JP5565158B2 - Vibrating piece, vibrator, oscillator, and electronic device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、圧電体材料からなる圧電振動片などの振動片、振動子、発振器、お
よび、それらを用いた電子機器に関する。
The present invention relates to a vibrating piece such as a piezoelectric vibrating piece made of a piezoelectric material, a vibrator, an oscillator, and an electronic apparatus using the same.
従来、屈曲振動モードやその他の振動モードで振動する振動片には、例えば、水晶など
の圧電体材料からなる基材の基部から一対の振動腕を並行して延出させて、且つ、水平方
向に互いに接近または離反する向きに振動させる音叉型の圧電振動片が広く使用されてい
る。このような振動片を備えた振動デバイスが取り付けられる種々の製品、例えば、HD
D(ハード・ディスク・ドライブ)、モバイルコンピューター、あるいはICカード等の
小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機
器や振動ジャイロセンサー等の小型化が、ますます進展しており、これに伴って、振動デ
バイス、および、その振動デバイスに収容される振動片の小型化の要求がより一層高まっ
てきている。
また、小型化の他の課題として、振動片の振動腕を励振させたとき、その振動エネルギ
ーに損失が生じて、CI(Crystal Impedance)値の増大やQ値の低下など、振動片の性
能を低下させる原因となることが挙げられる。そこで、振動片の小型化を図りながら、さ
らに、振動エネルギーの損失を防止または低減するために、従来から様々な工夫がなされ
ている。例えば、振動腕の主面に長溝を設けるとともに、振動腕が延出する基部の両側部
に切込み部または所定の深さの切り込み(切り込み溝)を形成した音叉型の水晶振動片が
知られている(例えば特許文献1を参照)。
Conventionally, for a vibrating piece that vibrates in a bending vibration mode or other vibration modes, for example, a pair of vibrating arms are extended in parallel from the base of a base material made of a piezoelectric material such as quartz, and the horizontal direction Tuning-fork type piezoelectric vibrating pieces that vibrate in directions toward or away from each other are widely used. Various products to which a vibration device including such a resonator element is attached, such as HD
Miniaturization of small information devices such as D (hard disk drive), mobile computers, and IC cards, mobile communication devices such as mobile phones, car phones, and paging systems, and vibration gyro sensors will continue to increase. Along with this, the demand for downsizing of the vibrating device and the vibrating piece accommodated in the vibrating device has further increased.
In addition, as another problem of miniaturization, when the vibrating arm of the vibrating piece is excited, a loss occurs in the vibration energy, and the performance of the vibrating piece, such as an increase in CI (Crystal Impedance) value or a decrease in Q value, is achieved. It may be a cause of lowering. Thus, various attempts have been made in the past to prevent or reduce vibration energy loss while reducing the size of the resonator element. For example, a tuning-fork type crystal vibrating piece is known in which a long groove is provided on the main surface of a vibrating arm and a cut portion or a cut (cut groove) having a predetermined depth is formed on both sides of a base portion from which the vibrating arm extends. (For example, refer to Patent Document 1).
特許文献1に記載の音叉型水晶振動片について、図面を参照して具体的に説明する。図
8は、従来の振動片の一例としての音叉型水晶振動片を模式的に示す平面図である。
図8において、音叉型水晶振動片100は、水晶により形成された基部121と、その
基部121の一端部分から互いに並行して延出された一対の振動腕122と、を有してい
る。各振動腕122は、該振動腕122の両主面および前記両主面を接続する両側面を有
し、さらに、各振動腕122には、その振動腕122の長辺方向に沿って両主面の少なく
とも一方の主面に開口部を有して形成された有底の長溝126が設けられている。なお、
図示はしないが、長溝126を含む領域には、振動腕122を振動させるための励振電極
が設けられている。
また、基部121の振動腕122が延出された一端側と直交する方向の他端側(二辺)
には、基部121の両主面に括れた形状が表れるように1つの直線に沿って対向方向に一
対の切り込み141A,141Bが形成されている。基部121は、一対の切り込み14
1A,141Bを挟んで両側に位置する第1の部分121a、および、第2の部分121
bと、一対の切り込み141A,141B間で第1の部分121aおよび第2の部分12
1bを接続する接続部分121cとを含む。第2の部分121bには、例えばパッケージ
などの外部基板との電気的な接続に供する図示しない外部接続電極が設けられている。音
叉型水晶振動片100は、その基部121の第2の部分121bを固定部として、例えば
パッケージなどの外部基板に電気的な接続をはかりながら接合・固定される。
The tuning-fork type crystal vibrating piece described in Patent Document 1 will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 8 is a plan view schematically showing a tuning fork type crystal vibrating piece as an example of a conventional vibrating piece.
In FIG. 8, the tuning fork type
Although not shown, an excitation electrode for vibrating the vibrating
The other end side (two sides) in the direction orthogonal to the one end side on which the
Are formed with a pair of
The
b and the
1b and a connecting
このような音叉型水晶振動片100は、各振動腕122に長溝126が設けられている
ことにより、振動腕122が動きやすくなって効率的に振動するため、振動損失が低くな
りCI値を低く抑えることができるという特性を有する。
また、振動腕122の振動が垂直方向の成分をも含む場合に、基部121に設けられた
一対の切り込み141A,141Bにより、各振動腕122の振動の伝達が遮断されるの
で、振動が基部121を介して外部に伝わる所謂振動漏れが抑制され、CI値の上昇を防
止する効果を奏するとともに、各振動腕122間でのCI値のばらつきを防止している。
Such a tuning fork type
In addition, when the vibration of the vibrating
しかしながら、特許文献1に記載の音叉型水晶振動片100では、基部121に形成さ
れた切り込み141A,141Bにより基部121の剛性が低下して耐衝撃性が低下する
虞があるという問題があった。
具体的には、図8に示す音叉型水晶振動片100において、励振電極に所定の駆動電圧
を印加すると、各振動腕122が、図中矢印で示す水平方向に互いに接近または離反する
向きに振動する。この振動方向と同じ方向に振動腕122が大きく変位するような衝撃が
音叉型水晶振動片100に加わった場合には、基部121側に局所的に大きな応力が生じ
る。即ち、基部121の第2の部分121bを固定端として各振動腕122の先端側が大
きく変位すると、一対の切り込み141A,141Bのうち、振動腕122の変位する方
向と反対側の切り込み141Aまたは切り込み141Bの先端部142Aまたは先端部1
42Bに応力が集中する。特に、水晶の場合は引っ張り応力に対して機械的な強度が弱い
ので、例えば、振動腕122が、図中矢印の+X方向(左方向)に大きく変位する衝撃が
音叉型水晶振動片100に加わった場合には、基部121の図中−X方向(右方向)の切
り込み141Bの先端部142Bに大きな引っ張り応力が加わり、クラックが発生したり
、破損したりする虞があった。
However, the tuning-fork type
Specifically, in the tuning-fork type
Stress concentrates on 42B. In particular, in the case of quartz, since the mechanical strength is weak against tensile stress, for example, an impact that the vibrating
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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
本発明のある形態に係る振動片は、基部と、前記基部から第1方向に沿って延出されている振動腕と、前記基部に接続されていると共に、一部が前記振動腕に並んで配置されている支持腕と、を含み、前記支持腕は、平面視で、基端側に配置されている固定部と、前記固定部よりも先端側の前記一部が前記振動腕側に突出されている受け部と、を含むことを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動片は、前記第1方向と交差する方向を幅としたとき、前記受け部の幅は、前記支持腕の前記固定部が設けられている領域の幅よりも小さいことを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動子は、前記受け部は、前記振動腕に相対し、前記振動腕の振動の振幅の範囲外、且つ、前記振動腕が前記振幅の範囲を越えて変位したときに前記振動腕と接触する位置に配置されていることを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動片は、前記受け部は、前記支持腕に複数設けられ、前記複数の受け部は、前記振動腕の前記変位により前記振動腕の前記延出方向における複数の位置と夫々接触するように配置されていることを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動片は、前記振動腕は、互いに表裏の関係にある第1の主面及び第2の主面の少なくとも一方に、前記第1方向に沿って溝が設けられ、前記振動腕が、前記振動腕の振動の振幅の範囲を越えて変位し、前記振動腕が前記受け部に接触したとき、前記受け部の前記振動腕との前記接触部分が、平面視で、前記溝が設けられている領域よりも先端側に前記受け部が配置されていることを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動片は、前記振動腕は、前記基部側に配置されている腕部と、前記腕部より先端側に配置され、前記腕部より前記第1方向と交差する第2方向に沿った幅が広い錘部と、を含み、前記振動腕が、前記振動腕の振動の振幅の範囲を越えて変位し、前記振動腕が前記受け部に接触したとき、前記受け部の前記振動腕との前記接触部分が、前記錘部と接触するように配置されていることを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動子は、前記受け部の前記接触部分が、前記錘部の側面と面接触するように配置されていることを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動片は、前記支持腕が、前記振動腕の前記第1方向と交差する第2方向に沿った幅が最も細い部分の幅よりも細い部分を含むことを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動片は、前記受け部の前記第1方向と交差する第2方向に沿った幅が、前記支持腕の前記基部側の前記第2方向に沿った幅よりも小さいことを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動片は、前記振動片が圧電体材料により形成されていることを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動子は、前記圧電体材料が水晶であり、前記基部は、前記水晶の結晶X軸の方向に沿って設けられている切り込みを含み、前記第1方向が、前記水晶の結晶Y軸の方向に沿っており、前記受け部は、前記振動腕の前記X軸の+X軸側の側面に相対するように配置されていることを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動片は、前記受け部に衝撃緩衝部材が設けられていることを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動子は、前記振動片と、前記振動片が収容されているパッケージと、を備えていることを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る発振器は、前記振動片と、回路と、を備えていることを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る電子機器は、振動片を備えていることを特徴とする。
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.
A resonator element according to an aspect of the invention includes a base, a vibrating arm that extends from the base along a first direction, and is connected to the base, and a part thereof is aligned with the vibrating arm. A support arm arranged in a plan view, and the support arm is arranged on a proximal end side in a plan view, and a portion of the support arm on the distal end side protrudes toward the vibrating arm side. And a receiving portion.
In the resonator element according to another aspect of the invention, when the width intersecting the first direction is a width, the width of the receiving portion is greater than the width of the region where the fixing portion of the support arm is provided. Is also small.
In the vibrator according to another aspect of the invention, the receiving portion is opposed to the vibrating arm, is out of a vibration amplitude range of the vibrating arm, and the vibrating arm is displaced beyond the amplitude range. It is arrange | positioned in the position which contacts the said vibration arm when doing.
In the resonator element according to another aspect of the invention, a plurality of the receiving portions are provided on the support arm, and the plurality of receiving portions are plural in the extending direction of the vibrating arm due to the displacement of the vibrating arm. It arrange | positions so that it may contact with the position of each.
In the resonator element according to another aspect of the invention, the vibrating arm is provided with a groove along the first direction on at least one of the first main surface and the second main surface that are in a front-back relationship. When the vibrating arm is displaced beyond the range of vibration amplitude of the vibrating arm and the vibrating arm contacts the receiving portion, the contact portion of the receiving portion with the vibrating arm is in plan view. And the said receiving part is arrange | positioned in the front end side rather than the area | region in which the said groove | channel is provided, It is characterized by the above-mentioned.
In the resonator element according to another aspect of the invention, the resonating arm includes an arm portion disposed on the base side, a distal end side from the arm portion, and intersects the first direction from the arm portion. A weight portion having a wide width along the second direction, and when the vibrating arm is displaced beyond a range of vibration amplitude of the vibrating arm and the vibrating arm contacts the receiving portion, The contact portion of the receiving portion with the vibrating arm is disposed so as to contact the weight portion.
A vibrator according to another embodiment of the present invention is characterized in that the contact portion of the receiving portion is disposed so as to be in surface contact with a side surface of the weight portion.
In the resonator element according to another aspect of the invention, the support arm includes a portion whose width along the second direction intersecting the first direction of the vibrating arm is narrower than a width of the narrowest portion. Features.
In the resonator element according to another aspect of the invention, the width of the receiving portion along the second direction intersecting the first direction is greater than the width along the second direction on the base side of the support arm. Is also small.
A vibrating piece according to another embodiment of the present invention is characterized in that the vibrating piece is formed of a piezoelectric material.
In the vibrator according to another aspect of the invention, the piezoelectric material is quartz, the base includes a notch provided along the crystal X-axis direction of the quartz, and the first direction is Along the direction of the crystal Y-axis of the crystal, the receiving portion is arranged to face the side surface of the vibrating arm on the + X-axis side of the X-axis.
A vibrating piece according to another embodiment of the present invention is characterized in that an impact buffer member is provided in the receiving portion.
A vibrator according to another aspect of the invention includes the vibrating piece and a package in which the vibrating piece is accommodated.
An oscillator according to another aspect of the invention includes the resonator element and a circuit.
An electronic apparatus according to another aspect of the invention includes a resonator element.
〔適用例1〕本適用例にかかる振動片は、基部と、前記基部から延出された振動腕と、
前記基部から延出され、少なくとも一部が前記振動腕と並行して延びた支持腕と、前記振
動腕との間隔が狭くなるように、前記支持腕の一部が突起状に延伸して形成された受け部
と、を有することを特徴とする。
Application Example 1 A resonator element according to this application example includes a base, a vibrating arm extending from the base,
A part of the support arm is formed in a protruding shape so that a distance between the support arm that extends from the base and at least a part of the support arm extends in parallel with the vibration arm is narrowed. And a receiving portion.
この構成によれば、支持腕の一部が延伸した突起状の受け部が、振動腕との間隔が狭く
なるように設けられているため、振動片に衝撃が加わるなどして振動腕が通常の振動の振
幅範囲を越えて変位したときに、振動腕の先端側の変位が受け部によって規制されるので
、振動腕の基部との付け根部分に加わる応力の増大が抑えられ、クラックや破損が生じる
などの不具合を防止することができる。
According to this configuration, since the protruding receiving portion in which a part of the support arm is extended is provided so that the distance from the vibrating arm is narrow, the vibrating arm is usually used by applying an impact to the vibrating piece. When the displacement exceeds the amplitude range of the vibration, the displacement on the tip side of the vibrating arm is regulated by the receiving part, so the increase in stress applied to the base part of the vibrating arm base is suppressed, and cracks and breakage are prevented. It is possible to prevent problems such as occurrence.
〔適用例2〕上記適用例にかかる振動片において、前記受け部は、前記振動腕に相対し
外部から印加された電界によって生じる前記振動腕の振動の振幅範囲外、且つ、前記振動
腕が、前記振幅範囲を越えて変位した場合に前記振動腕が接触する位置に設けられている
ことを特徴とする。
Application Example 2 In the resonator element according to the application example described above, the receiving portion is outside an amplitude range of vibration of the vibrating arm generated by an electric field applied from the outside facing the vibrating arm, and the vibrating arm is It is provided at a position where the vibrating arm contacts when displaced beyond the amplitude range.
この構成によれば、振動片に衝撃が加わるなどして振動腕が通常の振動の振幅範囲を越
えて変位したときに、振動腕の先端側の変位が受け部によって規制されるので、振動腕の
基部との付け根部分に加わる応力の増大が抑えられ、クラックや破損が生じるなどの不具
合を防止することができる。
According to this configuration, when the vibrating arm is displaced beyond the normal vibration amplitude range due to an impact applied to the vibrating piece, for example, the displacement on the tip side of the vibrating arm is regulated by the receiving portion. The increase in stress applied to the base portion with the base portion of the base plate can be suppressed, and problems such as cracks and breakage can be prevented.
〔適用例3〕上記適用例にかかる振動片において、前記受け部は、前記支持腕の先端側
に設けられていることを特徴とする。
Application Example 3 In the resonator element according to the application example, the receiving portion is provided on a distal end side of the support arm.
この構成によれば、振動片に衝撃が加わるなどして振動腕が通常の振動の振幅範囲を越
えて変位したときに、振動腕の先端側の変位が受け部によって規制されるので、振動腕の
基部との付け根部分に加わる応力の増大が抑えられ、クラックや破損が生じるなどの不具
合を防止することができる。しかも、受け部を先端に有する支持腕を備えているので、こ
の支持部を用いて振動片をパッケージなどの外部と接合することにより、振動腕と基部と
を浮かせた状態で外部に保持させることができるので、振動腕の振動が基部を伝わって漏
れたり、基部を介して不要な振動が振動腕に伝播したりすることにより振動特性が不安定
になるのを防ぐことができる。したがって、安定した振動特性を有するとともに、優れた
耐衝撃性を備えた振動片を提供することができる。
According to this configuration, when the vibrating arm is displaced beyond the normal vibration amplitude range due to an impact applied to the vibrating piece, for example, the displacement on the tip side of the vibrating arm is regulated by the receiving portion. The increase in stress applied to the base portion with the base portion of the base plate can be suppressed, and problems such as cracks and breakage can be prevented. In addition, since the support arm having the receiving portion at the tip is provided, the vibration piece and the base portion are held in the floating state by joining the vibration piece to the outside of the package or the like using the support portion. Therefore, it is possible to prevent the vibration characteristics from becoming unstable due to the vibration of the vibrating arm being transmitted through the base and leaking, or unnecessary vibration being propagated to the vibrating arm through the base. Therefore, it is possible to provide a resonator element having stable vibration characteristics and excellent impact resistance.
〔適用例4〕上記適用例にかかる振動片において、前記受け部は、前記支持腕に複数設
けられており、前記振動腕の前記曲げ変形により前記振動腕の長手方向における複数位置
と接触するように構成されていることを特徴とする。
Application Example 4 In the resonator element according to the application example described above, a plurality of the receiving portions are provided on the support arm, and are in contact with a plurality of positions in the longitudinal direction of the vibration arm due to the bending deformation of the vibration arm. It is comprised by these.
この構成によれば、振動腕に曲げ変形が生じた場合に、支持腕に複数設けられた受け部
に振動腕が複数位置で接触するように構成されている。これにより、振動腕と受け部が接
触したときに、振動腕に対して衝撃が局所的に加わるのを防止または緩和することができ
る。
According to this configuration, when bending deformation occurs in the vibrating arm, the vibrating arm is configured to come into contact with a plurality of receiving portions provided on the support arm at a plurality of positions. Thereby, when a vibrating arm and a receiving part contact, it can prevent or ease that a shock is locally applied with respect to a vibrating arm.
〔適用例5〕上記適用例にかかる振動片において、前記振動腕は両主面および前記両主
面を接続し前記振動腕の長手方向に延びる両側面を有し、さらに前記振動腕には、前記振
動腕の前記長手方向に沿って前記両主面のうち少なくとも一方の主面に開口部を有する有
底の長溝が設けられ、前記振動腕が前記通常の振動の前記振幅範囲を越えて変位し前記振
動腕が前記受け部に接触したときの前記受け部の前記振動腕との当接部分が、前記長溝が
形成された領域よりも先端側となるように前記受け部が配置されていることを特徴とする
。
Application Example 5 In the resonator element according to the application example described above, the vibrating arm has both main surfaces and both side surfaces that connect the two main surfaces and extend in the longitudinal direction of the vibrating arm. A bottomed long groove having an opening in at least one of the two main surfaces is provided along the longitudinal direction of the vibrating arm, and the vibrating arm is displaced beyond the amplitude range of the normal vibration. The receiving portion is arranged such that when the vibrating arm comes into contact with the receiving portion, the contact portion of the receiving portion with the vibrating arm is closer to the tip than the region where the long groove is formed. It is characterized by that.
この構成によれば、長溝により振動腕を動きやすくして効率的に振動させることにより
CI値の増大を抑制しながら、振動腕の変位が受け部により規制されるときの振動腕の受
け部との当接部分が、振動腕の長溝が形成された領域よりも先端側の剛性の高い部分に位
置するように配置されているので、振動腕の破損が抑えられる。
According to this configuration, the vibrating arm receiving portion when the displacement of the vibrating arm is regulated by the receiving portion while suppressing an increase in the CI value by making the vibrating arm easy to move and efficiently vibrating by the long groove, Since the contact portion is positioned so as to be located in a portion having higher rigidity on the tip side than the region where the long groove of the vibrating arm is formed, breakage of the vibrating arm can be suppressed.
〔適用例6〕上記適用例にかかる振動片において、前記振動腕の先端側に、前記振動腕
の前記基部側よりも幅が広い錘部が設けられ、前記振動腕に前記通常の振動の前記振幅範
囲を越えた変位が生じて前記受け部と接触したときの前記受け部の前記振動腕との当接部
分が、前記錘部と接触するように配置されていることを特徴とする。
Application Example 6 In the resonator element according to the application example described above, a weight portion having a width wider than that of the base side of the vibrating arm is provided on a distal end side of the vibrating arm, and the vibration arm has the normal vibration. The contact portion of the receiving portion with the vibrating arm when a displacement exceeding the amplitude range is brought into contact with the receiving portion is arranged so as to be in contact with the weight portion.
この構成によれば、振動腕の幅広部であって高い強度を有する錘部の側面が受け部との
当接部分となるので、振動腕の損傷を抑えながら振動片の耐衝撃性を向上させることがで
きる。
According to this configuration, since the side surface of the weight portion, which is the wide portion of the vibrating arm and has high strength, is a contact portion with the receiving portion, the impact resistance of the vibrating piece is improved while suppressing damage to the vibrating arm. be able to.
〔適用例7〕上記適用例にかかる振動片において、前記受け部の前記当接部分が、前記
振動腕の前記錘部の側面と面接触するように配置されていることを特徴とする。
Application Example 7 In the resonator element according to the application example described above, the contact portion of the receiving portion is disposed so as to be in surface contact with a side surface of the weight portion of the vibrating arm.
例えば、錘部により形成される振動腕の角部が受け部の当接部分と接触するように配置
されていた場合のように、角部により衝撃の圧力が集中して角部や受け部の一部が破損す
るのを防止しながら、振動片の耐衝撃性を向上させることができる。
For example, when the corner portion of the vibrating arm formed by the weight portion is arranged so as to come into contact with the contact portion of the receiving portion, the impact pressure is concentrated by the corner portion and the corner portion or the receiving portion The impact resistance of the resonator element can be improved while preventing a part from being damaged.
〔適用例8〕上記適用例にかかる振動片において、前記支持腕が、前記振動腕の前記両
側面間の幅が最も細い部分の幅よりも細い部分を有することを特徴とする。
Application Example 8 In the resonator element according to the application example, the support arm has a portion that is narrower than a width of the narrowest portion between the both side surfaces of the vibration arm.
この構成によれば、支持腕が振動腕よりも撓みやすくなることにより、振動腕が支持腕
の受け部に当たった際に振動腕に加わるダメージが緩和されるので、振動腕の破損を防止
しながら耐衝撃性の高い振動片を提供することができる。
According to this configuration, since the support arm is more easily bent than the vibration arm, damage to the vibration arm when the vibration arm hits the receiving portion of the support arm is mitigated. However, a vibration piece having high impact resistance can be provided.
〔適用例9〕上記適用例にかかる振動片において、前記支持腕の前記基部側の幅よりも
前記受け部の幅が小さく形成されていることを特徴とする。
Application Example 9 In the resonator element according to the application example described above, the width of the receiving portion is smaller than the width of the support arm on the base side.
この構成によれば、支持腕の基部側に対して、受け部を有する支持腕の先端側の方が撓
みやすくなることにより、振動腕が支持腕の受け部に当たった際に振動腕に加わるダメー
ジが緩和されるので、振動腕の破損を防止しつつ振動片の耐衝撃性の向上に供する。
According to this configuration, the distal end side of the support arm having the receiving portion is more easily bent with respect to the base side of the support arm, so that the vibrating arm is applied to the vibrating arm when it hits the receiving portion of the support arm. Since the damage is alleviated, the impact resistance of the vibrating piece is improved while preventing the vibrating arm from being damaged.
〔適用例10〕上記適用例にかかる振動片において、圧電体材料により形成された圧電
振動片であることを特徴とする。
Application Example 10 The vibration piece according to the application example described above is characterized in that it is a piezoelectric vibration piece formed of a piezoelectric material.
この構成によれば、耐衝撃性が高く優れた振動特性を備えた水晶振動片などの圧電振動
片を提供することができる。
According to this configuration, it is possible to provide a piezoelectric vibrating piece such as a quartz crystal vibrating piece having high impact resistance and excellent vibration characteristics.
〔適用例11〕上記適用例にかかる振動片において、前記圧電体材料として水晶が用い
られ、前記基部には、前記水晶のX軸、Y軸、およびZ軸からなる直交座標系におけるX
軸方向の1つの直線に沿った対向方向に該基部の両主面に括れた形状が現れるように設け
られた一対の切り込みを有し、前記振動腕が、前記基部のY軸方向の一端部からY軸方向
に延出され、少なくとも前記振動腕の+X側に、前記受け部を有する前記支持腕が設けら
れていることを特徴とする。
Application Example 11 In the resonator element according to the application example, quartz is used as the piezoelectric material, and the base portion has an X in an orthogonal coordinate system including the X axis, the Y axis, and the Z axis of the crystal.
A pair of cuts provided so that a shape confined to both main surfaces of the base portion appears in an opposing direction along one straight line in the axial direction, and the vibrating arm is one end portion of the base portion in the Y-axis direction The support arm having the receiving portion is provided at least on the + X side of the vibrating arm.
水晶は、圧電振動片の圧電体材料として広く用いられているものであるが、上記構成の
ように、結晶軸の直交座標系におけるX軸方向に沿ってエッチングにより切り込みを形成
したときに、水晶の結晶軸に対するエッチング異方性により、−X側から切り込み加工し
て形成した切り込みの内壁の先端部(角部)に、望まない穴部やエッチング残り部が生じ
る所謂ひれ部が形成される。この切り込みのひれ部は、振動片に衝撃が加わったときに亀
裂が入ったり折れたりするきっかけになり得るものであり、特に、ひれ部に引っ張り応力
が加わったときに顕著な強度劣化要因となる。
上記適用例の構成によれば、水晶により形成された振動片において、ひれ部が発生する
−X方向の切り込みの反対側(+X方向)の基部の端部から支持腕が延出され、その支持
腕の先端側に受け部を備えた構成としている。これにより、ひれ部に引っ張り応力が加わ
る方向に変位した振動腕の動きを規制する受け部が形成されるので、特に耐衝撃性が弱い
変位方向に対して耐衝撃性を向上させることができる。また、受け部を有する支持腕を基
部の一方の端部からのみ形成する構成とした場合には、他方の端部からも支持腕を形成し
、さらにその支持腕に受け部を形成する場合に比して振動片の小型化を図ることができる
。
Quartz is widely used as a piezoelectric material for piezoelectric vibrating reeds, but when the cut is formed by etching along the X-axis direction in the orthogonal coordinate system of the crystal axis as in the above configuration, the crystal Due to the etching anisotropy with respect to the crystal axis, a so-called fin portion in which an unwanted hole or etching residue is formed at the tip (corner) of the inner wall of the cut formed by cutting from the −X side. This notch fin part can be a cause of cracking or breaking when an impact is applied to the resonator element, and in particular, when tensile stress is applied to the fin part, it becomes a significant strength deterioration factor. .
According to the configuration of the above application example, the support arm is extended from the end portion of the base portion on the opposite side (+ X direction) to the incision in the −X direction in which the fin portion is generated in the vibrating piece formed of quartz. The receiving portion is provided on the tip side of the arm. Thereby, since the receiving part which controls the movement of the vibrating arm displaced in the direction in which the tensile stress is applied to the fin part is formed, the shock resistance can be improved particularly in the displacement direction where the shock resistance is weak. When the support arm having the receiving part is formed only from one end of the base, the support arm is also formed from the other end, and the receiving part is further formed on the support arm. In comparison, the size of the resonator element can be reduced.
〔適用例12〕上記適用例にかかる振動片において、前記当接部分に衝撃緩衝部材が設
けられていることを特徴とする。
Application Example 12 In the resonator element according to the application example described above, an impact buffer member is provided at the contact portion.
この構成によれば、受け部に振動腕が当たった際に衝撃緩衝部材により衝撃が緩和され
るので、振動腕が欠けたり破損したりするのを抑えることができる。
According to this configuration, since the shock is alleviated by the shock absorbing member when the vibrating arm hits the receiving portion, it is possible to prevent the vibrating arm from being chipped or damaged.
〔適用例13〕本適用例にかかる振動子は、上記適用例のいずれかに記載の振動片と、
前記振動片を収容するパッケージと、を備えたことを特徴とする。
Application Example 13 A vibrator according to this application example includes the resonator element according to any one of the application examples described above,
And a package for housing the vibrating piece.
この構成によれば、上記適用例に記載の振動片を備えていることから、安定した振動特
性を有すると共に、耐衝撃性の高い振動子を提供することが可能となる。
According to this configuration, since the resonator element described in the application example is provided, it is possible to provide a vibrator having stable vibration characteristics and high impact resistance.
〔適用例14〕本適用例にかかる発振器は、上記適用例のいずれかに記載の振動片と、
前記振動片を発振させる発振回路を備えた回路素子と、前記振動片及び前記回路素子を収
容するパッケージと、を備えたことを特徴とする。
Application Example 14 An oscillator according to this application example includes the resonator element according to any one of the application examples described above,
A circuit element including an oscillation circuit that oscillates the vibration piece, and a package that accommodates the vibration piece and the circuit element.
この構成によれば、上記適用例に記載の振動片を備えていることから、安定した振動特
性を有すると共に、耐衝撃性の高い発振器を提供することが可能となる。
According to this configuration, since the resonator element described in the application example is provided, it is possible to provide an oscillator having stable vibration characteristics and high impact resistance.
〔適用例15〕本適用例にかかる電子機器は、上記適用例のいずれかに記載の振動片、
上記適用例に記載の振動子、または上記適用例に記載の発振器のいずれかを備えたことを
特徴とする。
Application Example 15 An electronic device according to this application example is the resonator element according to any one of the application examples described above.
One of the vibrators described in the application examples and the oscillator described in the application examples is provided.
この構成によれば、特性が安定するとともに耐衝撃性を確保した電子機器振動特性を提
供することが可能となる。
According to this configuration, it is possible to provide electronic device vibration characteristics that have stable characteristics and ensure shock resistance.
〔適用例16〕本適用例にかかる振動片は、基部と、前記基部の一端部分から延出され
た振動腕と、前記基部の他端部分から延出され少なくとも一部が前記振動腕と平行に延び
た支持腕と、を備え、前記支持腕の先端側に配置された受け部であって、前記振動腕の通
常の振動の振幅範囲外に配置されて、且つ、前記振動腕が、前記通常の振動の前記振幅範
囲を越えて変位したときに前記振動腕が接触する位置に配置された前記受け部を有するこ
とを特徴とする。
Application Example 16 A vibrating piece according to this application example includes a base, a vibrating arm extending from one end of the base, and at least a portion extending from the other end of the base and parallel to the vibrating arm. A support arm that is disposed on a distal end side of the support arm, and is disposed outside an amplitude range of a normal vibration of the vibration arm, and the vibration arm includes: The receiving portion is arranged at a position where the vibrating arm comes into contact when the vibration is displaced beyond the amplitude range of normal vibration.
この構成によれば、振動片に衝撃が加わるなどして振動腕が通常の振動の振幅範囲を越
えて変位したときに、振動腕の先端側の変位が受け部によって規制されるので、振動腕の
基部との付け根部分に加わる応力の増大が抑えられ、クラックや破損が生じるなどの不具
合を防止することができる。しかも、受け部を先端に有する支持腕を備えているので、こ
の支持部を用いて振動片をパッケージなどの外部と接合することにより、振動腕と基部と
を浮かせた状態で外部に保持させることができるので、振動腕の振動が基部を伝わって漏
れたり、基部を介して不要な振動が振動腕に伝播したりすることにより振動特性が不安定
になるのを防ぐことができる。したがって、安定した振動特性を有するとともに、優れた
耐衝撃性を備えた振動片を提供することができる。
According to this configuration, when the vibrating arm is displaced beyond the normal vibration amplitude range due to an impact applied to the vibrating piece, for example, the displacement on the tip side of the vibrating arm is regulated by the receiving portion. The increase in stress applied to the base portion with the base portion of the base plate can be suppressed, and problems such as cracks and breakage can be prevented. In addition, since the support arm having the receiving portion at the tip is provided, the vibration piece and the base portion are held in the floating state by joining the vibration piece to the outside of the package or the like using the support portion. Therefore, it is possible to prevent the vibration characteristics from becoming unstable due to the vibration of the vibrating arm being transmitted through the base and leaking, or unnecessary vibration being propagated to the vibrating arm through the base. Therefore, it is possible to provide a resonator element having stable vibration characteristics and excellent impact resistance.
以下、本発明の振動片を具体化した実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the resonator element of the invention is embodied will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の振動片としての水晶振動片を一方の主面側からみて模式的に説
明する平面図である。また、図2は、水晶振動片の各部の断面を模式的に説明するもので
あり、(a)は、図1のa−a線断面図、(b)は、図1のc−c線断面図、(c)は、
図1のb−b線断面図である。
本例では、圧電体材料として水晶を用いた例で説明する。
図1において、水晶振動片20は、水晶からなる圧電振動片である。また、本実施形態
の水晶振動片20を構成する水晶の原形となる水晶ウエハー(水晶基材)は、X軸、Y軸
、およびZ軸からなる直交座標系において、Z軸を中心に時計回りに0度〜5度の範囲で
回転させて切り出した水晶Z板を所定の厚みに切断研磨加工して得られるものを用いる。
本実施形態の水晶振動片20は、その水晶Z板を加工することにより形成された基部21
と、この基部21の一端側(図において上端側)から二股に別れて互いに並行して延出す
る一対の振動腕22とからなる所謂音叉型の外形を有して形成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view schematically illustrating a crystal resonator element as a resonator element according to the first embodiment when viewed from one main surface side. 2 schematically illustrates the cross-section of each part of the quartz crystal resonator element, where (a) is a cross-sectional view taken along the line aa in FIG. 1 and (b) is a cross-sectional view taken along the line cc in FIG. Sectional view, (c)
It is the bb sectional view taken on the line of FIG.
In this example, an example using quartz as a piezoelectric material will be described.
In FIG. 1, a
The quartz
And a so-called tuning-fork-shaped outer shape formed by a pair of vibrating
基部21には、その両主面に括れた形状が表れるように1つの直線に沿って対向方向に
一対の切り込み41A,41Bが形成されている。基部21は、一対の切り込み41A,
41Bを挟んで両側に位置する第1の部分21aおよび第2の部分21bと、一対の切り
込み41A,41B間で第1の部分21aおよび第2の部分21bを接続する接続部分2
1cとを含む。
本実施形態の水晶振動片20においては、これらの切り込み41A,41Bによって、
各振動腕22の振動の伝達が遮断されるので、振動が基部21や後述する支持腕30を介
して外部に伝わる所謂振動漏れを抑制し、CI値の上昇を防止することができる。
なお、一対の切り込み41A,41Bの幅(接続部分21cの幅)は、一対の振動腕2
2に対向する側面の間隔よりも小さくしてもよいし大きくしてもよい、また、一対の振動
腕22の相互に反対を向く側面の距離よりも小さくてもよいし、大きくしてもよい。
The
A
1c.
In the
Since transmission of the vibration of each
Note that the width of the pair of
2 may be smaller or larger than the distance between the side surfaces facing 2, and may be smaller or larger than the distance between the side surfaces of the pair of vibrating
一対の振動腕22は、基部21の第1の部分21aから両主面(紙面上手前と奥の面)
に並行して延出されている。また、各振動腕22は、前記両主面と、その両主面を両側で
接続する両側面とを有する。
また、各振動腕22の先端側には、振動腕22の基部21側よりも幅が広い錘部29が
それぞれ設けられている。このように、各振動腕22の先端部分の錘部29が錘の機能を
果たすことにより、振動腕22の長さを増大させることなく周波数を低くすることができ
る。
なお、本実施形態の振動腕22は、錘部29以外の部分が一定の幅を有している構成を
図示したが、これに限らず、振動腕22の主要部(錘部29とは異なる部分)を先端に向
かって細くなる形状としてもよい。例えば、振動腕22の基部21側から先端に向かって
細くなるテーパーを形成することにより、振動腕22を振動しやすくすることができる。
The pair of vibrating
It is extended in parallel. Each resonating
Further, a
In addition, although the
図1に示すように、各振動腕22の一方の主面には、それぞれの長手方向に沿って一本
の有底の長溝26aがそれぞれ設けられている。また、図2(a)に示すように振動腕2
2の他方の主面にも、振動腕22の長手方向に沿って一本の長溝26bが設けられている
。
このような各振動腕22に設けられた長溝26a,26bによって、振動腕22が動き
やすくなって効率的に振動することにより、CI値を下げることができる。
As shown in FIG. 1, one main surface of each vibrating
One
By such
なお、図1に示す本実施形態の振動腕22において、長溝26a(および26b)は、
それらの一端側(振動腕22の先端側)が、振動腕22の錘部29との境界よりも先端側
(錘部29側)の位置まで形成されている。このようにすることにより、振動腕22が振
動する際に生じる応力の集中する領域が振動腕22の延長方向に分散されるので、振動腕
22の錘部29の付け根部に応力が集中して破損するなどの不具合を回避できる。
これとは逆に、長溝26a,26bの一端側(振動腕22の先端側)を、振動腕22の
錘部29との境界よりも基部21側の位置まで形成する構成としてもよく、このことによ
り得られる効果もある。すなわち、振動腕22が振動する際に生じる応力の集中する領域
が振動腕22の延長方向に分散されることにより、振動腕22の錘部29の付け根部に応
力が集中して破損するなどの不具合を回避できとともに、各振動腕22における錘部29
の質量付加効果が増すので、水晶振動片20のサイズを増大させることなく低周波化を図
ることができる。
ただし、各振動腕22において、長溝26a,26bの一端側(振動腕22の先端側)
を、振動腕22の錘部29との境界に位置するように設けた場合でも、振動腕22の錘部
29の付け根部への応力集中により破損等が起こらない場合、例えば、振動腕22が十分
な剛性を備えるだけの幅を有している場合や、振動腕22の基部21側から錘部29に向
かって幅が広がる形状(例えばテーパー形状など)を形成した場合などであれば、長溝2
6a,26bの一端側(振動腕22の先端側)を、振動腕22の錘部29との境界に位置
するように設けてもよい。
In the vibrating
One end side thereof (the tip side of the vibrating arm 22) is formed to a position closer to the tip side (the
On the other hand, one end side of the
Therefore, the frequency can be lowered without increasing the size of the
However, in each vibrating
Is provided so as to be positioned at the boundary with the
You may provide so that the one end side (tip side of the vibrating arm 22) of 6a and 26b may be located in the boundary with the
水晶振動片20は、基部21の第2の部分21bから延びる一対の支持腕30を有して
いる。一対の支持腕30は、基部21から一対の振動腕22が延びる方向とは交差方向の
二つの端部から、それぞれ相互に反対方向に延出されてから、屈曲部31で、一対の振動
腕22の延びる方向に屈曲してさらに延びる。このように屈曲させることにより支持腕3
0は小型化されている。支持腕30は、例えば、パッケージ(図示せず)などの外部基板
との取り付けに供する部分であり、図中に例示した固定部39と外部基板の固定部とを接
着剤などを介して接着・固定することによって外部基板に取り付けられる。このことによ
り、外部基板に取り付けられた水晶振動片20において、振動腕22および基部21を浮
いた状態とすることができる。
The quartz
0 is downsized. The
図2に示すように、各振動腕22の各長溝26a,26bを含む表面に励振電極44、
および各両側面を含む表面には励振電極43が形成されている(図1では図示を省略)。
一方の振動腕22において、励振電極43,44間に電圧を印加して、振動腕22の両側
面を伸縮させることで振動腕22を振動させる。励振電極43,44は、水晶をエッチン
グして水晶振動片20の長溝26a,26bを含む外形を形成した後で、例えば、ニッケ
ル(Ni)またはクロム(Cr)を下地層として、その上に、蒸着またはスパッタリング
により例えば金(Au)による電極層を成膜し、その後フォトリソグラフィーを用いてパ
ターニングすることにより形成することができる。ここで、クロムは水晶との密着性が高
く、また、金は、電気抵抗が低く酸化し難いことで知られている。
As shown in FIG. 2, the
In one vibrating
各支持腕30の先端側には、振動腕22の振動方向と同じ方向である厚みの狭められた
部分が設けられており、その一部には支持腕30と振動腕22との間隔が狭くなるように
振動腕22に向かって折り曲げられて形成された受け部35が設けられている。換言する
と、受け部35は、支持腕30にの一部が、支持腕30の延伸方向から振動腕22に向か
う突起状に形成された凸部となっている。この受け部35は、隣接する振動腕22の通常
の振動の振幅範囲外に配置され、且つ、隣接する振動腕22に通常の振幅範囲を所定量越
えた変位が生じた場合にその振動腕22が当接される位置に配置されている。なお、前述
した振動腕22の通常の振動の振幅範囲とは、水晶振動片20の励振電極43,44に駆
動電圧(電界)が印加されることにより所定の共振周波数で振動する振動腕22の振幅が
最も大きくなった場合の振動腕22の振動領域をいう。すなわち、所定の共振周波数で振
動する振動腕22の振幅が最も大きくなった場合でも、隣接する振動腕22と支持腕30
の受け部35とが接触しないように配置されている。また、振動腕22に通常の振幅範囲
を所定量越えた変位が生ずる場合とは、落下などにより水晶振動片20に衝撃が加わるこ
とによって振動腕22が大きく変位する場合などをいう。
On the front end side of each
It arrange | positions so that the receiving
図1に示す水晶振動片20において、各支持腕30は、隣接する振動腕22の両側面間
の幅が最も細い部分の幅よりも細い部分を有して形成されている。
また、支持腕30において、支持腕30の基部21側の幅よりも、受け部35および受
け部35の基部21側の幅の方が小さく形成されている。
In the
Further, in the
詳述すると、図1において、基部21から相互に反対方向に延出され屈曲部31で屈曲
され振動腕22と平行な方向に延びる一対の支持腕30は、基部21側に比較的幅の広い
幅広部32を有し、その幅広部32の先端側に幅が狭められた幅狭部33が形成され、そ
の幅狭部33のさらに先端側が受け部35になっている。すなわち、図2(b)に示す支
持腕30の幅狭部33の幅t2と、図2(c)に示す支持腕30の幅広部32の幅t3と
において、t2<t3の関係となっている。なお、支持腕30の幅広部32および幅狭部
33のそれぞれが、本実施形態のように断面が方形状でなく、例えば、有底の溝が設けら
れている場合や断面の仮想の中心線に対して線対称でない断面形状を有している場合など
は、図2(b)に示す支持腕30の幅狭部33の断面積S2と、図2(c)に示す支持腕
30の幅広部32の断面積S3において、S2<S3の関係となっていてもよい。
Specifically, in FIG. 1, the pair of
また、図2(a)に示す振動腕22の両側面間の幅t1と、支持腕30の同一方向の幅
との関係において、少なくとも、図2(b)に示す支持腕30の幅狭部33の幅t2と、
t1>t2の関係となっている。さらに、本実施形態では、振動腕22の幅t1と、図2
(c)に示す支持腕30の幅広部32の幅t3とにおいても、t1>t3の関係となって
いる。なお、図2(a)に示す振動腕22の断面積S1と、少なくとも図2(b)に示す
支持腕30の幅狭部33の断面積S2とにおいて、S1>S2の関係となっている。さら
に、振動腕22の断面積S1と、図2(c)に示す支持腕30の幅広部32の断面積S3
とにおいて、S1>S3の関係となっていてもよい。
Further, in the relationship between the width t1 between both side surfaces of the vibrating
The relationship is t1> t2. Furthermore, in this embodiment, the width t1 of the vibrating
Also in the width t3 of the
In this case, the relationship of S1> S3 may be satisfied.
このように、水晶振動片20において、各支持腕30が、隣接する振動腕22の両側面
間の幅が最も細い部分の幅よりも細い幅狭部33(および幅広部32)を有して形成され
ていることにより、支持腕30が振動腕22よりも撓みやすい弾性を呈する。これにより
、振動腕22が支持腕30側に大きく変位して受け部35に当たった際に振動腕22に加
わるダメージが軽減されるので、振動腕22の破損を防止しながら振動腕22の過度な変
位を規制して水晶振動片20の耐衝撃性を向上させることができる。
また、支持腕30の基部21側の幅広部32の幅t3よりも、受け部35および受け部
35の基部21側の幅狭部33の幅t2の方が小さく形成されていることにより、支持腕
30の基部21側(幅広部32側)に対して、受け部35を有する支持腕30の先端側(
幅狭部33側)の方が撓みやすい弾性を呈するので、振動腕22が支持腕30側に大きく
変位して受け部35に当たった際に振動腕22に加わるダメージが軽減され、振動腕22
の破損を防止しつつ水晶振動片20の耐衝撃性の向上に供する。
As described above, in the
Further, the width t2 of the receiving
Since the
Thus, the impact resistance of the quartz
また、本実施形態では、各支持腕30の幅が狭められた幅狭部33が、先端側で隣接す
る振動腕22に近づく方向に曲げられてから、さらに先端側で隣接する振動腕22と並行
するように屈曲して受け部35が形成されている。
さらに、本実施形態では、支持腕30の受け部35より先端側で、隣接する振動腕22
と離間する方向に屈曲する返し部35aが形成されていて、支持腕30の最先端部の角部
を含む返し部35aが振動腕22と当接しないようにすることにより、支持腕30や振動
腕22に欠けや破損が生じるのを防止している。
なお、上述した受け部35を有する支持腕30の構成において、水晶振動片20をパッ
ケージなどの外部基板に固定する固定部39は、支持腕30の幅広部32であって、且つ
、受け部35よりも基部21側に配置される。これにより、固定部39を支点として振動
腕22の変位を、衝撃を緩和しながら規制する受け部35を実現することができる。
Further, in the present embodiment, the
Further, in the present embodiment, the adjacent vibrating
The
In the configuration of the
さらに、図1、および、図3を参照しながら、水晶振動片20における受け部35の配
置について説明する。ここで、あらたに参照する図3は、振動腕22における支持腕30
の受け部35の当接部分の配置を模式的に説明するものであり、一方の振動腕22の側面
の一部を、図1の矢印Eの方向からみた部分拡大図である。
図1および図3に示す水晶振動片20において、振動腕22が、隣接する支持腕30側
に大きく変位して支持腕30の受け部35に接触した場合に、受け部35の振動腕22と
の当接部分が下記に示す位置となるように受け部35が配置されている。
すなわち、支持腕30の受け部35は、振動腕22が大きく変位した場合に、長溝26
a,26bが形成された領域よりも先端側に位置するように配置されている。これにより
、振動腕22に大きな変位が生じて隣接する支持腕30の受け部35に接触したときの、
振動腕22の受け部35との当接部分が、長溝26a,26bが形成された領域よりも先
端側の剛性の高い部分に位置するように配置されているので、振動腕22が破損するなど
の不具合を防止しながら、水晶振動片20の耐衝撃性の向上に効果を奏する。
Furthermore, the arrangement of the receiving
FIG. 2 is a schematic enlarged view of a part of the side surface of one vibrating
In the quartz
That is, the receiving
It arrange | positions so that it may be located in the front end side rather than the area | region in which a and 26b were formed. Thereby, when a large displacement occurs in the vibrating
Since the contact portion of the vibrating
また、支持腕30の受け部35は、振動腕22が大きく変位した場合に、振動腕22の
先端側の幅広部である錘部29と接触する位置に配置されている。さらに、受け部35が
、振動腕22の錘部29の両側面のうちの受け部35側の側面と面接触するように配置さ
れている。換言すれば、水晶振動片20において、支持腕30の受け部35が、振動腕2
2の錘部29の一端に形成される角部27を避けて配置されている。これにより、振動腕
22の幅広部であって高い強度を有する錘部29の側面が受け部35と面接触されるので
、振動腕22の損傷が抑えられる。また、錘部29により形成される振動腕22の角部2
7が、受け部35の当接部分と接触するように配置されていた場合のように、角部27や
受け部35の一部が接触により破損することを、角部27を避けて配置することにより防
止しながら、水晶振動片20の耐衝撃性を向上させることができる。
Further, the receiving
It is arranged so as to avoid the
7 is arranged avoiding the
さらに、本実施形態の水晶振動片20において、受け部35における隣接する振動腕2
2との当接部分となる面には、衝撃緩衝部材38が設けられている。衝撃緩衝部材38は
、振動腕22が大きく変位して受け部35に接触したときに、その衝撃を和らげ得る材料
により構成され、振動腕22の当接部分に、なるべく大きな接触面積を確保しつつ面接触
するように、振動腕22の当接部分となる面と並行して一定の面積を有して設けることが
望ましい。
衝撃緩衝部材38に用いる材料としては、ゴムや樹脂などの弾性の高い部材を用いるこ
とができるが、それらに限らず、例えば金などの比較的柔らかい金属膜を用いることもで
きる。金属膜により衝撃緩衝部材38を形成する場合には、例えば、水晶振動片20の励
振電極43,44(図2(a)を参照)などの電極形成工程にて同時に形成することによ
り、製造工程を増大させることなく衝撃緩衝部材38を設けることができる。
このように、受け部35の隣接する振動腕22との当接部分に衝撃緩衝部材38を設け
ることにより、受け部35に振動腕22が当たった際の衝撃が緩和され、振動腕22や支
持腕30の受け部35が欠けたり破損したりするのを抑えることができる。
Furthermore, in the quartz
An
The material used for the
As described above, by providing the
以上、説明したように、上記実施形態の水晶振動片20によれば、切り込み41A,4
1B、長溝26a,26b、錘部29などを備えることにより、振動漏れや、CI値の上
昇、あるいはQ値の低下が抑えられるとともに、水晶振動片20の落下などの衝撃によっ
て振動腕22に大きな変位が生じた場合に、衝撃を緩和しながら振動腕22の変位を規制
する受け部35を備えているので、安定した振動特性を有すると共に、耐衝撃性の高い水
晶振動片20を提供することができる。
As described above, according to the
1B, the
上記実施形態で説明した振動片としての水晶振動片20(圧電振動片)は、以下の変形
例として実施することも可能である。
The quartz crystal resonator element 20 (piezoelectric resonator element) as the resonator element described in the above embodiment can also be implemented as the following modification.
(第1実施形態の変形例)
上記実施形態では、一対の振動腕22の両側に受け部35を有する支持腕30を設けた
構成の水晶振動片20について説明した。これに限らず、受け部は、水晶振動片を構成す
る水晶材料(圧電体材料)の結晶軸方向を考慮すれば、振動腕の振動方向のいずれか片側
に受け部を配置することによって、耐衝撃性の向上を図ることができる。
図4は、振動腕の振動方向の片側にのみ受け部を有する支持腕を配置した水晶振動片の
変形例を模式的に説明する平面図である。本変形例を説明する図4において、上記実施形
態と同じ構成については同一符号を付して説明を省略する。
(Modification of the first embodiment)
In the above embodiment, the
FIG. 4 is a plan view schematically illustrating a modified example of the crystal vibrating piece in which the supporting arm having the receiving portion is arranged only on one side in the vibration direction of the vibrating arm. In FIG. 4 illustrating the present modification, the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図4において、水晶振動片50は、水晶Z板を所定の厚みに切断研磨加工して得られる
水晶基材からなり、基部21と、この基部21の一端側(図において上(Y−方向)に向
いた端側)から二股に別れて互いに並行して延出する一対の振動腕22と、を有している
。基部21には、水晶のX軸、Y軸、およびZ軸からなる直交座標系におけるX軸方向の
1つの直線に沿った対向方向に該基部21の両主面に括れた形状が表れるように設けられ
た一対の切り込み41A,41Bが形成され、基部21は、一対の切り込み41A,41
Bを挟んで両側に位置する第1の部分21aおよび第2の部分21bと、一対の切り込み
41A,41B間で第1の部分21aおよび第2の部分21bを接続する接続部分21c
とを含む。
In FIG. 4, a
A
Including.
一対の振動腕22は、その先端側に幅広部である錘部29がそれぞれ設けられている。
また、各振動腕22の主面には、それぞれの長手方向に沿って一本の有底の長溝26aが
それぞれ設けられている。また、図示はしないが、各振動腕22の各長溝26a、および
各両側面を含む表面には励振電極が形成されている。
Each of the pair of vibrating
In addition, a bottomed
水晶振動片50は、基部21の第2の部分21bから延びる一対の支持腕30,30b
を有している。各支持腕30,30bは、基部21から一対の振動腕22が延びる方向と
は交差方向の二つの端部から、それぞれ相互に反対方向に延出されてから、屈曲部31,
31bで、一対の振動腕22の延びる方向に屈曲してさらに延びている。
この一対の支持腕30,30bのうち、水晶の直交座標系における−X方向から切り込
んで形成された切り込み41Bの反対側の基部21の端部(+X側)から延出されている
一方の支持腕30は、先端側に受け部35を有している。これに対して、水晶の前記直交
座標系における−X方向の切り込み41B側の基部21の端部から延出された他方の支持
腕30bは、前記受け部35を有する一方の支持腕30よりも短いものであり、受け部は
有しておらず、固定部39を有している。
The quartz
have. Each
In 31b, the pair of vibrating
Of the pair of
水晶Z板により形成された水晶振動片50において、基部21のX軸方向の双方向から
切り込まれて形成された一対の切り込み41A,41Bのうち、結晶軸の直交座標系にお
ける−X方向に沿った切り込み41Bをエッチングにより形成した際に、水晶Z板のエッ
チング異方性により、切り込み41Bの内壁の先端部(角部)42Bに、望まない穴部や
エッチング残り部が生じる所謂ひれ部が形成される。この切り込み41Bに生じるひれ部
は、落下などにより水晶振動片50に衝撃が加わった際に、亀裂が入ったり折れたりする
きっかけになり得るものであり、特に、ひれ部に引っ張り応力が加わったとき、すなわち
、振動腕22が+X方向に大きく変位した場合に、顕著な強度劣化要因となる。
Of the pair of
本変形例の水晶振動片50の構成によれば、ひれ部が発生する−X方向の切り込みの反
対側の基部21の端部(+X方向)から延出された一方の支持腕30の先端側に受け部3
5を備え、他方の支持腕30bは、水晶振動片50の支持構造としての機能となる固定部
39を有し、一方の支持腕30よりも短く、先端側に受け部を有していない構成となって
いる。これにより、振動腕22が、ひれ部に引っ張り応力が加わる方向である+X方向に
大きく変位したときに、その振動腕22の変位が受け部35により規制され、耐衝撃性が
特に弱いひれ部に亀裂が入ったり折れたりするのを防止できる。
ここで、ひれ部が形成されてしまう−X側の切り込み41Bと対をなす切り込み41A
の内壁の角部42Aは、ひれ部の発生はなく強度低下も起こり難いため、基部21の−X
側に配置される他方の支持腕30bには受け部を設けなくてもよく、支持腕30bの長さ
は短くてよい。したがって、振動腕22の両側に受け部35を有する支持腕30を配置す
る構成に比して、小型で、耐衝撃性に優れた水晶振動片50とすることができる。
According to the configuration of the quartz
The
Here, a fin portion is formed. A
Since the
The
以上、発明者によってなされた本発明にかかる実施の形態について具体的に説明したが
、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々の変更を加えることが可能である。
The embodiments of the present invention made by the inventor have been specifically described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are made without departing from the scope of the present invention. It is possible.
例えば、上記実施形態および変形例では、本発明の効果を顕著に奏する実施の形態とし
て、基部21に振動漏れ抑止効果のある切り込み41A,41Bを設けた構成の水晶振動
片20,50について説明した。これに限らず、基部に切り込みを設けない構成において
も、例えば、基部の振動腕の振動方向と同一方向の幅が狭く剛性が小さな振動片において
も、耐衝撃性の向上を図ることができる。
For example, in the above-described embodiment and the modification, the
また、上記実施形態および変形例では、長溝26a,26bや錘部29を有する振動腕
22を備えた水晶振動片20,50を一例として説明したが、それらを有していない構成
の振動片であっても、本発明の効果を得ることができる。
Moreover, in the said embodiment and modification, although the quartz
また、上記実施形態および変形例では、受け部35を備えた支持腕30において、受け
部35の振動腕22との当接部分に衝撃緩衝部材38を設けた構成について説明した。こ
れに限らず、衝撃緩衝部材38を設けない構成としても、受け部35を有さない構成の振
動片に比して耐衝撃性を向上する効果がある。
また、支持腕30の受け部35のさらに先端側に設けた返し部35aについても、これ
を設けない構成としてもよい。
Further, in the above-described embodiment and the modification, the configuration in which the
Further, the
また、上記実施形態では、屈曲振動モードの水晶振動片20を一例として説明した。こ
れに限らず、ねじり振動モードや剪断モードなどの屈曲振動モード以外の振動モードの振
動片においても、本発明の特徴的な構成を具備させることにより上記実施形態および変形
例と同様な耐衝撃性の向上などの効果を得ることができる。
Moreover, in the said embodiment, the
また、上記実施形態および変形例では、基部21から2本の振動腕22が互いに並行し
て延出されて形成された所謂音叉型の水晶振動片20,50における本発明の実施の形態
や変形例を説明した。これに限らず、固定端となる基部を有する1本の振動腕のみにより
構成される所謂ビーム型振動片などであっても、また、3本以上の振動腕を有する振動片
であっても、上記実施形態および変形例と同様な効果を得ることができる。
Further, in the above-described embodiment and modification, the embodiment and modification of the present invention in so-called tuning-fork type
上記実施形態および変形例では、圧電体材料の1つである水晶からなる水晶振動片20
,50について説明したが、これに限らず、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなど
の水晶以外の圧電体材料により構成することもできる。さらに、圧電体材料以外の、例え
ば、シリコン半導体からなる振動片であっても、上記実施形態および変形例と同様な効果
を得ることができる。
In the embodiment and the modification, the quartz
However, the present invention is not limited to this, and may be formed of a piezoelectric material other than quartz such as lithium tantalate or lithium niobate. Furthermore, even if the resonator element is made of, for example, a silicon semiconductor other than the piezoelectric material, the same effects as those of the above-described embodiment and the modification can be obtained.
上記実施形態および変形例で説明した水晶振動片20,50は、圧電デバイスや、圧電
デバイス以外の様々な電子部品に適用することができる。特に、パッケージ内に上記の水
晶振動片20,50のうちいずれかの圧電振動片がその支持腕30を固定部として接合さ
れ、さらに、その水晶振動片20,50を発振させる発振回路素子が少なくとも組み込ま
れて構成された発振器は、CI値の上昇や、Q値の低下、あるいは振動漏れが抑えられて
高性能化が実現するとともに、小型化を図ることができる。
The quartz
(第2実施形態)
次に、第2実施形態の振動片としての水晶振動片について説明する。図5は、第2実施
形態の水晶振動片を示す平面図である。
以下に説明する第2実施形態の水晶振動片については、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。
(Second Embodiment)
Next, a quartz crystal resonator element as the resonator element according to the second embodiment will be described. FIG. 5 is a plan view showing the quartz crystal resonator element according to the second embodiment.
The crystal resonator element of the second embodiment described below will be described mainly with respect to differences from the above-described embodiment, and the description of the same matters will be omitted.
本実施形態の水晶振動片70は、基部77の端部から延出された2つの振動腕78,7
9と、振動腕78,79に対してX軸方向における両外側に、振動腕78,79と並行す
るように、1対(2つ)の支持腕(外側腕部)74B,75Bが設けられている。2つの
振動腕78,79には、それぞれの主面に開口部を有する有底の長溝72,73が設けら
れている。2つの支持腕74B,75Bは、基部77からそれぞれY軸方向に延出すると
ともに、X軸方向に並んで設けられている。
The
9 and a pair of (two) support arms (outer arm portions) 74B and 75B are provided on both outer sides in the X-axis direction with respect to the vibrating
本実施形態では、支持腕74B,75Bは、その先端部が振動腕78,79の先端部に
対向するような長さに設定されている。
また、支持腕74B,75Bは、互いの離間距離が基端側よりも先端側の方が広くなっ
ている。
また、支持腕74Bの先端部には、衝撃吸収性を有する受け部(緩衝部)241Bが設
けられ、支持腕74Bの途中にも、衝撃吸収性を有する受け部(緩衝部)242Bが設け
られている。同様に、支持腕75Bの先端部には、衝撃吸収性を有する受け部(緩衝部)
251Bが設けられ、支持腕75Bの途中にも、衝撃吸収性を有する受け部(緩衝部)2
52Bが設けられている。
受け部(緩衝部)241B,242Bは、支持腕74Bと振動腕78との間隔が狭くな
るように支持腕74Bの幅寸法が大きくなるように形成されている。換言すれば、受け部
(緩衝部)241B,242Bは、支持腕74Bから振動腕78に向かって支持腕74B
から突起状に設けられた凸部として形成されている。同様に、受け部(緩衝部)251B
,252Bは、支持腕75Bと振動腕79との間隔が狭くなるように支持腕75Bの幅寸
法が大きくなるように形成されている。換言すれば、受け部(緩衝部)251B,252
Bは、支持腕75Bから振動腕79に向かって支持腕75Bから突起状に設けられた凸部
として形成されている。なお、本例の受け部(緩衝部)241B,242B,251B,
252Bは、前述した支持腕74B,75Bから振動腕78,79に向かう方向と反対方
向に向けても凸部が設けられた構成であるが、前述したように、支持腕74B,75Bか
ら振動腕78,79に向かう方向だけに凸部が設けられた構成でもよい。
In the present embodiment, the support arms 74 </ b> B and 75 </ b> B are set to such a length that the tip portions thereof are opposed to the tip portions of the vibrating
Further, the
In addition, a receiving portion (buffer portion) 241B having shock absorption is provided at the tip of the
251B is provided, and a receiving part (buffer part) 2 having shock absorption is also provided in the middle of the
52B is provided.
The receiving portions (buffer portions) 241B and 242B are formed so that the width dimension of the
Are formed as protrusions provided in a protruding shape. Similarly, receiving part (buffer part) 251B
, 252B is formed such that the width dimension of the
B is formed as a protrusion provided in a protruding shape from the
252B has a configuration in which a convex portion is provided even in the direction opposite to the direction from the
ここで、支持腕74B,75Bの先端部分の受け部(緩衝部)241B,251Bおよ
び途中部分の受け部242B,252Bは、各振動腕78,79に対して離間して設けら
れ、各振動腕78,79がX軸方向に曲げ変形されたときに、振動腕78,79のうちの
少なくとも1つの振動腕に接触して、それ以上の曲げ変形を阻止(規制)する阻止部(規
制部)を構成する。
換言すると、受け部241B,251B,242B,252Bは、隣接する振動腕78
,79の通常の振動の振幅範囲外に配置され、且つ、隣接する振動腕78,79に通常の
振幅範囲を所定量越えた変位が生じた場合にその振動腕78,79が当接される位置に受
け部241B,251B,242B,252Bが設けられている。
なお、前述した振動腕78,79の通常の振動の振幅範囲とは、前述した実施形態と同
様に、外部から駆動電圧(電界)を印加することにより、所定の共振周波数で振動する振
動腕78,79の振幅が最も大きくなった場合の振動腕78,79の振動領域をいう。す
なわち、所定の共振周波数で振動する振動腕78,79の振幅が最も大きくなった場合で
も、隣接する振動腕78,79と受け部241B,251B,242B,252Bとが接
触しないように配置されている。
Here, the receiving portions (buffer portions) 241B and 251B at the tip portions of the
In other words, the receiving
, 79 are arranged outside the normal vibration amplitude range, and when the displacement of the
Note that the normal vibration amplitude range of the above-described vibrating
支持腕74Bの先端部に設けられた受け部241Bの振動腕78側の部分2411Bは
、振動腕78が支持腕74B側に通常の振動の振幅範囲を超えてX軸方向の曲げ変形を生
じたときに、振動腕78と接触する。これと同時に、支持腕74Bの途中に設けられた受
け部242Bの振動腕78側の部分2421Bは、振動腕78が支持腕74B側にX軸方
向の曲げ変形を生じたときに、振動腕78と接触する。
同様に、支持腕75Bの先端部に設けられた受け部251Bの振動腕79側の部分25
11Bは、振動腕79が支持腕75B側に通常の振動の振幅範囲を超えてX軸方向の曲げ
変形を生じたときに、振動腕79と接触する。これと同時に、支持腕75Bの途中に設け
られた受け部252Bの振動腕79側の部分2521Bは、振動腕79が支持腕75B側
にX軸方向の曲げ変形を生じたときに、振動腕79と接触する。
A
Similarly, the portion 25 on the vibrating
11B comes into contact with the vibrating
このように、支持腕74B,75Bの部分2411B,2421B,2511B,25
21B(阻止部)は、前述したような振動腕78,79の曲げ変形により振動腕78,7
9の長手方向における複数位置と接触するように構成されている。これにより、振動腕7
8,79と支持腕74B,75Bの部分2411B,2421B,2511B,2521
B(阻止部)が接触したときに、振動腕78,79に対して衝撃が局所的に加わるのを防
止または緩和することができる。
In this way, the
21B (blocking portion) is formed by vibrating
9 is configured to come into contact with a plurality of positions in the longitudinal direction. As a result, the vibrating arm 7
8, 79 and
When B (blocking part) comes into contact, it is possible to prevent or alleviate the impact locally applied to the vibrating
また、支持腕74B,75Bの途中(阻止部)の部分2421B,2521Bは、それ
ぞれ、振動腕78,79側を凸とする湾曲凸面をなしている。そのため、支持腕74Bの
途中(阻止部)の部分2421Bは、前述したような振動腕28の曲げ変形により振動腕
78と面接触する。同様に、支持腕75Bの途中(阻止部)の部分2521Bは、前述し
たような振動腕79の曲げ変形により振動腕79と面接触する。これにより、振動腕78
,79と支持腕74B,75Bの途中(阻止部)の部分2421B,2521Bとが接触
したときに、振動腕78,79に対して衝撃が局所的に加わるのを防止または緩和するこ
とができる。
以上説明したような第2実施形態によれば、前述した第1実施形態と同様の効果を奏す
る。
In addition, the
, 79 and the
According to the second embodiment as described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.
(第3実施形態)
次に、第3実施形態として、前述の実施形態で説明した振動片としての水晶振動片を備
えた振動子について説明する。
図6は、第3実施形態の振動子の概略構成を示す模式図であり、図6(a)は平面図、
図6(b)は、図6(a)のF−F線での断面図である。なお、本実施形態では、前述の
第1実施形態で説明した振動片としての水晶振動片20を一例として用いる構成を示し説
明する。
(Third embodiment)
Next, as a third embodiment, a vibrator provided with a quartz crystal resonator element as the resonator element described in the above embodiment will be described.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the vibrator according to the third embodiment, in which FIG.
FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line FF in FIG. In the present embodiment, a configuration in which the
図6に示すように、振動子としての水晶振動子5は、第1実施形態の水晶振動片20と
、水晶振動片20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20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
20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2箇所に設けられている。
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. 6, 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20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20が励振され、所定の周波数(例えば、32kHz)で発振(共振)する。
A
The
上述したように、水晶振動子5は、前述の実施形態で説明した水晶振動片20を備えて
いることから、安定した振動特性を有すると共に、耐衝撃性の高い水晶振動子5を提供す
ることが可能となる。
なお、水晶振動子5は、水晶振動片20に代えて他の形態の振動片、例えば水晶振動片
70を用いても、同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態では、水晶振動片20を2箇所に設けられた接続パッド88に固定す
る構成で説明したが、接続パッド88は2箇所に限られるものではなく、所望の数を設け
ても良く、水晶振動片20との接続も所望の接続箇所で行うことができる。
As described above, since the
Note that the
In the present embodiment, the
(第4実施形態)
次に、第4実施形態として、上記で説明した振動片としての水晶振動片を備えた発振器
について説明する。
図7は、第4実施形態の発振器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。なお、本実施形態では、前述の第
1実施形態で説明した振動片としての水晶振動片20を一例として用いる構成を示し説明
する。
(Fourth embodiment)
Next, as a fourth embodiment, an oscillator including a crystal vibrating piece as the vibrating piece described above will be described.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the oscillator according to the fourth embodiment, in which FIG.
FIG.7 (b) is sectional drawing in the GG line of Fig.7 (a). In the present embodiment, a configuration in which the
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7に示すように、水晶発振器6は、第1実施形態の水晶振動片20と、水晶振動片2
0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20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20が励振され、所定の周波数(例えば、32kHz)で発振(共振)する。
The crystal oscillator 6 as an oscillator has a configuration in which a circuit element is further provided in the configuration of the
As shown in FIG. 7, the crystal oscillator 6 includes the
An
上述したように、水晶発振器6は、前述の実施形態で説明した水晶振動片20を備えて
いることから、安定した振動特性を有すると共に、耐衝撃性の高い水晶発振器6を提供す
ることが可能となる。
As described above, since the crystal oscillator 6 includes the
なお、水晶発振器6は、水晶振動片20に代えて水晶振動片70を用いても、同様の効
果を得ることができる。
また、本実施形態では、水晶振動片20を2箇所に設けられた接続パッド88に固定す
る構成で説明したが、接続パッド88は2箇所に限られるものではなく、所望の数を設け
ても良く、水晶振動片20との接続も所望の接続箇所で行うことができる。
The crystal oscillator 6 can obtain the same effect even when the
In the present embodiment, the
前述した振動片としての水晶振動片20,70は、落下などの衝撃によって振動腕に大
きな変位が生じた場合に、衝撃を緩和しながら振動腕の変位を規制する受け部を備えてい
るので、耐衝撃性を確保しながら安定した振動特性を維持することができる。
従って、この水晶振動片20,70をパッケージ化した水晶振動子5、或いは水晶発振
器6は、タイミングデバイスなどとして、デジタル携帯電話、パーソナルコンピューター
、電子時計、ビデオレコーダー、テレビなどの電子機器に広く用いられる。そして、これ
ら電子機器の小型化など、特に耐衝撃性を必要とする携帯機器などに好適に用いることが
できる。
Since the
Therefore, the
20,50…振動片としての水晶振動片、21,121…基部、21a,121a…第
1の部分、21b,121b…第2の部分、21c,121c…接続部分、22,122
…振動腕、26a,26b,126…長溝、27…角部、29…錘部、30,30b…支
持腕、31,31b…屈曲部、32…幅広部、33…幅狭部、35…受け部、35a…返
し部、38…衝撃緩衝部材、39…固定部、41A,41B,141A,141B…切り
込み、42A,42B,142A,142B…(切り込みの)先端部、43,44…励振
電極、100…従来の振動片としての音叉型水晶振動片。
20, 50... Crystal resonator element as a resonator element, 21, 121, base, 21 a, 121 a, first part, 21 b, 121 b, second part, 21 c, 121 c, connection part, 22, 122
... vibrating arm, 26a, 26b, 126 ... long groove, 27 ... corner, 29 ... weight, 30, 30b ... support arm, 31, 31b ... bent part, 32 ... wide part, 33 ... narrow part, 35 ... receiving Part, 35a ... return part, 38 ... impact buffer member, 39 ... fixed part, 41A, 41B, 141A, 141B ... notch, 42A, 42B, 142A, 142B ... (notch) tip, 43,44 ... excitation electrode, 100: A tuning-fork type crystal vibrating piece as a conventional vibrating piece.
Claims (12)
前記基部から第1方向に沿って延出されている振動腕と、
前記基部に接続されていると共に、前記振動腕に並んで配置されている支持腕と、
を含み、
前記振動腕は、平面視で、
互いに表裏の関係にある第1の主面及び第2の主面の少なくとも一方に、前記第1方向に沿って溝が設けられ、
前記支持腕は、平面視で、
前記振動腕が、前記振動腕の振動の振幅の範囲を越えて変位したとき、前記振動腕と接触する受け部を含み、
前記受け部における前記振動腕との前記接触部分が、平面視で、前記溝が設けられている領域よりも先端側に設けられていることを特徴とする振動片。 The base,
A vibrating arm extending along a first direction from the base;
Together are connected to the base, a support arm which is arranged in front Symbol vibrating arm,
Including
The vibrating arm is a plan view,
Grooves are provided along the first direction in at least one of the first main surface and the second main surface that are in a front-back relationship with each other,
The support arm is a plan view,
A receiving portion that comes into contact with the vibrating arm when the vibrating arm is displaced beyond a range of vibration amplitude of the vibrating arm;
The resonator element according to claim 1, wherein the contact portion of the receiving portion with the vibrating arm is provided on a distal end side in a plan view with respect to a region where the groove is provided .
前記基部から第1方向に沿って延出されている振動腕と、A vibrating arm extending along a first direction from the base;
前記基部に接続されていると共に、前記振動腕に並んで配置されている支持腕と、A support arm connected to the base and arranged side by side with the vibrating arm;
を含み、Including
前記振動腕は、平面視で、The vibrating arm is a plan view,
前記基部側に配置されている腕部と、An arm portion disposed on the base side;
前記腕部より先端側に配置され、前記腕部より前記第1方向と交差する第2方向に沿った幅が広い錘部と、A weight portion that is disposed on the tip side from the arm portion and has a wider width along a second direction intersecting the first direction than the arm portion;
を含み、Including
前記支持腕は、平面視で、The support arm is a plan view,
前記振動腕が、前記振動腕の振動の振幅の範囲を越えて変位したとき、前記振動腕と接触する受け部を含み、A receiving portion that comes into contact with the vibrating arm when the vibrating arm is displaced beyond a range of vibration amplitude of the vibrating arm;
前記受け部における前記振動腕との前記接触部分が、前記錘部と接触するように配置されていることを特徴とする振動片。The vibrating piece, wherein the contact portion of the receiving portion with the vibrating arm is disposed so as to contact the weight portion.
前記受け部における前記接触部分が、前記錘部の側面と面接触するように配置されていることを特徴とする振動片。 In claim 2 ,
The resonator element , wherein the contact portion of the receiving portion is disposed so as to be in surface contact with a side surface of the weight portion.
前記受け部の前記第1方向と交差する第2方向に沿った幅が、前記支持腕の前記基部側の前記第2方向に沿った幅よりも小さいことを特徴とする振動片。 In any one of Claims 1 thru | or 3 ,
The resonator element according to claim 1, wherein a width along a second direction intersecting the first direction of the receiving portion is smaller than a width along the second direction on the base side of the support arm.
前記受け部は、前記支持腕に複数設けられ、
前記複数の受け部は、
前記振動腕の前記変位により前記振動腕の前記延出方向における複数の位置と夫々接触するように配置されていることを特徴とする振動片。 In any one of Claims 1 thru | or 4 ,
A plurality of the receiving portions are provided on the support arm,
The plurality of receiving portions are
The vibrating piece is disposed so as to come into contact with a plurality of positions in the extending direction of the vibrating arm by the displacement of the vibrating arm.
前記支持腕が、
前記振動腕の前記第1方向と交差する第2方向に沿った幅が最も細い部分の幅よりも細い部分を含むことを特徴とする振動片。 In any one of Claims 1 thru | or 5 ,
The support arm is
The resonator element including a portion whose width along a second direction intersecting with the first direction of the vibrating arm is narrower than a width of the narrowest portion.
前記振動片が圧電体材料により形成されていることを特徴とする振動片。 In any one of Claims 1 thru | or 6 ,
A vibrating piece, wherein the vibrating piece is made of a piezoelectric material.
前記圧電体材料が水晶であり、
前記基部は、前記水晶の結晶X軸の方向に沿って設けられている切り込みを含み、
前記第1方向が、前記水晶の結晶Y軸の方向に沿っており、
前記受け部は、前記振動腕の前記X軸の+X軸側の側面に相対するように配置されていることを特徴とする振動片。 In claim 7 ,
The piezoelectric material is quartz;
The base includes a notch provided along the crystal X-axis direction of the quartz crystal,
The first direction is along the direction of the crystal Y-axis of the crystal;
The resonator element, wherein the receiving portion is disposed so as to face a side surface on the + X-axis side of the X-axis of the vibrating arm.
前記受け部に衝撃緩衝部材が設けられていることを特徴とする振動片。 In any one of Claims 1 thru | or 8 ,
A vibration piece characterized in that an impact buffering member is provided in the receiving portion.
前記振動片が収容されているパッケージと、
を備えていることを特徴とする振動子。 The resonator element according to any one of claims 1 to 9 ,
A package containing the resonator element;
A vibrator characterized by comprising:
回路と、
を備えていることを特徴とする発振器。 The resonator element according to any one of claims 1 to 9 ,
Circuit,
An oscillator comprising:
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