JP2015128262A - 振動片、振動子、発振器、電子機器、センサーおよび移動体 - Google Patents
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Abstract
Description
このような電子デバイスに用いられている一般的な振動片は、基部と、この基部から延出している1対の振動腕とを備える。このような振動片は、通常、水晶等のウエハーをエッチングすることにより、基部の一部が折り取り部を介して母材に繋がった状態で外形を形成した後に、その折り取り部を折り取ることによって得られる。
例えば、特許文献1に係る振動片では、基部の振動腕とは反対側の端部に折り取り部が配置されている。また、特許文献2に係る振動片では、基部の1対の振動腕が並ぶ方向の両端部に折り取り部が配置されている。
しかし、特許文献1、2に係る振動片では、十分に小型化を図ることができず、また、振動腕の延出方向に沿った基部の長さを単に短くすると、熱弾性損失が増大してしまうという問題があった。
本発明の目的は、振動腕の延出方向における振動片の小型化を図りつつ、熱弾性損失を低減することができる振動片を提供すること、また、この振動片を備える振動子、発振器、電子機器、センサーおよび移動体を提供することにある。
[適用例1]
本発明の振動片は、平面視で、第1端部と、前記第1端部とは反対側に位置する第2端部とを含む基部と、
平面視で前記第1端部から第1方向に沿って延出し、かつ、前記第1方向と交差する第2方向に沿って並んでいる1対の振動腕と、
を備える振動片であって、
平面視で前記基部の前記第2方向における両端に夫々位置している第3端部及び第4端部のうちの少なくとも一方の端部に設けられている突出部を備え、
前記第1端部と前記第2端部との最短距離をWb[m]とし、前記基部の前記第1方向に沿った実効幅をWe[m]とし、前記振動片のQ値をQとしたとき、下記式(A)および(B)を満足することを特徴とする。
Q={(ρ・Cp)/(c・α2・Θ)}
×[{1+(2・ρ・Cp・We2・f/(π・k))2}
/(2・ρ・Cp・We2・f/(π・k))]・・・・(A)
0.81≦Wb/We≦1.70・・・(B)
[但し、前記式(A)において、fは振動片の振動周波数[Hz]、ρは質量密度[kg/m3]、Cpは熱容量[J/(kg・K)]、cはWbの方向と面内で直交する方向に関する弾性定数[N/m2]、αはWbの方向と面内で直交する方向に関する熱膨張係数[1/K]、Θは環境温度[K]、kはWbの方向に関する熱伝導率[W/(m・K)]である。]
このような振動片によれば、Wb/Weが0.81≦Wb/We≦1.70の関係を満足することにより、基部の小型化に起因する熱弾性損失を低減することができる。そのため、振動腕の延出方向における小型化を図りつつ、熱弾性損失を低減することができる。
本発明の振動片では、0.91≦Wb/We≦1.30を満足することが好ましい。
これにより、基部の小型化に起因する熱弾性損失を低減することができる。そのため、振動腕の延出方向における小型化を図りつつ、熱弾性損失を低減することができる。
[適用例3]
本発明の振動片では、1.00≦Wb/We≦1.20を満足することが好ましい。
これにより、基部の小型化に起因する熱弾性損失を低減することができる。そのため、振動腕の延出方向における小型化を図りつつ、熱弾性損失を低減することができる。
本発明の振動片では、前記基部から延出している支持腕を備えていることが好ましい。
これにより、振動腕の屈曲振動によって生じた振動漏れを抑制することができる。そのため、高いQ値を有する振動片を得ることができる。
[適用例5]
本発明の振動片では、前記支持腕は、平面視で前記1対の振動腕の間に配置されていることが好ましい。
これにより、振動片を支持・固定する部分が振動片の中央部となるため、振動片の全長を短くすることができ、振動片の小型化が図れる。
本発明の振動片では、前記振動腕は、平面視で、錘部と、前記錘部と前記基部との間に配置されている腕部と、を含むことが好ましい。
これにより、振動腕の長さを短くすることができ、その結果、振動片の全長を短くすることができる。また、腕部の幅を広くして熱弾性損失を低減することができる。
[適用例7]
本発明の振動片では、前記錘部は、前記腕部よりも前記第2方向に沿った幅が広いことが好ましい。
これにより、錘部の質量を効果的に大きくすることができる。そのため、振動片の小型化および熱弾性損失の低減を効率的に図ることができる。
本発明の振動片では、平面視で、前記1対の振動腕の間の中心を通り、かつ、前記第1方向に沿った仮想線を設定したとき、
前記仮想線と前記突出部の先端との間の距離は、
平面視で、前記仮想線と前記錘部の前記第2方向の前記仮想線側とは反対側の端部との間の距離よりも短いことが好ましい。
これにより、第2方向における突出部の基部からの突出量を第2方向における錘部の基部からの突出量よりも少なくすることができる。そのため、第2方向の最大サイズを大きくすることなく突出部を設けることができる。
本発明の振動子は、本発明の振動片と、
前記振動片が取り付けられている容器と、
を備えていることを特徴とする。
これにより、小型で優れた特性を有する振動子を提供することができる。
本発明の振動子では、前記振動片は、前記容器に接着剤またはバンプにより取り付けられていることが好ましい。
このように容器に対して取り付けられた振動片は、リード端子を介して接続する場合に比べて小型化に有利である。したがって、このような振動片を備える振動子に本発明を適用することで、小型で優れた特性を発揮することができる。
本発明の発振器は、本発明の振動片と、
回路と、
を備えていることを特徴とする。
これにより、小型で優れた特性を有する発振器を提供することができる。
[適用例12]
本発明の電子機器は、本発明の振動片を備えていることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する電子機器を提供することができる。
本発明のセンサーは、本発明の振動片を備えていることを特徴とする。
これにより、小型で優れた特性を有するセンサーを提供することができる。
[適用例14]
本発明の移動体は、本発明の振動片を備えていることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する移動体を提供することができる。
1.振動片
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る振動片を示す平面図(上面図)、図2は、図1中のA−A線断面図である。
水晶基板3は、Zカット水晶板で構成されている。これにより、振動片2は、優れた振動特性を発揮することができる。Zカット水晶板とは、水晶のZ軸(光学軸)を厚さ方向とする水晶基板である。なお、水晶のZ軸は、水晶基板3の厚さ方向と一致しているのが好ましいが、常温近傍における周波数温度変化を小さくする観点からは、厚さ方向に対して若干(例えば、15°未満程度)傾けることになる。
基部4は、X軸およびY軸に平行な平面であるXY平面に沿って広がり、Z軸方向を厚さ方向とする板状をなしている。この基部4は、+Z軸方向側の面が1対の接合材11を介して、図示しないパッケージに固定・支持される。
また本発明に係る振動片の縮幅部の輪郭は、平面視にて、曲線状や直線状の傾斜部に限定されず、複数の段差を有する階段状のステップで構成しても良い。
このような第1駆動用電極84と第2駆動用電極85との間に交番電圧を印加すると、振動腕5、6が互いに接近、離間を繰り返すように面内方向(XY平面方向)に所定の周波数で振動する。
以上、振動片2について簡単にその構成を説明した。
次に、振動片2の熱弾性損失および小型化について説明する。
図3は、振動腕の屈曲振動時の熱伝導について説明するための図、図4は、Q値とf/fmとの関係を示すグラフである。
振動片2は、機械的な振動周波数fが熱緩和周波数f0よりも大きくなるように設定されている(f>f0)。これにより、振動片2は、断熱的領域において屈曲振動することとなる。
振動片2は、前述したように、第1駆動用電極84と第2駆動用電極85との間に交番電圧を印加することにより振動腕5、6を面内方向に屈曲振動させる。その際、振動片2には、熱弾性損失が生じ得る。例えば、図3に示すように、振動腕5の屈曲振動の際、振動腕5の側面53が収縮すると側面54が伸張し、反対に、側面53が伸張すると側面54が収縮する。振動腕5がGough−Joule効果を発生しない(エネルギー弾性がエントロピー弾性に対して支配的な)場合、側面53、54のうち、収縮する面側の温度は上昇し、伸張する面側の温度は下降するため、側面53と側面54との間、つまり振動腕5の内部に温度差が発生する。このような温度差に起因して側面53と側面54との間に熱伝導が生じると、振動エネルギーの損失が発生し、これにより振動片2のQ値が低下する。このようなエネルギーの損失を熱弾性損失とも言う。
f0=(π・k)/(2・ρ・Cp・a2)・・・(1)
ここで、πは円周率、kは振動腕の振動方向(屈曲振動方向)の熱伝導率[W/(m・K]、ρは振動腕の質量密度[kg/m3]、Cpは振動腕の熱容量[J/(kg・K)]、aは振動腕の振動方向(屈曲振動方向)の幅[m]である。
そして、振動腕が平板構造である場合には、f/f0=1を境にして、振動周波数fが熱緩和周波数f0よりも大きくなり、周波数比が1より高い領域(1<f/f0)が断熱的領域であり、周波数比が1より低い領域(1>f/f0)が等温的領域である。
なお、振動腕の表裏主面のうち少なくとも一方に溝が形成されている構造の場合には、振動腕の幅(屈曲振動する方向の長さ)から前記(1)式によって算出されるf0と振動周波数fとの関係が、f>f0を満たしていれば、自ずとf/f1の関係を満たすことになる。
そこで、本発明者らは、振動片2の基部4における寸法と熱弾性損失との関係に着目し、振動腕5、6の屈曲振動に起因して生じる基部4の屈曲振動による熱弾性損失と、振動片2のQ値を基部4の屈曲振動に換算した熱弾性損失との関係を比較することに思い至った。
図5は、基部の第1方向に沿った実効幅Weを説明するための図である。
Q={(ρ・Cp)/(c・α2・Θ)}
×[{1+(f/f0e)}/(f/f0e)]・・・(2)
f0e=(π・k)/(2・ρ・Cp・We2)・・・(3)
ここで、Weは実効幅(仮想梁の幅)[m]、fは振動片の振動周波数(振動片をパッケージに搭載した状態で得られる実際の振動周波数)[Hz]、f0eは振動片の実効的な熱緩和周波数(仮想梁の熱緩和周波数)[Hz]、Qは振動片のQ値(振動片をパッケージに搭載した状態で得られる実際のQ値)である。
Q={(ρ・Cp)/(c・α2・Θ)}
×[{1+(2・ρ・Cp・We2・f/(π・k))2}
/(2・ρ・Cp・We2・f/(π・k))]・・・(A)
よって、式(2)、(3)において既知ではないものはWeのみであるから、この式(A)からは実効幅Weが算出されることになる。
図6は、シミュレーション解析に用いた振動片を示す平面図である。また、図7は、シミュレーション解析の条件と結果を示す表、図8は、図7に示す結果に基づくWb/WeとQ値との関係を示すグラフである。
本シミュレーションには、図6に示す振動片2Aを用いている。この振動片2Aが備える水晶基板3Aは、前述した基部4に代えて、基部4Aを備えている。この基部4Aは、縮幅部41、42を省略した以外は、基部4と同様である。
本シミュレーションにおける振動片2Aの各部の寸法は、以下のとおりである。
基部4Aの長さ(Y軸方向に沿った長さ)L2=Wb
ハンマーヘッド59、69の長さ(Y軸方向に沿った長さ)L3=137[μm]
腕部50、60の幅(X軸方向に沿った長さ)W1=40[μm]
ハンマーヘッド59、69の幅(X軸方向に沿った長さ)W2=255[μm]
振動片2A全体の幅(X軸方向に沿った長さ)W3=550[μm]
基部4および振動腕5、6の厚さ(Z軸方向に沿った長さ)T=130[μm]
溝55、56、65、66の深さt=60[μm]
ρ=2649[kg/m3]
Cp=735.3718[J/(kg・K)]
α=α11=α22=1.37×10-5[1/K]
c=c11=c22=8.67×1010[N/m2]
Θ=298.15[K]
k=8.47[W/(m・K)]
このようなシミュレーションにより図7および図8に示す結果を得た。図7および図8に示すように、基部4の最短距離Wbの寸法を25μm〜200μmまで変化させた場合、Q値は1,484〜9,018と大きく変化し、Wb/Weが約1以上でQ値が約8,500以上となり、Wb/Weが約1.3以上ではQ値が約9,000とほぼ一定になることが明らかとなった。
0.81≦Wb/We≦1.70・・・(B)
Wb/Weを1.00以上1.20以下の範囲とすることで、Wbを約70μm〜80μmの範囲、Q値を約8,500〜8,800の範囲、振動片の全長を約780μm〜790μmの範囲とすることができる。これにより、さらに優れたQ値(8,500以上)が得られ、かつ、従来設計の振動子に比べ、全長の約13.2%〜14.3%の小型化が図れる。
なお、振動片2の振動周波数fが基部4を屈曲振動体と見做したときの熱緩和周波数f0bよりも高い断熱的領域において、Wb/Weは上記範囲にあることが好ましい。
f0b=(π・k)/(2・ρ・Cp・Wb2)・・・(5)
また、前述したようなWb/Weの最適化を図ることに加えて、図1に示すように、基部4のX軸方向における両端部のうちの一方の端部(+X軸方向側の端部)には、折り取り痕として突出部43が設けられている。これにより、前述したようなWb/Weの最適化を図ることによる効果が好適に発揮される。また、突出部43によって振動片2のY軸方向のサイズを大きくなることがない。
図9は、従来の振動片を示す平面図である。また、図10は、図1に示す振動片の電極構成および折り取り部を説明するための図であって、図10(a)は、上面図、図10(b)は、下面図(透視図)である。また、図11(a)は、図10中のB−B線断面図、図11(b)は、図11(a)に示す折り取り部における折り取りを説明するための図である。
図9に示す振動片2Xが備える基部4Xの振動腕5、6とは反対側の端部には、折り取り痕として突出部43Xが設けられている。また、基部4Xの突出部43Xの根元付近には、凹部44Xが形成されている。
また、仮想線Y1と突出部43のX軸方向の先端との間の距離Laは、平面視で、仮想線Y1とハンマーヘッド59、69のX軸方向の仮想線Y1側とは反対側の端部との間の距離Lbよりも短い。
また、溝303の幅(X軸方向に沿った長さ)は、1μm以上100μm以下であることが好ましく、5μm以上50μm以下であることがより好ましい。これにより、溝303の形成を容易なものとしつつ、ウエハーにおける振動片2の取り個数を多く確保することができる。
また、幅広部301が母材30からY軸方向に突出し、幅狭部302が幅広部301からX軸方向に突出している。これにより、ウエハーに複数の振動片2をX軸方向に効率的に並べることができる。
また、ハンマーヘッド59、69の幅W2および腕部50、60の幅W1の比W2/W1は、4以上10以下であることが好ましく、5以上7以下であることがより好ましい。これにより、ハンマーヘッド59、69の不要振動の増大に伴う振動漏れの増加を低減しつつ、ハンマーヘッド59、69による熱弾性損失低減効果を高めることができる。これは、音叉型振動子における振動腕5、6の屈曲振動は、純粋な面内振動にするのは困難で基本的に捩れの運動が伴うので、ハンマーヘッド59、69の幅を大きくし過ぎると、捩れの運動が増大して基部4が±Z軸方向に振動してしまい、結果として基部4に設けられる接合材11を介して振動エネルギーが漏れることによる。
以下、前述した第1実施形態に係る振動片の変形例を説明する。
図12は、本発明の第1実施形態に係る振動片の変形例1を示す平面図(上面図)、図13は、本発明の第1実施形態に係る振動片の変形例2を示す平面図(上面図)、図14は、本発明の第1実施形態に係る振動片の変形例3を示す平面図(上面図)である。
なお、以下では、第1実施形態の変形例について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。また、図12〜14では、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
図15は、本発明の第2実施形態に係る振動片を示す平面図(上面図)である。また、図16は、図15に示す振動片の折り取り部を説明するための図である。また、図17は、図15に示す振動片の電極構成および折り取り部を説明するための図であって、図17(a)は、上面図、図17(b)は、下面図(透視図)である。
第2実施形態は、支持腕を設けた以外は、第1実施形態とほぼ同様である。なお、図15〜17では、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図15に示す振動片2Eは、水晶基板3Eと、この水晶基板3E上に形成された第1駆動用電極84および第2駆動用電極85(図17参照)と、を備えている。
基部4Eは、+Y軸方向側の端部に設けられた縮幅部42Eを有している。
この基部4Eの+X軸方向側の端部には、折り取り痕として突出部43が設けられている。また、基部4Eの振動腕5、6とは反対側の端部には、振動漏れを抑制する縮幅部42Eが設けられている。一方、基部4Eの振動腕5、6側の端部には、支持腕7が延出している。
本実施形態では、接続部72のX軸方向に沿った幅は、本体部71のX軸方向に沿った幅よりも小さくなっている。これにより、基部4Eから本体部71への振動の伝達を抑制し、その結果、振動漏れをより小さくすることができる。なお、接続部72のX軸方向に沿った幅は、本体部71のX軸方向に沿った幅と同じであってもよいし、本体部71のX軸方向に沿った幅よりも大きい部分を有していてもよい。
また、支持腕7の先端は、振動腕5、6のハンマーヘッド59、69よりも+Y軸方向側(基部4E側)に位置している。そのため、振動腕5、60間の空間を支持腕7の配置スペースとして効果的に有効利用することができる。なお、支持腕7のY軸方向に沿った長さは、振動腕5、6のY軸方向に沿った長さと等しくてもよいし、振動腕5、6のY軸方向に沿った長さよりも長くてもよい。
特に、振動片2Eでは、支持腕7が設けられていることによって、振動腕5、6の屈曲振動によって生じた振動漏れを抑制することができる。そのため、高いQ値を有する振動片2Eを得ることができる。
また、振動片2Eは、図16および図17に示すように、水晶のウエハーをエッチングすることにより、基部4Eの一部が折り取り部300Eを介してウエハーの母材30Eに繋がった状態で外形を形成した後に、その折り取り部300Eを折り取ることによって得られる。突出部43は、この折り取り部300Eを折り取ることによって形成された折り取り痕である。
この折り取り部300Eは、前述した第1実施形態の折り取り部300と同様に構成することができる。
以下、第2実施形態の振動片2Eに用いる折り取り部の変形例を説明する。
図18は、図15に示す振動片の折り取り部の変形例を説明するための図である。また、図19は、図15に示す振動片の電極構成および折り取り部の変形例を説明するための図であって、図19(a)は、上面図、図19(b)は、下面図(透視図)である。
この変形例に係る折り取り部300E1は、母材30からX軸方向に突出している。これにより、ウエハーに複数の振動片2EをY軸方向に効率的に並べることができる。
以下、前述した第2実施形態に係る振動片の変形例を説明する。
図20は、本発明の第2実施形態に係る振動片の変形例1を示す平面図(上面図)、図21は、本発明の第2実施形態に係る振動片の変形例2を示す平面図(上面図)である。
なお、以下では、第2実施形態の変形例について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。また、図20、21では、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
次に、本発明の振動片を適用した振動子について説明する。
図22は、本発明の振動子の一例の概略構成を示す図であって、図22(a)は、平面図、図22(b)は、断面図である。なお、図22(a)では、説明の便宜上、蓋部材の図示を省略している。
パッケージ9は、平面形状が略矩形で凹部911が設けられたパッケージベース91と、パッケージベース91の凹部911を覆う平板状のリッド(蓋体)92と、を備え、略直方体形状に形成されている。
リッド92の構成材料としては、パッケージベース91と同材料、または、コバール、42アロイ等を用いることができる。
パッケージベース91の凹部911とは反対側の外底面(外側の底面)には、電極端子952、962が設けられている。
このような内部端子951、961および電極端子952、962は、例えば、W(タングステン)、Mo(モリブデン)などのメタライズ層にNi(ニッケル)、Au(金)などの各被膜がメッキなどにより積層された構成の金属被膜からなる。
なお、パッケージ9は、平板状のパッケージベースと凹部を有するリッド等から構成されていてもよいし、パッケージベースおよびリッドの両方に凹部を有していてもよい。
以上説明したような振動子1によれば、小型で優れた特性を有する。また、このような振動子1は、センサーとして用いることもでき、その場合、小型で優れた特性を有するセンサーを提供することができる。
次に、本発明の振動片を適用した発振器について説明する。
図23は、本発明の発振器の一例の概略構成を示す図であって、図23(a)は、平面図、図23(b)は、断面図である。
なお、以下、発振器について、前述した振動子との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。また、図23では、前述した振動子と同様の構成については、同一符号を付している。
パッケージベース91の凹部911の内底面には、凹状に形成されたICチップ80の収容部が設けられている。発振回路を内蔵するICチップ80は、パッケージベース91の収容部の底面に、図示しない接着剤などを用いて固定されている。
内部接続端子97は、W(タングステン)、Mo(モリブデン)などのメタライズ層に、Ni(ニッケル)、Au(金)などの各被膜がメッキなどにより積層された金属被膜からなり、図示しない内部配線を経由して、パッケージ9の外底面の四隅に設けられた電極端子94、内部端子951、961などと電気的に接続されている。
また、ICチップ80は、パッケージ9の外底面に設けられた凹部内に実装され、モールド材により封止されている構成としてもよい。
以上説明したような発振器10によれば、小型で優れた特性を有する。
次いで、本発明の振動片を適用した電子機器について、図24〜図26に基づき説明する。
図24は、本発明の電子機器の第1例であるモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部100が配置されている。このような携帯電話機1200には、発振器10(振動片2)が内蔵されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
以上説明したような電子機器によれば、優れた信頼性を有する。
図27は、本発明の移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図である。
この図において、タイヤ2109を制御する電子制御ユニット2108に発振器10(振動片2)が内蔵され、車体2107に搭載されている。
自動車2106には、本発明に係る振動片を備える振動子や発振器が搭載されており、例えば、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム(ABS:Antilock Brake System)、エアバック、タイヤプレッシャーモニタリングシステム(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システムなどの電子制御ユニット(ECU:electronic control unit)2108に広く適用できる。
以上説明したような移動体によれば、優れた信頼性を有する。
また、基部に設けられた縮幅部は、基部の中央部から離れるに従って漸減していれば、前述した実施形態の形状、大きさ等に限定されない。例えば、縮幅部の幅が段階的(例えば階段状)に変化していてもよい。
2‥‥振動片
2A‥‥振動片
2B‥‥振動片
2C‥‥振動片
2D‥‥振動片
2E‥‥振動片
2F‥‥振動片
2G‥‥振動片
2X‥‥振動片
3‥‥水晶基板
3A‥‥水晶基板
3B‥‥水晶基板
3B‥‥水晶基板
3C‥‥水晶基板
3D‥‥水晶基板
3E‥‥水晶基板
3F‥‥水晶基板
3G‥‥水晶基板
4‥‥基部
4A‥‥基部
4B‥‥基部
4C‥‥基部
4D‥‥基部
4E‥‥基部
4F‥‥基部
4G‥‥基部
4X‥‥基部
5‥‥振動腕
6‥‥振動腕
7‥‥支持腕
9‥‥パッケージ
10‥‥発振器
11‥‥接合材
23‥‥リッド
30‥‥母材
30E‥‥母材
30E1‥‥母材
40‥‥仮想梁
41‥‥縮幅部
41F‥‥縮幅部
41a‥‥第1端面
41b‥‥第1端面
41c‥‥第1端面
41d‥‥第1端面
42‥‥縮幅部
42E‥‥縮幅部
42a‥‥第2端面
42b‥‥第2端面
42c‥‥第2端面
42d‥‥第2端面
42e‥‥第2端面
43‥‥突出部
43X‥‥突出部
44X‥‥凹部
50‥‥腕部
51‥‥主面
52‥‥主面
53‥‥側面
54‥‥側面
55‥‥溝
56‥‥溝
59‥‥ハンマーヘッド
60‥‥腕部
61‥‥主面
62‥‥主面
63‥‥側面
64‥‥側面
65‥‥溝
66‥‥溝
69‥‥ハンマーヘッド
71‥‥本体部
72‥‥接続部
80‥‥ICチップ
84‥‥第1駆動用電極
85‥‥第2駆動用電極
86‥‥配線
86E‥‥配線
87‥‥配線
87E‥‥配線
88‥‥電極
88E‥‥電極
88E1‥‥電極
89‥‥電極
89E‥‥電極
89E1‥‥電極
91‥‥パッケージベース
92‥‥リッド
93‥‥接合部材
94‥‥電極端子
97‥‥内部接続端子
100‥‥表示部
300‥‥折り取り部
300E‥‥折り取り部
300E1‥‥折り取り部
301‥‥幅広部
302‥‥幅狭部
303‥‥溝
303a‥‥傾斜面
911‥‥凹部
951‥‥内部端子
952‥‥電極端子
961‥‥内部端子
962‥‥電極端子
1100‥‥パーソナルコンピューター
1102‥‥キーボード
1104‥‥本体部
1106‥‥表示ユニット
1200‥‥携帯電話機
1202‥‥操作ボタン
1204‥‥受話口
1206‥‥送話口
1300‥‥デジタルカメラ
1302‥‥ケース
1304‥‥受光ユニット
1306‥‥シャッターボタン
1308‥‥メモリー
1312‥‥ビデオ信号出力端子
1314‥‥入出力端子
1430‥‥テレビモニター
1440‥‥パーソナルコンピューター
2106‥‥自動車
2107‥‥車体
2108‥‥電子制御ユニット
2109‥‥タイヤ
La‥‥距離
Lb‥‥距離
W1‥‥幅
W2‥‥幅
W3‥‥幅
Wb‥‥最短距離
We‥‥実効幅
Y1‥‥仮想線
θ‥‥傾斜角
Claims (14)
- 平面視で、第1端部と、前記第1端部とは反対側に位置する第2端部とを含む基部と、
平面視で前記第1端部から第1方向に沿って延出し、かつ、前記第1方向と交差する第2方向に沿って並んでいる1対の振動腕と、
を備える振動片であって、
平面視で前記基部の前記第2方向における両端に夫々位置している第3端部及び第4端部のうちの少なくとも一方の端部に設けられている突出部を備え、
前記第1端部と前記第2端部との最短距離をWb[m]とし、前記基部の前記第1方向に沿った実効幅をWe[m]とし、前記振動片のQ値をQとしたとき、下記式(A)および(B)を満足することを特徴とする振動片。
Q={(ρ・Cp)/(c・α2・Θ)}
×[{1+(2・ρ・Cp・We2・f/(π・k))2}
/(2・ρ・Cp・We2・f/(π・k))]・・・・(A)
0.81≦Wb/We≦1.70・・・(B)
[但し、前記式(A)において、fは振動片の振動周波数[Hz]、ρは質量密度[kg/m3]、Cpは熱容量[J/(kg・K)]、cはWbの方向と面内で直交する方向に関する弾性定数[N/m2]、αはWbの方向と面内で直交する方向に関する熱膨張係数[1/K]、Θは環境温度[K]、kはWbの方向に関する熱伝導率[W/(m・K)]である。] - 0.91≦Wb/We≦1.30を満足する請求項1に記載の振動片。
- 1.00≦Wb/We≦1.20を満足する請求項2に記載の振動片。
- 前記基部から延出している支持腕を備えている請求項1ないし3のいずれか1項に記載の振動片。
- 前記支持腕は、平面視で前記1対の振動腕の間に配置されている請求項4に記載の振動片。
- 前記振動腕は、平面視で、錘部と、前記錘部と前記基部との間に配置されている腕部と、を含む請求項1ないし5のいずれか1項に記載の振動片。
- 前記錘部は、前記腕部よりも前記第2方向に沿った幅が広い請求項6に記載の振動片。
- 平面視で、前記1対の振動腕の間の中心を通り、かつ、前記第1方向に沿った仮想線を設定したとき、
前記仮想線と前記突出部の先端との間の距離は、
平面視で、前記仮想線と前記錘部の前記第2方向の前記仮想線側とは反対側の端部との間の距離よりも短い請求項7に記載の振動片。 - 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の振動片と、
前記振動片が取り付けられている容器と、
を備えていることを特徴とする振動子。 - 前記振動片は、前記容器に接着剤またはバンプにより取り付けられている請求項9に記載の振動子。
- 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の振動片と、
回路と、
を備えていることを特徴とする発振器。 - 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の振動片を備えていることを特徴とする電子機器。
- 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の振動片を備えていることを特徴とするセンサー。
- 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の振動片を備えていることを特徴とする移動体。
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