JP2011151667A - Piezoelectric resonator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve high efficiency of vibration energy containment, concerning a piezoelectric resonator using a thikcness-slide mode. <P>SOLUTION: A piezoelectric resonator 1 includes a piezoelectric substrate 10, a first electrode 11, and a second electrode 12. The piezoelectric substrate 10 excites thickness-slide vibration in a first direction. A first nonresonant part 10B of the piezoelectric substrate 10 has a first groove forming part 10e. A first groove forming part 10c is formed in the first groove forming part 10e so as to extend along a second direction y to a first main surface 10a. The first groove 10c is formed at both ends in a first direction x of the first groove forming part 10e in a shape where a displacement magnitude along a third direction of the vibration of the first groove forming part 10e is substantially zero in thickness-slide vibration of a resonant part 10A. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、圧電共振子に関する。特には、本発明は、すべりモードを利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子に関する。   The present invention relates to a piezoelectric resonator. In particular, the present invention relates to an energy confinement type piezoelectric resonator using a sliding mode.

従来、圧電共振子は、例えば、各種電子機器などにおける基準周波数信号源等として広く用いられている。図１７は、下記の特許文献１に記載の圧電共振子の略図的斜視図である。図１７に示すように、圧電共振子１００は、圧電セラミックからなる圧電基板１０１を備えている。圧電基板１０１は、主面と平行な方向Ｐに沿って分極されている。圧電基板１０１の両主面上には、第１及び第２の電極１０２，１０３が形成されている。第１及び第２の電極１０２，１０３は、圧電基板１０１の分極方向Ｐにおける中央部において、圧電基板１０１を介して対向している。   Conventionally, piezoelectric resonators are widely used as a reference frequency signal source in various electronic devices, for example. FIG. 17 is a schematic perspective view of a piezoelectric resonator described in Patent Document 1 below. As shown in FIG. 17, the piezoelectric resonator 100 includes a piezoelectric substrate 101 made of piezoelectric ceramic. The piezoelectric substrate 101 is polarized along a direction P parallel to the main surface. On both main surfaces of the piezoelectric substrate 101, first and second electrodes 102 and 103 are formed. The first and second electrodes 102 and 103 are opposed to each other via the piezoelectric substrate 101 in the central portion in the polarization direction P of the piezoelectric substrate 101.

圧電共振子１００では、第１及び第２の電極１０２，１０３間に電圧が印加されると厚みすべりモードの振動が励振される。この振動は、第１及び第２の電極１０２，１０３が厚み方向に対向している共振部１００ａに閉じ込められ、分極方向Ｐにおける圧電共振子１００の両端部には、それほど漏洩しない。また、圧電共振子１００では、分極方向Ｐにおける共振部１００ａの両側に、分極方向Ｐに垂直な方向に延びる溝１０４，１０５が形成されている。これにより、振動エネルギーのより高い閉じ込め効率が実現されている。従って、圧電共振子１００は、分極方向Ｐにおける両端部をケースや配線基板などに固定した場合であっても、振動が阻害されにくく、所望の共振特性が得やすかった。   In the piezoelectric resonator 100, when a voltage is applied between the first and second electrodes 102 and 103, vibration in the thickness shear mode is excited. This vibration is confined in the resonance part 100a in which the first and second electrodes 102 and 103 are opposed in the thickness direction, and does not leak so much at both ends of the piezoelectric resonator 100 in the polarization direction P. In the piezoelectric resonator 100, grooves 104 and 105 extending in a direction perpendicular to the polarization direction P are formed on both sides of the resonance part 100 a in the polarization direction P. Thereby, higher confinement efficiency of vibration energy is realized. Therefore, even when the piezoelectric resonator 100 has both ends in the polarization direction P fixed to a case, a wiring board, or the like, vibration is not easily inhibited and desired resonance characteristics can be easily obtained.

特開平７−１４７５２７号公報JP-A-7-147527

しかしながら、溝１０４，１０５が形成されている圧電共振子１００においても、振動の閉じ込めが必ずしも十分とはいえず、分極方向Ｐにおける両端部がケース等に固定されることにより、振動が阻害され、所望の共振特性が得られない場合があった。   However, even in the piezoelectric resonator 100 in which the grooves 104 and 105 are formed, the confinement of vibration is not necessarily sufficient, and both ends in the polarization direction P are fixed to the case or the like, so that the vibration is inhibited, In some cases, desired resonance characteristics could not be obtained.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、厚みすべりモードを利用した圧電共振子において、高い振動エネルギー閉じ込め効率を実現することにある。   The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to realize high vibration energy confinement efficiency in a piezoelectric resonator using a thickness shear mode.

本発明に係る圧電共振子は、圧電基板と、第１の電極と、第２の電極とを備えている。圧電基板は、第１及び第２の主面を有する。第１及び第２の主面は、第１の方向と、第２の方向とに沿って延びている。第２の方向は、第１の方向に垂直である。圧電基板は、第１の方向に厚みすべり振動を励振する。第１の電極は、第１の主面上に設けられている。第２の電極は、第２の主面上に設けられている。第２の電極は、第１の方向における圧電基板の中央部において、第１の電極と対向している。圧電基板は、励振部と、第１の非励振部とを有する。励振部は、第３の方向において第１及び第２の電極に挟持されている部分である。第３の方向は、第１及び第２の方向のそれぞれに対して垂直である。第１の非励振部は、第１の方向において励振部の一方側に位置している。第１の非励振部は、第１の溝形成部を有する。第１の溝形成部には、第１の溝が第１または第２の主面に第２の方向に沿って延びるように形成されている。第１の溝は、第１の溝形成部の第１の方向における両端において、励振部の厚みすべり振動に伴う第１の溝形成部の振動の第３の方向に沿った変位量が実質的にゼロとなる形状に形成されている。   The piezoelectric resonator according to the present invention includes a piezoelectric substrate, a first electrode, and a second electrode. The piezoelectric substrate has first and second main surfaces. The first and second main surfaces extend along the first direction and the second direction. The second direction is perpendicular to the first direction. The piezoelectric substrate excites thickness shear vibration in the first direction. The first electrode is provided on the first main surface. The second electrode is provided on the second main surface. The second electrode faces the first electrode at the center of the piezoelectric substrate in the first direction. The piezoelectric substrate has an excitation unit and a first non-excitation unit. The excitation unit is a portion that is sandwiched between the first and second electrodes in the third direction. The third direction is perpendicular to each of the first and second directions. The first non-excitation part is located on one side of the excitation part in the first direction. The first non-excited portion has a first groove forming portion. In the first groove forming portion, the first groove is formed on the first or second main surface so as to extend along the second direction. The first groove has a substantial amount of displacement along the third direction of the vibration of the first groove forming part due to the thickness shear vibration of the excitation part at both ends in the first direction of the first groove forming part. It is formed in a shape that becomes zero.

なお、本発明において、「変位量が実質的にゼロ」であるとは、変位量が、励振部のうちの最も変位量が大きな部分の変位量の１０％以下であることをいう。   In the present invention, “the displacement amount is substantially zero” means that the displacement amount is 10% or less of the displacement amount of the excitation portion having the largest displacement amount.

本発明に係る圧電共振子のある特定の局面では、第１の溝の第１の方向に沿った幅は、励振部の厚みすべり振動に伴う第１の溝形成部の振動の第１の方向成分の波長の自然数倍とされている。この構成では、第１の溝形成部の第１の方向における両端において、励振部の厚みすべり振動に伴う第１の溝形成部の振動の第３の方向に沿った変位量をより小さくできる。従って、より高い振動エネルギー閉じ込め効率を実現することができる。   In a specific aspect of the piezoelectric resonator according to the present invention, the width along the first direction of the first groove is a first direction of vibration of the first groove forming portion accompanying the thickness shear vibration of the excitation portion. It is assumed to be a natural number multiple of the wavelength of the component. In this configuration, at both ends of the first groove forming portion in the first direction, the amount of displacement along the third direction of vibration of the first groove forming portion accompanying the thickness shear vibration of the excitation portion can be further reduced. Therefore, higher vibration energy confinement efficiency can be realized.

本発明に係る圧電共振子の他の特定の局面では、圧電基板は、第２の非励振部をさらに有する。第２の非励振部は、第１の方向において励振部の他方側に位置している。すなわち、第２の非励振部は、第１の方向において、励振部の第１の非励振部とは反対側に位置している。第２の非励振部は、第２の溝形成部を有する。第２の溝形成部には、第２の溝が第２の方向に沿って延びるように第１または第２の主面に形成されている。第２の溝は、第２の溝形成部の第１の方向における両端において、励振部の厚みすべり振動に伴う第２の溝形成部の振動の、第３の方向に沿った変位量が実質的にゼロとなる形状に形成されている。この構成によれば、さらに高い振動エネルギー閉じ込め効率を実現することができる。   In another specific aspect of the piezoelectric resonator according to the present invention, the piezoelectric substrate further includes a second non-excitation part. The second non-excitation part is located on the other side of the excitation part in the first direction. In other words, the second non-excitation part is located on the opposite side of the excitation part from the first non-excitation part in the first direction. The second non-excited part has a second groove forming part. In the second groove forming portion, the second groove is formed on the first or second main surface so as to extend along the second direction. The second groove has a substantial displacement amount along the third direction of the vibration of the second groove forming part due to the thickness shear vibration of the excitation part at both ends in the first direction of the second groove forming part. Thus, it is formed in a shape that becomes zero. According to this configuration, higher vibration energy confinement efficiency can be realized.

本発明に係る圧電共振子の別の特定の局面では、第２の溝の第１の方向に沿った幅は、励振部の厚みすべり振動に伴う第２の溝形成部の振動の第１の方向成分の波長の自然数倍とされている。この構成によれば、さらに高い振動エネルギー閉じ込め効率を実現することができる。   In another specific aspect of the piezoelectric resonator according to the present invention, the width of the second groove along the first direction is the first of the vibrations of the second groove forming part due to the thickness shear vibration of the excitation part. It is a natural number times the wavelength of the direction component. According to this configuration, higher vibration energy confinement efficiency can be realized.

本発明に係る圧電共振子のさらに他の特定の局面では、第１の溝形成部は、第３の溝を有する。第３の溝は、第１及び第２の主面のうち、第１の溝が形成されていない側の主面に形成されている。第２の溝形成部は、第４の溝を有する。第４の溝は、第１及び第２の主面のうち、第２の溝が形成されていない側の主面に形成されている。この構成によれば、さらに高い振動エネルギー閉じ込め効率を実現することができる。   In still another specific aspect of the piezoelectric resonator according to the present invention, the first groove forming portion has a third groove. The third groove is formed on the main surface on the side where the first groove is not formed, of the first and second main surfaces. The second groove forming part has a fourth groove. The fourth groove is formed on the main surface on the side where the second groove is not formed, among the first and second main surfaces. According to this configuration, higher vibration energy confinement efficiency can be realized.

本発明に係る圧電共振子のさらに別の特定の局面では、第３の溝の第１の方向に沿った幅は、励振部の厚みすべり振動に伴う第１の溝形成部の振動の第１の方向成分の波長の自然数倍とされている。第４の溝の第１の方向に沿った幅は、励振部の厚みすべり振動に伴う第２の溝形成部の振動の第１の方向成分の波長の自然数倍とされている。この構成によれば、さらに高い振動エネルギー閉じ込め効率を実現することができる。   In still another specific aspect of the piezoelectric resonator according to the present invention, the width of the third groove along the first direction is the first vibration of the first groove forming portion accompanying the thickness shear vibration of the excitation portion. Is a natural number multiple of the wavelength of the direction component. The width along the first direction of the fourth groove is a natural number multiple of the wavelength of the first direction component of the vibration of the second groove forming part accompanying the thickness shear vibration of the excitation part. According to this configuration, higher vibration energy confinement efficiency can be realized.

本発明に係る圧電共振子のまた他の特定の局面では、圧電基板が、水晶基板により構成されている。第１の溝の第１の方向に沿った幅をＷ１とし、第１の溝形成部の第３の方向に沿った厚みをＴ１とし、ｎ１を自然数としたときに、Ｗ１／Ｔ１が（１．７ｎ１−０．４）以上（１．７ｎ１＋０．６）以下の範囲内にある。第２の溝の第１の方向に沿った幅をＷ２とし、第２の溝形成部の第３の方向に沿った厚みをＴ２とし、ｎ２を自然数としたときに、Ｗ２／Ｔ２が（１．７ｎ２−０．４）以上（１．７ｎ２＋０．６）以下の範囲内にある。 In another specific aspect of the piezoelectric resonator according to the present invention, the piezoelectric substrate is formed of a quartz substrate. When the width along the first direction of the first groove is W 1 , the thickness along the third direction of the first groove forming portion is T 1, and n 1 is a natural number, W 1 / T 1 is in the range of (1.7n 1 −0.4) or more and (1.7n 1 +0.6) or less. When the width along the first direction of the second groove is W 2 , the thickness along the third direction of the second groove forming portion is T 2, and n 2 is a natural number, W 2 / T 2 is in the range of (1.7n 2 −0.4) or more and (1.7n 2 +0.6) or less.

本発明に係る圧電共振子のまた別の特定の局面では、圧電基板が、水晶基板により構成されている。第１の溝の第１の方向に沿った幅をＷ１とし、第１の溝形成部の第３の方向に沿った厚みをＴ１とし、ｎ１を自然数としたときに、Ｗ１／Ｔ１が（１．７ｎ１−０．４）以上（１．７ｎ１＋０．６）以下の範囲内にある。第２の溝の第１の方向に沿った幅をＷ２とし、第２の溝形成部の第３の方向に沿った厚みをＴ２とし、ｎ２を自然数としたときに、Ｗ２／Ｔ２が（１．７ｎ２−０．４）以上（１．７ｎ２＋０．６）以下の範囲内にある。第３の溝の第１の方向に沿った幅をＷ３とし、ｎ３を自然数としたときに、Ｗ３／Ｔ１が（１．７ｎ３−０．４）以上（１．７ｎ３＋０．６）以下の範囲内にある。第４の溝の第１の方向に沿った幅をＷ４とし、ｎ４を自然数としたときに、Ｗ４／Ｔ２が（１．７ｎ４−０．４）以上（１．７ｎ４＋０．６）以下の範囲内にある。 In another specific aspect of the piezoelectric resonator according to the present invention, the piezoelectric substrate is formed of a quartz substrate. When the width along the first direction of the first groove is W 1 , the thickness along the third direction of the first groove forming portion is T 1, and n 1 is a natural number, W 1 / T 1 is in the range of (1.7n 1 −0.4) or more and (1.7n 1 +0.6) or less. When the width along the first direction of the second groove is W 2 , the thickness along the third direction of the second groove forming portion is T 2, and n 2 is a natural number, W 2 / T 2 is in the range of (1.7n 2 −0.4) or more and (1.7n 2 +0.6) or less. When the width of the third groove along the first direction is W 3 and n 3 is a natural number, W 3 / T 1 is (1.7n 3 −0.4) or more (1.7n 3 +0). .6) Within the following range. When the width along the first direction of the fourth groove is W 4 and n 4 is a natural number, W 4 / T 2 is (1.7n 4 −0.4) or more (1.7n 4 +0). .6) Within the following range.

本発明に係る圧電共振子のさらにまた他の特定の局面では、圧電基板が、水晶基板により構成されている。第１の溝形成部の第３の方向に沿った厚みをＴ１とし、励振部の第３の方向に沿った厚みをＴ０とし、ｎ５を自然数としたときに、Ｔ１／Ｔ０が（０．８２ｎ５−０．０９）以上（０．８２ｎ５＋０．１）以下の範囲内にある。第２の溝形成部の第３の方向に沿った厚みをＴ２とし、ｎ６を自然数としたときに、Ｔ２／Ｔ０が（０．８２ｎ６−０．０９）以上（０．８２ｎ６＋０．１）以下の範囲内にある。 In still another specific aspect of the piezoelectric resonator according to the present invention, the piezoelectric substrate is formed of a quartz substrate. The thickness along the third direction of the first groove forming portion and T 1, the thickness along the third direction of the excitation portion and T 0, when the n 5 is a natural number, T 1 / T 0 Is within the range of (0.82n 5 -0.09) or more and (0.82n 5 +0.1) or less. T 2 / T 0 is (0.82n 6 −0.09) or more (0.82n), where T 2 is the thickness along the third direction of the second groove forming portion and n 6 is a natural number. 6 +0.1) It is in the range below.

本発明に係る圧電共振子のさらにまた別の特定の局面では、圧電基板は、ＡＴカット水晶基板である。   In still another specific aspect of the piezoelectric resonator according to the present invention, the piezoelectric substrate is an AT-cut quartz substrate.

本発明に係る圧電共振子のまたさらに他の特定の局面では、圧電基板が、圧電セラミック基板により構成されている。第１の溝の第１の方向に沿った幅をＷ１とし、第１の溝形成部の第３の方向に沿った厚みをＴ１とし、ｎ１を自然数としたときに、Ｗ１／Ｔ１が（１．６ｎ１−０．４）以上（１．６ｎ１＋０．６）以下の範囲内にある。第２の溝の第１の方向に沿った幅をＷ２とし、第２の溝形成部の第３の方向に沿った厚みをＴ２とし、ｎ２を自然数としたときに、Ｗ２／Ｔ２が（１．６ｎ２−０．４）以上（１．６ｎ２＋０．６）以下の範囲内にある。 In still another specific aspect of the piezoelectric resonator according to the present invention, the piezoelectric substrate is constituted by a piezoelectric ceramic substrate. When the width along the first direction of the first groove is W 1 , the thickness along the third direction of the first groove forming portion is T 1, and n 1 is a natural number, W 1 / T 1 is in the range of not less than (1.6n 1 −0.4) and not more than (1.6n 1 +0.6). When the width along the first direction of the second groove is W 2 , the thickness along the third direction of the second groove forming portion is T 2, and n 2 is a natural number, W 2 / T 2 is in the range of (1.6n 2 −0.4) or more and (1.6n 2 +0.6) or less.

本発明に係る圧電共振子のまたさらに別の特定の局面では、圧電基板が、圧電セラミック基板により構成されている。第１の溝の第１の方向に沿った幅をＷ１とし、第１の溝形成部の第３の方向に沿った厚みをＴ１とし、ｎ１を自然数としたときに、Ｗ１／Ｔ１が（１．６ｎ１−０．４）以上（１．６ｎ１＋０．６）以下の範囲内にある。第２の溝の第１の方向に沿った幅をＷ２とし、第２の溝形成部の第３の方向に沿った厚みをＴ２とし、ｎ２を自然数としたときに、Ｗ２／Ｔ２が（１．６ｎ２−０．４）以上（１．６ｎ２＋０．６）以下の範囲内にある。第３の溝の第１の方向に沿った幅をＷ３とし、ｎ３を自然数としたときに、Ｗ３／Ｔ１が（１．６ｎ３−０．４）以上（１．６ｎ３＋０．６）以下の範囲内にある。第４の溝の第１の方向に沿った幅をＷ４とし、ｎ４を自然数としたときに、Ｗ４／Ｔ２が（１．６ｎ４−０．４）以上（１．６ｎ４＋０．６）以下の範囲内にある。 In still another specific aspect of the piezoelectric resonator according to the present invention, the piezoelectric substrate is constituted by a piezoelectric ceramic substrate. When the width along the first direction of the first groove is W 1 , the thickness along the third direction of the first groove forming portion is T 1, and n 1 is a natural number, W 1 / T 1 is in the range of not less than (1.6n 1 −0.4) and not more than (1.6n 1 +0.6). When the width along the first direction of the second groove is W 2 , the thickness along the third direction of the second groove forming portion is T 2, and n 2 is a natural number, W 2 / T 2 is in the range of (1.6n 2 −0.4) or more and (1.6n 2 +0.6) or less. When the width along the first direction of the third groove is W 3 and n 3 is a natural number, W 3 / T 1 is (1.6n 3 −0.4) or more (1.6n 3 +0) .6) Within the following range. When the width along the first direction of the fourth groove is W 4 and n 4 is a natural number, W 4 / T 2 is (1.6n 4 −0.4) or more (1.6n 4 +0). .6) Within the following range.

本発明に係る圧電共振子のさらに異なる他の特定の局面では、圧電基板が、圧電セラミック基板により構成されている。第１の溝形成部の第３の方向に沿った厚みをＴ１とし、励振部の第３の方向に沿った厚みをＴ０とし、ｎ５を自然数としたときに、Ｔ１／Ｔ０が（０．８２ｎ５−０．１）以上（０．８２ｎ５＋０．０９）以下の範囲内にある。第２の溝形成部の第３の方向に沿った厚みをＴ２とし、ｎ６を自然数としたときに、Ｔ２／Ｔ０が（０．８２ｎ６−０．１）以上（０．８２ｎ６＋０．０９）以下の範囲内にある。 In still another specific aspect of the piezoelectric resonator according to the present invention, the piezoelectric substrate is constituted by a piezoelectric ceramic substrate. The thickness along the third direction of the first groove forming portion and T 1, the thickness along the third direction of the excitation portion and T 0, when the n 5 is a natural number, T 1 / T 0 Is within the range of (0.82n 5 -0.1) or more and (0.82n 5 +0.09) or less. T 2 / T 0 is (0.82n 6 −0.1) or more (0.82n), where T 2 is the thickness along the third direction of the second groove forming portion and n 6 is a natural number. 6 + 0.09) or less.

本発明に係る圧電共振子のさらに異なる別の特定の局面では、圧電共振子は、錘をさらに備えている。錘は、第１の非励振部の第１の溝形成部よりも第１の方向における外側の部分と、第２の非励振部の第２の溝形成部よりも第１の方向における外側に部分とのうちの少なくとも一方に取り付けられている。錘は、圧電基板よりも比重が大きい。この構成によれば、溝形成部における音響反射効果をさらに高めることができる。従って、さらに高い振動エネルギー閉じ込め効率を実現することができる。   In another specific aspect of the piezoelectric resonator according to the present invention, the piezoelectric resonator further includes a weight. The weight is located outside the first groove forming portion of the first non-excited portion in the first direction and outside the second groove forming portion of the second non-excited portion in the first direction. It is attached to at least one of the parts. The weight has a higher specific gravity than the piezoelectric substrate. According to this configuration, the acoustic reflection effect in the groove forming portion can be further enhanced. Therefore, higher vibration energy confinement efficiency can be realized.

本発明に係る圧電共振子のまたさらに異なる他の特定の局面では、錘は、第１及び第２の主面のうちの少なくとも一方の上に第１及び第２の電極と隔離して設けられており、かつ、第１及び第２の電極と同一材料からなる。この構成では、錘を第１，第２の電極と同一工程で作製できる。従って、圧電共振子の製造容易性を高めることができる。   In still another different aspect of the piezoelectric resonator according to the present invention, the weight is provided on at least one of the first and second main surfaces and separated from the first and second electrodes. And made of the same material as the first and second electrodes. In this configuration, the weight can be manufactured in the same process as the first and second electrodes. Therefore, it is possible to improve the manufacturability of the piezoelectric resonator.

本発明では、第１の溝は、第１の溝形成部の第１の方向における両端において、励振部の厚みすべり振動に伴う第１の溝形成部の振動の第３の方向に沿った変位量が実質的にゼロとなる形状に形成されている。このため、高い振動エネルギー閉じ込め効率を実現することができる。   In the present invention, the first groove is displaced along the third direction of the vibration of the first groove forming part due to the thickness shear vibration of the excitation part at both ends in the first direction of the first groove forming part. The shape is formed so that the amount is substantially zero. For this reason, high vibration energy confinement efficiency can be realized.

第１の実施形態に係る圧電共振子の略図的斜視図である。1 is a schematic perspective view of a piezoelectric resonator according to a first embodiment. 第１の実施形態に係る圧電共振子の略図的側面図である。1 is a schematic side view of a piezoelectric resonator according to a first embodiment. 図１における線ＩＩＩ−ＩＩＩ部分の略図的断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 1. 圧電基板が水晶基板により構成されている場合の、Ｗ１／Ｔ１（Ｗ２／Ｔ２）とΔｄ２／Δｄ１（Δｄ３／Δｄ１）との関係を表すグラフである。When the piezoelectric substrate is formed by a crystal substrate, it is a graph showing the relationship between the W 1 / T 1 (W 2 / T 2) and Δd2 / Δd1 (Δd3 / Δd1) . 圧電基板が水晶基板により構成されており、Ｗ１／Ｔ１、Ｗ２／Ｔ２＝１．７であるときの圧電基板の変位分布図である。It is a displacement distribution diagram of the piezoelectric substrate when the piezoelectric substrate is formed of a quartz substrate and W 1 / T 1 and W 2 / T 2 = 1.7. 図６（ａ）は、圧電基板が水晶基板により構成されており、Ｗ１／Ｔ１、Ｗ２／Ｔ２＝１．７であるときの第１の溝形成部の変位分布図である。図６（ｂ）は、第１の溝形成部の第３の方向ｚに沿った変位量を表すグラフである。FIG. 6A is a displacement distribution diagram of the first groove forming portion when the piezoelectric substrate is formed of a quartz substrate and W 1 / T 1 and W 2 / T 2 = 1.7. FIG. 6B is a graph showing the amount of displacement of the first groove forming portion along the third direction z. 圧電基板が水晶基板により構成されており、Ｗ１／Ｔ１、Ｗ２／Ｔ２＝２．５であるときの圧電基板の変位分布図である。FIG. 4 is a displacement distribution diagram of the piezoelectric substrate when the piezoelectric substrate is formed of a quartz substrate and W 1 / T 1 and W 2 / T 2 = 2.5. 図８（ａ）は、圧電基板が水晶基板により構成されており、Ｗ１／Ｔ１、Ｗ２／Ｔ２＝２．５であるときの第１の溝形成部の変位分布図である。図８（ｂ）は、第１の溝形成部の第３の方向ｚに沿った変位量を表すグラフである。FIG. 8A is a displacement distribution diagram of the first groove forming portion when the piezoelectric substrate is formed of a quartz substrate and W 1 / T 1 and W 2 / T 2 = 2.5. FIG. 8B is a graph showing the amount of displacement along the third direction z of the first groove forming portion. 圧電基板が水晶基板により構成されている場合の、Ｔ１／Ｔ０（Ｔ２／Ｔ０）と、Δｄ２／Δｄ１（Δｄ３／Δｄ１）との関係を表すグラフである。When the piezoelectric substrate is formed by a crystal substrate, and T 1 / T 0 (T 2 / T 0), is a graph showing the relationship between Δd2 / Δd1 (Δd3 / Δd1) . 第２の実施形態に係る圧電共振子の略図的側面図である。It is a schematic side view of a piezoelectric resonator according to a second embodiment. 第２の実施形態に係る圧電共振子の変位分布図である。It is a displacement distribution figure of the piezoelectric resonator which concerns on 2nd Embodiment. 第３の実施形態に係る圧電共振子の略図的側面図である。It is a schematic side view of a piezoelectric resonator according to a third embodiment. 圧電基板が圧電セラミック基板により構成されている場合の、Ｗ１／Ｔ１（Ｗ２／Ｔ２）とΔｄ２／Δｄ１（Δｄ３／Δｄ１）との関係を表すグラフである。Piezoelectric substrate is a graph showing the relationship between when configured by a piezoelectric ceramic substrate, W 1 / T 1 (W 2 / T 2) and Δd2 / Δd1 (Δd3 / Δd1) . 圧電基板が圧電セラミック基板により構成されており、Ｗ１／Ｔ１、Ｗ２／Ｔ２＝１．６であるときの圧電基板の変位分布図である。FIG. 6 is a displacement distribution diagram of the piezoelectric substrate when the piezoelectric substrate is formed of a piezoelectric ceramic substrate and W 1 / T 1 and W 2 / T 2 = 1.6. 図１５（ａ）は、圧電基板が圧電セラミック基板により構成されており、Ｗ１／Ｔ１、Ｗ２／Ｔ２＝１．６であるときの第１の溝形成部の変位分布図である。図１５（ｂ）は、第１の溝形成部の第３の方向ｚに沿った変位量を表すグラフである。FIG. 15A is a displacement distribution diagram of the first groove forming portion when the piezoelectric substrate is formed of a piezoelectric ceramic substrate and W 1 / T 1 and W 2 / T 2 = 1.6. . FIG. 15B is a graph showing the amount of displacement of the first groove forming portion along the third direction z. 圧電基板が圧電セラミック基板により構成されている場合の、Ｔ１／Ｔ０（Ｔ２／Ｔ０）と、Δｄ２／Δｄ１（Δｄ３／Δｄ１）との関係を表すグラフである。When the piezoelectric substrate is formed of piezoelectric ceramic substrate, and T 1 / T 0 (T 2 / T 0), is a graph showing the relationship between Δd2 / Δd1 (Δd3 / Δd1) . 特許文献１に記載の圧電共振子の略図的斜視図である。1 is a schematic perspective view of a piezoelectric resonator described in Patent Document 1. FIG.

（第１の実施形態）
以下、本発明を実施した好ましい形態について、図１に示す圧電共振子１を例に挙げて説明する。但し、圧電共振子１は、単なる例示である。本発明は、圧電共振子１に何ら限定されない。 (First embodiment)
Hereinafter, a preferred embodiment in which the present invention is implemented will be described by taking the piezoelectric resonator 1 shown in FIG. 1 as an example. However, the piezoelectric resonator 1 is merely an example. The present invention is not limited to the piezoelectric resonator 1 at all.

図１は、第１の実施形態に係る圧電共振子の略図的斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る圧電共振子の略図的側面図である。図３は、図１における線ＩＩＩ−ＩＩＩ部分の略図的断面図である。   FIG. 1 is a schematic perspective view of the piezoelectric resonator according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic side view of the piezoelectric resonator according to the first embodiment. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III in FIG.

まず、図１〜図３を参照しながら、圧電共振子１の概略構成について説明する。圧電共振子１は、圧電基板１０を備えている。圧電基板１０の種類は特に限定されない。圧電基板１０は、例えば、圧電セラミックからなる圧電セラミック基板により構成されていてもよい。圧電セラミックの例としては、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）系セラミックやＳＢＮ系セラミックスすなわちビスマス層状構造強誘電体セラミックスが挙げられる。また、圧電基板１０は、例えば、水晶基板などの圧電単結晶基板により構成されていてもよい。なかでも、周波数特性の温度依存性を低くでき、高い耐久性が得やすいため、水晶基板により圧電基板１０を構成することが好ましく、ＡＴカット水晶基板により構成することがより好ましい。以下、本実施形態では、圧電基板１０がＡＴカット水晶基板により構成されている例について説明する。   First, a schematic configuration of the piezoelectric resonator 1 will be described with reference to FIGS. The piezoelectric resonator 1 includes a piezoelectric substrate 10. The type of the piezoelectric substrate 10 is not particularly limited. The piezoelectric substrate 10 may be constituted by, for example, a piezoelectric ceramic substrate made of piezoelectric ceramic. Examples of piezoelectric ceramics include PZT (lead zirconate titanate) ceramics and SBN ceramics, that is, bismuth layer structure ferroelectric ceramics. Moreover, the piezoelectric substrate 10 may be comprised by piezoelectric single crystal substrates, such as a quartz substrate, for example. In particular, since the temperature dependence of the frequency characteristics can be reduced and high durability can be easily obtained, the piezoelectric substrate 10 is preferably constituted by a quartz substrate, and more preferably by an AT cut quartz substrate. Hereinafter, in the present embodiment, an example in which the piezoelectric substrate 10 is configured by an AT-cut quartz crystal substrate will be described.

圧電基板１０は、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂを備えている。第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂのそれぞれは、第１及び第２の方向ｘ、ｙに沿って延びている。第１の方向ｘと第２の方向ｙとは、垂直である。圧電基板１０は、第１の方向ｘに沿って分極されている。すなわち、本実施形態では、第１の方向ｘが分極方向とされている。   The piezoelectric substrate 10 includes first and second main surfaces 10a and 10b. Each of the first and second main surfaces 10a and 10b extends along the first and second directions x and y. The first direction x and the second direction y are perpendicular. The piezoelectric substrate 10 is polarized along the first direction x. That is, in the present embodiment, the first direction x is the polarization direction.

図２及び図３に示すように、第１の主面１０ａの上には、第１の電極１１が形成されている。一方、第２の主面１０ｂの上には、第２の電極１２が形成されている。第１及び第２の電極１１，１２の材質は、導電性材料である限りにおいて特に限定されない。第１及び第２の電極１１，１２は、例えば、Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ等の金属や、これらの金属のうちの一種以上を含む合金により形成することができる。   As shown in FIGS. 2 and 3, the first electrode 11 is formed on the first main surface 10a. On the other hand, the second electrode 12 is formed on the second main surface 10b. The material of the first and second electrodes 11 and 12 is not particularly limited as long as it is a conductive material. The first and second electrodes 11 and 12 can be formed of, for example, a metal such as Pt, Au, Ag, Cu, Ni, Cr, or Al, or an alloy containing one or more of these metals.

第１の電極１１と第２の電極１２とは、第１の方向ｘにおける圧電基板１０の中央部において、第１及び第２の方向ｘ、ｙに垂直な第３の方向（厚み方向）ｚにおいて圧電基板１０を介して対向している。具体的には、第１及び第２の電極１１，１２のそれぞれは、互いに対向している対向部１１ａ、１２ａと、対向部１１ａ、１２ａから第１の方向ｘのｘ１側に延びている端子部１１ｂ、１２ｂとを備えている。   The first electrode 11 and the second electrode 12 have a third direction (thickness direction) z perpendicular to the first and second directions x and y at the central portion of the piezoelectric substrate 10 in the first direction x. Are opposed to each other via the piezoelectric substrate 10. Specifically, each of the first and second electrodes 11 and 12 is opposed to each other, facing portions 11a and 12a, and terminals extending from the facing portions 11a and 12a to the x1 side in the first direction x. Parts 11b and 12b.

圧電基板１０のうち、第３の方向ｚにおいて第１及び第２の電極１１，１２に挟持されている部分は、励振部１０Ａを構成している。上述のように、圧電基板１０は、第１の方向ｘに沿って分極されており、第１及び第２の電極１１，１２により第３の方向ｚの電圧が印加されるため、励振部１０Ａでは、厚みすべりモードの振動が励起される。   A portion of the piezoelectric substrate 10 that is sandwiched between the first and second electrodes 11 and 12 in the third direction z constitutes an excitation unit 10A. As described above, since the piezoelectric substrate 10 is polarized along the first direction x and the voltage in the third direction z is applied by the first and second electrodes 11 and 12, the excitation unit 10A. Then, the vibration in the thickness shear mode is excited.

圧電基板１０の励振部１０Ａの第１の方向ｘのｘ１側の部分は、第１の非励振部１０Ｂを構成している。一方、圧電基板１０の励振部１０Ａの第１の方向ｘのｘ２側の部分は、第２の非励振部１０Ｃを構成している。これら第１及び第２の非励振部１０Ｂ，１０Ｃは、第１及び第２の電極１１，１２により挟持されていないため、第１及び第２の電極１１，１２により電圧が印加された際に、励振されない部分である。但し、励振部１０Ａの振動に起因して第１及び第２の非励振部１０Ｂ，１０Ｃも振動し得る。   A portion on the x1 side in the first direction x of the excitation unit 10A of the piezoelectric substrate 10 constitutes a first non-excitation unit 10B. On the other hand, the portion on the x2 side in the first direction x of the excitation unit 10A of the piezoelectric substrate 10 constitutes a second non-excitation unit 10C. Since these first and second non-excited portions 10B and 10C are not sandwiched between the first and second electrodes 11 and 12, when a voltage is applied by the first and second electrodes 11 and 12, This is the part that is not excited. However, the first and second non-excitation parts 10B and 10C can also vibrate due to the vibration of the excitation part 10A.

第１の非励振部１０Ｂは、第１の溝形成部１０ｅを備えている。第１の溝形成部１０ｅは、第２の方向ｙに沿って設けられている。第１の溝形成部１０ｅには、横断面矩形状の第１の溝１０ｃが形成されている。第１の溝１０ｃは、第２の方向ｙの一方側の端部から他方側の端部にわたって、第２の方向ｙに沿って延びている。第１の溝形成部１０ｅの第１の方向ｘに沿った幅と、第１の溝１０ｃの第１の方向ｘに沿った幅Ｗ１とは等しい。 The first non-excited portion 10B includes a first groove forming portion 10e. The first groove forming portion 10e is provided along the second direction y. A first groove 10c having a rectangular cross section is formed in the first groove forming portion 10e. The first groove 10c extends along the second direction y from one end of the second direction y to the other end. A width along the first direction x of the first groove forming portion 10e, and the width W 1 in the first direction x of the first groove 10c equal.

第２の非励振部１０Ｃは、第２の溝形成部１０ｆを備えている。第２の溝形成部１０ｆは、第２の方向ｙに沿って設けられている。第２の溝形成部１０ｆには、横断面矩形状の第２の溝１０ｄが形成されている。第２の溝１０ｄは、第２の方向ｙの一方側の端部から他方側の端部にわたって、第２の方向ｙに沿って延びている。第２の溝形成部１０ｆの第１の方向ｘに沿った幅と、第２の溝１０ｄの第１の方向ｘに沿った幅Ｗ２とは等しい。 The second non-excited portion 10C includes a second groove forming portion 10f. The second groove forming portion 10f is provided along the second direction y. A second groove 10d having a rectangular cross section is formed in the second groove forming portion 10f. 10 d of 2nd groove | channels are extended along the 2nd direction y from the edge part of the one side of the 2nd direction y to the edge part of the other side. A width along the first direction x of the second groove forming portion 10f, and the width W 2 in the first direction x of the second groove 10d equal.

ここで、本実施形態では、第１の溝１０ｃは、第１の溝形成部１０ｅの第１の方向ｘにおける両端において、励振部１０Ａの厚みすべり振動に伴う第１の溝形成部１０ｅの振動の第３の方向ｚに沿った変位量が実質的にゼロとなる形状に形成されている。すなわち、第１の溝１０ｃの第１の方向ｘに沿った幅Ｗ１は、励振部１０Ａの厚みすべり振動に伴う第１の溝形成部１０ｅの振動の第１の方向ｘ成分の波長のほぼ自然数倍とされている。 Here, in the present embodiment, the first groove 10c is a vibration of the first groove forming part 10e due to the thickness shear vibration of the excitation part 10A at both ends in the first direction x of the first groove forming part 10e. The amount of displacement along the third direction z is substantially zero. That is, the width W 1 in the first direction x of the first groove 10c is approximately the wavelength of the first direction x component of the vibration of the first groove forming portion 10e with the thickness-shear vibration of the excitation portion 10A It is said to be a natural number multiple.

また、第２の溝１０ｄは、第２の溝形成部１０ｆの第１の方向ｘにおける両端において、励振部１０Ａの厚みすべり振動に伴う第２の溝形成部１０ｆの振動の第３の方向ｚに沿った変位量が実質的にゼロとなる形状に形成されている。すなわち、第２の溝１０ｄの第１の方向ｘに沿った幅Ｗ２は、励振部１０Ａの厚みすべり振動に伴う第２の溝形成部１０ｆの振動の第１の方向ｘ成分の波長のほぼ自然数倍とされている。 Further, the second groove 10d has a third direction z of vibration of the second groove forming part 10f accompanying the thickness shear vibration of the excitation part 10A at both ends in the first direction x of the second groove forming part 10f. Is formed in a shape in which the amount of displacement along the line is substantially zero. That is, the width W 2 in the first direction x of the second groove 10d is approximately the wavelength of the first direction x component of the vibration of the second groove forming portion 10f with a thickness shear vibration of the excitation portion 10A It is said to be a natural number multiple.

このため、本実施形態では、高い振動エネルギー閉じ込め効率を実現することができる。以下、この理由を、実施例に基づいて詳細に説明する。   For this reason, in this embodiment, high vibration energy confinement efficiency can be realized. Hereinafter, this reason will be described in detail based on examples.

実施例として、幅Ｗ１，Ｗ２を種々変化させて圧電共振子を作製し、下記の条件１）及び２）を満たす条件を検討した。 As an example, piezoelectric resonators were manufactured by changing the widths W 1 and W 2 in various ways, and conditions satisfying the following conditions 1) and 2) were examined.

１）第１の溝形成部１０ｅの第１の方向ｘにおける両端において、励振部１０Ａの厚みすべり振動に伴う第１の溝形成部１０ｅの振動の第３の方向ｚに沿った変位量が実質的にゼロとなる。   1) At both ends of the first groove forming portion 10e in the first direction x, the displacement along the third direction z of the vibration of the first groove forming portion 10e due to the thickness shear vibration of the excitation portion 10A is substantially Will be zero.

２）第２の溝形成部１０ｆの第１の方向ｘにおける両端において、励振部１０Ａの厚みすべり振動に伴う第２の溝形成部１０ｆの振動の第３の方向ｚに沿った変位量が実質的にゼロとなる。   2) At both ends in the first direction x of the second groove forming portion 10f, the displacement along the third direction z of the vibration of the second groove forming portion 10f accompanying the thickness shear vibration of the excitation portion 10A is substantially Will be zero.

また、幅Ｗ１，Ｗ２を種々変化させて作製した圧電共振子のそれぞれについて、図３に示す点ｄ１における変位量（Δｄ１）に対する点ｄ２，ｄ３における変位量（Δｄ２、Δｄ３）の比（Δｄ２／Δｄ１（Δｄ３／Δｄ１））を求めた。その結果を、図４に示す。なお、図４に示すグラフにおいて、横軸は、Ｗ１／Ｔ１（Ｗ２／Ｔ２）であり、縦軸は、Δｄ２／Δｄ１（Δｄ３／Δｄ１）である。また、図３に示す点ｄ１は、励振部１０Ａのなかで変位量が最大となる点である。 Further, for each of the piezoelectric resonators manufactured by varying the widths W 1 and W 2 , the ratio of the displacement amounts (Δd2, Δd3) at the points d2, d3 to the displacement amount (Δd1) at the point d1 shown in FIG. Δd2 / Δd1 (Δd3 / Δd1)) was determined. The result is shown in FIG. In the graph shown in FIG. 4, the horizontal axis is W 1 / T 1 (W 2 / T 2 ), and the vertical axis is Δd2 / Δd1 (Δd3 / Δd1). Further, a point d1 shown in FIG. 3 is a point where the displacement amount is maximum in the excitation unit 10A.

また、Ｗ１／Ｔ１、Ｗ２／Ｔ２＝１．７であるときの圧電基板の変位分布図を図５に示し、図６にＷ１／Ｔ１、Ｗ２／Ｔ２＝１．７であるときの第１の溝形成部の変位分布図（図６（ａ））及び第１の溝形成部の第３の方向ｚに沿った変位量のグラフを示す（図６（ｂ））。なお、図６（ｂ）に示すグラフの横軸は、第１の溝形成部の第１の方向ｘに沿った座標であり、図６（ａ）のと対応している。図６（ｂ）に示すグラフの縦軸は、第３の方向ｚに沿った変位量である。 FIG. 5 shows a displacement distribution diagram of the piezoelectric substrate when W 1 / T 1 and W 2 / T 2 = 1.7. FIG. 6 shows W 1 / T 1 and W 2 / T 2 = 1. 7 is a displacement distribution diagram of the first groove forming portion (FIG. 6A) and a graph of the displacement amount along the third direction z of the first groove forming portion (FIG. 6B). ). Note that the horizontal axis of the graph shown in FIG. 6B is a coordinate along the first direction x of the first groove forming portion, and corresponds to FIG. 6A. The vertical axis of the graph shown in FIG. 6B is the amount of displacement along the third direction z.

また、Ｗ１／Ｔ１、Ｗ２／Ｔ２＝２．５であるときの圧電基板の変位分布図を図７に示し、図８にＷ１／Ｔ１、Ｗ２／Ｔ２＝２．５であるときの第１の溝形成部の変位分布図（図８（ａ））及び第１の溝形成部の第３の方向ｚに沿った変位量のグラフを示す（図８（ｂ））。なお、図８（ｂ）に示すグラフの横軸は、第１の溝形成部の第１の方向ｘに沿った座標であり、図８（ａ）のと対応している。図８（ｂ）に示すグラフの縦軸は、第３の方向ｚに沿った変位量である。 FIG. 7 shows a displacement distribution diagram of the piezoelectric substrate when W 1 / T 1 and W 2 / T 2 = 2.5, and FIG. 8 shows W 1 / T 1 , W 2 / T 2 = 2. 5 shows a displacement distribution diagram of the first groove forming portion (FIG. 8A) and a graph of the displacement amount along the third direction z of the first groove forming portion (FIG. 8B). ). Note that the horizontal axis of the graph shown in FIG. 8B is a coordinate along the first direction x of the first groove forming portion, and corresponds to FIG. 8A. The vertical axis of the graph shown in FIG. 8B is the amount of displacement along the third direction z.

なお、図４〜図８に示す結果は、励振部１０Ａの第３の方向ｚに沿った厚み（Ｔ０）に対する第１，第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆの第３の方向ｚに沿った厚み（Ｔ１，Ｔ２）の比（Ｔ１／Ｔ０、Ｔ２／Ｔ０）は、０．８２としたときの結果である。 The results shown in FIGS. 4 to 8 are obtained along the third direction z of the first and second groove forming portions 10e and 10f with respect to the thickness (T 0 ) along the third direction z of the excitation unit 10A. The ratio (T 1 / T 0 , T 2 / T 0 ) of the thicknesses (T 1 , T 2 ) is 0.82.

図６に示す結果から、Ｗ１／Ｔ１、Ｗ２／Ｔ２＝１．７としたときに、第１、第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆの第１の方向ｘにおける両端において、励振部１０Ａの厚みすべり振動に伴う第１、第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆの振動の第３の方向ｚに沿った変位量が実質的にゼロとなることが分かる。一方、図８に示す結果から、Ｗ１／Ｔ１、Ｗ２／Ｔ２が１．７の自然数倍ではないときは、第１、第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆの第１の方向ｘにおける両端において、励振部１０Ａの厚みすべり振動に伴う第１、第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆの振動の第３の方向ｚに沿った変位量が実質的にゼロとならないことが分かる。これらの結果から、Ｗ１／Ｔ１、Ｗ２／Ｔ２を１．７の自然数倍とすることにより、第１、第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆの第１の方向ｘにおける両端における、励振部１０Ａの厚みすべり振動に伴う第１、第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆの振動の第３の方向ｚに沿った変位量を実質的にゼロとすることができることが分かる。 From the results shown in FIG. 6, when W 1 / T 1 and W 2 / T 2 = 1.7, excitation is performed at both ends in the first direction x of the first and second groove forming portions 10e and 10f. It can be seen that the displacement along the third direction z of the vibration of the first and second groove forming portions 10e, 10f accompanying the thickness shear vibration of the portion 10A is substantially zero. On the other hand, from the results shown in FIG. 8, when W 1 / T 1 and W 2 / T 2 are not a natural number multiple of 1.7, the first direction of the first and second groove forming portions 10 e and 10 f is the first direction. It can be seen that at both ends of x, the displacement along the third direction z of the vibration of the first and second groove forming portions 10e and 10f accompanying the thickness shear vibration of the excitation portion 10A is not substantially zero. From these results, by setting W 1 / T 1 and W 2 / T 2 to be a natural number multiple of 1.7, the first and second groove forming portions 10 e and 10 f at both ends in the first direction x. It can be seen that the displacement along the third direction z of the vibration of the first and second groove forming portions 10e, 10f accompanying the thickness shear vibration of the excitation portion 10A can be made substantially zero.

また、図４、図５及び図７に示す結果から、第１、第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆの第１の方向ｘにおける両端における、励振部１０Ａの厚みすべり振動に伴う第１、第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆの振動の第３の方向ｚに沿った変位量が実質的にゼロとなる条件：Ｗ１／Ｔ１、Ｗ２／Ｔ２＝１．７が満たされるときに、Δｄ２／Δｄ１（Δｄ３／Δｄ１）が最小となり、Ｗ１／Ｔ１、Ｗ２／Ｔ２が１．７から離れるに従ってΔｄ２／Δｄ１（Δｄ３／Δｄ１）が大きくなることが分かる。Ｗ１／Ｔ１を（１．７ｎ１−０．４）以上（１．７ｎ１＋０．６）以下の範囲内とし、Ｗ２／Ｔ２を（１．７ｎ２−０．４）以上（１．７ｎ２＋０．６）以下の範囲内とすることにより、Δｄ２／Δｄ１（Δｄ３／Δｄ１）を１０％以下とすることができる。 Further, from the results shown in FIGS. 4, 5 and 7, the first and second groove forming portions 10e and 10f are first and second accompanying the thickness shear vibration of the excitation portion 10A at both ends in the first direction x. When the displacement amount along the third direction z of the vibration of the second groove forming portions 10e and 10f is substantially zero: when W 1 / T 1 and W 2 / T 2 = 1.7 are satisfied Δd2 / Δd1 (Δd3 / Δd1) is minimized, and Δd2 / Δd1 (Δd3 / Δd1) increases as W 1 / T 1 and W 2 / T 2 move away from 1.7. W 1 / T 1 is in the range of (1.7n 1 −0.4) or more and (1.7n 1 +0.6) or less, and W 2 / T 2 is (1.7n 2 −0.4) or more ( By setting it within the range of 1.7n 2 +0.6) or less, Δd2 / Δd1 (Δd3 / Δd1) can be made 10% or less.

ここで、Δｄ２／Δｄ１（Δｄ３／Δｄ１）は、振動エネルギー閉じ込め効率を表す指標となり、Δｄ２／Δｄ１（Δｄ３／Δｄ１）が低いほど、振動エネルギー閉じ込め効率が高いということになる。従って、以上の結果より、第１、第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆの第１の方向ｘにおける両端において、励振部１０Ａの厚みすべり振動に伴う第１、第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆの振動の第３の方向ｚに沿った変位量を実質的にゼロとすることにより、高い振動エネルギー閉じ込め効率を実現できることが分かる。具体的には、本実施形態のように、圧電基板１０が水晶基板である場合には、Ｗ１／Ｔ１を（１．７ｎ１−０．４）以上（１．７ｎ１＋０．６）以下の範囲内とし（但し、ｎ１は自然数）、Ｗ２／Ｔ２を（１．７ｎ２−０．４）以上（１．７ｎ２＋０．６）以下の範囲内とすることにより（但し、ｎ２は自然数。ｎ２は、ｎ１と等しくてもよいし、ｎ１異なっていてもよい。）、高い振動エネルギー閉じ込め効率を実現できることが分かる。より高い振動エネルギー閉じ込め効率を実現する観点からは、Ｗ１／Ｔ１を１．７ｎ１とし、Ｗ２／Ｔ２を１．７ｎ２とすることがより好ましいことが分かる。 Here, Δd2 / Δd1 (Δd3 / Δd1) is an index representing the vibration energy confinement efficiency. The lower the Δd2 / Δd1 (Δd3 / Δd1), the higher the vibration energy confinement efficiency. Therefore, based on the above results, the first and second groove forming portions 10e, 10f accompanying the thickness shear vibration of the excitation portion 10A at both ends in the first direction x of the first and second groove forming portions 10e, 10f. It can be seen that a high vibration energy confinement efficiency can be realized by making the amount of displacement along the third direction z of the vibration substantially zero. Specifically, when the piezoelectric substrate 10 is a quartz substrate as in this embodiment, W 1 / T 1 is set to (1.7n 1 −0.4) or more (1.7n 1 +0.6). Within the following range (where n 1 is a natural number), and W 2 / T 2 is within the range of (1.7n 2 −0.4) to (1.7n 2 +0.6) (however, , N 2 is a natural number, and n 2 may be equal to n 1 or may be different from n 1 ). From the viewpoint of realizing higher vibrational energy confinement efficiency, it can be seen that W 1 / T 1 is preferably 1.7 n 1 and W 2 / T 2 is preferably 1.7 n 2 .

なお、ｎ１とｎ２とは、自然数である限りにおいて特に限定されないが、１，２または３であることが好ましく、１または２であることがより好ましく、１であることがさらに好ましい。 N 1 and n 2 are not particularly limited as long as they are natural numbers, but are preferably 1, 2 or 3, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1.

次に、励振部１０Ａの第３の方向ｚに沿った厚み（Ｔ０）に対する第１，第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆの第３の方向ｚに沿った厚み（Ｔ１，Ｔ２）のＴ１／Ｔ０、Ｔ２／Ｔ０を種々変更して圧電共振子を作製し、Ｔ１／Ｔ０（Ｔ２／Ｔ０）と、Δｄ２／Δｄ１（Δｄ３／Δｄ１）との関係を調べた。結果を図９に示す。なお、図９に示す結果は、Ｗ１／Ｔ１＝１．７、Ｗ２／Ｔ２＝１．７であるときの結果である。 Next, the thickness (T 1 , T 2 ) along the third direction z of the first and second groove forming portions 10e, 10f with respect to the thickness (T 0 ) along the third direction z of the excitation unit 10A. T 1 / T 0 and T 2 / T 0 were variously changed to fabricate a piezoelectric resonator, and the relationship between T 1 / T 0 (T 2 / T 0 ) and Δd2 / Δd1 (Δd3 / Δd1) Examined. The results are shown in FIG. The results shown in FIG. 9 are the results when W 1 / T 1 = 1.7 and W 2 / T 2 = 1.7.

図９に示すように、Ｔ１／Ｔ０（Ｔ２／Ｔ０）が０．８２のときにΔｄ２／Δｄ１（Δｄ３／Δｄ１）が最小となり、Ｔ１／Ｔ０（Ｔ２／Ｔ０）が０．８２から離れるに従ってΔｄ２／Δｄ１（Δｄ３／Δｄ１）が大きくなることが分かる。Ｔ１／Ｔ０（Ｔ２／Ｔ０）が（０．８２−０．０９）以上（０．８２＋０．１）以下の範囲内にあるときに、Δｄ２／Δｄ１（Δｄ３／Δｄ１）を１０％以下とすることができることが分かる。従って、Ｔ１／Ｔ０を（０．８２ｎ５−０．０９）以上（０．８２ｎ５＋０．１）以下の範囲内にあり（但し、ｎ５は自然数である。）、Ｔ２／Ｔ０を（０．８２ｎ６−０．０９）以上（０．８２ｎ６＋０．１）以下の範囲内とする（但し、ｎ６は自然数である。ｎ６は、ｎ５と等しくてもよいし、異なっていてもよい。）とすることにより、高い振動エネルギー閉じ込め効率を実現できることが分かる。 As shown in FIG. 9, when T 1 / T 0 (T 2 / T 0 ) is 0.82, Δd 2 / Δd 1 (Δd 3 / Δd 1 ) is minimized, and T 1 / T 0 (T 2 / T 0 ) It can be seen that Δd2 / Δd1 (Δd3 / Δd1) increases with increasing from 0.82. Δd2 / Δd1 (Δd3 / Δd1) is set to 10% when T 1 / T 0 (T 2 / T 0 ) is in the range of (0.82-0.09) to (0.82 + 0.1). It can be seen that: Therefore, T 1 / T 0 is in the range of (0.82n 5 −0.09) or more and (0.82n 5 +0.1) or less (where n 5 is a natural number), and T 2 / T 0 is in the range of (0.82n 6 −0.09) or more and (0.82n 6 +0.1) or less (where n 6 is a natural number, n 6 may be equal to n 5) It is understood that high vibration energy confinement efficiency can be realized.

なお、ｎ５とｎ６とは、自然数である限りにおいて特に限定されないが、１，２または３であることが好ましく、１または２であることがより好ましく、１であることがさらに好ましい。 N 5 and n 6 are not particularly limited as long as they are natural numbers, but are preferably 1, 2 or 3, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1.

さらに、本実施形態では、第１、第２の非励振部１０Ｂ，１０Ｃの第１，第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆよりも第１の方向ｘにおける外側に位置する部分には、圧電基板１０よりも比重が大きい錘１３ａ、１３ｂが取り付けられている。これにより、第１、第２の非励振部１０Ｂ，１０Ｃの第１，第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆよりも第１の方向ｘにおける外側に位置する部分が重くされている。よって、第１，第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆにおける音響反射効果をより高めることができる。従って、さらに高い振動エネルギー閉じ込め効率を実現することができる。   Further, in the present embodiment, the piezoelectric substrate is disposed on the portion of the first and second non-excited portions 10B and 10C located outside the first and second groove forming portions 10e and 10f in the first direction x. Weights 13a and 13b having a specific gravity greater than 10 are attached. Thereby, the part located in the outer side in the 1st direction x is weighted rather than the 1st, 2nd groove | channel formation parts 10e and 10f of the 1st, 2nd non-excitation parts 10B and 10C. Therefore, the acoustic reflection effect in the first and second groove forming portions 10e and 10f can be further enhanced. Therefore, higher vibration energy confinement efficiency can be realized.

また、本実施形態では、錘１３ａ、１３ｂは、第１の電極１１と同一の材料からなる。従って、錘１３ａ、１３ｂを第１の電極１１と同一工程で作製することができる。従って、容易に圧電共振子１を作製することができる。   In the present embodiment, the weights 13 a and 13 b are made of the same material as that of the first electrode 11. Therefore, the weights 13 a and 13 b can be manufactured in the same process as the first electrode 11. Therefore, the piezoelectric resonator 1 can be easily manufactured.

以下、上記第１の実施形態の変形例及び他の実施形態について説明する。以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参酌し、説明を省略する。   Hereinafter, modified examples of the first embodiment and other embodiments will be described. In the following description, members having substantially the same functions as those of the first embodiment are referred to by common reference numerals, and description thereof is omitted.

上記第１の実施形態では、第１及び第２の溝１０ｃ、１０ｄのそれぞれが所定の条件を満たすように形成されている例について、説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、第１及び第２の溝１０ｃ、１０ｄのうちの一方のみが上記所定の条件を満たすように形成されていてもよい。   In the first embodiment, the example in which each of the first and second grooves 10c and 10d is formed so as to satisfy a predetermined condition has been described. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, only one of the first and second grooves 10c and 10d may be formed so as to satisfy the predetermined condition.

（第２の実施形態）
図１０は、第２の実施形態に係る圧電共振子の略図的側面図である。 (Second Embodiment)
FIG. 10 is a schematic side view of the piezoelectric resonator according to the second embodiment.

図１０に示すように、本実施形態では、第１の溝形成部１０ｅは、第１の溝１０ｃと共に、第２の主面１０ｂ上に第２の方向ｙに沿って形成されている横断面矩形状の第３の溝１０ｇを有する。また、第２の溝形成部１０ｆは、第２の溝１０ｄと共に、第２の主面１０ｂ上に第２の方向ｙに沿って形成されている横断面矩形状の第４の溝１０ｈを有する。本実施形態では、第１及び第２の溝１０ｃ、１０ｄに加えて、第３及び第４の溝１０ｇ、１０ｈが形成されているため、より高い振動エネルギー閉じ込め効率を実現することができる。   As shown in FIG. 10, in the present embodiment, the first groove forming portion 10e is formed along the first groove 10c and on the second main surface 10b along the second direction y. The rectangular third groove 10g is provided. Further, the second groove forming portion 10f has a fourth groove 10h having a rectangular cross section formed along the second direction y on the second main surface 10b together with the second groove 10d. . In the present embodiment, since the third and fourth grooves 10g and 10h are formed in addition to the first and second grooves 10c and 10d, higher vibration energy confinement efficiency can be realized.

さらに、本実施形態では、第３の溝１０ｇの第１の方向ｘに沿った幅Ｗ３は、励振部１０Ａの厚みすべり振動に伴う第１の溝形成部１０ｅの振動の第１の方向ｘ成分の波長の実質的に自然数倍とされている。また、第４の溝１０ｈの第１の方向ｘに沿った幅Ｗ４は、励振部１０Ａの厚みすべり振動に伴う第２の溝形成部１０ｆの振動の第１の方向ｘ成分の波長の自然数倍とされている。具体的には、Ｗ３／Ｔ１が（１．７ｎ３−０．４）以上（１．７ｎ３＋０．６）以下の範囲内とされており、Ｗ４／Ｔ２が（１．７ｎ４−０．４）以上（１．７ｎ４＋０．６）以下の範囲内とされている（但し、ｎ３、ｎ４のそれぞれは自然数である。また、ｎ３とｎ４とは、等しくてもよいし、異なっていてもよい。）。従って、さらに高い振動エネルギー閉じ込め効率を実現することができる。 Furthermore, in the present embodiment, the width W 3 in the first direction x of the third groove 10g, the first direction x of the vibration of the first groove forming portion 10e with the thickness-shear vibration of the excitation portion 10A The wavelength is substantially a natural number times the component wavelength. Further, the width W 4 along the first direction x of the fourth groove 10 h is the natural wavelength of the component of the first direction x component of the vibration of the second groove forming part 10 f accompanying the thickness shear vibration of the excitation part 10 A. It is supposed to be several times. Specifically, W 3 / T 1 is in the range of (1.7n 3 −0.4) or more and (1.7n 3 +0.6) or less, and W 4 / T 2 is (1.7 n). 4 −0.4) or more and (1.7n 4 +0.6) or less (where n 3 and n 4 are natural numbers, and n 3 and n 4 are equal to each other) May be different or different.) Therefore, higher vibration energy confinement efficiency can be realized.

なお、ｎ１〜ｎ４は、自然数である限りにおいて特に限定されないが、１，２または３であることが好ましく、１または２であることがより好ましく、１であることがさらに好ましい。 N 1 to n 4 are not particularly limited as long as they are natural numbers, but are preferably 1, 2 or 3, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1.

また、幅Ｗ１と幅Ｗ２とは必ずしも等しい必要はない。幅Ｗ３と幅Ｗ４とは必ずしも等しい必要はない。 Further, the width W 1 and the width W 2 are not necessarily equal. The width W 3 and the width W 4 are not necessarily equal.

図１１は、本実施形態の圧電共振子の変位分布図である。なお、図１１に示す結果は、Ｗ１／Ｔ１、Ｗ２／Ｔ２、Ｗ３／Ｔ１、Ｗ４／Ｔ２＝１．７かつＴ１／Ｔ０、Ｔ２／Ｔ０＝０．８２のときの結果である。 FIG. 11 is a displacement distribution diagram of the piezoelectric resonator of the present embodiment. The results shown in FIG. 11 are as follows: W 1 / T 1 , W 2 / T 2 , W 3 / T 1 , W 4 / T 2 = 1.7 and T 1 / T 0 , T 2 / T 0 = 0. .82.

図１１と、図５との比較により、第１及び第２の溝１０ｃ、１０ｄに加えて、第３及び第４の溝１０ｇ、１０ｈを形成することにより、点ｄ２，ｄ３における変位量をより小さくでき、より高い振動エネルギー閉じ込め効率を実現することができることが分かる。   By comparing FIG. 11 with FIG. 5, in addition to the first and second grooves 10c and 10d, the third and fourth grooves 10g and 10h are formed, so that the amount of displacement at the points d2 and d3 can be further increased. It can be seen that it can be made smaller and higher vibration energy confinement efficiency can be realized.

なお、本実施形態では、第１〜第４の溝１０ｃ、１０ｄ、１０ｇ、１０ｈのそれぞれが所定の条件を満たすように形成されている例について、説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。第１〜第４の溝１０ｃ、１０ｄ、１０ｇ、１０ｈのうちの少なくともひとつが上記条件を満たすように形成されていればよい。   In the present embodiment, an example in which each of the first to fourth grooves 10c, 10d, 10g, and 10h is formed so as to satisfy a predetermined condition has been described. However, the present invention is not limited to this configuration. It suffices that at least one of the first to fourth grooves 10c, 10d, 10g, and 10h is formed so as to satisfy the above condition.

（第３の実施形態）
図１２は、第３の実施形態に係る圧電共振子の略図的側面図である。 (Third embodiment)
FIG. 12 is a schematic side view of the piezoelectric resonator according to the third embodiment.

上記第１の実施形態では、第１及び第２の溝１０ｃ、１０ｄの両方が第１の主面１０ａに形成されている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、図１２に示すように、第１の溝形成部１０ｅには、第２の主面１０ｂ上に第３の溝１０ｇを形成し、第２の溝形成部１０ｆには、第１の主面１０ａ上に第２の溝１０ｄを形成してもよい。   In the first embodiment, the example in which both the first and second grooves 10c and 10d are formed on the first main surface 10a has been described. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, as shown in FIG. 12, the first groove forming portion 10e has a third groove 10g formed on the second main surface 10b, and the second groove forming portion 10f has a first main portion. A second groove 10d may be formed on the surface 10a.

（第４の実施形態）
上記第１〜第３の実施形態では、圧電基板１０が水晶基板からなる例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。圧電基板１０は、例えば、圧電セラミックからなる圧電セラミック基板により構成されていてもよい。その場合においても、第１、第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆの第１の方向ｘにおける両端において、励振部１０Ａの厚みすべり振動に伴う第１、第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆの振動の第３の方向ｚに沿った変位量を実質的にゼロとすることにより、高い振動エネルギー閉じ込め効率を実現することができる。 (Fourth embodiment)
In the first to third embodiments, the example in which the piezoelectric substrate 10 is a quartz substrate has been described. However, the present invention is not limited to this configuration. The piezoelectric substrate 10 may be constituted by, for example, a piezoelectric ceramic substrate made of piezoelectric ceramic. Even in that case, the vibrations of the first and second groove forming portions 10e and 10f accompanying the thickness shear vibration of the excitation portion 10A at both ends in the first direction x of the first and second groove forming portions 10e and 10f. By making the amount of displacement along the third direction z substantially zero, high vibration energy confinement efficiency can be realized.

但し、圧電基板１０が圧電セラミック基板により構成されている場合は、第１、第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆの第１の方向ｘにおける両端における、励振部１０Ａの厚みすべり振動に伴う第１、第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆの振動の第３の方向ｚに沿った変位量が実質的にゼロとなる条件、すなわち、Ｗ１／Ｔ１、Ｗ２／Ｔ２及びＴ１／Ｔ０、Ｔ２／Ｔ０の好ましい範囲が、圧電基板１０が水晶基板により構成されている場合と異なる。 However, when the piezoelectric substrate 10 is composed of a piezoelectric ceramic substrate, the first and second groove forming portions 10e and 10f are subjected to the first thickness shear vibration of the excitation portion 10A at both ends in the first direction x. , Conditions under which the displacement along the third direction z of the vibration of the second groove forming portions 10e, 10f is substantially zero, that is, W 1 / T 1 , W 2 / T 2 and T 1 / T The preferable range of 0 and T 2 / T 0 is different from the case where the piezoelectric substrate 10 is formed of a quartz substrate.

図１３は、圧電基板が圧電セラミック基板により構成されている場合の、Ｗ１／Ｔ１（Ｗ２／Ｔ２）とΔｄ２／Δｄ１（Δｄ３／Δｄ１）との関係を表すグラフである。図１４は、圧電基板が圧電セラミック基板により構成されており、Ｗ１／Ｔ１、Ｗ２／Ｔ２＝１．６であるときの圧電基板の変位分布図である。図１５（ａ）は、圧電基板が圧電セラミック基板により構成されており、Ｗ１／Ｔ１、Ｗ２／Ｔ２＝１．６であるときの第１の溝形成部の変位分布図である。図１５（ｂ）は、第１の溝形成部の第３の方向ｚに沿った変位量を表すグラフである。なお、図１３〜図１５及び下記図１６に示す結果は、詳細には、圧電基板１０がＳＢＮ系セラミックス、すなわちビスマス層状構造強誘電体セラミックスからなる場合の結果である。 FIG. 13 is a graph showing the relationship between W 1 / T 1 (W 2 / T 2 ) and Δd 2 / Δd 1 (Δd 3 / Δd 1 ) when the piezoelectric substrate is composed of a piezoelectric ceramic substrate. FIG. 14 is a displacement distribution diagram of the piezoelectric substrate when the piezoelectric substrate is formed of a piezoelectric ceramic substrate and W 1 / T 1 and W 2 / T 2 = 1.6. FIG. 15A is a displacement distribution diagram of the first groove forming portion when the piezoelectric substrate is formed of a piezoelectric ceramic substrate and W 1 / T 1 and W 2 / T 2 = 1.6. . FIG. 15B is a graph showing the amount of displacement of the first groove forming portion along the third direction z. The results shown in FIG. 13 to FIG. 15 and FIG. 16 below are the results when the piezoelectric substrate 10 is made of SBN ceramics, that is, bismuth layer structure ferroelectric ceramics.

図１３〜図１５に示す結果から、圧電基板１０が圧電セラミック基板である場合は、第１、第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆの第１の方向ｘにおける両端における、励振部１０Ａの厚みすべり振動に伴う第１、第２の溝形成部１０ｅ、１０ｆの振動の第３の方向ｚに沿った変位量が実質的にゼロとなるのは、Ｗ１／Ｔ１、Ｗ２／Ｔ２が１．６であるときであり、Ｗ１／Ｔ１が（１．６ｎ１−０．４）以上（１．６ｎ１＋０．６）以下の範囲内にあり、Ｗ２／Ｔ２が（１．６ｎ２−０．４）以上（１．６ｎ２＋０．６）以下の範囲内にあるときに、高い振動エネルギー閉じ込め効率が得られることが分かる。 From the results shown in FIGS. 13 to 15, when the piezoelectric substrate 10 is a piezoelectric ceramic substrate, the thickness slip of the excitation portion 10 </ b> A at both ends in the first direction x of the first and second groove forming portions 10 e and 10 f. The displacement amount along the third direction z of the vibration of the first and second groove forming portions 10e and 10f due to vibration is substantially zero because W 1 / T 1 and W 2 / T 2 When W 1 / T 1 is in the range of (1.6n 1 −0.4) or more and (1.6n 1 +0.6) or less, and W 2 / T 2 is (1 It can be seen that a high vibrational energy confinement efficiency can be obtained when it is in the range of not less than .6n 2 −0.4) and not more than (1.6n 2 +0.6).

また、圧電基板１０が圧電セラミック基板により構成されており、かつ、上記第２の実施形態のように、第１及び第２の溝１０ｃ、１０ｄに加えて、第３及び第４の溝１０ｇ、１０ｈが形成されている場合は、さらに、Ｗ３／Ｔ１が（１．６ｎ３−０．４）以上（１．６ｎ３＋０．６）以下の範囲内にあり、Ｗ４／Ｔ２が（１．６ｎ４−０．４）以上（１．６ｎ４＋０．６）以下の範囲内にあることが好ましい。 Further, the piezoelectric substrate 10 is constituted by a piezoelectric ceramic substrate, and, in addition to the first and second grooves 10c and 10d, as in the second embodiment, the third and fourth grooves 10g, When 10h is formed, W 3 / T 1 is further in the range of (1.6n 3 −0.4) or more and (1.6n 3 +0.6) or less, and W 4 / T 2 is It is preferably within the range of (1.6n 4 −0.4) or more and (1.6n 4 +0.6) or less.

図１６は、圧電基板が圧電セラミック基板により構成されている場合の、Ｔ１／Ｔ０（Ｔ２／Ｔ０）と、Δｄ２／Δｄ１（Δｄ３／Δｄ１）との関係を表すグラフである。 FIG. 16 is a graph showing the relationship between T 1 / T 0 (T 2 / T 0 ) and Δd 2 / Δd 1 (Δd 3 / Δd 1 ) when the piezoelectric substrate is composed of a piezoelectric ceramic substrate.

図１６に示す結果から、圧電基板１０が圧電セラミック基板により構成されている場合は、Ｔ１／Ｔ０が（０．８２ｎ５−０．１）以上（０．８２ｎ５＋０．０９）以下の範囲内にあり、Ｔ２／Ｔ０が（０．８２ｎ６−０．１）以上（０．８２ｎ６＋０．０９）以下の範囲内にあることが好ましいことが分かる。 From the results shown in FIG. 16, when the piezoelectric substrate 10 is composed of a piezoelectric ceramic substrate, T 1 / T 0 is (0.82n 5 −0.1) or more and (0.82n 5 +0.09) or less. It can be seen that it is within the range, and T 2 / T 0 is preferably within the range of (0.82n 6 −0.1) or more and (0.82n 6 +0.09) or less.

１…圧電共振子
１０…圧電基板
１０Ａ…励振部
１０Ｂ…第１の非励振部
１０Ｃ…第２の非励振部
１０ａ…圧電基板の第１の主面
１０ｂ…圧電基板の第２の主面
１０ｃ…第１の溝
１０ｄ…第２の溝
１０ｅ…第１の溝形成部
１０ｆ…第２の溝形成部
１０ｇ…第３の溝
１０ｈ…第４の溝
１１…第１の電極
１２…第２の電極
１１ａ、１２ａ…対向部
１１ｂ、１２ｂ…端子部
１３ａ、１３ｂ…錘 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piezoelectric resonator 10 ... Piezoelectric substrate 10A ... Excitation part 10B ... 1st non-excitation part 10C ... 2nd non-excitation part 10a ... 1st main surface 10b of a piezoelectric substrate ... 2nd main surface 10c of a piezoelectric substrate ... first groove 10d ... second groove 10e ... first groove forming part 10f ... second groove forming part 10g ... third groove 10h ... fourth groove 11 ... first electrode 12 ... second Electrode 11a, 12a ... Opposing part 11b, 12b ... Terminal part 13a, 13b ... Weight

Claims (15)

第１の方向と、前記第１の方向に垂直な第２の方向とに沿って延びる第１及び第２の主面を有し、前記第１の方向に厚みすべり振動を励振する圧電基板と、前記第１の主面上に設けられている第１の電極と、
前記第２の主面上に設けられており、前記第１の方向における前記圧電基板の中央部において、前記第１の電極と対向している第２の電極とを備える圧電共振子であって、
前記圧電基板は、第１及び第２の方向のそれぞれに対して垂直な第３の方向において前記第１及び第２の電極に挟持されている励振部と、前記第１の方向において前記励振部の一方側に位置している第１の非励振部とを有し、
前記第１の非励振部は、第１の溝が第１または第２の主面に前記第２の方向に沿って延びるように形成されている第１の溝形成部を有し、
前記第１の溝は、前記第１の溝形成部の前記第１の方向における両端において、前記励振部の厚みすべり振動に伴う前記第１の溝形成部の振動の、前記第３の方向に沿った変位量が実質的にゼロとなる形状に形成されている、圧電共振子。 A piezoelectric substrate having first and second main surfaces extending along a first direction and a second direction perpendicular to the first direction, and exciting thickness shear vibration in the first direction; A first electrode provided on the first main surface;
A piezoelectric resonator provided on the second main surface and comprising a second electrode facing the first electrode at a central portion of the piezoelectric substrate in the first direction; ,
The piezoelectric substrate includes an excitation unit sandwiched between the first and second electrodes in a third direction perpendicular to each of the first and second directions, and the excitation unit in the first direction. A first non-excitation part located on one side of
The first non-excitation part has a first groove forming part formed so that the first groove extends along the second direction on the first or second main surface,
The first groove extends in the third direction of the vibration of the first groove forming part due to the thickness shear vibration of the excitation part at both ends in the first direction of the first groove forming part. A piezoelectric resonator having a shape in which the amount of displacement along the line is substantially zero. 前記第１の溝の前記第１の方向に沿った幅は、前記励振部の厚みすべり振動に伴う前記第１の溝形成部の振動の前記第１の方向成分の波長の自然数倍とされている、請求項１に記載の圧電共振子。   The width of the first groove along the first direction is a natural number multiple of the wavelength of the first direction component of the vibration of the first groove forming part due to the thickness shear vibration of the excitation part. The piezoelectric resonator according to claim 1. 前記圧電基板は、前記第１の方向において前記励振部の他方側に位置している第２の非励振部をさらに有し、
前記第２の非励振部は、第２の溝が第１または第２の主面に前記第２の方向に沿って延びるように形成されている第２の溝形成部を有し、
前記第２の溝は、前記第２の溝形成部の前記第１の方向における両端において、前記励振部の厚みすべり振動に伴う前記第２の溝形成部の振動の、前記第３の方向に沿った変位量が実質的にゼロとなる形状に形成されている、請求項１または２に記載の圧電共振子。 The piezoelectric substrate further includes a second non-excitation part positioned on the other side of the excitation part in the first direction,
The second non-excitation part has a second groove forming part formed so that the second groove extends along the second direction on the first or second main surface,
The second groove is formed in the third direction of the vibration of the second groove forming part due to the thickness shear vibration of the excitation part at both ends in the first direction of the second groove forming part. The piezoelectric resonator according to claim 1, wherein the piezoelectric resonator is formed in a shape in which the amount of displacement along the line is substantially zero. 前記第２の溝の前記第１の方向に沿った幅は、前記励振部の厚みすべり振動に伴う前記第２の溝形成部の振動の前記第１の方向成分の波長の自然数倍とされている、請求項３に記載の圧電共振子。   The width of the second groove along the first direction is a natural number multiple of the wavelength of the first direction component of the vibration of the second groove forming part due to the thickness shear vibration of the excitation part. The piezoelectric resonator according to claim 3. 前記第１の溝形成部は、前記第１及び第２の主面のうち、前記第１の溝が形成されていない側の主面に形成されている第３の溝を有し、
前記第２の溝形成部は、前記第１及び第２の主面のうち、前記第２の溝が形成されていない側の主面に形成されている第４の溝を有する、請求項３または４に記載の圧電共振子。 The first groove forming portion has a third groove formed on a main surface of the first and second main surfaces on which the first groove is not formed,
The said 2nd groove | channel formation part has a 4th groove | channel currently formed in the main surface of the side in which the said 2nd groove | channel is not formed among the said 1st and 2nd main surfaces. Or the piezoelectric resonator of 4. 前記第３の溝の前記第１の方向に沿った幅は、前記励振部の厚みすべり振動に伴う前記第１の溝形成部の振動の前記第１の方向成分の波長の自然数倍とされており、
前記第４の溝の前記第１の方向に沿った幅は、前記励振部の厚みすべり振動に伴う前記第２の溝形成部の振動の前記第１の方向成分の波長の自然数倍とされている、請求項５に記載の圧電共振子。 The width of the third groove along the first direction is a natural number multiple of the wavelength of the first direction component of the vibration of the first groove forming part accompanying the thickness shear vibration of the excitation part. And
The width of the fourth groove along the first direction is a natural number multiple of the wavelength of the first direction component of the vibration of the second groove forming part due to the thickness shear vibration of the excitation part. The piezoelectric resonator according to claim 5. 前記圧電基板が、水晶基板により構成されており、
前記第１の溝の前記第１の方向に沿った幅をＷ１とし、前記第１の溝形成部の前記第３の方向に沿った厚みをＴ１とし、ｎ１を自然数としたときに、Ｗ１／Ｔ１が（１．７ｎ１−０．４）以上（１．７ｎ１＋０．６）以下の範囲内にあり、
前記第２の溝の前記第１の方向に沿った幅をＷ２とし、前記第２の溝形成部の前記第３の方向に沿った厚みをＴ２とし、ｎ２を自然数としたときに、Ｗ２／Ｔ２が（１．７ｎ２−０．４）以上（１．７ｎ２＋０．６）以下の範囲内にある、請求項３〜６のいずれか一項に記載の圧電共振子。 The piezoelectric substrate is composed of a quartz substrate,
Said first width along the direction of the first groove and W 1, the third thickness along the direction of said first groove forming portion and T 1, when the n 1 is a natural number , W 1 / T 1 is in the range of (1.7n 1 −0.4) or more and (1.7n 1 +0.6) or less,
Said first width along the direction of the second groove and W 2, said third thickness along the direction of the second groove forming portion and T 2, when the n 2 is a natural number W 2 / T 2 is in a range of (1.7n 2 −0.4) or more and (1.7n 2 +0.6) or less, and the piezoelectric resonator according to claim 3. . 前記圧電基板が、水晶基板により構成されており、
前記第１の溝の前記第１の方向に沿った幅をＷ１とし、前記第１の溝形成部の前記第３の方向に沿った厚みをＴ１とし、ｎ１を自然数としたときに、Ｗ１／Ｔ１が（１．７ｎ１−０．４）以上（１．７ｎ１＋０．６）以下の範囲内にあり、
前記第２の溝の前記第１の方向に沿った幅をＷ２とし、前記第２の溝形成部の前記第３の方向に沿った厚みをＴ２とし、ｎ２を自然数としたときに、Ｗ２／Ｔ２が（１．７ｎ２−０．４）以上（１．７ｎ２＋０．６）以下の範囲内にあり、
前記第３の溝の前記第１の方向に沿った幅をＷ３とし、ｎ３を自然数としたときに、Ｗ３／Ｔ１が（１．７ｎ３−０．４）以上（１．７ｎ３＋０．６）以下の範囲内にあり、
前記第４の溝の前記第１の方向に沿った幅をＷ４とし、ｎ４を自然数としたときに、Ｗ４／Ｔ２が（１．７ｎ４−０．４）以上（１．７ｎ４＋０．６）以下の範囲内にある、請求項５または６に記載の圧電共振子。 The piezoelectric substrate is composed of a quartz substrate,
Said first width along the direction of the first groove and W 1, the third thickness along the direction of said first groove forming portion and T 1, when the n 1 is a natural number , W 1 / T 1 is in the range of (1.7n 1 −0.4) or more and (1.7n 1 +0.6) or less,
Said first width along the direction of the second groove and W 2, said third thickness along the direction of the second groove forming portion and T 2, when the n 2 is a natural number , W 2 / T 2 is in the range of (1.7n 2 −0.4) or more and (1.7n 2 +0.6) or less,
The third the first width along the direction of the grooves and W 3, when the n 3 is a natural number, W 3 / T 1 is (1.7 N 3 -0.4) or (1.7 N 3 + 0.6) or less,
When the width along the first direction of the fourth groove is W 4 and n 4 is a natural number, W 4 / T 2 is (1.7n 4 −0.4) or more (1.7n). The piezoelectric resonator according to claim 5 or 6, which is in a range of 4 +0.6) or less. 前記圧電基板が、水晶基板により構成されており、
前記第１の溝形成部の前記第３の方向に沿った厚みをＴ１とし、前記励振部の前記第３の方向に沿った厚みをＴ０とし、ｎ５を自然数としたときに、Ｔ１／Ｔ０が（０．８２ｎ５−０．０９）以上（０．８２ｎ５＋０．１）以下の範囲内にあり、
前記第２の溝形成部の前記第３の方向に沿った厚みをＴ２とし、ｎ６を自然数としたときに、Ｔ２／Ｔ０が（０．８２ｎ６−０．０９）以上（０．８２ｎ６＋０．１）以下の範囲内にある、請求項３〜８のいずれか一項に記載の圧電共振子。 The piezoelectric substrate is composed of a quartz substrate,
Said third thickness along the direction of the first groove forming portion and T 1, the third thickness along the direction of the excitation portion and T 0, when the n 5 is a natural number, T 1 / T 0 is in the range of not less than (0.82n 5 -0.09) and not more than (0.82n 5 +0.1),
T 2 / T 0 is (0.82n 6 −0.09) or more (0) where T 2 is the thickness of the second groove forming portion along the third direction and n 6 is a natural number. The piezoelectric resonator according to claim 3, which is in a range of .82 n 6 +0.1) or less. 前記圧電基板は、ＡＴカット水晶基板である、請求項７〜９のいずれか一項に記載の圧電共振子。   The piezoelectric resonator according to claim 7, wherein the piezoelectric substrate is an AT-cut quartz substrate. 前記圧電基板が、圧電セラミック基板により構成されており、
前記第１の溝の前記第１の方向に沿った幅をＷ１とし、前記第１の溝形成部の前記第３の方向に沿った厚みをＴ１とし、ｎ１を自然数としたときに、Ｗ１／Ｔ１が（１．６ｎ１−０．４）以上（１．６ｎ１＋０．６）以下の範囲内にあり、
前記第２の溝の前記第１の方向に沿った幅をＷ２とし、前記第２の溝形成部の前記第３の方向に沿った厚みをＴ２とし、ｎ２を自然数としたときに、Ｗ２／Ｔ２が（１．６ｎ２−０．４）以上（１．６ｎ２＋０．６）以下の範囲内にある、請求項３〜６のいずれか一項に記載の圧電共振子。 The piezoelectric substrate is composed of a piezoelectric ceramic substrate,
Said first width along the direction of the first groove and W 1, the third thickness along the direction of said first groove forming portion and T 1, when the n 1 is a natural number , W 1 / T 1 is in the range of (1.6n 1 −0.4) or more and (1.6n 1 +0.6) or less,
Said first width along the direction of the second groove and W 2, said third thickness along the direction of the second groove forming portion and T 2, when the n 2 is a natural number W 2 / T 2 is in the range of not less than (1.6n 2 −0.4) and not more than (1.6n 2 +0.6), the piezoelectric resonator according to any one of claims 3 to 6. . 前記圧電基板が、圧電セラミック基板により構成されており、
前記第１の溝の前記第１の方向に沿った幅をＷ１とし、前記第１の溝形成部の前記第３の方向に沿った厚みをＴ１とし、ｎ１を自然数としたときに、Ｗ１／Ｔ１が（１．６ｎ１−０．４）以上（１．６ｎ１＋０．６）以下の範囲内にあり、
前記第２の溝の前記第１の方向に沿った幅をＷ２とし、前記第２の溝形成部の前記第３の方向に沿った厚みをＴ２とし、ｎ２を自然数としたときに、Ｗ２／Ｔ２が（１．６ｎ２−０．４）以上（１．６ｎ２＋０．６）以下の範囲内にあり、
前記第３の溝の前記第１の方向に沿った幅をＷ３とし、ｎ３を自然数としたときに、Ｗ３／Ｔ１が（１．６ｎ３−０．４）以上（１．６ｎ３＋０．６）以下の範囲内にあり、
前記第４の溝の前記第１の方向に沿った幅をＷ４とし、ｎ４を自然数としたときに、Ｗ４／Ｔ２が（１．６ｎ４−０．４）以上（１．６ｎ４＋０．６）以下の範囲内にある請求項５または６に記載の圧電共振子。 The piezoelectric substrate is composed of a piezoelectric ceramic substrate,
Said first width along the direction of the first groove and W 1, the third thickness along the direction of said first groove forming portion and T 1, when the n 1 is a natural number , W 1 / T 1 is in the range of (1.6n 1 −0.4) or more and (1.6n 1 +0.6) or less,
Said first width along the direction of the second groove and W 2, said third thickness along the direction of the second groove forming portion and T 2, when the n 2 is a natural number , W 2 / T 2 is in the range of (1.6n 2 −0.4) or more and (1.6n 2 +0.6) or less,
When the width of the third groove along the first direction is W 3 and n 3 is a natural number, W 3 / T 1 is (1.6n 3 −0.4) or more (1.6n 3 + 0.6) or less,
When the width of the fourth groove along the first direction is W 4 and n 4 is a natural number, W 4 / T 2 is (1.6n 4 −0.4) or more (1.6n The piezoelectric resonator according to claim 5 or 6, which is in a range of 4 +0.6) or less. 前記圧電基板が、圧電セラミック基板により構成されており、
前記第１の溝形成部の前記第３の方向に沿った厚みをＴ１とし、前記励振部の前記第３の方向に沿った厚みをＴ０とし、ｎ５を自然数としたときに、Ｔ１／Ｔ０が（０．８２ｎ５−０．１）以上（０．８２ｎ５＋０．０９）以下の範囲内にあり、
前記第２の溝形成部の前記第３の方向に沿った厚みをＴ２とし、ｎ６を自然数としたときに、Ｔ２／Ｔ０が（０．８２ｎ６−０．１）以上（０．８２ｎ６＋０．０９）以下の範囲内にある、請求項３〜６，１１及び１２のいずれか一項に記載の圧電共振子。 The piezoelectric substrate is composed of a piezoelectric ceramic substrate,
Said third thickness along the direction of the first groove forming portion and T 1, the third thickness along the direction of the excitation portion and T 0, when the n 5 is a natural number, T 1 / T 0 is in the range of not less than (0.82n 5 −0.1) and not more than (0.82n 5 +0.09),
T 2 / T 0 is equal to or greater than (0.82n 6 −0.1) when the thickness along the third direction of the second groove forming portion is T 2 and n 6 is a natural number. .82n 6 +0.09) The piezoelectric resonator according to any one of claims 3 to 6, 11 and 12, which is in a range of not more than. 前記第１の非励振部の前記第１の溝形成部よりも前記第１の方向における外側の部分と、前記第２の非励振部の前記第２の溝形成部よりも前記第１の方向における外側に部分とのうちの少なくとも一方に取り付けられており、前記圧電基板よりも比重が大きい錘をさらに備える、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の圧電共振子。   An outer portion of the first non-excited portion in the first direction than the first groove forming portion, and the first direction of the second non-excited portion than the second groove forming portion. 14. The piezoelectric resonator according to claim 1, further comprising a weight attached to at least one of the outer portions and having a specific gravity greater than that of the piezoelectric substrate. 前記錘は、前記第１及び第２の主面のうちの少なくとも一方の上に前記第１及び第２の電極と隔離して設けられており、かつ、第１及び第２の電極と同一材料からなる、請求項１４に記載の圧電共振子。   The weight is provided on at least one of the first and second main surfaces so as to be isolated from the first and second electrodes, and is made of the same material as the first and second electrodes. The piezoelectric resonator according to claim 14, comprising:
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