CN103580641A - 振动片、振子、振荡器以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供振动片、振子、振荡器以及电子设备,能够抑制振动泄漏且具有良好的振动特性。振动片(200)包含:基部(220);一对振动臂(230、240),它们从基部(200)向+Y轴方向突出,在俯视时在与Y轴方向交叉的X方向上隔着间隔距离而排列;以及支撑臂(250),其位于一对振动臂(230、240)之间,从基部(220)向+Y轴方向突出。基部(220)包含第1宽度缩小部(222),该第1宽度缩小部(222)位于以基部(220)的中央为界而与支撑臂(250)突出的一侧相反的一侧,并且,在所述间隔距离的范围内,在俯视时随着远离于支撑臂(250),该第1宽度缩小部(222)在X轴方向上的长度逐渐减小。
Description
技术领域
本发明涉及振动片、振子、振荡器以及电子设备。
背景技术
作为石英振荡器等振动器件,公知有具备音叉型振动片的振动器件,所述音叉型振动片具有多个振动臂(例如,参照专利文献1)。专利文献1的振动片具有俯视时的形状为大致矩形的基部、从基部以彼此平行的方式排列地延伸出的两个振动臂、以及从基部延伸出的位于两个振动臂之间的支撑部。在这样的振动片中存在如下问题:由于两个振动臂在面内方向上的弯曲振动而使基部容易变形,因该变形而发生振动泄漏,导致Q值降低。
专利文献1:日本特开2002-141770号公报
发明内容
本发明的目的在于,提供能够抑制振动泄漏且具有良好的振动特性的振动片、具有该振动片的振子、振荡器以及电子设备。
本发明正是为了解决上述课题的至少一部分而完成的,可以采用以下的方式或者应用例来实现。
[应用例1]
本发明的振动片的特征在于,包含:
基部;
一对振动臂,它们从所述基部起向相同的一侧突出,在俯视时在与所述突出的方向交叉的方向上隔着间隔而排列;以及
支撑臂,其位于所述一对振动臂之间,从所述基部起向与所述一对振动臂相同的一侧突出,
所述基部包含第1宽度缩小部,该第1宽度缩小部位于以所述基部的中央为界而与所述支撑臂突出的一侧相反的一侧,在俯视时,随着远离于所述支撑臂,该第1宽度缩小部在所述交叉的方向上的宽度逐渐减小。
由此,能够通过第1宽度缩小部来抵消(缓和/吸收)振动臂的振动,抑制振动泄漏。因此,可以得到具有良好的振动特性的振动片。
[应用例2]
在本发明的振动片中,优选的是,在俯视时,所述第1宽度缩小部的轮廓是以沿着俯视时与所述交叉的方向垂直的方向的线为界,具有一对直线状的倾斜部的对称形状。
由此,第1宽度缩小部的形状简单。
[应用例3]
在本发明的振动片中,优选的是,所述第1宽度缩小部具有以所述一对倾斜部为边的角。
由此,第1宽度缩小部的前端呈尖角形状,能够更有效地抑制振动泄漏。
[应用例4]
在本发明的振动片中,优选的是,所述第1宽度缩小部的轮廓在俯视时是以沿着与所述交叉的方向垂直的方向的线为界的圆弧状的对称形状。
由此,第1宽度缩小部的形状简单,并且能够更有效地抑制振动泄漏。
[应用例5]
在本发明的振动片中,优选的是,所述第1宽度缩小部在所述交叉的方向上的最大宽度大于所述间隔的距离。
由此,能够更有效地抑制振动泄漏。
[应用例6]
在本发明的振动片中,优选的是,在所述支撑臂的所述基部形成有在其厚度方向上贯通的贯通孔。
由此,能够抑制振动臂的振动经由基部传递到支撑臂的情况,因此,能够更有效地抑制振动泄漏。此外,还能够使振动臂的同相模式的固有振动频率向低频侧偏移。
[应用例7]
在本发明的振动片中,优选的是,所述基部具有第2宽度缩小部,该第2宽度缩小部位于所述一对振动臂之间,随着朝向所述振动臂突出的方向,该第2宽度缩小部在所述交叉的方向上的长度逐渐减小,
所述支撑臂从所述第2宽度缩小部突出。
由此,能够通过第1、第2宽度缩小部的协同效应,更有效地抑制振动泄漏。
[应用例8]
本发明的振动片的特征在于,具有:
基部;
从所述基部的一侧延伸出的一对振动臂;以及
从所述基部的一侧延伸出的支撑臂,其配置于所述一对振动臂之间,
在与所述基部的一侧相反侧的另一侧的和所述支撑臂相对的区域中包含突出部,
并且,在所述突出部的两侧包含宽度缩小部,该宽度缩小部在所述一对振动臂的排列方向上的宽度随着朝向所述一侧而增大。
由此,能够通过宽度缩小部来抵消(缓和/吸收)振动臂的振动,降低振动泄漏。因此,可以得到具有良好的振动特性的振动片。
[应用例9]
本发明的振子的特征在于,具有:
本发明的振动片;以及
收纳所述振动片的封装,
所述支撑臂被固定在所述封装上。
由此,可以得到可靠性高的振子。
[应用例10]
本发明的振荡器的特征在于,具有:
本发明的振动片;以及
与所述振动片电连接的振荡电路。
由此,可以得到可靠性高的振荡器。
[应用例11]
本发明的电子设备的特征在于具有本发明的振动片。
由此,可以得到可靠性高的电子设备。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式的振动片的俯视图。
图2是图1中的A-A线截面图。
图3是示出用于仿真的振动片的俯视图。
图4是说明抑制振动泄漏的原理的俯视图。
图5是本发明的第2实施方式的振动片的俯视图。
图6是本发明的第3实施方式的振动片的俯视图。
图7是本发明的第4实施方式的振动片的俯视图。
图8是本发明的第5实施方式的振动片的俯视图。
图9是本发明的第6实施方式的振动片的俯视图。
图10是示出本发明的振子的图。
图11是示出本发明的振荡器的图。
图12是示出应用了具有本发明的振动片的电子设备的移动式(或者笔记本式)个人计算机的结构的立体图。
图13是示出应用了具有本发明的振动片的电子设备的移动电话机(包括PHS)的结构的立体图。
图14是示出应用了具有本发明的振动片的电子设备的数字静态照相机的结构的立体图。
图15是示出应用了具有本发明的振动片的电子设备的移动体(汽车)的结构的立体图。
标号说明
100:振子;200、200A、200B、200C、200D、200E:振动片;210:振动基板;220、220D:基部;221:主体部;222、222A、222B、222C:第1宽度缩小部;222a、222b、222Ca、222Cb:倾斜部;222c:圆弧部;222Cd:连接部;223:第2宽度缩小部;223a、223b:倾斜部;230、240:振动臂;231、232、241、242:主面;233、234、243、244:侧面;235、236、245、246:槽;250:支撑臂;260、270:锤头状部(hammerhead);280:第1驱动用电极;290:第2驱动用电极;300:封装;310:基底基板;311:凹部;320:盖;331、332:连接电极;351、352:导电性粘接剂;400:封装;410:基底基板;411:第1凹部;412:第2凹部;420:盖;431、432:连接电极;433、434:IC连接电极;451、452:导电性粘接剂;500:IC芯片;600:贯通孔;601:第1延伸部;602:第2延伸部;700:树脂材料;900:振荡器;1100:个人计算机;1102:键盘;1104:主体部;1106:显示单元;1200:移动电话机;1202:操作按键;1204:接听口;1206:通话口;1300:数字静态照相机;1302:壳体;1304:受光单元;1306:快门按钮;1308:存储器;1312:视频信号输出端子;1314:输入输出端子;1430:电视监视器;1440:个人计算机;1500:移动体;1501:车体;1502:车轮;2000:显示部。
具体实施方式
以下,基于附图所示的实施方式详细地对本发明的振动片、振子、振荡器以及电子设备进行说明。
1.振动片
<第1实施方式>
图1是示出本发明的第1实施方式的振动片的俯视图,图2是图1中的A-A线截面图,图3是示出用于仿真的振动片的俯视图,图4是说明抑制振动泄漏的原理的俯视图。另外,在各图中,为了便于说明,作为彼此垂直的3个轴,图示了X轴、Y轴和Z轴。此外,在以下的说明中,为了便于说明,将图1中的上侧称作“上”、下侧称作“下”。此外,为了便于说明,也将从Z轴方向观察时的俯视简称作“俯视”。
图1和图2所示的振动片200具有振动基板210和在该振动基板210上形成的驱动用的电极。
振动基板210例如由石英、特别是Z切石英板构成。由此,振动片200能够发挥良好的振动特性。Z切石英板是将石英的Z轴(光轴)作为厚度方向的石英基板。优选Z轴与振动基板210的厚度方向一致,但是,从减小常温附近的频率温度变化的观点出发,相对于厚度方向稍微(例如,小于15°左右)倾斜。
振动基板210具有:基部220;从基部220向+Y轴方向突出,并且在X方向上并排设置的两个振动臂230、240;从基部220向+Y轴方向侧突出,并且位于两个振动臂230、240之间的支撑臂250。这样的振动基板210以关于对称轴Y’对称的方式形成,该对称轴Y’与Y轴平行。
基部220呈大致板状,在XY平面上具有广度,在Z轴方向上具有厚度。这样的基部220具有对臂230、240、250进行支撑/连接的主体部221、以及抑制振动泄漏的第1宽度缩小部222。
如图1所示,主体部221的宽度(X轴方向的长度)W’沿着Y轴方向基本是固定的。即,主体部221具有大致矩形的俯视形状。而且,在主体部221的-Y轴方向侧的外缘上连接有第1宽度缩小部222。即,第1宽度缩小部222隔着主体部221而设于与各个臂230、240、250相反的一侧。
第1宽度缩小部222的轮廓在俯视时由相对于X轴和Y轴这两个轴倾斜的直线状的倾斜部222a、222b构成,这些倾斜部222a、222b的一端(-Y轴方向侧的端部)彼此在对称轴Y’上连接。即,倾斜部222a与222b是例如以经过振动臂230与振动臂240之间的中心的对称轴Y’为界,实质上对称的关系。因此,第1宽度缩小部222在其末端部具有以倾斜部222a、222b为边的角,呈尖角状。通过使第1宽度缩小部222成为这样的形状,由此,如后所述,能够有效地抑制振动泄漏,并且,能够实现第1宽度缩小部222的结构的简单化。
另外,作为倾斜部222a、222b与X轴所成的角度θ,没有特别地限定,但是,例如,从抑制第1宽度缩小部222过度大型化的观点出发,优选是5°以上70°以下左右,更优选的是10°以上50°以下左右。
此外,第1宽度缩小部222的最大宽度(突出方向基端的长度)Wmax与主体部221的宽度W’基本相等,第1宽度缩小部222形成为与主体部221的-Y轴方向侧的端部(角部)连续且没有台阶。
此外,在通过对石英基板进行湿蚀刻来对振动基板210进行构图的情况下,由于在振动基板210的轮廓上出现石英晶面,因此如果预先在光掩模上形成与该晶面平行的倾斜部222a、222b并进行构图,则能够减小形状的偏差,能够获得稳定的性能。特别地,优选与相对于石英的X轴成30°或60°的晶面平行。
支撑臂250从基部220向+Y轴方向延伸,并且位于振动臂230、240之间。此外,支撑臂250呈长条形状,在长度方向的全部区域内宽度(X方向的长度)固定。但是,作为支撑臂250的形状(特别是俯视形状),没有特别地限定,可以在长度方向的中途具有宽度变化的部分。此外,支撑臂250的长度不需要与振动臂230、240相同,根据需要可以比振动臂230、240长或短。
振动臂230、240以预定的间隔距离在X方向上排列设置,并分别从基部220向+Y方向突出。此外,振动臂230、240分别具有在各自的末端部设置的锤头状部260、270。通过设置锤头状部260、270,能够实现振动片200的小型化,并且能够降低振动臂230、240的弯曲振动的频率。另外,锤头状部260、270可以根据需要具有多种宽度,也可以省略锤头状部260、270。此外,在设置了锤头状部260、270的情况下,通过将上述的支撑臂250的长度设为小于从振动臂230、240的长度减去锤头状部260、270的长度而得到的长度,由此能够缩短锤头状部260与锤头状部270之间的距离,因此有利于小型化。
此外,在振动臂230上形成有在一方的主面231上开放的有底的槽235、以及在另一方的主面232上开放的有底的槽236。同样地,在振动臂240上形成有在一方的主面241上开放的有底的槽245、以及在另一方的主面242上开放的有底的槽246。这些槽235、236、245、246被设置成在Y轴方向上延伸,并且呈彼此相同的形状。因此,振动臂230、240呈大致“H”状的横截面形状。通过形成这样的槽235、236、245、246,由弯曲振动产生的热量难以扩散(热传导),在弯曲振动频率(机械的弯曲振动频率)f大于热弛豫频率f0的区域(f>f0)即绝热区域中,能够抑制热弹性损失。另外,可以根据需要来设置槽235、236、245、246,也可以省略槽235、236、245、246。
此外,如图2所示,在振动臂230上形成有第1驱动用电极280和第2驱动用电极290。第1驱动用电极280形成于槽235、236的里面,第2驱动用电极290形成于侧面233、234。同样地,在振动臂240上也形成有第1驱动用电极280和第2驱动用电极290。第1驱动用电极280形成于侧面243、244,第2驱动用电极290形成于槽245、246的里面。当在这些第1、第2驱动用电极280、290之间施加交变电压时,振动臂230、240以重复地彼此接近、远离的方式在面内方向(XY平面方向)上以预定的频率进行振动。
第1、第2驱动用电极280、290的结构没有特别的限定,可以使用金(Au)、金合金、铂(Pt)、铝(Al)、铝合金、银(Ag)、银合金、铬(Cr)、铬合金、铜(Cu)、钼(Mo)、铌(Nb)、钨(W)、铁(Fe)、钛(Ti)、钴(Co)、锌(Zn)、锆(Zr)等金属材料以及氧化铟锡(ITO)等导电材料。
另外,虽然未图示,但是,第1驱动用电极280和第2驱动用电极290经由基部220被引出到支撑臂250,在支撑臂上实现例如与形成于后述的封装300上的连接电极的导通。
以上,对振动片200的结构简单地进行了说明。接着,根据仿真结果,证明通过设置前述的第1宽度缩小部222提高了振动特性。另外,以下,以使用了如下振动片的仿真为代表,该振动片是在俯视时振动臂230、240彼此反相的弯曲振动的基本模式中的弯曲振动频率(机械的弯曲振动频率)f=32.768kHz附近的振动片,但是,发明者们已经确认,在俯视时振动臂230、240彼此反相地进行弯曲振动的情况下,即使改变弯曲振动频率f,也具有与下述所示的仿真结果相同的趋势。
此外,在本仿真中使用的振动片的振动臂230、240的尺寸分别为,长度(包含锤头状部260、270的长度)是1000μm,厚度是150μm,宽度是80μm,基部220的宽度是500μm。另外,发明者们已经确认,即使改变振动臂230、240或基部220的尺寸,也具有与下述所示的仿真结果相同的趋势。
下述的表1是示出有无第1宽度缩小部而引起的Q值的变化的表。另外,表1所示的Q值是仅考虑到振动泄漏的值。
此外,表1中的“SIM/0_1”是如图3的(a)所示,未在基部220设置第1宽度缩小部222,并且基部220的长度(Y方向的长度)L为70μm的振动片。此外,“SIM/0_2”是如图3的(b)所示,未在基部220设置第1宽度缩小部222,并且基部220的长度L为120μm的振动片。此外,“SIM/1_1”是如图3的(c)所示,在基部220上形成有第1宽度缩小部222,基部220的长度L为120μm,并且第1宽度缩小部222的长度L’为50μm的振动片。即,SIM/0_1和SIM/0_2是属于现有技术的振动片,SIM/1_1是属于本发明的振动片。
【表1】
Q值 | |
SIM/0_1 | 42,008 |
SIM/0_2 | 46,045 |
SIM/1_1 | 271,042 |
由表1可知,“SIM/1_1”的振动片相比于“SIM/0_1”和“SIM/0_2”的振动片,Q值显著提高。因此可知,通过具有第1宽度缩小部222,并且在振动臂230与振动臂240之间具有支撑臂250,能够抑制欲传递到支撑臂250的振动泄漏,发挥良好的振动特性。此外,基部220的长度L不同的“SIM/0_1”和“SIM/0_2”的振动片均具有较低的Q值,并且“SIM/0_2”的振动片具有较低的Q值,该“SIM/0_2”的振动片具有与“SIM/1_1”的振动片的基部相同长度L的基部220,由此可知,Q值基本不受基部220的长度影响,而受到第1宽度缩小部222的有无的影响很大。另外,作为其原因考虑如下,如图4所示,当振动臂230、240弯曲振动时,由于该振动,基部220的主体部221欲像箭头的那样进行变形,但是,由于受到第1宽度缩小部222所具有的倾斜部222a、222b的阻碍,由此,所谓的第1宽度缩小部222作为梁进行支撑,抑制了主体部221的变形,其结果,可推论出能够抑制振动泄漏,使得Q值提高。
如上所述可知,通过具有第1宽度缩小部222,使振动泄漏得到抑制。接着,对第1宽度缩小部222的大小(长度L’)与Q值之间的关系进行说明。下述表2是示出第1宽度缩小部222的长度L’与Q值之间的关系的表。
【表2】
L'[μm] | θ[°] | Q值 | |
SIM/0_1 | 0 | 0 | 42,008 |
SIM/1_2 | 10 | 2.29 | 68,182 |
SIM/1_3 | 20 | 4.57 | 112,330 |
SIM/1_4 | 30 | 6.84 | 179,232 |
SIM/1_5 | 40 | 9.09 | 247,154 |
SIM/1_1 | 50 | 11.3 | 271,042 |
SIM/1_6 | 60 | 13.49 | 240,757 |
SIM/1_7 | 70 | 15.64 | 190,866 |
SIM/1_8 | 80 | 17.74 | 153,573 |
SIM/1_9 | 110 | 23.74 | 101,944 |
SIM/1_10 | 140 | 29.24 | 107,652 |
SIM/1_11 | 170 | 34.25 | 209,015 |
SIM/1_12 | 200 | 38.65 | 356,499 |
SIM/1_13 | 230 | 42.61 | 376,683 |
SIM/1_14 | 260 | 46.12 | 331,978 |
SIM/1_15 | 290 | 49.23 | 302,608 |
SIM/1_16 | 320 | 52 | 289,829 |
由表2可知,属于本发明的“SIM/1_1”至“SIM/1_16”的各振动片相比于属于现有技术的“SIM/0_1”的振动片,Q值较高。因此可知,无论是大小如何,只要具有第1宽度缩小部222,就能够抑制振动泄漏,并发挥良好的振动特性。此外,可知在θ为6°以上16°以下、以及30°以上的范围内,得到了特别高的Q值(200,000以上)。
根据以上的仿真结果,证明了通过设有第1宽度缩小部222能够提高振动特性。
<第2实施方式>
接着,对本发明的第2实施方式进行说明。
图5是本发明的第2实施方式的振动片的俯视图。
以下,针对第2实施方式,以与前述的实施方式的不同点为中心进行说明,关于同样的事项省略其说明。
第2实施方式除了第1宽度缩小部的结构(形状)不同以外,与第1实施方式基本相同。另外,在图5中,对与前述的第1实施方式相同的结构标注相同的标号。
在图5所示的振动片200A中,第1宽度缩小部222A的轮廓由作为以对称轴Y’为界的对称形状的圆弧状的圆弧部222c构成,圆弧部222c的两端与主体部221的-Y轴方向侧的各个角连接。这样的圆弧部222c的曲率半径在其全部区域内都是固定的。另外,圆弧部222c的曲率半径不限于固定的情况,例如,可以朝向-Y轴方向逐渐增大,相反,也可以逐渐减小。此外,在通过对石英基板进行湿蚀刻来对振动基板210进行构图的情况下,在振动基板210的轮廓上出现石英晶面,因而从微观上看,可以认为圆弧部222c是短的直线状的部分的集合体,但即便在该情况下,也视为包含于“圆弧状”中。此外,该情况下也可以是,在相比于作为短的直线状部分的集合体的圆弧部222c的内侧(主体部221侧),以不出现晶面的程度追加实施湿蚀刻,从而形成圆弧。
根据仿真结果来证明通过设置这样的形状的第1宽度缩小部222A也能够与前述的第1实施方式同样地提高振动特性。另外,在本仿真中使用的振动片除了第1宽度缩小部的形状不同以外,与前述的第1实施方式中使用的振动片相同。
下述表3是示出第1宽度缩小部的形状与Q值之间的关系的表。另外,表3所示的Q值是仅考虑到振动泄漏的值。此外,表3中的“SIM/2_1”是属于本实施方式的振动片,基部220的长度L是120μm,第1宽度缩小部222的长度L’是50μm,并且,第1宽度缩小部222的轮廓由具有固定的曲率半径的圆弧部222c构成。
【表3】
Q值 | |
SIM/1_1 | 271,042 |
SIM/2_1 | 331,774 |
由表3可知,“SIM/2_1”的振动片具有与“SIM/1_1”的振动片同等(以上)的Q值。因此可知,即便如本实施方式那样将第1宽度缩小部222A的轮廓设为圆弧状,与以往相比,也能够抑制振动泄漏,发挥良好的振动特性。
<第3实施方式>
接着,对本发明的第3实施方式进行说明。
图6是本发明的第3实施方式的振动片的俯视图。
以下,针对第3实施方式,以与前述的实施方式的不同点为中心进行说明,关于同样的事项省略其说明。
第3实施方式除了第1宽度缩小部的结构(形状)不同以外,与第1实施方式基本相同。另外,在图6中,对与前述的第1实施方式相同的结构标注相同的标号。
在图6所示的振动片200B中,第1宽度缩小部222B的最大宽度(X轴方向的长度的最大)Wmax小于主体部221的宽度W。因此,第1宽度缩小部222B形成为,与主体部221的-Y轴方向侧的除缘(边)的两端部以外的中央部连接。
根据仿真结果来证明通过设置这样的第1宽度缩小部222B也能够与前述的第1实施方式同样地提高振动特性。另外,在本仿真中使用的振动片除了第1宽度缩小部的形状(宽度)不同以外,与前述的第1实施方式中使用的“SIM/1_1”相同。
下述表4是示出第1宽度缩小部的宽度与Q值之间的关系的表。另外,表3所示的Q值是仅考虑到振动泄漏的值。
【表4】
宽度[μm] | Q值 | |
SIM/1_1 | 500 | 271,042 |
SIM/3_1 | 460 | 218,607 |
SIM/3_2 | 420 | 162,183 |
SIM/3_3 | 380 | 121,570 |
SIM/3_4 | 340 | 98,526 |
SIM/3_5 | 300 | 92,566 |
SIM/3_6 | 260 | 102,416 |
SIM/3_7 | 220 | 122,229 |
SIM/3_8 | 180 | 118,771 |
SIM/3_9 | 140 | 84,522 |
SIM/3_10 | 100 | 58,453 |
SIM/3_11 | 60 | 46,763 |
SIM/0_1 | 0 | 42,008 |
SIM/0_2 | 0 | 46,045 |
由表4可知,属于本实施方式的振动片的“SIM/3_1”至“SIM/3_11”的振动片相比于属于现有技术的“SIM/0_1”和“SIM/0_2”的振动片,Q值较高。因此可知,通过具有本实施方式那样的第1宽度缩小部222B,也能够抑制振动泄漏,发挥良好的振动特性。
此外,从整体来看可知,第1宽度缩小部222B的宽度越大,Q值越高。在此可知,“SIM/3_1”、“SIM/3_2”、“SIM/3_3”以及“SIM/3_4”是第1宽度缩小部222B的两端位于比振动臂230、240的内侧面靠外侧的位置(位于图6中的区域S”内)的振动片,即,是第1宽度缩小部222B的最大宽度(X轴方向的长度的最大值)Wmax大于振动臂230、240的间隔距离的振动片,这些振动片均具有非常高的Q值。此外可知,在第1宽度缩小部222的最大宽度Wmax>1/2W(D<125)的范围内,整体上具有较高的Q值。
<第4实施方式>
接着,对本发明的第4实施方式进行说明。
图7是本发明的第4实施方式的振动片的俯视图。
以下,针对第4实施方式,以与前述的实施方式的不同点为中心进行说明,关于同样的事项省略其说明。
第4实施方式除了第1宽度缩小部的结构(形状)不同以外,与第1实施方式基本相同。另外,在图7中,对与前述的第1实施方式相同的结构标注相同的标号。
在图7所示的振动片200C中,第1宽度缩小部222C的轮廓在俯视时具有:相对于X轴和Y轴这两个轴倾斜的直线状的倾斜部222Ca、222Cb;以及将倾斜部222Ca、222Cb在-Y轴方向侧的端部相连、且与X轴平行的连接部222Cd。
根据仿真结果来证明通过设置这样的第1宽度缩小部222B也能够与前述的第1实施方式同样地提高振动特性。另外,在本仿真中使用的振动片除了第1宽度缩小部的形状不同以外,与前述的第1实施方式中使用的“SIM/1_1”相同。
下述表5是示出第1宽度缩小部的形状与Q值之间的关系的表。另外,表5所示的Q值是仅考虑了振动泄漏的值。此外,表5中的“SIM/4_1”属于本实施方式的振动片,是基部220的长度L为120μm、第1宽度缩小部222的长度L’为50μm、并且连接部222Cd的长度L”为250μm的振动片。
【麦5】
Q值 | |
SIM/1_1 | 271,042 |
SIM/4_1 | 104,141 |
SIM/0_1 | 42,008 |
SIM/0_2 | 46,045 |
由表5可知,属于本实施方式的振动片的“SIM/4_1”的振动片相比于属于现有技术的“SIM/0_1”和“SIM/0_2”的振动片,Q值较高。因此可知,通过具有本实施方式那样的第1宽度缩小部222C,也能够抑制振动泄漏,发挥良好的振动特性。
<第5实施方式>
接着,对本发明的第5实施方式进行说明。
图8是本发明的第5实施方式的振动片的俯视图。
以下,针对第5实施方式,以与前述的实施方式的不同点为中心进行说明,关于同样的事项省略其说明。
第5实施方式除了基部的结构(形状)不同以外,与前述的第1实施方式基本相同。另外,在图8中,对与前述的第1实施方式相同的结构标注相同的标号。
在图8所示的振动片200D中,基部220D具有主体部221、位于主体部221的-Y轴方向侧的第1宽度缩小部222、以及位于主体部221的+Y轴方向侧并且位于振动臂230、240之间的第2宽度缩小部223。换言之,本实施方式的基部220D具有隔着主体部221相对配置的两个宽度缩小部222、223。
此外,第2宽度缩小部223设置于主体部221与支撑臂250之间。换言之,支撑臂250从第2宽度缩小部223突出。通过以这样的配置设置第2宽度缩小部223,能够抑制振动臂230、240的振动经由基部220传递到支撑臂250,能够更有效地抑制振动泄漏。具体而言,振动臂230、240的振动虽然主要被第1宽度缩小部222抵消(缓和/吸收),但存在未被第1宽度缩小部222抵消的振动朝向支撑臂250传递的情况。在这样的情况下,能够通过第2宽度缩小部223来抵消(缓和,吸收)该振动,因此能够更有效地抑制振动泄漏。
在本实施方式中,第2宽度缩小部223的轮廓由在X方向上相对配置、且相对于X轴和Y轴这两个轴倾斜的直线状的倾斜部223a、223b构成。通过将第2宽度缩小部223设为这样的形状,能够实现第2宽度缩小部223的结构的简单化。另外,倾斜部223a、223b与X轴所成的角θ’没有特别地限定,但优选与倾斜部222a、222b和X轴所成的角θ基本相等。
通过这样的第5实施方式,也能够起到与前述的第1实施方式同样的效果。
<第6实施方式>
接着,对本发明的第6实施方式进行说明。
图9是本发明的第6实施方式的振动片的俯视图。
以下,针对第6实施方式,以与前述的实施方式的不同点为中心进行说明,关于同样的事项省略其说明。
第6实施方式除了在支撑臂上形成有贯通孔以外,与前述的第5实施方式基本相同。另外,在图9中,对与前述的实施方式相同的结构标注相同的标号。
在图9所示的振动片200E中,在支撑臂250的基端部形成有在其厚度方向上贯通的贯通孔600。通过设置这样的贯通孔600,能够使振动臂230、240的同相模式的固有振动频率向低频侧偏移。因此,能够增大同相模式的固有振动频率与反相模式的固有振动频率之差,提高振动片200的振动特性。
特别地,贯通孔600的基端侧的轮廓构成如下形状:具有沿着倾斜部223a的延长线延伸的第1延伸部601、以及沿着倾斜部223b的延长线延伸的第2延伸部602,且这些第1、第2延伸部601、602的一端相互连接。根据这样的形状的贯通孔600,能够使得比贯通孔600靠基部220D侧的区域作为第2宽度缩小部223发挥作用,因此例如相比于前述的第5实施方式,能够增大第2宽度缩小部223的区域。
另外,贯通孔600设置在基部和后述的与导电性粘接剂351粘接的固定区域之间。
通过这样的第6实施方式,也与前述的第5实施方式同样地,在第2宽度缩小部223上抵消未被第1宽度缩小部抵消掉的振动,抑制欲向支撑臂250传递的振动,因此能够实现比第1实施方式高的振动泄漏防止效果。
2.振子
接着,对应用了本发明的振动片的振子(本发明的振子)进行说明。
图10所示的振子100具有振动片200和收纳振动片200的封装300。
封装300具有:在上表面具有开放的凹部311的腔型的基底基板310;以及以覆盖凹部311的开口的方式与基底基板310接合的盖(盖体)320,在封装300的内部空间中收纳有振动片200。此外,气密地形成内部空间。
基底基板310由具有绝缘性的材料构成。作为这样的材料,没有特别地限定,例如可以使用氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷等各种陶瓷等。另一方面,盖320由线膨胀系数与基底基板310的构成材料近似的部件构成。作为这样的材料,例如在将前述那样的陶瓷作为基底基板310的构成材料的情况下,可以使用可伐(Kovar)合金等合金。
在凹部311的底面上形成有两个连接电极331、332,这些连接电极331、332分别经由未图示的贯通电极和层间布线,与形成于基底基板310的下表面的未图示的安装电极电连接。
收纳在收纳空间中的振动片200在支撑臂250上,在支撑臂250的两个固定区域中通过一对导电性粘接剂351、352被支撑、固定在基底基板310上。一方的导电性粘接剂351被设置成将连接电极331与第1驱动用电极280电连接,另一方的导电性粘接剂352被设置成将连接电极332与第2驱动用电极290电连接。
3.振荡器
接着,对应用了本发明的振动片的振荡器(本发明的振荡器)进行说明。
图11所示的振荡器900具有振动片200、收纳振动片200的封装400以及用于驱动振动片200的IC芯片(芯片元件)500。
封装400具有基底基板410和与基底基板410接合的盖(盖体)420。
基底基板410具有在上表面开放的第1凹部411和在下表面开放的第2凹部412。
第1凹部411的开口被盖420封闭,在其内侧收纳有振动片200。此外,在第1凹部411内形成有两个连接电极431、432。第1凹部411内的振动片200在支撑臂250上通过一对导电性粘接剂451、452被支撑、固定在基底基板410上。此外,一方的导电性粘接剂451被设置成将连接电极431与第1驱动用电极280电连接,另一方的导电性粘接剂452被设置成将连接电极432与第2驱动用电极290电连接。
另一方面,在第2凹部412内收纳有IC芯片500,该IC芯片500通过粘接剂被固定在基底基板410上。此外,在第2凹部412内形成有至少两个IC连接电极433、434。IC连接电极433通过接合引线与IC芯片500电连接,并且经由未图示的贯通电极或层间布线与连接电极431电连接。同样地,IC连接电极434通过接合引线与IC芯片500电连接,并且经由未图示的贯通电极或层间布线与连接电极432电连接。此外,在第2凹部412内填充有树脂材料700,通过该树脂材料700将IC芯片500密封。
IC芯片500具有用于控制振动片200的驱动的驱动电路(振荡电路),当通过该IC芯片500驱动振动片200时,能够取得预定频率的信号。
4.电子设备
接着,根据图12~图15详细地对应用了本发明的振动片的电子设备(本发明的电子设备)进行说明。
图12是示出应用了具有本发明的振动片的电子设备的移动式(或者笔记本式)个人计算机的结构的立体图。在该图中,个人计算机1100由具有键盘1102的主体部1104和具有显示部2000的显示单元1106构成,显示单元1106通过铰链结构部以可旋转的方式支承于主体部1104。这样的个人计算机1100内置有振荡器900(振动片200)。
图13是示出应用了具有本发明的振动片的电子设备的移动电话(也包含PHS)的结构的立体图。在该图中,移动电话1200具有多个操作按键1202、接听口1204以及通话口1206,在操作按钮1202与接听口1204之间配置有显示部2000。这样的移动电话1200内置有振荡器900(振动片200)。
图14是示出应用了具有本发明的振动片的电子设备的数字静态照相机的结构的立体图。另外,在该图中,还简单地示出了与外部设备的连接。在此,通常的相机通过被摄体的光像使银盐胶片感光,与此相对,数字静态照相机1300则通过CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合器件)等摄像元件对被摄体的光像进行光电转换,生成摄像信号(图像信号)。
在数字静态照相机1300的壳体(机身)1302的背面设置有显示部,根据CCD的摄像信号进行显示,显示部作为将被摄体显示成电子图像的取景器发挥作用。此外,在壳体1302的正面侧(图中的背面侧)设置有包含光学镜头(摄像光学系统)或CCD等的受光单元1304。
当摄影者确认显示于显示部的被摄体像,按下了快门按钮1306时,将此时的CCD的摄像信号传输/存储到存储器1308中。此外,在该数字静态照相机1300中,在壳体1302的侧面设置有视频信号输出端子1312和数据通信用的输入输出端子1314。而且,如图所示,根据需要将电视监视器1430与视频信号输出端子1312连接,将个人计算机1440与数据通信用的输入输出端子1314连接。进而构成为:通过预定的操作将存储在存储器1308中的摄像信号输出到电视监视器1430或个人计算机1440。这样的数字静态照相机1300内置有振荡器900(振动片200)。
图15是示出应用了具有本发明的振动片的电子设备的移动体(汽车)的结构的立体图。在该图中,移动体1500具有车体1501和4个车轮1502,构成为通过设于车体1501的未图示的动力源(发动机)使车轮1502旋转。这样的移动体1500内置有振荡器900(振动片200)。
另外,具有本发明的振动片的电子设备除了图12的个人计算机(移动式个人计算机)、图13的移动电话、图14的数字静态照相机、图15的移动体以外,例如还可以应用于喷墨式喷出装置(例如喷墨打印机)、笔记本式个人计算机、电视、摄像机、录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事本(包含带通信功能的电子记事本)、电子词典、计算器、电子游戏机、文字处理机、工作站、可视电话、防范用电视监视器、电子望远镜、POS终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测定设备、计量仪器类(例如车辆、飞机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器等。
以上根据图示的实施方式对本发明的振动片、振子、振荡器以及电子设备进行了说明,但是,本发明不限于此,各部的结构可以置换成具有同样功能的任意结构。此外,也可以对本发明附加其它任意的结构物。此外,也可以适当地组合各实施方式。
此外,也可以在前述的实施方式的宽度缩小部的轮廓中形成有突出部或凹部(缺口)。
Claims (11)
1.一种振动片,其特征在于,包含:
基部;
一对振动臂,它们从所述基部向相同的一侧突出,在俯视时在与所述突出的方向交叉的方向上隔着间隔而排列;以及
支撑臂,其位于所述一对振动臂之间,从所述基部向与所述一对振动臂相同的一侧突出,
所述基部包含第1宽度缩小部,该第1宽度缩小部位于以所述基部的中央为界而与所述支撑臂突出的一侧相反的一侧,在俯视时,随着远离于所述支撑臂,该第1宽度缩小部在所述交叉的方向上的宽度逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的振动片,其中,
所述第1宽度缩小部的轮廓在俯视时是以沿着与所述交叉的方向垂直的方向的线为界,具有一对直线状的倾斜部的对称形状。
3.根据权利要求2所述的振动片,其中,
所述第1宽度缩小部具有以所述一对倾斜部为边的角。
4.根据权利要求1所述的振动片,其中,
所述第1宽度缩小部的轮廓在俯视时是以沿着与所述交叉的方向垂直的方向的线为界的圆弧状的对称形状。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的振动片,其中,
所述第1宽度缩小部在所述交叉的方向上的最大宽度大于所述间隔的距离。
6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的振动片,其中,
在所述支撑臂的所述基部形成有在其厚度方向上贯通的贯通孔。
7.根据权利要求1至4中的任意一项所述的振动片,其中,
所述基部具有第2宽度缩小部,该第2宽度缩小部位于所述一对振动臂之间,随着朝向所述振动臂突出的方向,该第2宽度缩小部在所述交叉的方向上的长度逐渐减小,
所述支撑臂从所述第2宽度缩小部突出。
8.一种振动片,其特征在于,具有:
基部;
从所述基部的一侧延伸出的一对振动臂;以及
从所述基部的一侧延伸出的支撑臂,其配置于所述一对振动臂之间,
在与所述基部的一侧相反侧的另一侧的和所述支撑臂相对的区域中包含突出部,
并且,在所述突出部的两侧包含宽度缩小部,该宽度缩小部在所述一对振动臂的排列方向上的宽度随着朝向所述一侧而增大。
9.一种振子,其特征在于,具有:
权利要求1至4中的任意一项所述的振动片;以及
收纳所述振动片的封装,
所述支撑臂被固定在所述封装上。
10.一种振荡器,其特征在于,具有:
权利要求1至4中的任意一项所述的振动片;以及
与所述振动片电连接的振荡电路。
11.电子设备,其特征在于具有权利要求1至4中的任意一项所述的振动片。
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