CN203326965U - 振动元件、振子、电子器件、振荡器以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供振动元件、振子、电子器件、振荡器以及电子设备。抑制了台面型振动元件中产生的弯曲振动所引起的不必要振动，得到了CI较小的振动元件。在具有振动基板（10）和激励电极（20a）的振动元件中，振动基板（10）具有振动部（14）和外缘部（12），在振动部（14）的整个外周缘具有朝向外缘部（12）厚度逐渐减小的至少两级阶梯缘部。在设阶梯的级数为i、第i级的阶梯的长度为Mx_i、最外侧的阶梯的长度为Mx，并且用Ex表示激励电极的长度、用λ表示弯曲振动的波长时，以满足如下两个式子的方式设定各个参数：－0.2＜（（Mx_i－1－Mx_i）/2－nλ/2）/（λ/2）＜0.2 （1）；－0.2＜（（Ex－Mx）－kλ/2）/（λ/2）＜0.2 （2）。

Description

振动元件、振子、电子器件、振荡器以及电子设备

技术领域

本实用新型涉及厚度振动模式的振动元件，尤其涉及具有所谓的台面型结构的振动元件、振子、电子器件、振荡器以及电子设备。 

背景技术

AT切石英振子的振动模式是厚度剪切振动，适合于小型化、高频化，并且呈现出频率温度特性优异的三次曲线，因此在电子设备等多个方面得到利用。 

在专利文献1和专利文献2中公开了如下内容：在设石英振动元件的频率为f、石英基板的长边（X轴）的长度为X、台面部（振动部）的厚度为t、台面部的长边长度为Mx、激励电极的长边长度为Ex、沿着石英基板的长边方向产生的弯曲振动的波长为λ时，通过以满足以下4个式子的方式设定各个参数f、X、Mx、Ex，能够抑制厚度剪切振动与弯曲振动的耦合。 

λ/2=（1.332/f）－0.0024 

（Mx－Ex）/2=λ/2 

Mx/2=（n/2+1/4）λ（其中n为整数） 

X≧20t 

此外，还公开了如下内容：在将振动部的端缘和激励电极的端缘部分的位置设定为与弯曲振动的位移的波腹位置一致的情况下，弯曲位移成分变小，由此能够抑制不必要模式的弯曲振动。 

在专利文献3中提出了提高频率可变灵敏度、并且抑制了不必要振动的台面型振动元件。一般而言，在振动元件中，随着激励电极变大，等效串联电容C1也变大，能够提高频率可变灵敏度。公开了如下内容：激励电极增大后的台面型振动元件容易发生振荡，能够增大与负载电容对应的频率变化幅度。 

在专利文献4中公开了台面型压电振动元件。并且公开了如下内容：在设石英基板的长边长度为X、阶梯部的挖掘量（台面部的高度）为Md、振动部的板厚为t、 阶梯部的挖掘量Md相对于板厚t的比值为y（百分率）时，通过使y满足如下关系，并且使得石英基板的振动部的长边长度X相对于板厚t的比值、即边的比值X/t成为30以下，能够在不导致压电振动元件的电气特性恶化的情况下降低CI。 

所述关系是：y=－1.32×（X/t）+42.87 

y≦30 

【专利文献1】日本特开2006－340023号公报 

【专利文献2】日本特开2007-053820号公报 

【专利文献3】日本特开2008-306594号公报 

【专利文献4】日本特开2007-124441号公报 

但是，最近要求实现容器尺寸更小型的振子。收纳在小型容器中的台面型结构的振动元件的X边的比值（长边X相对于板厚t的比值X/t）为20以下。即使在这种小型振子中应用了现有文献所公开的方法，也存在如下问题：在厚度剪切振动中叠加有轮廓系的高次振动，无法得到平滑的频率温度特性，并且无法实现所要求的CI（晶体阻抗）。 

实用新型内容

本实用新型正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种台面型振动元件，该台面型振动元件是以X轴方向为长边的厚度剪切模式的振动元件，能够实现X边的比值小的振动元件的平滑的频率温度特性、以及CI的降低。 

本实用新型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]本实用新型的振动元件的特征在于，该振动元件具有基板，该基板包含：振动部，其以厚度剪切振动进行激励，包含设置在一个主面上的第1凸部以及设置在相对于所述一个主面处于背面侧的另一个主面上的第2凸部；至少两级以上的阶梯缘部，它们设置于所述第1凸部和所述第2凸部的与所述厚度剪切振动的振动方向交叉的方向的端部；以及外缘部，其沿着所述振动部的外缘配置，并且厚度比所述振动部的厚度薄，该振动元件还具有设置于所述第1凸部的表面的第1激励电极以及设置于所述第2凸部的表面的第2激励电极，在用2以上的正整数i来表示所述阶梯缘部的级数的情况下，在设第i级的阶梯缘部的沿着所述厚度剪切振动的振动方向的长 度为Mx_i、最外侧的阶梯缘部的沿着所述厚度剪切振动的振动方向的长度为Mx、所述激励电极的沿着所述厚度剪切振动的振动方向的长度为Ex、所述激励电极的沿着与所述厚度剪切振动的振动方向垂直的方向的长度为Ez、在所述厚度剪切振动的振动方向上振动的弯曲振动的波长为λ时，满足下式： 

－0.2＜（（Mx_i－1－Mx_i）/2－nλ/2）/（λ/2）＜0.2  （1） 

－0.2＜（（Ex－Mx）－kλ/2）/（λ/2）＜0.2  （2）， 

其中n是正整数,k是整数。 

根据该结构，振动部是在整个外周缘以朝向所述外缘部，该振动部的厚度逐渐减小的方式具有至少两级阶梯部的台面型结构，并且根据式（1）、（2）设定了各个阶梯部的长度和激励电极的长度，因此抑制了弯曲振动，并且激励电极抵消掉所拾取的弯曲振动的电荷，因此具备频率温度特性和CI温度特性能够得到平滑特性的效果。此外，通过使振动部的整个外周缘成为至少两级的阶梯结构，具备如下效果：能够得到将振动能量封闭于激励部，CI较小的振动元件。 

[应用例2]此外，在应用例1的振动元件中，其特征在于，所述阶梯部的级数i为2，所述正整数n为1，所述整数k为－1，并且所述Ex与所述Mx之间存在Ex＜Mx的关系。 

根据该结构，各个阶梯部的长度以及激励电极的大小满足式（1）、（2），并且将阶梯部的级数设为两级，将激励电极的大小设定得比最外侧（最上级）的阶梯部的长度短，因此具备能够得到平滑的频率温度特性和CI特性的效果。并且，具备能够增大振动元件的等效电感的效果。 

[应用例3]此外，在应用例1的振动元件中，其特征在于，所述阶梯部的级数i为2，所述正整数n为1，所述整数k为2，并且所述Ex与所述Mx之间存在Mx＜Ex的关系。 

根据该结构，各个阶梯部的长度以及激励电极的大小满足式（1）、（2），并且将阶梯部的级数设为两级，将激励电极的大小设定得比最外侧（最上级）的阶梯部的长度大，因此具备能够得到平滑的频率温度特性和CI特性的效果。并且，具备能够减小振动元件的等效电感的效果。此外，能够拾取由于振动产生的电荷的大半部分，因此具备能够减小振动元件的电容比的效果。 

[应用例4]此外，在应用例1的振动元件中，其特征在于，所述阶梯部的级数i为2，所述正整数n为2，所述整数k为1，并且所述Ex与所述Mx之间存在Mx＜Ex的关系。 

根据该结构，各个阶梯部的长度以及激励电极的大小满足式（1）、（2），并且将阶梯部的级数设为两级，将激励电极的大小设定得比最外侧（最上级）的阶梯部的长度大，因此具备能够得到平滑的频率温度特性和CI特性的效果。并且具备如下效果：使得振动位移分布的形状平缓，能够得到CI的急剧下降小的CI温度特性。 

[应用例5]此外，在应用例1的振动元件中，其特征在于，所述阶梯部的级数i为3，所述正整数n为1，所述整数k为3，并且所述Ex与最外侧的阶梯缘部的沿着所述厚度剪切振动的振动方向的长度Mx之间存在Mx＜Ex的关系。 

根据该结构，各个阶梯部的长度以及激励电极的大小满足式（1）、（2），并且将阶梯部的级数设为两级，将激励电极的大小设定得比最外侧（最上级）的阶梯部的长度大，因此具备能够得到平滑的频率温度特性和CI特性的效果。并且，由于使得阶梯部的级数成为3级，因此振动位移分布更陡，支撑的影响变小，因此具备能够进一步减小振动元件的CI的效果。 

[应用例6]此外，在应用例1的振动元件中，其特征在于，所述阶梯部的级数i为3，所述正整数n为1，所述整数k为2，并且所述Ex与最外侧的阶梯缘部的沿着所述厚度剪切振动的振动方向的长度Mx之间存在Mx＜Ex的关系。 

根据该结构，各个阶梯部的长度以及激励电极的大小满足式（1）、（2），并且将阶梯部的级数设为两级，将激励电极的大小设定得比最外侧（最上级）的阶梯部的长度大，因此具备能够得到平滑的频率温度特性和CI特性的效果。并且，由于将阶梯部的级数设为3级，因此振动位移分布更陡，支撑的影响变小，因此具备如下效果：能够进一步减小振动元件的CI；并且能够调整电极大小，以符合要求。 

[应用例7]此外，在应用例1的振动元件中，其特征在于，所述基板是旋转Y切基板，所述振动部将沿着X轴方向的边作为长边且将沿着Z’轴方向的边作为短边。 

根据该结构，由于用石英基板来构成振动基板，因此具备如下效果：频率温度特性和CI温度特性能够得到平滑的特性；并且，经年变化小，能够得到振动元件的Q值较大的振动元件。 

[应用例8]此外，在应用例1～7中任一项所述的振动元件中，其特征在于， 

在设第1级的阶梯缘部的沿着与所述厚度剪切振动的振动方向垂直的方向的长度为Mz时， 

在Ez＜Mz的情况下，满足0.6≦Mz/Z≦0.8的关系， 

在Ez＞Mz的情况下，满足0.5≦Mz/Z≦0.7的关系。 

根据该结构，除了上述效果以外，还具备如下效果：能够实现CI的降低，并且能够得到不存在与弯曲振动等不必要振动的耦合的振动元件。 

[应用例9]本实用新型的振子的特征在于，具有：应用例1～7中任一项所述的振动元件；以及收纳所述振动元件的容器。 

根据该结构，具备能够得到如下这样的小型振子的效果，该振子抑制了弯曲振动，具有较小的CI值、即较大的Q值，经年变化小，且具有平滑的频率温度特性和CI特性。 

[应用例10]本实用新型的电子器件的特征在于，具有：应用例1～7中任一项所述的振动元件；电子元件；以及收纳所述振动元件和电子元件的容器。 

根据该结构，由于具有本实用新型的CI较小的小型振动元件，并与所使用的电子元件进行组合，从而具备如下效果：能够按照客户要求提供各种电子器件。 

[应用例11]在应用例10的本实用新型的电子器件中，其特征在于，所述电子元件是热敏电阻、电容器、电抗元件以及半导体元件中的至少任意一种。 

根据该结构，通过组合本实用新型的CI较小的小型振动元件和上述电子元件，具备如下效果：能够构成进行了温度补偿的振动元件、可变范围大的振动元件和振荡器等。 

[应用例12]本实用新型的振荡器的特征在于，具有：应用例9所述的振子；以及驱动该振子的振荡电路。 

根据该结构，具备如下效果：使振荡器小型化，并且能够实现功耗小且频率温度特性优异的振荡器。 

[应用例13]本实用新型的电子设备的特征在于，该电子设备具有应用例1～7中任一项所述的振动元件。 

根据该结构，具备如下效果：能够实现电子设备的小型化，并且能够得到频率稳定度、频率温度特性优异，且具有耐冲击性的电子设备。 

附图说明

图1（a）、图1（b）和图1（c）是示出本实用新型的实施方式的振动元件1的结构的概略图，其中，图1（a）是俯视图，图1（b）是图1（a）的Q－Q剖视图，图1（c）是图1（a）的P－P剖视图。 

图2是示出使石英的晶轴X、Y、Z绕X轴旋转θ而得到的新的正交轴X、Y’、Z’轴与AT切石英基板之间的关系的图。 

图3是在示出振动元件1的结构的平面上重叠地画出等力线的图，其中，等力线是连接振动位移能量相等的点而得到的。 

图4（a）、图4（b）和图4（c）示出了实验中使用的振动元件1s的结构，其中，图4（a）是俯视图，图4（b）是图4（a）的Q－Q剖视图，图4（c）是图4（a）的P－P剖视图。 

图5是电极面积S与CI之间的关系的图。 

图6是示出电极端部到支撑部的距离ΔX与CI之间的关系的图，其中示出了边比值x/t=14～18的情况。 

图7（a）、图7（b）和图7（c）是示出第2实施方式的振动元件2的图，其中，图7（a）是俯视图，图7（b）是图7（a）的Q－Q剖视图，图7（c）是图7（a）的P－P剖视图。 

图8（a）、图8（b）和图8（c）是示出第3实施方式的振动元件3的图，其中，图8（a）是俯视图，图8（b）是图8（a）的Q－Q剖视图，图8（c）是图8（a）的P－P剖视图。 

图9（a）、图9（b）和图9（c）是示出第4实施方式的振动元件4的图，其中，图9（a）是俯视图，图9（b）是图9（a）的Q－Q剖视图，图9（c）是图9（a）的P－P剖视图。 

图10（a）、图10（b）和图10（c）是示出第5实施方式的振动元件5的图，其中，图10（a）是俯视图，图10（b）是图10（a）的Q－Q剖视图，图10（c）是图10（a）的P－P剖视图。 

图11（a）、图11（b）、图11（c）和图11（d）是示意性示出本实施方式的振动元件的制造方法的剖视图。 

图12（a）、图12（b）、图12（c）和图12（d）是示意性示出本实施方式的振动元件的制造方法的剖视图。 

图13是示出振子的结构的剖视图。 

图14（a）和图14（b）是分别示出电子器件的结构的剖视图。 

图15是示出振荡器的结构的剖视图。 

图16是示出图1（a）、图1（b）和图1（c）所示的振动元件1的变形例的结构的俯视图。 

图17是示出图1（a）、图1（b）和图1（c）所示的振动元件1的变形例的结构的俯视图。 

图18是本实用新型的电子设备的示意性俯视图。 

标号说明 

1、1s、2、3、4、5：振动元件；6：振子；7、8：电子器件；9：振荡器；10：振动基板；12：外缘部；13：支撑部；13a：支撑部侧面；14：振动部；14a、14b、14c、14d：阶梯缘部；15：第1部分；16：第2部分；17：第3部分；20a、20b：激励电极；22a、22b：引出电极；24a、24b：电极焊盘；26：支撑区域；30：耐蚀膜；40：抗蚀剂膜；50：容器；50a：容器主体；50b：密封圈；50c：盖部件；52：腔室；53：安装端子；54a：凹部；55a：元件搭载用焊盘；55b：电子部件搭载用焊盘：57：内部导体；58：热敏电阻；60：导电性粘接剂；70：绝缘基板；74a：元件搭载焊盘；74b：电子部件搭载焊盘；76：安装端子；78：导体；80：盖部件；85：金属；88：IC；X：振动基板的X轴方向的长度；Z：振动基板的Z’轴方向的长度；Mx₁、Mx₂、Mx₃：振动部的X轴方向的长度；Mz：振动部的Z’轴方向的长度；Ex：激励电极的X轴方向的长度；Ez：激励电极的Z’轴方向的长度；t：振动部的厚度；t’：外缘部的厚度。 

具体实施方式

下面，根据附图来详细地说明本实用新型的实施方式。 

图1（a）、图1（b）和图1（c）是示出本实用新型的一个实施方式的振动元件1的结构的概略图。图1（a）是振动元件1的俯视图，图1（b）是图1（a）的Q－Q剖视图，图1（c）是图1（a）的P－P剖视图。 

本实用新型的振动元件1是具有如下部分的振动元件：振动基板10；彼此相对地配置在振动基板10的两个主面上的各个激励电极20a、20b；从各个激励电极20a、20b朝向振动基板10的一方的端部延伸的引出电极22a、22b；以及与各个引出电极22a、22b电连接且分别形成于振动基板10的两个角部处的电极焊盘24a、24b。 

振动基板10具备：具有最大厚度的振动部14；以及比振动部14薄的外缘部12，该外缘部12从振动部14的整周侧面的厚度方向中间部起，呈凸缘状突出地设置。振动基板10从振动平衡点起，关于厚度方向的中心线对称地形成。换言之，振动基板10关于通过厚度方向的中心且与主面平行的面对称地形成。 

振动部14在其整个外周缘上，以朝向外缘部12，振动部14的厚度阶梯状地逐渐减小的方式，具有至少两级的阶梯缘部。图1（a）、图1（b）和图1（c）的实施方式的例子的振动元件1在振动部14的外周缘的正面背面分别具有由两级的阶梯构成的阶梯缘部。阶梯缘部具有与Z’轴方向平行地延伸的阶梯缘部14c、14d以及与X轴方向平行地延伸的阶梯缘部14a、14b。即，振动基板10形成了所谓的台面结构，该台面结构具有：作为厚部（包含阶梯缘部）的振动部14，其是使基板的中央部分别朝向与两个主面垂直的方向突出而形成的；以及外缘部12，其从振动部14的整周侧面的厚度方向中间部起，沿着主面方向突出。 

振动部14是位于振动基板10中央的主振动区域，比振动部14薄且形成于振动部14的整周侧面的外缘部12是次振动区域。即，如后所述，振动区域跨越振动部14和外缘部12的一部分。 

在图1（a）、图1（b）和图1（c）所示的实施方式的例子中，激励电极20a、20b（之后以20a为代表）形成于振动部14的一部分上。关于激励电极20a、引出电极22a、22b（之后以22a为代表）以及电极焊盘24a、24b（之后以24a为代表），在振动基板10的两个表面上，利用溅射法或真空蒸镀法，按顺序依次形成铬（Cr）、金（Au）等金属膜。通过光刻技术在所形成的金属薄膜上形成预定形状的激励电极20a、引出电极22a和电极焊盘24a而构成振动元件。在对各个激励电极20a施加交变电压时，振动元件1以固有的振动频率受到激励。 

对振动基板10采用了石英基板的情况进行说明。石英等压电材料属于三方晶系，如图2所示，具有相互垂直的晶轴X、Y、Z。X轴、Y轴、Z轴分别被称作电轴、机械轴、光轴。旋转Y切基板是沿着使XZ面绕X轴旋转了角度θ后的平面而从石英 切出的平板。例如，在AT切石英基板10的情况下，所述角度θ为大致35°15′。另外，Y轴和Z轴也绕着X轴旋转了所述角度θ，分别成为Y’轴和Z’轴。因此，所述旋转Y切基板具有垂直的坐标轴X、Y’、Z’。对于所述旋转Y切基板，厚度方向是Y’轴，与Y’轴垂直的XZ’面（包含X轴和Z’轴的面）是主面，激励产生厚度剪切振动作为主振动。 

即，如图2所示，石英基板10由AT切石英基板构成，该AT切石英基板以由X轴（电轴）、Y轴（机械轴）和Z轴（光轴）构成的正交坐标系的X轴为中心，设使Z轴朝向Y轴的－Y方向倾斜后的轴为Z’轴、使Y轴朝向Z轴的+Z方向倾斜后的轴为Y’轴，由与X轴和Z’轴平行的面构成，把与Y’轴平行的方向作为厚度。 

在图1（a）、图1（b）和图1（c）所示的实施方式的例子中，振动基板10具有如下这样的矩形形状：该矩形形状把与Y’轴平行的方向（以下称作“Y’轴方向”）作为厚度方向，把与X轴平行的方向（以下称作“X轴方向”）作为长边，把与Z’轴平行的方向（以下称作“Z’轴方向”）作为短边。此处，将长边、短边各自的长度设为X、Z。振动基板10具有：位于大致中央部的厚的振动部14；以及从振动部14的整周侧面的中央部起，呈凸缘状突出地设置的外缘部12。 

如图1（a）、图1（b）、图1（c）的实施方式所示，振动部14的整周侧面的中央部被外缘部12围住，具有比外缘部12的Y’轴方向的厚度t’厚的厚度t。即，如图1（b）、图1（c）所示，振动部14相对于外缘部12在Y’轴方向上突出。在图1（a）、图1（b）和图1（c）的例子中，振动部14相对于外缘部12朝向+Y’轴侧和－Y’轴侧突出。振动部14例如可具有如下形状：该形状具有作为对称中心的点（未图示），并且关于该中心点呈点对称。 

如图1（a）、图1（b）、图1（c）所示，振动部14具有以X轴方向为长边、Z’轴方向为短边的矩形形状。振动部14拥有最厚的第1部分15和具备比第1部分15小的厚度的第2部分16。如图1（a）、图1（b）、图1（c）所示，第1部分15具有把与X轴平行的长度Mx₂（在图1（b）中用Mx₂/2表示）作为长边的矩形形状。第2部分16形成于第1部分15的整个侧面的周围，并具有如下这样的矩形形状：该矩形形状把第1部分15和第2部分16相加后的形状的、与X轴平行的长度Mx₁（在图1（b）中用Mx₁/2表示）作为长边，把与Z’轴平行的长度Mz作为短边。即，振动基板10是两级的台面型基板。 

由于这样地构成，所以振动部14成为具有在X轴方向上延伸的阶梯缘部14a、14b、和在Z’轴方向上延伸的阶梯缘部14c、14d的结构。在图1（a）、图1（b）和图1（c）的实施方式的例子中，阶梯缘部14a、14b中的阶梯缘部14a是+Z’轴侧的阶梯缘部，阶梯缘部14b是－Z’轴侧的阶梯缘部。此外，阶梯缘部14c、14d中的阶梯缘部14c是－X轴侧的阶梯缘部，阶梯缘部14d是+X轴侧的阶梯缘部。 

如图1（b）所示，在Z’轴方向上延伸的阶梯缘部14d相对于外缘部12分别朝向+Y’轴侧和－Y’轴侧突出地形成。对于阶梯缘部14a、14b、14c也同样如此。 

振动部14的阶梯缘部14c、14d的阶梯是通过第1部分15和第2部分16各自的厚度的差形成的，由第1部分15的与Y’Z’平面平行的面、第2部分16的与XZ’平面平行的面和第2部分16的与Y’Z’平面平行的面构成。同样，振动部14的阶梯缘部14a、14b的阶梯是通过第1部分15和第2部分16各自的厚度的差形成的。在图示的例子中，阶梯缘部14a、14b由第1部分15的与XY’平面平行的面、第2部分16的与XZ’平面平行的面和第2部分16的与XY’平面平行的面构成。这样，振动部14具有厚度不同的两个种类的第1部分和第2部分15、16，可以说振动元件1具有两级型的台面结构。振动部14可以将厚度剪切振动作为主振动进行振动。 

这样，由于振动部14具有两级型台面结构，因此，在激励产生厚度剪切振动时，振动能量被封闭于振动部14，能够起到所谓的封闭效应。 

图3在振动元件1的俯视图上，用点划线示出了等力线分布，该等力线分布是连接振动元件1受到激励时所产生的振动位移能量（振动位移的平方与其位置的质量的乘积）相等的点而得到的。位于中央的等力线的能级最高，越是位于外侧的等力线，其能级越低。在图3所示的振动元件1的例子中，振动部14形成了X轴方向较长的矩形，因此等力线分布成为X轴方向的长径较长、Z’轴方向的短径较短的椭圆形状。振动位移的大小在振动部14的中心部最大，随着远离于中心部而变小。即，在激励电极20a上，X轴方向、Z’轴方向都是大致呈余弦状分布，在没有激励电极20a的石英基板上，按照指数函数的形式衰减。振动区域在振动部14和与振动部14相连的外缘部12中扩展成椭圆形状，因此，对于仅在振动部14上设置了激励电极的结构的振动元件而言，没有充分集中（无法拾取）石英基板10中激励产生的电荷。而振动元件1构成为，在与振动部14相连的外缘部12的至少一部分中配置了激励电极20a， 使得石英基板10中激励出的电荷集中，这样的振动元件1能够减小振动元件的电容比，在构成振荡器时能够扩大频率可变范围。 

图4（a）是实验中使用的振动元件1s的俯视图，图4（b）是图4（a）的Q－Q剖视图，图4（c）是图4（a）的P－P剖视图。如图4（b）、图4（c）所示，振动元件1s大体上具有如下部分：振动基板10，其具备振动部14和薄的外缘部12，振动部14在外周缘的X轴方向上具有两级阶梯，在Z’轴方向上具有1级阶梯，外缘部12从振动部14的整周侧面的厚度方向中间部起，呈凸缘状突出地设置；激励电极20a、20b，它们彼此相对地配置在振动部14的两个主面上的全部区域中、以及与振动部14相连的外缘部12的至少一部分上；引出电极22a、22b，它们从各个激励电极20a、20b朝向振动基板10的端部延伸；以及电极焊盘24a、24b，它们是各个引出电极22a、22b的端部，且分别形成于振动基板10的两个角部处。在对各个激励电极20a、20b施加交变电压时，振动元件1s以固有的振动频率受到激励，其振动区域跨越振动部14和外缘部12的一部分。 

图5是测量改变了X轴方向的尺寸X为1100μm、厚度t为65μm的台面型结构的振动基板10上形成的激励电极20a的面积S时的振动元件1s的CI的曲线，振动元件1s是图4（a）、图4（b）和图4（c）所示的振动元件。横轴表示激励电极20a的面积S，纵轴表示CI值。根据该实验可知，面积S较小时石英振子的CI较大，随着面积S变大，CI变小，当进一步增大面积S时CI变大。即，根据实验可知，当确定石英基板的尺寸时，存在使得CI达到最小的电极面积S。 

并且，为了调查振动基板10的X轴方向的尺寸与激励电极20a的尺寸之间的关系，重复进行了实验。如图4（a）、图4（b）、图4（c）所示，设振动基板10的X轴方向尺寸为X、激励电极20a的X轴方向尺寸为Le。在图4（a）、图4（b）、图4（c）的例子中，激励电极20a跨越振动部14的整个区域和外缘部12的一部分。将设置于振动基板10的各电极焊盘24a内的支撑区域26（使用导电性粘接剂等将振动基板10固定到支撑部件的区域）的大小设为Ad，将支撑区域26的靠振动基板10的中央的端部与和支撑区域26相对的激励电极20a的图中左侧的端部的距离设为ΔX。 

图6是示出距离ΔX与振子1s的CI之间的关系的图。距离ΔX较小时CI较大，随着距离ΔX增大，CI变小，当进一步增大距离ΔX时CI变大。 

推测图6的ΔX－CI曲线是由两个示出性质不同的机理的曲线、即单调减小的曲线A和单调增大的曲线B构成的。用曲线A表示的CI随着距离ΔX的增加而减小。关于该机理的思考如下。激励电极20a上的振动位移分布为大致余弦状，没有激励电极20a的外缘部12的振动位移以与激励电极20a的端部的距离为变量，按照指数函数衰减。支撑区域26是将导电性粘接剂等涂覆到该区域，将振动基板10固定到封装等的支撑部件上的部位。从激励电极20a的端部起急剧地不断减小的振动位移能量到达至支撑区域26，泄漏的振动能量被涂覆到支撑区域26中的粘接剂所吸收，从而消散。即，距离ΔX越大，到达支撑区域26的端部（图中的右端）的振动能量越小，泄漏的能量也变小。其结果，石英振子的Q值变大，CI变小。 

反之，距离ΔX较小时，到达支撑区域26的端部（图中的右端）的振动能量较大，泄漏的能量变大，Q值变小。因此，CI变大。CI成为与距离ΔX的增大相应地单调减小的曲线A。 

另一方面，关于曲线B的考虑如下。众所周知，仅由内部损失决定的石英振子的Q值与频率f成反比地减小。在频率范围不太大的情况下，针对X轴方向的尺寸为1.1mm左右的振动基板（石英基板）10，确定形状尺寸时，只要不大幅改变激励电极的尺寸，Q值就基本恒定。而且众所周知，振子的等效串联电感（动态电感）L1与振动基板的厚度t的立方成正比，与电极面积成反比。 

如图4（a）、图4（b）、图4（c）所示，激励电极20a关于中心线Cn对称地配置，该于中心线Cn相当于振动部14的长度方向中心部。此处，考虑可以忽略用于固定振动基板10的粘接剂的影响的程度的、理想地进行支撑/固定的情况。距离ΔX越小，即激励电极20a的尺寸Le越大，越能够集中振动基板10中激励出的电荷。由于振动位移以振动部14的中央为顶点分布成余弦状，因此激励电极20a的端部处的电荷收集效率变差。因此，并不是激励电极20a只要较大就可以了。 

关于根据激励电极20a的大小确定的等效串联电容C1与和激励电极20a的大小成正比地确定的静电电容C0的比值C0/C1即电容比γ，在改变激励电极20a的大小时，存在使得电容比γ达到最小的激励电极20a的大小。等效串联电感L1与等效串联电容C1有ω₀ ²=1/（L1·C1）的关系，因此当增大激励电极20a的尺寸Le时，串联电感L1变小。在使Q值大致恒定时，振子的CI变小。即，当增大激励电极20a（增大尺寸Le）时，即减小ΔX时，CI变小。 

但是，振动位移在外缘部12的周缘处变小，因此在该部位处激励产生的电荷较小，即使在此处设置电极，效率也不高。此外，还需要考虑从支撑/固定部发生的泄漏。当逐渐增大距离ΔX时，激励电极20a的尺寸Le变小，但是存在使得石英基板10中激励出的电荷最有效地集中的激励电极20a的尺寸Le。即，存在使得电容比γ最小的尺寸Le。当进一步增大距离ΔX时，尺寸Le变小，串联电感L1变大。这相当于在使得Q值大致恒定时，CI变大的情况。因此可以说明，如图6的曲线B的单调增大曲线所示，CI随着距离ΔX的增加而变大。 

即，在确定振动基板10的尺寸的情况下，着眼于振子的CI时，对于与支撑区域26的距离ΔX而言，存在使得CI减小的范围。根据图6，在设CI为68Ω时，ΔX的范围处于0.04mm≦ΔX≦0.06mm。作为X边的比值X/t，在14≦X/t≦18的范围内对该ΔX的范围进行了实验。当X/t≦14时也同样如此。 

此外，作为两级台面型结构的振动元件1s，在设振动基板10的Z’轴方向的尺寸（短边尺寸）为Z、振动部14的短边尺寸为Mz、振动部14的厚度（振动部14的第1部分15的厚度）为t时，优选满足下式（1）的关系。 

8≦Z/t≦11、并且0.6≦Mz/Z≦0.8   （1） 

由此，能够抑制厚度剪切振动与轮廓振动（弯曲振动）等不必要模式的耦合，能够实现CI的降低和频率温度特性的改善。一般而言，振动基板的面积越小，越难以抑制这种厚度剪切振动与轮廓振动的耦合。因此，例如在将振动基板10的X轴方向的尺寸（长边尺寸）设为X的情况下，在满足下式（2）的关系的小型振动元件中，如果设计成同时满足上式（1）的关系，则能够更显著地抑制厚度剪切振动与轮廓振动的耦合。 

X/t≦18  （2） 

如图1（b）、图1（c）所示，如下这样地设定振动基板10的各个部分的尺寸。设振动基板10的长边方向（X轴方向）的长度为X、短边方向（Z’轴方向）的长度为Z、振动部14的Z’轴方向的长度为Mz、振动部14的厚度为t、外缘部12的厚度为t’、振动部14的第1部分15的X轴方向的长度为Mx₂、第1部分15与第2部分相加后的X轴方向的长度为Mx₁、激励电极20a的X轴方向的长度为Ex、振动部14与外缘部12的阶梯部的挖掘量（振动部14的高度）为Md/2、挖掘量Md相对于振动部14的厚度t的比值为y、沿着振动基板10的长边方向（X轴方向）产生的弯曲 振动的波长为λ。在图1（b）中，相对于振动部14的中心线C，示出了图中右半部分的长度。 

众所周知，在振动基板10上激励产生作为主振动的厚度剪切振动的同时，叠加有弯曲振动。通过将激励电极20a、阶梯缘部14d（14c）设定为，在图1（a）、图1（b）和图1（c）的实施方式的激励电极20a的端缘、振动部14的第1部分15的端缘、第2部分16的端缘的各个端缘处弯曲振动的振幅成为“波腹”，由此能够将上述各端缘处的弯曲振动的振幅抑制为最小。即，如果用式子表示，则如下式所示。以满足下式的方式来设定各个参数： 

（Mx₁－Mx₂）/2=nλ/2   （3） 

（Ex－Mx₂）=kλ/2   （4） 

其中n是正整数，k是整数。在图1（a）、图1（b）和图1（c）的实施方式的例子中，示出了n=1、k=－1的情况。式（4）以振动部14的第1部分15的X轴方向的长度Mx（在图1（a）、图1（b）和图1（c）的情况下为Mx₂，最外侧的阶梯的X轴方向的长度）为基准，在激励电极20a的X轴方向的长度Ex小于Mx的情况下，标注“－”的符号，在大于Mx的情况下，标注“+”的符号。 

这里考虑到制造上的偏差，得到下式，作为对振动元件1的特性影响小的容许范围。 

－0.2＜（（Mx₁－Mx₂）/2－nλ/2）/（λ/2）＜0.2   （5） 

－0.2＜（（Ex－Mx₂）－kλ/2）/（λ/2）＜0.2   （6） 

如现有文献那样将挖掘量Md相对于厚度t的比值设为y。 

此外，如图1（c）所示，作为台面型结构的振动元件1，在设振动基板10的Z’轴方向的尺寸（短边尺寸）为Z、振动部14的短边尺寸为Mz、激励电极20a（20b）的Z’轴方向的长度为Ez、振动部14的厚度为t时，优选满足下式（7）的关系。 

在Ez＜Mz的情况下，0.6≦Mz/Z≦0.8   （7） 

在Ez＞Mz的情况下，0.5≦Mz/Z≦0.7   （7） 

用i表示振动基板10的阶梯缘部14d（14c）的级数，用Mx_i（i为正整数）表示第i级的阶梯缘部的X轴方向的长度，用Mx表示最外侧的阶梯缘部的X轴方向的长度。在设n为正整数、k为正数，并用Ex表示激励电极的X轴方向的长度、用λ表 示振动基板10激励产生的弯曲振动的波长时，如果使式（1）、（2）通用化，则可以按照下式那样表示。 

（Mx_i－1－Mx_i）/2=nλ/2   （8） 

（Ex－Mx）=kλ/2   （9） 

考虑制造时的偏差，得到下式，作为对振动元件1的特性影响小的容许范围。 

－0.2＜（（Mx_i－1－Mx_i）/2－nλ/2）/（λ/2）＜0.2   （10） 

－0.2＜（（Ex－Mx）－kλ/2）/（λ/2）＜0.2   （11） 

图7（a）、图7（b）和图7（c）是示出第2实施方式的振动元件2的结构的概略图。图7（a）是振动元件2的俯视图，图7（b）是图7（a）的Q－Q剖视图，图7（c）是图7（a）的P－P剖视图。图7（a）、图7（b）和图7（c）所示的振动元件2与图1（a）、图1（b）和图1（c）所示的振动元件1的不同点为激励电极20a的大小，并且激励电极20a扩展到阶梯缘部14c、14d、14a、14b的外侧。若要适用于通用式（10）、（11），则阶梯的级数i=2、正整数n=1、整数k=2。 

此外，与图1（a）、图1（b）和图1（c）所示的振动元件1同样，期望振动基板10的Z’轴方向的尺寸（短边尺寸）Z与振动部14的短边尺寸Mz之间的关系应用式（7）。通过如上那样地设定各个参数，能够抑制振动元件2所产生的不必要振动，并且得到CI较小的振动元件2。 

图8（a）、图8（b）和图8（c）是示出第3实施方式的振动元件3的结构的概略图。图8（a）是振动元件3的俯视图，图8（b）是图8（a）的Q－Q剖视图，图8（c）是图8（a）的P－P剖视图。图8（a）、图8（b）和图8（c）所示的振动元件3与图1（a）、图1（b）和图1（c）所示的振动元件1的不同点为振动部14的第2部分16的大小（宽度、突出长度）、以及激励电极20a的面积大小。第2部分16的XZ’面的X轴方向的长度在单侧为λ，激励电极20a的大小在单侧比Mx（=Mx₂）大λ/2。若要适用于式（10）、（11），则阶梯的级数i=2、正整数n=2、整数k=1。 

此外，与图1（a）、图1（b）和图1（c）所示的振动元件1同样，期望振动基板10的Z’轴方向的尺寸（短边尺寸）Z与振动部14的短边尺寸Mz之间的关系应用式（7）。通过如上那样地设定各个参数，能够抑制振动元件3所产生的不必要振动，并且得到CI较小的振动元件3。 

图9（a）、图9（b）和图9（c）是示出第4实施方式的振动元件4的结构的概略图。图9（a）是振动元件4的俯视图，图9（b）是图9（a）的Q－Q剖视图，图9（c）是图9（a）的P－P剖视图。图9（a）、图9（b）和图9（c）所示的振动元件4是具备在X轴方向和Z’轴方向上分别拥有三级的阶梯缘部的台面结构的振动元件。即，振动元件4的振动部14除了第1部分15、第2部分16以外，还具有厚度比第2部分16小的第3部分17。第3部分17以在X轴方向和Z’轴方向上夹着第1部分15和第2部分16的方式，形成于第2部分16的整周侧面的中央部。如图9（b）所示，在X轴方向上延伸的阶梯缘部14c、14d的阶梯是通过第1部分15、第2部分16和第3部分17的厚度差形成的。在图示的例子中，阶梯缘部14c、14d的阶梯由第1部分15的与Y’Z’平面平行的面、第2部分16的与XZ’平面平行的面、第2部分16的与Y’Z’平面平行的面、第3部分17的与XZ’平面平行的面和第3部分17的与Y’Z’平面平行的面构成。 

此外，如图9（c）所示，在Z’轴方向上延伸的阶梯缘部14a、14b的阶梯是通过第1部分15、第2部分16和第3部分17的厚度差形成的。在图9（c）所示的例子中，阶梯缘部14a、14b的阶梯由第1部分15的与XY’平面平行的面、第2部分16的与XZ’平面平行的面、第2部分16的与XY’平面平行的面、第3部分17的与XZ’平面平行的面和第3部分17的与XY’平面平行的面构成。 

对于由第1部分15、第2部分16和第3部分17构成的振动部14，形成有从第3部分17的整周侧面的厚度方向中间部起，呈凸缘状突出地设置的比第3部分17的厚度薄的外缘部12。在振动部14和外缘部12的一部分上以正反相对的方式形成的激励电极20a、20b、从各个激励电极20a、20b引出的引出电极22a、22b以及作为各个引出电极22a、22b的终端的两个电极焊盘24a、24b也与振动元件1同样地形成。振动元件4可以应用振动元件1的制造方法进行制造。根据振动元件4，与具有两级型的台面结构的振动元件1、2、3相比，能够进一步提高能量封闭效应。 

对于图9所示的三级台面型振动元件，根据阶梯缘部14c、14d可以清楚地看出，相邻的阶梯的X轴方向的长度（Mx_i－1－Mx_i）均为λ/2。此外，激励电极20a的大小在单侧比Mx₁的X轴方向的长度长λ/2。若要适用于式（10）、（11），则阶梯的级数i=3、正整数n=1、整数k=3。 

此外，与图1（a）、图1（b）和图1（c）所示的振动元件1同样，期望振动基板10的Z’轴方向的尺寸（短边尺寸）Z与振动部14的短边尺寸Mz之间的关系应用式（7）。通过如上那样地设定各个参数，能够抑制振动元件4所产生的不必要振动，并且得到CI较小的振动元件4。 

图10（a）、图10（b）和图10（c）是示出第5实施方式的振动元件5的结构的概略图。图10（a）是振动元件5的俯视图，图10（b）是图10（a）的Q－Q剖视图，图10（c）是图10（a）的P－P剖视图。图10（a）、图10（b）和图10（c）所示的振动元件5与图9（a）、图9（b）和图9（c）所示的振动元件4的不同点为激励电极20a的面积大小。激励电极20a的大小形成为与振动部14的第3部分17的端缘的X轴方向的长度相等。若要适用于式（10）、（11），则阶梯的级数i=3、n=1、k=2。 

此外，与图1（a）、图1（b）和图1（c）所示的振动元件1同样，期望振动基板10的Z’轴方向的尺寸（短边尺寸）Z与振动部14的短边尺寸Mz之间的关系应用式（5）。通过如上那样地设定各个参数，能够抑制振动元件5所产生的不必要振动，并且得到CI较小的振动元件5。 

另外，在上述例子中，说明了具有两级型、三级型的台面结构的振动元件1～振动元件5，但本申请的实用新型在多级型的台面结构中，对台面结构的级数没有特别限定。 

本实用新型的振动元件是以振动基板10的振动部14的整个外周缘的厚度朝向外缘部12逐渐减小的方式具有至少两级阶梯部的台面型结构，并且根据式（10）、（11）来设定各个阶梯部的长度和激励电极的长度，因此抑制了弯曲振动，并且激励电极20a、20b抵消掉所拾取的弯曲振动的电荷，因此具备如下效果：频率温度特性和CI温度特性得到了平滑特性。此外，通过使振动部的整个外周缘成为至少两级的阶梯结构，从而具备如下效果：能够将振动能量封闭于激励部14，得到CI较小的振动元件。 

此外，针对振动基板10所产生的弯曲振动，恰当地设定了振动部14的各级的长度和激励电极20a、20b的长度，因此具备能够得到平滑的频率温度特性和CI特性的效果。并且，通过恰当地设定激励电极20a、20b的大小，具备能够使得振动元件的等效电感符合客户要求的效果。 

通过改变振动基板10的振动部14的阶梯的级数、并且改变相邻的阶梯的间隔，能够改变振动位移分布的形状，具备能够按照客户要求来设定恰当的CI、电感的效果。此外，通过使振动位移分布集中于中央部，具备不易受到支撑部的影响的效果。 

在用石英基板构成振动基板10的情况下，具备如下效果：频率温度特性和CI温度特性能够得到平滑的特性；并且经年变化小，能够得到振动元件的Q值大的振动元件。 

接着，参照附图，以图1（a）、图1（b）和图1（c）所示的振动元件1为例来说明其制造方法。图11（a）、图11（b）、图11（c）、图11（d）和图12（a）、图12（b）、图12（c）、图12（d）是示意性示出本实施方式的振动元件1的石英基板10的制造工序的图。如图11（a）所示，在AT切石英基板10的正反两个主面（与XZ’平面平行的面）上形成耐蚀膜30。例如利用溅射法或真空蒸镀法等依次层叠铬（Cr）和金（Au）后，对该铬和金进行构图，由此形成耐蚀膜30。构图例如可以利用光刻技术和蚀刻技术来进行。关于耐蚀膜30，在对AT切石英基板10进行加工时，耐蚀膜30对于包含作为蚀刻液的氟酸的溶液具有耐蚀性。 

如图11（b）所示，在耐蚀膜30上涂覆正性的光致抗蚀剂膜之后，隔着配置于正反两面的掩模（未图示）对该光致抗蚀剂膜进行曝光和显影，形成具有预定形状的抗蚀剂膜40。抗蚀剂膜40形成为覆盖耐蚀膜30的一部分。 

接着，如图11（c）所示，使用掩模M再次对抗蚀剂膜40的一部分进行曝光，形成感光部42。在图中为了便于理解，使掩模M分离于耐蚀膜30进行了图示，但实际上是使它们紧密贴合来进行曝光。 

然后，如图11（d）所示，将耐蚀膜30作为掩模对AT切石英基板10进行蚀刻。例如将氢氟酸（氟酸）和氟化铵的混合液作为蚀刻液来进行蚀刻。由此形成石英基板10的外形（从Y’轴方向观察时的形状）。 

接着，如图12（a）所示，将抗蚀剂膜40作为掩模，用预定的蚀刻液对耐蚀膜30进行蚀刻，之后进一步把上述混合液作为蚀刻液，将AT切石英基板10半蚀刻至预定深度，此时形成振动部14的外形。 

接着，如图12（b）所示，进行显影而去除抗蚀剂膜40的感光部42。由此使得耐蚀膜30的一部分露出。另外，在对感光部42进行显影前，例如利用在真空或减压 环境下通过放电而生成的氧等离子体对形成于抗蚀剂膜40表面的变质层（未图示）进行灰化。由此，能够可靠地通过显影来去除感光部42。 

然后，如图12（c）所示，将抗蚀剂膜40作为掩模，用预定的蚀刻液蚀刻去除耐蚀膜30的露出部分，之后进一步把上述混合液作为蚀刻液，将AT切石英基板10半蚀刻至预定深度。由此，能够在沿着X轴方向延伸的各个阶梯缘部14c、14d上分别形成阶梯（在图12的例子中为两级）。此外，虽然未图示，但可以在沿着Z’轴方向延伸的各个阶梯缘部14a、14b上分别形成阶梯。 

通过以上工序，能够形成具有外缘部12和振动部14的石英基板10。在去除了抗蚀剂膜40和耐蚀膜30后，例如通过溅射法或真空蒸镀法等依次层叠铬和金，之后对该铬和金进行构图，由此在石英基板10上形成激励电极20a、引出电极22a和电极焊盘24a。即，如图1（a）、图1（b）、图1（c）的实施方式所示地形成了振动元件1，该振动元件1在振动部14的全部区域和与振动部14相连的外缘部12的一部分区域中设置有激励电极20a。 

可通过以上工序来制造本实施方式的振动元件1。根据振动元件3的制造方法，可以在对用于形成振动部14的外形的抗蚀剂膜40进行显影而去除感光部后，再次使用抗蚀剂膜40对AT石英基板10进行蚀刻来形成振动部14。因此，能够高精度地形成两级型台面结构的振动部14。例如，在为了形成振动部14而涂覆两次抗蚀剂膜的情况（例如在使用第1抗蚀剂膜形成了振动部的外形后，剥离第1抗蚀剂膜，重新涂覆第2抗蚀剂膜并使振动部的侧面露出的情况）下，在第1抗蚀剂膜与第2抗蚀剂膜之间有时会产生对准偏差，无法高精度地形成振动部14。而在振动元件1的制造方法中，能够解决这样的问题。 

接着，参照附图对本实施方式的振子进行说明。图13是示意性示出本实施方式的振子6的剖视图。图13是振子6的长度方向（X轴方向）的剖视图，是与图1（b）所示的振动元件1的剖视图相同位置处的剖视图。振子6具有本实用新型的振动元件1（在图示的例子中示出了振动元件1，但也可以是图4（a）、图4（b）和图4（c）、图5、图6或图7（a）、图7（b）和图7（c）所示的振动元件）和容器50。 

容器50可以将振动元件1收纳到腔室52内。作为容器50的材质，例如可列举出陶瓷、玻璃等。腔室52是供振动元件1工作的空间。腔室52被密闭，成为减压空间或惰性气体环境。 

振动元件1被收纳到容器50的腔室52内。在腔室52的内底面的端部设置有多个元件搭载用焊盘55a，各个元件搭载用焊盘55a通过内部导体57与多个安装端子53导通连接。在元件搭载用焊盘55a上载置振动元件1，通过导电性粘接剂60将各个电极焊盘24a、24b与各个元件搭载用焊盘55a电连接，并进行固定。在图示的例子中，振动元件1通过涂覆于电极焊盘24a、24b的两点处的导电性粘接剂60，呈单侧支撑梁状地固定于腔室52内，其中，所述电极焊盘24a、24b沿着Z’轴方向形成于振动元件1的端部。例如可以使用焊料、银膏等作为导电性粘接剂60。在容器主体50的上部烧制出密封圈50b，在该密封圈50b上载置盖部件50c，使用电阻焊机进行焊接，从而对腔室52进行气密密封。可以使腔室52内成为真空，也可以封入惰性气体。 

通过如上那样地构成振子，具备能够得到如下小型振子的效果，该振子抑制了弯曲振动，降低了CI值、即具有较大的Q值，经年变化少，且具有平滑的频率温度特性和CI特性。 

接着，参照附图来说明本实施方式的电子器件。 

图14（a）是本实用新型的电子器件7的实施方式的一例的剖视图。电子器件7大体上具有本实用新型的振动元件1、作为感温元件的热敏电阻58、以及收纳振动元件1和热敏电阻58的容器50。容器50具有容器主体50a和盖部件50c。容器主体50a在上表面侧形成有收纳振动元件1的腔室52，在下表面侧形成有收纳热敏电阻58的凹部54a。在腔室52的内底面的端部设置有多个元件搭载用焊盘55a，各个元件搭载用焊盘55a通过内部导体57与多个安装端子53导通连接。在元件搭载用焊盘55a上载置有振动元件1，通过导电性粘接剂60将各个焊盘24与各个元件搭载用焊盘55a电连接，并进行固定。在容器主体50的上部烧制出密封圈50b，在该密封圈50b上载置盖部件50c，使用电阻焊机进行焊接，从而对腔室52进行气密密封。可以使腔室52内成为真空，也可以封入惰性气体。 

另一方面，在容器主体50a的下表面侧的大致中央形成有凹部54a，在凹部54a的上表面烧制出电子部件搭载用焊盘55b。使用焊料等将热敏电阻58搭载于电子部件搭载用焊盘55b。电子部件搭载用焊盘55b通过内部导体57与多个安装端子53导通连接。 

图14（b）是图14（a）的变形例的电子器件8，与电子器件7的不同点为：在容器主体50a的腔室52的底面形成有凹部54b，在该凹部54b的底面烧制出的电子部件搭载焊盘55b上，经由金属凸块等连接着热敏电阻58。电子部件搭载焊盘55b与安装端子53导通。即，将振动元件1和作为感温元件的热敏电阻58收纳到腔室52内并进行了气密密封。 

以上说明了将振动元件1和热敏电阻58收纳到容器50内的例子，但期望构成如下这样的电子器件：在该电子器件中，作为收纳在容器50内的电子部件，收纳有热敏电阻、电容器、电抗元件、半导体元件中的至少一种。 

如上所述，通过具有本实用新型的CI较小的小型振动元件1，并与所使用的电子元件进行组合，能够构成例如进行了温度补偿的振动元件、可变范围大的振动元件、小型振荡器等，具备能够按照客户要求来提供各种电子器件的效果。 

图15是本实用新型的振荡器9的实施方式的一例的剖视图。振荡器9大体上具有：本实用新型的振动元件1（在图15中示出了振动元件1的例子，但也可以是本实用新型的其他振动元件）、单层的绝缘基板70、驱动振动元件1的IC（半导体元件）88、对包含振动元件1和IC88的绝缘基板70的表面空间进行气密密封的凸状的盖部件80。绝缘基板70在正面具有用于搭载振动元件1和IC88的多个元件搭载焊盘74a和电子部件搭载焊盘74b，在背面具有与外部电路连接用的安装端子76。元件搭载焊盘74a、电子部件搭载焊盘74b和安装端子76通过贯通绝缘基板70的导体78而导通。并且，元件搭载焊盘74a和电子部件搭载焊盘74b通过形成于绝缘基板70正面的导体布线（未图示）实现了导通。在使用金属凸块等将IC88搭载至电子部件搭载焊盘74b后，在元件搭载焊盘74a上涂覆导电性粘接剂60，在其上载置振动元件1的电极焊盘24a、24b，并使其在恒温槽内硬化而实现导通/固定。凸状的盖部件80通过使形成于绝缘基板的周缘部的金属85熔化而进行了气密密封。此时，通过在真空中进行密封工序，能够使内部成为真空。此外，作为密封的方法，也可以采用如下方法：利用激光等使盖部件80熔化来进行焊接。被盖部件80封闭的内部空间可以为真空，也可以充满惰性气体。 

在上述说明中，说明了使用振动元件来构成振荡器的实施方式例子，但也可以使用图13所示的振子6和半导体元件（IC）88来构成振荡器。 

如上所述，具备如下效果：使振荡器小型化，并且能够实现功耗小且频率温度特性优异的振荡器。 

图16、图17分别是图1所示的振动元件1的实施方式的变形例。图16的变形例与振动元件1的不同点为电极20a、20b的X轴方向的大小，并且将电极20a、20b的X轴方向的长度设定为与第1级的阶梯部的长度Mx1相等。此外，图17的变形例与振动元件1的不同点为电极20a、20b的Z’轴方向的大小，并且将电极20a、20b的Z’轴方向的长度设定为与第1级的阶梯部的长度Mz相等。如果这样地增大电极20a、20b，则CI变小，并且在用作振荡器的情况下，可变范围变大。 

以上作为图1（a）、图1（b）和图1（c）的变形例进行了说明，但在图7（a）、图7（b）和图7（c）、图8（a）、图8（b）和图8（c）、图9（a）、图9（b）和图9（c）、图10（a）、图10（b）和图10（c）的各个振动元件中，也可以如图16、17所示地对电极20a、20b的X轴方向的长度、Z’轴方向的长度进行变形。 

接着，参照附图来说明本实施方式的电子设备。图18是示意性示出作为本实施方式的电子设备的移动电话（智能手机）100的俯视图。智能手机100包含本实用新型的振动元件。更具体而言，智能手机100包含本实用新型的电子器件。以下，如图18所示，对使用了具有振动元件1（1s、2、3、4、5）的电子器件9作为本实用新型的电子器件的例子进行说明。另外，为了便于说明，在图18中，简略地图示了电子器件9。 

智能手机100使用电子器件9作为例如基准时钟振荡源等定时器件。智能手机100还可以具有显示部（液晶显示器或有机EL显示器等）101、操作部102和声音输出部103（麦克风等）。智能手机100通过设置针对显示部101的接触检测机构，从而可以将显示部101兼用作操作部。 

智能手机100可以具有能够抑制弯曲振动且简化了制造工序的振动元件1。 

另外，如上所述，以智能手机（移动电话）100为代表的电子设备优选具有驱动振动元件1的振荡电路和温度补偿电路，该温度补偿电路对与振动元件1的温度变化相伴的频率变动进行校正。 

由此，以智能手机100为代表的电子设备具有驱动振动元件1的振荡电路，并且具备对与振动元件1的温度变化相伴的频率变动进行校正的温度补偿电路，因此能够对振荡电路振荡的谐振频率进行温度补偿，能够提供温度特性优异的电子设备。 

此外，具有本实用新型的振动元件的电子设备不限于上述智能手机，也适合用作电子书、个人计算机、电视、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的定时器件。 

上述实施方式和变形例均只是一个例子，不限于此。例如，还可以适当组合各实施方式和各变形例。 

本实用新型包含与实施方式中说明的结构实质相同的结构（例如，功能、方法和结果相同的结构，或者目的和效果相同的结构）。此外，本实用新型包含对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，本实用新型包含能够起到与实施方式中说明的结构相同的作用效果的结构或达到相同目的的结构。此外，本实用新型包含对实施方式中说明的结构添加了公知技术后的结构。 

Claims (13)

1.一种振动元件，其特征在于，该振动元件具有：

基板，该基板包含：

振动部，其以厚度剪切振动进行激励，包含设置在一个主面上的第1凸部以及设置在相对于所述一个主面处于背面侧的另一个主面上的第2凸部；

至少两级以上的阶梯缘部，它们设置于所述第1凸部和所述第2凸部的与所述厚度剪切振动的振动方向交叉的方向的端部；以及

外缘部，其沿着所述振动部的外缘配置，并且厚度比所述振动部的厚度薄；

设置于所述第1凸部的表面的第1激励电极；和

设置于所述第2凸部的表面的第2激励电极，

在用2以上的正整数i来表示所述阶梯缘部的级数的情况下，

在设第i级的阶梯缘部的沿着所述厚度剪切振动的振动方向的长度为Mx_i、

最外侧的阶梯缘部的沿着所述厚度剪切振动的振动方向的长度为Mx、

第1级的阶梯缘部的沿着与所述厚度剪切振动的振动方向垂直的方向的长度为Mz、

所述激励电极的沿着所述厚度剪切振动的振动方向的长度为Ex、

所述激励电极的沿着与所述厚度剪切振动的振动方向垂直的方向的长度为Ez、

在所述厚度剪切振动的振动方向上振动的弯曲振动的波长为λ时，

满足下式：

－0.2＜（（Mx_i－1－Mx_i）/2－nλ/2）/（λ/2）＜0.2    （1）

－0.2＜（（Ex－Mx）－kλ/2）/（λ/2）＜0.2    （2）

其中，n是正整数，k是整数。

2.根据权利要求1所述的振动元件，其特征在于，

所述阶梯部的级数i为2，

所述正整数n为1，

所述整数k为－1，

并且所述Ex与所述Mx之间存在Ex＜Mx的关系。

3.根据权利要求1所述的振动元件，其特征在于，

所述阶梯部的级数i为2，

所述正整数n为1，

所述整数k为2，

并且所述Ex与所述Mx之间存在Mx＜Ex的关系。

4.根据权利要求1所述的振动元件，其特征在于，

所述阶梯部的级数i为2，

所述正整数n为2，

所述整数k为1，

并且所述Ex与所述Mx之间存在Mx＜Ex的关系。

5.根据权利要求1所述的振动元件，其特征在于，

所述阶梯部的级数i为3，

所述正整数n为1，

所述整数k为3，

并且所述Ex与最外侧的阶梯缘部的沿着所述厚度剪切振动的振动方向的长度Mx之间存在Mx＜Ex的关系。

6.根据权利要求1所述的振动元件，其特征在于，

所述阶梯部的级数i为3，

所述正整数n为1，

所述整数k为2，

并且所述Ex与最外侧的阶梯缘部的沿着所述厚度剪切振动的振动方向的长度Mx之间存在Mx＜Ex的关系。

7.根据权利要求1所述的振动元件，其特征在于，

所述基板是旋转Y切基板，

所述振动部将沿着X轴方向的边作为长边且将沿着Z’轴方向的边作为短边。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的振动元件，其特征在于，

在设第1级的阶梯缘部的沿着与所述厚度剪切振动的振动方向垂直的方向的长度为Mz时，

在Ez＜Mz的情况下，满足0.6≦Mz/Z≦0.8的关系，

在Ez＞Mz的情况下，满足0.5≦Mz/Z≦0.7的关系。

9.一种振子，其特征在于，该振子具有：

权利要求1～7中任一项所述的振动元件；以及

收纳所述振动元件的容器。

10.一种电子器件，其特征在于，该电子器件具有：

权利要求1～7中任一项所述的振动元件；

电子元件；以及

收纳所述振动元件和电子元件的容器。

11.根据权利要求10所述的电子器件，其特征在于，

所述电子元件是热敏电阻、电容器、电抗元件以及半导体元件中的至少任意一种。

12.一种振荡器，其特征在于，该振荡器具有：

权利要求9所述的振子；以及

驱动该振子的振荡电路。

13.一种电子设备，其特征在于，该电子设备具有权利要求1～7中任一项所述的振动元件。

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