CN103326688B - 振动元件、振子、电子器件以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
提供能够降低CI值的振动元件、振子、电子器件以及电子设备。本发明的振动元件（100）具有：基板（12），其包含以厚度剪切振动进行振动的两级台面结构的振动部（12a）、和沿着振动部（12a）的外缘配置且厚度比振动部（12a）的厚度薄外缘部（12b）；以及设置于振动部（12a）的激励电极（20a、20b），在设外缘部（12b）的主面（13a、13b）到振动部（12a）的第1级台阶（15a、15b）的大小为Md1、第1级台阶（15a、15b）到第2级台阶（17a、17b）的大小为Md2、基板（12）的材料密度为dA、激励电极（20a、20b）的材料密度为dB、所述第2级的台面的主面（13a、13b）上的激励电极（20a、20b）的厚度为tB时，满足下式的关系：((Md2+(dB/dA)×tB))/Md1≤1.4。
Description
技术领域
本发明涉及振动元件、振子、电子器件以及电子设备。
背景技术
近年来，在处于小型化趋势的压电振动元件中，期望降低CI（晶体阻抗）值。公知有以降低CI值和封闭振动能量为目的而采用台面结构的压电振动元件。
例如在专利文献1中提出确定了用于得到台面结构的基板挖掘量的最佳值的压电振动元件。更具体而言，在专利文献1中记载了如下的压电振动元件：在设挖掘量为Md、石英基板的长边长度为x、振动部的厚度为t时，如果以厚度t为基准，设台阶部的挖掘量Md相对于厚度t的比的百分率为y，则能够通过满足y=－1.32×（x/t）+42.87的关系，选择使得CI值的特性变化平稳的最小的挖掘量Md。
并且，在专利文献2中记载了如下的压电振动元件：不仅规定基板的挖掘量的最佳值，还通过规定将压电振动元件安装到安装基板时涂覆的导电性粘接剂的涂覆范围内的长边长度的范围，在抑制不必要模式的耦合的同时促进CI值的降低。
并且，在专利文献3中记载了如下的压电振动元件：通过规定从振动部的端部到激励电极的端部的长度，抑制CI值的增加等特性劣化。
由此，从各种角度实现了CI值降低。
【专利文献1】日本特开2007－124441号公报
【专利文献2】日本特开2008－263387号公报
【专利文献3】日本特开2010－28610号公报
发明内容
本发明的几个方式的目的之一在于提供能够降低CI值的振动元件。此外，本发明的几个方式的目的之一在于提供具有上述振动元件的振子。进而，本发明的几个方式的目的之一在于提供具有上述振动元件的电子器件。并且，本发明的几个方式的目的之一在于提供具有上述振动元件的电子设备。
本发明正是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的，可作为以下方式或应用例来实现。
[应用例1]
本应用例的振动元件具有：基板，该基板包含：振动部，其以厚度剪切振动进行振动，在侧面具有台阶；和外缘部，其沿着所述振动部的外缘配置，厚度比所述振动部的厚度薄，以及设置在所述振动部上的激励电极，在设所述外缘部的主面到所述振动部的第1级台阶的大小为Md1、所述第1级台阶到第2级台阶的大小为Md2、所述基板的材料密度为dA、所述激励电极的材料密度为dB、所述第2级台阶的主面上的所述激励电极的厚度为tB时，满足以下关系：
((Md2+(dB/dA)×tB))/Md1≤1.4。
根据这种振动元件，能够降低CI值（具体将后述）。
[应用例2]
在本应用例的振动元件中，也可以满足下式的关系：
0.5≤((Md2+(dB/dA)×tB))/Md1≤1.4。
根据这种振动元件，能够更可靠地降低CI值（具体将后述）。
[应用例3]
在本应用例的振动元件中，所述基板可以是旋转Y切石英基板。
根据这种振动元件，能够降低CI值。
[应用例4]
在本应用例的振动元件中，在俯视时所述振动部的外形为矩形，所述振动部的第1级的沿着所述厚度剪切振动的振动方向的长度比所述振动部的第2级的沿着所述厚度剪切振动的振动方向的长度大。
根据这种振动元件，能够降低CI值。
[应用例5]
在本应用例的振动元件中，在俯视时所述激励电极的外形与所述振动部的第2级的外形相同。
根据这种振动元件，能够降低CI值。
[应用例6]
本应用例的振子包含：本应用例的振动元件；以及收纳所述振动元件的封装。
根据这种振子，能够具有可降低CI值的振动元件。
[应用例7]
本应用例的电子器件包含：本应用例的振动元件；以及电子元件。
根据这种振子，能够具有可降低CI值的振动元件。
[应用例8]
本应用例的电子设备包含本应用例的振动元件。
根据这种电子设备，能够具有可降低CI值的振动元件。
附图说明
图1是示意性示出本实施方式的振动元件的立体图。
图2是示意性示出本实施方式的振动元件的俯视图。
图3是示意性示出本实施方式的振动元件的剖面图。
图4是示意性示出本实施方式的振动元件的剖面图。
图5是示意性示出AT切石英基板的立体图。
图6是示意性示出用于实验例的振动元件的剖面图。
图7是示意性示出用于实验例的振动元件的剖面图。
图8是示出了台面结构的台阶大小与CI值之间的关系的曲线图。
图9是示意性示出本实施方式的变形例的振动元件的俯视图。
图10是示意性示出本实施方式的变形例的振动元件的剖面图。
图11是示意性示出本实施方式的振子的剖面图。
图12是示意性示出本实施方式的变形例的振子的剖面图。
图13是示意性示出本实施方式的电子器件的剖面图。
图14是示意性示出本实施方式的变形例的电子器件的剖面图。
图15是示意性示出本实施方式的电子设备的俯视图。
标号说明
2：AT切石英基板；10：振动片；12：压电基板；12a：振动部；12b：外缘部；13a：第1主面；13b：第2主面；14a：第1部分；14b：第3部分；15a、15b：台阶；16a：第2部分；16b：第4部分；17a、17b：台阶；18：固定部；20a：第1激励电极；20b：第2激励电极；22：连接电极；24：装配电极；30：导电性粘接剂；40：封装底座；40a：第1面；40b：第2面；42：第1端子；44a、44b：第2端子；46：第3端子；48：凹部；49：凹部；50：盖；52：凸缘部；54：空间；55：封装；60：接合部件；70：电子元件；72：凸块；74：线；100、200：振动元件；300、400：振子；500、600：电子器件；700：智能手机；701：显示部；702：操作部；703：声音输出部。
具体实施方式
下面，使用附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，以下说明的实施方式并不对权利要求书中记载的本发明的内容进行不恰当的限定。并且，以下说明的所有结构不是本发明的必需结构要件。
1.振动元件
首先，参照附图说明本实施方式的振动元件。图1是示意性示出本实施方式的振动元件100的立体图。图2是示意性示出本实施方式的振动元件100的俯视图。图3是示意性示出本实施方式的振动元件100的图2的III－III线剖面图。图4是示意性示出本实施方式的振动元件100的图2的IV－IV线剖面图。
如图1～图4所示，振动元件100可包含振动片10、激励电极20a、20b、连接电极22和装配电极24。
振动片10构成为包含台面结构的压电基板（基板）12，压电基板12具有振动部12a和外缘部12b。压电基板12的材质是压电材料，例如使用AT切石英基板等旋转Y切基板作为压电基板12。
此处，图5是示意性示出AT切石英基板2的立体图。石英等压电材料一般是三方晶系列，具有图5所示的晶轴（X、Y、Z）。X轴是电轴、Y轴是机械轴、Z轴是光轴。旋转Y切基板是沿着使XZ平面绕X轴旋转角度θ后的平面从压电材料（例如人工石英）切出的平板。此处，例如在AT切石英基板2的情况下，角度θ=35°15′。此外，也使Y轴和Z轴绕X轴旋转θ，并分别设为Y′轴和Z′轴。因此，旋转Y切基板具有晶轴（X、Y′、Z′）轴。θ=35°15′的AT切石英基板2的与Y′轴垂直的XZ′面（包含X轴和Z′轴的面）为主面（激励面），能够以厚度剪切振动为主振动而进行振动。能够对该AT切石英基板2进行加工而得到压电基板12。
即，例如，如图5所示，压电基板12由如下的AT切石英基板构成，该AT切石英基板将以垂直坐标系的X轴为中心使Z轴朝Y轴的－Y方向倾斜后的轴作为Z′轴、将以垂直坐标系的X轴为中心使Y轴朝Z轴的+Z方向倾斜后的轴作为Y′轴，由与X轴以及Z′轴平行的面构成，与Y′轴平行的方向为厚度方向，其中，该垂直坐标系由石英晶轴即作为电轴的X轴、作为机械轴的Y轴和作为光轴的Z轴构成。
另外，压电基板12不限于AT切石英基板。例如，能够通过设为θ=－49°（与图5所示的θ的箭头方向相反地旋转49°），得到BT切石英基板。此外，能够通过从如下的面切出而得到SC切石英基板，该面是使与石英的结晶的Y轴垂直的面以X轴为中心旋转大约33°，并进一步从该旋转后的位置起以Z轴为中心旋转大约22°后而得到的。
如图2所示，在俯视图中（从Y′方向观察），压电基板12的形状（外形）为矩形。压电基板12的长边沿石英结晶的X轴形成，压电基板12的短边沿与石英结晶的X轴垂直的Z′轴形成。压电基板12被激励出厚度剪切振动，能够以厚度剪切振动为主振动进行振动。
如图3所示，压电基板12具有第1主面13a和第2主面13b。主面13a、13b是与XZ′平面平行的面。在图示的例子中，第1主面13a是朝向+Y′轴方向的面，第2主面13b是朝向－Y′轴方向的面。
压电基板12具有两级台面结构。即，压电基板12具有相对于第1主面13a位于+Y′轴方向、且高度（Y′轴方向上的与第1主面13a之间的距离）不同的两个面。并且，压电基板12具有相对于第2主面13b位于－Y′轴方向、且高度（Y′轴方向上的与第2主面13b之间的距离）不同的两个面。压电基板12是两级台面结构，由此振动元件100能够具有较高的能量封闭效果。
压电基板12具有两级型的台面结构中的第1主面13a侧的构成第1级的第1部分14a和构成第2级的第2部分16a；以及第2主面13b侧的构成第1级的第3部分14b和构成第2级的第4部分16b。如图3所示，在压电基板12中，通过第1部分14a和第2部分16a、以及第3部分14b和第4部分16b，振动部12a的X轴方向的端部成为阶梯形状，形成台阶15a、15b、17a、17b。第1部分14a的X轴方向（与压电基板12的长边平行的方向）的长度比第2部分16a的X轴方向的长度大，第3部分14b的X轴方向的长度比第4部分16b的X轴方向的长度大。即，振动部12a的第1级的X轴方向的长度（振动部12a的沿着厚度剪切振动的振动方向的长度）比振动部12a的第2级的X轴方向的长度大。
另外，如图4所示，振动部12a的Z′轴方向的端部不是阶梯形状。即，Z′轴方向上的第1部分14a和第2部分16a的端面为同一面，Z′轴方向上的第3部分14b和第4部分16b的端面为同一面。
如图3所示，从外缘部12b的主面13a到振动部12a的第1级台阶15a的在Y′轴方向上的大小Md1是第1部分14a的厚度（Y′轴方向的大小）。从外缘部12b的主面13b到振动部12a的第1级台阶15b的在Y′轴方向上的大小Md1是第3部分14b的厚度。从振动部12a的第1级台阶15a到振动部12a的第2级台阶17a的在Y′轴方向上的大小Md2是第2部分16a的厚度。从振动部12a的第1级台阶15b到振动部12a的第2级台阶17b的在Y′轴方向上的大小Md2是第2部分16b的厚度。在图示的例子中，第1部分14a和第3部分14b关于通过压电基板12的中心的XZ′平面对称地配置。同样，第2部分16a和第4部分16b关于通过压电基板12的中心的XZ′平面对称地配置。
如图2所示，第1部分14a、第2部分16a、第3部分14b和第4部分16b的平面形状是将沿着X轴的边作为长边、将沿着Z’轴的边作为短边的矩形。第1部分14a、第2部分16a、第3部分14b和第4部分16b可构成振动部12a。
振动部12a是压电基板12中的具有比外缘部12b的厚度t′大的厚度的部分。具体而言，振动部12a具备：具有比厚度t′大的厚度t1的部分；以及具有比厚度t1大的厚度t2的部分。即，振动部12a是两级台面结构。振动部12a被激励出厚度剪切振动，能够以厚度剪切振动为主振动进行振动。此时，厚度剪切振动是沿着X轴方向进行振动。
如图2所示，在俯视图中，振动部12a被外缘部12b包围。如图2所示，在俯视图中，振动部12a的外形是以沿着厚度剪切振动的振动方向即X轴的边为长边、以沿着与厚度剪切振动的振动方向垂直的Z′轴的边为短边的矩形。
在俯视图中，外缘部12b沿着振动部12a的外缘进行配置（配置在周边）。外缘部12b具有比振动部12a的厚度薄的厚度。更具体而言，外缘部12b具有比振动部12a的厚度小的厚度t′。
具有振动部12a和外缘部12b的压电基板12是用保护膜（未图示）覆盖板状的压电基板（未图示）的成为振动部12a的部分、并对成为外缘部12b的部分进行化学蚀刻（蚀刻）而形成的。并且，能够通过用保护膜覆盖成为第2部分16a和第4部分16b的部分，并对成为第1部分14a和第3部分14b的部分进行化学蚀刻形成具有两级台面结构的压电基板12。
第1激励电极20a设置在第2级的台面的第1主面13a上。更具体而言，第1激励电极20a设置于第2部分16a的表面。在图2所示的例子中，第1激励电极20a具有与第2部分16a相同的平面形状，第1激励电极20a和第2部分16a完全重叠。即，在俯视图中，第1激励电极20a的外形与振动部12a的第2级的外形相同。
第2激励电极20b设置在第2级的台面的第2主面13b上。更具体而言，第2激励电极20b设置于第4部分16b的表面。在图2所示的例子中，第2激励电极20b具有与第4部分16b相同的平面形状，第2激励电极20b和第4部分16b完全重叠。即，在俯视图中，第2激励电极20b的外形与振动部12a的第2级的外形相同。
激励电极20a、20b被设置成夹着振动部12a。激励电极20a、20b能够向振动部12a施加电压。激励电极20a、20b经由连接电极22与装配电极24连接。装配电极24设置于外缘部12b的第2主面13b。装配电极24例如相对于振动部12a设置于+X轴方向。
作为激励电极20a、20b、连接电极22以及装配电极24，例如使用从压电基板12侧起依次层叠铬、金而得的金属材料。激励电极20a、20b、连接电极22以及装配电极24例如利用溅射法、真空蒸镀法形成。
此处，振动元件100在设外缘部12b的主面13a、13b到振动部12a的第1级台阶15a、15b的在Y′轴方向上的大小为Md1、振动部12a的第1级台阶15a、15b到振动部12a的第2级台阶17a、17b的在Y′轴方向上的大小为Md2、激励电极20的压电材料换算厚度为tA时，能够满足以下关系：
(Md2+tA)/Md1≤1.4 (1)，
还能够满足以下关系：
0.5≤(Md2+tA)/Md1≤1.4 (2)。
其中，在设压电基板12的材料（更具体而言为压电材料）的密度为dA、激励电极20a、20b的材料（更具体而言为金属材料）的密度为dB、激励电极20a、20b的厚度（实际厚度）为tB时，tA满足以下关系：
tA=(dB/dA)×tB (3)
根据（3）式，（1）式能够表示为下式。
((Md2+(dB/dA)×tB)/Md1)≤1.4 (4)
此外，根据（3）式，（2）式能够表示为下式。
0.5≤(((Md2+(dB/dA)×tB)/Md1)≤1.4 (5)
通过满足式（4），振动元件100能够具有较低的CI值。并且，通过满足式（5），振动元件100能够更可靠地具有较低的CI值。具体将后述。
2.实验例
接着，说明实验例。另外，本发明不受以下实验例的任何限定。
作为实验例，进行使用了振动元件S的仿真。图6和图7是示意性示出振动元件S的剖面图。以下，在用于实验例的振动元件S中，对具有与本实施方式的振动元件100的结构部件相同功能的部件标注相同标号，省略其详细说明。
在图6（b）中，振动元件S经由连接部件30而接合（固定）到封装底座40。更具体而言，振动元件S被固定在设置于封装底座40的端子42。
图6（b）所示的振动元件S中的从压电基板12的端部起的X轴方向的各位置处的振动位移量如图6（a）所示那样，用虚线包围的区域A（装配部：距离压电基板12的端部大约0.2（mm）左右）中的振动位移成为由于装配的影响而损失的CI成分。
图7所示的振动元件S除了将压电基板12的第2部分16a和第4部分16b的厚度（从台阶15a、15b到振动部12a的第2级台阶17a、17b的在Y′轴方向上的大小）设为（Md2+tA）以外，基本是与振动元件100相同的结构。在本实验例中，使用了AT切石英基板作为压电基板12。另外，图7所示的振动元件S不具有连接电极22和装配电极24。
此处，tA是激励电极20a、20b的压电材料换算厚度，在设构成压电基板12的压电材料（石英）的密度为dA、构成激励电极20a、20b的金属材料的密度为dB、激励电极20a、20b的实际厚度为tB时，tA能够表示为下式：
tA=(dB/dA)×tB (3).
在上述那样的图7所示的振动元件S中，改变（Md2+tA）相对于Md1的值，进行了对CI值进行分析的仿真。图8是示出（Md2+tA）与Md1的比值r（=（Md2+tA）/Md1）与CI值之间的关系的曲线图。更具体而言，在比值r为0.5以上的范围内进行了分析。另外，在图8中，CI值示出了用（Md2+tA）=Md1时的CI值进行标准化后的值。
一般而言，在CI值中还存在向大气的振动泄漏（放置压电基板的环境气氛的影响）、压电基板的内部的能量损失（材质的影响）等成分，而这些成分的影响一定时，CI值能够用装配的影响度表示。图8是示出（Md2+tA）与Md1的比值r（=（Md2+tA）/Md1）和基于上述知识而示出的CI值之间的关系的曲线图。
根据图8可知，当比值r大于1.4时，CI值急剧增加。因此，可知通过满足下式的关系，振动元件S能够降低CI值。
(Md2+tA)/Md1≤1.4 (1)
即，根据式（1）和式（3）可知通过满足下式的关系，振动元件S能够降低CI值。
((Md2+(dB/dA)×tB)/Md1)≤1.4 (4)
更具体而言，可知通过满足下式的关系，振动元件S能够更可靠地降低CI值。
0.5≤(Md2+tA)/Md1≤1.4 (2)
即，根据式（2）和式（3）可知通过满足下式的关系，振动元件S能够进一步可靠地降低CI值。
0.5≤((Md2+(dB/dA)×tB)/Md1)≤1.4 (5)
可知通过相对于一级台面增加台面的级数而设为两级台面，为了使封闭到振动部12a的主振动的厚度剪切振动的能量封闭更牢固，优选（Md2+tA）/Md1至少为0.5以上。可知在（Md2+tA）/Md1大于0小于0.5的情况下，能够相比于一级台面，增强所述能量封闭，但第2级的厚度变薄，因此不能充分发挥2级台面的所述能量封闭的强化。
此处，示出（Md2+tA）/Md1=1.4时的各参数的具体值的一个例子，台面结构的第1级台阶大小Md1=5（μm），台面结构的第2级台阶大小Md2=3.35（μm），激励电极20a、20b的实际厚度tB=0.5（μm），构成压电基板12的压电材料（石英）的密度dA=2.65（g/cm3），构成激励电极20a、20b的金属材料（铬和金的层叠体）的密度dB=19.32（g/cm3）。
另外，在本实验例（仿真）中，使用了如下的振动元件S：在设用于得到台面结构的压电基板12的挖掘量（振动部12a的厚度t与外缘部12b的厚度t′之差）为Md、压电基板12的长边长度为x、振动部12a的厚度为t时，挖掘量Md相对于振动部12a的厚度t的比的百分率z满足下式的关系。
z=-1.32×(x/t)+42.87(%) (6)
此处，振动部12a的厚度表示振动部12a的最大厚度。
能够通过满足式（6），选择使得CI值的特性变化平稳的最小的挖掘量Md的值。即，挖掘量Md越大，CI值越处于降低的趋势，但如果延长用于形成挖掘量Md的蚀刻时间，则形成于蚀刻部位以外的部位的保护膜有时会劣化，从而产生蚀刻侵蚀。蚀刻侵蚀对应于保护膜的状态、压电基板的状态而示出不同的趋势，因此压电基板形状的偏差有时会由于蚀刻侵蚀的影响而变大。此外，由于蚀刻时间变长，制造成本有时会变高。并且，不必要模式与主振动模式的耦合示出与伴随挖掘量Md增加的CI值降低相反的趋势。因此，在增加了挖掘量Md的情况下，容易在作为主模式的厚度剪切模式中混入作为不必要模式的弯曲模式等，因此可能会导致振动特性的恶化。因此，如果能够选择使得CI值的特性变化平稳的最小值作为挖掘量Md，则能够降低上述蚀刻侵蚀和振动特性恶化的可能性，从而得到良好的振动特性。
此处，即使将挖掘量Md与振动部12a的厚度t的比的百分率z减小为比根据式（6）计算的值小5%，也能够充分实现CI值的降低。因此，z满足下式的关系即可。
-5≤z+1.32×(x/t)-42.87(%) (7)
并且，即使将挖掘量Md与振动部12a的厚度t的比的百分率z增大为比根据式（6）计算的值大5%，也能够充分抑制产生蚀刻侵蚀的情况、和不必要模式与主振动模式耦合的情况。因此，z满足下式的关系即可。
-5≤z+1.32×(x/t)-42.87≤5(%) (8)
另外，式（6）是如下计算出的式子：进行按照边比值x/t（表示压电基板12的长边长度x与振动部12a的厚度t的比）改变挖掘量Md而对CI值变化进行分析的实验，求出使得CI值的特性变化平稳的挖掘量Md的最小值Md_min。
此外，边比值x/t优选为30以下。在边比值x/t超过30时，Md_min的值明显变小，因此不再需要将压电基板形成为台面型。即，即使不将压电基板形成为台面型，也能够具有足够低的CI值。因此，通过将边比值x/t为30以下的压电基板形成为台面型，能够在实现小型化的同时降低CI值。在本实验例中，将边比值x/t的值设为13。
另外，在本实验例中，使用了AT切石英基板作为压电基板12，但本实验例也适用于使用AT切石英基板以外的压电基板的情况。但是，从压电基板的加工、即台面加工的便利性等方面出发，优选使用石英基板作为压电基板12。
此外，在本实验例中，使用了振动部12a的Z′轴方向的端部不是阶梯形状的振动元件S，但本实验例还能够应用于Z′轴方向的端部为阶梯形状的振动元件（参照后述的振动元件200）。
3.振动元件的变形例
接着，参照附图说明本实施方式的变形例的振动元件。图9是示意性示出本实施方式的变形例的振动元件200的俯视图。图10是示意性示出本实施方式的变形例的振动元件200的图9的X－X线剖面图。以下，在振动元件200中，对具有与振动元件100的结构部件相同功能的部件标注相同标号，省略其详细说明。
如图2和图4所示，在振动元件100中，振动部12a的Z′轴方向的端部不是阶梯形状。即，Z′轴方向上的第1部分14a和第2部分16a的端面为同一面，Z′轴方向上的第3部分14b和第4部分16b的端面为同一面。
与此相对，如图9和图10所示，在振动元件200中，振动部12a的Z′轴方向的端部为阶梯形状，形成台阶。第1部分14a的Z′轴方向的长度比第2部分16a的Z′轴方向的长度大，第3部分14b的Z′轴方向的长度比第4部分16b的Z′轴方向的长度大。
根据振动元件200，与振动元件100同样，能够通过满足式（4）降低CI值。
4.振子
接着，参照附图说明本实施方式的振子。图11是示意性示出本实施方式的振子300的剖面图。
如图11所示，振子300包含本发明的振动元件、和封装55。以下，对使用了振动元件100作为本发明的振动元件的例子进行说明。
封装55收纳了振动元件100。封装55能够具有封装底座40和盖50。
在封装底座40中形成有凹部48，在凹部48内配置有振动元件100。只要能够将振动元件100配置到凹部48内，则封装底座40的平面形状没有特别限定。作为封装基座40，例如使用对陶瓷生片进行成型、层叠并烧制而成的氧化铝质烧结体、石英、玻璃、硅等材料。
在封装底座40的第1面（在图示的例子中为凹部48的内侧底面）40a上，经由导电性粘接剂30接合（安装）有振动元件100。更具体而言，导电性粘接剂30对设置于第1面40a的第1端子42、和振动元件100的装配电极24进行了接合。
在封装基座40的第2面（第1面40a的相反侧的面）40b上设置有第2端子44a、44b，第2端子44a、44b在安装到电子设备等外部部件时使用。第2端子44a经由贯通封装底座40的接触部（未图示）与第1端子42连接。由此，能够对第2端子44a和第1激励电极20a进行电连接。
另外，也可以是，在第1面40a上设置有未图示的端子，该端子与第2激励电极20b电连接。并且，也可以是，该端子与第2端子44b经由贯通封装底座40的接触部（未图示）进行连接。由此，能够对第2端子44b和第2激励电极20b进行电连接。
作为第1端子42和第2端子44a、44b，例如使用通过镀覆等方法在钨（W）等的金属化层上层叠镍、金等的覆盖膜而成的金属膜。
盖50设置成覆盖封装底座40的凹部48。在图示的例子中，盖50的形状为板状。作为盖50，例如使用与封装基座40相同的材料，或者铁镍钴合金、42合金、不锈钢等金属。盖50例如经由接缝环、低熔点玻璃、粘接剂等接合部件60与封装底座40接合。
封装底座40的被气密密封的凹部48内成为减压后的真空状态（真空度高的状态），或填充有氮、氦、氩等惰性气体的状态。
振子300能够具有可降低CI值的振动元件100。
5.振子的变形例
接着，参照附图说明本实施方式的变形例的振子。图12是示意性示出本实施方式的变形例的振子400的剖面图。以下，在振子400中，对具有与振子300的结构部件相同功能的部件标注相同标号，省略其详细说明。
如图11所示，在振子300中，在封装底座40中设置有凹部48。与此相对，如图12所示，在振子400中，在封装底座40中没有设置凹部48，封装底座40具有平板状的形状。
在振子400中，盖50具有在整周设置有凸缘部52的帽状（容器状）的形状，可在其内侧的空间54收纳振动元件100。凸缘部52经由接合部件60接合到封装底座40。作为盖50，例如使用铁镍钴合金、42合金、不锈钢等金属。
根据振子400，与振子300相比，可以不在封装底座40中设置凹部48，因此封装底座40的制造相应地变得容易，从而能够削减制造成本。
6.电子器件
接着，参照附图说明本实施方式的电子器件。图13是示意性示出本实施方式的电子器件500的剖面图。
如图13所示，电子器件500包含本发明的振动元件、和电子元件70。更具体而言，电子器件500包含本发明的振子。以下，对使用了具有振动元件100的振子300作为本发明的振子的例子进行说明。
电子元件70被收纳到封装55。更具体而言，电子元件70被配置到设置于封装底座40的凹部48内。作为电子元件70，例如使用具有驱动振动元件100的振荡电路的IC芯片。并且，IC芯片可以具有校正伴随振动元件100的温度变化的频率变动的温度补偿电路。在使用具有振荡电路的IC芯片作为电子元件70的情况下，电子器件500能够作为振荡器发挥功能。另外，电子元件70不限于上述那样的IC芯片，例如也可以是热敏电阻、电容器、电抗元件。
电子元件70经由凸块72与设置于封装底座40的第1面40a的第3端子46电连接。第3端子46例如通过未图示的布线与第1端子42连接。由此，能够对电子元件70和第1激励电极20a进行电连接。此外，电子元件70可以通过未图示的布线与第2激励电极20b电连接。
作为凸块72，例如使用金、镍等金属凸块。作为第3端子46，例如使用通过镀覆等方法在钨（W）等的金属化层上层叠镍、金等的覆盖膜而成的金属膜。
另外，虽然未图示，但电子元件70可以通过线来替代凸块72而与第3端子46电连接。
根据电子器件500，能够具有可降低CI值的振动元件100。
7.电子器件的变形例
接着，参照附图说明本实施方式的变形例的电子器件。图14是示意性示出本实施方式的变形例的电子器件600的剖面图。以下，在电子器件600中，对具有与电子器件500的结构部件相同功能的部件标注相同标号并省略其详细说明。
如图13所示，在电子器件500中，电子元件70设置在封装底座40的第1面40a侧，并配置在设置于封装底座40的凹部48内。与此相对，如图14所示，在电子器件600中，电子元件70设置在封装底座40的第2面40b成为底面的凹部49内。在电子器件600中，封装底座40可具有大致H型的形状。
电子元件70可以通过粘接剂（未图示）接合到第2面40b。电子元件70经由线74与设置于第2面40b的第3端子46电连接。线74的材质例如为金。
另外，虽然未图示，但电子元件70可以通过凸块来替代线74而与第3端子46电连接。
根据电子器件600，对振动元件100和电子元件70进行分离，对振动元件100单独进行了气密密封，因此能够具有良好的频率老化特性。
8.电子设备
接着，参照附图说明本实施方式的电子设备。图15是示意性示出移动电话（智能手机）作为本实施方式的电子设备的俯视图。
智能手机700包含本发明的振动元件。更具体而言，智能手机700包含本发明的电子器件。以下，如图15所示，对使用具有振动元件100的电子器件500作为本发明的电子器件的例子进行说明。另外，为了方便，在图15中，简略地图示电子器件500。
智能手机700使用电子器件500作为例如基准时钟振荡源等的定时器件。智能手机700还可以具有显示部（液晶显示器或有机EL显示器等）701、操作部702和声音输出部703（麦克风等）。智能手机700可以通过设置针对显示部701的接触检测机构而将显示部701兼用作操作部。
根据智能手机700，能够具有可降低CI值的振动元件100。
另外，如上所述，以智能手机（移动电话）700为代表的电子设备优选具有驱动振动元件100的振荡电路、和校正伴随振动元件100的温度变化的频率变动的温度补偿电路。
由此，以智能手机700为代表的电子设备具有驱动振动元件100的振荡电路、以及校正伴随振动元件100的温度变化的频率变动的温度补偿电路，因此能够对振荡电路进行振荡的谐振频率进行温度补偿，从而能够提供温度特性优异的电子设备。
本发明的具有振动片的电子设备不限于上述智能手机，还能够适当用作电子书、个人计算机、电视机、数字静态照相机、摄像机、录像机、导航装置、寻呼机、电子记事本、计算器、文字处理器、工作站、视频电话、POS终端、具有触摸面板的设备等定时器件。
上述实施方式和变形例是一个例子，并不限于此。例如，还能够适当组合各实施方式和各变形例。
本发明包含与在实施方式中说明的结构实质相同的结构（例如，功能、方法、结果相同的结构，或者目的、效果相同的结构）。此外，本发明包含对在实施方式中说明的结构的非本质部分进行置换后的结构。此外，本发明包含能够与在实施方式中说明的结构起到相同作用效果的结构或达到相同目的的结构。此外，本发明包含对在实施方式中说明的结构附加公知技术后的结构。
Claims (8)
1.一种振动元件，其具有：
基板，该基板包含：振动部，其以厚度剪切振动进行振动，在侧面具有台阶；和
外缘部，其沿着所述振动部的外缘配置，厚度比所述振动部的厚度薄，
以及设置在所述振动部上的激励电极，
在设所述外缘部的主面到所述振动部的第1级台阶的大小为Md1、所述第1级台阶到第2级台阶的大小为Md2、所述基板的材料密度为dA、所述激励电极的材料密度为dB、所述第2级台阶的主面上的所述激励电极的厚度为tB时，满足以下关系：
((Md2+(dB/dA)×tB))/Md1≤1.4，
在设所述基板的沿所述厚度剪切振动的振动方向的长度为x、所述振动部的所述厚度为t、所述t和所述外缘部的厚度t’之差Md与所述t的比的百分率为z时，满足以下关系：
-5≤z+1.32×(x/t)-42.87≤5(％)。
2.根据权利要求1所述的振动元件，其中，满足以下关系：
0.5≤((Md2+(dB/dA)×tB))/Md1≤1.4。
3.根据权利要求1或2所述的振动元件，其中，
所述基板是旋转Y切石英基板。
4.根据权利要求1或2所述的振动元件，其中，
在俯视时所述振动部的外形为矩形，
所述振动部的第1级的沿着所述厚度剪切振动的振动方向的长度比所述振动部的第2级的沿着所述厚度剪切振动的振动方向的长度大。
5.根据权利要求1或2所述的振动元件，其中，
在俯视时所述激励电极的外形与所述振动部的第2级的外形相同。
6.一种振子，其包含：
权利要求1或2所述的振动元件；以及
收纳所述振动元件的封装。
7.一种电子器件，其包含：
权利要求1或2所述的振动元件；以及
电子元件。
8.一种电子设备，其包含权利要求1或2所述的振动元件。
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