CN104753489B - 振动片、振子、振荡器、电子设备、传感器以及移动体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供振动片、振子、振荡器、电子设备、传感器以及移动体，振动片能够实现振动臂的延伸方向上的小型化、并且减少热弹性损失，振子、振荡器、电子设备、传感器以及移动体具有该振动片。振动片(2)在设基部(4)的第1端面(41a)与第2端面(42a)的最短距离为Wb[m]、基部(4)沿着Y轴方向的有效宽度为We[m]、振动片(2)的Q值为Q时，满足下述式(A)和(B)。Q＝{(ρ·Cp)/(c·α2·Θ)}×[{1+(2·ρ·Cp·We2·f/π·k)2}/(2·ρ·Cp·We2·f/π·k)]····(A)0.81≦Wb/We≦1.70···(B)。

Description

振动片、振子、振荡器、电子设备、传感器以及移动体
技术领域
本发明涉及振动片、振子、振荡器、电子设备、传感器以及移动体。
背景技术
在HDD(硬盘驱动器)、移动式计算机或者IC卡等小型信息设备，以及移动电话、汽车电话或者寻呼系统等移动通信设备等中，广泛使用振子和振荡器等电子器件。
在这样的电子器件中使用的通常的振动片具有基部、和从该基部起延伸的一对振动臂。这样的振动片通常通过如下方式得到：通过对石英等的晶片进行蚀刻，以基部的一部分经由折断部与母材相连的状态形成外形，然后，折断该折断部。
例如，在专利文献1的振动片中，在基部的与振动臂相反侧的端部配置有折断部。此外，在专利文献2的振动片中，在基部的一对振动臂排列的方向的两端部配置有折断部。
【专利文献1】日本特开2010-278831号公报
【专利文献2】日本特开2008-177723号公报
近年来，在搭载这样的振动片的各种设备的小型化进展的同时，要求振动片自身也尽量小型化。特别是，期望缩短沿着振动臂的延伸方向的振动片的长度。
但是，在专利文献1、2的振动片中，无法充分实现小型化，并且如果单纯缩短沿着振动臂的延伸方向的基部的长度，则存在热弹性损失增大的问题。
特别是，在专利文献1的振动片中，在基部的折断部的根部附近形成有凹部，因此如果缩短沿着振动臂的延伸方向的基部的长度，则由于存在该凹部，形成基部的长度过度缩短的部分，其结果，热弹性损失增大。其理由是：沿着振动臂的延伸方向的长度缩短后的基部在一对振动臂进行弯曲振动时，伴随其进行弯曲振动，在连接有振动臂的一个端部的周边区域、和与所述一个端部相反侧的另一个端部的周边区域中，分别产生拉伸和收缩、或收缩和拉伸的变形，并且在产生了拉伸的区域中产生温度下降，在产生了收缩的区域中产生温度上升，由于这些区域的温度差而产生的热流，可机械地利用的能量减少。并且，在专利文献1的振动片中，如果缩短沿着振动臂的延伸方向的基部的长度，则在使振动臂进行了弯曲振动时，变形集中到该凹部，因此伴随该变形，由于基部的温度变化增大，热流增大，其结果，在这方面也导致热弹性损失增大。此外，在专利文献1的振动片中，如果缩短沿着振动臂的延伸方向的基部的长度，则在从外部施加了冲击时，应力集中到该凹部，可能以此为起点而产生破损。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够实现振动臂的延伸方向上的振动片的小型化、并且减少热弹性损失的振动片，并提供具有该振动片的振子、振荡器、电子设备、传感器以及移动体。
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]
本发明的振动片是具有以下部件的振动片：基部，在俯视时，该基板包含第1端部和位于所述第1端部的相反侧的第2端部；以及一对振动臂，它们在俯视时从所述第1端部起沿着第1方向延伸、且沿着与所述第1方向交叉的第2方向排列，该振动片的特征在于，
该振动片具有突出部，该突出部设置于俯视时分别位于所述基部在所述第2方向上的两端的第3端部和第4端部中的至少一个端部，
在设所述第1端部与所述第2端部的最短距离为Wb[m]、所述基部沿着所述第1方向的有效宽度为We[m]、所述振动片的Q值为Q时，满足下述式(A)和(B)：
Q＝{(ρ·Cp)/(c·α2·Θ)}
×[{1+(2·ρ·Cp·We2·f/(π·k))2}
/(2·ρ·Cp·We2·f/(π·k))]····(A)
0.81≦Wb/We≦1.70···(B)
其中，在所述式(A)中，f是振动片的振动频率[Hz]、ρ是质量密度[kg/m3]、Cp是热容[J/(kg·K)]、c是与在面内和Wb的方向垂直的方向相关的弹性常数[N/m2]、α是与在面内和Wb的方向垂直的方向相关的热膨胀系数[1/K]、Θ是环境温度[K]、k是与Wb的方向相关的导热系数[W/(m·K)]。
根据这样的振动片，Wb/We满足0.81≦Wb/We≦1.70的关系，由此能够减少因基部的小型化而引起的热弹性损失。因此，能够实现振动臂在延伸方向的小型化，并且减少热弹性损失。
[应用例2]
在本发明的振动片中，优选的是，满足0.91≦Wb/We≦1.30。
由此，能够减少基部的小型化引起的热弹性损失。因此，能够实现振动臂在延伸方向的小型化，并且减少热弹性损失。
[应用例3]
在本发明的振动片中，优选的是，满足1.00≦Wb/We≦1.20。
由此，能够减少基部的小型化引起的热弹性损失。因此，能够实现振动臂在延伸方向的小型化，并且减少热弹性损失。
[应用例4]
在本发明的振动片中，优选的是，该振动片具有从所述基部起延伸的支承臂。
由此，能够抑制由于振动臂的弯曲振动而产生的振动泄漏。因此，能够得到具有高Q值的振动片。
[应用例5]
在本发明的振动片中，优选的是，在俯视时，所述支承臂配置于所述一对振动臂之间。
由此，支承并固定振动片的部分成为振动片的中央部，因此能够缩短振动片的全长，从而实现振动片的小型化。
[应用例6]
在本发明的振动片中，优选的是，在俯视时，所述振动臂包含：施重部；以及臂部，其配置于所述施重部与所述基部之间。
由此，能够缩短振动臂的长度，其结果，能够缩短振动片的全长。此外，能够增宽臂部的宽度来减少热弹性损失。
[应用例7]
在本发明的振动片中，优选的是，所述施重部的沿着所述第2方向的宽度比所述臂部宽。
由此，能够有效地增大施重部的质量。因此，能够有效地实现振动片的小型化以及热弹性损失的减少。
[应用例8]
在本发明的振动片中，优选的是，
在设定了俯视时通过所述一对振动臂之间的中心、且沿着所述第1方向的假想线时，
所述假想线与所述突出部的末端之间的距离比俯视时所述假想线、与所述施重部在所述第2方向上的和所述假想线侧相反侧的端部之间的距离短。
由此，能够将第2方向上的突出部从基部的突出量设为比第2方向上的施重部从基部的突出量少。因此，能够在不增大第2方向的最大尺寸的情况下设置突出部。
[应用例9]
本发明的振子的特征在于，该振子具有：
本发明的振动片；以及
安装有所述振动片的容器。
由此，能够提供小型且具有优异的特性的振子。
[应用例10]
在本发明的振子中，优选的是，所述振动片通过粘接剂或凸块被安装到了所述容器。
这样被安装到容器上的振动片与经由导线端子进行连接的情况相比，更有利于小型化。因此，通过在这样的具有振动片的振子中应用本发明，能够实现小型化，且发挥优异的特性。
[应用例11]
本发明的振荡器的特征在于，该振荡器具有：
本发明的振动片；以及
电路。
由此，能够提供小型且具有优异的特性的振荡器。
[应用例12]
本发明的电子设备的特征在于，该电子设备具有本发明的振动片。
由此，能够提供具有优异的可靠性的电子设备。
[应用例13]
本发明的传感器的特征在于，该传感器具有本发明的振动片。
由此，能够提供小型且具有优异的特性的传感器。
[应用例14]
本发明的移动体的特征在于，该移动体具有本发明的振动片。
由此，能够提供具有优异的可靠性的移动体。
附图说明
图1是示出本发明第1实施方式的振动片的平面图(俯视图)。
图2是图1中的A-A线剖视图。
图3是用于对振动臂的弯曲振动时的热传导进行说明的图。
图4是示出Q值与f/fm之间的关系的曲线图。
图5是用于说明基部沿着第1方向的有效宽度We的图。
图6是示出用于仿真分析的振动片的平面图。
图7是示出仿真分析的条件和结果的表。
图8是示出基于图7所示的结果的、Wb/We与Q值之间的关系的曲线图。
图9是示出以往的振动片的平面图。
图10是用于说明图1所示的振动片的电极结构和折断部的图，(a)是俯视图，(b)是仰视图(透视图)。
图11的(a)是图10中的B－B线剖视图，(b)是用于说明(a)所示的折断部中的折断的图。
图12是示出本发明第1实施方式的振动片的变形例1的平面图(俯视图)。
图13是示出本发明第1实施方式的振动片的变形例2的平面图(俯视图)。
图14是示出本发明第1实施方式的振动片的变形例3的平面图(俯视图)。
图15是示出本发明第2实施方式的振动片的平面图(俯视图)。
图16是用于说明图15所示的振动片的折断部的图。
图17是用于说明图15所示的振动片的电极结构和折断部的图，(a)是俯视图，(b)是仰视图(透视图)。
图18是用于说明图15所示的振动片的折断部的变形例的图。
图19是用于说明图15所示的振动片的电极结构和折断部的变形例的图，(a)是俯视图，(b)是仰视图(透视图)。
图20是示出本发明第2实施方式的振动片的变形例1的平面图(俯视图)。
图21是示出本发明第2实施方式的振动片的变形例2的平面图(俯视图)。
图22是示出本发明的振子的一例的概略结构的图，(a)是平面图，(b)是剖视图。
图23是示出本发明的振荡器的一例的概略结构的图，(a)是平面图，(b)是剖视图。
图24是示出作为本发明的电子设备的第1例的移动型(或笔记本型)的个人计算机的结构的立体图。
图25是示出作为本发明的电子设备的第2例的移动电话机(也包括PHS)的结构的立体图。
图26是示出作为本发明的电子设备的第3例的数字照相机的结构的立体图。
图27是示出作为本发明的移动体的一例的汽车的结构的立体图。
标号说明
1：振子；2：振动片；2A：振动片；2B：振动片；2C：振动片；2D：振动片；2E：振动片；2F：振动片；2G：振动片；2X：振动片；3：石英基板；3A：石英基板；3B：石英基板；3B：石英基板；3C：石英基板；3D：石英基板；3E：石英基板；3F：石英基板；3G：石英基板；4：基部；4A：基部；4B：基部；4C：基部；4D：基部；4E：基部；4F：基部；4G：基部；4X：基部；5：振动臂；6：振动臂；7：支承臂；9：封装；10：振荡器；11：接合材料；23：盖；30：母材；30E：母材；30E1：母材；40：假想梁；41：宽度缩小部；41F：宽度缩小部；41a：第1端面；41b：第1端面；41c：第1端面；41d：第1端面；42：宽度缩小部；42E：宽度缩小部；42a：第2端面；42b：第2端面；42c：第2端面；42d：第2端面；42e：第2端面；43：突出部；43X：突出部；44X：凹部；50：臂部；51：主面；52：主面；53：侧面；54：侧面；55：槽；56：槽；59：锤头；60：臂部；61：主面；62：主面；63：侧面；64：侧面；65：槽；66：槽；69：锤头；71：主体部；72：连接部；80：IC芯片；84：第1驱动用电极；85：第2驱动用电极；86：布线；86E：布线；87：布线；87E：布线；88：电极；88E：电极；88E1：电极；89：电极；89E：电极；89E1：电极；91：封装底座；92：盖；93：接合部件；94：电极端子；97：内部连接端子；100：显示部；300：折断部；300E：折断部；300E1：折断部；301：宽幅部；302：窄幅部；303：槽；303a：倾斜面；911：凹部；951：内部端子；952：电极端子；961：内部端子；962：电极端子；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：操作按钮；1204：接听口；1206：通话口；1300：数字照相机；1302：外壳；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；2106：汽车；2107：车体；2108：电子控制单元；2109：轮胎；La：距离；Lb：距离；W1：宽度；W2：宽度；W3：宽度；Wb：最短距离；We：有效宽度；Y1：假想线；θ：倾斜角。
具体实施方式
下面，根据附图所示的实施方式，对本发明的振动片、振子、振荡器、电子设备、传感器以及移动体进行详细说明。
1.振动片
<第1实施方式>
图1是示出本发明第1实施方式的振动片的平面图(俯视图)，图2是图1中的A-A线剖视图。
另外，在各图中，为了方便说明，适当图示了X轴、Y轴以及Z轴作为相互垂直的3个轴，X轴、Y轴和Z轴分别与作为石英的晶轴的X轴(电轴)、Y轴(机械轴)和Z轴(光轴)对应。此外，在以下的说明中，将与X轴平行的方向(第2方向)称作“X轴方向”、与Y轴平行的方向(第1方向)称作“Y轴方向”、与Z轴平行的方向(第3方向)称作“Z轴方向”，并且，将各图所图示的X轴、Y轴和Z轴的箭头的末端侧称作“+(正)”、基端侧称作“－(负)”。此外，将－Z方向侧称作“上”、+Z方向侧称作“下”。此外，在以下的说明中，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所示的振动片2具备石英基板3，该石英基板3具有基部4和一对振动臂5、6。此外，虽然在图1中省略了图示，但振动片2具有形成在石英基板3上的第1驱动用电极84和第2驱动用电极85(参照图2)。
石英基板3由Z切石英板构成。由此，振动片2能够发挥优异的振动特性。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。另外，石英的Z轴优选与石英基板3的厚度方向一致，但是，基于减小常温附近的频率温度变化的观点，相对于厚度方向稍微(例如，小于15°的程度)倾斜。
如图1所示，石英基板3具有基部4、以及从基部4起延伸的一对振动臂5和6。
基部4呈板状，沿着与X轴以及Y轴平行的平面即XY平面扩展，以Z轴方向为厚度方向。该基部4的+Z轴方向侧的面经由一对接合材料11被固定和支承到未图示的封装。
此外，基部4具有设置于－Y轴方向侧的端部的宽度缩小部41、和设置于+Y轴方向侧的端部的宽度缩小部42。在设定了通过一对振动臂5、6间的中心、且沿着Y轴方向的假想线Y1时，宽度缩小部41、42沿着X轴方向的宽度随着从基部4的中央部远离，而朝向假想线Y1逐渐减小。在本实施方式中，宽度缩小部41、42的外缘(即面向－Y轴方向的第1端面41a、面向+Y轴方向的第2端面42a)形成为曲线状。具体而言，宽度缩小部41、42的外缘形成为中心被设定在假想线Y1上的、曲率恒定的圆弧状。
另外，在石英的蚀刻加工时，在微观上，可将上述外缘看成短直线连续而成的形状，但这样的情况也认为形成为曲线状。另外，该宽度缩小部41、42根据需要进行设置即可，可以省略至少一方。
并且本发明的振动片的宽度缩小部的轮廓不限于在俯视时为曲线状或直线状的倾斜部，可以由具有多个阶差的阶梯状的台阶构成。
振动臂5、6以在X轴方向上排列且彼此平行的方式，分别从基部4的第1端面41a向－Y轴方向延伸。这些振动臂5、6分别呈长条形状，基部4侧的基端为固定端，从基端起处于－Y轴方向的末端为自由端。此外，在振动臂5、6的末端部设置有作为施重部的锤头59、69(施重部)。另外，可以在锤头59、69上设置频率调整用的金属层。
如图2所示，振动臂5具有：由XY平面构成的相互处于正反关系的一对主面51、52；以及由YZ平面构成且连接一对主面51、52的一对侧面53、54。此外，振动臂5具有朝主面51开口的有底的槽55、和朝主面52开口的有底的槽56。槽55、56分别在Y轴方向上延伸。这样的振动臂5在形成有槽55、56的部分处呈大致H型的横截面形状。
与振动臂5同样，振动臂6具有：由XY平面构成的相互处于正反关系的一对主面61、62；以及由YZ平面构成且连接一对主面61、62的一对侧面63、64。此外，振动臂6具有朝主面61开口的有底的槽65、和朝主面62开口的有底的槽66。槽65、66分别在Y轴方向上延伸。这样的振动臂6在形成有槽65、66的部分处呈大致H型的横截面形状。
在振动臂5上形成有一对第1驱动用电极84和一对第2驱动用电极85。具体而言，一个第1驱动用电极84形成于槽55的内表面，另一个第1驱动用电极84形成于槽56的内表面。此外，一个第2驱动用电极85形成于侧面53，另一个第2驱动用电极85形成于侧面54。另外，图2是示意图，在通过湿蚀刻形成了槽55、56、65、66的情况下，由于石英基板3等基板的材料不同，由于蚀刻速度的各向异性，成为与图3的形状不同的大致H形的横截面形状。
同样，在振动臂6上也形成有一对第1驱动用电极84和一对第2驱动用电极85。具体而言，一个第1驱动用电极84形成于侧面63，另一个第1驱动用电极84形成于侧面64。此外，一个第2驱动用电极85形成于槽65的内表面，另一个第2驱动用电极85形成于槽66的内表面。
当在这样的第1驱动用电极84与第2驱动用电极85之间施加交变电压时，振动臂5、6以相互反复接近、远离的方式在面内方向(XY平面方向)上以规定的频率进行振动。
作为第1驱动用电极84和第2驱动用电极85的构成材料，均没有特别限定，但例如能够由金(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)等导电材料形成。
以上，简单说明了振动片2的结构。
(热弹性损失和小型化)
接着，对振动片2的热弹性损失和小型化进行说明。
图3是用于对振动臂的弯曲振动时的热传导进行说明的图，图4是示出Q值与f/fm之间的关系的曲线图。
振动片2被设定为机械的振动频率f比热弛豫频率f0大(f＞f0)。由此，振动片2在绝热的区域中进行弯曲振动。
这里，说明绝热的区域的概略情况。
如上所述，振动片2通过向第1驱动用电极84与第2驱动用电极85之间施加交变电压，使振动臂5、6在面内方向进行弯曲振动。此时，振动片2中可能产生热弹性损失。例如图3所示，在振动臂5的弯曲振动时，当振动臂5的侧面53收缩时，侧面54拉伸，相反，当侧面53拉伸时，侧面54收缩。在振动臂5不产生Gough－Joule效应(熵弹性相对于能量弹性是支配性的)的情况下，侧面53、54中的进行收缩的面侧的温度上升，进行拉伸的面侧的温度下降，因此在侧面53与侧面54之间、即振动臂5的内部产生温度差。在由于这样的温度差而在侧面53与侧面54之间产生热传导时，产生振动能量的损失，由此振动片2的Q值降低。也将这样的能量损失称作热弹性损失。
通常，在弯曲振动模式的振动片中，进行弯曲振动的振动体的热弹性损失(在进行弯曲振动的振动片的压缩部中的温度上升与拉伸部中的温度下降之间产生的、由于热传导而产生的振动能量的损失)在振动频率f与弛豫频率fm＝1/(2·π·τ)(其中，式中π是圆周率，如果将e设为纳皮尔数，则τ是温度差通过热传导而成为e－1倍所需的弛豫时间)相等时为最大。
通常，公知有振动臂为平板构造的情况下的弛豫频率f0通过下述式(1)求出。
f0＝(π·k)/(2·ρ·Cp·a2)···(1)
其中，π是圆周率、k是振动臂的振动方向(弯曲振动方向)的导热系数[W/(m·K]、ρ是振动臂的质量密度[kg/m3]、Cp是振动臂的热容[J/(kg·K)]、a是振动臂在振动方向(弯曲振动方向)的宽度[m]。
通常如图4所示的线C那样表示该Q值与频率之间的关系。在图4中，Q值变得极小的频率为热弛豫频率f0。
并且，在振动臂为平板构造的情况下，以f/f0＝1为界，振动频率f大于热弛豫频率f0、即频率比高于1的区域(1＜f/f0)为绝热的区域，频率比低于1的区域(1＞f/f0)为等温的区域。
此外，在振动臂的处于正反关系的两主面(面向与进行弯曲振动的方向垂直的方向的两个主面)中的至少一个面上形成有槽的构造的情况下，如果设为该情况下的热弛豫频率为f1，则以f/f1＝1为界，振动频率f大于热弛豫频率f1、即频率比高于1的区域(1＜f/f1)为绝热的区域，频率比低于1的区域(1＞f/f1)为等温的区域。
另外，在振动臂的处于正反关系的两主面中的至少一个面上形成有槽的构造的情况下，在进行弯曲振动的振动片的压缩部中的温度上升与拉伸部中的温度下降之间产生的热流动的路径比平板构造的情况长，因此上述弛豫时间也变长。即，热弛豫频率f1比平板构造的热弛豫频率f0小(f1＜f0)。因此，f1＜(f0×f1)1/2＜f0的关系成立。因此，在振动臂呈平板构造的情况下，优选满足f/f0的关系(绝热的区域)，在振动臂的正反主面中的至少一个面上形成有槽的构造的情况下，优选满足f/f1的关系(绝热的区域)，更优选满足f＞(f0×f1)1/2的关系，最优选满足f/f0的关系。
通过满足该关系，在振动片2的振动臂5、6中产生的热弹性损失减小。
另外，在振动臂的正反主面中的至少一个面上形成有槽的构造的情况下，根据振动臂的宽度(进行弯曲振动的方向的长度)通过所述(1)式计算的f0与振动频率f之间的关系只要满足f＞f0，则自然满足f/f1的关系。
此外，在将基部4小型化的情况下，振动臂5、6进行相互交替反复远离和接近的弯曲振动，伴随于此产生基部4在Y轴方向上移位的弯曲振动。因此，在基部4中，也产生热弹性损失，其结果，成为振动片2的Q值劣化的原因。
因此，本发明人着眼于振动片2的基部4的尺寸与热弹性损失之间的关系，想到了对由于振动臂5、6的弯曲振动而产生的基部4的弯曲振动引起的热弹性损失、与将振动片2的Q值换算成基部4的弯曲振动后的热弹性损失之间的关系进行比较。
在基部4中，沿着Y轴方向的基部4的长度(以下也称作“基部4的宽度”)最窄的部分由于刚性最低，因此最容易进行弯曲变形。因此，是如下部分：通过向该部分的宽度方向的两端部交替施加压缩的变形和伸长的变形而产生热，由于热扩散而产生的热弹性损失引起的Q值劣化为最大。
图5是用于说明基部沿着第1方向的有效宽度We的图。
如图5所示，假设如下假想梁40，该假想梁40的宽度方向与宽度最窄部分的基部4的宽度(基部4的第1端面41a与第2端面42a之间的最短距离Wb)方向相同，将被设定为该假想梁40的弯曲振动引起的Q值与振动片2整体的Q值相等的假想梁40的宽度定义为有效宽度We，建立有关其与假想梁40的弯曲振动中的热弛豫频率f0e之间的关系式，通过实现最短距离Wb与有效宽度We之比(Wb/We)的最优化，实现了伴随振动片2小型化的Q值劣化的减少。
下述式(2)是表示振动片2整体的Q值的式子，下述式(3)是表示作为相比所述式(1)、Q值为极小的频率的热弛豫频率f0e的式子。
Q＝{(ρ·Cp)/(c·α2·Θ)}
×[{1+(f/f0e)2}/(f/f0e)]···(2)
f0e＝(π·k)/(2·ρ·Cp·We2)···(3)
其中，We是有效宽度(假想梁的宽度)[m]、f是振动片的振动频率(在将振动片搭载到封装的状态下得到的实际振动频率)[Hz]、f0e是振动片的有效热弛豫频率(假想梁的热弛豫频率)[Hz]、Q是振动片的Q值(在将振动片搭载到封装的状态下得到的实际Q值)。
根据该式(2)、(3)，求出下述式(A)。从该式(A)可知，Q值成为We的关系式。
Q＝{(ρ·Cp)/(c·α2·Θ)}
×[{1+(2·ρ·Cp·We2·f/(π·k))2}
/(2·ρ·Cp·We2·f/(π·k))]···(A)
此外，以下的常数是只要材料确定(如果石英的切角确定，则根据与晶轴之间的关系)，则可唯一确定的常数，ρ是质量密度[kg/m3]、Cp是热容[J/(kg·K)]、c是与在面内和Wb的方向垂直的方向相关的弹性常数[N/m2]、α是与在面内和Wb的方向垂直的方向相关的热膨胀系数[1/K]、Θ是环境温度[K]、k是与Wb的方向相关的导热系数[W/(m·K)]。
因此，在式(2)、(3)中，未知的仅为We，根据该式(A)计算有效宽度We。
接着，使振动片2的基部4的Wb尺寸改变，通过仿真(有限元法)，使用数值分析对振动片2的Q值与We之间的相关进行了调查，并研究了Wb/We的最优化。
图6是示出用于仿真分析的振动片的平面图。此外，图7是示出仿真分析的条件和结果的表，图8是示出基于图7所示的结果的、Wb/We与Q值之间的关系的曲线图。
本仿真中使用了图6所示的振动片2A。该振动片2A所具备的石英基板3A替代上述基部4而具有基部4A。该基部4A除了省略宽度缩小部41、42以外，与基部4相同。
本仿真中的振动片2A的各个部分的尺寸如下所述。
振动臂5、6的臂部50、60的长度(沿着Y轴方向的长度)L1＝573[μm]
基部4A的长度(沿着Y轴方向的长度)L2＝Wb
锤头59、69的长度(沿着Y轴方向的长度)L3＝137[μm]
臂部50、60的宽度(沿着X轴方向的长度)W1＝40[μm]
锤头59、69的宽度(沿着X轴方向的长度)W2＝255[μm]
振动片2A整体的宽度(沿着X轴方向的长度)W3＝550[μm]
基部4和振动臂5、6的厚度(沿着Z轴方向的长度)T＝130[μm]
槽55、56、65、66的深度t＝60[μm]
此外，本仿真所使用的所述式(2)和所述式(3)中的各参数如下所述。
ρ＝2649[kg/m3]
Cp＝735.3718[J/(kg·K)]
α＝α11＝α22＝1.37×10-5[1/K]
c＝c11＝c22＝8.67×1010[N/m2]
Θ＝298.15[K]
k＝8.47[W/(m·K)]
另外，由于石英基板3A是Z切石英板(切角0度)，因此α＝α11＝α22、c＝c11＝c22。此外，对于振动臂5、6的槽55、56、65、66的形状，分析了考虑到湿蚀刻时的各向异性的形状。
通过这样的仿真，得到了图7和图8所示的结果。如图7和图8所示，可知在使基部4的最短距离Wb的尺寸在25μm～200μm内变化的情况下，Q值在1,484～9,018范围内较大程度地变化，在Wb/We为大约1以上时，Q值为大约8,500以上，在Wb/We为大约1.3以上时，Q值大致恒定，为大约9,000。
根据这样的结果，能够通过将Wb/We设为0.81以上1.70以下的范围(即，满足下述式(B))，设Wb为50μm～116μm的范围、Q值为6,672～8,971的范围、振动片的全长为760μm～826μm的范围。由此，在振荡电路中可得到能够进行更稳定的振荡的Q值(6,600以上)，且与Wb(＝L2)为200μm的全长(L1+L2+L3)910μm的以往设计的振动片相比，可实现全长的9.2％～16.5％的小型化。另外，这样的结果在具有宽度缩小部41、42的振动片2中也同样如此。
0.81≦Wb/We≦1.70···(B)
通过这样满足所述式(A)和(B)，能够减少因基部4的小型化而引起的热弹性损失。因此，能够实现振动臂5、6在延伸方向的小型化，并且减少热弹性损失。此外，优选满足0.91≦Wb/We≦1.30，更优选满足1.00≦Wb/We≦1.20。
能够通过将Wb/We设为0.91以上1.30以下的范围，设Wb为60μm～89μm的范围、Q值为7,867～8,882的范围、振动片的全长为770μm～799μm的范围。由此，能够得到更优异的Q值(7,800以上)，且与以往设计的振子相比，可实现全长的12.2％～15.4％的小型化。
能够通过将Wb/We设为1.00以上1.20以下的范围，设Wb为大约70μm～80μm的范围、Q值为大约8,500～8,800的范围、振动片的全长为大约780μm～790μm的范围。由此，能够得到更优异的Q值(8,500以上)，且与以往设计的振子相比，可实现全长的大约13.2％～14.3％的小型化。
另外，在振动片2的振动频率f高于将基部4视作弯曲振动体时的热弛豫频率f0b的绝热的区域中，Wb/We优选处于上述范围。
这里，f0b是在所述式(1)中替代a而代入Wb而得到的热弛豫频率，能够用下述式(5)表示。
f0b＝(π·k)/(2·ρ·Cp·Wb2)···(5)
此外，在振动片2的振动频率f低于该热弛豫频率f0b的等温的区域中，如果在图4中替代f0而置换为f0b进行考虑，则可知，如果将振动频率f固定来进行考虑，则热弛豫频率f0b越大，热弹性损失越小，Q值越大。即，与热弛豫频率f0b处于倒数关系的热弛豫时间越小，即作为热传播的路径的最短距离Wb越小，则热弹性损失越小，Q值越大，因此Wb/We优选处于1.00以下的范围。
如上所述，通过将Wb/We最优化，得到以下效果：能够实现振动片2的小型化、并且减少热弹性损失、实现优异的Q值。在基部4沿着X轴方向的长度比基部4沿着Y轴方向的长度长时，基部4容易弯曲，因此该效果变得显著。
此外，除了实现上述那样的Wb/We的最优化以外，如图1所示，在基部4的X轴方向上的两端部中的一个端部(+X轴方向侧的端部)上设置有突出部43作为折断痕迹。由此，可适当地发挥实现上述那样的Wb/We的最优化带来的效果。此外，不会由于突出部43而增大振动片2在Y轴方向的尺寸。
以下，详细叙述突出部43。
图9是示出以往的振动片的平面图。此外，图10是用于说明图1所示的振动片的电极结构和折断部的图，图10的(a)是俯视图，图10的(b)是仰视图(透视图)。而且，图11的(a)是图10中的B－B线剖视图，图11的(b)是用于说明图11的(a)所示的折断部中的折断的图。
在图9所示的振动片2X所具备的基部4X的与振动臂5、6相反侧的端部上，设置有突出部43X作为折断痕迹。此外，在基部4X的突出部43X的根部附近形成有凹部44X。
在这样的振动片2X中，由于存在该凹部44X，基部4X的最短距离Wb变得过短，其结果，热弹性损失增大。并且，在振动片2X中，在使振动臂5、6进行弯曲振动时，变形集中到该凹部44X，因此伴随该变形，由于基部4X的温度变化增大，热流增大，其结果，在这方面也导致热弹性损失增大。此外，在振动片2X中，在从外部施加了冲击时，应力集中到该凹部44X，可能以此为起点而产生破损。
因此，在振动片2中，为了解决这些问题，适当地发挥实现上述那样的Wb/We的最优化带来的效果，如上所述，在基部4的+X轴方向侧的端部上设置有突出部43。
此外，假想线Y1与突出部43的X轴方向的末端之间的距离La比俯视时假想线Y1、与锤头59、69在X轴方向的与假想线Y1侧相反侧的端部之间的距离Lb短。
由此，能够将X轴方向上的突出部43从基部4的突出量设为比X轴方向上的锤头59、69从基部4的突出量少。因此，能够在不增大振动片2在X轴方向的最大尺寸的情况下设置突出部43。此外，在得到规定的振动频率、规定的长度的振动片2的情况下，为了使由于增大锤头59、69的宽度而下降的振动频率返回到原来的程度，可以增大臂部50、60的宽度(X轴方向长度)，因此在弯曲振动时产生的热流动的路径变长，结果能够通过增大锤头59、69的宽度，在绝热的区域中减少热弹性损失。
如图10所示，这样的具有突出部43的振动片2通过如下方式得到：通过对石英的晶片进行蚀刻，以基部4的一部分经由折断部300与晶片的母材30相连的状态形成外形，然后，折断该折断部300。突出部43是通过折断该折断部300而形成的折断痕迹。
这里，虽然未图示，但在折断部300处进行折断之前的状态下，在X轴方向上排列有多个振动片2。此外，在基部4的两面上，设置有对第1驱动用电极84彼此进行电连接的布线86、和对第2驱动用电极85彼此进行电连接的布线87。此外，在母材30的一个面上，按照每个振动片2，设置有检查用的一对电极88、89。在折断部300处进行折断之前的状态下，电极88与第1驱动用电极84电连接，电极89与第2驱动用电极85电连接。由此，在将折断部300折断前，能够使用电极88、89，集中对多个振动片2进行频率调整等的检查和调整。该布线86、87和电极88、89能够与第1驱动用电极84和第2驱动用电极85一并形成。此外，在母材30上连接有多个振动片2的状态下进行的频率调整优选将频率调整到相对于期望的振动频率处于10％以内的范围，更优选调整到处于5％以内的范围。这样，即使在进行了小型化时特别显著地产生的、因蚀刻引起的形状的偏差而造成的振动频率的偏差较大，也能够减少成品率减小的情况，能够得到小型且频率精度高的振动片2。
折断部300具有从母材30突出的宽幅部301、和从宽幅部301的末端部突出的窄幅部302。并且，在窄幅部302的末端部连接有基部4。这样，通过设置宽度比宽幅部301窄的窄幅部302，在将折断部300折断时，应力容易集中到窄幅部302，能够减少每个产品的要断裂的部位的偏差，并且在期望位置处使折断部300局部断裂来进行折断。此外，宽幅部301的宽度从母材30起朝向窄幅部302逐渐缩窄，由此能够减少在母材30与宽幅部301的边界附近进行断裂的可能性增大的情况、且缩窄该振动片与在X轴方向相邻地排列的振动片之间的间隔，因此能够增加可从母材30取得的振动片2的数量。
特别是，在本实施方式中，如图10的(a)和图11所示，在窄幅部302的一个(电极88、89的相反侧)面上，形成有沿着其宽度方向延伸的槽303。由此，在窄幅部302中，形成有作为脆弱部的薄壁部。因此，如图11的(b)所示，在从折断部300的上表面侧施加外力来将折断部300折断时，能够在窄幅部302的薄壁部处，使折断部300局部断裂来进行折断。此外，能够减少作为折断痕迹的突出部43增大的情况。此外，通过在窄幅部302的与电极88、89相反侧的面上设置槽303，能够容易地进行电极88、89与第1、2驱动用电极84、85的电连接。
此外，对于槽303，相对于窄幅部302的宽度(Y轴方向的长度)的槽303的宽度(Y轴方向的长度)和位置没有特别限定，但槽303优选设置在窄幅部302的宽度方向上的整个区域中。由此，能够减少作为折断痕迹的突出部43的端面形状粗糙的情况。此外，能够减少由于突出部43而引起的振动片2在X轴方向上增大的情况。
此外，槽303的基部4侧的侧面成为相对于晶片的厚度方向成倾斜角θ地倾斜的倾斜面303a。由此，能够使用垂直曝光使在槽303的基部4侧的侧面形成的电极容易地断线。因此，能够防止在基部4的侧面形成的第1驱动用电极84与第2驱动用电极85之间的短路。另外，在不形成槽303的情况下，能够通过折断部300的正反面的构图，防止第1驱动用电极84与第2驱动用电极85之间的短路。
此外，槽303的宽度(沿着X轴方向的长度)优选为1μm以上100μm以下，更优选为5μm以上50μm以下。由此，能够使得槽303的形成容易、并且将晶片中的振动片2的获取个数确保得较多。
此外，窄幅部302的通过槽303形成的薄壁部的厚度相对于窄幅部302整体的厚度，优选为10％以上70％以下，更优选为30％以上60％以下。换言之，槽303的深度相对于窄幅部302整体的厚度，优选为30％以上90％以下，更优选为40％以上70％以下。由此，能够防止作为折断痕迹的突出部43增大，并且确保窄幅部302所需的强度，在对晶片进行了蚀刻时，防止振动片2脱落。
这样的槽303能够通过进行使用了湿蚀刻的半蚀刻，比较简单地形成。此外，在通过蚀刻形成振动臂5、6的槽55、56、65、66时，能够一并形成槽303。因此，也不会产生形成槽303而引起的制造工序增加。
此外，槽303相对于基部4被配置于+X轴方向侧。因此，通过进行使用了湿蚀刻的半蚀刻，能够利用各向异性容易地形成倾斜面303a。
此外，宽幅部301从母材30起朝Y轴方向突出，窄幅部302从宽幅部301起朝X轴方向突出。由此，能够在晶片上沿X轴方向高效地排列多个振动片2。
此外，如上所述，在基部4中，设置有宽度随着从基部4的中央部远离而朝向假想线Y1逐渐减小的宽度缩小部41、42。由此，由于振动臂5、6的弯曲振动而在基部4中产生的变形被宽度缩小部41、42阻挡而被抑制。因此，在通过粘接剂或凸块将基部4固定到封装从而将振动片2安装到封装的状态下，能够减少振动从基部4经由粘接剂或凸块向封装泄漏，从而提高Q值。另外，关于利用宽度缩小部41、42的基部4的振动泄漏减少效果，通过发明人的使用了仿真的分析得到确认。
此外，如上所述，在振动臂5、6的末端部设置有锤头59、69。即，振动臂5、6包含：锤头59、69；以及配置于锤头59、69与基部4之间的臂部50、60。由此，在得到以规定的振动频率进行振动的振动片2时，与不设置锤头59、69的情况相比，能够缩短振动臂5、6的长度，其结果，能够缩短振动片2的全长。此外，在得到规定的振动频率、规定的长度的振动片2的情况下，为了使由于设置锤头59、69而下降的振动频率返回到原来的程度，可以增大臂部50、60的宽度，因此在弯曲振动时产生的热流动的路径变长，结果能够在绝热的区域中减少热弹性损失。
此外，锤头59、69的宽度比臂部50、60宽，因此能够有效地增大锤头59、69的作为施重部的质量。因此，能够有效地实现振动片2的小型化以及热弹性损失的减少。
此外，锤头59、69的宽度W2和臂部50、60的宽度W1之比W2/W1优选为4以上10以下，更优选为5以上7以下。由此，能够减少伴随锤头59、69不必要振动增大的振动泄漏增加，并且提高利用锤头59、69的热弹性损失减少效果。这是由于，音叉型振子中的振动臂5、6的弯曲振动难以设为纯粹的面内振动而基本上伴随扭转的运动，因此如果过度增大锤头59、69的宽度，则扭转的运动增大从而基部4在±Z轴方向上振动，结果，振动能量经由设置于基部4的接合材料11发生泄漏。
(第1实施方式的振动片的变形例)
下面，对上述第1实施方式的振动片的变形例进行说明。
图12是示出本发明第1实施方式的振动片的变形例1的平面图(俯视图)，图13是示出本发明第1实施方式的振动片的变形例2的平面图(俯视图)，图14是示出本发明第1实施方式的振动片的变形例3的平面图(俯视图)。
另外，以下，关于第1实施方式的变形例，以与上述实施方式的不同之处为中心进行说明，省略相同事项的说明。此外，在图12～图14中，对与上述实施方式相同的结构标注相同标号。
图12所示的变形例1的振动片2B所具备的石英基板3B替代上述基部4而具有基部4B。该基部4B除了省略宽度缩小部41以外，与上述基部4相同。在这样的振动片2B中，通过使基部4B的第1端面41b与第2端面42a的最短距离Wb、和有效宽度We之间的关系满足上述那样的关系，也能够实现振动臂5、6的延伸方向上的振动片2B的小型化、并且减少振动片2B的热弹性损失。
图13所示的变形例2的振动片2C所具备的石英基板3C替代上述基部4而具有基部4C。该基部4C除了省略宽度缩小部42以外，与上述基部4相同。在这样的振动片2C中，通过使基部4C的第1端面41a与第2端面42a的最短距离Wb、和有效宽度We之间的关系满足上述那样的关系，也能够实现振动臂5、6的延伸方向上的振动片2C的小型化、并且减少振动片2C的热弹性损失。
图14所示的变形例3的振动片2D所具备的石英基板3D替代上述基部4而具有基部4D。该基部4D除了省略宽度缩小部41、42，并且在X轴方向上的两端部分别设置有突出部43以外，与上述基部4相同。在这样的振动片2D中，通过使基部4D的第1端面41b与第2端面42b的最短距离Wb、和有效宽度We之间的关系满足上述那样的关系，也能够实现振动臂5、6的延伸方向上的振动片2D的小型化、并且减少振动片2D的热弹性损失。
<第2实施方式>
接着，说明本发明的第2实施方式。
图15是示出本发明第2实施方式的振动片的平面图(俯视图)。此外，图16是用于说明图15所示的振动片的折断部的图。此外，图17是用于说明图15所示的振动片的电极结构和折断部的图，图17的(a)是俯视图，图17的(b)是仰视图(透视图)。
以下，关于第2实施方式，以与上述实施方式的不同之处为中心进行说明，省略相同事项的说明。
第2实施方式除设置了支承臂以外，与第1实施方式大致相同。另外，在图15～图17中，对与上述实施方式相同的结构标注相同标号。
图15所示的振动片2E具有：石英基板3E、以及形成在该石英基板3E上的第1驱动用电极84和第2驱动用电极85(参照图17)。
石英基板3E具有：基部4E；从基部4E起延伸的一对振动臂5、6；以及从基部4E起在一对振动臂5、6之间延伸的支承臂7。
基部4E具有设置于+Y轴方向侧的端部的宽度缩小部42E。
在该基部4E的+X轴方向侧的端部，设置有突出部43作为折断痕迹。此外，在基部4E的与振动臂5、6相反侧的端部，设置有抑制振动泄漏的宽度缩小部42E。另一方面，支承臂7从基部4E的振动臂5、6侧的端部起延伸。
支承臂7从基部4E起向－Y轴方向延伸，且位于振动臂5、6之间。该支承臂7具有主体部71、以及连接主体部71和基部4E的连接部72。该支承臂7的主体部71的+Z轴方向侧的面经由一对接合材料11被固定和支承到未图示的封装。
在本实施方式中，连接部72沿着X轴方向的宽度比主体部71沿着X轴方向的宽度小。由此，抑制从基部4E向主体部71的振动传递，其结果，能够进一步减小振动泄漏。另外，连接部72沿着X轴方向的宽度可以与主体部71沿着X轴方向的宽度相同，也可以具有比主体部71沿着X轴方向的宽度大的部分。
此外，在俯视时，主体部71包含振动片2E的重心G。由此，能够在接近振动片2E的重心G的位置处设置固定部，因此固定时的姿态控制变得容易。此外，能够将一对振动臂5、6之间的空间有效用作支承臂7的配置空间，其结果，能够防止振动片2E的大型化。
此外，支承臂7的末端相比振动臂5、6的锤头59、69位于+Y轴方向侧(基部4E侧)。因此，能够将振动臂5、6间的空间有效用作支承臂7的配置空间。另外，支承臂7沿着Y轴方向的长度可以与振动臂5、6沿着Y轴方向的长度相等，也可以比振动臂5、6沿着Y轴方向的长度长。
在这样的振动片2E中，通过使基部4E的第1端面41c与第2端面42c的最短距离Wb、和有效宽度We之间的关系满足上述那样的关系，也能够实现振动臂5、6的延伸方向上的振动片2E的小型化、并且减少振动片2E的热弹性损失。
特别是，在振动片2E中，能够通过设置支承臂7，抑制由于振动臂5、6的弯曲振动而产生的振动泄漏。因此，能够得到具有高Q值的振动片2E。
此外，通过将支承臂7配置到一对振动臂5、6之间，支承并固定振动片2E的部分成为振动片2E的中央部，因此能够缩短振动片2E的全长，从而实现振动片2E的小型化。
此外，如图16和图17所示，振动片2E通过如下方式得到：通过对石英的晶片进行蚀刻，以基部4E的一部分经由折断部300E与晶片的母材30E相连的状态形成外形，然后，折断该折断部300E。突出部43是通过折断该折断部300E而形成的折断痕迹。
这里，在折断部300E处进行折断之前的状态下，在X轴方向上排列有多个振动片2E。此外，在基部4E的两面上，设置有对第1驱动用电极84彼此进行电连接的布线86E、和对第2驱动用电极85彼此进行电连接的布线87E。此外，在母材30E的一个面上，按照每个振动片2E设置有检查用的一对电极88E、89E。在折断部300E处进行折断之前的状态下，电极88E与第1驱动用电极84电连接，电极89E与第2驱动用电极85电连接。
该折断部300E能够与上述第1实施方式的折断部300同样地构成。
(折断部的变形例)
下面，对第2实施方式的振动片2E所使用的折断部的变形例进行说明。
图18是用于说明图15所示的振动片的折断部的变形例的图。此外，图19是用于说明图15所示的振动片的电极结构和折断部的变形例的图，图19的(a)是俯视图，图19的(b)是仰视图(透视图)。
在图18和图19中，振动片2E通过如下方式得到：通过对石英的晶片进行蚀刻，以基部4E的一部分经由折断部300E1与晶片的母材30E1相连的状态形成外形，然后，折断该折断部300E1。
这里，在折断部300E1处进行折断之前的状态下，在Y轴方向上排列有多个振动片2E。此外，在基部4E的两面上，设置有对第1驱动用电极84彼此进行电连接的布线86E、和对第2驱动用电极85彼此进行电连接的布线87E。此外，在母材30E1的一个面上，按照每个振动片2E设置有检查用的一对电极88E1、89E1。在折断部300E1处进行折断之前的状态下，电极88E1与第1驱动用电极84电连接，电极89E1与第2驱动用电极85电连接。
该变形例的折断部300E1从母材30朝X轴方向突出。由此，能够在晶片上沿Y轴方向高效地排列多个振动片2E。
(第2实施方式的振动片的变形例)
下面，对上述第2实施方式的振动片的变形例进行说明。
图20是示出本发明第2实施方式的振动片的变形例1的平面图(俯视图)，图21是示出本发明第2实施方式的振动片的变形例2的平面图(俯视图)。
另外，以下，关于第2实施方式的变形例，以与上述实施方式的不同之处为中心进行说明，省略相同事项的说明。此外，在图20、图21中，对与上述实施方式相同的结构标注相同标号。
图20所示的变形例1的振动片2F所具备的石英基板3F替代上述基部4E而具有基部4F。该基部4除了省略宽度缩小部42、并且在基部4E的－Y轴方向侧的端部设置宽度缩小部41F以外，与上述基部4E相同。在这样的振动片2F中，通过使基部4F的第1端面41d与第2端面42d的最短距离Wb、和有效宽度We之间的关系满足上述那样的关系，也能够实现振动臂5、6的延伸方向上的振动片2F的小型化、并且减少振动片2F的热弹性损失。
图21所示的变形例2的振动片2G所具备的石英基板3G替代上述基部4E而具有基部4G。该基部4G除了在基部4E的－Y轴方向侧的端部设置宽度缩小部41F以外，与上述基部4E相同。在这样的振动片2G中，通过使基部4G的第1端面41d与第2端面42e的最短距离Wb、和有效宽度We之间的关系满足上述那样的关系，也能够实现振动臂5、6的延伸方向上的振动片2G的小型化、并且减少振动片2G的热弹性损失。
2.振子
接着，对应用了本发明的振动片的振子进行说明。
图22是示出本发明的振子的一例的概略结构的图，图22的(a)是平面图，图22的(b)是剖视图。另外，在图22的(a)中，为了方便说明，省略了盖部件的图示。
如图22所示，振子1具有上述第1实施方式的振动片2、和作为收纳振动片2的容器的封装9。
封装9形成为大致长方体形状，并具有：封装底座91，其平面形状为大致矩形且设置有凹部911；以及平板状的盖(盖体)92，其覆盖封装底座91的凹部911。
作为封装底座91的构成材料，可采用对陶瓷生片进行成型和层叠并烧制而成的氧化铝质烧结体、莫来石质烧结体、氮化铝质烧结体、碳化硅质烧结体、玻璃陶瓷烧结体等陶瓷类的绝缘性材料，石英，玻璃和硅(高电阻硅)等。
作为盖92的构成材料，能够使用与封装底座91相同的材料，或者铁镍钴合金、42合金等。
在封装底座91的凹部911的内底面(内侧的底面)上，在与振动片2的安装电极(设置于上述基部4的+Z轴方向侧的面的布线86、86)相对的位置处，设置有内部端子951、961，所述安装电极作为从未图示的激励电极引出到基部4的端子电极。
振动片2的安装电极经由导电性的接合材料11被接合到内部端子951、961，该导电性的接合材料11使用了混合有金属填充剂等导电性物质的环氧类、硅类、聚酰亚胺类、丙烯酸类、双马来酰亚胺类等的导电性粘接剂，Au(金)、Al(铝)、软钎料凸块等金属凸块，或者在金属层、或树脂制的核心上形成了金属布线的树脂凸块等。
这样通过粘接剂或凸块安装到封装9的振动片与经由导线端子进行连接的情况相比，更有利于小型化。因此，通过在这样的具有振动片的振子1中使用本发明的振动片2，能够实现小型化，且发挥优异的特性。
在封装底座91的与凹部911相反侧的外底面(外侧的底面)上，设置有电极端子952、962。
电极端子952、962通过未图示的内部布线与内部端子951、961电连接。具体叙述的话，电极端子952与内部端子951电连接，电极端子962与内部端子961电连接。
这样的内部端子951、961和电极端子952、962例如由金属覆盖膜构成，该金属覆盖膜是通过镀覆等在W(钨)、Mo(钼)等的金属化层上层叠Ni(镍)、Au(金)等的各覆盖膜的结构。
在这样的封装底座91上，经由接缝环、低熔点玻璃、粘接剂等接合部件93接合有盖92。由此，对封装底座91的凹部911进行了气密密封。该气密密封的空间优选为减压后的真空状态(真空度高的状态)，使得不阻碍振动片2的弯曲振动。
另外，封装9可以由平板状的封装底座和具有凹部的盖等构成，也可以在封装底座和盖的两方上都具有凹部。
根据以上所说明的振子1，小型且具有优异的特性。此外，这样的振子1还能够用作传感器，该情况下，能够提供小型且具有优异的特性的传感器。
3.振荡器
接着，对应用了本发明的振动片的振荡器进行说明。
图23是示出本发明的振荡器的一例的概略结构的图，图23的(a)是平面图，图23的(b)是剖视图。
另外，以下，关于振荡器，以与上述振子的不同之处为中心进行说明，省略相同事项的说明。此外，在图23中，对与上述振子相同的结构标注相同标号。
图23所示的振荡器10具有：上述第1实施方式的振动片2；IC芯片80，其作为用于使振动片2进行振荡(驱动振动片2)的振荡电路；以及收纳振动片2和IC芯片80的封装9。
在封装底座91的凹部911的内底面，设置有形成为凹状的IC芯片80的收纳部。内置振荡电路的IC芯片80使用未图示的粘接剂等被固定在封装底座91的收纳部的底面上。
IC芯片80的未图示的连接焊盘通过Au(金)、Al(铝)等的金属线与收纳部内的内部连接端子97电连接。
内部连接端子97由金属覆盖膜构成，该金属覆盖膜是通过镀覆等在W(钨)、Mo(钼)等的金属化层上层叠Ni(镍)、Au(金)等的各覆盖膜而成的，内部连接端子97经由未图示的内部布线，与设置于封装9的外底面四角的电极端子94以及内部端子951、961等电连接。
另外，在IC芯片80的连接焊盘与内部连接端子97的连接中，除了使用了金属线的引线接合的连接方法以外，也可以使IC芯片80正反倒转而使用倒装安装的连接方法等。
此外，IC芯片80可以构成为被安装到设置于封装9的外底面的凹部内，并通过模塑材料进行密封。
根据以上所说明的振荡器10，小型且具有优异的特性。
4.电子设备
接着，根据图24～图26对应用了本发明的振动片的电子设备进行说明。
图24是示出作为本发明的电子设备的第1例的移动型(或笔记本型)的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以及具有显示部100的显示单元1106构成，显示单元1106通过铰链构造部以能够转动的方式支承在主体部1104上。在这种个人计算机1100中内置有振荡器10(振动片2)。
图25是示出作为本发明的电子设备的第2例的移动电话机(也包括PHS)的结构的立体图。
在该图中，移动电话机1200具有多个操作按钮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100。在这种移动电话机1200中内置有振荡器10(振动片2)。
图26是示出作为本发明的电子设备的第3例的数字照相机的结构的立体图。另外，在该图中，还简单地示出与外部设备之间的连接。
这里，通常的照相机是通过被摄体的光像对银盐胶片进行感光，与此相对，数字照相机1300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而生成摄像信号(图像信号)。
在数字照相机1300的外壳(机身)1302的背面设置有显示部100，构成为根据CCD的摄像信号进行显示，显示部100作为取景器发挥功能，将被摄体显示为电子图像。并且，在外壳1302的正面侧(图中背面侧)设置有包含光学镜头(摄像光学系统)和CCD等的受光单元1304。
摄影者确认在显示部100中显示的被摄体像，并按下快门按钮1306时，将该时刻的CCD的摄像信号传输到存储器1308内进行存储。并且，在该数字照相机1300中，在外壳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，在视频信号输出端子1312上连接电视监视器1430，在数据通信用的输入输出端子1314上连接个人计算机(PC)1440。而且，构成为通过规定的操作，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。在这种数字照相机1300中内置有振荡器10(振动片2)。
根据以上所说明的电子设备，具有优异的可靠性。
另外，除了图24的个人计算机(移动型个人计算机)、图25的移动电话机、图26的数字照相机以外，具有本发明的振动片的电子设备例如还能够应用于喷墨式排出装置(例如喷墨打印机)、个人计算机、电视、摄像机、录像机、车载导航装置、寻呼机、电子记事本(也包含通信功能)、电子辞典、计算器、电子游戏设备、文字处理器、工作站、视频电话、防盗用电视监视器、电子双筒镜、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。
5.移动体
图27是示出作为本发明的移动体的一例的汽车的结构的立体图。
该图中，在控制轮胎2109的电子控制单元2108中内置有振荡器10(振动片2)，并将电子控制单元2108搭载到车体2107。
在汽车2106上搭载具有本发明的振动片的振子或振荡器，例如，可以广泛应用于无钥匙门禁、防盗器、汽车导航系统、汽车空调、防抱死制动系统(ABS：Antilock BrakeSystem)、安全气囊、轮胎压力监测系统(TPMS：Tire Pressure Monitoring System)、发动机控制器、混合动力汽车及电动汽车的电池监视器、以及车体姿势控制系统等的电子控制单元(ECU：electronic control unit)2108。
根据以上所说明的移动体，具有优异的可靠性。
以上，根据图示的实施方式对本发明的振动片、振子、振荡器、电子设备、传感器以及移动体进行了说明，但是，本发明不限于此，各个部分的结构可置换为具有相同功能的任意结构。此外，可以在本发明中附加其他任意的结构物。此外，还可以适当组合各实施方式。
此外，例如在上述实施方式和变形例中，以使用了石英作为振动片的振动基板的构成材料的情况为例进行了说明，但能够使用石英以外的压电体材料作为振动片的振动基板的构成材料。作为振动片的振动基板，例如能够使用氮化铝(AlN)、铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、锆钛酸铅(PZT)、四硼酸锂(Li2B4O7)、硅酸镓镧(La3Ga5SiO14)等的氧化物基板，在玻璃基板上层叠氮化铝或五氧化二钽(Ta2O5)等的压电体材料而构成的层叠压电基板，或者压电陶瓷等。
此外，能够使用压电体材料以外的材料形成振动片。例如，还能够使用硅半导体材料等形成振动片。此外，振动片的振动(驱动)方式不限于压电驱动。例如，在本发明中，作为振动片的驱动方式，除了使用了压电基板的压电驱动型的驱动方式以外，也可以使用利用了静电力的静电驱动型、或利用了磁力的劳伦兹驱动型等。
此外，本发明的振动片当然能够应用于陀螺仪传感器、压力传感器、加速度传感器、倾斜传感器等各种传感器。
此外，设置于基部的宽度缩小部只要随着从基部的中央部远离而逐渐缩窄，则不限于上述实施方式的形状、大小等。例如，宽度缩小部的宽度可以阶段性(例如呈阶梯状)地变化。

Claims (14)

1.一种振动片，其具有：
基部，在俯视时，该基部包含第1端部和位于所述第1端部的相反侧的第2端部；以及
一对振动臂，它们在俯视时从所述第1端部起沿着第1方向延伸、且沿着与所述第1方向交叉的第2方向排列，
该振动片的特征在于，
该振动片具有突出部，该突出部设置于俯视时分别位于所述基部在所述第2方向上的两端的第3端部和第4端部中的至少一个端部，
在设所述第1端部与所述第2端部的最短距离为Wb[m]、所述基部沿着所述第1方向的有效宽度为We[m]、所述振动片的Q值为Q时，满足下述式(A)和(B)：
Q＝{(ρ·Cp)/(c·α2·Θ)}×[{1+(2·ρ·Cp·We2·f/(π·k))2}/(2·ρ·Cp·We2·f/(π·k))]····(A)
0.81≦Wb/We≦1.70···(B)
其中，在所述式(A)中，f是振动片的振动频率[Hz]、ρ是质量密度[kg/m3]、Cp是热容[J/(kg·K)]、c是与在面内和Wb的方向垂直的方向相关的弹性常数[N/m2]、α是与在面内和Wb的方向垂直的方向相关的热膨胀系数[1/K]、Θ是环境温度[K]、k是与Wb的方向相关的导热系数[W/(m·K)]。
2.根据权利要求1所述的振动片，其中，
满足0.91≦Wb/We≦1.30。
3.根据权利要求2所述的振动片，其中，
满足1.00≦Wb/We≦1.20。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的振动片，其中，
该振动片具有从所述基部起延伸的支承臂。
5.根据权利要求4所述的振动片，其中，
在俯视时，所述支承臂配置于所述一对振动臂之间。
6.根据权利要求1～3中的任意一项所述的振动片，其中，
在俯视时，所述振动臂包含：施重部；以及臂部，其配置于所述施重部与所述基部之间。
7.根据权利要求6所述的振动片，其中，
所述施重部的沿着所述第2方向的宽度比所述臂部宽。
8.根据权利要求7所述的振动片，其中，
在设定了俯视时通过所述一对振动臂之间的中心、且沿着所述第1方向的假想线时，
所述假想线与所述突出部的末端之间的距离比俯视时所述假想线与所述施重部在所述第2方向上的和所述假想线侧相反侧的端部之间的距离短。
9.一种振子，其特征在于，该振子具有：
权利要求1～8中的任意一项所述的振动片；以及
安装有所述振动片的容器。
10.根据权利要求9所述的振子，其中，
所述振动片通过粘接剂或凸块被安装到所述容器。
11.一种振荡器，其特征在于，该振荡器具有：
权利要求1～8中的任意一项所述的振动片；以及
电路。
12.一种电子设备，其特征在于，该电子设备具有权利要求1～8中的任意一项所述的振动片。
13.一种传感器，其特征在于，该传感器具有权利要求1～8中的任意一项所述的振动片。
14.一种移动体，其特征在于，该移动体具有权利要求1～8中的任意一项所述的振动片。
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