JP2012119949A - Electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動片を備えた電子機器に関する。 The present invention relates to an electronic device including a resonator element.
特許文献１には、基部と、基部から突出して形成されている振動腕部（以下、振動腕という）とを有し、振動腕に溝部が形成されている振動片であって、基部に切り込み部（以下、切り欠き部という）が形成されている振動片が開示されている。
特許文献１の振動片は、基部に切り欠き部が形成されていることにより、振動腕から基部への振動漏れが減少し、ＣＩ（クリスタルインピーダンス）値およびＱ値のばらつきの抑制が図られている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 is a vibrating piece having a base portion and a vibrating arm portion (hereinafter referred to as a vibrating arm) formed so as to protrude from the base portion and having a groove portion formed in the vibrating arm, and is cut into the base portion. A vibrating piece in which a portion (hereinafter referred to as a notch) is formed is disclosed.
The vibration piece of
上記振動片は、通常、エッチングによって外形形状が形成されている。そして、水晶を基材とした振動片においては、水晶の結晶軸に対する方向によってエッチング速度が異なるエッチング異方性を有する。
このエッチング異方性に起因して、振動片は、基部の切り欠き部の先端部分が、オーバーエッチング（エッチング過多）されることによって、本来の位置より基部の中央側に入り込み、例えば、先端が尖ったくさびのような、応力が集中しやすい形状に形成されることがある。
これにより、振動片は、落下時などの衝撃が加わった際に、切り欠き部の先端部分に応力が集中し、その部分から破損する虞がある。
振動片が破損すると、該振動片が用いられている電子機器は、電子機器としての機能を発揮することができなくなる。即ち、耐衝撃特性の劣る電子機器となってしまう虞があった。
The vibration piece has an outer shape usually formed by etching. And in the resonator element which uses quartz as a base material, it has etching anisotropy from which an etching rate changes with directions with respect to the crystal axis of quartz.
Due to this etching anisotropy, the resonator element has entered the center side of the base portion from the original position when the tip portion of the notch portion of the base portion is over-etched (excessive etching). It may be formed in a shape that tends to concentrate stress, such as a sharp wedge.
As a result, when an impact such as dropping is applied to the resonator element, stress concentrates on the tip portion of the notch portion, and there is a risk of damage from that portion.
When the vibrating piece is damaged, the electronic device using the vibrating piece cannot exhibit the function as the electronic device. That is, there is a possibility that the electronic device is inferior in impact resistance.
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
［適用例１］本適用例にかかる電子機器は、振動片と、前記振動片を駆動させる回路部と、を備え、前記振動片は、水晶の結晶軸としての互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸に対して所定の角度で切り出されたＺ板を基材とし、外形形状がエッチングによって形成され、切り欠き部が形成された基部と、前記基部から延びる振動腕と、を備え、前記切り欠き部は、前記基部を前記Ｘ軸のマイナス側からプラス側へ切り欠いたＸ軸プラス方向切り欠き部を含み、前記Ｘ軸プラス方向切り欠き部の前記Ｙ軸方向における幅は、前記Ｘ軸プラス方向切り欠き部の前記Ｘ軸の前記マイナス側の端において最大であり、前記基部は、前記Ｘ軸プラス方向切り欠き部において、前記幅が前記Ｘ軸の前記マイナス側の前記端から前記Ｘ軸の前記プラス側へ向かって徐々に狭まる形状を有することを特徴とする。 Application Example 1 An electronic apparatus according to this application example includes a resonator element and a circuit unit that drives the resonator element, and the resonator element includes an X axis and a Y axis that are orthogonal to each other as crystal axes of crystal. And a Z plate cut at a predetermined angle with respect to the Z axis as a base material, the outer shape is formed by etching and a notch is formed, and a vibrating arm extending from the base, The notch portion includes an X-axis plus direction notch portion in which the base is notched from the minus side of the X axis to the plus side, and the width of the X axis plus direction notch portion in the Y axis direction is The X-axis plus direction cutout portion is the largest at the minus-side end of the X-axis, and the base portion extends from the minus-side end of the X-axis at the X-axis plus direction cutout portion. The positive side of the X axis Characterized in that it has a headed gradually narrowed shape.
これによれば、電子機器に用いられている振動片は、基部にＸ軸のマイナス側からプラス側へ切り欠いたＸ軸プラス方向切り欠き部を含む切り欠き部を有している。
振動片は、上記方向に切り欠き部を設けることで、振動漏れをより効果的に抑制できる。そして、振動片は、基部に傾斜部を有することで、切り欠き部の先端部分におけるエッチングの進行度合いが変化し、オーバーエッチングを抑制できる。
この結果、振動片は、切り欠き部の先端部分における応力集中が緩和されることから、基部の強度が向上し、耐衝撃特性を向上させることができる。
従って、上記振動片を用いている電子機器は、耐衝撃特性を向上させることが可能となる。
According to this, the resonator element used in the electronic device has a cutout portion including a cutout portion in the X-axis plus direction cut out from the minus side of the X-axis to the plus side at the base portion.
The vibration piece can suppress vibration leakage more effectively by providing a notch in the above direction. And since a vibration piece has an inclined part in a base, the progress of the etching in the front-end | tip part of a notch part changes, and it can suppress overetching.
As a result, in the resonator element, the stress concentration at the distal end portion of the notch portion is alleviated, so that the strength of the base portion is improved and the impact resistance characteristics can be improved.
Therefore, the electronic device using the vibrating piece can improve the impact resistance.
［適用例２］上記適用例にかかる電子機器において、前記基部は、前記Ｘ軸の前記マイナス側の前記端から前記Ｘ軸の前記プラス側へ向かって、前記Ｘ軸プラス方向切り欠き部の前記幅が狭まるように傾斜している傾斜部を有することを特徴とする。 Application Example 2 In the electronic device according to the application example described above, the base portion may be configured such that the X-axis plus direction cutout portion extends from the minus side end of the X axis toward the plus side of the X axis. It has the inclination part which inclines so that a width | variety may become narrow, It is characterized by the above-mentioned.
これによれば、電子機器に用いられている振動片の基部は、Ｘ軸のマイナス側の端からＸ軸の前記プラス側へ向かって、Ｘ軸プラス方向切り欠き部の幅が狭まるように傾斜している傾斜部を有している。振動片は、基部に傾斜部を設けることで、Ｘ軸プラス方向切り欠き部の先端部分におけるエッチングの進行度合いが変化し、オーバーエッチングを抑制できる。
この結果、振動片は、切り欠き部の先端部分における応力集中が緩和されることから、基部の強度が向上し、耐衝撃特性を向上させることができる。
According to this, the base of the resonator element used in the electronic device is inclined so that the width of the X-axis plus direction cutout portion is narrowed from the minus end of the X axis toward the plus side of the X axis. It has an inclined part. Since the vibrating piece is provided with an inclined portion at the base portion, the progress of etching at the tip portion of the X-axis plus direction cutout portion changes, and overetching can be suppressed.
As a result, in the resonator element, the stress concentration at the distal end portion of the notch portion is alleviated, so that the strength of the base portion is improved and the impact resistance characteristics can be improved.
［適用例３］上記適用例にかかる電子機器において、前記傾斜部は、前記切り欠き部において前記Ｙ軸のプラス側に位置する一方の辺に接続され、前記一方の辺との成す角度が３度〜３５度の範囲内であることが好ましい。 Application Example 3 In the electronic apparatus according to the application example described above, the inclined portion is connected to one side located on the plus side of the Y-axis in the cutout portion, and an angle formed with the one side is 3 It is preferable to be within the range of 35 degrees to 35 degrees.
これによれば、振動片は、Ｙ軸のプラス側に位置する一方の辺と傾斜部との成す角度が３度〜３５度の範囲内である。
振動片は、一方の辺と傾斜部との成す角度が上記範囲内であることにより、効果的にオーバーエッチングを抑制できる。なお、上記範囲は、発明者らが現物との整合性を検証した上でのエッチングのシミュレーションによる解析結果から得た知見である。
According to this, in the resonator element, the angle formed by the one side located on the plus side of the Y axis and the inclined portion is in the range of 3 degrees to 35 degrees.
The vibration piece can effectively suppress over-etching because the angle formed by one side and the inclined portion is within the above range. In addition, the said range is the knowledge obtained from the analysis result by the simulation of etching, after inventors verified consistency with the actual thing.
［適用例４］上記適用例にかかる電子機器において、前記傾斜部は、前記切り欠き部において前記Ｙ軸のマイナス側に位置する他方の辺に接続され、前記他方の辺との成す角度が１０度〜３０度の範囲内であることが好ましい。 Application Example 4 In the electronic apparatus according to the application example described above, the inclined portion is connected to the other side located on the negative side of the Y-axis in the cutout portion, and an angle formed with the other side is 10 It is preferable to be within the range of 30 degrees.
これによれば、振動片は、Ｙ軸のマイナス側に位置する他方の辺と傾斜部との成す角度が１０度〜３０度の範囲内である。
振動片は、他方の辺と傾斜部との成す角度が上記範囲内であることにより、効果的にオーバーエッチングを抑制できる。なお、上記範囲は、発明者らが現物との整合性を検証した上でのシミュレーションによる解析結果から得た知見である。
According to this, in the resonator element, the angle formed between the other side located on the negative side of the Y axis and the inclined portion is within a range of 10 degrees to 30 degrees.
The vibration piece can effectively suppress over-etching because the angle formed by the other side and the inclined portion is within the above range. In addition, the said range is the knowledge obtained from the analysis result by simulation, after inventors verified consistency with the actual thing.
［適用例５］上記適用例にかかる電子機器において、前記切り欠き部は、前記基部を前記Ｘ軸のプラス側からマイナス側へ切り欠かれたＸ軸マイナス方向切り欠き部を含み、前記Ｘ軸プラス方向切り欠き部および前記Ｘ軸マイナス方向切り欠き部は、前記Ｙ軸方向において同じ位置に形成されていることが好ましい。 Application Example 5 In the electronic device according to the application example, the notch includes an X-axis minus-direction notch in which the base is notched from the plus side to the minus side of the X-axis. It is preferable that the plus direction notch and the X axis minus direction notch are formed at the same position in the Y axis direction.
これによれば、振動片は、切り欠き部がＸ軸プラス方向切り欠き部と前記Ｘ軸マイナス方向切り欠き部との対で設けられ、振動腕の延びる方向に沿った基部の中心線を対称軸として、対称形状に形成されていることから、バランスのとれた振動を得ることができる。 According to this, in the resonator element, the notch portion is provided as a pair of the X-axis plus direction notch portion and the X-axis minus direction notch portion, and the center line of the base portion along the extending direction of the vibrating arm is symmetrical. Since the shaft is formed in a symmetric shape, balanced vibration can be obtained.
［適用例６］上記適用例にかかる電子機器において、前記振動腕を複数本備え、前記複数本の振動腕と、前記基部とを含んで音叉を構成することが好ましい。 Application Example 6 In the electronic device according to the application example described above, it is preferable that a plurality of the vibrating arms are provided, and a tuning fork is configured including the plurality of vibrating arms and the base portion.
これによれば、振動片は、振動腕を複数本備え、複数本の振動腕と基部とを含んで音叉を構成することから、耐衝撃特性が向上した音叉型振動片を提供できる。 According to this, since the vibrating piece includes a plurality of vibrating arms and includes a plurality of vibrating arms and a base, the tuning fork type vibrating piece having improved impact resistance can be provided.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る電子機器に用いられる第１の実施形態の振動片の概略構成を示す模式図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線での断面図である。図２は、図１（ａ）のＢ部拡大図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a resonator element according to a first embodiment used in an electronic apparatus according to the present invention. FIG. 1A is a plan view, and FIG. It is sectional drawing in the AA of a). FIG. 2 is an enlarged view of a portion B in FIG.
図１に示すように、振動片としての水晶振動片１は、水晶の原石などから、水晶の結晶軸としての互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に対して所定の角度で切り出されたＺ板を基材とし、外形形状がフォトリソグラフィ技術を用いたエッチング（ウエットエッチング）によって形成された振動片である。なお、本実施形態のエッチングは、フッ化水素酸を含むエッチング溶液を用いて行われる。
ここで、Ｚ板とは、切り出し面（主面１０ａ）がＺ軸に対して略直交したものをいい、このＺ軸に直交した主面１０ａが、Ｘ軸のプラス側から見てＹ軸からＺ軸の方向へ反時計回りまたは時計回りに０度〜数度の範囲で回転した状態で切り出されたものも含まれる。
水晶振動片１は、Ｘ軸が電気軸、Ｙ軸が機械軸、Ｚ軸が光軸となるように、水晶の単結晶から切り出される。
水晶振動片１は、Ｘ軸とＹ軸とからなるＸ−Ｙ面を、Ｘ軸とＹ軸との交点（座標原点）からみてＸ軸回りに角度０度から５度傾けた面に沿うＺ板を用いることができる。
なお、水晶振動片１は、水晶からの切り出し角度の誤差を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各々につき多少の範囲（例えば、０度〜５度程度の範囲）で許容できる。
As shown in FIG. 1, a quartz
Here, the Z plate means that the cut surface (
The
The quartz
Note that the quartz
水晶振動片１は、基部１０と、基部１０からＹ軸方向に延びる互いに略平行な一対の振動腕１１と、基部１０からＸ軸方向に突出し、振動腕１１側に折れ曲がってＹ軸方向に延びる一対の支持部１４とを備えている。そして、基部１０には、Ｘ軸方向に切り欠かれた一対の切り欠き部（Ｘ軸のマイナス側からプラス側へ切り欠かれたＸ軸プラス方向切り欠き部１２、Ｘ軸のプラス側からマイナス側へ切り欠かれたＸ軸マイナス方向切り欠き部１３）が形成されている。
水晶振動片１は、基部１０と、一対の振動腕１１とを含んで音叉を構成することで、音叉型振動片となっており、支持部１４の所定の位置に形成された図示しないマウント電極を介してパッケージなどの外部部材に固定されるようになっている。
The quartz
The
振動腕１１は、基部１０側に位置する腕部１５と、腕部１５よりも先端側に位置し、腕部１５よりも幅が広い錘部１６と、振動腕１１の延びる方向（Ｙ軸方向）に沿って形成され、一対の振動腕１１の並ぶ方向（Ｘ軸方向）に切断した振動腕１１の断面形状が、Ｈ字状となる溝部１７とを有している。
水晶振動片１は、振動腕１１に形成された図示しない励振電極に、マウント電極を経由して外部から駆動信号が印加されることにより、一対の振動腕１１が、所定の周波数（例えば、３２ｋＨｚ）で矢印Ｃ方向及び矢印Ｄ方向に交互に屈曲振動（共振）する。
The resonating
In the
ここで、一対の切り欠き部（Ｘ軸のマイナス側からプラス側へ切り欠いたＸ軸プラス方向切り欠き部１２とＸ軸のプラス側からマイナス側へ切り欠かれたＸ軸マイナス方向切り欠き部１３）について詳述する。
Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２は、基部１０をＸ軸のマイナス側からプラス側へ切り欠いて形成されている。
そして、図２に示すように、基部１０は、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２において、切り欠き方向に沿った辺１２ａ，１２ｂの内、Ｙ軸のプラス側に位置する一方の辺としての辺１２ａと、基部１０の外周１０ｂとの間に、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２の幅が外周１０ｂに近づくに連れて広がるように形成された傾斜部１２ｃを有する。換言すれば、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２は、Ｘ軸プラス方向切り欠き部のＹ軸方向における幅が、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２のＸ軸のマイナス側の端である基部１０の外周１０ｂの位置において最大であり、Ｘ軸のマイナス側の端である外周１０ｂからＸ軸のプラス側へ向かって徐々に狭まる形状となっている。
傾斜部１２ｃは、上記のように、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２においてＹ軸のプラス側に位置する辺１２ａに接続され、辺１２ａとの成す角度θが、３度〜３５度の範囲内となるように形成されている。
一方、Ｘ軸マイナス方向切り欠き部１３は、図１（ａ）に示すように、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２と対になるように設けられ、振動腕１１の延びる方向（Ｙ軸方向）に沿った基部１０の中心線１０ｃを対称軸として、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２と対称形状に形成されている。
Here, a pair of cutout portions (an X-axis plus
The X-axis
As shown in FIG. 2, the
As described above, the
On the other hand, as shown in FIG. 1A, the X-axis minus
ここで、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２における傾斜部１２ｃの角度θと、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２の先端部分のエッチング形状との関係について、発明者らのシミュレーションによる解析結果に基づいて説明する。
図３は、切り欠き部における傾斜部の角度と、先端部分のエッチング形状との関係を示す図である。
シミュレーションによって得られたエッチング形状については、３段階で評価し、応力が集中しやすい形状順に×：不良、○：良、◎：優良、で表している。エッチング形状は、○、◎の評価であれば、応力が集中し難く量産に適用できるものと判断される。
Here, the relationship between the angle θ of the
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the angle of the inclined portion in the notch and the etching shape of the tip portion.
The etching shape obtained by the simulation is evaluated in three stages, and is represented by x: defective, ◯: good, and ◎: excellent in order of the shape in which stress tends to concentrate. If the etching shape is evaluated as ◯ or ◎, it is judged that the stress is difficult to concentrate and that it can be applied to mass production.
図３に示すように、エッチング形状は、傾斜部１２ｃの角度θが３度〜３５度の範囲内で○以上であり、特に１０度〜３０度の範囲内で◎である。これに対して、エッチング形状は、傾斜部１２ｃの角度θが０度、３７度、４０度で×である。
この解析結果によれば、傾斜部１２ｃの角度θは、３度〜３５度の範囲内が好ましく、１０度〜３０度の範囲内がより好ましい。また、角度θは、エッチング異方性の影響を踏まえた傾斜部１２ｃの形成精度の観点からすれば、ほぼ３０度とすることが特に好ましい。
As shown in FIG. 3, the etching shape is ◯ or more when the angle θ of the
According to the analysis result, the angle θ of the
シミュレーションによるエッチング形状について詳述すると、図２の２点鎖線は、傾斜部１２ｃがない場合（従来形状であって、図３の角度θが０度の場合）の先端部分の形状を示している。
この場合には、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２の先端部分が、大きくオーバーエッチングされ、実線で示した本来の円弧状の形状より基部１０の中央側に入り込み、先端が尖ったくさびのような、応力が集中しやすい形状に形成されている。
これに対して、傾斜部１２ｃの角度θが３度〜３５度の範囲内の場合には、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２の先端部分におけるエッチングの進行度合いが変化し、オーバーエッチングが抑制され、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２の先端部分が、実線で示した本来の円弧状の形状に近似した形状で形成されている。
The etching shape by simulation will be described in detail. The two-dot chain line in FIG. 2 shows the shape of the tip portion when there is no
In this case, the tip end portion of the X-axis plus
On the other hand, when the angle θ of the
上述したように、第１の実施形態の水晶振動片１は、基部１０をＸ軸方向に切り欠いたＸ軸プラス方向切り欠き部１２とＸ軸マイナス方向切り欠き部１３とが形成されている。そして、水晶振動片１は、基部１０が、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２において、Ｘ軸のマイナス側からプラス側への切り欠き方向に沿った辺１２ａ，１２ｂの内、Ｙ軸のプラス側に位置する辺１２ａと、基部１０の外周１０ｂとの間に、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２の幅が外周１０ｂに近づくに連れて広がるように形成された傾斜部１２ｃを有する。
As described above, the
これによれば、水晶振動片１は、上記方向にＸ軸プラス方向切り欠き部１２とＸ軸マイナス方向切り欠き部１３とを設けることで、振動漏れをより効果的に抑制できる。
そして、水晶振動片１は、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２に傾斜部１２ｃを有することで、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２の先端部分におけるエッチングの進行度合いが変化し、オーバーエッチングを抑制できる。
この結果、水晶振動片１は、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２の先端部分における応力集中が緩和されることから、基部１０の強度が向上し、耐衝撃特性を向上させることができる。
According to this, the quartz
The quartz
As a result, the quartz
また、水晶振動片１は、傾斜部１２ｃと辺１２ａとの成す角度θが３度〜３５度の範囲内であれば、効果的にオーバーエッチングを抑制でき、傾斜部１２ｃと辺１２ａとの成す角度θが１０度〜３０度の範囲内であれば、より効果的にオーバーエッチングを抑制できる。
Moreover, if the angle θ formed by the
また、前述では、傾斜部１２ｃが直線形状の例で説明したがこれに限らず、例えば円弧状、階段状などであっても良い。換言するとＸ軸プラス方向切り欠き部１２は、Ｘ軸プラス方向切り欠き部のＹ軸方向における幅が、当該Ｘ軸プラス方向切り欠き部のＸ軸のマイナス側の端（基部１０の外周１０ｂ）において最大であり、Ｘ軸のマイナス側の端（基部１０の外周１０ｂ）からＸ軸のプラス側へ向かって徐々に狭まる形状であればよい。
In the above description, the
また、水晶振動片１は、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２とＸ軸マイナス方向切り欠き部１３とが対で設けられ、振動腕１１の延びる方向（Ｙ軸方向）に沿った基部１０の中心線１０ｃを対称軸として、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２とＸ軸マイナス方向切り欠き部１３とが対称形状に形成されていることから、バランスのとれた屈曲振動を得ることができる。
The quartz
また、水晶振動片１は、振動腕１１を一対（２本）備え、２本の振動腕１１と基部１０とを含んで音叉を構成することから、耐衝撃特性が向上した音叉型振動片を提供できる。
なお、水晶振動片１は、水晶のエッチング異方性によりＸ軸マイナス方向切り欠き部１３の先端部分がオーバーエッチングされ難いことから、Ｘ軸マイナス方向切り欠き部１３には傾斜部がなくてもよい。
In addition, the
In the
（第２の実施形態）
図４は、本発明に係る電子機器に用いられる第２の実施形態の振動片の概略構成を示す模式図であり、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＥ−Ｅ線での断面図である。図５は、図４（ａ）のＦ部拡大図である。
なお、第１の実施形態との共通部分については、同一符号を付して説明を省略し、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
(Second Embodiment)
4A and 4B are schematic views showing a schematic configuration of the resonator element according to the second embodiment used in the electronic apparatus according to the invention. FIG. 4A is a plan view, and FIG. It is sectional drawing in the EE line | wire of a). FIG. 5 is an enlarged view of a portion F in FIG.
In addition, about a common part with 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted and it demonstrates centering on a different part from 1st Embodiment.
図４に示すように、振動片としての水晶振動片２は、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２とＸ軸マイナス方向切り欠き部１３との形状が第１の実施形態と異なる。
図５に示すように、水晶振動片２の基部１０は、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２において、切り欠き方向に沿った辺１２ａ，１２ｂの内、Ｙ軸のマイナス側に位置する他方の辺としての辺１２ｂと、基部１０の外周１０ｂとの間に、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２の幅が外周１０ｂに近づくに連れて広がるように形成された傾斜部１２ｄを有する。換言すれば、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２は、Ｘ軸プラス方向切り欠き部のＹ軸方向における幅が、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２のＸ軸のマイナス側の端である基部１０の外周１０ｂの位置において最大であり、Ｘ軸のマイナス側の端である外周１０ｂからＸ軸のプラス側へ向かって徐々に狭まる形状となっている。
傾斜部１２ｄは、上記のように、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２においてＹ軸のマイナス側に位置する辺１２ｂに接続され、辺１２ｂとの成す角度θ１が、１０度〜３０度の範囲内となるように形成されている。
一方、Ｘ軸マイナス方向切り欠き部１３は、図４（ａ）に示すように、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２と対になるように設けられ、振動腕１１の延びる方向（Ｙ軸方向）に沿った基部１０の中心線１０ｃを対称軸として、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２と対称形状に形成されている。
As shown in FIG. 4, the
As shown in FIG. 5, the
As described above, the
On the other hand, as shown in FIG. 4A, the X-axis
ここで、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２における傾斜部１２ｄの角度θ１と、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２の先端部分のエッチング形状との関係について、発明者らのシミュレーションによる解析結果に基づいて説明する。
図６は、切り欠き部における傾斜部の角度と、先端部分のエッチング形状との関係を示す図である。
シミュレーションによって得られたエッチング形状については、２段階で評価し、応力が集中しやすい形状順に×：不良、○：良、で表している。エッチング形状は、○の評価であれば、応力が集中し難く量産に適用できるものと判断される。
Here, the relationship between the angle θ1 of the
FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the angle of the inclined portion in the notch and the etching shape of the tip portion.
The etching shape obtained by the simulation is evaluated in two stages, and is represented by x: defective and ◯: good in order of the shape in which stress tends to concentrate. If the etching shape is evaluated as “Good”, it is judged that the stress is not easily concentrated and it can be applied to mass production.
図６に示すように、エッチング形状は、傾斜部１２ｄの角度θ１が１０度〜３０度の範囲内で○である。これに対して、エッチング形状は、傾斜部１２ｄの角度θ１が０度で×である。
この解析結果によれば、傾斜部１２ｄの角度θ１は、１０度〜３０度の範囲内が好ましいことがわかる。
As shown in FIG. 6, the etching shape is ◯ when the angle θ1 of the
According to this analysis result, it can be seen that the angle θ1 of the
シミュレーションによるエッチング形状について詳述すると、図５の２点鎖線は、傾斜部１２ｄがない場合（従来形状であって、図６の角度θ１が０度の場合）の先端部分の形状を示している。
この場合には、第１の実施形態と同様に、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２の先端部分が、大きくオーバーエッチングされ、実線で示した本来の円弧状の形状より基部１０の中央側に入り込み、先端が尖ったくさびのような、応力が集中しやすい形状に形成されている。
これに対して、傾斜部１２ｄの角度θ１が１０度〜３０度の範囲内の場合には、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２の先端部分におけるエッチングの進行度合いが変化し、オーバーエッチングが抑制され、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２の先端部分が、実線で示した本来の円弧状の形状に近似した形状で形成されている。
When the etching shape by simulation is described in detail, the two-dot chain line in FIG. 5 shows the shape of the tip portion when there is no
In this case, as in the first embodiment, the tip end portion of the X-axis plus
On the other hand, when the angle θ1 of the
上述したように、第２の実施形態の水晶振動片２は、基部１０が、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２の切り欠き方向に沿った辺１２ａ，１２ｂの内、Ｙ軸のマイナス側に位置する辺１２ｂと、基部１０の外周１０ｂとの間に、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２の幅が外周１０ｂに近づくに連れて広がるように形成された傾斜部１２ｄを有する。
そして、水晶振動片２は、傾斜部１２ｄと辺１２ｂとの成す角度θ１が、１０度〜３０度の範囲内となるように形成されている。
As described above, in the quartz
The quartz
これにより、水晶振動片２は、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２の先端部分におけるエッチングの進行度合いが変化し、オーバーエッチングを抑制できる。
この結果、水晶振動片２は、Ｘ軸プラス方向切り欠き部１２の先端部分における応力集中が緩和されることから、基部１０の強度が向上し、耐衝撃特性を向上させることができる。
なお、水晶振動片２は、水晶のエッチング異方性によりＸ軸マイナス方向切り欠き部１３の先端部分がオーバーエッチングされ難いことから、Ｘ軸マイナス方向切り欠き部１３には傾斜部がなくてもよい。
Thereby, in the
As a result, the quartz
Since the
なお、上記各実施形態では、振動腕１１の数を２本としたが、これに限定するものではなく、１本、または３本以上でもよい。
また、支持部１４、錘部１６、溝部１７は、なくてもよい。また、振動腕１１の屈曲振動の方向は、振動腕１１の厚み方向（Ｚ軸方向）であってもよい。また、傾斜部１２ｃと傾斜部１２ｄとは、併用されてもよい。
In each of the above embodiments, the number of vibrating
Moreover, the
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態として、上記で説明した水晶振動片を備えた振動子について説明する。
図７は、第３の実施形態の振動子の概略構成を示す模式図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＧ−Ｇ線での断面図である。
(Third embodiment)
Next, as a third embodiment, a vibrator provided with the crystal vibrating piece described above will be described.
7A and 7B are schematic views showing a schematic configuration of the vibrator according to the third embodiment. FIG. 7A is a plan view, and FIG. 7B is a GG line in FIG. It is sectional drawing.
図７に示すように、振動子としての水晶振動子５は、第１の実施形態の水晶振動片１と、水晶振動片１を収容するパッケージ８０と、を備えている。
パッケージ８０は、パッケージベース８１、シームリング８２、蓋体８５などから構成されている。
パッケージベース８１は、水晶振動片１を収容できるように凹部が形成され、その凹部に水晶振動片１の図示しないマウント電極と接続される接続パッド８８が設けられている。
接続パッド８８は、パッケージベース８１内の配線に接続され、パッケージベース８１の外周部に設けられた外部接続端子８３と導通可能に構成されている。
As shown in FIG. 7, a
The
The
The
パッケージベース８１の凹部の周囲には、シームリング８２が設けられている。さらに、パッケージベース８１の底部には、貫通穴８６が設けられている。
水晶振動片１は、パッケージベース８１の接続パッド８８に導電性接着剤８４を介して接着固定されている。そして、パッケージ８０は、パッケージベース８１の凹部を覆う蓋体８５とシームリング８２とがシーム溶接されている。
パッケージベース８１の貫通穴８６には、金属材料などからなる封止材８７が充填されている。この封止材８７は、減圧雰囲気内で溶融後固化され、パッケージベース８１内が減圧状態を保持できるように、貫通穴８６を気密に封止している。
水晶振動子５は、外部接続端子８３を介した外部からの駆動信号により水晶振動片１が励振され、所定の周波数（例えば、３２ｋＨｚ）で発振する。
A
The quartz
A through
The
上述したように、水晶振動子５は、耐衝撃特性が向上した水晶振動片１を備えていることから、耐衝撃特性を向上させることができる。
なお、水晶振動子５は、水晶振動片１に代えて水晶振動片２を用いても、同様の効果を得ることができる。
As described above, since the
The
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態として、上記で説明した水晶振動片を備えた発振器について説明する。
図８は、第４の実施形態の発振器の概略構成を示す模式図であり、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＪ−Ｊ線での断面図である。
(Fourth embodiment)
Next, as a fourth embodiment, an oscillator including the quartz crystal vibrating piece described above will be described.
8A and 8B are schematic views showing the schematic configuration of the oscillator according to the fourth embodiment. FIG. 8A is a plan view, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line JJ in FIG. It is.
発振器としての水晶発振器６は、上記水晶振動子５の構成に回路素子をさらに備えた構成となっている。なお、水晶振動子５との共通部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
図８に示すように、水晶発振器６は、第１の実施形態の水晶振動片１と、水晶振動片１を発振させる発振回路を有する回路素子としてのＩＣチップ９１と、水晶振動片１及びＩＣチップ９１を収容するパッケージ８０と、を備えている。
ＩＣチップ９１は、パッケージベース８１の底部に固着され、金線などの金属ワイヤー９２により他の配線と接続されている。
水晶発振器６は、ＩＣチップ９１の発振回路からの駆動信号により水晶振動片１が励振され、所定の周波数（例えば、３２ｋＨｚ）で発振する。
The
As shown in FIG. 8, the
The
In the
上述したように、水晶発振器６は、耐衝撃特性が向上した水晶振動片１を備えていることから、耐衝撃特性を向上させることができる。
なお、水晶発振器６は、水晶振動片１に代えて水晶振動片２を用いても、同様の効果を得ることができる。
As described above, since the
The
《電子機器》
上記で説明した各実施形態の水晶振動片は、各種の電子機器に適用することができ、得られる電子機器は、信頼性の高いものとなる。なお、本電子機器には、上記実施形態で説明した振動子および発振器を用いてもよい。
図９、および図１０は、本発明の電子機器の一例としての携帯電話機を示す。図９は、携帯電話機の外観の概略を示す斜視図であり、図１０は、携帯電話機の回路部を説明する回路ブロック図である。
この携帯電話機３００は、上述の水晶振動片１または水晶振動片２を使用することができる。本例では、水晶振動片１を用いた例で説明する。また、水晶振動片１の構成、作用については、同一符号を用いるなどして、その説明を省略する。
図９に示すように携帯電話機３００は、表示部であるＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）３０１、数字等の入力部であるキー３０２、マイクロフォン３０３、スピーカー３１１、図示しない回路部などが設けられている。
図１０に示すように、携帯電話機３００で送信する場合は、使用者が、自己の声をマイクロフォン３０３に入力すると、信号はパルス幅変調・符号化ブロック３０４と変調器／復調器ブロック３０５を経てトランスミッター３０６、アンテナスイッチ３０７を開始アンテナ３０８から送信されることになる。
"Electronics"
The quartz crystal resonator element of each embodiment described above can be applied to various electronic devices, and the obtained electronic device has high reliability. Note that the vibrator and the oscillator described in the above embodiment may be used for this electronic device.
9 and 10 show a mobile phone as an example of the electronic apparatus of the present invention. FIG. 9 is a perspective view showing an outline of the appearance of a mobile phone, and FIG. 10 is a circuit block diagram for explaining a circuit portion of the mobile phone.
The
As shown in FIG. 9, a
As shown in FIG. 10, when transmitting by
一方、他人の電話機から送信された信号は、アンテナ３０８で受信され、アンテナスイッチ３０７、受信フィルター３０９を経て、レシーバー３１０から変調器／復調器ブロック３０５に入力される。そして、変調又は復調された信号がパルス幅変調・符号化ブロック３０４を経てスピーカー３１１に声として出力されるようになっている。
このうち、アンテナスイッチ３０７や変調器／復調器ブロック３０５等を制御するためのコントローラー３１２が設けられている。
このコントローラー３１２は、上述の他に表示部であるＬＣＤ３０１や数字等の入力部であるキー３０２、更にはＲＡＭ３１３やＲＯＭ３１４等も制御するため、高精度であることが求められる。また、携帯電話機３００の小型化の要請もある。
このような要請に合致するものとして上述の水晶振動片１が用いられている。
なお、携帯電話機３００は、他の構成ブロックとして、温度補償型水晶発振器レシーバー用シンセサイザー３１６、トランスミッター用シンセサイザー３１７などを有しているが説明を省略する。
On the other hand, a signal transmitted from another person's telephone is received by the
Among these, a
In addition to the above, the
The quartz
The
この携帯電話機３００に用いられている上記水晶振動片１は、基部１０に切り欠き部を設けることで、振動漏れをより効果的に抑制できる。さらに、水晶振動片１は、切り欠き部に傾斜部１２ｃを設けることで、切り欠き部の先端部分におけるエッチングの進行度合いが変化し、オーバーエッチングを抑制できる。
この結果、水晶振動片１は、切り欠き部の先端部分における応力集中が緩和されることから、基部１０の強度が向上し、耐衝撃特性を向上させることができる。
従って、水晶振動片１を用いている電子機器（携帯電話機３００）は、安定した特性を有するとともに、耐衝撃特性を向上させることが可能となる。
The quartz
As a result, since the
Therefore, the electronic device (cellular phone 300) using the
本発明の水晶振動片１を備える電子機器としては、図１１に示すパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）４００も挙げられる。パーソナルコンピューター４００は、表示部４０１、入力キー部４０２などを備えており、その電気的制御の基準クロックとして上述の水晶振動片１が用いられている。
また、本発明の水晶振動片１を備える電子機器としては、前述に加え、例えばディジタルスチールカメラ、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等が挙げられる。
As an electronic apparatus provided with the
In addition to the above, the electronic device including the quartz
以上、本発明の電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
例えば、前述した実施形態では、水晶振動片が振動部として２の振動腕を有する場合を例に説明したが、振動腕の数は、３つ以上であってもよい。
As mentioned above, although the electronic device of the present invention has been described based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part is replaced with an arbitrary configuration having the same function. be able to. In addition, any other component may be added to the present invention. Further, the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above embodiments.
For example, in the above-described embodiment, the case where the crystal vibrating piece has two vibrating arms as the vibrating portion has been described as an example, but the number of vibrating arms may be three or more.
また、上記実施形態で説明した水晶振動片は、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）、恒温槽付水晶発振器（ＯＣＸＯ）等の圧電発振器の他、ジャイロセンサー等に適用することができる。 The crystal resonator element described in the above embodiment is applied to a gyro sensor or the like in addition to a piezoelectric oscillator such as a voltage controlled crystal oscillator (VCXO), a temperature compensated crystal oscillator (TCXO), a crystal oscillator with a thermostat (OCXO), or the like. be able to.
１，２…振動片としての水晶振動片、５…振動子としての水晶振動子、６…発振器としての水晶発振器、１０…基部、１０ａ…主面（切り出し面）、１０ｂ…外周（Ｘ軸プラス方向切り欠き部のＸ軸のマイナス側の端）、１１…振動腕、１２…切り欠き部としてのＸ軸プラス方向切り欠き部、１２ａ…一方の辺としての辺、１２ｂ…他方の辺としての辺、１２ｃ，１２ｄ…傾斜部、１３…切り欠き部としてのＸ軸マイナス方向切り欠き部、１４…支持部、１５…腕部、１６…錘部、１７…溝部、８０…パッケージ、８１…パッケージベース、８２…シームリング、８３…外部接続端子、８４…導電性接着剤、８５…蓋体、８６…貫通穴、８７…封止材、８８…接続パッド、９１…回路素子としてのＩＣチップ、９２…金属ワイヤー、３００…電子機器としての携帯電話機、４００…電子機器としてのパーソナルコンピューター。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記振動片を駆動させる回路部と、を備え、
前記振動片は、
水晶の結晶軸としての互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸に対して所定の角度で切り出されたＺ板を基材とし、外形形状がエッチングによって形成され、
切り欠き部が形成された基部と、
前記基部から延びる振動腕と、を備え、
前記切り欠き部は、前記基部を前記Ｘ軸のマイナス側からプラス側へ切り欠いたＸ軸プラス方向切り欠き部を含み、
前記Ｘ軸プラス方向切り欠き部の前記Ｙ軸方向における幅は、前記Ｘ軸プラス方向切り欠き部の前記Ｘ軸の前記マイナス側の端において最大であり、
前記基部は、前記Ｘ軸プラス方向切り欠き部において、前記幅が前記Ｘ軸の前記マイナス側の前記端から前記Ｘ軸の前記プラス側へ向かって徐々に狭まる形状を有することを特徴とする電子機器。 A vibrating piece,
A circuit unit for driving the resonator element,
The vibrating piece is
A Z plate that is cut at a predetermined angle with respect to the X axis, the Y axis, and the Z axis, which are orthogonal to each other as crystal axes of quartz, is used as a base material, and the outer shape is formed by etching.
A base with a notch formed;
A vibrating arm extending from the base,
The notch portion includes an X-axis plus direction notch portion in which the base portion is notched from the minus side of the X axis to the plus side,
The width in the Y-axis direction of the X-axis plus direction cutout is maximum at the minus end of the X-axis of the X-axis plus direction cutout,
The base has a shape in which the width gradually narrows from the minus side end of the X axis toward the plus side of the X axis in the X-axis plus direction cutout. machine.
前記基部は、前記Ｘ軸の前記マイナス側の前記端から前記Ｘ軸の前記プラス側へ向かって、前記Ｘ軸プラス方向切り欠き部の前記幅が狭まるように傾斜している傾斜部を有することを特徴とする電子機器。 The electronic device according to claim 1,
The base portion has an inclined portion that is inclined so that the width of the X-axis plus direction cutout portion is narrowed from the minus end of the X axis toward the plus side of the X axis. Electronic equipment characterized by
前記傾斜部は、前記切り欠き部において前記Ｙ軸のプラス側に位置する一方の辺に接続され、前記一方の辺との成す角度が３度〜３５度の範囲内であることを特徴とする電子機器。 The electronic device according to claim 2,
The inclined portion is connected to one side located on the plus side of the Y-axis in the cutout portion, and an angle formed with the one side is within a range of 3 degrees to 35 degrees. Electronics.
前記傾斜部は、前記切り欠き部において前記Ｙ軸のマイナス側に位置する他方の辺に接続され、前記他方の辺との成す角度が１０度〜３０度の範囲内であることを特徴とする電子機器。 The electronic device according to claim 2,
The inclined portion is connected to the other side located on the negative side of the Y-axis in the cutout portion, and an angle formed with the other side is within a range of 10 degrees to 30 degrees. Electronics.
前記切り欠き部は、前記基部を前記Ｘ軸のプラス側からマイナス側へ切り欠かれたＸ軸マイナス方向切り欠き部を含み、
前記Ｘ軸プラス方向切り欠き部および前記Ｘ軸マイナス方向切り欠き部は、前記Ｙ軸方向において同じ位置に形成されていることを特徴とする電子機器。 The electronic device according to any one of claims 1 to 4,
The notch includes an X-axis minus-direction notch in which the base is notched from the plus side to the minus side of the X-axis.
The X-axis plus direction notch and the X-axis minus direction notch are formed at the same position in the Y-axis direction.
前記振動腕を複数本備え、前記複数本の振動腕と、前記基部とを含んで音叉を構成することを特徴とする電子機器。 The electronic device according to any one of claims 1 to 5,
An electronic apparatus comprising a plurality of the vibrating arms, wherein the tuning fork includes the plurality of vibrating arms and the base.
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