320GPa、泊松比＝0.23、质量密度＝3800kg/m3的陶瓷底座。
《仿真》
通过计算使振动臂32、33以振动元件2的驱动频率32.768kHz在X反相模式下进行驱动振动时的振动泄漏进行该仿真。振动泄漏是假设到达导电性粘合部件11、12的背面的能量泄漏到底座91而计算出的。发现者确认到，即使驱动频率不同(例如，即使为32.768kHz±1kHz的频率)，也几乎与仿真结果没有差别(具有相同的趋势)。
图10～图12示出该仿真结果。图10和图11是示出仿真结果的表1、2，图12对图10和图11的表进行了图形化。图12的纵轴为仅考虑了振动泄漏的Q值“QLeak”，横轴为W2/W1。在图12中示出了QLeak的值越高，则振动泄漏越小。
接下来，图13～图30示出了如下曲线图：取各QLeak的对数，按照导电性粘合部件11、12的杨氏模量E，描绘以其最大值为“1”而进行归一化的“振动泄漏难度指数(M)”。图13～图30的纵轴为振动泄漏难度指数，横轴为W2/W1。在图13～图30中，示出了振动泄漏难度指数越接近1.0，则越能够减少振动泄漏。
《仿真结果的分析》
接下来，按导电性粘合部件11、12的杨氏模量E，求出用于满足振动泄漏难度指数(M)≥0.94的W2/W1的下限值以及上限值。图31的表3和图32的曲线图示出其结果。当在W2/W1的整个范围内满足M≥0.94的情况下，W2/W1的下限值为0.1，上限值为0.7。根据图31和图32可知，同时满足上述式(10)以及式(11)，或同时满足上述式(12)以及式(13)，即满足模式1的条件，由此，能够使得振动泄漏难度指数(M)成为0.94以上，从而成为有效地减少振动泄漏的振子1。
此外，按导电性粘合部件11、12的杨氏模量E，求出用于满足振动泄漏难度指数(M)≥0.96的W2/W1的下限值以及上限值。图31的表3和图33的曲线图示出其结果。当在W2/W1的整个范围内满足M≥0.96的情况下，W2/W1的下限值为0.1，上限值为0.7。根据图31和图33可知，同时满足上述式(14)以及式(15)，或同时满足上述式(16)以及式(17)，即满足模式2的条件，由此，能够使得振动泄漏难度指数(M)成为0.96以上，从而成为更有效地减少振动泄漏的振子1。
此外，按导电性粘合部件11、12的杨氏模量E，求出用于满足振动泄漏难度指数(M)≥0.98的W2/W1的下限值以及上限值。图31的表3和图34的曲线图示出其结果。当在W2/W1的整个范围内满足M≥0.98的情况下，W2/W1的下限值为0.1，上限值为0.7。根据图31和图34可知，同时满足上述式(18)以及式(19)，或同时满足上述式(20)以及式(21)，即满足模式3的条件，由此，能够使得振动泄漏难度指数(M)成为0.98以上，从而成为更有效地减少振动泄漏的振子1。
以上，通过满足上述模式1、2、3中的任意一个，成为使振动泄漏充分下降的振子1。
＜第2实施方式＞
接下来，对本发明的振子的第2实施方式进行说明。
图35是本发明第2实施方式的振子具有的振动元件的俯视图。在图35中，为了便于说明，省略了第1、第2驱动用电极等的图示。
以下，针对第2实施方式的振子，以与上述第1实施方式的振子的不同之处为中心进行说明，省略相同事项的说明。
本实施方式的振子除了振动元件的形状不同以外，与图1所示的振子相同。
如图35所示，本实施方式的振动元件2具有第2宽度缩小部312，该第2宽度缩小部312配置在基部31的+Y轴侧的端部且振动臂32、33之间。该第2宽度缩小部312的宽度(X轴方向的长度)随着沿中心线LL朝+Y轴侧(随着与基部31的第1宽度缩小部311远离)而连续地减小。此外，第2宽度缩小部312关于中心线LL对称地设置。通过设置这样的第2宽度缩小部312，能够与第1宽度缩小部311同样地减少与振动臂32、33的弯曲振动相伴的基部31的Y轴方向的位移(振动)。其结果是，能够得到振动泄漏更小的振动元件2。此外，通过设置第2宽度缩小部312，与第1实施方式相比，能够增大基部31的+Y轴侧的端部与-Y轴侧的端部的分离距离。因此，它们之间的热移动下降，伴随于此，能够降低热弹性损耗。
此处，第2宽度缩小部312的轮廓为拱状，但只要发挥上述那样的作用，则不限于此。例如，轮廓可以通过多条直线而形成为阶梯状，即，其宽度(X轴方向的长度)沿着中心线LL朝+Y轴侧阶段性地减小，也可以由多条直线模拟拱状而进行设置，或者通过2条直线进行设置。
通过这样的第2实施方式，也能够发挥与上述第1实施方式相同的效果。
2.振荡器
接下来，对具有本发明的振子的振荡器进行说明。
图36是示出本发明的振荡器的优选实施方式的剖视图。
图36所示的振荡器100具有振子1和用于驱动振动元件2的IC芯片110。以下，关于振荡器100，以与上述振子的不同之处为中心说明，省略相同事项的说明。
图36所示，在振荡器100中，在底座91的凹部911固定有IC芯片110。IC芯片110与形成在凹部911的底面的多个内部端子120电连接。多个内部端子120包含与连接端子951、961连接的端子和与外部端子953、963连接的端子。IC芯片110具有用于控制振动元件2的驱动的振荡电路(电路)。在利用IC芯片110来驱动振动元件2时，能够取出规定频率的信号。
3.物理量传感器
接下来，对具有本发明的振子的物理量传感器进行说明。
图37是示出本发明的物理量传感器的优选实施方式的剖视图。
图37所示的物理量传感器200是能够检测绕Y轴的角速度的角速度传感器(陀螺仪传感器)，具有振子1和用于驱动振动元件2的IC芯片110。以下，针对物理量传感器200，以与上述振子的不同之处为中心进行说明，省略相同事项的说明。
如图37所示，在物理量传感器200中，在底座91的凹部911固定有IC芯片210。IC芯片210与形成在凹部911的底面的多个内部端子220电连接。在多个内部端子220中包括与连接端子951、961连接的端子、与外部端子953、963连接的端子。IC芯片210具有用于控制振动元件2的驱动的振荡电路(电路)和用于检测角速度的检测电路。
在这样的物理量传感器中，在以作为X反相模式的驱动振动模式来对振动臂32、33进行激励振动时，如果施加绕Y轴的角速度，则在振动臂32、33中产生作为Z轴反相模式的检测振动模式。由于该检测振动模式，电极电压(第1驱动用电极84、第2驱动用电极85之间的电压)发生变化，能够根据该变化来检测角速度。
此外，物理量传感器不限于角速度传感器，也可以应用于加速度传感器或压力传感器。
4.电子设备
接下来，对具有本发明的振子的电子设备进行说明。
图38是示出应用了本发明电子设备的移动型(或笔记本型)的个人计算机的结构的立体图。在该图中，个人计算机1100由具有键盘1102的主体部1104和具有显示部1108的显示单元1106构成，显示单元1106经由铰接结构部，以能够转动的方式支承于主体部1104。在这样的个人计算机1100中，内置有作为滤波器、共振器、基准时钟等发挥功能的振子1。
图39是示出应用了本发明电子设备的移动电话(也包含PHS)的结构的立体图。在该图中，移动电话机1200具有多个操作按钮1202、接听口1204以及通话口1206，在操作按钮1202与接听口1204之间配置有显示部1208。在这样的移动电话1200中，内置有作为滤波器、共振器、基准时钟等发挥功能的振子1。
图40是示出应用了本发明电子设备的数字照相机的结构的立体图。另外，在该图中，还简单地示出与外部设备之间的连接。这里，通常的照相机是通过被摄体的光像对银盐胶片进行感光，与此相对，数字照相机1300通过CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)等摄像元件对被摄体的光像进行光电转换，生成摄像信号(图像信号)。
在数字照相机1300中的壳体(机身)1302的背面设置有显示部1310，构成为根据CCD的摄像信号进行显示，显示部作为将被摄体显示为电子图像的取景器发挥功能。并且，在壳体1302的正面侧(图中背面侧)设置有包含光学镜头(摄像光学***)和CCD等受光单元1304。
当摄影者确认在显示部中显示的被摄体像并按下快门按钮1306时，该时刻的CCD的摄像信号被传输到存储器1308内并进行存储。并且，在该数字照相机1300中，在壳体1302的侧面设置有视频信号输出端子1312和数据通信用的输入输出端子1314。而且，如图所示，根据需要，使视频信号输出端子1312与电视监视器1430连接，使数据通信用的输入输出端子1314与个人计算机1440连接。而且，构成为通过规定的操作，将存储在存储器1308中的摄像信号输出到电视监视器1430或个人计算机1440。在这样的数字照相机1300中内置有作为滤波器、共振器、基准时钟等而发挥功能的振子1。
另外，除了图38的个人计算机(移动型个人计算机)、图39的移动电话机、图40的数字照相机以外，具有本发明的振子的电子设备例如还可以应用于喷射式排出装置(例如喷墨打印机)、膝上型个人计算机、电视机、摄像机、录像机、车载导航装置、寻呼机、电子记事本(也包含通信功能)、电子词典、计算器、电子游戏设备、文字处理器、工作站、视频电话、防盗用电视监视器、电子双筒望远镜、POS终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测量设备、计量仪器类(例如车辆、飞机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器等。
5.移动体
接下来，对具有本发明振子的移动体进行说明。
图41是示出应用了本发明移动体的汽车的立体图。在汽车1500中，安装有振子1(振动元件2)。振子1可以广泛应用于无钥匙进入***、防盗器、汽车导航***、汽车空调、防抱死制动***(ABS)、安全气囊、轮胎压力监测***(TPMS：Tire Pressure MonitoringSystem)、发动机控制器、混合动力汽车及电动汽车的电池监视器以及车体姿势控制***等电子控制单元(ECU：electronic control unit)。
以上，根据图示的实施方式，对本发明的振子、振荡器、电子设备、物理量传感器以及移动体进行了说明，但本发明不限于此，各部的结构可以置换为具有相同功能的任意结构。此外，可以在本发明中附加其它任意的结构物。此外，还可以适当组合各实施方式。
此外，在上述实施方式中，在各振动臂的各主面设置有1个槽，但槽的数量没有特别限定，也可以是2个以上。例如，可以在各主面设置沿X轴方向排列的两个槽。
此外，如上所述，对本实施方式进行了详细说明，但本领域技术人员能够容易地理解到没有实质脱离本发明的新事项以及效果的很多变形。因此，这样的变形例全部包含在本发明的范围中。例如，在上述实施方式以及变形例中，以使用石英来作为振动片的形成材料的例子进行了说明，但也可以使用石英以外的压电体材料。例如，可以使用在氮化铝(AlN)、或铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、锆钛酸铅(PZT)、四硼酸锂(Li2B4O7)、硅酸镓镧(La3Ga5SiO14)等氧化物基板或玻璃基板上层叠氮化铝或五氧化钽(Ta2O5)等压电体材料而构成的层叠压电基板或者压电陶瓷等。
此外，可以使用压电体材料以外的材料来形成振动片。例如，可以使用硅半导体材料等来形成振动片。此外，振动片的振动(驱动)方式不限于压电驱动。在使用了压电基板的压电驱动型以外，在使用静电的静电驱动型、或利用磁力的洛伦兹驱动型等的振动片中，也能够发挥本发明的结构及其效果。此外，在说明书或者附图中，至少一次与更广义或者同义的不同术语一同记述的术语在说明书或附图任意部位，可以置换为该不同的术语。

Claims (17)

1.一种振子，其特征在于，该振子包含：
振动元件；
安装有所述振动元件的封装；以及
将所述振动元件安装于所述封装的固定部件，
所述振动元件包含：
基部；
一对振动臂，它们在俯视时从所述基部的一端侧延伸；
连结部，其配置在所述基部的与所述振动臂的延伸方向相反的另一端侧；以及
连接部，其配置在所述连结部的与所述基部侧相反的一侧，在俯视时与所述固定部件重合，
所述振动臂包含：
施重部；以及
臂部，其在俯视时配置在所述基部与所述施重部之间，
所述振动元件在所述连接部处借助所述固定部件而固定于所述封装，
在设所述基部的沿着与所述延伸方向交叉的方向的宽度为W1、所述连结部的沿着所述交叉的方向的宽度为W2、所述固定部件的杨氏模量为E(GPa)时，
在满足-1.3≤logE＜-0.7的关系时，
满足的关系。
2.一种振子，其特征在于，该振子包含：
振动元件；
安装有所述振动元件的封装；以及
将所述振动元件安装于所述封装的固定部件，
所述振动元件包含：
基部；
一对振动臂，它们在俯视时从所述基部的一端侧延伸；
连结部，其配置在所述基部的与所述振动臂的延伸方向相反的另一端侧；以及
连接部，其配置在所述连结部的与所述基部侧相反的一侧，在俯视时与所述固定部件重合，
所述振动臂包含：
施重部；以及
臂部，其在俯视时配置在所述基部与所述施重部之间，
所述振动元件在所述连接部处借助所述固定部件而固定于所述封装，
在设所述基部的沿着与所述延伸方向交叉的方向的宽度为W1、所述连结部的沿着所述交叉的方向的宽度为W2、所述固定部件的杨氏模量为E(GPa)时，
在满足-0.7≤logE＜0.7的关系时，
满足
的关系。
3.一种振子，其特征在于，该振子包含：
振动元件；
安装有所述振动元件的封装；以及
将所述振动元件安装于所述封装的固定部件，
所述振动元件包含：
基部；
一对振动臂，它们在俯视时从所述基部的一端侧延伸；
连结部，其配置在所述基部的与所述振动臂的延伸方向相反的另一端侧；以及
连接部，其配置在所述连结部的与所述基部侧相反的一侧，在俯视时与所述固定部件重合，
所述振动臂包含：
施重部；以及
臂部，其在俯视时配置在所述基部与所述施重部之间，
所述振动元件在所述连接部处借助所述固定部件而固定于所述封装，
在设所述基部的沿着与所述延伸方向交叉的方向的宽度为W1、所述连结部的沿着所述交叉的方向的宽度为W2、所述固定部件的杨氏模量为E(GPa)时，
在满足-1.3≤logE＜-1.0的关系时，
满足
的关系。
4.一种振子，其特征在于，该振子包含：
振动元件；
安装有所述振动元件的封装；以及
将所述振动元件安装于所述封装的固定部件，
所述振动元件包含：
基部；
一对振动臂，它们在俯视时从所述基部的一端侧延伸；
连结部，其配置在所述基部的与所述振动臂的延伸方向相反的另一端侧；以及
连接部，其配置在所述连结部的与所述基部侧相反的一侧，在俯视时与所述固定部件重合，
所述振动臂包含：
施重部；以及
臂部，其在俯视时配置在所述基部与所述施重部之间，
所述振动元件在所述连接部处借助所述固定部件而固定于所述封装，
在设所述基部的沿着与所述延伸方向交叉的方向的宽度为W1、所述连结部的沿着所述交叉的方向的宽度为W2、所述固定部件的杨氏模量为E(GPa)时，
在满足-1.0≤logE≤0.7的关系时，
满足
的关系。
5.一种振子，其特征在于，该振子包含：
振动元件；
安装有所述振动元件的封装；以及
将所述振动元件安装于所述封装的固定部件，
所述振动元件包含：
基部；
一对振动臂，它们在俯视时从所述基部的一端侧延伸；
连结部，其配置在所述基部的与所述振动臂的延伸方向相反的另一端侧；以及
连接部，其配置在所述连结部的与所述基部侧相反的一侧，在俯视时与所述固定部件重合，
所述振动臂包含：
施重部；以及
臂部，其在俯视时配置在所述基部与所述施重部之间，
所述振动元件在所述连接部处借助所述固定部件而固定于所述封装，
在设所述基部的沿着与所述延伸方向交叉的方向的宽度为W1、所述连结部的沿着所述交叉的方向的宽度为W2、所述固定部件的杨氏模量为E(GPa)时，
在满足-1.3≤logE＜-0.82的关系时，
满足
的关系。
6.一种振子，其特征在于，该振子包含：
振动元件；
安装有所述振动元件的封装；以及
将所述振动元件安装于所述封装的固定部件，
所述振动元件包含：
基部；
一对振动臂，它们在俯视时从所述基部的一端侧延伸；
连结部，其配置在所述基部的与所述振动臂的延伸方向相反的另一端侧；以及
连接部，其配置在所述连结部的与所述基部侧相反的一侧，在俯视时与所述固定部件重合，
所述振动臂包含：
施重部；以及
臂部，其在俯视时配置在所述基部与所述施重部之间，
所述振动元件在所述连接部处借助所述固定部件而固定于所述封装，
在设所述基部的沿着与所述延伸方向交叉的方向的宽度为W1、所述连结部的沿着所述交叉的方向的宽度为W2、所述固定部件的杨氏模量为E(GPa)时，
在满足-0.82≤logE≤0.7的关系时，
满足
的关系。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的振子，其特征在于，
在设所述振动臂的沿着所述延伸方向的长度为L、所述施重部的沿着所述延伸方向的长度为H时，
满足的关系。
8.根据权利要求1～6中的任意一项所述的振子，其特征在于，
在设所述振动臂的沿着所述延伸方向的长度为L、所述施重部的沿着所述延伸方向的长度为H时，
满足的关系。
9.根据权利要求1～6中的任意一项所述的振子，其特征在于，
所述振动臂具有互为正反关系的一对主面和分别设置于所述一对主面的一对槽，
在设沿着与所述延伸方向交叉的方向而夹着所述槽排列的所述主面的各部位的宽度为W3时，
满足7(μm)≤w3≤15(μm)的关系。
10.根据权利要求1～6中的任意一项所述的振子，其特征在于，
所述振动臂具有互为正反关系的一对主面和分别设置于所述一对主面的一对槽，
在设所述振动臂的厚度为T、所述槽的深度为t时，
满足的关系。
11.根据权利要求1～6中的任意一项所述的振子，其特征在于，
所述施重部的沿着与所述延伸方向交叉的方向的宽度大于所述臂部的沿着与所述延伸方向交叉的方向的宽度。
12.根据权利要求1～6中的任意一项所述的振子，其特征在于，
所述基部包含第1宽度缩小部，该第1宽度缩小部位于所述另一端侧，在俯视时，与所述延伸方向交叉的方向的长度沿所述一对振动臂之间的中心线随着远离所述一端而连续地或者阶段性地减小。
13.根据权利要求1～6中的任意一项所述的振子，其特征在于，
所述基部包含第2宽度缩小部，该第2宽度缩小部位于所述一端侧且所述一对振动臂之间，在俯视时，与所述延伸方向交叉的方向的长度沿所述一对振动臂之间的中心线随着远离所述另一端而连续地或阶段性地减小。
14.一种振荡器，其特征在于，其具有：
权利要求1～6中的任意一项所述的振子；以及
电路。
15.一种电子设备，其特征在于，其具有权利要求1～6中的任意一项所述的振子。
16.一种物理量传感器，其特征在于，其具有权利要求1～6中的任意一项所述的振子。
17.一种移动体，其特征在于，其具有权利要求1～6中的任意一项所述的振子。
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