JP2004266765A - 音叉型振動片及び圧電デバイス - Google Patents
音叉型振動片及び圧電デバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004266765A JP2004266765A JP2003057509A JP2003057509A JP2004266765A JP 2004266765 A JP2004266765 A JP 2004266765A JP 2003057509 A JP2003057509 A JP 2003057509A JP 2003057509 A JP2003057509 A JP 2003057509A JP 2004266765 A JP2004266765 A JP 2004266765A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base
- tuning
- length
- vibrating
- width
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
【課題】落下衝撃試験に対して安定した周波数特性が得られ、ＣＩ値のバラツキを小さくできるようにする。
【解決手段】音叉型振動片１０は、基部１１と、この基部１１から突出して形成されている振動腕部１２、１３とを備え、振動腕部１２、１３の表面部及び裏面部に溝部１４、１５を有する。音叉型振動片１０は、振動腕部１２、１３の幅をＷ１、振動腕部１２、１３の間隔をＷ２、基部１１の幅をＷ０、基部１１の長さをＬｋ、全長をＬｏとすると、（２×Ｗ１＋Ｗ２）≦Ｗ０≦３×（２×Ｗ１＋Ｗ２）であって、かつ、０．１×Ｌｏ≦Ｌｋ≦０．５×Ｌｏとしたものである。
【選択図】 図１
【解決手段】音叉型振動片１０は、基部１１と、この基部１１から突出して形成されている振動腕部１２、１３とを備え、振動腕部１２、１３の表面部及び裏面部に溝部１４、１５を有する。音叉型振動片１０は、振動腕部１２、１３の幅をＷ１、振動腕部１２、１３の間隔をＷ２、基部１１の幅をＷ０、基部１１の長さをＬｋ、全長をＬｏとすると、（２×Ｗ１＋Ｗ２）≦Ｗ０≦３×（２×Ｗ１＋Ｗ２）であって、かつ、０．１×Ｌｏ≦Ｌｋ≦０．５×Ｌｏとしたものである。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば水晶などの圧電材料からなる音叉型振動片及び圧電デバイスに関する。
【０００２】
【従来技術】
圧電振動子、特に音叉型振動子は、正確なクロック周波数を簡易に得ることができるものとして知られている。
図９は従来の音叉型振動子に用いられる音叉型振動片の一例を示す概略図である。従来の音叉型振動片１００は、図９に示すように、基部１１０と、この基部１１０から突出して形成されている振動腕部１２１、１２２とを備えている。音叉型振動片１００は、振動腕部１２１、１２２の表面部及び裏面部に溝部１２３、１２４が形成されているとともに、前記基部１１０に切込み部１２５、１２５が形成されているものが提案されている（特許文献１）。
【０００３】
従来の他の音叉型振動子は、基部と、この基部から突出して形成されている振動腕部とを備え、かつ、振動腕部の幅Ｗと振動腕部の長さＬの比Ｗ／Ｌが０．２以上の音叉型振動子において、前記基部の長さＬｂは振動腕部の長さＬよりも長いものが提案されている（特許文献２）。
【０００４】
従来の音叉型振動片１００は、水晶などの圧電材料で形成され、例えば略３０ｋＨｚないし略４０ｋＨｚで発振するようにしてある。また、振動腕部１２１、１２２はそれぞれ断面が矩形状であり、その振動腕部１２１、１２２の表面部の短辺である腕部幅Ｗが５０μｍ以上１５０μｍ以下のものを使用している。さらに、前記振動腕部１２１、１２２の表面部及び裏面部に設けられた溝部１２３、１２４の深さは、前記振動腕部１２１、１２２の深さ方向の全長である厚みｄに対して３０％以上５０％以下に形成されている。また、前記振動腕部１２１、１２２の表面部及び裏面部に設けられた溝部１２３、１２４の幅は、振動腕部１２１、１２２の幅の４０％以上７０％以下に形成されている。音叉型振動片１００は、振動腕部１２１、１２２の各面に電極膜をスパッタリング等で形成される。音叉型振動片１００は、パッケージ内に収容されることにより音叉型振動子とされる。このとき、各振動腕部１２１、１２２に形成された電極膜がパッケージ側の電極に電気的に接続される。
【０００５】
上記従来の音叉型振動片１００をパッケージ内に収容してなる音叉型振動子では、切込み部１２５、１２５を設けて垂直振動成分の影響を抑制するようにしている。また、切込み部１２５を設けることにより、基部１１０を短くしてもＣＩ値（クリスタルインピーダンス値）のバラツキが安定するとともに、音叉型振動片１００の全体も小型化できるという利点があった。
【０００６】
従来の他の音叉型振動子も、振動腕部の幅Ｗと振動腕部の長さＬの比Ｗ／Ｌが０．２以上で、前記基部の長さＬｂは振動腕部の長さＬよりも長い構造にしたので、振動漏れがなく、低い等価抵抗と、高いＱ値、安定した周波数径時変化持つことができるという利点があった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２６１５７５号公報（第１図ないし第４図、段落番号〔００４５〕以降）
【特許文献２】特開昭５９−３６４１３号公報（明細書及び第１図ないし第５図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の音叉型振動片１００は、振動腕部１２１、１２２の幅Ｗについては規定しているものの、基部１１０の長さや幅を規定しておらず、特性の安定限界が不明で、製造する上で特性のばらつきを生ずるなどの不都合を生ずる。また、従来の他の音叉型振動子の場合には、確かに、振動腕部の幅と長さを規定し、かつ、振動腕部長さに対する基部の長を規定したものがあるが、具体的な値を示したものではなく、また、基部長さと落下衝撃試験に対する安定性との関係が明らかでなく、結局、製造する上の目安とならないという不都合があった。
本発明は上記問題に鑑み、落下衝撃試験に対して安定した周波数特性が得られ、ＣＩ値のバラツキを小さくできるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決しようとする手段】
本発明者は、音叉型振動片の厚みｄを変えるとともに、当該厚みｄにおける振動腕部の幅Ｗ１及び両振動腕部の間隔Ｗ２と基部幅Ｗ０との関係を変化させ、かつ、前記基部の長さＬｋと、全長（基部長さＬｋと振動腕部の長さとの和）Ｌｏとの比を変化させてある一定個数の音叉型振動片のＣＩ値を測定し、ＣＩ値のバラツキ（標準偏差σ）を調べ、また、落下衝撃試験前後での発振周波数の周波数変化率を調べた。これらの結果を基に本発明に至る知見を得たものである。以下、説明する。
【００１０】
上記目的を達成する本発明に係る音叉型振動片は、基部と、この基部から突出して形成されている振動腕部とを備え、前記振動腕部の表面部及び裏面部に溝部を形成してなる音叉型振動片であって、前記振動腕部の幅をＷ１、前記振動腕部間の間隔をＷ２、前記基部の幅をＷ０、前記基部の長さをＬｋ、前記基部の長さと前記振動腕部の長さとの和をＬｏとすると、（２×Ｗ１＋Ｗ２）≦Ｗ０≦３×（２×Ｗ１＋Ｗ２）であって、かつ、０．１×Ｌｏ≦Ｌｋ≦０．５×Ｌｏとしたことを特徴としている。これにより、落下衝撃試験に対して安定した周波数特性が得られ、かつ、ＣＩ値のバラツキの小さい音叉型振動片を得る事ができる。
【００１１】
そして、基部及び振動腕部は、厚さが８０μｍ以上１３０μｍ以下であることが望ましい。厚さが８０μｍより小さいと、取り扱いが困難で破損しやすい。また、厚さが１３０μｍより大きくなると、顧客の要求する音叉型振動片の小型化が困難であるとともに、振動腕部の質量が大きくなり、落下したときに破損しやすい。
また、本発明に係る圧電デバイスは、上記の音叉型振動片を有することを特徴としている。これにより、上記の効果を有する圧電デバイスが得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１ないし図８は本発明の実施の形態を説明するためのものである。ここに、図１は、本発明の実施の形態に係る音叉型振動片を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態に係る音叉型振動片を示す正面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【００１３】
本発明の実施の形態に係る音叉型振動片１０は、図１ないし図２に示すように、基部１１と、この基部１１から突出して形成された矩形状の振動腕部１２、１３とを備えている。各振動腕部１２、１３は、表面部及び裏面部に溝部１４、１５が形成されている。基部１１は、振動腕部１２、１３の幅をＷ１、各振動腕部１２、１３間の間隔をＷ２、前記基部１１の幅をＷ０、基部１１の長さをＬｋ、前記基部１１の長さＬｋと前記振動腕部の長さＬａとの和（全長）をＬｏとすると、（２×Ｗ１＋Ｗ２）≦Ｗ０≦３×（２×Ｗ１＋Ｗ２）であって、かつ、０．１×Ｌｏ≦Ｌｋ≦０．５×Ｌｏとしたものである。
【００１４】
さらに説明すると、前記音叉型振動片１０は、水晶などの圧電材料から形成してあり、例えば略３０ｋＨｚないし４０ｋＨｚで発振するようにしてある。これは、振動腕部１２、１３の長さをＬａとすると、音叉型振動片１０の発振周波数ｆは、次の数式１により求められる。
【数１】
ここに、ｋは比例定数である。
【００１５】
また、音叉型振動片１０の基部１１の長さＬｋは、例えば５６０μｍに形成されている。また、振動腕部１２、１３の長さＬａは、例えば１６４４μｍに形成してあって、音叉型振動片１０の長さＬｋと振動腕部１２、１３の長さＬａの和である全長Ｌｏは、２２０４μｍに形成されている。また、前記振動腕部１２、１３は、その前記振動腕部１２、１３の表面部の短辺である腕部幅Ｗ１が５０μｍ以上１５０μｍ以下のものを使用している。さらに、前記振動腕部１２、１３の表面部及び裏面部に設けられた溝部１４、１５の深さは、前記振動腕部１２、１３の各深さ方向の全長である厚みｄに対して３０％以上５０％以下に形成されたものである。また、前記振動腕部１２、１３の表面部及び裏面部に設けられた溝部１４、１５の幅は、振動腕部１２、１３の幅Ｗ１の４０％以上７０％以下に形成されたものである。
【００１６】
図４は、本発明の実施の形態に係る音叉型振動片１０を備えた音叉型振動子を示す断面図である。この図４において、音叉型振動子２０は、パッケージ２１の内部に音叉型振動片１０を収容して構成される。パッケージ２１は、例えばアルミナなどのセラミックス等で構成されたベース部２２と、ガラスからなる蓋体２３と、低融点ガラスからなる封止部２４とから構成されており、箱状の形状をとる。ベース部２２の内部には、マウント部２６が形成される。このマウント部２６の上面には、パッケージ側電極（マウント電極）２５が設けられている。
【００１７】
音叉型振動片１０は、振動腕部１２、１３の各面に電極膜がスパッタリング等で形成され、電極膜をエッチングして形成した励振電極（図示せず）を備えている。また、音叉型振動片１０は、基部１１に励振電極を電気的に接続された接続電極（図示せず）を有する。音叉型振動片１０は、基部１１がパッケージ２１のマウント部２６に導電性接着剤などによって接合され、接続電極がマウント電極２５に電気的に接続される。
【００１８】
上述した音叉型振動片１０の各種寸法は、落下衝撃試験を行うことによって得られたものである。ここで、落下衝撃試験とは、１００ｇの治具に音叉型振動子を実装した基板を取り付け、音叉型振動子の落下姿勢を直交ＸＹＺの３軸に対して各１０回、１５０ｃｍの高さからコンクリート床上に落下させ、その後、音叉型振動片の各種特性を測定する試験のことである。
【００１９】
以下に当該落下衝撃試験を行った結果、（１）前記基部１１の幅Ｗ０の下限値、（２）前記基部１１の幅Ｗ０の上限値、（３）前記基部１１の長Ｌｋの下限値、（４）前記基部の長さＬｋの上限値が得られることを以下に詳説する。
音叉型振動片１０の基部１１の幅Ｗ０の下限値は、落下衝撃試験に際して、当該音叉型振動片１０の厚みｄを変えるとともに、当該厚みｄにおける振動腕部１２、１３の幅Ｗ１及び両振動腕１２、１３間の間隔Ｗ２と基部幅Ｗ０との関係を変化させる。そして、落下衝撃試験の試験前後において、当該音叉型振動片１０発振周波数を測定した。図５は、基部幅に対する落下衝撃事件の試験前後における周波数変化率の絶対値を示したものである。
【００２０】
ここで、落下衝撃試験前の周波数をｆｏとし、落下衝撃試験後の周波数をｆとしたときの周波数変化率Δｆ（単位：ｐｐｍ）を測定し、その周波数変化率Δｆが±８ｐｐｍ以上とならないことを基準としている。なお、周波数変化率は、落下衝撃試験前の周波数をｆｏ、試験後の周波数をｆとすると、
【数２】
として求めたものである。
【００２１】
ここで、図５は、本発明の実施の形態に係る音叉型振動片１０において、厚み小（８０μｍ）と厚み大（１３０μｍ）の二つについて、基部幅Ｗ０が、１．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）から３．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）に変化させたときの周波数変化率（落下衝撃試験）Δｆを示す特性図であり、横軸に基部幅Ｗ０を、縦軸に落下衝撃試験による周波数変化率Δｆの絶対値｜Δｆ｜を、それぞれとったものである。
【００２２】
この図５において、音叉型振動片１０の厚みが８０μｍの場合、基部幅Ｗ０＝１．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときには落下衝撃試験｜Δｆ｜が８．０ｐｐｍとなり、基部幅Ｗ０＝１．５×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は６．０ｐｐｍとなる。また、厚さが８０μｍの場合、基部幅Ｗ０＝２．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は４．０ｐｐｍとなり、基部幅Ｗ０＝３．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は２．０ｐｐｍとなった。すなわち、基部１１の厚みｄが８０μｍの場合には、基部幅Ｗ０が１．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）になると、落下衝撃試験｜Δｆ｜が８ｐｐｍまで悪化することが分かる。これにより、基部１１の幅Ｗ０は、厚みｄが８０μｍの場合、１．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときが下限界値となる。
【００２３】
一方、音叉型振動片１０の厚みを１３０μｍとした場合、基部幅Ｗ０＝１．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は略１３．０ｐｐｍとなり、基部幅Ｗ０＝１．５×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は略１０．０ｐｐｍとなり、基部幅Ｗ０＝２．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は略８．０ｐｐｍとなり、基部幅Ｗ０＝３．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は４．０ｐｐｍとなった。基部１１の厚みｄが１３０μｍの場合には、基部幅Ｗ０が２．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときに落下衝撃試験｜Δｆ｜が約８ｐｐｍまで悪化することが分かる。これにより、基部１１の幅Ｗ０は、厚みｄが１３０μｍの場合、２．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときが限界値となる。
【００２４】
上述した音叉型振動片１０の基部１１の幅Ｗ０の上限値は、当該音叉型振動片１０の厚みｄを変えるとともに、当該厚みｄにおける振動腕部１２、１３の幅Ｗ１及び両振動腕１２、１３の間の間隔Ｗ２と基部幅Ｗ０との関係を変化させた時の、ある一定数の音叉型振動片のＣＩ値を測定し、ＣＩ値のバラツキを調べた。図６は、その結果を示したものである。
【００２５】
ここに、図６は、本発明の実施の形態に係る音叉型振動片１０において、厚み小（８０μｍ）と厚み大（１３０μｍ）の二つについて、基部幅Ｗ０が、１．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）から３．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）に変化させたときのＣＩ値バラツキを標準偏差σによって示した特性図であり、横軸に基部幅Ｗ０を、縦軸にＣＩ値バラツキσ（単位：ｋΩ）を、それぞれとったものである。
【００２６】
この図６において、音叉型振動片１０の厚みが８０μｍの場合、基部幅Ｗ０＝１．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときのＣＩ値バラツキσは略１．０ｋΩとなり、基部幅Ｗ０＝１．５×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときのＣＩ値バラツキは略２．０ｋΩとなる。また、基部幅Ｗ０＝２．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときのＣＩ値バラツキは略３．０ｋΩとなり、基部幅Ｗ０＝３．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときのＣＩ値バラツキは略５．０ｋΩとなった。
【００２７】
また、上記図６において、音叉型振動片１０の厚みを１３０μｍとし場合、基部幅Ｗ０＝１．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときのＣＩ値バラツキσは略２．０ｋΩとなり、基部幅Ｗ０＝１．５×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときのＣＩ値バラツキは略３．０ｋΩとなり、基部幅Ｗ０＝２．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときのＣＩ値バラツキは略４．０ｋΩとなり、基部幅Ｗ０＝３．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときのＣＩ値バラツキは略７．５ｋΩとなった。
【００２８】
この図６に示す特性図によれば、基部幅Ｗ０の値が大きくなるのに従ってＣＩ値バラツキσが大きくなる傾向を示す。ＣＩ値バラツキσは、小さければ小さいほどよいということになっている。通常の音叉型振動片１０では、ＣＩ値のバラツキの標準偏差σは、通常、２．０ｋΩ位に設定されている。また、現状品では、ＣＩ値の平均が略５０ｋΩに設定され、ＣＩ値の最大が略６５ｋΩに設定されている。したがって、
【数３】
の関係から、ＣＩ値バラツキσの上限は、５ｋΩとなるので、ＣＩ値バラツキσの最大値を略５ｋΩに設定した。しかし、こうした理論では、ＣＩ値の平均値、ＣＩ値の最大値が変わればＣＩ値バラツキ最大値も変わってよいことになるが、ＣＩ値バラツキが５．０ｋΩは品質上大きな問題があるレベルといえる。なお、厚みが８０μｍの場合では、基部幅Ｗ０が３．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）でＣＩ値バラツキが限界の５ｋΩとなり、厚みが１３０μｍの場合、基部幅Ｗ０が２．０×でＣＩ値バラツキが限界の５ｋΩとなる。
以上の図５、図６との知見から、（２×Ｗ１＋Ｗ２）≦基部幅Ｗ０≦３×（２×Ｗ１＋Ｗ２）を満たせば、音叉型振動片の厚みが８０μｍから１３０μｍの範囲内で、落下衝撃試験で周波数変化率が小さく、かつＣＩ値のバラツキの小さな音叉型振動片を得る事ができる。
【００２９】
次に、音叉型振動片１０の基部１１の長さＬｋの下限値は、図７より求めた。図７は、音叉型振動片１０の厚みｄを変えるとともに、当該厚みｄにおける振動腕部１２、１３の長さＬａと基部１１の長さＬｋとの和（全長）Ｌｏとの関係を変化させた時の、ある一定数の音叉型振動片のＣＩ値を測定し、ＣＩ値バラツキσを調べた特性図である。
【００３０】
ここに、図７は、本発明の実施の形態に係る音叉型振動片１０において、厚み小（８０μｍ）と厚み大（１３０μｍ）との二つについて、基部の長さＬｋを０．１×Ｌｏから０．４×Ｌｏに変化させたときのＣＩ値バラツキσを示したものである。図７において、横軸が基部の長さＬｋを示し、縦軸がＣＩ値バラツキσ（単位：ｋΩ）を示している。
【００３１】
この図７において、音叉型振動片１０の厚みが８０μｍの場合、基部１１の長さＬｋ＝０．１×ＬｏのときのＣＩ値バラツキσは略５．０ｋΩとなり、基部１１の長さＬｋ＝０．２×ＬｏのときのＣＩ値バラツキは略３．０ｋΩとなる。さらに、厚さが８０μｍの場合、基部１１の長さＬｋ＝０．３×ＬｏのときのＣＩ値バラツキは略２．０ｋΩとなり、基部１１の長さＬｋ＝０．４×ＬｏのときのＣＩ値バラツキは略１．０ｋΩとなった。
【００３２】
一方、音叉型振動片１０の厚みが１３０μｍの場合、基部１１の長さＬｋ＝０．１×ＬｏのときのＣＩ値バラツキσは略８．０ｋΩとなり、基部１１の長さＬｋ＝０．２×ＬｏのときのＣＩ値バラツキは略６．０ｋΩとなり、基部１１の長さＬｋ＝０．３×ＬｏのときのＣＩ値バラツキは略３．０ｋΩとなり、基部１１の長さＬｋ＝０．４×ＬｏのときのＣＩ値バラツキは略２．０ｋΩとなった。すなわち、図７に示す特性図によれば、基部１１の長さＬｋが大きくなるのに従ってＣＩ値バラツキσが小さくなる傾向を示す。
【００３３】
音叉型振動片１０の基部１１の長さＬｋの上限値は、図８により求めた。図８は、音叉型振動片１０の厚みｄを変えるとともに、当該厚みｄにおける音叉型振動片１０の基部長さＬｋを変化させて、落下衝撃試験をしてその試験前後おける発振周波数を測定した結果である。ここで、落下衝撃試験結果を示す周波数変化率Δｆは、前記の数式２によって求めた値である。
【００３４】
ここで、図８は、本発明の実施の形態に係る音叉型振動片１０において、厚み小（８０μｍ）と厚み大（１３０μｍ）との二つについて、基部１１の長さＬｋを、０．１×Ｌｏから０．４×Ｌｏに変化させたときの周波数変化（落下衝撃試験）Δｆを示す特性図である。そして、図８は、横軸が基部１１の長さＬｋを示し、縦軸が落下衝撃試験による周波数変化率Δｆ（単位；ｐｐｍ）の絶対値｜Δｆ｜を示している。
【００３５】
この図８において、音叉型振動片１０の厚みを８０μｍとした場合、基部１１の長さＬｋ＝０．１×Ｌｏのときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は６．０ｐｐｍとなり、基部１１の長さＬｋ＝０．２×Ｌｏのときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は略３．０ｐｐｍとなる。また、基部１１の長さＬｋ＝０．３×Ｌｏのときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は２．０ｐｐｍとなり、基部１１の長さＬｋ＝０．５×Ｌｏのときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は８．０ｐｐｍとなった。
【００３６】
一方、上記図８において、音叉型振動片１０の厚みを１３０μｍとした場合、基部１１の長さＬｋ＝０．１×Ｌｏのときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は７．０ｐｐｍとなり、基部１１の長さＬｋ＝０．２×Ｌｏのときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は略６．０ｐｐｍとなる。そして、基部１１の長さＬｋ＝０．３×Ｌｏのときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は５．０ｐｐｍとなり、基部１１の長さＬｋ＝０．５×Ｌｏのときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は１３．０ｐｐｍとなった。
【００３７】
この図８から、落下衝撃試験｜Δｆ｜は、基部１１の長さＬｋ＝０．３×Ｌｏのときが略最小になる下に凸の放物線状の曲線を描くことになる。したがって、図７及び図８の結果から、基部１１の長さＬｋとしては、０．１Ｌｏ≦Ｌｋ≦０．５Ｌｏを満足すれば音叉型振動片の厚みが８０μｍから１３０μｍの範囲内で、落下衝撃試験で周波数変化率が小さく、かつＣＩ値のバラツキの小さな音叉型振動片を得る事ができる。
【００３８】
すなわち、図５ないし図８によれば、音叉型振動片１０は、前記振動腕部の幅をＷ１、前記振動腕部の間隔をＷ２、前記基部の幅をＷ０、前記基部の長さをＬｋ、音叉型振動片１０の全長をＬｏとすると、（２×Ｗ１＋Ｗ２）≦Ｗ０≦３×（２×Ｗ１＋Ｗ２）であって、かつ、０．１×Ｌｏ≦Ｌｋ≦０．５×Ｌｏとすることが望ましい。また、前記基部１１及び振動腕部１２、１３の厚みは、８０μｍ以上１３０μｍ以下と設定することが望ましい。厚さが８０μｍより小さいと、取り扱いが困難で破損しやすい。また、厚さが１３０μｍより大きくなると、顧客の要求する音叉型振動片の小型化が困難であるとともに、振動腕部の質量が大きくなり、落下したときに破損しやすい。
【００３９】
なお、本発明の実施の形態に係る音叉型振動片１０は、デジタル携帯電話、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、テレビジョン受像機、ビデオ機器などの各種の電子機器や、時計、時計内蔵機器に使用できる。また、上記した実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、これらの形態に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る音叉型振動片を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る音叉型振動片を示す正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る音叉型振動子を示す断面図である。
【図５】基部幅による落下衝撃試験特性を示す図である。
【図６】基部幅とＣＩ値のバラツキとの関係示す特性図である。
【図７】基部長さとＣＩ値のバラツキとの関係を示す特性図である。
【図８】基部長さによる落下衝撃試験特性を示す図である。
【図９】従来の音叉型振動片の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０………音叉型振動片、１１………基部、１２、１３………振動腕部、１４、１５………溝部、２０………音叉型振動子、２１………パッケージ、２２………ベース部、２３………蓋体、２４………封止部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば水晶などの圧電材料からなる音叉型振動片及び圧電デバイスに関する。
【０００２】
【従来技術】
圧電振動子、特に音叉型振動子は、正確なクロック周波数を簡易に得ることができるものとして知られている。
図９は従来の音叉型振動子に用いられる音叉型振動片の一例を示す概略図である。従来の音叉型振動片１００は、図９に示すように、基部１１０と、この基部１１０から突出して形成されている振動腕部１２１、１２２とを備えている。音叉型振動片１００は、振動腕部１２１、１２２の表面部及び裏面部に溝部１２３、１２４が形成されているとともに、前記基部１１０に切込み部１２５、１２５が形成されているものが提案されている（特許文献１）。
【０００３】
従来の他の音叉型振動子は、基部と、この基部から突出して形成されている振動腕部とを備え、かつ、振動腕部の幅Ｗと振動腕部の長さＬの比Ｗ／Ｌが０．２以上の音叉型振動子において、前記基部の長さＬｂは振動腕部の長さＬよりも長いものが提案されている（特許文献２）。
【０００４】
従来の音叉型振動片１００は、水晶などの圧電材料で形成され、例えば略３０ｋＨｚないし略４０ｋＨｚで発振するようにしてある。また、振動腕部１２１、１２２はそれぞれ断面が矩形状であり、その振動腕部１２１、１２２の表面部の短辺である腕部幅Ｗが５０μｍ以上１５０μｍ以下のものを使用している。さらに、前記振動腕部１２１、１２２の表面部及び裏面部に設けられた溝部１２３、１２４の深さは、前記振動腕部１２１、１２２の深さ方向の全長である厚みｄに対して３０％以上５０％以下に形成されている。また、前記振動腕部１２１、１２２の表面部及び裏面部に設けられた溝部１２３、１２４の幅は、振動腕部１２１、１２２の幅の４０％以上７０％以下に形成されている。音叉型振動片１００は、振動腕部１２１、１２２の各面に電極膜をスパッタリング等で形成される。音叉型振動片１００は、パッケージ内に収容されることにより音叉型振動子とされる。このとき、各振動腕部１２１、１２２に形成された電極膜がパッケージ側の電極に電気的に接続される。
【０００５】
上記従来の音叉型振動片１００をパッケージ内に収容してなる音叉型振動子では、切込み部１２５、１２５を設けて垂直振動成分の影響を抑制するようにしている。また、切込み部１２５を設けることにより、基部１１０を短くしてもＣＩ値（クリスタルインピーダンス値）のバラツキが安定するとともに、音叉型振動片１００の全体も小型化できるという利点があった。
【０００６】
従来の他の音叉型振動子も、振動腕部の幅Ｗと振動腕部の長さＬの比Ｗ／Ｌが０．２以上で、前記基部の長さＬｂは振動腕部の長さＬよりも長い構造にしたので、振動漏れがなく、低い等価抵抗と、高いＱ値、安定した周波数径時変化持つことができるという利点があった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２６１５７５号公報（第１図ないし第４図、段落番号〔００４５〕以降）
【特許文献２】特開昭５９−３６４１３号公報（明細書及び第１図ないし第５図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の音叉型振動片１００は、振動腕部１２１、１２２の幅Ｗについては規定しているものの、基部１１０の長さや幅を規定しておらず、特性の安定限界が不明で、製造する上で特性のばらつきを生ずるなどの不都合を生ずる。また、従来の他の音叉型振動子の場合には、確かに、振動腕部の幅と長さを規定し、かつ、振動腕部長さに対する基部の長を規定したものがあるが、具体的な値を示したものではなく、また、基部長さと落下衝撃試験に対する安定性との関係が明らかでなく、結局、製造する上の目安とならないという不都合があった。
本発明は上記問題に鑑み、落下衝撃試験に対して安定した周波数特性が得られ、ＣＩ値のバラツキを小さくできるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決しようとする手段】
本発明者は、音叉型振動片の厚みｄを変えるとともに、当該厚みｄにおける振動腕部の幅Ｗ１及び両振動腕部の間隔Ｗ２と基部幅Ｗ０との関係を変化させ、かつ、前記基部の長さＬｋと、全長（基部長さＬｋと振動腕部の長さとの和）Ｌｏとの比を変化させてある一定個数の音叉型振動片のＣＩ値を測定し、ＣＩ値のバラツキ（標準偏差σ）を調べ、また、落下衝撃試験前後での発振周波数の周波数変化率を調べた。これらの結果を基に本発明に至る知見を得たものである。以下、説明する。
【００１０】
上記目的を達成する本発明に係る音叉型振動片は、基部と、この基部から突出して形成されている振動腕部とを備え、前記振動腕部の表面部及び裏面部に溝部を形成してなる音叉型振動片であって、前記振動腕部の幅をＷ１、前記振動腕部間の間隔をＷ２、前記基部の幅をＷ０、前記基部の長さをＬｋ、前記基部の長さと前記振動腕部の長さとの和をＬｏとすると、（２×Ｗ１＋Ｗ２）≦Ｗ０≦３×（２×Ｗ１＋Ｗ２）であって、かつ、０．１×Ｌｏ≦Ｌｋ≦０．５×Ｌｏとしたことを特徴としている。これにより、落下衝撃試験に対して安定した周波数特性が得られ、かつ、ＣＩ値のバラツキの小さい音叉型振動片を得る事ができる。
【００１１】
そして、基部及び振動腕部は、厚さが８０μｍ以上１３０μｍ以下であることが望ましい。厚さが８０μｍより小さいと、取り扱いが困難で破損しやすい。また、厚さが１３０μｍより大きくなると、顧客の要求する音叉型振動片の小型化が困難であるとともに、振動腕部の質量が大きくなり、落下したときに破損しやすい。
また、本発明に係る圧電デバイスは、上記の音叉型振動片を有することを特徴としている。これにより、上記の効果を有する圧電デバイスが得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１ないし図８は本発明の実施の形態を説明するためのものである。ここに、図１は、本発明の実施の形態に係る音叉型振動片を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態に係る音叉型振動片を示す正面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【００１３】
本発明の実施の形態に係る音叉型振動片１０は、図１ないし図２に示すように、基部１１と、この基部１１から突出して形成された矩形状の振動腕部１２、１３とを備えている。各振動腕部１２、１３は、表面部及び裏面部に溝部１４、１５が形成されている。基部１１は、振動腕部１２、１３の幅をＷ１、各振動腕部１２、１３間の間隔をＷ２、前記基部１１の幅をＷ０、基部１１の長さをＬｋ、前記基部１１の長さＬｋと前記振動腕部の長さＬａとの和（全長）をＬｏとすると、（２×Ｗ１＋Ｗ２）≦Ｗ０≦３×（２×Ｗ１＋Ｗ２）であって、かつ、０．１×Ｌｏ≦Ｌｋ≦０．５×Ｌｏとしたものである。
【００１４】
さらに説明すると、前記音叉型振動片１０は、水晶などの圧電材料から形成してあり、例えば略３０ｋＨｚないし４０ｋＨｚで発振するようにしてある。これは、振動腕部１２、１３の長さをＬａとすると、音叉型振動片１０の発振周波数ｆは、次の数式１により求められる。
【数１】
【００１５】
また、音叉型振動片１０の基部１１の長さＬｋは、例えば５６０μｍに形成されている。また、振動腕部１２、１３の長さＬａは、例えば１６４４μｍに形成してあって、音叉型振動片１０の長さＬｋと振動腕部１２、１３の長さＬａの和である全長Ｌｏは、２２０４μｍに形成されている。また、前記振動腕部１２、１３は、その前記振動腕部１２、１３の表面部の短辺である腕部幅Ｗ１が５０μｍ以上１５０μｍ以下のものを使用している。さらに、前記振動腕部１２、１３の表面部及び裏面部に設けられた溝部１４、１５の深さは、前記振動腕部１２、１３の各深さ方向の全長である厚みｄに対して３０％以上５０％以下に形成されたものである。また、前記振動腕部１２、１３の表面部及び裏面部に設けられた溝部１４、１５の幅は、振動腕部１２、１３の幅Ｗ１の４０％以上７０％以下に形成されたものである。
【００１６】
図４は、本発明の実施の形態に係る音叉型振動片１０を備えた音叉型振動子を示す断面図である。この図４において、音叉型振動子２０は、パッケージ２１の内部に音叉型振動片１０を収容して構成される。パッケージ２１は、例えばアルミナなどのセラミックス等で構成されたベース部２２と、ガラスからなる蓋体２３と、低融点ガラスからなる封止部２４とから構成されており、箱状の形状をとる。ベース部２２の内部には、マウント部２６が形成される。このマウント部２６の上面には、パッケージ側電極（マウント電極）２５が設けられている。
【００１７】
音叉型振動片１０は、振動腕部１２、１３の各面に電極膜がスパッタリング等で形成され、電極膜をエッチングして形成した励振電極（図示せず）を備えている。また、音叉型振動片１０は、基部１１に励振電極を電気的に接続された接続電極（図示せず）を有する。音叉型振動片１０は、基部１１がパッケージ２１のマウント部２６に導電性接着剤などによって接合され、接続電極がマウント電極２５に電気的に接続される。
【００１８】
上述した音叉型振動片１０の各種寸法は、落下衝撃試験を行うことによって得られたものである。ここで、落下衝撃試験とは、１００ｇの治具に音叉型振動子を実装した基板を取り付け、音叉型振動子の落下姿勢を直交ＸＹＺの３軸に対して各１０回、１５０ｃｍの高さからコンクリート床上に落下させ、その後、音叉型振動片の各種特性を測定する試験のことである。
【００１９】
以下に当該落下衝撃試験を行った結果、（１）前記基部１１の幅Ｗ０の下限値、（２）前記基部１１の幅Ｗ０の上限値、（３）前記基部１１の長Ｌｋの下限値、（４）前記基部の長さＬｋの上限値が得られることを以下に詳説する。
音叉型振動片１０の基部１１の幅Ｗ０の下限値は、落下衝撃試験に際して、当該音叉型振動片１０の厚みｄを変えるとともに、当該厚みｄにおける振動腕部１２、１３の幅Ｗ１及び両振動腕１２、１３間の間隔Ｗ２と基部幅Ｗ０との関係を変化させる。そして、落下衝撃試験の試験前後において、当該音叉型振動片１０発振周波数を測定した。図５は、基部幅に対する落下衝撃事件の試験前後における周波数変化率の絶対値を示したものである。
【００２０】
ここで、落下衝撃試験前の周波数をｆｏとし、落下衝撃試験後の周波数をｆとしたときの周波数変化率Δｆ（単位：ｐｐｍ）を測定し、その周波数変化率Δｆが±８ｐｐｍ以上とならないことを基準としている。なお、周波数変化率は、落下衝撃試験前の周波数をｆｏ、試験後の周波数をｆとすると、
【数２】
【００２１】
ここで、図５は、本発明の実施の形態に係る音叉型振動片１０において、厚み小（８０μｍ）と厚み大（１３０μｍ）の二つについて、基部幅Ｗ０が、１．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）から３．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）に変化させたときの周波数変化率（落下衝撃試験）Δｆを示す特性図であり、横軸に基部幅Ｗ０を、縦軸に落下衝撃試験による周波数変化率Δｆの絶対値｜Δｆ｜を、それぞれとったものである。
【００２２】
この図５において、音叉型振動片１０の厚みが８０μｍの場合、基部幅Ｗ０＝１．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときには落下衝撃試験｜Δｆ｜が８．０ｐｐｍとなり、基部幅Ｗ０＝１．５×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は６．０ｐｐｍとなる。また、厚さが８０μｍの場合、基部幅Ｗ０＝２．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は４．０ｐｐｍとなり、基部幅Ｗ０＝３．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は２．０ｐｐｍとなった。すなわち、基部１１の厚みｄが８０μｍの場合には、基部幅Ｗ０が１．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）になると、落下衝撃試験｜Δｆ｜が８ｐｐｍまで悪化することが分かる。これにより、基部１１の幅Ｗ０は、厚みｄが８０μｍの場合、１．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときが下限界値となる。
【００２３】
一方、音叉型振動片１０の厚みを１３０μｍとした場合、基部幅Ｗ０＝１．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は略１３．０ｐｐｍとなり、基部幅Ｗ０＝１．５×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は略１０．０ｐｐｍとなり、基部幅Ｗ０＝２．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は略８．０ｐｐｍとなり、基部幅Ｗ０＝３．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は４．０ｐｐｍとなった。基部１１の厚みｄが１３０μｍの場合には、基部幅Ｗ０が２．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときに落下衝撃試験｜Δｆ｜が約８ｐｐｍまで悪化することが分かる。これにより、基部１１の幅Ｗ０は、厚みｄが１３０μｍの場合、２．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときが限界値となる。
【００２４】
上述した音叉型振動片１０の基部１１の幅Ｗ０の上限値は、当該音叉型振動片１０の厚みｄを変えるとともに、当該厚みｄにおける振動腕部１２、１３の幅Ｗ１及び両振動腕１２、１３の間の間隔Ｗ２と基部幅Ｗ０との関係を変化させた時の、ある一定数の音叉型振動片のＣＩ値を測定し、ＣＩ値のバラツキを調べた。図６は、その結果を示したものである。
【００２５】
ここに、図６は、本発明の実施の形態に係る音叉型振動片１０において、厚み小（８０μｍ）と厚み大（１３０μｍ）の二つについて、基部幅Ｗ０が、１．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）から３．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）に変化させたときのＣＩ値バラツキを標準偏差σによって示した特性図であり、横軸に基部幅Ｗ０を、縦軸にＣＩ値バラツキσ（単位：ｋΩ）を、それぞれとったものである。
【００２６】
この図６において、音叉型振動片１０の厚みが８０μｍの場合、基部幅Ｗ０＝１．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときのＣＩ値バラツキσは略１．０ｋΩとなり、基部幅Ｗ０＝１．５×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときのＣＩ値バラツキは略２．０ｋΩとなる。また、基部幅Ｗ０＝２．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときのＣＩ値バラツキは略３．０ｋΩとなり、基部幅Ｗ０＝３．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときのＣＩ値バラツキは略５．０ｋΩとなった。
【００２７】
また、上記図６において、音叉型振動片１０の厚みを１３０μｍとし場合、基部幅Ｗ０＝１．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときのＣＩ値バラツキσは略２．０ｋΩとなり、基部幅Ｗ０＝１．５×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときのＣＩ値バラツキは略３．０ｋΩとなり、基部幅Ｗ０＝２．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときのＣＩ値バラツキは略４．０ｋΩとなり、基部幅Ｗ０＝３．０×（２×Ｗ１＋Ｗ２）のときのＣＩ値バラツキは略７．５ｋΩとなった。
【００２８】
この図６に示す特性図によれば、基部幅Ｗ０の値が大きくなるのに従ってＣＩ値バラツキσが大きくなる傾向を示す。ＣＩ値バラツキσは、小さければ小さいほどよいということになっている。通常の音叉型振動片１０では、ＣＩ値のバラツキの標準偏差σは、通常、２．０ｋΩ位に設定されている。また、現状品では、ＣＩ値の平均が略５０ｋΩに設定され、ＣＩ値の最大が略６５ｋΩに設定されている。したがって、
【数３】
以上の図５、図６との知見から、（２×Ｗ１＋Ｗ２）≦基部幅Ｗ０≦３×（２×Ｗ１＋Ｗ２）を満たせば、音叉型振動片の厚みが８０μｍから１３０μｍの範囲内で、落下衝撃試験で周波数変化率が小さく、かつＣＩ値のバラツキの小さな音叉型振動片を得る事ができる。
【００２９】
次に、音叉型振動片１０の基部１１の長さＬｋの下限値は、図７より求めた。図７は、音叉型振動片１０の厚みｄを変えるとともに、当該厚みｄにおける振動腕部１２、１３の長さＬａと基部１１の長さＬｋとの和（全長）Ｌｏとの関係を変化させた時の、ある一定数の音叉型振動片のＣＩ値を測定し、ＣＩ値バラツキσを調べた特性図である。
【００３０】
ここに、図７は、本発明の実施の形態に係る音叉型振動片１０において、厚み小（８０μｍ）と厚み大（１３０μｍ）との二つについて、基部の長さＬｋを０．１×Ｌｏから０．４×Ｌｏに変化させたときのＣＩ値バラツキσを示したものである。図７において、横軸が基部の長さＬｋを示し、縦軸がＣＩ値バラツキσ（単位：ｋΩ）を示している。
【００３１】
この図７において、音叉型振動片１０の厚みが８０μｍの場合、基部１１の長さＬｋ＝０．１×ＬｏのときのＣＩ値バラツキσは略５．０ｋΩとなり、基部１１の長さＬｋ＝０．２×ＬｏのときのＣＩ値バラツキは略３．０ｋΩとなる。さらに、厚さが８０μｍの場合、基部１１の長さＬｋ＝０．３×ＬｏのときのＣＩ値バラツキは略２．０ｋΩとなり、基部１１の長さＬｋ＝０．４×ＬｏのときのＣＩ値バラツキは略１．０ｋΩとなった。
【００３２】
一方、音叉型振動片１０の厚みが１３０μｍの場合、基部１１の長さＬｋ＝０．１×ＬｏのときのＣＩ値バラツキσは略８．０ｋΩとなり、基部１１の長さＬｋ＝０．２×ＬｏのときのＣＩ値バラツキは略６．０ｋΩとなり、基部１１の長さＬｋ＝０．３×ＬｏのときのＣＩ値バラツキは略３．０ｋΩとなり、基部１１の長さＬｋ＝０．４×ＬｏのときのＣＩ値バラツキは略２．０ｋΩとなった。すなわち、図７に示す特性図によれば、基部１１の長さＬｋが大きくなるのに従ってＣＩ値バラツキσが小さくなる傾向を示す。
【００３３】
音叉型振動片１０の基部１１の長さＬｋの上限値は、図８により求めた。図８は、音叉型振動片１０の厚みｄを変えるとともに、当該厚みｄにおける音叉型振動片１０の基部長さＬｋを変化させて、落下衝撃試験をしてその試験前後おける発振周波数を測定した結果である。ここで、落下衝撃試験結果を示す周波数変化率Δｆは、前記の数式２によって求めた値である。
【００３４】
ここで、図８は、本発明の実施の形態に係る音叉型振動片１０において、厚み小（８０μｍ）と厚み大（１３０μｍ）との二つについて、基部１１の長さＬｋを、０．１×Ｌｏから０．４×Ｌｏに変化させたときの周波数変化（落下衝撃試験）Δｆを示す特性図である。そして、図８は、横軸が基部１１の長さＬｋを示し、縦軸が落下衝撃試験による周波数変化率Δｆ（単位；ｐｐｍ）の絶対値｜Δｆ｜を示している。
【００３５】
この図８において、音叉型振動片１０の厚みを８０μｍとした場合、基部１１の長さＬｋ＝０．１×Ｌｏのときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は６．０ｐｐｍとなり、基部１１の長さＬｋ＝０．２×Ｌｏのときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は略３．０ｐｐｍとなる。また、基部１１の長さＬｋ＝０．３×Ｌｏのときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は２．０ｐｐｍとなり、基部１１の長さＬｋ＝０．５×Ｌｏのときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は８．０ｐｐｍとなった。
【００３６】
一方、上記図８において、音叉型振動片１０の厚みを１３０μｍとした場合、基部１１の長さＬｋ＝０．１×Ｌｏのときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は７．０ｐｐｍとなり、基部１１の長さＬｋ＝０．２×Ｌｏのときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は略６．０ｐｐｍとなる。そして、基部１１の長さＬｋ＝０．３×Ｌｏのときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は５．０ｐｐｍとなり、基部１１の長さＬｋ＝０．５×Ｌｏのときには落下衝撃試験｜Δｆ｜は１３．０ｐｐｍとなった。
【００３７】
この図８から、落下衝撃試験｜Δｆ｜は、基部１１の長さＬｋ＝０．３×Ｌｏのときが略最小になる下に凸の放物線状の曲線を描くことになる。したがって、図７及び図８の結果から、基部１１の長さＬｋとしては、０．１Ｌｏ≦Ｌｋ≦０．５Ｌｏを満足すれば音叉型振動片の厚みが８０μｍから１３０μｍの範囲内で、落下衝撃試験で周波数変化率が小さく、かつＣＩ値のバラツキの小さな音叉型振動片を得る事ができる。
【００３８】
すなわち、図５ないし図８によれば、音叉型振動片１０は、前記振動腕部の幅をＷ１、前記振動腕部の間隔をＷ２、前記基部の幅をＷ０、前記基部の長さをＬｋ、音叉型振動片１０の全長をＬｏとすると、（２×Ｗ１＋Ｗ２）≦Ｗ０≦３×（２×Ｗ１＋Ｗ２）であって、かつ、０．１×Ｌｏ≦Ｌｋ≦０．５×Ｌｏとすることが望ましい。また、前記基部１１及び振動腕部１２、１３の厚みは、８０μｍ以上１３０μｍ以下と設定することが望ましい。厚さが８０μｍより小さいと、取り扱いが困難で破損しやすい。また、厚さが１３０μｍより大きくなると、顧客の要求する音叉型振動片の小型化が困難であるとともに、振動腕部の質量が大きくなり、落下したときに破損しやすい。
【００３９】
なお、本発明の実施の形態に係る音叉型振動片１０は、デジタル携帯電話、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、テレビジョン受像機、ビデオ機器などの各種の電子機器や、時計、時計内蔵機器に使用できる。また、上記した実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、これらの形態に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る音叉型振動片を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る音叉型振動片を示す正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る音叉型振動子を示す断面図である。
【図５】基部幅による落下衝撃試験特性を示す図である。
【図６】基部幅とＣＩ値のバラツキとの関係示す特性図である。
【図７】基部長さとＣＩ値のバラツキとの関係を示す特性図である。
【図８】基部長さによる落下衝撃試験特性を示す図である。
【図９】従来の音叉型振動片の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０………音叉型振動片、１１………基部、１２、１３………振動腕部、１４、１５………溝部、２０………音叉型振動子、２１………パッケージ、２２………ベース部、２３………蓋体、２４………封止部。
Claims (3)
- 基部と、この基部から突出して形成されている振動腕部とを備え、前記振動腕部の表面部及び裏面部に溝部を形成してなる音叉型振動片であって、
前記振動腕部の幅をＷ１、前記振動腕部間の間隔をＷ２、前記基部の幅をＷ０、前記基部の長さをＬｋ、前記基部の長さと前記振動腕部の長さとの和をＬｏとすると、（２×Ｗ１＋Ｗ２）≦Ｗ０≦３×（２×Ｗ１＋Ｗ２）であって、かつ、０．１×Ｌｏ≦Ｌｋ≦０．５×Ｌｏとしたことを特徴とする音叉型振動片。 - 前記基部及び前記振動腕部は、厚さが８０μｍ以上１３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の音叉型振動片。
- 請求項１または２に記載の音叉型振動片を有することを特徴とする圧電デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003057509A JP2004266765A (ja) | 2003-03-04 | 2003-03-04 | 音叉型振動片及び圧電デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003057509A JP2004266765A (ja) | 2003-03-04 | 2003-03-04 | 音叉型振動片及び圧電デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004266765A true JP2004266765A (ja) | 2004-09-24 |
Family
ID=33120911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003057509A Withdrawn JP2004266765A (ja) | 2003-03-04 | 2003-03-04 | 音叉型振動片及び圧電デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004266765A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007336045A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Seiko Instruments Inc | 音叉型水晶振動片の形状パラメータ決定方法、音叉型水晶振動片、音叉型水晶振動子、及び音叉型水晶振動子を備えた電波時計、発振器、電子機器 |
| JP2010226573A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Nec Tokin Corp | 圧電音叉振動子および圧電音叉振動子の製造方法 |
| JP2017139823A (ja) * | 2017-05-23 | 2017-08-10 | セイコーエプソン株式会社 | 振動片、振動子、電子デバイス、電子機器及び移動体 |
| CN109067379A (zh) * | 2013-03-14 | 2018-12-21 | 精工爱普生株式会社 | 振动元件、振子、振荡器、电子设备以及移动体 |
-
2003
- 2003-03-04 JP JP2003057509A patent/JP2004266765A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007336045A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Seiko Instruments Inc | 音叉型水晶振動片の形状パラメータ決定方法、音叉型水晶振動片、音叉型水晶振動子、及び音叉型水晶振動子を備えた電波時計、発振器、電子機器 |
| JP2010226573A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Nec Tokin Corp | 圧電音叉振動子および圧電音叉振動子の製造方法 |
| CN109067379A (zh) * | 2013-03-14 | 2018-12-21 | 精工爱普生株式会社 | 振动元件、振子、振荡器、电子设备以及移动体 |
| CN109067379B (zh) * | 2013-03-14 | 2022-05-17 | 精工爱普生株式会社 | 振动元件、振子、振荡器、电子设备以及移动体 |
| JP2017139823A (ja) * | 2017-05-23 | 2017-08-10 | セイコーエプソン株式会社 | 振動片、振動子、電子デバイス、電子機器及び移動体 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7193354B2 (en) | Resonator, unit having resonator, oscillator having unit and electronic apparatus having oscillator | |
| TW201242246A (en) | Piezoelectric vibration element, piezoelectric vibrator, piezoelectric oscillator, vibration gyro element, vibration gyro sensor, and electronic apparatus | |
| JP2004260718A (ja) | 音叉型振動片及び音叉型振動片の製造方法並びに圧電デバイス | |
| JP2003087090A (ja) | 振動片、振動子、発振器及び電子機器 | |
| JP5789914B2 (ja) | 音叉型圧電振動片及び圧電デバイス | |
| JP5789913B2 (ja) | 音叉型圧電振動片及び圧電デバイス | |
| JP5272121B2 (ja) | 水晶振動子と水晶ユニットと水晶発振器と情報通信機器及びそれらの製造方法 | |
| JP2007142995A (ja) | 圧電デバイス用の素子片集合体、圧電デバイスならびに圧電デバイスの製造方法 | |
| US20050206277A1 (en) | Tuning-fork-type vibrating reed, piezoelectric vibrator, angular-rate sensor, and electronic device | |
| JP2011151780A (ja) | 屈曲振動片、振動デバイス及び電子機器 | |
| JP2004266765A (ja) | 音叉型振動片及び圧電デバイス | |
| US7365478B2 (en) | Piezoelectric crystal resonator, piezoelectric crystal unit having the crystal resonator and electronic apparatus having the crystal resonator | |
| JP2005039768A (ja) | 水晶振動子と水晶ユニットと水晶発振器 | |
| JP4325240B2 (ja) | 音叉型振動片および圧電デバイス | |
| JP5228948B2 (ja) | 圧電振動デバイス | |
| JP2005123828A (ja) | 音叉型圧電振動片及び圧電デバイス | |
| JP2004266764A (ja) | 音叉型振動片及び圧電デバイス | |
| JP2003273703A (ja) | 水晶振動子と水晶振動子の製造方法 | |
| JP2004236008A (ja) | 圧電振動片と圧電振動片を利用した圧電デバイス、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置および圧電デバイスを利用した電子機器 | |
| JP2004297580A (ja) | 音叉型圧電振動片および音叉型圧電振動子 | |
| JP2007202210A (ja) | 屈曲水晶振動子を備えた水晶ユニット | |
| JP2004349856A (ja) | 圧電振動片と圧電振動片を利用した圧電デバイス、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置および圧電デバイスを利用した電子機器 | |
| JP2004120802A (ja) | 振動片、振動子、発振器及び電子機器 | |
| JP2007184995A (ja) | 水晶振動子 | |
| JP2004260604A (ja) | 音叉型振動片および圧電デバイス |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060131 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Effective date: 20070403 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20080805 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20081003 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |