JP2017060130A - Tuning-fork type crystal vibration element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば基準信号源やクロック信号源に用いられる音叉型水晶振動素子(以下「音叉素子」と略称する。)について説明する。 In the present invention, a tuning fork type crystal vibrating element (hereinafter, abbreviated as “tuning fork element”) used for a reference signal source and a clock signal source will be described.
図7[A]は関連技術1の音叉素子を示す概略平面図である。図7[B]は関連技術2の音叉素子を示す概略平面図である。以下、これらの図面に基づき説明する。 FIG. 7A is a schematic plan view showing a tuning fork element according to Related Technique 1. FIG. FIG. 7B is a schematic plan view showing a tuning fork element according to Related Technique 2. Hereinafter, description will be given based on these drawings.
関連技術1の音叉素子210は、基部211と振動腕部212a,212bとを備えており、図示しない素子搭載部材及び蓋部材によって封止される。基部211は、平面視略四角形状であり、下面側が導電性接着剤によって素子搭載部材に固定される。つまり、音叉素子210は片持ち梁状に素子搭載部材に固定される。そのため、音叉素子210に衝撃が加わると、振動腕部212a,212bの先端が素子搭載部材又は蓋部材に接触して、音叉素子210の動作不良を招くおそれがあった。
The
そのような関連技術1の問題を解決する、関連技術2の音叉素子310が知られている(特許文献1参照)。音叉素子310は、基部311、振動腕部312a,312b及び支持腕部313を備えており、支持腕部313を備えた点で関連技術1と異なる。支持腕部313は、基部311から振動腕部312aの短手方向に延び、その先端から更に振動腕部312aの長手方向に延びた形状である。例えば支持腕部313の先端側を導電性接着剤によって素子搭載部材に固定することにより、音叉素子310をほぼ両持ち梁状に固定できるので、音叉素子310の耐衝撃性が向上する。
A
しかしながら、関連技術2の音叉素子310には、スプリアス成分が増えたり発振周波数がずれたり等価直列抵抗値が増えたりする等、電気的特性が関連技術1に比べて劣るという問題があった。
However, the
そこで、本発明の目的は、支持腕部を有する音叉素子において、スプリアス成分の低減等、電気的特性を向上しうる技術を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique capable of improving electrical characteristics such as reduction of spurious components in a tuning fork element having a support arm portion.
本発明者は、関連技術2の音叉素子310においてスプリアス成分等の電気的特性が劣るという問題を解決すべく研究を重ねた結果、次の知見を得た。
The inventor conducted research to solve the problem that the electrical characteristics such as spurious components are inferior in the
振動腕部312a,312bが屈曲振動をすると、その一部が支持腕部313側に漏れる。これにより、支持腕部313が振動し、その振動が振動腕部312a,312bに戻ってくる。その結果、圧電効果によってスプリアス成分が増大する等、音叉素子310の電気的特性に悪い影響が出る。
When the vibrating
本発明は、この知見に基づきなされたものであり、
対向する第一辺及び第二辺並びに対向する第三辺及び第四辺からなる平面視略四角形状の基部と、
前記第一辺から同じ方向に延びた一対の振動腕部と、
前記第三辺の前記第二辺側及び前記第四辺の前記第二辺側の少なくとも一方に設けられ、前記第二辺側から前記振動腕部の短手方向に延び、その先端から更に前記振動腕部の長手方向に延びた支持腕部と、
を備えた音叉素子であって、
前記支持腕部に対向する前記第三辺及び前記四辺の少なくとも一方が前記振動腕部の根本から前記振動腕部の短手方向に延びてなる肩部を、
更に備えたことを特徴とする。
The present invention has been made based on this finding,
A substantially quadrangular base portion in plan view composed of first and second sides facing each other and third and fourth sides facing each other;
A pair of vibrating arms extending in the same direction from the first side;
Provided on at least one of the second side of the third side and the second side of the fourth side, extends from the second side in the lateral direction of the vibrating arm portion, and further from the tip thereof A support arm extending in the longitudinal direction of the vibrating arm;
A tuning fork element comprising:
A shoulder portion in which at least one of the third side and the four sides facing the support arm portion extends in a short direction of the vibrating arm portion from a root of the vibrating arm portion,
It is further provided with the feature.
本発明によれば、振動腕部の根本から振動腕部の短手方向に延びてなる肩部を設けたことにより、振動腕部から支持腕部へ伝わる振動及び支持腕部から振動腕部へ伝わる振動を肩部で減衰できるので、スプリアス成分の低減等、電気的特性を向上できる。 According to the present invention, by providing the shoulder portion extending from the root of the vibrating arm portion in the short direction of the vibrating arm portion, vibration transmitted from the vibrating arm portion to the supporting arm portion and from the supporting arm portion to the vibrating arm portion. Since the transmitted vibration can be damped at the shoulder, electrical characteristics such as reduction of spurious components can be improved.
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態(以下「実施形態」という。)について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いる。また、図面に描かれた形状は、当業者が理解しやすいように描かれているため、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致していない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, the same reference numerals are used for substantially the same components. Moreover, since the shape drawn on drawing is drawn so that those skilled in the art can understand easily, it does not necessarily correspond with an actual dimension and ratio.
図1は、実施形態1の音叉素子を示す平面図である。図2[A]は、図1におけるIIa−IIa線断面図である。図2[B]は、図1の音叉素子を素子搭載部材に実装した状態を示す概略断面図である。図2[C]は、図1の音叉素子における第一辺乃至第四辺の変形例を示す概略平面図である。以下、これらの図面に基づき説明する。 FIG. 1 is a plan view showing a tuning fork element according to the first embodiment. 2A is a cross-sectional view taken along line IIa-IIa in FIG. FIG. 2B is a schematic cross-sectional view showing a state where the tuning fork element of FIG. 1 is mounted on an element mounting member. FIG. 2C is a schematic plan view showing a modification of the first to fourth sides of the tuning fork element of FIG. Hereinafter, description will be given based on these drawings.
図1及び図2[A]に示すように、本実施形態1の音叉素子10は、基部11と一対の振動腕部12a,12bと支持腕部13とを備えている。基部11は、対向する第一辺111及び第二辺112並びに対向する第三辺113及び第四辺114からなる平面視略四角形状である。一対の振動腕部12a,12bは、第一辺111から同じ方向に延びている。支持腕部13は、第三辺113の第二辺112側及び第四辺114の第二辺112側の少なくとも一方に設けられ、第二辺112側から振動腕部12a,12bの短手方向に延び、その先端から更に振動腕部12a,12bの長手方向に延びている。本実施形態1では、第三辺113の第二辺112側にのみ支持腕部13が設けられている。そして、音叉素子10は、一対の肩部14a,14bを更に備えている。一対の肩部14a,14bは、第三辺113及び第四辺114がそれぞれ振動腕部12a,12bの根本から振動腕部12a,12bの短手方向に延びてなる。
As shown in FIGS. 1 and 2A, the
振動腕部12a,12bは、それぞれ基部11から同じ方向に延設され、その延設方向に沿って溝部15a,15bが設けられている。振動腕部12a,12bの先端には、それぞれ周波数調整用の錘部16a,16bが設けられている。基部11、振動腕部12a,12b、支持腕部13及び錘部16a,16bは、水晶振動片19からなる。音叉素子10は、水晶振動片19の他に、パッド電極21a,21b、励振電極22a,22b、周波数調整用金属膜23a,23b、配線パターン24a,24bなども備えている。
The vibrating
次に、音叉素子10の構成について更に詳しく説明する。
Next, the configuration of the
基部11は、平面視略四角形(実線及び破線で囲まれた領域)の平板となっている。水晶振動片19は、基部11、振動腕部12a,12b、支持腕部13及び錘部16a,16bが一体となって音叉形状をなしており、成膜技術、フォトリソグラフィ技術、ウェットエッチング技術によって製造される。
The
溝部15a,15bは、振動腕部12aの表裏面に二本ずつ及び振動腕部12bの表裏面に二本ずつ、基部11との境界部分から振動腕部12a,12bの先端に向って、振動腕部12a,12bの長手方向と平行に所定の長さで設けられる。なお、溝部15a,15bは、本実施形態1では振動腕部12aの表裏面に二本ずつ及び振動腕部12bの表裏面に二本ずつ設けられているが、それらの本数に制限はなく、例えば振動腕部12aの表裏面に一本ずつ及び振動腕部12bの表裏面に一本ずつ設けてもよく、また、表裏のどちらか片面にのみ設けてもよい。溝部15a,15b内には、ウェットエッチング時に貫通しないように、エッチング抑制パターンを設けてもよい。
The
振動腕部12aには、水晶を挟んで対向する平面同士が同極となるように、両側面に励振電極22aが設けられ、表裏面の溝部15aの内側に励振電極22bが設けられる。同様に、振動腕部12bには、水晶を挟んで対向する平面同士が同極となるように、両側面に励振電極22bが設けられ、表裏面の溝部15bの内側に励振電極22aが設けられる。したがって、振動腕部12aにおいては両側面に設けられた励振電極22aと溝部15a内に設けられた励振電極22bとが異極同士となり、振動腕部12bにおいては両側面に設けられた励振電極22bと溝部15b内に設けられた励振電極22aとが異極同士となる。
The vibrating
支持腕部13にはパッド電極21a,21bが設けられ、支持腕部13及び基部11には配線パターン24a,24bが設けられ、錘部16a,16bには周波数調整用金属膜23a,23bが設けられる。配線パターン24aはパッド電極21aと励振電極22aとの間を電気的に接続し、配線パターン24bはパッド電極21bと励振電極22bとの間を電気的に接続する。パッド電極21a、励振電極22a、周波数調整用金属膜23a及び配線パターン24aは、互いに電気的に導通している。パッド電極21b、励振電極22b、周波数調整用金属膜23b及び配線パターン24bも、互いに電気的に導通している。
The
図2[B]に示すように、音叉素子10は、パッド電極21a,21b(図1)及び導電性接着剤31a,31bを介して、素子搭載部材32側のパッド電極33a,33bにほぼ両持ち梁状に固定されると同時に電気的に接続される。音叉素子10が実装された素子搭載部材32は、蓋部材34によって封止される。その封止方法には、例えば電気溶接や溶融ガラスが用いられる。
As shown in FIG. 2 [B], the
水晶の結晶は三方晶系である。水晶の頂点を通る結晶軸をZ軸、Z軸に垂直な平面内の稜線を結ぶ三つの結晶軸をX軸、X軸及びZ軸に直交する座標軸をY軸とする。ここで、これらのX軸、Y軸及びZ軸からなる座標系をX軸を中心として±5度の範囲で回転させたときの回転後のY軸及びZ軸を、それぞれY’軸及びZ’軸とする。この場合、本実施形態1では、二本の振動腕部12a,12bの長手方向がY’軸の方向であり、二本の振動腕部12a,12bの短手方向がX軸の方向である。また、法線が+X軸方向を向く結晶面が+X面であり、法線が−X軸方向を向く結晶面が−X面である。
Quartz crystals are trigonal. A crystal axis passing through the crystal apex is defined as a Z axis, three crystal axes connecting ridge lines in a plane perpendicular to the Z axis are defined as an X axis, and a coordinate axis orthogonal to the X axis and the Z axis is defined as a Y axis. Here, when the coordinate system consisting of these X, Y, and Z axes is rotated within a range of ± 5 degrees around the X axis, the rotated Y axis and Z axis are respectively represented as Y ′ axis and Z axis. 'As axis. In this case, in the first embodiment, the longitudinal direction of the two vibrating
ここで、第一辺乃至第四辺111〜114の変形例について説明する。第一辺乃至第四辺111〜114は、それぞれ直線的なものに限らず、凹部や凸部を設けたものしてもよい。例えば、図2[C]に示すように、第一辺111にはリフトオフ法で電極を形成する際に好適な突起部171及びスリット172を設けてもよいし、第三辺113及び第四辺114には振動腕部12a,12bからの振動漏れを抑制する切れ込み部18a,18bを設けてもよい。
Here, modified examples of the first side to the
次に、音叉素子10の動作を説明する。音叉素子10を屈曲振動させる場合、パッド電極21a,21bに交番電圧を印加する。印加後のある電気的状態を瞬間的に捉えると、振動腕部12aの表裏の溝部15aに設けられた励振電極22bはプラス電位となり、振動腕部12aの両側面に設けられた励振電極22aはマイナス電位となり、プラスからマイナスに電界が生じる。このとき、振動腕部12bの表裏の溝部15bに設けられた励振電極22aはマイナス電位となり、振動腕部12bの両側面に設けられた励振電極22bはプラス電位となり、振動腕部12aに生じた極性とは反対の極性となり、プラスからマイナスに電界が生じる。この交番電圧で生じた電界によって、振動腕部12a,12bに伸縮現象が生じ、所定の共振周波数の屈曲振動モードが得られる。
Next, the operation of the
次に、音叉素子10の作用及び効果について説明する。なお、以下で述べる図3では、電極や錘部の図示を省略している。
Next, the operation and effect of the
(1)本実施形態1によれば、振動腕部12a,12bの根本から振動腕部12a,12bの短手方向に延びてなる肩部14a,14bを設けたことにより、振動腕部12aから支持腕部13へ伝わる振動及び支持腕部13から振動腕部12aへ伝わる振動を肩部14aで減衰できるので、スプリアス成分の低減等、電気的特性を向上できる。
(1) According to the first embodiment, by providing the
その理由は、次のとおりである。図3[A]に示す関連技術2では、振動腕部312aの振動V312aが振動V21として直に支持腕部313に伝わり、かつ、支持腕部313の振動V313が振動V22として直に振動腕部312aへ伝わる。これに対して、図3[B]に示す本実施形態1では、振動腕部12aの振動V12aが振動V11として、及び、支持腕部13の振動V13が振動V12として、それぞれ肩部14aで減衰する。
The reason is as follows. 3A, the vibration V312a of the vibrating
また、肩部14aを設けたことにより、第三辺113から振動腕部12aに連なる部分の剛性が高まるので、支持腕部13に設けられたパッド電極21a,21b(図1)を介して素子搭載部材32(図2[B])に実装する際に生じた応力が、振動腕部12aへ伝わりにくいので、この点からも電気的特性を向上できる。なお、肩部14aを振動腕部12aの短手方向に更に延ばして支持腕部13と一体化させることは、振動腕部12aから支持腕部13への振動漏れを増大させるので、好ましくない。肩部14bは、必ずしも必要ではないので、省略してもよい。
Further, since the
(2)図3[C]に示す関連技術2において、振動腕部312a,312bの対向面の反対側の外側面312cは、基部311の側面と同じ面になっている。つまり、基部311は、振動腕部312a,312bの根本での振動を、振動腕部312a,312bの片側(外側面312c)で抑制しにくい構造になっている。そのため、関連技術2では、仮想線で示すように、振動腕部312a,312bの根本における振動を十分に抑えられないので、振動腕部312a,312bの振動漏れが大きく、その漏れた振動によって支持腕部313も振動しやすかった。
(2) In Related Art 2 shown in FIG. 3C, the
これに対して、図3[D]に示す本実施形態1では、肩部14a,14bを設けたことにより、第三辺113から振動腕部12aに連なる部分及び第四辺114から振動腕部12bに連なる部分の剛性が高まるので、振動腕部12a,12bの根本での振動を基部11によって振動腕部12a,12bの両側から抑えることができる。そのため、仮想線で示すように、振動腕部12a,12bの根本における振動を十分に抑えられ、振動腕部12a,12bで確実に振動させることができるので、振動腕部12a,12bの振動漏れを低減できる。したがって、本実施形態1によれば、振動腕部12aから支持腕部13への振動漏れを低減できることにより、支持腕部13の振動も低減できるので、音叉素子10の電気的特性を向上できる。
On the other hand, in the first embodiment shown in FIG. 3D, by providing the
(3)フッ酸などを用いた水晶のウェットエッチングでは、水晶に特有の異方性エッチングによって、エッチング残渣が水晶に付着する。図3[E]に示す関連技術2では、肩部の無い構造であるため、振動腕部312a,312bの根本のそれぞれ片側にエッチング残渣L1,L2が生ずる。そして、これらのエッチング残渣L1,L2は、エッチングレートの差に起因して異なる大きさになる。つまり、−X面に生じるエッチング残渣L1は、+X面に生じるエッチング残渣L2よりも大きくなる。これにより、関連技術2では、振動腕部312a,312bの屈曲振動のバランスが崩れるので、異常な振動が発生して支持腕部313へ伝わりやすい。
(3) In wet etching of quartz using hydrofluoric acid or the like, etching residues adhere to the quartz by anisotropic etching unique to quartz. In the related technique 2 shown in FIG. 3E, since the structure does not have a shoulder portion, etching residues L1 and L2 are generated on one side of each of the roots of the vibrating
これに対し、図3[F]に示す本実施形態1では、肩部14a,14bの有る構造であるため、振動腕部12aの根本の両側にそれぞれエッチング残渣L1,L2’が生じ、振動腕部12bの根本の両側にそれぞれエッチング残渣L1’,L2が生ずる。ここで、エッチング残渣L1,L1’は、ともに−X面側に生じるので大きさがほぼ等しい。エッチング残渣L2,L2’は、ともに+X面に生じるので大きさがほぼ等しい。そのため、振動腕部12aの根本におけるエッチング残渣の量(L1+L2’)と、振動腕部12bの根本におけるエッチング残渣の量(L1’+L2)との対称性を、関連技術2に比べて高めることができる。よって、本実施形態1では、振動腕部12a,12bの屈曲振動のバランスが良好になるので、異常な振動を抑制できる。したがって、本実施形態1によれば、振動腕部12aから支持腕部13への異常な振動の伝達を抑制できることにより、支持腕部13の振動も抑制できるので、音叉素子10の電気的特性を向上できる。
On the other hand, in the first embodiment shown in FIG. 3 [F], since the structure has the
次に、実施形態2について説明する。図4[A]は、実施形態2の音叉素子を示す概略平面図である。なお、以下で述べる図4及び図5では、電極や錘部の図示を省略している。 Next, Embodiment 2 will be described. FIG. 4A is a schematic plan view showing the tuning fork element of the second embodiment. 4 and 5 described below, illustration of electrodes and weights is omitted.
本実施形態2では、肩部14a,14b又は基部11と振動腕部12a,12bとの間に、平面視略三角形状のテーパ部41a,41b,42a,42bが設けられている。換言すると、テーパ部41aは振動腕部12aの根本の+X面側、テーパ部41bは振動腕部12bの根本の−X面側、テーパ部42aは振動腕部12aの根本の−X面側、テーパ部42bは振動腕部12bの根本の+X面側にそれぞれ設けられている。
In the second embodiment, tapered
本実施形態2によれば、テーパ部41a,41b,42a,42bを設けたことにより、振動腕部12a,12bの根本での剛性を更に高められるので、振動腕部12a,12bの根本での振動を基部11及びテーパ部41a,…によって振動腕部12a,12bの両側からより強く抑えることができ、振動腕部12a,12bの振動漏れを更に低減できる。したがって、支持腕部13の振動も抑制できるので、音叉素子の電気的特性を更に向上できる。本実施形態2のその他の構成、作用及び効果は、実施形態1のそれらと同様である。
According to the second embodiment, since the
次に、実施形態3について説明する。図4[B]は、実施形態3の音叉素子を示す概略平面図である。 Next, Embodiment 3 will be described. FIG. 4B is a schematic plan view showing the tuning fork element of the third embodiment.
本実施形態3では、支持腕部13が設けられた第三辺113又は第四辺114と支持腕部13との間において、第二辺112側から第一辺111側へ延びるように第一エッチング残渣L3が生じ、結晶面の−X面に生じる(支持腕部13に接する)第一エッチング残渣L3の先端が第一辺111の位置を越えない。本実施形態3では、第三辺113にのみ支持腕部13が設けられるので、第一エッチング残渣L3の先端は第三辺113と支持腕部13との間にのみ存在する。換言すると、第二辺112から第一エッチング残渣L3の先端までの長さH1は、第二辺112から第一辺111までの長さH2よりも短い(すなわちH1<H2が成り立つ。)。
In the third embodiment, the
エッチング残渣L3は、振動腕部12aから基部11を経て支持腕部13へ至る振動漏れを伝達する働きをするので、できるだけ小さいことが望まれる。H1>H2となることは、エッチング残渣L3が大きいことになり、振動腕部12aから支持腕部13への振動漏れを増大させるので、好ましくない。本実施形態3によれば、H1<H2が成り立つことにより、エッチング残渣L3が十分に小さいので、振動腕部12aから支持腕部13への振動漏れを低減でき、その結果、支持腕部13の振動も抑制できるので、音叉素子の電気的特性を更に向上できる。本実施形態3のその他の構成、作用及び効果は、実施形態1、2のそれらと同様である。
The etching residue L3 functions to transmit vibration leakage from the vibrating
次に、実施形態4について説明する。図5[A]は、実施形態4の音叉素子を示す概略平面図である。 Next, Embodiment 4 will be described. FIG. 5A is a schematic plan view showing the tuning fork element of the fourth embodiment.
本実施形態4では、一対の振動腕部12a,12bの相互間に振動腕部12a,12bの長手方向に突出した突起部174と、突起部174の先端から振動腕部12a,12bの長手方向に形成されたスリット175と、を更に備えている。そして、突起部174と振動腕部12a,12bとの間において、第一辺111側から振動腕部12a,12bの長手方向へ延びるように第二エッチング残渣L4が生じ、第二エッチング残渣L4の先端から第一辺111までの長さh1が、突起部174の先端から第一辺111までの長さh2よりも短い。長さh2は後述する「突出量」に相当する。
In the fourth embodiment, a protruding
詳しく言えば、本実施形態4では、一対の振動腕部12a,12bの相互間における第一辺111を底辺とし、頂点173が振動腕部12a,12bの長手方向に突出した平面視略三角形状の突起部174と、頂点173から振動腕部12a,12bの長手方向に形成されたスリット175と、を更に備えている。そして、スリット175と振動腕部12a,12bとの間において、第一辺111側から振動腕部12a,12bの長手方向へ延びるように第二エッチング残渣L4が生じ、頂点173から結晶軸の+X軸方向にある振動腕部12aに、第二エッチング残渣L4の先端が接しており、その第二エッチング残渣L4の先端から第一辺111までの長さh1が、突起部174の先端から第一辺111までの長さh2よりも短い(すなわちh1<h2が成り立つ。)。突起部174は、三角形状に限らず、四角形状等どのような形状でもよい。
Specifically, in the fourth embodiment, the
h1>h2となることは、突起部174の突出量が不十分であることを意味する。そのため、h1>h2の場合に、電極膜を分離できるようにスリット175を長くすると、基部11が割れやすくなる。特に、支持腕部13が有る場合は、それだけ全体が重くなるので、より割れやすくなる。そこで、本実施形態4によれば、h1<h2とすることにより、突起部174の突出量を十分に確保できるので、スリット175を十分に長くでき、支持腕部13が有る場合でも基部11の破損を抑制できる。本実施形態4のその他の構成、作用及び効果は、実施形態1〜3のそれらと同様である。
h1> h2 means that the protruding amount of the
次に、実施形態5について説明する。図5[B]は、実施形態の音叉素子を示す概略平面図である。 Next, Embodiment 5 will be described. FIG. 5B is a schematic plan view showing the tuning fork element of the embodiment.
本実施形態5では、一対の振動腕部12a,12bの相互間に振動腕部12a,12bの長手方向に突出した突起部174と、突起部174の先端から振動腕部12a,12bの長手方向に形成されたスリット175と、を更に備えている。そして、突起部174の先端から振動腕部12aに至る間及び突起部174の先端から振動腕部12bに至る間のうち、エッチング残渣が大きく生じる方に、少なくとももう一本のスリット176が形成されている。
In the fifth embodiment, a protruding
詳しく言えば、本実施形態5では、一対の振動腕部12a,12bの相互間における第一辺111を底辺とし、頂点173が振動腕部12a,12bの長手方向に突出した平面視略三角形状の突起部174と、頂点173から振動腕部12a,12bの長手方向に形成されたスリット175と、を更に備えている。頂点173から+X軸方向にあるエッチング残渣は、頂点173から−X軸方向にあるエッチング残渣よりも大きくなる。そのため、突起部174において、頂点173から振動腕部12aに至る間に、別のスリット176が形成されている。
More specifically, in the fifth embodiment, the
頂点173から振動腕部12aに至るまでの間にもう一本のスリット176を形成することにより、突起部174から見て+X軸方向にあるエッチング残渣の大きさを、−X軸方向にあるエッチング残渣の大きさに近づけることができる。換言すると、振動腕部12a,12bの根本にある第二エッチング残渣L4(図5[A])の各々の剛性を同じにすることができる。よって、本実施形態5では、振動腕部12a,12bの屈曲振動のバランスが良好になるので、異常な振動を抑制でき、これにより支持腕部13の振動も抑制できるので、音叉素子の電気的特性を更に向上できる。これに加え、二本のスリット175,176を設けたことにより、電極膜の分離不良をより低減できる。本実施形態5のその他の構成、作用及び効果は、実施形態1〜4のそれらと同様である。
By forming another
次に、実施形態6について説明する。図6[A]は、実施形態6の音叉素子を示す概略平面図である。 Next, Embodiment 6 will be described. FIG. 6A is a schematic plan view showing the tuning fork element of the sixth embodiment.
図5[B]に示す実施形態5では突起部174の左半分側にもう一本のスリット176を設けているのに対し、図6[A]に示す本実施形態6では突起部177の右半分側にもう一本のスリット178を設けている。すなわち、本実施形態6では、一対の振動腕部12a,12bの相互間に振動腕部12a,12bの長手方向に突出した突起部177と、突起部177の先端177eから振動腕部12a,12bの長手方向に形成されたスリット175と、を更に備えている。そして、突起部177の先端177eから振動腕部12aに至る間及び突起部177の先端177eから振動腕部12bに至る間のうち、エッチング残渣が大きく生じる方に、少なくとももう一本のスリット178が形成されている。
In the fifth embodiment shown in FIG. 5B, another
詳しく言えば、本実施形態6における突起部177は、一対の振動腕部12a,12bの相互間における第一辺111を底辺とし、頂点173が振動腕部12a,12bの長手方向に突出した平面視略三角形状の三角状突起177cと、三角状突起177cの頂点173付近から振動腕部12a,12bの長手方向に突出した平面視略四角形状の四角状突起177dと、を有する。四角状突起177dには、図において左側面に+X面、右側面に−X面がそれぞれ現れる。−X面に生じるエッチング残渣は、+X面に生じるエッチング残渣よりも大きくなる。つまり、先端177eから−X軸方向にあるエッチング残渣は、先端177eから+X軸方向にあるエッチング残渣よりも大きくなる。そのため、先端177eから振動腕部12bに至る間に、別のスリット178が形成されている。
Specifically, the
先端177eから振動腕部12bに至るまでの間にもう一本のスリット178を形成することにより、突起部177の先端177eから見て−X軸方向にあるエッチング残渣の大きさを、+X軸方向にあるエッチング残渣の大きさに近づけることができる。換言すると、振動腕部12a,12bの根本にあるエッチング残渣の各々の剛性を同じにすることができる。よって、本実施形態6では、振動腕部12a,12bの屈曲振動のバランスが良好になるので、異常な振動を抑制でき、これにより支持腕部13の振動も抑制できるので、音叉素子の電気的特性を更に向上できる。これに加え、二本のスリット175,178を設けたことにより、電極膜の分離不良をより低減できる。本実施形態6のその他の構成、作用及び効果は、実施形態5のそれらと同様である。
By forming another
次に、実施形態7について説明する。図6[B]は、実施形態7の音叉素子を示す概略平面図である。 Next, Embodiment 7 will be described. FIG. 6B is a schematic plan view showing the tuning fork element of the seventh embodiment.
本実施形態7は、図1に示す実施形態1の具体的な寸法例である。振動腕部12a,12bの長手方向に平行な寸法を「長さ」、振動腕部12a,12bの短手方向に平行な寸法を「幅」とする。基部11は、長さL11が120μm(支持腕部13との連結部分を除く。)、幅W11が285μmである。振動腕部12a,12bは、長さL12が461μm、幅W12が35μmである。支持腕部13は、幅W13が60〜80μmである。錘部16a,16bは、長さL16が238.6μm、幅W16が165μm、支持腕部13と基部11とを連結する部分は、長さL10が45μm、幅W10(基部11を含む。)が500μmである。また、公差は±30μm〜±50μmである。本実施形態7のその他の構成、作用及び効果は、実施形態1のそれらと同様である。
The seventh embodiment is a specific dimension example of the first embodiment shown in FIG. The dimension parallel to the longitudinal direction of the vibrating
以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。 Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention. Further, the present invention includes a combination of some or all of the configurations of the above-described embodiments as appropriate.
本発明は、基部と振動腕部と支持腕部とを備える音叉素子であれば、どのようなものにでも利用可能である。 The present invention can be applied to any tuning fork element including a base, a vibrating arm, and a support arm.
<実施形態1>
10 音叉素子
11 基部
111 第一辺
112 第二辺
113 第三辺
114 第四辺
12a,12b 振動腕部
13 支持腕部
14a,14b 肩部
15a,15b 溝部
16a,16b 錘部
171 突起部
172 スリット
18a,18b 切れ込み部
19 水晶振動片
21a,21b パッド電極
22a,22b 励振電極
23a,23b 周波数調整用金属膜
24a,24b 配線パターン
31a,31b 導電性接着剤
32 素子搭載部材
33a,33b パッド電極
34 蓋部材
L1,L1’,L2,L2’ エッチング残渣
V11,V12,V12a,V13 振動
<実施形態2>
41a,41b,42a,42b テーパ部
<実施形態3>
L3 第一エッチング残渣
<実施形態4>
173 頂点
174 突起部
175 スリット
L4 第二エッチング残渣
<実施形態5>
176 スリット
<実施形態6>
177 突起部
177c 三角状突起
177d 四角状突起
177e 先端
178 スリット
<実施形態7>
L10,L11,L12,L16 長さ
W10,W11,W12,W13,W16 幅
<関連技術1>
210 音叉素子
211 基部
212a,212b 振動腕部
<関連技術2>
310 音叉素子
311 基部
312a,312b 振動腕部
312c 外側面
313 支持腕部
V21,V22,V312a,V313 振動
<Embodiment 1>
DESCRIPTION OF
41a, 41b, 42a, 42b Tapered portion <Embodiment 3>
L3 First etching residue <Embodiment 4>
173
176 Slit <Embodiment 6>
177
L10, L11, L12, L16 Length W10, W11, W12, W13, W16 Width <Related technology 1>
210
310
Claims (5)
前記第一辺から同じ方向に延びた一対の振動腕部と、
前記第三辺の前記第二辺側及び前記第四辺の前記第二辺側の少なくとも一方に設けられ、前記第二辺側から前記振動腕部の短手方向に延び、その先端から更に前記振動腕部の長手方向に延びた支持腕部と、
を備えた音叉型水晶振動素子であって、
前記支持腕部に対向する前記第三辺及び前記四辺の少なくとも一方が前記振動腕部の根本から前記振動腕部の短手方向に延びてなる肩部を、
更に備えたことを特徴とする音叉型水晶振動素子。 A substantially quadrangular base portion in plan view composed of first and second sides facing each other and third and fourth sides facing each other;
A pair of vibrating arms extending in the same direction from the first side;
Provided on at least one of the second side of the third side and the second side of the fourth side, extends from the second side in the lateral direction of the vibrating arm portion, and further from the tip thereof A support arm extending in the longitudinal direction of the vibrating arm;
A tuning-fork type crystal vibrating element comprising:
A shoulder portion in which at least one of the third side and the four sides facing the support arm portion extends in a short direction of the vibrating arm portion from a root of the vibrating arm portion,
A tuning-fork type crystal vibrating element further comprising:
請求項1記載の音叉型水晶振動素子。 Between the shoulder portion or the base portion and the vibrating arm portion, a tapered portion having a substantially triangular shape in plan view is provided.
The tuning fork type crystal vibrating element according to claim 1.
結晶面の−X面に生じる前記第一エッチング残渣の先端が前記第一辺の位置を越えない、
請求項1又は2記載の音叉型水晶振動素子。 Between the third side or the fourth side provided with the support arm portion and the support arm portion, a first etching residue is generated so as to extend from the second side to the first side,
The tip of the first etching residue generated in the −X plane of the crystal plane does not exceed the position of the first side,
The tuning-fork type crystal vibrating element according to claim 1 or 2.
前記突起部の先端から前記振動腕部の長手方向に形成されたスリットとを更に備え、
前記突起部と前記振動腕部との間において、前記第一辺側から前記振動腕部の長手方向へ延びるように第二エッチング残渣が生じ、
前記第二エッチング残渣の先端から前記第一辺までの長さが、前記突起部の先端から前記第一辺までの長さよりも短い、
請求項1乃至3のいずれか一つに記載の音叉型水晶振動素子。 A protrusion projecting in the longitudinal direction of the vibrating arm part between the pair of vibrating arm parts;
A slit formed in the longitudinal direction of the vibrating arm from the tip of the protrusion,
Between the protruding portion and the vibrating arm portion, a second etching residue is generated so as to extend from the first side in the longitudinal direction of the vibrating arm portion,
The length from the tip of the second etching residue to the first side is shorter than the length from the tip of the protrusion to the first side,
The tuning-fork type crystal vibrating element according to any one of claims 1 to 3.
前記突起部の先端から前記振動腕部の長手方向に形成されたスリットとを更に備え、
前記突起部の先端から前記一対の振動腕部の一方に至る間及び前記突起部の先端から前記一対の振動腕部の他方に至る間のうち、エッチング残渣が大きく生じる方に、少なくとも一本の別のスリットが形成された、
請求項1乃至4のいずれか一つに記載の音叉型水晶振動素子。 A protrusion projecting in the longitudinal direction of the vibrating arm part between the pair of vibrating arm parts;
A slit formed in the longitudinal direction of the vibrating arm from the tip of the protrusion,
At least one of the etching residue is generated between the leading end of the protruding portion and one of the pair of vibrating arm portions and between the leading end of the protruding portion and the other of the pair of vibrating arm portions. Another slit was formed,
The tuning-fork type crystal vibrating element according to any one of claims 1 to 4.
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