CN109478876B - 谐振器和谐振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供谐振器和谐振装置。抑制在保持部上的绝缘体层带电的电荷对谐振频率造成的影响。谐振器具备：振动部，具有压电膜、设置为将该压电膜夹持在中间并对置的下部电极和上部电极，上述振动部以规定的振动模式进行振动；保持部，至少设置于振动部的振动的位移成为最大的位移最大区域的周围，并具有绝缘膜；保持臂，对振动部与保持部进行连接；和导电部，形成为在保持部中的至少与振动部的位移最大区域对置的区域中，与保持部的绝缘膜连接，导电部与下部电极或者上述上部电极电连接，或者被接地。

Description

谐振器和谐振装置
技术领域
本发明涉及谐振器和谐振装置。
背景技术
作为在电子设备中用于实现计时功能的器件，使用压电振子等谐振器。伴随着电子设备的小型化，谐振器也要求小型化，从而使用MEMS(Micro Electro MechanicalSystems：微机电系统)技术制造的谐振器(以下，也称为“MEMS振子”)备受瞩目。
在MEMS振子中，存在因制造偏差使谐振频率产生偏差的情况。因此，在MEMS振子的制造过程中、制造后，通过追加蚀刻等来调整频率。
例如，在专利文献1公开了如下的结构：在具有多个振动臂的振子中，分别使设置于振动臂的顶端侧的粗调用的质量部和设置于振动臂的基端侧的微调用的质量部减少，由此调整谐振频率。
专利文献1：日本特开2012－065293号公报
以往的谐振器成为矩形的振动部(振动体)被保持臂连接于保持部的结构，保持部的表面成为被绝缘膜覆盖的结构。在这样的谐振器的情况下，例如存在保持部的绝缘膜因在形成薄膜时产生的电场等而带电的情况。另外，当在这样的以往的谐振器使用了专利文献1所记载的使用了离子束的频率调整方法的情况下，存在将离子束照射至保持部，由此使保持部的绝缘膜带电的情况。其结果，在保持部与振动部之间产生库仑力，会使谐振频率产生变动。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而完成的，目的在于抑制在保持部上的绝缘膜带电的电荷对谐振频率造成的影响。
本发明的一方面的谐振器具备：振动部，具有压电膜、设置为将该压电膜夹持在中间并对置的下部电极和上部电极，上述振动部以规定的振动模式进行振动；保持部，至少设置于振动部中的振动的位移最大的位移最大区域的四周，并具有绝缘膜；保持臂，对振动部与保持部进行连接；和导电部，形成为在保持部中的至少与振动部的位移最大区域对置的区域与保持部的绝缘膜连接，导电部与下部电极或者上述上部电极电连接，或者被接地。
根据本发明，能够抑制在保持部上的绝缘膜带电的电荷对谐振频率造成的影响。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的第1实施方式的谐振装置的外观的立体图。
图2是示意性地表示本发明的第1实施方式的谐振装置的构造的分解立体图。
图3是取下了上侧基板的本发明的第1实施方式的谐振器的俯视图。
图4是沿着图3的AA′线的剖视图。
图5是表示对本发明的第1实施方式的谐振器的振动方式进行了解析的结果的图。
图6是本发明的第2实施方式的谐振器的俯视图。
图7是本发明的第2实施方式的谐振装置的剖视图。
图8是本发明的第3实施方式的谐振装置的分解立体图。
图9是本发明的第3实施方式的谐振器的俯视图。
图10是沿着图8的BB′线的剖视图。
图11是本发明的第4实施方式的谐振装置的分解立体图。
图12是本发明的第4实施方式的谐振器的俯视图。
图13是本发明的第5实施方式的谐振器的俯视图。
具体实施方式
[第1实施方式]
以下，参照附图，对本发明的第1实施方式进行说明。图1是示意性地表示本发明的第1实施方式的谐振装置1的外观的立体图。另外，图2是示意性地表示本发明的第1实施方式的谐振装置1的构造的分解立体图。
该谐振装置1具备：谐振器10、设置为隔着谐振器10相互对置的上盖30和下盖20。即，谐振装置1构成为将下盖20、谐振器10、上盖30依次层叠。
另外，谐振器10与下盖20、上盖30接合，由此，密封谐振器10，形成谐振器10的振动空间。谐振器10、下盖20和上盖30分别使用Si基板形成。而且，谐振器10、下盖20和上盖30通过将Si基板彼此相互接合，而相互接合。谐振器10和下盖20也可使用以SOI基板而形成。
谐振器10是使用MEMS技术制造的MEMS谐振器。此外，在本实施方式中，以使用硅基板形成谐振器10的情况为例进行说明。以下，对谐振装置1的各结构详细地进行说明。
(1.上盖30)
上盖30具有沿着XY平面扩展的平板形状。
(2.下盖20)
下盖20具有沿着XY平面设置的矩形平板状的底板22和从底板22的周缘部向Z轴方向(即，下盖20与谐振器10层叠的方向)延伸的侧壁23。在下盖20的与谐振器10对置的面设置有由底板22的表面和侧壁23的内表面形成的凹部21。凹部21形成谐振器10的振动空间的局部。通过上述的上盖30与下盖20，气密地密封该振动空间，维持真空状态。也可以是，在该振动空间填充例如惰性气体等气体。
(3.谐振器10)
图3是示意性地表示本实施方式的谐振器10的构造的俯视图。使用图3，对本实施方式的谐振器10的各部分结构进行说明。此外，在图3中，提取谐振器10的构造的对特征的至少局部进行说明所需的结构进行记载，但不妨碍谐振器10具备未图示的结构。谐振器10具备：振动部120、保持部140、保持臂110a、110b、导电部236、布线237、和端子51、52。
(a)振动部120
振动部120具有沿着图3的正交坐标系的XY平面扩展的矩形的轮廓。振动部120设置于保持部140的内侧，在振动部120与保持部140之间以规定的间隔形成有空间。振动部120在Y轴方向具有长边，在X轴方向具有短边。
使用图4、图5详细进行说明，在振动部120之上形成有后述的金属层E2，由此具备一个具有与Si基板F2(参照图4)的表面对置的面的上部电极，与该一个上部电极对应地具有一个振动区域。振动区域构成为，在振动部120中，把将与后述的保持臂110连接的连接位置连接起来的区域设为节，在X轴方向上进行轮廓振动。本实施方式的振动部120在其四个角，振动的位移最大(参照图5)。
此外，振动部120可以具有多个上部电极，在该情况下，振动部120具有与多个上部电极的个数对应地分割的多个振动区域。
在振动部120的表面(与上盖30对置的面)形成有绝缘膜235，覆盖表面的整个面。此外，绝缘膜235不必覆盖振动部120的整个面，但在保护免于对压电膜(例如图4的压电薄膜F3)的损伤这方面，优选覆盖振动部120的整个面。
(b)保持部140
保持部140沿着XY平面形成为矩形的框状。保持部140设置为在俯视时沿着XY平面包围振动部120的外侧。此外，保持部140只要设置于至少振动部120的振动的位移最大的位移最大区域(在本实施方式中为振动部120的四个角的区域)的周围即可，不限定于框状的形状。例如，保持部140只要是在能够保持振动部120并且能与上盖30和下盖20接合这种程度下，设置于振动部120的周围即可。
在本实施方式中，保持部140由框体140a、140b、140c、140d构成。此外，如图2所示，框体140a～140d具有一体形成的棱柱形状。如图3所示，框体140a、140b与Y轴方向平行，且与振动部120的长边对置地延伸。另外，框体140c、140d与振动部120的短边对置，且与X轴方向平行地延伸，在其两端分别连接于框体140a、140b的两端。
框体140c、140d在其中央附近被保持臂110连接。另外，框体140c、140d在与保持臂110连接的位置附近分别具备端子51、52。端子51是用于使后述的上部电极E2(参照图4)与外部连接的端子。另外，端子52是用于使后述的下部电极E1(参照图4)与外部连接的端子。
另外，保持部140的表面被绝缘膜235覆盖。
(c)保持臂110
保持臂110a、110b(以下，也统称为“保持臂110”)是棱柱形状的臂，设置于保持部140的内侧，且设置于振动部120的短边与框体140c、140d之间的空间。保持臂110a、110b将振动部120的短边分别连接于框体140c、140d。
在本实施方式中，对保持臂110被绝缘膜235覆盖的情况进行说明，但不局限于此，绝缘膜235也可以不形成于保持臂110的表面。
(d)导电部236
导电部236在保持部140之上沿着保持部140的内缘形成。具体而言，导电部236在俯视时设置于使其内缘与保持部140的内缘大致对齐的位置，其外缘位于保持部140的内缘与外缘之间。导电部236的从内缘朝向外缘的宽度例如是10μm左右。另外，导电部236的外缘优选不位于保持部140之上的形成有后述的接合层35(图3中未图示，参照图4)的区域。优选结构是，例如，在导电部236的外缘与保持部140的外缘之间设置有间隔大于后述的接合层35的宽度，但也可以是，导电部236的外缘与保持部140的外缘对齐。
此外，导电部236至少只要在与振动部120的由振动形成的位移最大的位移最大区域(在本实施方式中为振动部120的四个角)对置的区域，形成为与保持部140的绝缘膜235连接即可。该情况下的导电部236的结构在第2实施方式至第4实施方式中进行说明。
(e)端子51、52
端子51、52是对外部电极与谐振器进行连接的输入输出端子。端子51是形成于保持部140的框体140c之上的填充了金属的孔，使金属层E2(参照图4)与外部电极连接。另外，在端子51连接有导电部236。即，在端子51中，金属层E2(参照图4)与导电部236电连接。
另一方面，端子52是形成于保持部140的框体140d之上的供金属填充的孔，使金属层E1(参照图4)与外部电极连接。
(f)布线237
布线237将导电部236引出至端子51，而使端子51与导电部236连接。此外，布线237也可以是将导电部236引出至端子52，使端子52与导电部236连接的结构。另外，布线237也可以是使导电部236与接地端子(未图示)连接的结构。
(4.层叠构造)
接下来，使用图4对谐振器10的层叠构造和构成材料进行说明。图4是示意性地表示图2的AA′剖面的简图。
如图4所示，本实施方式的谐振装置1将下盖20的侧壁23与谐振器10的保持部140接合，另外，将谐振器10的保持部140与上盖30的侧壁33接合。这样，在下盖20与上盖30之间保持谐振器10，在下盖20与上盖30之间形成供振动部120振动的振动空间。
下盖20的底板22和侧壁23由Si(硅)形成为一体。此外，也可以是，在侧壁23的上表面形成有氧化硅(例如SiO2)膜，通过该氧化硅膜，将下盖20与谐振器10的保持部140进行接合的结构。在Z轴方向上限定出来的下盖20的厚度例如为150μm，凹部21的深度例如为50μm。
上盖30由规定的厚度的Si(硅)晶圆形成。如图4所示，上盖30在其周缘部(侧壁33)处与谐振器10的保持部140接合。在上盖30的周缘部与保持部140之间形成有接合层35，通过该接合层35，将上盖30与保持部140接合。接合层35例如由Au(金)膜和Sn(锡)膜形成。
在谐振器10中，保持部140、振动部120、保持臂110在同一工艺中形成为一体。在谐振器10中，首先，在Si(硅)基板F2之上层叠有金属层E1。然后，在金属层E1之上层叠有压电薄膜F3(是压电膜的一个例子。)，以覆盖金属层E1，另外，在压电薄膜F3的表面(是上表面的一个例子)层叠有金属层E2。在金属层E2之上层叠有绝缘膜235，以覆盖金属层E2。在保持部140之上，进一步在绝缘膜235之上层叠有导电膜236。此外，也能够通过使用成为低电阻的简并硅基板，通过Si基板F2本身兼具金属层E1，而省略金属层E1。
Si基板F2例如由厚度6μm左右的进行了简并的n型Si半导体形成，作为n型掺杂剂，能够包含P(磷)、As(砷)、Sb(锑)等。使用于Si基板F2的简并Si的电阻值例如不足1.6mΩ·cm，更加优选为1.2mΩ·cm以下。另外，在Si基板F2的下表面形成有氧化硅(例如SiO2)层(温度特性修正层)F1。由此，能够提高温度特性。
在本实施方式中，氧化硅层(温度特性修正层)F1是指，与不将该氧化硅层F1形成于Si基板F2的情况相比，具有使在Si基板F2形成了温度修正层时的振动部上的频率的温度系数(即，单位温度的变化率)至少在常温附近减少的功能的层。振动部120具有氧化硅层F1，由此例如，能够减少Si基板F2、金属层E1、E2、压电薄膜F3和氧化硅层(温度修正层)F1实现的层叠构造体的谐振频率因温度导致的变化。
在谐振器10中，氧化硅层F1优选以均匀的厚度形成。此外，均匀的厚度是指，氧化硅层F1的厚度的偏差为相对于厚度的平均值在±20％以内。
此外，氧化硅层F1可以形成于Si基板F2的上表面，也可以形成于Si基板F2的上表面与下表面双方。另外，在保持部140中，也可以不在Si基板F2的下表面形成氧化硅层F1。
金属层E2、E1例如使用厚度0.1～0.2μm左右的Mo(钼)、铝(Al)等形成。金属层E2、E1通过蚀刻等形成为所希望的形状。金属层E1例如在振动部120之上形成为作为下部电极发挥功能。另外，金属层E1在保持臂110、保持部140之上形成为作为用于在设置于谐振器10的外部的交流电源连接下部电极的布线发挥功能。
另一方面，金属层E2在振动部120之上形成为作为上部电极发挥功能。另外，金属层E2在保持臂110a、110b、保持部140之上形成为作为用于在设置于谐振器10的外部的电路连接上部电极的布线发挥功能。
此外，在从交流电源向下部布线或者上部布线进行连接时，也可以使用在上盖30的外表面形成电极(是外部电极的一个例子)，该电极对电路与下部布线进行连接或者对电路与上部布线进行连接的结构，或在上盖30内形成贯通孔，向该贯通孔的内部填充导电性材料而设置布线，该布线对交流电源与下部布线或者交流电源与上部布线进行连接的结构。另外，也能够形成在上盖30的外表面形成接地端子，使下部布线接地的结构。
压电薄膜F3是将施加的电压转换成振动的压电体的薄膜，例如，能够以AlN(氮化铝)等氮化物、氧化物为主要成分。具体而言，压电薄膜F3能够由ScAlN(氮化钪铝)形成。ScAlN将氮化铝中的一部分铝置换成钪。另外，压电薄膜F3例如具有1μm的厚度，但也能够使用0.2μm～2μm左右。
绝缘膜235是绝缘体的层，在本实施方式中，形成于谐振器10的整个面。例如，绝缘膜235由AlN、SiN等氮化膜、Ta2O5(五氧化钽)、SiO2等氧化膜形成。绝缘膜235的厚度例如为0.2μm左右。
端子51是向除去绝缘膜235的局部而使金属层E2的表面露出的孔中填充导电体而形成的。另外，端子52是向除去绝缘膜235、压电薄膜F3的局部而使金属层E1的表面露出的孔中填充导电体而形成的。填充于端子51、52的导电体例如为Mo(钼)、铝(Al)等。
导电部236和布线237为导电体的层。导电部236和布线237例如由钼(Mo)、钨(W)、金(Au)、白金(Pt)、镍(Ni)、铝(Al)、钛(Ti)等金属形成。
导电部236在形成于保持部140的大致整个面后，通过蚀刻等加工仅形成于规定的区域。在图4的例子中，导电部236形成于保持部140的内缘与接合层35之间。另外，导电部236经由使金属层E2与外部连接的端子51与外部电极电连接。
(5.谐振器的功能)
接下来，对谐振器10的功能进行说明。在本实施方式中，与施加于压电薄膜F3的电场对应地，压电薄膜F3由形成于振动部120之上的金属层E2(上部电极)、金属层E1(下部电极)，在XY平面的面内方向上、即在Y轴方向上进行伸缩。具体而言，压电薄膜F3在Z轴方向上进行取向，因此，若向金属层E2(上部电极)、金属层E1(下部电极)施加规定的电场，在金属层E2(上部电极)与金属层E1(下部电极)之间形成规定的电位差，则压电薄膜F3与该电位差对应地在XY面内方向上进行伸缩，由此振动区域进行轮廓振动。
图5是表示通过FEM对本实施方式的谐振器10的振动方式进行了解析的结果的图。在图5中，摘录显示谐振器10中的振动部120上的解析结果。在图5中，颜色较浅的区域表示振动的位移较少的区域，颜色较深的区域表示振动的位移较大的区域。
根据图5的结果，明确振动部120在其四个角振动的位移成为最大。
(6.导电部的功能)
接下来，对导电膜236的功能进行说明。本实施方式的谐振器10具有在保持部140形成有绝缘膜235的结构。在这样的谐振器10中，存在保持部140之上的绝缘膜235因各种原因而带电的情况。
例如，作为一个例子，在谐振器10中，保持部140的绝缘膜235因在形成薄膜时产生的电场等而带电。另外，当在绝缘膜235使用了热电体的情况下，因热的升降温而产生热电效果，因此在绝缘膜235的界面产生电荷。另外，当在振动部120形成频率调整用的膜，通过离子束等调整谐振频率的结构的情况下，将离子束也照射至保持部140，由此保持部140的绝缘膜235也带电。
在保持部140的绝缘膜235因这样的原因而带电的情况下，在保持部140与振动部120之间产生库仑力，使谐振频率变动。
在本实施方式的谐振器10中，在绝缘膜235之上形成导电部236，向与外部电极连接的端子51进行连接。由此，能够使在绝缘膜235带了电的电荷经由与外部连接的连接端子亦即端子51而向谐振装置1的外部散逸。这样，在本实施方式的谐振器10中，能够抑制在形成于保持部140之上的绝缘膜235带有电荷，因此能够防止保持部140上带电的电荷导致的谐振频率的变动。
特别是，将导电部236形成于保持部140的振动部120的四个角(振动的位移大于其他的区域)附近的区域(是第2区域的一个例子)，由此能够使振动部120更加稳定地进行驱动。
此外，在使导电部236与端子52连接的情况，使导电部236接地的情况下，也能够获得相同的效果。
[第2实施方式]
在第2实施方式及第2实施方式以后，省略与第1实施方式共有的事项的叙述，仅对不同点进行说明。特别是，相同的结构所带来的相同的作用效果不在每个实施方式中赘述。
使用图6和图7，以本实施方式的谐振器10的详细结构中的与第1实施方式的差异点为中心进行说明。图6是示意性地表示本实施方式的谐振器10的构造的一个例子的俯视图(为了简化说明，接合层35与图3相同，从图6省略)。另外，图7与图2的AA′剖面对应，是本实施方式的谐振装置1的剖视图。
(1.上盖30和下盖20)
如图7所示，上盖30和下盖20在与谐振器10对置的面具有导电性的膜。具体而言，上盖30的背面和下盖20的凹部21的内壁分别被导电性的膜37、27覆盖。膜37、27分别经由上盖30、下盖20与外部电极或者接地端子电连接。
这样，对于本实施方式的谐振装置1而言，上盖30和下盖20在与谐振器10对置的面具有导电性的膜37、27。由此，能够防止在振动部120的附近带有电荷，从而能够更加稳定地驱动振动部120。
(2.谐振器10)
在本实施方式的谐振器10中，保持部140的导电部236形成为限定在与振动部120的四个角(振动的位移最大的位移最大区域)对置的区域。
具体而言，导电部236形成于保持部140中的内缘侧的角部附近(是第2区域的一个例子)。在图6的例子中，导电部236从保持部140的内缘朝向外缘形成为扇形的形状，但导电部236的形状不限定于此。导电部236也可以是沿着保持部140的内缘侧的角部弯曲的带状的形状。
形成于框体140c侧的2个导电部236被布线237引出，而连接于端子51。另一方面，形成于框体140d侧的2个导电部236被布线237引出，而连接于端子52。
此外，端子51、52的结构与第1实施方式相同，因此省略说明。
其他的谐振装置1的结构、效果与第1实施方式相同。
[第3实施方式]
使用图8至图10，以本实施方式的谐振器10的详细结构中的与第1实施方式的差异点为中心进行说明。图8是本实施方式的谐振装置1的分解立体图。另外，图9是示意性地表示本实施方式的谐振器10的构造的一个例子的俯视图(为了简化说明，接合层35与图3相同，从图9省略)。另外，图10是图8的BB′剖视图。
(1.上盖30和下盖20)
在本实施方式中，上盖30沿着XY平面呈平板状扩展，在其背面例如形成有平坦的立方体形状的凹部31。凹部31被侧壁33包围，形成作为供谐振器10振动的空间的振动空间的局部。
如图10所示，上盖30和下盖20在与谐振器10对置的面具有导电性的膜。具体而言，上盖30的凹部31和下盖20的凹部21各自内壁被导电性的膜37、27覆盖。此外，膜37、27的结构与第2实施方式的膜37、27的结构、效果相同，因此省略说明。
这样，对于本实施方式的谐振装置1而言，上盖30具有凹部31，另外，在凹部31的内壁也形成有导电性的膜37。由此，能够防止在振动部120的附近带有电荷，能够更加稳定地驱动振动部120。
(2.谐振器10)
本实施方式的谐振器10的振动部120进行面外弯曲。另外，谐振器10中，代替第1实施方式的保持臂110，而具有保持臂111、112，代替布线237，而具有布线238。
本实施方式的保持部140具有沿着图9的正交坐标系的XY平面扩展的矩形的轮廓。振动部120设置于保持部140的内侧，在振动部120与保持部140之间以规定的间隔形成有空间。在图9的例子中，振动部120具有基部130与4条振动臂135A～135D(统称为“振动臂135”)。此外，振动臂的数量不限定于4条，例如设定为1条以上的任意的数量。另外，不局限于面外弯曲振动，也可以是向X轴方向的面内弯曲谐振器。在本实施方式中，各振动臂135与基部130形成为一体。
基部130在俯视时，在X轴方向上具有长边131a、131b，在Y轴方向上具有短边131c、131d。长边131a是基部130的前端的面131A(以下，也称为“前端131A”)的一个边，长边131b是基部130的后端的面131B(以下，也称为“后端131B”)的一个边。在基部130中，前端131A与后端131B设置为相互对置。
基部130在前端131A连接于后述的振动臂135，在后端131B连接于后述的保持臂111、112。此外，在图3的例子中，在俯视时，基部130具有大致长方形的形状，但不局限于此，只要形成为相对于沿着长边131a的垂直平分线规定的假想平面P大致面对称即可。基部130例如也可以为长边131b短于131a的梯形、以长边131a为直径的半圆的形状。另外，长边131a、131b、短边131c、131d不限定于直线，也可以为曲线。
在基部130中，从前端131A朝向后端131B的方向上的前端131A与后端131B间的最长距离即基部长(在图3中为短边131c、131d的长度)为40μm左右。另外，在与基部长方向正交的宽度方向上，基部130的侧端彼此间的最长距离即基部宽度(在图3中为长边131a、131b的长度)为285μm左右。
振动臂135沿Y轴方向延伸，分别具有相同的尺寸。振动臂135分别设置为在基部130与保持部140之间与Y轴方向平行，一端与基部130的前端131A连接而成为固定端，另一端成为敞开端。另外，振动臂135分别在X轴方向上以规定的间隔并列设置。此外，振动臂135例如X轴方向的宽度为50μm左右，Y轴方向的长度为420μm左右。
此外，振动臂135也可以是分别在敞开端具有重物部的结构。重物部是指，X轴方向的宽度比振动臂135的其他的部位宽的部位。形成重物部，由此振动臂135的单位长度上的重量是，敞开端侧的重量重于固定端侧的重量。因此，在振动臂135在敞开端侧分别具有重物部的情况下，能够增大各振动臂的上下方向上的振动的振幅。
在本实施方式的振动部120中，在X轴方向上，在外侧配置有2条振动臂135A、135D，在内侧配置有2条振动臂135B、135C。振动臂135B与135C的在X轴方向上的间隔W1被设定为大于外侧的振动臂135A(135D)与和该外侧的振动臂135A(135D)邻接的内侧的振动臂135B(135C)之间的在X轴方向上的间隔W2。间隔W1例如为30μm左右，间隔W2例如为25μm左右。间隔W2设定为小于间隔W1，从而能够改善振动特性。另外，为了能够使谐振装置1形成小型化，可以将间隔W1设定为小于间隔W2，也可以形成等间隔。
在本实施方式中，设定为，施加于外侧的振动臂135A、135D的电场的相位与施加于内侧的振动臂135B、135C的电场的相位相互成为相反相位。由此，外侧的振动臂135A、135D与内侧的振动臂135B、135C相互向相反方向位移。例如，若外侧的振动臂135A、135D使敞开端朝向上盖30的内表面位移，则内侧的振动臂135B、135C使敞开端朝向下盖20的内表面位移。即，本实施方式的振动部120在振动臂135的敞开端附近振动的位移成为最大。
由此，在本实施方式的谐振器10中，在进行相反相位的振动时，即图10所示的振动臂135A与振动臂135B绕在振动臂135A与振动臂135B之间与Y轴平行地延伸的中心轴r1在上下相反方向上进行振动。另外，振动臂135C与振动臂135D绕在振动臂135C与振动臂135D之间与Y轴平行地延伸的中心轴r2在上下相反方向上进行振动。由此，在中心轴r1与r2产生相互相反方向的扭矩，在基部130产生弯曲振动。
保持臂111和保持臂112设置于保持部140的内侧，对基部130的后端131B与框体140c、140d进行连接。如图3所示，保持臂111与保持臂112相对于沿着基部130的X轴方向的中心线与YZ平面平行地规定的假想平面P形成为大致面对称。
保持臂111具有臂111a、111b、111c、111d。保持臂111的一端与基部130的后端131B连接，再从此处起朝向框体140d延伸。而且，保持臂111向朝向框体140a的方向(即，X轴方向)弯曲，进一步向朝向框体140c的方向(即，Y轴方向)弯曲，再次向朝向框体140a的方向(即，X轴方向)弯曲，另一端与框体140a连接。
臂111a设置为，在基部130与框体140d之间，与框体140a对置，长边方向与Y轴成为平行。臂111a的一端在后端131B处与基部130连接，再从此处起与后端131B大致垂直地、即在Y轴方向上延伸。优选通过臂111a的X轴方向的中心的轴线设置于比振动臂135A的中心线靠内侧，在图9的例子中，臂111a设置于振动臂135A与135B之间。另外，臂111a的另一端在其侧面连接于臂111b的一端。臂111a的在X轴方向上被限定出来的宽度是20μm左右，在Y轴方向上被限定出来的长度是40μm。
臂111b设置为，在基部130与框体140d之间，与框体140d对置，长边方向与X轴方向成为平行。臂111b的一端与臂111a的另一端、即臂的与框体140a对置一侧的侧面连接，再从此处起与臂111a大致垂直地、即在X轴方向上延伸。另外，臂111b的另一端与臂111c的一端、即与振动部120对置一侧的侧面连接。臂111b例如在Y轴方向上被限定出来的宽度是20μm左右，在X轴方向上被限定出来的长度是75μm左右。
臂111c设置为在基部130与框体140a之间，与框体140a对置，长边方向与Y轴方向成为平行。臂111c的一端在其侧面连接于臂111b的另一端，另一端是连接于臂111d的一端、即框体140a侧的侧面。臂111c例如在X轴方向上被限定出来的宽度是20μm左右，在Y轴方向上被限定出来的长度是140μm左右。
臂111d设置为，在基部130与框体140a之间，与框体140c对置，长边方向与X轴方向成为平行。臂111d的一端与臂111c的另一端、即与框体140a对置一侧的侧面连接。另外，臂111d的另一端在位于振动臂135A与基部130的连接位置附近的位置处，与框体140a连接，再从此处起与框体140a大致垂直地、即在X轴方向上延伸。臂111d例如在Y轴方向上被限定出来的宽度是20μm左右，在X轴方向上被限定出来的长度是40μm左右。
这样，保持臂111成为，在臂111a处与基部130连接，并在臂111a与臂111b连接的位置、臂111b与111c连接的位置、和臂111c与111d连接的位置进行了弯曲后，与保持部140连接的结构。
保持臂112具有臂112a、112b、112c、112d。保持臂112的一端与基部130的后端131B连接，再从此处起朝向框体140d延伸。而且，保持臂112向朝向框体140b的方向(即，X轴方向)弯曲，进一步向朝向框体140c的方向(即，Y轴方向)弯曲，再次向朝向框体140b的方向(即，X轴方向)弯曲，另一端与框体140b连接。
此外，臂112a、112b、112c、112d的结构分别是与臂111a、111b、111c、111d对称的结构，因此省略详细的说明。
在本实施方式中，导电部236形成于框体140c之上的与振动臂135的敞开端(位移最大区域)对置的区域。具体而言，导电部236为，在框体140c之上，沿着保持部140的内缘，从与振动臂135A对置的区域连续形成到与振动臂135D对置的区域。此外，如在第1实施方式中说明的那样，导电部236也可以设置为，在俯视时设置于使其内缘与保持部140的内缘大致对齐的位置，其外缘位于保持部140的内缘与外缘之间。
端子51在框体140a之上形成于与保持臂111连接的位置附近。端子51的其他的结构与第1实施方式的端子51的结构相同。
布线238引出导电部236，并与端子51连接。
其他的谐振装置1的结构、效果与第1实施方式相同。
[第4实施方式]
使用图11和图12，以本实施方式的谐振器10的详细结构中的与第3实施方式的差异点为中心进行说明。图11是本实施方式的谐振装置1的分解立体图。另外，图12是示意性地表示本实施方式的谐振器10的构造的一个例子的俯视图(为了简化说明，接合层35与图3相同，从图12省略)。此外，突起部25是下盖20的结构，但为了使说明变得容易，也记载于图12。
(1.下盖20)
在本实施方式中，在凹部21内，在底板22的表面形成有向振动空间内突出的突起部25。突起部25形成于底板22上的与振动臂135B、135C之间的空间相向的位置，即与突起部25对置的位置(参照图11)。在本实施方式中，突起部25形成于与振动臂135B、135C平行地延伸的棱柱形状。在下盖20形成有突起部25，由此能够确保下盖20的刚性。由此，例如为了使谐振装置1变得轻薄化，即使减少下盖20的厚度，也能够抑制下盖20的弯曲的产生。
(2.谐振器10)
在本实施方式中，导电部236为从框体140c之上的与振动臂135的敞开端对置的区域附近连续形成到突起部25的表面。导电部236形成于突起部25，由此能够防止在振动部120附近带有电荷，能够更加稳定地驱动振动部120。
其他的谐振装置1的结构、功能与第1实施方式相同。
[第5实施方式]
使用图13，以本实施方式的谐振器10的详细结构中的与第3实施方式的差异点为中心进行说明。图13是示意性地表示本实施方式的谐振器10的构造的一个例子的俯视图(为了简化说明，接合层35与图3相同，从图13省略)。
在本实施方式中，导电部236形成为除了形成有接合层35的区域、与该区域之间的间隙、和与端子52之间的间隙之外，遍布保持部140的整周(在图13中，保持部140的供绝缘膜235露出的区域是间隙与形成有接合层35的区域)。端子51与导电部236连接，另一方面，在端子52与导电部236之间形成有规定的间隙，端子52不与导电部236连接。
在供绝缘膜235露出的区域，由绝缘膜235上的电荷形成的影响虽不多但还是有产生。因此，为了特性稳定化，如图13所示，优选尽量在绝缘膜235露出的区域较大的范围内形成导电部236，与下部或上部电极连接，而使电荷散逸。另外，更加优选为，在保持部140以外，在振动部120上，也是在供绝缘膜235露出的部分形成导电部236，使电荷散逸。
其他的谐振装置1的结构、功能与第1实施方式相同。
以上，对本发明的例示的实施方式进行了说明。本发明的一个实施方式的谐振器10具备：振动部120，具有压电薄膜F3、设置为将该压电薄膜F3夹持在中间并对置的下部电极(金属层E1)和上部电极(金属层E2)，上述振动部120以规定的振动模式进行振动；保持部140，至少设置于振动部120中的振动的位移最大的位移最大区域的周围，并具有绝缘膜235；保持臂110，对振动部120与保持部140进行连接；和导电部236，形成为在保持部140的至少与振动部120的位移最大区域对置的区域，与保持部140的绝缘膜235连接，导电部236与下部电极(金属层E1)或者上部电极(金属层E2)电连接，或者被接地。这样，在本实施方式的谐振器10中，具有形成导电部236，以与绝缘膜235连接，从而与和外部电极连接的端子51进行连接的结构。由此，能够使在绝缘膜235带电的电荷经由作为与外部连接的连接端子的端子51而向谐振装置1的外部散逸。这样，在本实施方式的谐振器10中，能够抑制在形成于保持部140之上的绝缘膜235带有电荷这种情况，因此能够防止在保持部140带电的电荷所引起的谐振频率的变动。
另外，保持部140也优选设置为从周围包围振动部120的框状。另外，导电部236也优选设置为与框状的保持部140内缘连接。
另外，振动部120是具有矩形的轮廓的轮廓谐振器，导电部236也优选设置于保持部140中的至少与振动部120的四个角对置的区域。另外，振动部120是弯曲谐振器，具备基部130、和多个一端是连接于该基部130的前端的固定端且另一端是设置于远离该前端的方向的敞开端的振动臂135，导电部236也优选设置于保持部140中的与振动臂135的敞开端对置的区域。根据该优选的方式，在谐振器10中，能够抑制在形成于保持部140之上的绝缘膜235带有电荷，因此能够防止在保持部140带电的电荷所引起的谐振频率的变动。由此，振动部120能够更加稳定地进行驱动。
本发明的一个实施方式的谐振装置1具备：上述的谐振器10、设置为将谐振器10夹持在中间并对置的上盖30和下盖20、与下部电极(金属层E1)和上部电极(金属层E2)中的任一者连接的外部电极。这样，在本实施方式的谐振装置1中，具有形成导电部236，以与绝缘膜235连接，从而与和外部电极连接的端子51进行连接的结构。由此，能够使在绝缘膜235带电的电荷经由作为与外部连接的连接端子的端子51而向谐振装置1的外部散逸。这样，在本实施方式的谐振器10中，能够抑制在形成于保持部140之上的绝缘膜235带有电荷，因此能够防止在保持部140带电的电荷所引起的谐振频率的变动。
另外，对于谐振装置1而言，上盖30或者下盖20优选在与谐振器10对置的面具有其他的膜37、27。由此，振动部120能够更加稳定地进行驱动。
以上说明的各实施方式用于容易理解本发明，不应解释为对本发明进行限定。本发明能够在不脱离其主旨的范围内进行变更/改进，并且在本发明也包含有其等同物。即，本领域技术人员对各实施方式适当地施加了设计变更的技术方案，只要具备本发明的特征，则也包含于本发明的范围内。例如，各实施方式具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并非限定于例示的情况，能够适当地进行变更。另外，各实施方式为例示，不言而喻能够进行在不同的实施方式中表示的结构的局部的置换或者组合，这些只要包含本发明的特征，则也包含于本发明的范围内。
附图标记的说明
1…谐振装置；10…谐振器；30…上盖；20…下盖；140…保持部；140a～d…框体；111、112…保持臂；120…振动部；130…基部；135A～D…振动臂；F2…Si基板；F1…氧化硅层(温度特性修正层)；235…绝缘膜；236…导电部。

Claims (6)

1.一种谐振器，具备：
振动部，具有压电膜、设置为将该压电膜夹持在中间并对置的下部电极和上部电极，所述振动部以规定的振动模式进行振动；
保持部，至少设置于所述振动部的振动的位移最大的位移最大区域的周围，并具有绝缘膜；
保持臂，对所述振动部与所述保持部进行连接；和
导电部，形成为在所述保持部中的至少与所述振动部的所述位移最大区域对置的区域，与所述保持部的所述绝缘膜连接，
所述保持部设置为从周围包围所述振动部的框状，
所述导电部设置于位于所述框状的所述保持部的内缘处的所述绝缘膜上，与所述框状的保持部的内缘连接，
并且，该导电部与所述下部电极和所述上部电极的任一者电连接，或者被接地。
2.根据权利要求1所述的谐振器，其中，
所述导电部设置为与所述框状的所述保持部的内缘连接。
3.根据权利要求1或2所述的谐振器，其中，
所述振动部是具有矩形的轮廓的轮廓谐振器，
所述导电部设置于所述保持部中的至少与所述振动部的四个角对置的区域。
4.根据权利要求1或2所述的谐振器，其中，
所述振动部是具备基部、和一端是连接于该基部的前端的固定端且另一端是设置于远离该前端的方向的敞开端的多个振动臂的弯曲谐振器，
所述导电部设置于所述保持部中的与所述振动臂的所述敞开端对置的区域。
5.一种谐振装置，具备：
权利要求1～4中任一项所述的谐振器、
设置为将所述谐振器夹持在中间并相互对置的上盖和下盖、
与所述上部电极和所述下部电极的任一者连接的外部电极。
6.根据权利要求5所述的谐振装置，其中，
所述上盖或者所述下盖在与所述谐振器对置的面上具有其他的导电部。
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