JP2011199454A - 振動体および振動デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】不要な振動モードを低減し、効率的に駆動することができる振動体および振動デ
バイスを提供すること。
【解決手段】振動体２は、基部２７と、基部２７からＹ軸方向に延出するとともに、Ｙ軸
方向に直交するＸ軸方向に並んで設けられた２つの振動腕２８、２９と、各振動腕２８、
２９上に設けられ、通電により振動腕２８、２９を励振させる励振電極２２１、２２２、
２２３、２２４、２３１、２３２、２３３、２３４とを有し、励振電極２２１、２２２、
２３１、２３２には、部分的に、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔が形成され、こ
れにより、振動腕２８、２９の振動特性が調整されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動体および振動デバイスに関するものである。

水晶発振器等の振動デバイスとしては、複数の振動腕を備える音叉型の振動体を備える
ものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
例えば、特許文献１に記載の振動体は、基部と、この基部から互いに平行となるように
延出する２つの振動腕と、各振動腕上に設けられた１対の励振電極および１対の側面励振
電極とを有する。このような振動体においては、基部および各振動腕が水晶で構成されて
おり、１対の励振電極と１対の側面励振電極との間に電界が印加されることにより、各振
動腕を振動させる。

このような振動体による発振信号は、所望の基本波の周波数の信号成分を多く含むが、
その成分の他に、高調波の周波数の信号成分も含んでいる。振動体の高調波（高次振動モ
ード）のＣＩ値（クリスタルインピーダンス）を基本波（基本振動モード）のＣＩ値で割
った値、すなわちＣＩ値比が小さいと、ノイズ成分である高調波の信号成分が大きくなり
、機器に異常が生じるおそれがある。

そこで、特許文献１に記載の振動体では、励振電極の長さを振動腕の約半分程度にする
ことにより、ＣＩ値比を高めている。
しかしながら、励振電極の長さを振動腕の約半分程度にすると、基本波のＣＩ値が大き
くなってしまう。そのため、特許文献１に記載の振動体では、効率的に駆動することがで
きないと言う問題があった。

特開２００２−２８０８７０号公報

本発明の目的は、不要な振動モードを低減し、効率的に駆動することができる振動体お
よび振動デバイスを提供することにある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の
形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本発明の振動体は、基部と、
前記基部から第１の方向に延出するとともに、該第１の方向に直交する第２の方向に並
んで設けられた複数の振動腕と、
前記各振動腕上に設けられ、通電により前記振動腕を励振させる１対の励振電極とを有
し、
前記１対の励振電極のうちの少なくとも一方の励振電極には、部分的に、その厚さ方向
に貫通する複数の孔が形成されていることを特徴とする。

これにより、振動腕上における励振電極の第１の方向（振動腕の延出方向）での長さを
長くしつつ、１対の励振電極間に生じる電界（振動腕に印加される電界）のうち不要な振
動モードに寄与する電界の密度を小さくして、振動腕の振動特性を調整することができる
。
このようなことから、本発明の振動体は、不要な振動モードを低減し、効率的に駆動す
ることができる。

［適用例２］
本発明の振動体では、前記複数の孔は、前記少なくとも一方の励振電極において前記第
１の方向に偏在して形成されていることが好ましい。
これにより、高調波（高次振動モード）のＣＩ値と、基本波（基本振動モード）のＣＩ
値との比率を変化させて、振動腕の振動特性を調整することができる。

［適用例３］
本発明の振動体では、前記複数の孔は、前記励振電極の、前記振動腕の前記第１の方向
での中央部に偏在していることが好ましい。
これにより、基本波のＣＩ値を低減するとともに、高調波のＣＩ値を高めて、ＣＩ値比
（高調波ＣＩ値／基本波ＣＩ値）を高めることができる。

［適用例４］
本発明の振動体では、前記励振電極の単位面積当たりに前記孔が占める面積の割合は、
前記振動腕の前記第１の方向での前記中央部から先端側に向けて漸次減少していることが
好ましい。
これにより、振動腕の励振を円滑かつ効率的なものとしつつ、高調波のＣＩ値を高めて
、ＣＩ値比（高調波ＣＩ値／基本波ＣＩ値）を高めることができる。

［適用例５］
本発明の振動体では、前記励振電極の単位面積当たりに前記孔が占める面積の割合は、
前記振動腕の前記第１の方向での中央部から基端側に向けて漸次減少していることが好ま
しい。
これにより、振動腕の励振を円滑かつ効率的なものとしつつ、高調波のＣＩ値を高めて
、ＣＩ値比（高調波ＣＩ値／基本波ＣＩ値）を高めることができる。

［適用例６］
本発明の振動体では、前記振動腕の前記第１の方向における長さをＬ１とし、前記振動
腕上における前記励振電極の同方向での長さをＬ２としたときに、０．５＜Ｌ２／Ｌ１＜
１の関係を満たすことが好ましい。
これにより、基本波のＣＩ値を低減して、振動腕の励振を効率的なものとすることがで
きる。

［適用例７］
本発明の振動体は、基部と、
前記基部から第１の方向に延出するとともに、該第１の方向に直交する第２の方向に並
んで設けられた複数の振動腕と、
前記各振動腕上に設けられ、通電により伸縮して前記振動腕を振動させる圧電体素子と
を有し、
前記圧電体素子は、前記振動腕上に設けられた第１の電極層と、該第１の電極層上に設
けられた圧電体層と、該圧電体層上に設けられた第２の電極層とを備え、
前記第１の電極層、前記圧電体層および前記第２の電極層のうちの少なくとも１つの層
には、部分的に、その厚さ方向に貫通する複数の孔が形成されていることを特徴とする。

これにより、振動腕上における圧電体素子の第１の方向での長さを長くしつつ、第１の
電極層と第２の電極層との間に生じる電界（圧電体層に印加される電界）のうち不要な振
動モードに寄与する電界の密度を小さくして、振動腕の振動特性を調整することができる
。
このようなことから、本発明の振動体は、不要な振動モードを低減し、効率的に駆動す
ることができる。

［適用例８］
本発明の振動体では、前記振動腕は、３つ以上であり、前記圧電素子の伸縮により、前
記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向に、隣り合う２つの前記振動腕
が互いに反対方向に屈曲振動されることが好ましい。
これにより、振動漏れを防止しつつ、３つ以上の振動腕を第３の方向に屈曲振動させる
ことができる。

［適用例９］
本発明の振動体では、前記各孔は、平面視にて円形をなしていることが好ましい。
これにより、振動腕を所望の振動特性に比較的簡単に調整することができる。
［適用例１０］
本発明の振動体では、前記複数の孔の平均径は、０．０１〜１００μｍであることが好
ましい。
これにより、複数の孔の形成を比較的な容易なものとしつつ、振動腕を所望の振動特性
に調整することができる。

［適用例１１］
本発明の振動体では、前記各孔は、平面視にてスリット状をなしていることが好ましい
。
これにより、振動腕を所望の振動特性に比較的簡単に調整することができる。
［適用例１２］
本発明の振動体では、前記スリット状の各孔は、前記第２の方向に延在していることが
好ましい。
これにより、振動腕を所望の振動特性に比較的簡単に調整することができる。

［適用例１３］
本発明の振動体では、前記スリット状の孔の幅は、０．０１〜１００μｍであることが
好ましい。
これにより、複数の孔の形成を比較的な容易なものとしつつ、振動腕を所望の振動特性
に調整することができる。

［適用例１４］
本発明の振動デバイスは、本発明の振動体と、
前記振動体を収納するパッケージとを有することを特徴とする。
これにより、本発明の振動デバイスは、不要な振動モードを低減し、効率的に駆動する
ことができる。

本発明の第１実施形態に係る振動デバイスを示す断面図である。 図１に示す振動デバイスに備えられた振動体を示す上面図である。 図２中のＡ−Ａ線断面図である。 （ａ）は、図２に示す振動体の振動腕の延出方向（Ｙ軸方向）での位置と、その振動腕の基本振動モードの変位量および歪みとの関係を示すグラフ、（ｂ）は、図２に示す振動体の振動腕の延出方向（Ｙ軸方向）での位置と、その振動腕の高次振動モードの変位量および歪みとの関係を示すグラフである。 図２に示す振動体における振動腕の延出方向（Ｙ軸方向）での位置と、その振動腕上の単位面積当たりに励振電極が占める面積の割合との関係を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係る振動デバイスに備えられた振動体を示す上面図である。 図６に示す振動体の側面図である。 本発明の第３実施形態に係る振動デバイスに備えられた振動体を示す上面図である。 図８に示す振動体の側面図である。 本発明の第４実施形態に係る振動デバイスに備えられた振動体を示す下面図である。 図１０中のＡ−Ａ線断面図である。 図１０において振動体に備えられた各第２の電極層の図示を省略した図である。 図１０において振動体に備えられた各第２の電極層および各圧電体層の図示を省略した図である。 図１０に示す振動体の動作を説明するための斜視図である。

以下、本発明の振動体および振動デバイスを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に
説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る振動デバイスを示す断面図、図２は、図１に示す
振動デバイスに備えられた振動体を示す上面図、図３は、図２中のＡ−Ａ線断面図、図４
（ａ）は、図２に示す振動体の振動腕の延出方向（Ｙ軸方向）での位置と、その振動腕の
基本振動モードの変位量および歪みとの関係を示すグラフ、図４（ｂ）は、図２に示す振
動体の振動腕の延出方向（Ｙ軸方向）での位置と、その振動腕の高次振動モードの変位量
および歪みとの関係を示すグラフ、図５は、図２に示す振動体における振動腕の延出方向
（Ｙ軸方向）での位置と、その振動腕上の単位面積当たりに励振電極が占める面積の割合
との関係を示すグラフである。

なお、各図１〜３では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸お
よびＺ軸を図示している。また、以下では、Ｘ軸に平行な方向（第２の方向）を「Ｘ軸方
向」、Ｙ軸に平行な方向（第１の方向）をＹ軸方向、Ｚ軸に平行な方向（第３の方向）を
Ｚ軸方向と言う。また、以下の説明では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」、下側を
「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
図１に示す振動デバイス１は、振動体２と、この振動体２を収納するパッケージ３とを
有する。

以下、振動デバイス１を構成する各部を順次詳細に説明する。
（振動体）
まず、振動体２について説明する。
振動体２は、図２に示すような音叉型の振動体である。この振動体２は、振動基板２１
と、この振動基板２１上に設けられた励振電極群２２、２３および接続電極４１、４２と
を有している。

振動基板２１は、基部２７と、２つ（１対）の振動腕２８、２９とを有している。
振動基板２１は、圧電体材料で構成されている。
例えば、かかる圧電体材料としては、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、
ホウ酸リチウム、チタン酸バリウム等が挙げられる。特に、振動基板２１を構成する圧電
体材料としては水晶が好ましい。水晶で振動基板２１を構成すると、振動基板２１の振動
特性を優れたものとすることができる。また、エッチングにより高い寸法精度で振動基板
２１を形成することができる。

このような振動基板２１において、基部２７は、平面視にて、Ｘ軸方向に平行な１対の
辺と、Ｙ軸方向に平行な１対の辺とで構成された四角状をなしている。なお、基部２７の
平面視形状は、これに限定されるものではない。
そして、基部２７のＸ軸方向に平行な１つの辺には、２つの振動腕２８、２９が接続さ
れている。

振動腕２８、２９は、基部２７のＸ軸方向での両端部に接続されている。
２つの振動腕２８、２９は、互いに平行となるように基部２７からそれぞれ延出して設
けられている。言い換えると、２つの振動腕２８、２９は、基部２７からそれぞれＹ軸方
向に延出するとともに、Ｘ軸方向に並んで設けられている。
この振動腕２８、２９は、それぞれ、長手形状をなし、その基部２７側の端部（基端部
）が固定端となり、基部２７と反対側の端部（先端部）が自由端となる。

また、振動腕２８、２９は、互いに同じ幅となるように形成されている。これにより、
振動腕２８、２９を互いに反対方向に（逆相で）振動させたとき、振動漏れを少なくする
ことができる。
また、各振動腕２８、２９は、長手方向での全域に亘って幅が一定となっている。なお
、必要に応じて、振動腕２８、２９の各先端部には、基端部よりも横断面積が大きい質量
部（ハンマーヘッド）を設けてもよい。この場合、振動体２をより小型なものとしたり、
振動腕２８、２９の振動の周波数をより低めたりすることができる。
また、各振動腕２８、２９の横断面は、四角形をなしている。なお、各振動腕２８、２
９の横断面形状は、四角形に限定されず、例えば、各振動腕２８、２９の上面および下面
にＹ軸方向に沿った溝を形成することにより、Ｈ字状をなしていてもよい。

図３に示すように、このような振動腕２８上には、励振電極群２２が設けられ、また、
振動腕２９上には、励振電極群２３が設けられている。
励振電極群２２は、通電により振動腕２８を屈曲振動（励振）させる機能を有する。ま
た、励振電極群２３は、通電により振動腕２９を屈曲振動（励振）させる機能を有する。
このような励振電極群２２は、前述した振動腕２８の上面上に設けられた励振電極２２
１と、振動腕２８の下面上に設けられた励振電極２２２と、振動腕２８の一方の側面上に
設けられた励振電極２２３と、振動腕２８の他方の側面上に設けられた励振電極２２４と
で構成されている。

励振電極２２１、２２２、２２３、２２４は、それぞれ、振動腕２８の基端付近から先
端部付近まで延在している。また、励振電極２２１、２２２、２２３、２２４のＸ軸方向
での幅が、それぞれ、Ｙ軸方向での全域に亘って一定となっている。
特に、図２に示すように、励振電極２２１には、その厚さ方向に貫通する微細な複数の
孔２２１１が形成されている。また、図示しないが、励振電極２２２にも、同様に、その
厚さ方向に貫通する微細な複数の孔が形成されている。このような複数の孔を励振電極２
２１、２２２にそれぞれ形成することにより、振動腕２８の振動特性が調整されている。
なお、振動腕２８の振動特性の調整については、後に詳述する。

同様に、励振電極群２３は、前述した振動腕２９の上面上に設けられた励振電極２３１
と、振動腕２９の下面上に設けられた励振電極２３２と、振動腕２９の一方の側面上に設
けられた励振電極２３３と、振動腕２９の他方の側面上に設けられた励振電極２３４とで
構成されている。
励振電極２３１、２３２、２３３、２３４は、それぞれ、振動腕２９の基端付近から先
端部付近まで延在している。また、励振電極２３１、２３２、２３３、２３４のＸ軸方向
での幅が、それぞれ、Ｙ軸方向での全域に亘って一定となっている。

特に、図２に示すように、励振電極２３１には、その厚さ方向に貫通する微細な複数の
孔２３１１が形成されている。また、図示しないが、励振電極２３２にも、同様に、その
厚さ方向に貫通する微細な複数の孔が形成されている。このような複数の孔を励振電極２
３１、２３２にそれぞれ形成することにより、振動腕２９の振動特性が調整されている。
このような励振電極２２１、２２２、２３３、２３４は、図示しない配線を介して接続
電極４１に電気的に接続されている。また、励振電極２２３、２２４、２３１、２３２は
、図示しない配線を介して接続電極４２に電気的に接続されている。

このような構成の振動体２においては、接続電極４１と接続電極４２との間に電圧を印
加すると、励振電極２２１、２２２、２３３、２３４と、励振電極２２３、２２４、２３
１、２３２が逆極性となるようにして、振動腕２８、２９にそれぞれＸ軸方向成分を含む
方向の電圧が印加される。そして、圧電材料の逆圧電効果により、ある一定の周波数（共
鳴周波数）で各振動腕２８、２９を屈曲振動させることができる。このとき、振動腕２８
、２９は、互いに反対方向に屈曲振動される。

また、各振動腕２８、２９が屈曲振動すると、接続電極４１、４２間には、圧電材料の
圧電効果により、ある一定の周波数で電圧が発生する。これらの性質を利用して、振動体
２は、共鳴周波数で振動する電気信号を発生させることができる。
このような励振電極群２２、２３、接続電極４１、４２および配線（図示せず）は、そ
れぞれ、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金、クロム、クロム合金、金、金ク
ロム積層膜等の導電性に優れた金属材料により形成することができる。

また、これらの電極等の形成方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法等の物理成
膜法、ＣＶＤ等の化学蒸着法、インクジェット法等の各種塗布法等が挙げられる。
ここで、振動腕２８の振動特性の調整について詳述する。なお、以下では、振動腕２８
の振動特性の調整について代表的に説明するが、振動腕２９の振動特性の調整についても
同様である。

前述したように、励振電極２２１には、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔２２１
１が形成されている。また、図示しないが、励振電極２２２にも、同様に、その厚さ方向
に貫通する微細な複数の孔が形成されている。
特に、励振電極２２１には、部分的に、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔２２１
１が形成されている。また、この複数の孔２２１１に対応するようにして（複数の孔２２
１１と同様に）、励振電極２２２には、部分的に、その厚さ方向に貫通する微細な複数の
孔（図示せず）が形成されている。

これにより、振動腕２８上における各励振電極２２１、２２２、２２３、２２４のＹ軸
方向（振動腕２８の延出方向）での長さを長くしつつ、励振電極２２１と励振電極２２３
、２２４との間および励振電極２２２と励振電極２２３、２２４との間にそれぞれ生じる
電界（振動腕２８に印加される電界）のうち不要な振動モードに寄与する電界の密度を小
さくして、振動腕２８の振動特性を調整することができる。

このようなことから、振動体２は、不要な振動モードを低減し、効率的に駆動すること
ができる。
また、本実施形態では、励振電極２２３、２２４には、複数の孔２２１１のような複数
の孔は形成されていない。すなわち、励振電極２２３、２２４は、その輪郭の内側がパタ
ーンニングされておらず、密な層として構成されている。これにより、振動体２の製造を
容易なものとすることができる。

以下、励振電極２２１、２２２に形成された複数の孔と振動腕２８の振動特性との関係
を詳述する。なお、以下では、励振電極２２１について代表的に説明するが、励振電極２
２２についても同様である。
より具体的に説明すると、前述したように構成された振動体２の振動腕２８は、所望の
基本振動モード（基本波）の周波数で励振されるが、この基本振動モードの他に、基本振
動モードとは異なる高次振動モードの周波数でも励振されてしまう。
図４（ａ）に示すように、振動腕２８の基本振動モードの変位量（中立線の変位量）は
、振動腕２８の基端側から先端側に向けて増加する。また、振動腕２８基本振動モードの
変位に伴って生じる歪みは、振動腕２８の基端側から先端側に向けて減少する。なお、図
４において、縦軸は、振動腕の変位量、電荷および歪みの相対値を示している。

一方、図４（ｂ）に示すように、振動腕２８の高次振動モードの変位量（中立線の変位
量）は、振動腕２８の基端側から先端側に向けて、中央部付近まで増加した後に、先端部
付近まで減少し、その後増加する。また、振動腕２８の高次振動モードの変位に伴って生
じる歪みは、振動腕２８の基端側から先端側に向けて、中央部付近まで増加した後に、減
少する。

このようなことから、振動腕２８のＹ軸方向での中央部では、基本振動モードの励振は
それほど大きくないが、高次振動モードの励振が大きいことがわかる。また、高次振動モ
ードの励振は、振動腕２８のＹ軸方向での端部よりも中央部で大きい。
そこで、複数の孔２２１１は、振動腕２８の延出方向における励振電極２２１の途中に
偏在している（部分的に形成されている）。より具体的には、複数の孔２２１１は、励振
電極２２１の、振動腕２８の延出方向（Ｙ軸方向）での中央部に対応する部分に偏在して
いる（部分的に形成されている）。

複数の孔２２１１を振動腕２８の延出方向における励振電極２２１の途中に偏在させる
ことにより、高調波（高次振動モード）のＣＩ値と、基本波のＣＩ値との比率を変化させ
て、振動腕２８の振動特性を調整することができる。
特に、複数の孔２２１１を励振電極２２１の、振動腕２８の延出方向（Ｙ軸方向）での
中央部に対応する部分に偏在させることにより、励振電極２２１のＹ軸方向での長さＬ２
を長くしても、振動腕２８の高次振動モードの励振を大幅に抑えて、振動体２の高次振動
モードのＣＩ値を高めることができる。すなわち、基本波のＣＩ値を低減するとともに、
高調波のＣＩ値を高めて、ＣＩ値比（高調波ＣＩ値／基本波ＣＩ値）を高めることができ
る。

また、振動腕２８の延出方向（Ｙ軸方向）における長さをＬ１とし、振動腕２８上にお
ける励振電極２２１の同方向での長さをＬ２としたときに、０．５＜Ｌ２／Ｌ１＜１の関
係を満たす。これにより、基本波のＣＩ値を低減して、振動腕２８の励振を効率的なもの
とすることができる。また、このような観点からは、特に、長さＬ１およびＬ２は、０．
６＜Ｌ２／Ｌ１＜０．９の関係を満たすのが好ましく、０．７＜Ｌ２／Ｌ１＜０．８の関
係を満たすのがより好ましい。

これに対し、かかるＬ２／Ｌ１が前記下限値未満であると、振動腕２８の形状、幅、長
さ等によっては、基本波のＣＩ値を十分に低減することが難しい。一方、かかるＬ２／Ｌ
１が前記上限値を超えると、振動腕２８の形状、幅、長さ等によっては、高調波のＣＩ値
を高めることが難しい。
また、励振電極２２１の単位面積当たりに孔２２１１が占める面積の割合（以下、「孔
存在割合」とも言う）は、振動腕２８の延出方向（Ｙ軸方向）での中央部から先端側およ
び基端側に向けてそれぞれ漸次減少している。言い換えると、図５に示すように、励振電
極２２１をＹ軸方向での単位長さ毎に分割した各領域内において電極が占める面積の割合
（以下、「電極存在割合」とも言う）は、振動腕２８の延出方向（Ｙ軸方向）での中央部
から先端側および基端側に向けてそれぞれ漸次増加している。これにより、振動腕２８の
励振を円滑かつ効率的なものとしつつ、高調波のＣＩ値を高めて、ＣＩ値比（高調波ＣＩ
値／基本波ＣＩ値）を高めることができる。

また、かかる孔存在割合が、前述した図４（ｂ）に示す高次振動モードで生じる歪みの
大きさに応じて増減していると、高次振動モードの励振をより確実に低減することができ
る。
また、かかる孔存在割合が、図４（ｂ）に示す高次振動モードで生じる歪みの大きさと
、図４（ａ）に示す基本振動モードで生じる歪みの大きさとの差分に応じて増減している
と、基本振動モードの励振を高めつつ、高次振動モードの励振を効果的に低減することが
できる。

また、各孔２２１１は、平面視にて円形をなしている。これにより、振動腕２８を所望
の振動特性に比較的簡単に調整することができる。なお、各孔２２１１は、円形に近い略
円形の形状でもよい。
また、本実施形態では、複数の孔２２１１は、互いに同じ平面視形状および面積となる
ように形成されている。そのため、孔２２１１同士の間隔をＹ軸方向での位置に応じて変
化させることにより、前述したような孔存在割合（電極存在割合）を実現している。

なお、複数の孔２２１１を互いに異なる平面視形状および面積となるように形成しても
よい。この場合、孔２２１１同士の間隔を一定としても、各孔２２１１の平面視形状およ
び面積をＹ軸方向での位置に応じて変化させることにより、前述したような孔存在割合（
電極存在割合）を実現することができる。
また、複数の孔２２１１の平均径は、０．０１〜１００μｍであるのが好ましく、０．
１〜１０μｍであるのがより好ましい。これにより、複数の孔２２１１の形成を比較的な
容易なものとしつつ、振動腕２８を所望の振動特性に調整することができる。

これに対し、かかる平均径が前記下限値未満であると、励振電極２２１の構成材料や厚
さ等によっては、複数の孔２２１１の形成が難しくなる場合がある。一方、かかる平均径
が前記上限値を超えると、所望の領域における孔２２１１の面積占有率を高めることが難
しくなる。また、励振電極２２１が形成される範囲や位置等によっては、振動腕２８の振
動特性に悪影響を及ぼす場合がある。

また、励振電極２２１を平面視したときに励振電極２２１全体に対して複数の孔２２１
１が占める面積の割合（面積占有率）は、求める振動腕２８の振動特性に応じて決定され
るものであるが、０．１〜０．５であるのが好ましく、０．１〜０．４であるのがより好
ましい。言い換えると、励振電極２２１を平面視したときに励振電極２２１の輪郭で囲ま
れた領域内に電極が占める面積の割合は、それぞれ、０．５〜０．９であるのが好ましく
、０．６〜０．９であるのがより好ましい。これにより、前記電極が占める面積の割合が
小さくなった場合に発生し易くなる励振電極２２１の断線等の導通不良を防止しつつ、振
動腕２８を所望の振動特性に調整することができる。

（パッケージ）
次に、振動体２を収容・固定するパッケージ３について説明する。
パッケージ３は、図１に示すように、板状のベース基板３１と、枠状の枠部材３２と、
板状の蓋部材３３とを有している。ベース基板３１、枠部材３２および蓋部材３３は、下
側から上側へこの順で積層されており、ベース基板３１と枠部材３２とは、後述のセラミ
ック材料等で形成されており、互いに一体に焼成されることで接合されている。そして、
枠部材３２と蓋部材３３は、接着剤あるいはろう材等により接合されている。そして、パ
ッケージ３は、ベース基板３１、枠部材３２および蓋部材３３で画成された内部空間３７
に、振動体２を収納している。なお、パッケージ３内には、振動体２の他、振動体２を駆
動する電子部品等を収納することもできる。

ベース基板３１の構成材料としては、絶縁性（非導電性）を有しているものが好ましく
、例えば、各種ガラス、酸化物セラミックス、窒化物セラミックス、炭化物系セラミック
ス等の各種セラミックス材料、ポリイミド等の各種樹脂材料などを用いることができる。
また、枠部材３２および蓋部材３３の構成材料としては、例えば、ベース基板３１と同
様の構成材料、Ａｌ、Ｃｕのような各種金属材料、各種ガラス材料等を用いることができ
る。特に、蓋部材３３の構成材料として、ガラス材料等の光透過性を有するものを用いた
場合、振動体２に予め金属被覆部（図示せず）を形成しておくと、振動体２をパッケージ
３内に収容した後であっても、蓋部材３３を介して前記金属被覆部にレーザーを照射し、
前記金属被覆部を除去して振動体２の質量を減少させることにより（質量削減方式により
）、振動体２の周波数調整を行うことができる。

また、ベース基板３１の上面には、一対のマウント電極３５ａ、３５ｂが内部空間３７
に露出するように形成されている。このマウント電極３５ａ、３５ｂの上には、それぞれ
、導電性粒子を含有するエポキシ系、ポリイミド系、シリコーン系等の導電性接着剤３６
ａ、３６ｂが塗布されて（盛られて）おり、さらに、この導電性接着剤３６ａ、３６ｂ上
に、前述した振動体２が載置されている。これにより、振動体２（基部２７）がマウント
電極３５ａ、３５ｂ（ベース基板３１）に確実に固定される。

なお、この固定は、導電性接着剤３６ａが振動体２の接続電極４２に接触するとともに
、導電性接着剤３６ｂが振動体２の接続電極４１に接触するように、振動体２を導電性接
着剤３６ａ、３６ｂ上に載置して行う。これにより、導電性接着剤３６ａ、３６ｂを介し
て、振動体２がベース基板３１に固定されるとともに、接続電極４２とマウント電極３５
ａが導電性接着剤３６ａを介して電気的に接続されるとともに、接続電極４１とマウント
電極３５ｂが導電性接着剤３６ｂを介して電気的に接続される。

また、ベース基板３１の下面には、４つの外部端子３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄが
設けられている。
これら４つの外部端子３４ａ〜３４ｄのうち、外部端子３４ａ、３４ｂは、それぞれ、
ベース基板３１に形成されたビアホールに設けられた導体ポスト（図示せず）を介してマ
ウント電極３５ａ、３５ｂに電気的に接続されたホット端子である。また、他の２つの外
部端子３４ｃ、３４ｄは、それぞれ、パッケージ３を実装用基板に実装するときに、接合
強度を高めたり、パッケージ３と実装用基板との間の距離を均一化するためのダミー端子
である。

このようなマウント電極３５ａ、３５ｂおよび外部端子３４ａ〜３４ｄは、それぞれ、
例えば、タングステンおよびニッケルメッキの下地層に、金メッキを施すことで形成する
ことができる。
なお、マウント電極３５ａ、３５ｂと接続電極４１、４２とを例えばワイヤーボンディ
ング技術により形成された金属ワイヤー（ボンディングワイヤー）を介して電気的に接続
してもよい。この場合、導電性接着剤３６ａ、３６ｂに代えて、導電性を有しない接着剤
を介して、振動体２をベース基板３１に対して固定することができる。また、パッケージ
３内部に電子部品を収納した場合、ベース基板３１の下面には、必要に応じて、電子部品
の特性検査や、電子部品内の各種情報（例えば、振動デバイスの温度補償情報）の書き換
え（調整）を行うための書込端子が形成されていてもよい。

以上説明したような第１実施形態によれば、励振電極２２１、２２２の長手方向（Ｙ軸
方向）での途中にそれぞれその厚さ方向に貫通する微細な複数の孔が形成されているので
、振動腕２８上における各励振電極２２１、２２２、２２３、２２４のＹ軸方向（振動腕
２８の延出方向）での長さを長くしつつ、励振電極２２１と励振電極２２３、２２４との
間および励振電極２２２と励振電極２２３、２２４との間にそれぞれ生じる電界（振動腕
２８に印加される電界）のうち不要な振動モードに寄与する電界の密度を小さくして、振
動腕２８の振動特性を調整することができる。
このようなことから、振動体２は、不要な振動モードを低減し、効率的に駆動すること
ができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の振動デバイスの第２実施形態について説明する。
図６は、本発明の第２実施形態に係る振動デバイスに備えられた振動体を示す上面図、
図７は、図６に示す振動体の側面図である。
以下、第２実施形態の振動デバイスについて、前述した実施形態との相違点を中心に説
明し、同様の事項については、その説明を省略する。

第２実施形態の振動デバイスは、各振動腕の各側面上に設けられた励振電極にも微細な
複数の孔を形成した以外は、第１実施形態とほぼ同様である。なお、図６、７では、前述
した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
本実施形態の振動デバイスの振動体２Ａは、図６に示すように、振動基板２１上に設け
られた励振電極群２２Ａ、２３Ａを有している。

励振電極群２２Ａは、振動腕２８上に設けられ、また、励振電極群２３Ａは、振動腕２
９上に設けられている。
このような励振電極群２２Ａは、前述した振動腕２８の上面上に設けられた励振電極２
２１と、振動腕２８の下面上に設けられた励振電極２２２と、振動腕２８の一方の側面上
に設けられた励振電極２２３Ａと、振動腕２８の他方の側面上に設けられた励振電極２２
４Ａとで構成されている。

また、励振電極群２３Ａは、前述した振動腕２９の上面上に設けられた励振電極２３１
と、振動腕２９の下面上に設けられた励振電極２３２と、振動腕２９の一方の側面上に設
けられた励振電極２３３Ａと、振動腕２９の他方の側面上に設けられた励振電極２３４Ａ
とで構成されている。
以下、励振電極群２３Ａについて詳述する。なお、励振電極群２２Ａについては、励振
電極群２２と同様であるので、その説明を省略する。

図７に示すように、励振電極２３４Ａには、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔２
３４１が形成されている。また、図示しないが、励振電極２３３Ａにも、同様に、その厚
さ方向に貫通する微細な複数の孔が形成されている。
また、図６に示すように、前述した第１実施形態と同様、励振電極２３１には、その厚
さ方向に貫通する微細な複数の孔２３１１が形成されている。また、図示しないが、励振
電極２３２にも、同様に、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔が形成されている。

このような複数の孔を励振電極２３１、２３２、２３３Ａ、２３４Ａにそれぞれ形成す
ることにより、振動腕２９の振動特性が調整されている。
本実施形態では、前述したような複数の孔が極性が異なる対となる励振電極（励振電極
２３１と励振電極２３３、２３４、および、励振電極２３２と励振電極２３３、２３４）
の双方に形成されているので、対となる励振電極のいずれかの励振電極のみに複数の孔を
形成する場合に比し、１つの励振電極当たりの複数の孔の数や面積を減らすことができる
。そのため、各励振電極２３１、２３２、２３３、２３４の断線等の導通不良を防止しつ
つ、振動腕２９の振動特性の調整を行うことができる。なお、このような効果を顕著なも
のとするためには、一方の励振電極（励振電極２３１、２３２）の孔と他方の励振電極（
励振電極２３３、２３４）の孔とがＹ軸方向においてできるだけ重ならないようにするの
が好ましい。
以上説明したような第２実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様の効果を奏
することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の振動デバイスの第３実施形態について説明する。
図８は、本発明の第３実施形態に係る振動デバイスに備えられた振動体を示す上面図、
図９は、図８に示す振動体の側面図である。
以下、第３実施形態の振動デバイスについて、前述した実施形態との相違点を中心に説
明し、同様の事項については、その説明を省略する。

第３実施形態の振動デバイスは、各振動腕の上面および下面に設けられた励振電極の複
数の孔の形成を省略するとともに、各振動腕の各側面上に設けられた励振電極にも微細な
複数の孔を形成した以外は、第１実施形態とほぼ同様である。すなわち、第３実施形態の
振動デバイスは、各振動腕の上面および下面に設けられた励振電極の複数の孔の形成を省
略した以外は、第２実施形態とほぼ同様である。なお、図８、９では、前述した実施形態
と同様の構成には、同一符号を付してある。

本実施形態の振動デバイスの振動体２Ｂは、図８に示すように、振動基板２１上に設け
られた励振電極群２２Ｂ、２３Ｂを有している。
励振電極群２２Ｂは、振動腕２８上に設けられ、また、励振電極群２３Ｂは、振動腕２
９上に設けられている。
このような励振電極群２２Ｂは、前述した振動腕２８の上面上に設けられた励振電極２
２１Ｂと、振動腕２８の下面上に設けられた励振電極２２２Ｂと、振動腕２８の一方の側
面上に設けられた励振電極２２３Ａと、振動腕２８の他方の側面上に設けられた励振電極
２２４Ａとで構成されている。

また、励振電極群２３Ｂは、前述した振動腕２９の上面上に設けられた励振電極２３１
Ｂと、振動腕２９の下面上に設けられた励振電極２３２Ｂと、振動腕２９の一方の側面上
に設けられた励振電極２３３Ａと、振動腕２９の他方の側面上に設けられた励振電極２３
４Ａとで構成されている。
以下、励振電極群２３Ｂについて詳述する。なお、励振電極群２２Ｂについては、励振
電極群２２Ｂと同様であるので、その説明を省略する。

図９に示すように、前述した第２実施形態と同様、励振電極２３４Ａには、その厚さ方
向に貫通する微細な複数の孔２３４１が形成されている。また、図示しないが、励振電極
２３３にも、同様に、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔が形成されている。
また、図８に示すように、励振電極２２１、２２２には、前述した複数の孔２３４１の
ような複数の孔２２１１は形成されていない。すなわち、励振電極２２１、２２２は、そ
の輪郭の内側がパターンニングされておらず、密な層として構成されている。

このような複数の孔を励振電極２３３Ａ、２３４Ａにそれぞれ形成することにより、振
動腕２９の振動特性が調整されている。
なお、本実施形態では、励振電極２３３Ａ、２３４Ａの孔存在割合は、前述した第１実
施形態の励振電極２２１、２２２の孔存在割合と同様にするのが好ましい。
以上説明したような第３実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様の効果を奏
することができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の振動デバイスの第４実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第４実施形態に係る振動デバイスに備えられた振動体を示す下面図
、図１１は、図１０中のＡ−Ａ線断面図、図１２は、図１０において振動体に備えられた
各第２の電極層の図示を省略した図、図１３は、図１０において振動体に備えられた各第
２の電極層および各圧電体層の図示を省略した図、図１４は、図１０に示す振動体の動作
を説明するための斜視図である。

以下、第４実施形態の振動デバイスについて、前述した実施形態との相違点を中心に説
明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第４実施形態の振動デバイスは、振動腕の数が異なるとともに、各振動腕を圧電体素子
により振動させる構成において、圧電体素子の第１の電極層および第２の電極層にそれぞ
れ微細な複数の孔を形成した以外は、第１実施形態とほぼ同様である。

本実施形態の振動デバイスの振動体２Ｃは、図１０に示すような３脚音叉型の振動体で
ある。この振動体２Ｃは、振動基板２１Ｃと、この振動基板２１Ｃ上に設けられた圧電体
素子２２Ｃ、２３Ｃ、２４Ｃとを有している。
振動基板２１Ｃは、基部２７Ｃと、３つの振動腕２８Ｃ、２９Ｃ、３０Ｃとを有してい
る。

振動基板２１Ｃの構成材料としては、所望の振動特性を発揮することができるものであ
れば、特に限定されず、各種圧電体材料および各種非圧電体材料を用いることができる。
例えば、かかる圧電体材料としては、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、
ホウ酸リチウム、チタン酸バリウム等が挙げられる。特に、振動基板２１Ｃを構成する圧
電体材料としては水晶が好ましい。水晶で振動基板２１Ｃを構成すると、振動基板２１Ｃ
の振動特性を優れたものとすることができる。また、エッチングにより高い寸法精度で振
動基板２１Ｃを形成することができる。

また、かかる非圧電体材料としては、例えば、シリコン、石英等が挙げられる。特に、
振動基板２１Ｃを構成する非圧電体材料としてはシリコンが好ましい。シリコンで振動基
板２１Ｃを構成すると、振動基板２１Ｃの振動特性を優れたものとすることができる。ま
た、エッチングにより高い寸法精度で振動基板２１Ｃを形成することができる。
このような振動基板２１Ｃにおいて、基部２７Ｃは、平面視にて、Ｘ軸方向に平行な１
対の辺と、Ｙ軸方向に平行な１対の辺とで構成された四角状をなしている。なお、基部２
７Ｃの平面視形状は、これに限定されるものではない。

そして、基部２７ＣのＸ軸方向に平行な１つの辺には、３つの振動腕２８Ｃ、２９Ｃ、
３０Ｃが接続されている。
振動腕２８Ｃ、２９Ｃは、基部２７ＣのＸ軸方向での両端部に接続され、振動腕３０Ｃ
は、基部２７のＸ軸方向での中央部に接続されている。
３つの振動腕２８Ｃ、２９Ｃ、３０Ｃは、基部２７ＣからそれぞれＹ軸方向に延出する
とともに、Ｘ軸方向に並んで設けられている。

この振動腕２８Ｃ、２９Ｃ、３０Ｃは、それぞれ、長手形状をなし、その基部２７Ｃ側
の端部（基端部）が固定端となり、基部２７Ｃと反対側の端部（先端部）が自由端となる
。
また、振動腕２８Ｃ、２９Ｃは、互いに同じ幅となるように形成され、振動腕３０Ｃは
、振動腕２８Ｃ、２９Ｃの幅の２倍の幅となるように形成されている。これにより、振動
腕２８Ｃ、２９ＣをＺ軸方向に屈曲振動させるとともに、振動腕３０Ｃを振動腕２８Ｃ、
２９Ｃと反対方向に（逆相で）Ｚ軸方向に屈曲振動させたとき、振動漏れを少なくするこ
とができる。

また、各振動腕２８Ｃ、２９Ｃ、３０Ｃは、長手方向での全域に亘って幅が一定となっ
ている。なお、必要に応じて、振動腕２８Ｃ、２９Ｃ、３０Ｃの各先端部には、基端部よ
りも横断面積が大きい質量部（ハンマーヘッド）を設けてもよい。この場合、振動体２Ｃ
をより小型なものとしたり、振動腕２８Ｃ、２９Ｃ、３０Ｃの屈曲振動の周波数をより低
めたりすることができる。

図１１に示すように、このような振動腕２８Ｃ上には、圧電体素子２２Ｃが設けられ、
また、振動腕２９Ｃ上には、圧電体素子２３Ｃが設けられ、さらに、振動腕３０Ｃ上には
、圧電体素子２４Ｃが設けられている。
圧電体素子２２Ｃは、通電により伸縮して振動腕２８ＣをＺ軸方向に屈曲振動させる機
能を有する。また、圧電体素子２３Ｃは、通電により伸縮して振動腕２９ＣをＺ軸方向に
屈曲振動させる機能を有する。また、圧電体素子２４Ｃは、通電により伸縮して振動腕３
０ＣをＺ軸方向に屈曲振動させる機能を有する。
このような圧電体素子２２Ｃは、図１１に示すように、振動腕２８Ｃ上に、第１の電極
層２２１Ｃ、圧電体層（圧電薄膜）２２２Ｃ、第２の電極層２２３Ｃがこの順で積層され
て構成されている。

図１０に示すように、第２の電極層２２３Ｃには、その厚さ方向に貫通する微細な複数
の孔２２３１Ｃが形成されている。また、図１３に示すように、第１の電極層２２１Ｃに
は、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔２２１１Ｃが形成されている。このような複
数の孔を第１の電極層２２１Ｃおよび第２の電極層２２３Ｃにそれぞれ形成することによ
り、振動腕２８Ｃの振動特性が調整されている。なお、振動腕２８Ｃの振動特性の調整に
ついては、後に詳述する。
このような圧電体素子２２Ｃにおいては、第１の電極層２２１Ｃと第２の電極層２２３
Ｃとの間に電圧を印加すると、圧電体層２２２ＣにＺ軸方向の電界が生じる。この電界に
より、圧電体層２２２Ｃは、Ｙ軸方向に伸張または収縮し、振動腕２８ＣをＺ軸方向に屈
曲振動させる。

同様に、圧電体素子２３Ｃは、振動腕２９Ｃ上に、第１の電極層２３１Ｃ、圧電体層（
圧電薄膜）２３２Ｃ、第２の電極層２３３Ｃがこの順で積層されて構成されている。また
、圧電体素子２４Ｃは、振動腕３０Ｃ上に、第１の電極層２４１Ｃ、圧電体層（圧電薄膜
）２４２Ｃ、第２の電極層２４３Ｃがこの順で積層されて構成されている。
図１０に示すように、第２の電極層２３３Ｃには、その厚さ方向に貫通する微細な複数
の孔２３３１Ｃが形成されている。また、図１３に示すように、第１の電極層２３１Ｃに
は、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔２３１１Ｃが形成されている。このような複
数の孔を第１の電極層２３１Ｃおよび第２の電極層２３３Ｃにそれぞれ形成することによ
り、振動腕２９Ｃの振動特性が調整されている。

また、図１０に示すように、第２の電極層２４３Ｃには、その厚さ方向に貫通する微細
な複数の孔２４３１Ｃが形成されている。また、図１３に示すように、第１の電極層２４
１Ｃには、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔２４１１Ｃが形成されている。このよ
うな複数の孔を第１の電極層２４１Ｃおよび第２の電極層２４３Ｃにそれぞれ形成するこ
とにより、振動腕３０Ｃの振動特性が調整されている。

このような圧電体素子２３Ｃにおいては、第１の電極層２３１Ｃと第２の電極層２３３
Ｃとの間に電圧が印加されると、圧電体層２３２Ｃは、Ｙ軸方向に伸張または収縮し、振
動腕２９ＣをＺ軸方向に屈曲振動させる。また、第１の電極層２４１Ｃと第２の電極層２
４３Ｃとの間に電圧が印加されると、圧電体層２４２Ｃは、Ｙ軸方向に伸張または収縮し
、振動腕３０ＣをＺ軸方向に屈曲振動させる。

また、図１０、１２、１３に示すように、前述した第１の電極層２２１Ｃ、２３１Ｃお
よび第２の電極層２４３Ｃは、基部２７Ｃの下面に設けられた接続電極４１Ｃに電気的に
接続されている。また、第１の電極層２４１Ｃおよび第２の電極層２２３Ｃ、２３３Ｃは
、基部２７Ｃの下面に設けられた接続電極４２Ｃに電気的に接続されている。ここで、第
１の電極層２４１Ｃは、図１２に示す導体部（導体ポスト）２５１を介して、接続電極４
１Ｃに電気的に接続されている。また、第１の電極層２２１Ｃ、２３１Ｃは、図１２に示
す導体部（導体ポスト）２５２を介して接続電極４２Ｃに電気的に接続されている。

このような第１の電極層２２１Ｃ、２３１Ｃ、２４１Ｃ、第２の電極層２２３Ｃ、２３
３Ｃ、２４３Ｃ、接続電極４１Ｃ、４２Ｃおよび導体部２５１、２５２は、それぞれ、ア
ルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金、クロム、クロム合金、金、金クロム積層膜
等の導電性に優れた金属材料により形成することができる。
また、これらの電極等の形成方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法等の物理成
膜法、ＣＶＤ等の化学蒸着法、インクジェット法等の各種塗布法等が挙げられる。また、
これらの電極等の形成に際しては、フォトリソグラフィ法を用いるのが好ましい。

圧電体層２２２Ｃ、２３２Ｃ、２４２Ｃの構成材料（圧電体材料）としては、それぞれ
、例えば、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム、チタン酸バ
リウム等が挙げられる。
また、これらの圧電体層の形成方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法等の物理
成膜法、ＣＶＤ等の化学蒸着法、インクジェット法等の各種塗布法等が挙げられる。

このような構成の振動体２Ｃにおいては、接続電極４１Ｃと接続電極４２Ｃとの間に電
圧が印加されると、第１の電極層２２１Ｃ、２３１Ｃおよび第２の電極層２４３Ｃと、第
１の電極層２４１Ｃおよび第２の電極層２２３Ｃ、２３３Ｃとが逆極性となるようにして
、前述した圧電体層２２２Ｃ、２３２Ｃ、２４２ＣにそれぞれＺ軸方向の電圧が印加され
る。これにより、圧電体材料の逆圧電効果により、ある一定の周波数（共鳴周波数）で各
振動腕２８Ｃ、２９Ｃ、３０Ｃを屈曲振動させることができる。

このとき、図１４に示すように、振動腕２８Ｃ、２９Ｃは、互いに同方向に屈曲振動し
、振動腕３０Ｃは、振動腕２８Ｃ、２９Ｃとは反対方向に屈曲振動する。これにより、振
動漏れを防止しつつ、３つの振動腕２８Ｃ、２９Ｃ、３０ＣをＺ軸方向に屈曲振動させる
ことができる。
また、各振動腕２８Ｃ、２９Ｃ、３０Ｃが屈曲振動すると、接続電極４１Ｃ、４２Ｃ間
には、圧電体材料の圧電効果により、ある一定の周波数で電圧が発生する。これらの性質
を利用して、振動体２Ｃは、共鳴周波数で振動する電気信号を発生させることができる。

なお、本実施形態では、圧電体層２２２Ｃ、２３２Ｃ、２４２Ｃの圧電体材料の分極方
向または結晶軸の方向が互いに同方向である場合を例に説明したが、これに限定されず、
例えば、圧電体層２４２Ｃの分極方向または結晶軸の方向を圧電体層２２２Ｃ、２３２Ｃ
と逆方向とし、第１の電極層２２１Ｃ、２３１Ｃ、２４１Ｃ同士（第２の電極層２２３Ｃ
、２３３Ｃ、２４３Ｃ同士）が同極性となるように電圧を印加してもよい。

ここで、振動腕２８Ｃの振動特性の調整について詳述する。なお、振動腕２９Ｃ、３０
Ｃの振動特性の調整については、振動腕２８Ｃの振動特性の調整と同様であるので、その
説明を省略する。
前述したように、圧電体素子２２Ｃでは、第１の電極層２２１Ｃにその厚さ方向に貫通
する微細な複数の孔２２１１Ｃが形成されているとともに、第２の電極層２２３Ｃにその
厚さ方向に貫通する微細な複数の孔２２３１Ｃが形成されている。

特に、第１の電極層２２１Ｃには、部分的に、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔
２２１１Ｃが形成されている。また、第２の電極層２２３Ｃには、部分的に、その厚さ方
向に貫通する微細な複数の孔２２３１Ｃが形成されている。
これにより、振動腕２８Ｃ上における圧電体素子２２ＣのＹ軸方向での長さＬ２を長く
しても、第１の電極層２２１Ｃと第２の電極層２２３Ｃとの間に生じる電界（圧電体層２
２２Ｃに印加される電界）のうち不要な振動モードに寄与する電界の密度を小さくして、
振動腕２８Ｃの振動特性を調整することができる。

このようなことから、振動体２Ｃは、不要な振動モードを低減し、効率的に駆動するこ
とができる。
そこで、複数の孔２２１１Ｃ、２２３１Ｃは、それぞれ、振動腕２８Ｃの延出方向にお
ける第１の電極層２２１Ｃまたは第２の電極層２２３Ｃの途中に偏在している（部分的に
形成されている）。

これにより、前述した実施形態の振動腕２８と同様、高調波（高次振動モード）のＣＩ
値と、基本波のＣＩ値との比率を変化させて、振動腕２８Ｃの振動特性を調整することが
できる。
また、複数の孔２２１１Ｃ、２２３１Ｃは、それぞれ、第１の電極層２２１Ｃまたは第
２の電極層２２３Ｃの、振動腕２８Ｃの延出方向（Ｙ軸方向）での中央部に対応する部分
に偏在している（部分的に形成されている）。

これにより、圧電体素子２２ＣのＹ軸方向での長さＬ２を長くしても、振動腕２８Ｃの
高次振動モードの励振を大幅に抑えて、振動体２Ｃの高次振動モードのＣＩ値を高めるこ
とができる。すなわち、前述した実施形態の振動腕２８と同様、基本波のＣＩ値を低減す
るとともに、高調波のＣＩ値を高めて、ＣＩ値比（高調波ＣＩ値／基本波ＣＩ値）を高め
ることができる。

また、振動腕２８Ｃの延出方向（Ｙ軸方向）における長さをＬ１とし、振動腕２８Ｃ上
における圧電体素子２２Ｃの同方向での長さをＬ２としたときに、０．５＜Ｌ２／Ｌ１＜
１の関係を満たす。これにより、前述した実施形態の振動腕２８と同様、基本波のＣＩ値
を低減して、振動腕２８Ｃの励振を効率的なものとすることができる。また、前述した実
施形態の振動腕２８と同様、このような観点からは、特に、長さＬ１およびＬ２は、０．
６＜Ｌ２／Ｌ１＜０．９の関係を満たすのが好ましく、０．７＜Ｌ２／Ｌ１＜０．８の関
係を満たすのがより好ましい。

また、第１の電極層２２１Ｃの単位面積当たりに孔２２１１Ｃが占める面積の割合（孔
存在割合）、および、第２の電極層２２３Ｃの単位面積当たりに孔２２３１Ｃが占める面
積の割合（孔存在割合）は、それぞれ、振動腕２８Ｃの延出方向（Ｙ軸方向）での中央部
から先端側および基端側に向けてそれぞれ漸次減少している。これにより、前述した実施
形態の振動腕２８と同様、振動腕２８Ｃの励振を円滑かつ効率的なものとしつつ、高調波
のＣＩ値を高めて、ＣＩ値比（高調波ＣＩ値／基本波ＣＩ値）を高めることができる。

また、本実施形態では、前述したような複数の孔が第１の電極層２２１Ｃおよび第２の
電極層２２３Ｃの双方に形成されているので、第１の電極層２２１Ｃまたは第２の電極層
２２３Ｃのいずれかの電極層のみに複数の孔を形成する場合に比し、１つの電極層当たり
の複数の孔の数や面積を減らすことができる。そのため、第１の電極層２２１Ｃおよび第
２の電極層２２３Ｃの機械的強度の低下を防止しつつ、振動腕２８Ｃの振動特性の調整を
行うことができる。なお、このような効果を顕著なものとするためには、平面視にて孔２
２１１Ｃと孔２２３１Ｃとができるだけ重ならないようにするのが好ましい。

また、第１の電極層２２１Ｃおよび第２の電極層２２３Ｃはそれぞれ比較的薄いので、
複数の孔２２１１Ｃ、２２３１Ｃの形成が比較的簡単かつ高精度に行える。また、第１の
電極層２２１Ｃに複数の孔２２１１Ｃを設けても、第１の電極層２２１Ｃに孔２２１１Ｃ
の有無により生じる段差は極めて小さく、圧電体層２２２Ｃの形成に悪影響を及ぼすこと
もない。また、第２の電極層２２３Ｃは第１の電極層２２１Ｃおよび圧電体層２２２Ｃよ
りも後に形成されるので、第２の電極層２２３Ｃに複数の孔２２３１Ｃを設けても、第１
の電極層２２１Ｃおよび圧電体層２２２Ｃの形成に悪影響を及ぼすこともない。

また、本実施形態では、圧電体層２２２Ｃには、複数の孔２２１１Ｃ、２２３１Ｃのよ
うな複数の孔は形成されていない。すなわち、圧電体層２２２Ｃは、その輪郭の内側がパ
ターンニングされておらず、密な層として構成されている。これにより、圧電体層２２２
Ｃの表面を平坦にすることができ、その結果、第２の電極層２２３Ｃを均一に形成するこ
とができる。また、第１の電極層２２１Ｃと第２の電極層２２３Ｃとの間に距離を均一化
することができる。

なお、複数の孔２２１１Ｃ、２２３１Ｃのような複数の孔を圧電体層２２２Ｃに形成し
ても、振動腕２８Ｃの振動特性の調整を行うことは可能である。
また、各孔２２１１Ｃ、２２３１Ｃは、平面視にてスリット状をなしている。このよう
な平面視形状をなす孔２２１１Ｃ、２２３１Ｃは、簡単に高精度な寸法および位置で形成
することができ、また、圧電体素子２２Ｃに与える悪影響も少なくすることができる。特
に、各孔２２１１Ｃ、２２３１Ｃの幅、間隔（ピッチ）、長さ等を変更することにより、
振動腕２８Ｃの振動特性を調整することができる。そのため、振動腕２８Ｃを所望の振動
特性に比較的簡単に調整することができる。

また、スリット状の各孔２２１１Ｃ、２２３１Ｃは、振動腕２８Ｃの延在方向（Ｙ軸方
向）に直交する幅方向（Ｘ軸方向）に延在している。そのため、複数の孔２２１１Ｃ、２
２３１Ｃの形成が振動腕２８Ｃの振動特性に悪影響を及ぼすのを防止することができる。
これにより、振動腕２８Ｃを所望の振動特性に比較的簡単に調整することができる。なお
、スリット状の各孔２２１１Ｃ、２２３１Ｃは、Ｙ軸方向に延在するように形成してもよ
い。

また、本実施形態では、複数の孔２２１１Ｃ、２２３１Ｃは、互いに同じ長さおよび幅
となるように形成されている。そのため、孔２２１１Ｃ同士の間隔および孔２２３１Ｃ同
士の間隔をそれぞれＹ軸方向での位置に応じて変化させることにより、前述したような孔
存在割合を実現している。
なお、複数の孔２２１１Ｃ、２２３１Ｃを互いに異なる長さおよび幅となるように形成
してもよい。この場合、孔２２１１Ｃ同士の間隔および孔２２３１Ｃ同士の間隔を一定と
しても、各孔２２１１Ｃ、２２３１Ｃの長さおよび幅をＹ軸方向での位置に応じて変化さ
せることにより、前述したような孔存在割合を実現することができる。

また、スリット状の孔２２１１Ｃ、２２３１Ｃの幅は、それぞれ、０．０１〜１００μ
ｍであるのが好ましく、０．１〜１０μｍであるのがより好ましい。これにより、複数の
孔２２１１Ｃ、２２３１Ｃの形成を比較的な容易なものとしつつ、振動腕２８Ｃを所望の
振動特性に調整することができる。
以上説明したような第４実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様の効果を奏
することができる。

以上説明したような各実施形態の振動デバイスは、各種の電子機器に適用することがで
き、得られる電子機器は、信頼性の高いものとなる。
本発明の振動デバイスを備える電子機器としては、特に限定されないが、例えば、パー
ソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、携帯電話機、ディジタルス
チルカメラ、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンタ）、ラップトッ
プ型パーソナルコンピュータ、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、カーナビ
ゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲー
ム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電
子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置
、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、
航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレータ等が挙げられる。

以上、本発明の振動体および振動デバイスを、図示の実施形態に基づいて説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成
のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていても
よい。また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合
わせたものであってもよい。

例えば、前述した実施形態では、振動体が２つまたは３つの振動腕を有する場合を例に
説明したが、振動腕の数は、１つまたは４つ以上であってもよい。
また、前述した第４実施形態では、圧電体素子の第１の電極層および第２の電極層の双
方に微細な複数の孔を形成した場合を例に説明したが、第１の電極層または第２の電極層
のいずれかの電極層のみに微細な複数の孔を形成しても、振動腕の振動特性を調整するこ
とができる。
また、本発明の振動デバイスは、水晶発振器（ＳＰＸＯ）、電圧制御水晶発振器（ＶＣ
ＸＯ）、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）、恒温槽付水晶発振器（ＯＣＸＯ）等の圧電発
振器の他、ジャイロセンサー等に適用される。

１‥‥振動デバイス ２‥‥振動体 ２Ａ‥‥振動体 ２Ｂ‥‥振動体 ２Ｃ‥‥振動体
３‥‥パッケージ ２１‥‥振動基板 ２１Ｃ‥‥振動基板 ２２‥‥励振電極群 ２
２Ａ‥‥励振電極群 ２２Ｂ‥‥励振電極群 ２２Ｃ‥‥圧電体素子 ２３‥‥励振電極
群 ２３Ａ‥‥励振電極群 ２３Ｂ‥‥励振電極群 ２３Ｃ‥‥圧電体素子 ２４Ｃ‥‥
圧電体素子 ２７‥‥基部 ２７Ｃ‥‥基部 ２８‥‥振動腕 ２８Ｃ‥‥振動腕 ２９
‥‥振動腕 ２９Ｃ‥‥振動腕 ３０Ｃ‥‥振動腕 ３１‥‥ベース基板 ３２‥‥枠部
材 ３３‥‥蓋部材 ３４ａ‥‥外部端子 ３４ｂ‥‥外部端子 ３４ｃ‥‥外部端子
３４ｄ‥‥外部端子 ３５ａ‥‥マウント電極 ３５ｂ‥‥マウント電極 ３６ａ‥‥導
電性接着剤 ３６ｂ‥‥導電性接着剤 ３７‥‥内部空間 ４１‥‥接続電極 ４１Ｃ‥
‥接続電極 ４２‥‥接続電極 ４２Ｃ‥‥接続電極 ２２１‥‥励振電極 ２２１Ｂ‥
‥励振電極 ２２１Ｃ‥‥第１の電極層 ２２２‥‥励振電極 ２２２Ｂ‥‥励振電極
２２２Ｃ‥‥圧電体層 ２２３‥‥励振電極 ２２３Ａ‥‥励振電極 ２２３Ｃ‥‥第２
の電極層 ２２４‥‥励振電極 ２２４Ａ‥‥励振電極 ２３１‥‥励振電極 ２３１Ｂ
‥‥励振電極 ２３１Ｃ‥‥第１の電極層 ２３２‥‥励振電極 ２３２Ｂ‥‥励振電極
２３２Ｃ‥‥圧電体層 ２３３‥‥励振電極 ２３３Ａ‥‥励振電極 ２３３Ｃ‥‥第
２の電極層 ２３４‥‥励振電極 ２３４Ａ‥‥励振電極 ２４１Ｃ‥‥第１の電極層
２４２Ｃ‥‥圧電体層 ２４３Ｃ‥‥第２の電極層 ２５１‥‥導体部 ２５２‥‥導体
部 ２２１１‥‥孔 ２２１１Ｃ‥‥孔 ２２３１Ｃ‥‥孔 ２３１１‥‥孔 ２３１１
Ｃ‥‥孔 ２３３１Ｃ‥‥孔 ２３４１‥‥孔 ２４１１Ｃ‥‥孔 ２４３１Ｃ‥‥孔

Claims (14)

1. 基部と、
   前記基部から第１の方向に延出するとともに、該第１の方向に直交する第２の方向に並
   んで設けられた複数の振動腕と、
   前記各振動腕上に設けられ、通電により前記振動腕を励振させる１対の励振電極とを有
   し、
   前記１対の励振電極のうちの少なくとも一方の励振電極には、部分的に、その厚さ方向
   に貫通する複数の孔が形成されていることを特徴とする振動体。
2. 前記複数の孔は、前記少なくとも一方の励振電極において前記第１の方向に偏在して形
   成されている請求項１に記載の振動体。
3. 前記複数の孔は、前記励振電極の、前記振動腕の前記第１の方向での中央部に偏在して
   いる請求項２に記載の振動体。
4. 前記励振電極の単位面積当たりに前記孔が占める面積の割合は、前記振動腕の前記第１
   の方向での前記中央部から先端側に向けて漸次減少している請求項３に記載の振動体。
5. 前記励振電極の単位面積当たりに前記孔が占める面積の割合は、前記振動腕の前記第１
   の方向での中央部から基端側に向けて漸次減少している請求項３または４に記載の振動体
   。
6. 前記振動腕の前記第１の方向における長さをＬ１とし、前記振動腕上における前記励振
   電極の同方向での長さをＬ２としたときに、０．５＜Ｌ２／Ｌ１＜１の関係を満たす請求
   項１ないし５のいずれかに記載の振動体。
7. 基部と、
   前記基部から第１の方向に延出するとともに、該第１の方向に直交する第２の方向に並
   んで設けられた複数の振動腕と、
   前記各振動腕上に設けられ、通電により伸縮して前記振動腕を振動させる圧電体素子と
   を有し、
   前記圧電体素子は、前記振動腕上に設けられた第１の電極層と、該第１の電極層上に設
   けられた圧電体層と、該圧電体層上に設けられた第２の電極層とを備え、
   前記第１の電極層、前記圧電体層および前記第２の電極層のうちの少なくとも１つの層
   には、部分的に、その厚さ方向に貫通する複数の孔が形成されていることを特徴とする振
   動体。
8. 前記振動腕は、３つ以上であり、前記圧電素子の伸縮により、前記第１の方向および前
   記第２の方向に直交する第３の方向に、隣り合う２つの前記振動腕が互いに反対方向に屈
   曲振動される請求項７に記載の振動体。
9. 前記各孔は、平面視にて円形をなしている請求項１ないし８のいずれかに記載の振動体
   。
10. 前記複数の孔の平均径は、０．０１〜１００μｍである請求項９に記載の振動体。
11. 前記各孔は、平面視にてスリット状をなしている請求項１ないし８のいずれかに記載の
    振動体。
12. 前記スリット状の各孔は、前記第２の方向に延在している請求項１１に記載の振動体。
13. 前記スリット状の孔の幅は、０．０１〜１００μｍである請求項１１または１２に記載
    の振動体。
14. 請求項１ないし１３のいずれかに記載の振動体と、
    前記振動体を収納するパッケージとを有することを特徴とする振動デバイス。

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