CN102111118A - 振动片、振子、振荡器、电子设备以及频率调整方法 - Google Patents

振动片、振子、振荡器、电子设备以及频率调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供振动片，能在不影响振动特性的情况下进行高精度的频率调整。该振动片具有：基部(15)；从基部(15)起延伸的进行面外振动的振动臂(11，12，13)；激励电极，其形成在振动臂(11，12，13)上，对振动臂(11，12，13)进行激励；第1质量部(51，52，53)，其形成在振动臂(11，12，13)上，调整振动臂(11，12，13)的频率，第1质量部(51，52，53)和激励电极配置在随振动臂(11，12，13)的面外振动而交替被施加压缩力和拉伸力的相对的面中的一个面上，第1质量部(51，52，53)位于距基部(15)超过振动臂(11，12，13)的长度的1/2的振动臂(11，12，13)的末端侧，由密度D(×103kg/m3)在2.20≤D≤8.92的范围内的金属膜或绝缘膜形成。

Description

振动片、振子、振荡器、电子设备以及频率调整方法
技术领域
本发明涉及振动片、振子、振荡器、电子设备以及频率调整方法。
背景技术
在具有振动臂的振子中，公知有这样的振动片：该振动片的振动臂不是在面内进行振动，而是在振动臂的厚度方向上进行振动(面外振动)。该振动片一般具有奇数个振动臂，在具有3个以上的振动臂的情况下，进行这样的振动(工作模式振动)：相邻的振动臂交替地重复相反方向的振动。
进行面内振动的音叉型振子中的频率调整是通过如下方式进行的：在振动臂的末端部上，在振动方向的平面内设置有施重部，向该施重部照射激光等，去除施重部的一部分。这是通过去除施重部的一部分、减小振动臂的重量来依次提高频率而进行频率调整(例如参照专利文献1)。
与此相对，进行面外振动的振子的频率与振动臂的振动方向的厚度成正比，与振动臂的长度的平方成反比。因此，频率调整是通过以下方式来进行的：不在构成振动臂厚度的表面上附加施重部，而是在振动臂的侧面上附加施重部，对其照射激光来去除该侧面上的施重部的一部分。
【专利文献1】日本特开2003-318685号公报
在实现进行面外振动的振子的小型化的情况下，由于振动臂的长度缩短，因而为了获得相同频率，需要减小振动臂的厚度。
然而，很难在薄的振动臂的侧面上附加施重部来进行振动片的频率调整。并且，即使成功地在振动臂的侧面上附加了施重部，也很难通过照射激光来去除该施重部的一部分，期望的方式是能够容易且高精度地对进行面外振动的振子的频率进行调整。
对于进行面外振动的振动片而言，在与音叉型的进行面内振动的振动片同样地、在振动臂上在厚度方向上进行膜的附加或膜的去除来进行频率调整的情况下，不仅要考虑单纯的施重部的效应，还需要考虑厚度变化。因此，对于进行面外振动的振子而言，公认为很难通过在振动臂的厚度方向上进行膜的附加或膜的去除来进行频率调整。
因此，发明人将在基部上形成有1个振动臂的进行面外振动的振动片作为模型，在振动臂的一个表面上形成金(Au)膜，对从振动臂的末端侧起消除该金膜时的频率变化进行了仿真和考察。
根据该考察，当从末端侧起消除形成在振动臂上的金属膜或绝缘膜等质量部时，频率以依次变高的方式变化，在振动臂的大致中央部处，频率的变化为零。然后，当进一步朝向基部而去除金属膜或绝缘膜等质量部时，这次频率是以降低的方式变化。
这样，发明人发现，在振动臂的长度的大致中央附近存在频率变化方向变为不同的边界，认为可利用该现象来进行振子的频率调整。特别是在振动臂的中央附近，因去除金属膜或绝缘膜等质量部而引起的频率变化小，可期待高精度的频率调整。
然而，为了对振动臂进行激励，需要在振动臂上，以从基部起、振动臂的1/2左右的长度来形成激励电极。这是因为，如果不以至少振动臂的1/2左右的长度形成激励电极，则激励效率不佳，CI值增加，无法得到振动片的良好的振动特性。
因此，在相比于振动片的长度的一半，将质量部设置在末端侧的情况下，因去除金属膜或绝缘膜等引起的频率变化量大，很难进行微调，存在无法高精度地调整频率的问题。
此外，虽然通过将质量部形成在与激励电极相反的面上，能够将质量部设置在振动臂的长度的中央附近，能够实现微调，然而，对于该质量部而言，是通过照射激光等来去除金属膜或绝缘膜等，因而可能对背面的激励电极造成损伤。而且，振动片的振动特性会因激励电极发生损伤而劣化。
因此，期望实现能够在不影响振动片的振动特性的情况下、进行高精度的频率调整的振动片。
发明内容
本发明是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的，可作为以下方式或应用例来实现。
[应用例1]本应用例的振动片的特征在于，该振动片具有：基部，其设置在包含第1轴和与该第1轴垂直的第2轴的平面上；振动臂，其从所述基部起在第1轴方向上延伸；激励电极，其设置在所述振动臂上，对所述振动臂进行激励；以及第1质量部，其设置在所述振动臂上，调整所述振动臂的频率，所述振动臂在与所述平面垂直的方向上进行弯曲振动，且具有第1面和第2面，所述第1面随着弯曲振动而发生压缩或拉伸，所述第2面在所述第1面压缩时发生拉伸、在所述第1面拉伸时发生压缩，所述第1质量部设置在距所述振动臂的所述基部侧的端部超过第1轴方向的全长的1/2的区域内，而且使用了密度D(×103kg/m3)在2.20≤D≤8.92的范围内的材料。
根据该结构，振动片的第1质量部位于距基部超过振动臂的长度(振动臂的全长)的1/2的振动臂的末端侧，而且由密度D(×103kg/m3)在2.20≤D≤8.92的范围内的材料形成。
由此，作为对振动片的振动臂进行激励的激励电极的长度，能够确保振动臂的全长的1/2，在实际应用上的振荡中，CI值低，能够获得充分的振动特性。
并且，形成在第1质量部上的材料的密度D(×103kg/m3)处于2.20≤D≤8.92的范围内，因此，当在振动臂的平面上形成了膜时，能够将施重效应与厚度效应之间的切换边界形成在超过振动臂的长度的1/2的位置附近的部分处。在该部分中，相对于膜的去除或附加，频率变化量小，能够用于频率调整中的微调，能进行高精度的频率调整。
这样，根据本应用例，可提供一种既能确保振动片的振动特性又能进行高精度的频率调整的振动片。
[应用例2]在上述应用例的振动片中，优选的是，所述第1质量部使用了从SiO2、Al、Al2O3、TiO2、Cr、Fe、Ni以及Cu中选择的材料。
这些用于第1质量部的材料的密度D(×103kg/m3)处于2.20≤D≤8.92的范围内，能够容易地形成在振动臂上。
[应用例3]在上述应用例的振动片中，优选的是，在所述振动臂的末端部设有密度D(×103kg/m3)为D＞8.92的第2质量部。
根据该结构，通过将密度D(×103kg/m3)为D＞8.92的材料设置在振动臂的末端部，能够在频率调整中将其用作进行粗调的部分。振动臂的末端部相对于膜的去除或附加，频率变化量大，能缩短调整量大的振动片的频率调整中的加工时间。
[应用例4]在上述应用例的振动片中，优选的是，所述第2质量部使用了从Ag、Au以及Pt中选择的材料。
根据该结构，第2质量部由从Ag、Au以及Pt中选择的材料形成，能够在振动臂上容易形成这些第2质量部。
[应用例5]本应用例的振子的特征在于，该振子具有：上述应用例中任一例所述的振动片、以及收纳所述振动片的封装。
根据该结构，振子具有振动特性良好且能高精度地进行频率调整的振动片，可提供频率精度优良的振子。
[应用例6]本应用例的振荡器的特征在于，该振荡器具有：上述应用例中任一例所述的振动片、以及与所述振动片连接的电路元件。
根据该结构，振荡器具有振动特性良好且能高精度地进行频率调整的振动片，可提供频率精度优良的振荡器。
[应用例7]本应用例的电子设备的特征在于，该电子设备使用了上述应用例中任一例所述的振动片。
根据该结构，可提供能起到上述应用例1～4中任一例所述的效果的电子设备。
[应用例8]本应用例的频率调整方法的特征在于，该频率调整方法具有以下工序：制备振动片的工序，该振动片具有：基部，其设置在包含第1轴和与该第1轴垂直的第2轴的平面上；振动臂，其从所述基部起在第1轴方向上延伸；激励电极，其形成在所述振动臂上，对所述振动臂进行激励；以及第1质量部，其形成在所述振动臂上，调整所述振动臂的频率，所述振动臂在与所述平面垂直的方向上进行弯曲振动，且具有第1面和第2面，所述第1面随着弯曲振动而发生压缩或拉伸，所述第2面在所述第1面压缩时发生拉伸、在所述第1面拉伸时发生压缩；以及频率调整工序，通过改变所述第1质量部的质量来调整所述振动臂的频率，在距所述振动臂的所述基部侧的端部超过第1轴方向的全长的1/2的区域内形成所述第1质量部，而且，利用密度D(×103kg/m3)在2.20≤D≤8.92的范围内的材料来形成该第1质量部。
根据该结构，形成在第1质量部上的材料的密度D(×103kg/m3)处于2.20≤D≤8.92的范围内，因此，当在振动臂的平面上形成了膜时，能够将施重效应与厚度效应之间的切换边界形成在超过振动臂的长度的1/2的位置附近的部分处。在该部分中，相对于膜的去除或附加，频率变化量小，能够用于频率调整中的微调，能进行高精度的频率调整。
[应用例9]在上述应用例的频率调整方法中，优选的是，在所述振动臂的末端部设置密度D2(×103kg/m3)为D2＞8.92的第2质量部，该频率调整方法具有粗调工序，该粗调工序通过改变所述第2质量部的质量来对所述振动臂的频率进行粗调，在所述粗调工序后进行所述频率调整工序。
这样，通过在振动臂的末端部形成粗调用的第2质量部并使用密度D(×103kg/m3)为D＞8.92的材料、在中央部形成微调用的第1质量部并使用密度D(×103kg/m3)为2.20≤D≤8.92的材料，能够将激励电极从基部侧的端部起长长地形成到振动臂的中央附近(1/2L)的位置处，因此能够防止CI值的劣化。
并且，通过进行粗调工序并之后进行微调工序，能够短时间且高效地进行振动片的频率调整。
附图说明
图1是说明进行面外振动的振动片的一例的概略立体图。
图2是示出形成在振动臂上的第1质量部的形成位置与频率之间的关系的图。
图3是示出形成在振动臂上的第1质量部的密度与频率增减的边界位置之间的关系的图。
图4示出了第1实施方式的振动片的结构，(a)是概略平面图，(b)是沿着该图(a)的A-A截线的概略截面图，(c)是沿着该图(a)的B-B截线的概略截面图。
图5是说明第1实施方式中的振动片的频率调整步骤的示意图。
图6是示出变型例中的第1质量部的结构的结构图。
图7示出了第2实施方式的振子的结构，(a)是概略平面图，(b)是沿着该图(a)的G-G截线的概略截面图。
图8示出了第3实施方式的振荡器的结构，(a)是概略平面图，(b)是沿着该图(a)的H-H截线的概略截面图。
标号说明
1：振动片；5：振子；6：振荡器；11，12，13：振动臂；11a，12a，13a：第1面；11b，12b，13b：第2面；15：基部；21，22，23：作为激励电极的下部电极；31，32，33：压电膜；41，42，43：作为激励电极的上部电极；45，46：安装电极；47，48：连接部；51，52，53：第1质量部；54：槽部；55，56，57：粗调用的第2质量部；59：激光加工线；61，62，63：压电元件；81：作为收容器的陶瓷封装；82：接缝环(seam ring)；83：外部连接端子；84：导电性粘接剂；85：盖体；86：贯通孔；87：密封材料；88：连接焊盘；91：作为电路元件的IC芯片；92：金属线。
具体实施方式
在说明实施方式之前，为了理解本发明，详细说明进行面外振动的振动片中的质量部与频率之间的关系。
图1是说明进行面外振动的振动片的一例的概略立体图。图2是示出形成在振动臂上的金属膜或绝缘膜等质量部的形成位置与频率之间的关系的图。图3是示出形成在振动臂上的金属膜或绝缘膜等质量部的密度与频率增减的边界位置之间的关系的图。
如图1所示，进行面外振动的振动片1具有：基部15，以及从基部15起平行地延伸的3个振动臂11、12、13。
这里，在设振动臂11、12、13延伸的方向为Y方向、与Y方向垂直的、振动臂11、12、13排列的方向为X方向时，将垂直于Y方向和X方向的方向设为Z方向。这里，在将Y方向定义为第1轴、将X方向定义为第2轴时，也可以说基部15是形成在包含第1轴和与第1轴垂直的第2轴的平面上，且振动臂11、12、13在第1轴方向上延伸。
面外振动是这样的振动：振动臂的末端在Z方向、即与XY平面垂直的方向上振动，而且，以与相邻的振动臂成为相反方向的方式反复进行振动。这样的振动是偏离于形成振动臂的XY平面的振动，因而一般被称为面外振动。
因此，在振动臂11、13朝+Z方向振动且振动臂12朝-Z方向振动的情况下，对于形成在XY平面上的振动臂11、12、13的、相面对的第1面11a、12a、13a与第2面11b、12b、13b而言，第1面11a、13a发生压缩，第2面11b、13b发生拉伸，另一方面，第1面12a发生拉伸，第2面12b发生压缩。并且，在振动臂11、13朝-Z方向振动且振动臂12朝+Z方向振动的情况下，压缩和拉伸的关系与上述情况相反。
另外，振动臂不限于3个，也可以是1个或5个。
在这样的进行面外振动的振动片中，如果将振动片的频率设为f、将振动臂的全长设为L、将振动臂的振动方向的厚度设为t，则具有f∝(t/L2)的关系。
也就是说，进行面外振动的振动片的频率f与振动臂在振动方向上的厚度t成正比，与振动臂的全长L的平方成反比。
在这样的振动片1的基本特性中，在与音叉型的进行面内振动的振动片同样地、在位于XY平面内的振动臂的第1面或第2面上进行膜的附加或膜的去除来进行频率调整的情况下，不仅要考虑单纯的施重部的效应，还需要考虑厚度变化。因此，很难通过在振动臂的第1面或第2面上进行膜的附加或膜的去除来进行频率调整。
因此，发明人将在基部上形成有1个振动臂的振动片作为模型，在位于XY平面内的振动臂的一个表面上形成了金属膜或绝缘膜等质量部，对从振动臂的末端侧起消除该质量部时的频率变化进行了仿真和考察。
图2是该考察的曲线图，纵轴为经标准化的频率变化Δf，横轴为相对于振动臂的全长L、作为频率调整膜的金属膜从基部侧的端部起的长度。纵轴的Δf是这样的值：当设在振动臂上未形成用于频率调整的金属膜时的频率为f0、形成了用于频率调整的金属膜时的频率为f时，Δf＝(f-f0)/f0，进而，以Δf的最大值为1的方式将频率变化量标准化为Δf(标准化)=Δf/(Δf的最大值)。另外，该曲线图是在形成金(Au)膜作为金属膜时的数据。
根据图2的曲线图，当从末端侧起逐渐消除形成在振动臂上的金属膜时，频率以依次增高的方式变化，在振动臂的大致中央部处，频率的变化为零。然后，当进一步朝向基部去除金属膜时，这次频率是以逐渐降低的方式变化。并且，越接近该中央部，频率的变化量越小。
以振动臂的长度的中央附近为边界，在振动臂的末端侧施重效应处于支配地位，随着去除金属膜，频率朝增高的方向变化。而从振动臂的长度的中央附近到振动臂的基部侧，厚度效应处于支配地位，随着去除金属膜，频率朝降低的方向变化。这样，在金属膜是金膜的情况下，在振动臂的长度的大致中央附近存在频率变化的方向变为不同的边界。
在图3中，纵轴为频率调整时频率变化的增减发生切换的边界位置，横轴为质量部使用的金属膜或绝缘膜的密度(×103kg/m3)，记录了各种材料的情况。另外，设振动臂的全长为L，边界位置由从振动臂的基部侧的端部起的长度相对于全长的比例来表示。例如，纵轴示出了这样的情况：当大于0.5L时，边界位置位于振动臂的末端侧，当小于0.5L时，边界位置位于振动臂的基部侧。
如图3所示可知，根据形成在振动臂上的金属膜或绝缘膜的材料密度的不同，频率变化方向变为不同的边界位置存在差异，当金属膜或绝缘膜的密度小时，该边界位置存在于振动臂的末端侧。
例如，在使用Au作为质量部的情况下，密度是19.3(×103kg/m3)，当设振动臂的全长为L时，边界位置位于距振动臂的基部侧的端部大致0.43L的位置处，这是相比于振动臂的中央，更靠近基部侧的部位。而在使用SiO2或TiO2作为质量部的情况下，SiO2的密度是2.20(×103kg/m3)，TiO2的密度是4.264(×103kg/m3)，比上述的Au的密度小，在该情况下，边界位置位于距振动臂的基部侧的端部0.6L的位置处，这是相比于振动臂的中央，更靠末端侧的部位。
这样，发明人发现，在振动臂的长度的大致中央附近存在频率变化方向变为不同的边界。而且发现，该边界位置随金属膜或绝缘膜等质量部的材料密度而变化，当密度减小时，边界位置具有从振动臂的中央部向末端侧移动的趋势。进而，根据这些发现，发明人创造了本发明。
下面，根据附图来说明本发明的具体化的实施方式。另外，在以下说明中使用的各图中，为了使各部件成为可识别的大小而对各部件的尺寸比例进行了适当变更。
(第1实施方式)
图4示出了本实施方式的振动片的结构，图4(a)是概略平面图，图4(b)是沿着该图4(a)的A-A截线的概略截面图，图4(c)是沿着该图4(a)的B-B截线的概略截面图。
振动片1为这样的形式：当在正交坐标系中展开成XY平面时，将Z方向设为厚度方向。振动片1具有3个振动臂11、12、13，振动臂11、12、13排列在X方向上，并且在Y方向上彼此平行地延伸。而且，振动臂11、12、13连接在基部15上，各振动臂11、12、13构成了悬臂结构的振动片1。
在振动臂11、12、13的靠近基部15的位置处分别形成有压电元件61、62、63。
如图4(b)所示，形成在振动臂11上的压电元件61设置在规定振动臂11的厚度的相面对的面(与Z方向垂直的面)的一个面侧。而且，压电元件61是由下部电极21、压电膜31以及上部电极41层叠形成的。另外，尽管未图示，然而可以在压电膜31与上部电极41之间形成绝缘膜。
这样，通过使作为激励电极的下部电极21与上部电极41隔着压电膜31而相对，来形成压电元件61，通过向各电极间施加正负电压，能够使压电膜产生压缩或拉伸。并且，通过使压电膜产生压缩或拉伸，能够使振动臂11在Z方向上发生位移。
同样，形成在振动臂12、13上的压电元件62、63在规定振动臂11的厚度的相面对的一个面侧，层叠地形成有下部电极22、23、压电膜32、33以及上部电极42、43。
并且，作为激励电极的下部电极21、22、23以及上部电极41、42、43从基部15起形成为振动臂11的全长L的1/2L的长度。
这是因为，在使用比振动臂的全长的1/2短的长度的激励电极的情况下，振动片的CI值增大，不能获得充分的振动特性，而通过确保至少为振动臂的1/2长度的下部电极、压电膜以及上部电极，能够将振动片振荡时的CI值维持在很低的水平，在实际应用中，能够获得充分的振动特性。
下部电极21、22、23以及上部电极41、42、43被引出到振动片1的基部15，并被固定在收容器等的基台上，与实现电导通的安装电极45、46连接。并且构成为：设有连接下部电极21、23与上部电极42的连接部47，而且设有连接下部电极22与上部电极41、43的连接部48，压电元件61、63与压电元件62的极性相反。
如图4(c)所示，在振动臂11的与形成有压电元件61的面相同的面上设有第1质量部51。该质量部51由SiO2膜形成，通过去除SiO2膜的一部分来调整振动臂11的频率。
另外，这里采用的第1质量部51的金属膜或绝缘膜只要处于图3所示的、密度D(×103kg/m3)为2.20≤D≤8.92的范围内即可。该范围的金属膜或绝缘膜是这样的金属膜或绝缘膜：其频率变化方向成为不同的边界形成为与振动臂11的中央相比，更靠末端侧。因此，在该第1质量部51上存在频率变化方向变为不同的边界。
另外，作为第1质量部51的材料，例如是从SiO2、Al、Al2O3、TiO2、Cr、Fe、Ni以及Cu等中选择的。
并且，在振动臂12、13上也设有与振动臂11相同结构的第1质量部52、53。
而且，如图4(a)所示，在振动臂11、12、13的形成有第1质量部51、52、53的相同的面上，在其末端部设有粗调用的第2质量部55、56、57。粗调用的第2质量部55、56、57由金(Au)膜形成。该粗调用的金属膜优选使用密度D(×103kg/m3)为D＞8.92的材料，例如Au、Ag、Pt。如图2所示，对于Au膜，因在振动臂的末端部去除该Au膜而引起的频率变化量大，最适合用于调整量大的振动片的粗调用的频率调整。
这样，通过在振动臂11、12、13的末端部形成粗调用的第2质量部且使用密度D(×103kg/m3)为D＞8.92的材料、并在中央部形成微调用的第1质量部且使用密度D(×103kg/m3)为2.20≤D≤8.92的材料，能够将激励电极从基部侧的端部长长地形成到振动臂的中央附近(1/2L)的位置，因此，能够防止CI值的劣化，而且能够短时间地高效地进行振动片1的频率调整。
在振动片1的调整量小的情况下，该粗调用的第2质量部55、56、57不是必需的，仅使用第1质量部51、52、53就能进行频率调整。另外，粗调用的第2质量部55、56、57也可以使用SiO2、Al、Al2O3、TiO2、Cr、Fe、Ni、Cu等密度为2.20≤D≤8.92的材料。
另外，下部电极和上部电极可利用金(Au)、铝(Al)、钛(Ti)等金属材料。并且，下部电极和上部电极可以在与底层之间具有铬(Cr)膜，以便提高与底层之间的密合强度。作为压电膜，可使用ZnO、AIN、PZT、LiNbO3、KnbO3等材料，特别是ZnO、AIN，由于能获得更良好的特性，所以是优选的。绝缘膜可使用SiO2、SiN等。
振动片1是使用石英或硅等基材而形成的。并且，在使用石英作为振动片1的基材的情况下，可采用X切板、AT切板、Z切板等。
另外，在上述实施例中，将第1质量部51、52、53、以及粗调用的第2质量部55、56、57形成在振动臂的第1面侧，然而不限于此，第1质量部和第2质量部也可以形成在振动臂的第2面侧，或者也可以形成在振动臂的第1面侧和第2面侧双方上。
下面，对以上的振动片中的频率调整方法的一例进行说明。
图5是说明振动片中的频率调整步骤的示意图。另外，在图中省略了压电元件、配线等的图示。
如图5(a)所示，在振动片1的各振动臂11、12、13上设有粗调用的第2质量部和微调用的第1质量部。振动臂11、12、13的末端侧为粗调用的第2质量部55、56、57，位于振动臂11、12、13的中央部与末端部之间的是微调用的第1质量部51、52、53。
另外，振动片1的频率在调整前被设定成比目标频率低。
首先，如图5(b)所示，向各振动臂11、12、13的粗调用的第2质量部55、56、57的金属膜照射激光，去除其一部分。
关于激光的照射，是以横截各振动臂11、12、13的方式，在X方向上连续进行照射，呈线状去除第2质量部，在粗调用的第2质量部55、56、57上形成激光加工线59。反复进行该激光的照射，直到振动片1的频率到达期望的频率范围内，通过去除金属膜或绝缘膜等质量部，第2质量部的质量减小，振动片1的频率被调整为变高。并且，粗调后的频率被设定成比目标频率低。
然后，当振动片1的粗调结束时，如图5(c)所示，向各振动臂11、12、13的微调用的第1质量部51、52、53的质量部照射激光，去除其一部分。
激光的照射是从第1质量部51、52、53的与基部15相反侧的末端侧进行的。这是因为，第1质量部51、52、53的与基部15相反侧的末端侧的部分是施重效应处于支配地位的部分，通过在该部分中去除金属膜或绝缘膜等质量部，第1质量部的质量减小，是在使振动片1的频率变高的方向上进行调整。并且，由于在第1质量部51、52、53上存在频率变化方向变为不同的边界，因而在该边界附近，能进行频率变化量小的微量的频率调整。
激光的照射是以横截各振动臂11、12、13的方式在X方向上连续进行的，呈线状去除金属膜，在微调用的第1质量部51、52、53上形成激光加工线59。该激光的照射以依次向基部15侧移位的方式进行，且重复进行到振动片1的频率达到目标频率而结束。
这里，例如向第1质量部51、52、53照射激光，以使频率变高的方式进行调整，但有时因过度去除了质量部而导致频率高于目标频率。此时，向第1质量部51、52、53的基部15侧的部分照射激光来进行频率调整。这是因为，第1质量部51、52、53的基部15侧的部分是厚度效应处于支配地位的部分，通过在该部分中去除金属膜或绝缘膜等质量部，能够减小第1质量部的质量，从而是在振动片1的频率变低的方向上进行调整。
这样，不仅能够在使振动片1的频率变高的方向上进行调整，还能够使频率降低，因此即使频率调整量有误，也能高精度地调整频率。
另外，作为其他频率调整方法，可在粗调用的第2质量部55、56、57上，以目标频率为目标进行频率调整，之后，在微调用的第1质量部51、52、53上进行频率调整。在微调中，判断振动片1的频率是比目标频率高还是低，在频率比目标频率低的情况下，去除与基部15相反侧的末端部侧的第1质量部51、52、53的金属膜或绝缘膜，在频率比目标频率高的情况下，去除基部15侧的第1质量部51、52、53的金属膜或绝缘膜。使用这样的方法，也能进行振动片1的频率调整。
另外，虽然以上是呈线状地去除第1质量部的金属膜或绝缘膜，不过也可以隔开间隔地呈点状将其去除。
并且，在将振动片1安装在收容器内的情况下，频率会因电路电容等而变化，因此，优选在将振动片1安装在收容器内之后进行频率调整。
如上所述，在本实施方式的进行面外振动的振动片1中，第1质量部51、52、53位于从基部15起超过振动臂11、12、13的全长L的1/2的、振动臂11、12、13的末端侧，而且由密度D(×103kg/m3)处于2.20≤D≤8.92的范围内的金属膜或绝缘膜形成。
由此，作为对振动片1的振动臂11、12、13进行激励的激励电极的长度，能够确保振动臂11、12、13的全长的1/2，在实际应用上的振荡中，CI值低，能够获得充分的振动特性。
并且，形成在第1质量部51、52、53上的金属膜或绝缘膜的密度D(×103kg/m3)处于2.20≤D≤8.92的范围内，因此，当在振动臂11、12、13的平面上形成了膜时，能够将施重效应与厚度效应之间切换边界形成在超过振动臂11、12、13的长度的1/2的位置附近的部分处。在该部分中，相对于膜的去除或附加，频率变化量小，能够用于频率调整中的微调，能进行高精度的频率调整。
这样，根据本应用例，可提供一种既能确保振动片1的振动特性又能进行高精度的频率调整的振动片1。
另外，在本实施方式中，已对去除金属膜或绝缘膜的方法进行了说明，而对于附加金属膜或绝缘膜的方法，也能够进行振动片的频率调整。
(变型例)
下面，对第1实施方式的第1质量部中的金属膜或绝缘膜的结构的变型例进行说明。
图6示出了第1质量部的变型例中的金属膜或绝缘膜的结构，图6(a)是示出变型例的平面图，图6(b)是该图6(a)的C-C截面图，图6(c)是示出第2变型例的平面图，图6(d)是该图6(c)的D-D截面图，图6(e)是示出第3变型例的平面图，图6(f)是该图6(e)的E-E截面图。另外，在图6中示出了一个振动臂，其他2个振动臂也采用相同的结构。
作为变型例，如图6(a)、(b)所示，在振动臂11的中间部处形成有第1质量部51a，第1质量部51a的金属膜或绝缘膜在振动臂11的延伸方向(Y方向)上形成有多个槽部54从而形成了狭缝。
作为第2变型例，如图6(c)、(d)所示，在振动臂11的中间部处形成有第1质量部51b，第1质量部51b的金属膜或绝缘膜在振动臂11的宽度方向(X方向)上形成有多个槽部54从而形成了狭缝。
这样，由于第1质量部51a、51b利用狭缝而形成，因此，相对于去除相同面积的金属膜或绝缘膜，频率变化量更小，能进行高精度的微调。
并且，形成狭缝的方向不限于上述方式，可以是倾斜方向的狭缝。
接着，作为第3变型例，如图6(e)、(f)所示，在振动臂11的中央附近形成有第1质量部51c、51d，第1质量部51c、51d的金属膜或绝缘膜可以在振动臂的宽度方向(X方向)和长度方向(Y方向)上形成为多个块。另外，如图所示，通过将第1质量部51d形成为比第1质量部51c小，由此，可根据频率调整量来任意选择质量部。
(第2实施方式)
下面，对第2实施方式的、具有上述说明的振动片的振子进行说明。
图7示出了振子的结构，图7(a)是概略平面图，图7(b)是沿着该图7(a)的G-G截线的概略截面图。
振子5具有：第1实施方式的振动片1、作为收容器的陶瓷封装81、以及盖体85。
陶瓷封装81形成有凹部以便能收纳振动片1，在该凹部内设有与振动片1的安装电极连接的连接焊盘88。连接焊盘88构成为与陶瓷封装81内的配线连接，并能与设置在陶瓷封装81的外周部的外部连接端子83导通。
并且，在陶瓷封装81的凹部周围设有接缝环82。而且，在陶瓷封装81的底部设有贯通孔86。
振动片1经由导电性粘接剂84粘接固定在陶瓷封装81的连接焊盘88上，覆盖陶瓷封装81的凹部的盖体85与接缝环82被缝焊在一起。在陶瓷封装81的贯通孔86内填充有金属材料的密封材料87。该密封材料87在低压气氛内溶化，以气密方式进行密封，使得陶瓷封装81内处于低压状态。
这样，振子5具有振动特性良好、且能高精度地进行频率调整的振动片1，可提供频率精度优良的振子5。
(第3实施方式)
下面，对第3实施方式的、具有上述说明的振动片的振荡器进行说明。
图8示出了振荡器的结构，图8(a)是概略平面图，图8(b)是沿着该图8(a)的H-H截线的概略截面图。
振荡器6与上述振子5的结构的不同点是，还具有作为电路元件的IC芯片。因此，针对与振子5相同的结构，附上相同标号并省略说明。
振荡器6具有：第1实施方式的振动片1、作为收容器的陶瓷封装81、盖体85、以及作为电路元件的IC芯片91。
IC芯片91包含对振动片1进行激励的振荡电路，固定在陶瓷封装81的底部，通过金线等金属线92与其他配线连接。
这样，振荡器6具有振动特性良好、且能高精度地进行频率调整的振动片1，可提供频率精度优良的振荡器6。
(第4实施方式)
下面，对第4实施方式的、使用了上述说明的振动片的电子设备进行说明。另外，省略它的图示。
上述的振动片1非常适合用作便携电话、电子书、个人计算机、电视、数字照相机、摄像机、录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事本、计算器、文字处理机、工作站、视频电话、POS终端、具有触摸面板的设备等的基准时钟振荡源等，无论在哪种情况下，都能提供可起到在上述的各实施方式和变型例中说明的效果的电子设备。

Claims (9)

1.一种振动片，其特征在于，该振动片具有：
基部，其设置在包含第1轴和与该第1轴垂直的第2轴的平面上；
振动臂，其从所述基部起在第1轴方向上延伸；
激励电极，其设置在所述振动臂上，对所述振动臂进行激励；以及
第1质量部，其设置在所述振动臂上，调整所述振动臂的频率，
所述振动臂在与所述平面垂直的方向上进行弯曲振动，且具有第1面和第2面，所述第1面随着弯曲振动而发生压缩或拉伸，所述第2面在所述第1面压缩时发生拉伸、在所述第1面拉伸时发生压缩，
所述第1质量部设置在距所述振动臂的所述基部侧的端部、超过第1轴方向的全长的1/2的区域内，而且使用了密度D在2.20≤D≤8.92的范围内的材料，其中，所述密度D的单位是103kg/m3。
2.根据权利要求1所述的振动片，其特征在于，
所述第1质量部使用了从SiO2、Al、Al2O3、TiO2、Cr、Fe、Ni以及Cu中选择的材料。
3.根据权利要求1或2所述的振动片，其特征在于，
在所述振动臂的末端部设有密度D为D＞8.92的第2质量部，其中，所述密度D的单位是103kg/m3。
4.根据权利要求3所述的振动片，其特征在于，
所述第2质量部使用了从Ag、Au以及Pt中选择的材料。
5.一种振子，其特征在于，该振子具有：
权利要求1至4中任一项所述的振动片；以及
收纳所述振动片的封装。
6.一种振荡器，其特征在于，该振荡器具有：
权利要求1至4中任一项所述的振动片；以及
与所述振动片连接的电路元件。
7.一种电子设备，其特征在于，该电子设备使用了权利要求1至4中任一项所述的振动片。
8.一种频率调整方法，其特征在于，该频率调整方法具有以下工序：
制备振动片的工序，该振动片具有：基部，其设置在包含第1轴和与该第1轴垂直的第2轴的平面上；振动臂，其从所述基部起在第1轴方向上延伸；激励电极，其形成在所述振动臂上，对所述振动臂进行激励；以及第1质量部，其形成在所述振动臂上，调整所述振动臂的频率，所述振动臂在与所述平面垂直的方向上进行弯曲振动，且具有第1面和第2面，所述第1面随着弯曲振动而发生压缩或拉伸，所述第2面在所述第1面压缩时发生拉伸、在所述第1面拉伸时发生压缩；以及
频率调整工序，通过改变所述第1质量部的质量来调整所述振动臂的频率，
在距所述振动臂的所述基部侧的端部、超过第1轴方向的全长的1/2的区域内形成所述第1质量部，而且，利用密度D在2.20≤D≤8.92的范围内的材料来形成该第1质量部，其中，所述密度D的单位是103kg/m3。
9.根据权利要求8所述的频率调整方法，其特征在于，
在所述振动臂的末端部设置密度D2为D2＞8.92的第2质量部，其中，所述密度D的单位是103kg/m3，
该频率调整方法具有粗调工序，该粗调工序通过改变所述第2质量部的质量来对所述振动臂的频率进行粗调，
在所述粗调工序后进行所述频率调整工序。
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