CN111133677A - 谐振器以及谐振装置 - Google Patents

Abstract

在谐振器中，能够高精度地调整频率温度特性。谐振器具备：振动部；保持部，被设置成包围振动部的至少一部分；以及保持臂，连接振动部和保持部，该振动部具有：第一电极和第二电极；压电膜，形成于第一电极与第二电极之间，并具有与第一电极对置的第一面；以及至少2个温度特性调整膜，隔着第一电极与压电膜的第一面对置地形成，振动部具有与压电膜的第一面对置的表面，该表面包括第一区域以及在振动部振动时平均位移比第一区域大的第二区域，至少2个温度特性调整膜包括在第一区域中的分别不同的区域露出的、频率温度系数为正的第一温度特性调整膜以及频率温度系数为负的第二温度特性调整膜。

Description

谐振器以及谐振装置

技术领域

本发明涉及谐振器以及谐振装置。

背景技术

以往，使用了MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微机电系统)技术的谐振器例如作为定时设备来使用。该谐振器安装在设置于智能手机等电子设备内的印刷电路基板上。在MEMS谐振器中，进行了用于改善频率温度系数(TCF：Temperature Coefficientsof Frequency)的各种尝试。

例如在专利文献1中，公开了主面被两种调整膜覆盖的压电MEMS的谐振器。在专利文献1的谐振器中，在谐振器中的起到弹簧的作用的区域(弹簧部)形成有基于蚀刻的质量减少速度较小的调整膜。另一方面，在谐振器中的位移较大的区域形成有质量减少速度较大的调整膜。进一步，在专利文献1中，公开了通过在弹簧部形成质量减少速度较小的膜，从而能够抑制由蚀刻引起的温度特性的变化。

专利文献1：国际公开第2015/108125号

但是，例如在如专利文献1那样的以往的谐振器中，由于频率调整的影响，温度特性会发生变化。因此，为了高精度地调整频率温度特性，需要进一步改善。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于在谐振器中，高精度地调整频率温度特性。

本发明的一个方面的谐振器具备：振动部；保持部，被设置成包围振动部的至少一部分；以及保持臂，连接振动部和保持部，该振动部具有：第一电极和第二电极；压电膜，形成于第一电极与第二电极之间，并且具有与第一电极对置的第一面；以及至少2个温度特性调整膜，隔着第一电极与压电膜的第一面对置地形成，振动部具有与压电膜的第一面对置的表面，该表面包括第一区域以及第二区域，在振动部振动时，第二区域的平均位移比第一区域的平均位移大，至少2个温度特性调整膜包括频率温度系数为正的第一温度特性调整膜以及频率温度系数为负的第二温度特性调整膜，第一温度特性调整膜以及第二温度特性调整膜分别在第一区域中的不同的区域露出。

根据本发明，在谐振器中，能够高精度地调整频率温度特性。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的第一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一实施方式的谐振装置的构造的分解立体图。

图3A是取下上侧基板的本发明的第一实施方式的谐振器的俯视图。

图3B是取下上侧基板的本发明的第一实施方式的谐振器的俯视图的其它例子。

图4是沿着图3A的AA’线以及BB’线的剖视图。

图5是本发明的第二实施方式的谐振器的俯视图。

图6是本发明的第三实施方式的谐振器的俯视图。

图7是本发明的第四实施方式的谐振器的俯视图。

图8是沿着图7的CC’线的剖视图。

具体实施方式

[第一实施方式]

以下，参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。图1是示意性地表示本发明的第一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一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、以及夹着谐振器10设置的上盖30和下盖20。即，谐振装置1依次层叠下盖20、谐振器10以及上盖30而构成。

另外，谐振器10与下盖20以及上盖30接合，由此，谐振器10被密封，另外，形成谐振器10的振动空间。谐振器10、下盖20以及上盖30分别使用Si基板来形成。而且，Si基板彼此相互接合，从而谐振器10、下盖20以及上盖30相互接合。谐振器10以及下盖20也可以使用SOI基板来形成。

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，以谐振器10使用硅基板(Si基板)来形成的情况为例进行说明，但在这里，硅基板并不限定于仅由硅材料构成的基板，也包括如后述那样掺杂P(磷)等N型半导体材料而成的基板(例如由简并半导体构成的基板)。

以下，对谐振装置1的各结构进行详细说明。

(1.上盖30)

上盖30沿着XY平面扩展为平板状，并且在其背面形成有例如平坦的长方体形状的凹部31。凹部31被侧壁33围起，形成谐振器10振动的空间亦即振动空间的一部分。

(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、以及从底板22的周边部沿Z轴方向(即，下盖20和谐振器10的层叠方向)延伸的侧壁23。在下盖20，在与谐振器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的振动空间的一部分。通过上述的上盖30和下盖20，该振动空间被气密性密封，而维持真空状态。在该振动空间中，例如也可以填充惰性气体等气体。

(3.谐振器10)

图3A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3A对本实施方式的谐振器10的各结构进行说明。谐振器10具备振动部120、保持部140、保持臂110a、110b(以下，也统称为“保持臂110”。)。

(a)振动部120

振动部120具有沿着图3A的正交坐标系中的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和保持部140之间，以规定的间隔形成有空间。虽然使用图4后述，但振动部120具有Si基板F2、下部电极E1(第二电极的一个例子。)、压电薄膜F3(压电膜的一个例子。)、以及上部电极E2(第一电极的一个例子。)。

振动部120在其表面具备具有长度方向和宽度方向的矩形板状的一个上部电极E2。在图3A中，振动部120在X轴方向上具有长边、在Y轴方向上具有短边，上部电极E2在X轴方向上具有长边、在Y轴方向上具有短边。

使用图4对详细内容进行说明，振动部120具有与上部电极E2(参照图4)对应的振动区域121。在本实施方式中，振动部120具有一个上部电极E2，该上部电极E2具有与Si基板F2(参照图4)的表面对置的面(参照图4)，且振动部120与该一个上部电极E2(参照图4)对应地具有一个振动区域121。振动区域121构成为将在振动部120中连接与后述的保持臂110的连接位置的区域设为节，并在Y轴方向上进行轮廓振动。另外，振动区域121具有与振动部120的轮廓振动的节平行的长边、以及与轮廓振动的节正交并且相当于轮廓振动的半波长的短边。在本实施方式中，振动区域121与振动部120的轮廓大致一致。即，在本实施方式中，振动区域121的长度L相当于沿着振动的节的方向上的振动部120的距离，振动区域121的宽度W相当于与振动的节正交的方向上的振动部120的距离。在本实施方式中，振动区域121的长度L为58μm以上234μm以下左右，宽度W为40μm以上160μm以下左右。此外，在本实施方式中，由于振动区域121是与振动部120一致的区域，所以振动部120的长边与长度L相同为58μm以上234μm以下左右，短边与宽度W相同为40μm以上160μm左右。

此外，振动部120也可以具有多个上部电极E2，在该情况下，振动部120具有与多个上部电极E2的个数对应地分割出的多个振动区域121。此时的振动区域121的宽度W相当于在与振动的节正交的方向上，将振动部120的距离以上部电极的数量进行分割后的大小(参照图3B)。

振动部120的表面(与上盖30对置的面。与第一面对置的表面的一个例子。)包括第一区域和第二区域。第一区域是包括振动部120的振动的节(弹簧部)的区域，第二区域是振动部120振动时的振动的平均位移比第一区域大的区域。在本实施方式中，第二区域是振动部120的角部的区域，第一区域是第二区域以外的区域。

振动部120的表面形成有温度特性调整膜235A(第二温度特性调整膜的一个例子。)以覆盖其大致整个面。温度特性调整膜235A是具有负的频率温度系数的绝缘体的层。此外，具有负的频率温度系数的膜是具有相对于温度上升而频率降低的特性的膜。

进一步，在温度特性调整膜235A的表面，形成有温度特性调整膜235B(第一温度特性调整膜的一个例子。)和频率调整膜236，以覆盖其一部分。

频率调整膜236形成在温度特性调整膜235A上，以使在振动部120中的由振动引起的平均位移比其它区域大的区域(第二区域)的至少一部分中，其表面露出。具体而言，频率调整膜236形成于振动部120的角部的区域。在本实施方式中，频率调整膜236遍及沿着振动部120的长边的两端的角部的区域，形成为带状。

温度特性调整膜235B在振动部120中，在振动的节(第一区域)的一部分中，形成为其表面露出。在本实施方式中，温度特性调整膜235B形成为在振动部120的长度方向上的各端部，在频率调整膜236露出的区域之间的区域露出。此外，温度特性调整膜235B是具有正的频率温度系数的绝缘体的层。具有正的频率温度系数的膜是具有相对于温度上升而频率上升的特性的膜。

温度特性调整膜235B调整与温度特性调整膜235A的面积比而成膜，以在所希望的频率上，谐振器的温度特性成为0。此外，也可以更换形成温度特性调整膜235A和温度特性调整膜235B的位置。另外，温度特性调整膜235A和温度特性调整膜235B在第一区域分别露出即可，也可以不是一定具有重叠的区域。进一步，在振动部120的表面露出的温度特性调整膜的种类并不限定于两种，也可以为3种以上的任意的数量。另外，在振动部120的表面露出的频率调整膜的种类并不限定于1种，也可以为两种以上的任意的数量。

对于详细内容后述，但本实施方式的谐振器10通过被施加电压而进行以沿着宽度方向的振动为主振动的轮廓振动。此时，在连结宽度方向的中央部的区域产生振动的节。

谐振器10中的频率温度特性容易受到形成于振动的节(弹簧部)的膜的膜厚的影响。另一方面，谐振频率容易受到形成于振动的位移较大的区域(质量部。在本实施方式中为振动部120的四角)的膜的膜厚的影响。本实施方式的谐振器10由于在弹簧部具有频率温度系数不同的两种膜，所以能够高精度地调整频率温度特性。另外，由于质量部具有频率调整用的膜，所以也能够高精度地调整频率。

(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被设置成在俯视时沿着XY平面包围振动部120的外侧。此外，保持部140设置于振动部120的周围的至少一部分即可，并不限定于框状的形状。例如，保持部140在振动部120的周围被设置成保持振动部120，另外能够与上盖30以及下盖20接合的程度即可。

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～140c具有一体形成的棱柱形状。如图3A所示，框体140a、140b与X轴方向平行地、与振动部120的长边对置地延伸。另外，框体140c、140d与振动部120的短边对置地、与Y轴方向平行地延伸，并在其两端分别与框体140a、140b的两端连接。

框体140c、140d在其中央附近，通过保持臂110连接。进一步，框体140c、140d在与保持臂110的连接位置附近，分别具备端子V1、V2。端子V1是用于使上部电极E2(参照图4)与外部连接的端子。另外，端子V2是用于使后述的下部电极E1(参照图4)与外部连接的端子。此外，当在高阶模式等下分割上部电极E2的情况下，端子V1与一个上部电极连接，端子V2与另一个上部电极连接。

(c)保持臂110

保持臂110a、110b(以下，也统称为“保持臂110”。)为棱柱形状的臂，设置于保持部140的内侧且振动部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。

在保持臂110a的表面，上部电极E2从振动部120遍及框体140c而形成。

(4.层叠构造)

使用图4对谐振器10的层叠构造进行说明。图4的(A)是图3A的AA′剖视图，图4的(B)是图1的BB′剖视图。

在本实施方式的谐振器10中，保持部140、振动部120、保持臂110通过同一工艺一体地形成。如图4的(A)、图4的(B)所示，在谐振器10中，首先，在Si(硅)基板F2(基板的一个例子。)上，层叠有下部电极E1(第二电极的一个例子。)。而且，在下部电极E1上，层叠有压电薄膜F3(压电膜的一个例子。)以覆盖下部电极E1，进一步，在压电薄膜F3上，层叠有上部电极E2(第一电极的一个例子。)。压电薄膜F3和上部电极E2具有相互对置的面(第一面的一个例子。)。

Si基板F2例如由厚度10μm左右的简并的n型Si半导体形成，作为n型掺杂剂能够包括P(磷)、As(砷)、Sb(锑)等。Si基板F2所使用的简并Si的电阻值例如为0.53mΩ·cm以上0.56mΩ·cm以下左右。由此，简并Si层能够兼作下部电极E2。另外，Si基板F2的厚度T例如为20μm以上30μm以下左右。

进一步，在Si基板F2的下表面形成有由氧化硅(例如SiO ₂)构成的温度特性修正层F1。由此，能够提高温度特性。

在本实施方式中，所谓的温度特性修正层F1是指具有与在Si基板F2上未形成该温度特性修正层F1的情况相比，在Si基板F2上形成有温度修正层F1时，至少在常温附近减少振动部120中的频率的温度系数(即，每温度的变化率)的功能的层。通过振动部120具有温度特性修正层F1，例如，能够减少由Si基板F2、下部电极E1、上部电极E2、压电薄膜F3以及温度修正层F1构成的层叠构造体的谐振频率的伴随着温度的变化。在本实施方式中，温度特性修正层F1的厚度为0.2μm以上1.0μm以下左右。

优选在谐振器10中，温度特性修正层F1以均匀的厚度形成。此外，所谓的均匀的厚度是指温度特性修正层F1的厚度的偏差相对于厚度的平均值为±20％以内。

此外，温度特性修正层F1也可以形成于Si基板F2的上表面，也可以形成于Si基板F2的上表面和下表面双方。另外，在本实施方式中，至少振动部120、保持臂110由同一Si基板F2以及同一温度特性修正层F1一体地形成。此外，在保持部140中，也可以在Si基板F2的下表面不形成温度特性修正层F1。

另外，上部电极E2以及下部电极E1使用Mo(钼)、铝(Al)等形成。此外，通过作为Si基板F2而使用简并的Si，从而Si基板F2能够兼作下部电极E1。即，在Si基板F2具备作为下部电极的功能的情况下，能够省略下部电极E1的结构。在本实施方式中，下部电极E1的厚度例如为0.1μm左右，上部电极E2的厚度例如为0.2μm左右。

上部电极E2以及下部电极E1通过蚀刻等形成为所希望的形状。下部电极E1例如在振动部120上，形成为作为下部的电极发挥作用。另外，下部电极E1形成为作为布线发挥作用，该布线用于在保持臂110、保持部140上，将下部电极经由端子V2与设置于谐振器10的外部的交流电源连接。

另一方面，上部电极E2在振动部120上，形成为作为上部的电极发挥功能。另外，上部电极E2形成为作为布线发挥作用，该布线用于在保持臂110、保持部140上，将上部电极经由端子V1与设置于谐振器10的外部的交流电源连接。

端子V2形成为经由形成于后述的压电薄膜F3的导通孔与下部电极E1连接。另外，端子V1形成在上部电极E2上。端子V1、V2例如使用Mo(钼)、Al(铝)等而形成。

此外，在从交流电源朝向端子V1、V2的连接时，也可以使用在上盖30的外表面形成电极(外部电极的一个例子。)且该电极连接作为外部电源的交流电源与下部布线或者上部布线的结构、或者在上盖30内形成导通孔并向该导通孔的内部填充导电性材料来设置布线且该布线连接交流电源和下部布线或者上部布线的结构。

压电薄膜F3是将所施加的电压转换为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(钪氮化铝)形成。ScAlN是将氮化铝中的铝的一部分置换为钪而成的材料。另外，压电薄膜F3例如具有0.8μm左右的厚度。

温度特性调整膜235A是具有负的频率温度系数的绝缘体的层，通过由蚀刻引起的质量减少的速度比频率调整膜236慢的材料形成。具体而言，温度特性调整膜235A由AlN形成。此外，质量减少速度用蚀刻速度(每单位时间除去的厚度)与密度的积来表示。

温度特性调整膜235B是具有正的频率温度系数的绝缘体的层，通过由蚀刻引起的质量减少的速度比频率调整膜236慢的材料形成。例如，优选温度特性调整膜235B由具有随着温度的上升而硬度增大的性质(弹性模量温度系数)的材质形成。具体而言，温度特性调整膜235B由SiO₂等氧化硅膜形成。

频率调整膜236是导电体的层，通过由蚀刻引起的质量减少的速度比温度特性调整膜235A、235B快的材料形成。频率调整膜236例如由钼(Mo)、钨(W)、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、铝(Al)、钛(Ti)等金属形成。

此外，温度特性调整膜235A、235B和频率调整膜236的质量减少速度的关系只要如上所述，蚀刻速度的大小关系是任意的。

频率调整膜236以及温度特性调整膜235B在形成于振动部120的大致整个面之后，通过蚀刻等加工来仅形成于规定的区域。

(5.谐振器的功能)

接下来，对振动部120的功能进行说明。如图4的(A)所示，振动部120具有振动区域121。在振动区域121，压电薄膜F3根据通过上部电极E2、下部电极E1对压电薄膜F3施加的电场，在XY平面的面内方向即Y轴方向上进行伸缩。具体而言，压电薄膜F3在c轴方向上取向，因此，若对上部电极E2以及下部电极E1施加规定的电场，在上部电极E和下部电极E1之间形成规定的电位差，则压电薄膜F3根据该电位差而在XY面内方向上进行伸缩，从而振动区域121进行轮廓振动。

(6.特性调整工序)

接下来，对温度特性调整膜235A、235B以及频率调整膜236的功能进行说明。在本实施方式的谐振装置1中，在形成上述那样的谐振器10后，进行温度特性调整工序以及频率调整工序。此外，关于进行温度特性调整工序和频率调整工序的顺序，哪一个在前面都没关系。

温度特性调整工序是调整谐振器10中的频率温度特性的工序。在温度特性调整工序中，利用气体团簇离子束(GCIB)，通过蚀刻调整温度特性调整膜235A、235B的膜厚。此时，进行调整，以使具有正的弹性模量温度系数的膜(在本实施方式中为温度特性调整膜235B)的膜厚变化比具有负的弹性模量温度系数的膜(在本实施方式中为温度特性调整膜235A)的膜厚变化大。

在频率调整工序中，首先测定谐振器10的谐振频率，并计算相对于目标频率的偏差。接下来，基于计算出的频率偏差，来调整频率调整膜236的膜厚。关于频率调整膜236的膜厚的调整，例如能够通过对谐振装置1的整个面照射氩(Ar)离子束，蚀刻频率调整膜236来进行。进一步，若调整频率调整膜236的膜厚，则优选进行谐振器10的清洗，并除去飞溅出的膜。

此外，在频率调整工序中，温度特性调整膜235A、235B的膜厚也发生变化。因此，当在频率调整工序之前进行温度特性调整工序的情况下，设计温度特性调整膜235A、235B的面积比，以使频率调整工序中的频率温度特性变化几乎为零。

像这样，本实施方式的谐振器10由于在弹簧部具有频率温度系数不同的两种膜，所以能够高精度地调整频率温度特性。另外，通过在质量部具有频率调整用的膜，也能够高精度地调整频率。

[第二实施方式]

在第二实施方式及其以后，省略与第一实施方式共同的事项的描述，仅对不同点进行说明。特别是，对于由相同的结构引起的相同的作用效果，不在每个实施方式中依次提及。

使用图5对第二实施方式的谐振器10A的结构、功能进行说明。图5是表示本实施方式的谐振器10A的俯视图的一个例子的图。谐振器10A具有温度特性调整膜235C来代替第一实施方式中的温度特性调整膜235B。

温度特性调整膜235C在振动部120上形成为覆盖振动的节的一部分。在本实施方式中，温度特性调整膜235C在振动部120的长度方向上的中央部，形成于频率调整膜236露出的区域之间的区域。此外，温度特性调整膜235C除了形成位置以外，具有与温度特性调整膜235B相同的结构。

其它的结构、功能与第一实施方式相同。

[第三实施方式]

使用图6对第三实施方式的谐振器10B的结构、功能进行说明。图6是表示本实施方式的谐振器10B的俯视图的一个例子的图。谐振器10B具有温度特性调整膜235D来代替第一实施方式中的温度特性调整膜235B。

温度特性调整膜235A在振动部120上形成为覆盖振动的节的一部分。在本实施方式中，温度特性调整膜235D在频率调整膜236露出的区域之间的区域，形成为点状。此外，温度特性调整膜235D除了形成位置以外，具有与温度特性调整膜235B相同的结构。

其它的结构、功能与第一实施方式相同。

[第四实施方式]

使用图7以及图8对第四实施方式的谐振器10C的结构、功能进行说明。图7是表示本实施方式的谐振器10C的俯视图的一个例子的图。图8是图7的CC’剖视图。图7所示谐振器10C具有振动部120A来代替第一实施方式中的振动部120，具有保持臂111、112来代替保持臂110。

振动部120A具有沿着图7的正交坐标系中的XY平面扩展的矩形的轮廓。振动部120A设置于保持部140的内侧，并且在振动部120A和保持部140之间，以规定的间隔形成有空间。在图7的例子中，振动部120A具有基部130、4根振动臂135A～135D(也统称为“振动臂135”。)、频率调整膜236A以及温度特性调整膜235E、235F。此外，振动臂的数量并不限定于4根，例如设定为1根以上的任意的数量。在本实施方式中，各振动臂135和基部130一体地形成。

·基部130

在俯视时，基部130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”。)的一条边，长边131b是基部130的后端的面131B(以下，也称为“后端131B”。)的一条边。在基部130，前端131A和后端131B被设置成相互对置。

基部130在前端131A与后述的振动臂135连接，在后端131B与后述的保持臂111、112连接。此外，基部130在图7的例子中在俯视时，具有大致长方形的形状，但并不局限于此，相对于沿着长边131a的垂直平分线规定的虚拟平面P形成为大致面对称即可。基部130例如也可以为长边131b比131a短的梯形、以长边131a为直径的半圆的形状。另外，基部130的各面并不限定于平面，也可以为弯曲的面。此外，虚拟平面P是包括振动部120A中的通过振动臂135排列的方向的中心的中心轴的平面。

在基部130，从前端131A朝向后端131B的方向上的前端131A与后端131B的最长距离亦即基部长度L(在图7中为短边131c、131d的长度)为35μm左右。另外，在与基部长度方向正交的宽度方向且基部130的侧端彼此的最长距离亦即基部宽度W(在图7中为长边131a、131b的长度)为265μm左右。

·振动臂135

振动臂135沿Y轴方向延伸，分别具有相同的尺寸。振动臂135分别在基部130与保持部140之间与Y轴方向平行地设置，一端与基部130的前端131A连接而成为固定端，另一端成为开放端。另外，振动臂135分别在X轴方向上以规定的间隔并列地设置。此外，对于振动臂135而言，例如X轴方向的宽度为50μm左右，Y轴方向的长度为465μm左右。

振动臂135分别在开放端具有锤部G。锤部G的X轴方向的宽度比振动臂135的其它部位宽。锤部G的例如X轴方向的宽度为70μm左右。锤部G通过同一工序与振动臂135一体形成。通过形成锤部G，振动臂135的开放端侧的每单位长度的重量比固定端侧的每单位长度的重量重。因此，通过振动臂135在开放端侧分别具有锤部G，能够增大各振动臂中的上下方向的振动的振幅。

在本实施方式的振动部120A中，在X轴方向上，在外侧配置有2根振动臂135A、135D，在内侧配置有2根振动臂135B、135C。X轴方向上的振动臂135B与135C之间的间隔W1被设定为比X轴方向上的外侧的振动臂135A(135D)与同该外侧的振动臂135A(135D)相邻的内侧的振动臂135B(135C)之间的间隔W2大。间隔W1例如为30μ左右，间隔W2例如为25μm左右。通过间隔W2设定为比间隔W1小，振动特性得到改善。但是，对于谐振装置1，在实现小型化的情况下，也可以将间隔W1设定为比间隔W2小，也可以为等间隔。

·温度特性调整膜235E

在振动部120A的表面(与上盖30对置的面)形成有温度特性调整膜235E，以覆盖其整个面。此外，温度特性调整膜235E无需一定覆盖振动部120的整个面，但从保护频率调整时的基底的电极膜(例如图4的上部电极E2)以及压电膜(例如图4的压电薄膜F3)免受损伤的方面考虑，优选覆盖振动部120A的整个面。温度特性调整膜235E的其它的结构与温度特性调整膜235A相同。

·频率调整膜236A

在振动臂135A～135D中的温度特性调整膜235E的表面的一部分，分别形成有频率调整膜236A。通过温度特性调整膜235E以及频率调整膜236A，能够调整振动部120A的谐振频率。

频率调整膜236A形成在温度特性调整膜235E上，以使在振动部120A中的与其它区域相比由振动引起的位移相对较大的区域的至少一部分，其表面露出。具体而言，频率调整膜236A形成于振动臂135的前端，即锤部G。在本实施例中，频率调整膜236A形成到振动臂135的前端，在前端部温度特性调整膜235E完全不露出，但也可以为在振动臂135的前端部不形成频率调整膜236A以使温度特性调整膜235E的一部分露出的结构。频率调整膜236A的其它的结构与第一实施方式中的频率调整膜236相同。

·温度特性调整膜235F

温度特性调整膜235F在振动臂135上形成为覆盖振动的节(在本实施方式中，为振动臂135与基部130的连接位置附近)的一部分。具体而言，温度特性调整膜235F从振动臂135与基部130的连接位置附近遍及形成锤部G的区域附近，形成于振动臂135上的宽度方向的中央附近。此外，温度特性调整膜235F未形成于振动臂135的宽度方向上的整个面，而是在振动臂135上的宽度方向的端部温度特性调整膜235E露出。温度特性调整膜235F的其它的结构与第一实施方式中的温度特性调整膜235B相同。

·保持臂111、112

保持臂111以及保持臂112设置于保持部140的内侧，连接基部130的后端131B和框体140c、140d。如图3A所示，保持臂111和保持臂112相对于沿着基部130的X轴方向的中心线与YZ平面平行地规定的虚拟平面P形成为大致面对称。

保持臂111具有臂111a、111b、111c、111d。保持臂111A的一端与基部130的后端131B连接，并从此处朝向框体140b延伸。而且，保持臂111向朝向框体140c的方向(即，X轴方向)弯曲，进一步向朝向框体140a的方向(即，Y轴方向)弯曲，再次向朝向框体140c的方向(即，X轴方向)弯曲，另一端与框体140c连接。

臂111a被设置成在基部130与框体140b之间，与框体140c对置，且长边方向与Y轴平行。臂111a的一端在后端131B与基部130连接，并从此处相对于后端131B大致垂直地、即沿Y轴方向延伸。通过臂111a的X轴方向的中心的轴优选被设置成比振动臂135A的中心线靠内侧，在图3A的例子中，臂111a设置于振动臂135A与135B之间。另外，臂111a的另一端在其侧面与臂111b的一端连接。臂111a在X轴方向上规定的宽度为20μm左右，在Y轴方向上规定的长度为25μm左右。

臂111b被设置成在基部130与框体140b之间，与框体140b对置，且长边方向与X轴方向平行。臂111b的一端与臂111a的另一端且与框体140c对置的一侧的侧面连接，并从此处相对于臂111a大致垂直地、即沿X轴方向延伸。另外，臂111b的另一端与臂111c的一端且与振动部120对置的一侧的侧面连接。臂111b例如在Y轴方向上规定的宽度为20μm左右，在X轴方向上规定的长度为92μm左右。

臂111c被设置成在基部130与框体140c之间，与框体140c对置，且长边方向与Y轴方向平行。臂111c的一端在其侧面与臂111b的另一端连接，另一端与臂111d的一端且框体140c侧的侧面连接。臂111c例如在X轴方向上规定的宽度为20μm左右，在Y轴方向上规定的长度为255μm左右。

臂111d被设置成在基部130与框体140c之间，与框体140a对置，且长边方向与X轴方向平行。臂111d的一端与臂111c的另一端且与框体140c对置的一侧的侧面连接。另外，臂111d的另一端在与振动臂135A和基部130的连接位置附近对置的位置，与框体140c连接，并从此处相对于框体140c大致垂直地、即沿X轴方向延伸。臂111d例如在Y轴方向上规定的宽度为50μm左右，在X轴方向上规定的长度为5μm左右。

像这样，保持臂111为在臂111a与基部130连接，并在臂111a与臂111b的连接位置、臂111b与111c的连接位置以及臂111c与111d的连接位置弯曲之后，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，并从此处朝向框体140b延伸。而且，保持臂112向朝向框体140d的方向(即，X轴方向)弯曲，进一步向朝向框体140a的方向(即，Y轴方向)弯曲，再次向朝向框体140d的方向(即，X轴方向)弯曲，且另一端与框体140d连接。

此外，由于臂112a、112b、112c、112d的结构分别为与臂111a、111b、111c、111d对称的结构，所以省略详细的说明。

参照图8对谐振器10C的功能进行说明。在本实施方式中，将对外侧的振动臂135A、135D施加的电场的相位、和对内侧的振动臂135B、135C施加的电场的相位设定为相互为相反相位。由此，外侧的振动臂135A、135D和内侧的振动臂135B、135C相互向相反方向位移。例如，若外侧的振动臂135A、135D使自由端朝向上盖30的内表面位移，则内侧的振动臂135B、135C使自由端朝向下盖20的内表面位移。此外，在谐振器10C中下部电极E1是浮置的。但是，为了频率的稳定化，也可以将下部电极引出至其它的端子，并与外部的接地电极连接。

由此，在本实施方式的谐振器10中，相反相位的振动时，即，振动臂135A和振动臂135B围绕着在图3A所示的振动臂135A与振动臂135B之间与Y轴平行地延伸的第一中心轴在上下相反方向上振动。另外，振动臂135C和振动臂135D围绕着在振动臂135C和振动臂135D之间与Y轴平行地延伸的第二中心轴在上下相反方向上振动。由此，在第一中心轴和第二中心轴上产生相互相反方向的扭转力矩，在基部130产生弯曲振动。

其它的谐振器10的结构、功能与第一实施方式相同。

以上，对本发明的示例性的实施方式进行了说明。本实施方式的谐振器10具备：振动部120；保持部140，被设置成包围振动部120的至少一部分；以及保持臂110，连接振动部120和保持部140，振动部120具有：上部电极E2和下部电极E1；压电薄膜F3，形成于上部电极E2和下部电极E1之间，并且具有与上部电极E2对置的第一面；以及至少2个温度特性调整膜235A、235B，隔着上部电极E2与压电薄膜F3的第一面对置地形成，振动部120具有与压电薄膜F3的第一面对置的表面，该表面包括第一区域、和在振动部120振动时平均位移比第一区域大的第二区域，至少2个温度特性调整膜235A、235B包括在第一区域中的分别不同的区域露出的频率温度系数为正的温度特性调整膜235B、以及频率温度系数为负的温度特性调整膜235A。由此，谐振器10由于在弹簧部具有频率温度系数不同的两种膜，所以能够高精度地调整频率温度特性。

另外，优选振动部120还具有在第二区域露出的至少一个频率调整膜236。根据该优选的方式，通过在质量部具有频率调整用的膜，也能够高精度地调整频率。

优选振动部120的压电薄膜F3根据对该压电薄膜F3施加的电压来进行轮廓振动，振动部120具有至少一个矩形的振动区域121，该振动区域121具有与压电薄膜F3的轮廓振动的节平行的长边、以及与压电薄膜F3的轮廓振动的节正交并且相当于轮廓振动的半波长的短边，第二区域为振动区域121的角部的区域。另外，也优选第一区域是在振动区域121中形成轮廓振动的节的区域。

另外，优选振动部120具有振动臂135以及基部130，该振动臂135具有固定端和开放端，并进行弯曲振动，上述基部130具有与振动臂135的固定端连接的前端以及与该前端对置的后端，第二区域是振动臂135中的开放端侧的前端的区域。另外，优选第一区域是振动臂135中的连接振动臂135和基部130的区域。进一步，优选振动部120的振动模式是面外弯曲振动或者面内弯曲振动。

另外，也优选温度特性调整膜235B具有正的弹性模量温度系数。在该情况下，温度特性调整膜235B的硬度与温度成比例地提高。由此，能够获得良好的谐振频率。

另外，优选频率调整膜的比重比温度特性调整膜235A、235B的比重大。由此，能够获得良好的谐振频率。

本实施方式的谐振装置1具有上述的谐振器10。由此，能够构成度地调整频率温度特性。

以上说明的各实施方式是用于容易理解本发明的结构，并不是用于限定地解释本发明的结构。本发明可以不脱离其主旨地进行变更/改进，并且本发明也包括其等价物。即，本领域技术人员对各实施方式适当地施加设计变更所得的结构只要具备本发明的特征，就包括于本发明的范围内。例如，各实施方式所具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并不限定于例示出的结构，能够适当地变更。另外，各实施方式是例示，当然能够进行在不同的实施方式中示出的结构的部分置换或者组合，只要它们也包含本发明的特征，就包括于本发明的范围内。

附图标记说明：1…谐振装置；10、10A～10C…谐振器；30…上盖；20…下盖；140…保持部；140a～d…框体；110、111、112…保持臂；120、120A…振动部；F2…Si基板；235A～235E…温度特性调整膜；236、236A…频率调整膜。

Claims (11)

1.一种谐振器，具备：

振动部；

保持部，被设置成包围上述振动部的至少一部分；以及

保持臂，连接上述振动部和上述保持部，

上述振动部具有：

第一电极和第二电极；

压电膜，形成于上述第一电极与上述第二电极之间，并且具有与上述第一电极对置的第一面；以及

至少2个温度特性调整膜，隔着上述第一电极与上述压电膜的上述第一面对置地形成，

上述振动部具有与上述压电膜的上述第一面对置的表面，该表面包括第一区域以及第二区域，在上述振动部振动时，上述第二区域的平均位移比上述第一区域的平均位移大，

上述至少2个温度特性调整膜包括频率温度系数为正的第一温度特性调整膜以及频率温度系数为负的第二温度特性调整膜，上述第一温度特性调整膜和上述第二温度特性调整膜分别在上述第一区域中的不同的区域露出。

2.根据权利要求1所述的谐振器，其中，

上述振动部还具有在上述第二区域露出的至少一个频率调整膜。

3.根据权利要求2所述的谐振器，其中，

与上述第一温度特性调整膜以及上述第二温度特性调整膜的比重相比，上述频率调整膜的比重大。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的谐振器，其中，

上述第一温度特性调整膜具有正的弹性模量温度系数。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的谐振器，其中，

上述振动部的上述压电膜根据施加至该压电膜的电压而进行轮廓振动，

上述振动部具有至少一个矩形的振动区域，上述振动区域具有与上述压电膜的轮廓振动的节平行的长边、以及与上述压电膜的轮廓振动的节正交且与轮廓振动的半波长相当的短边，

上述第二区域至少包括上述振动区域的角部的区域的一部分。

6.根据权利要求5所述的谐振器，其中，

上述第一区域包括在上述振动区域中至少形成上述轮廓振动的节的区域的一部分。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的谐振器，其中，

上述振动部具有振动臂以及基部，上述振动臂具有固定端和开放端，并且进行弯曲振动，上述基部具有与上述振动臂的固定端连接的前端以及与该前端对置的后端，

上述第二区域至少包括上述振动臂中的开放端侧的前端的区域的一部分。

8.根据权利要求7所述的谐振器，其中，

上述第一区域包括上述振动臂中的至少连接上述振动臂和上述基部的区域的一部分。

9.根据权利要求7或8所述的谐振器，其中，

上述振动部的振动模式为面外弯曲振动。

10.根据权利要求7或8所述的谐振器，其中，

上述振动部的振动模式为面内弯曲振动。

11.一种谐振装置，具备：

权利要求1～10中任一项所述的谐振器；

盖体，覆盖上述谐振器；以及

外部电极。

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