JP2017200014A - Vibration piece substrate, manufacturing method for vibration piece, vibrator, oscillator, electronic apparatus, and movable body - Google Patents

Vibration piece substrate, manufacturing method for vibration piece, vibrator, oscillator, electronic apparatus, and movable body Download PDF

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JP2017200014A JP2016088409A JP2016088409A JP2017200014A JP 2017200014 A JP2017200014 A JP 2017200014A JP 2016088409 A JP2016088409 A JP 2016088409A JP 2016088409 A JP2016088409 A JP 2016088409A JP 2017200014 A JP2017200014 A JP 2017200014A
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vibrating
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明法 山田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibration piece substrate capable of achieving improvement in yield of a vibration piece, and a manufacturing method for the vibration piece, a vibrator, an oscillator, an electronic apparatus and a movable body.SOLUTION: A vibration piece substrate has: a vibration piece 4; and a support section 2 connected to the vibration piece via a coupling section. The vibration piece has: a base section 41; and vibration arms 42 and 43 extending in a first direction from the base section. When n is defined as a natural number of 2 or more, and j is defined as a natural number of 1 or more and of n or less, the vibration piece is subjected to vibration having n pieces of natural vibration modes having resonance frequencies different from one another. The n pieces of natural vibration modes include a natural vibration mode of main vibration, and, in a relation among resonance frequencies fcorresponding to individual ones of the n pieces of natural vibration modes and an arbitrary integer k, standardize frequency differences by the arbitrary integer, and have a predetermined relationship among a resonance frequency of the main vibration and the frequency differences.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、振動片基板、振動片の製造方法、振動子、発振器、電子機器および移動体に関するものである。   The present invention relates to a resonator element substrate, a method for manufacturing a resonator element, a vibrator, an oscillator, an electronic device, and a moving body.

従来から、特許文献1に示すように、水晶ウエハに複数の振動片を作り込み、水晶ウエハ上で(すなわち、水晶ウエハに接続されている状態で)各振動片の主振動の共振周波数やCI値を測定することが行われている。そして、測定の結果が所定条件を満足していない振動片を除外することで、振動片の歩留まりの向上を図っている。   Conventionally, as shown in Patent Document 1, a plurality of vibrating pieces are formed on a quartz wafer, and the resonance frequency or CI of the main vibration of each vibrating piece on the quartz wafer (that is, in a state of being connected to the quartz wafer). Measuring the value is done. Then, by removing the resonator element whose measurement result does not satisfy the predetermined condition, the yield of the resonator element is improved.

特開2008−177723号公報JP 2008-177723 A

しかしながら、従来では、振動片の主振動と水晶ウエハが持つ振動モードとの結合を考慮していないため、水晶ウエハ上での振動片の主振動の共振周波数やCI値と、水晶ウエハから折り取った状態での振動片の主振動の共振周波数やCI値と、が大きく異なってしまう場合がある。そのため、水晶ウエハ上では所定条件を満足していても、水晶ウエハから折り取った後では所定条件を満足しない振動片が発生してしまう場合がある。したがって、振動片の歩留まりを高めることができない。   However, conventionally, since the coupling between the main vibration of the resonator element and the vibration mode of the crystal wafer is not taken into consideration, the resonance frequency and CI value of the main vibration of the resonator element on the crystal wafer and the crystal wafer can be removed from the crystal wafer. In some cases, the resonance frequency or CI value of the main vibration of the resonator element in the above state may be greatly different. Therefore, even if the predetermined condition is satisfied on the quartz wafer, a vibrating piece that does not satisfy the predetermined condition may be generated after being broken from the quartz wafer. Therefore, the yield of the resonator element cannot be increased.

本発明の目的は、振動片の歩留まりの向上を図ることのできる振動片基板、振動片の製造方法、振動子、発振器、電子機器および移動体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a resonator element substrate, a method of manufacturing a resonator element, a resonator, an oscillator, an electronic device, and a moving body that can improve the yield of the resonator element.

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、以下の適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following application examples.

本適用例の振動片基板は、少なくとも1つの振動片と、
連結部と、
前記振動片に前記連結部を介して接続されている支持部と、
を有し、
前記振動片は、
基部と、
前記基部から第1方向に延びている振動腕と、
を有し、
nを2以上の自然数、
jを1以上であって前記n以下の自然数としたとき、
前記振動片は、互いに異なる共振周波数を有する前記n個の固有振動モードを有した振動をし、
前記n個の固有振動モードは、主振動の固有振動モードを含み、
前記n個の固有振動モードのそれぞれに対応する共振周波数fと任意の整数kとの関係において、
前記主振動の共振周波数をfとし、規格された周波数差Δfを

Figure 2017200014
としたとき、
Figure 2017200014
の関係を満たし、
前記任意の整数kは、
Figure 2017200014
および、
Figure 2017200014
の関係を満足することを特徴とする。
これにより、水晶ウエハ上で振動片の主振動の共振周波数やCI値を測定する際に内部共振が発生し難くなり、水晶ウエハ上での振動片の主振動の共振周波数やCI値と、水晶ウエハから折り取った状態での振動片の主振動の共振周波数やCI値と、のズレを小さくすることができる。そのため、振動片の歩留まりの向上を図ることができる。 The vibration piece substrate of this application example includes at least one vibration piece,
A connecting part;
A support portion connected to the vibrating piece via the connecting portion;
Have
The vibrating piece is
The base,
A vibrating arm extending in a first direction from the base;
Have
n is a natural number of 2 or more,
When j is 1 or more and the natural number is n or less,
The vibrating piece vibrates having the n natural vibration modes having different resonance frequencies,
The n natural vibration modes include a natural vibration mode of a main vibration,
In the relationship between the resonance frequency f j corresponding to each of the n natural vibration modes and an arbitrary integer k j ,
Let the resonance frequency of the main vibration be f 1 and the standardized frequency difference Δf be
Figure 2017200014
When
Figure 2017200014
Satisfy the relationship
The arbitrary integer k j is
Figure 2017200014
and,
Figure 2017200014
It is characterized by satisfying the relationship.
This makes it difficult for internal resonance to occur when measuring the resonance frequency and CI value of the main vibration of the resonator element on the crystal wafer, and the resonance frequency and CI value of the main vibration of the resonator element on the crystal wafer and the crystal Deviations from the resonance frequency and CI value of the main vibration of the resonator element in the state of being broken from the wafer can be reduced. For this reason, the yield of the resonator element can be improved.

本適用例の振動片基板では、

Figure 2017200014
の関係を満足することが好ましい。
これにより、低次の非線形性が顕著に現れる振動片においても主振動と他の固有振動モードとの内部共振に起因した主振動の振動エネルギーの漏洩(以下、「振動漏れ」とも言う)を低減することができる。 In the vibration piece substrate of this application example,
Figure 2017200014
It is preferable to satisfy this relationship.
As a result, leakage of vibration energy of the main vibration (hereinafter also referred to as “vibration leakage”) due to internal resonance between the main vibration and other natural vibration modes is reduced even in a resonator element in which low-order nonlinearity appears remarkably. can do.

本適用例の振動片基板では、前記振動片は、
前記第1方向と交差する第2方向に並び、前記基部から前記第1方向に延びている一対の前記振動腕を有し、
前記一対の振動腕が前記第2方向に逆相で屈曲振動する第2方向逆相モード、
前記一対の振動腕が前記第2方向に同相で屈曲振動する第2方向同相モード、
前記一対の振動腕が前記基部の厚さ方向に沿う第3方向に逆相で屈曲振動する第3方向逆相モード、
前記一対の振動腕が前記第3方向に同相で屈曲振動する第3方向同相モード、
前記一対の振動腕がそれぞれの前記第1方向に延びる軸まわりに逆相で捩じれる捩り逆相モード、
前記一対の振動腕がそれぞれの前記第1方向に延びる軸まわりに同相で捩じれる捩り同相モード、
前記振動片基板が前記第3方向に沿って変形する第3方向基板モード、および
前記振動片基板の輪郭が前記第3方向と交差する方向に変形する基板輪郭モード、のうち、少なくとも2つの前記固有モードの高次モードを含んでいることが好ましい。
これにより、振動腕以外の部位の振動が低減されるため、振動漏れの小さい振動子となる。
In the resonator element substrate of this application example, the resonator element is
A pair of vibrating arms arranged in a second direction intersecting the first direction and extending from the base in the first direction;
A second direction anti-phase mode in which the pair of vibrating arms bend and vibrate in the opposite direction to the second direction;
A second direction in-phase mode in which the pair of vibrating arms flexurally vibrate in the second direction in phase;
A third direction anti-phase mode in which the pair of vibrating arms bend and vibrate in a reverse phase in a third direction along the thickness direction of the base,
A third direction in-phase mode in which the pair of vibrating arms bend and vibrate in phase in the third direction;
A torsional anti-phase mode in which the pair of vibrating arms is twisted in an anti-phase around an axis extending in the first direction;
A torsional in-phase mode in which the pair of vibrating arms are twisted in-phase around an axis extending in the first direction;
At least two of the third direction substrate mode in which the resonator element substrate deforms along the third direction and the substrate contour mode in which the contour of the resonator element substrate deforms in a direction intersecting the third direction. It is preferable to include a higher-order mode of the eigenmode.
As a result, vibrations in parts other than the vibrating arms are reduced, and the vibrator has a small vibration leakage.

本適用例の振動片基板では、前記第3方向基板モードおよび前記基板輪郭モードの高次モードは、2次以上、10次以下のモードであることが好ましい。
高次モードは、次数が小さい程、主振動への影響が大きいため、本発明による効果がより大きくなる。
In the resonator element substrate of this application example, it is preferable that the higher-order modes of the third direction substrate mode and the substrate contour mode are modes of the second order or more and the tenth order or less.
Since the higher order mode has a larger influence on the main vibration as the order is smaller, the effect of the present invention is further increased.

本適用例の振動片基板では、前記主振動は、前記第2方向逆相モードであることが好ましい。
これにより、高いQ値を実現でき、CI値の小さな振動片となる。
In the resonator element substrate of this application example, it is preferable that the main vibration is in the second direction antiphase mode.
As a result, a high Q value can be realized, and a resonator element having a small CI value can be obtained.

本適用例の振動片基板では、前記振動腕は、主面に開口する溝部を有し、
前記振動腕の前記第1方向の長さをL[m]としたとき、
前記振動腕の基端と前記基端から先端側へL/3離間した位置との間に少なくとも前記溝部の一部が設けられており、
前記振動腕の前記主振動の振動方向の長さをW[m]としたとき、

Figure 2017200014
の関係を満足することが好ましい。
ただし、
Figure 2017200014
ρ[kg/m]は、前記振動腕の質量密度
Cp[J/(kg・K)]は、前記振動腕の熱容量
k[W/(m・K)]は、前記振動腕の前記主振動の振動方向に沿った熱伝導率
これにより、Q値の劣化を低減することができる。 In the resonator element substrate of this application example, the vibrating arm has a groove portion that opens to a main surface,
When the length of the vibrating arm in the first direction is L [m],
At least a part of the groove is provided between the base end of the vibrating arm and a position spaced from the base end to the tip side by L / 3,
When the length of the vibration direction of the main vibration of the vibrating arm is W [m],
Figure 2017200014
It is preferable to satisfy this relationship.
However,
Figure 2017200014
ρ [kg / m 3 ] is the mass density of the vibrating arm Cp [J / (kg · K)] is the heat capacity of the vibrating arm k [W / (m · K)] is the main density of the vibrating arm Thermal conductivity along the vibration direction of the vibration. Thereby, deterioration of the Q value can be reduced.

本適用例の振動片基板では、前記振動腕の前記主振動の振動方向の長さをW[m]としたとき、

Figure 2017200014
の関係を満足することが好ましい。
ただし、
Figure 2017200014
ρ[kg/m]は、前記振動腕の質量密度
Cp[J/(kg・K)]は、前記振動腕の熱容量
k[W/(m・K)]は、前記振動腕の前記主振動の振動方向に沿った熱伝導率
これにより、Q値の劣化を低減することができる。 In the resonator element substrate of this application example, when the length of the vibration direction of the main vibration of the vibrating arm is W [m],
Figure 2017200014
It is preferable to satisfy this relationship.
However,
Figure 2017200014
ρ [kg / m 3 ] is the mass density of the vibrating arm Cp [J / (kg · K)] is the heat capacity of the vibrating arm k [W / (m · K)] is the main density of the vibrating arm Thermal conductivity along the vibration direction of the vibration. Thereby, deterioration of the Q value can be reduced.

本適用例の振動片基板では、前記振動片は、前記主振動に対して対称面となる1つの仮想振動対称面を有していることが好ましい。
これにより、振動漏れが低減され、Q値の低下が低減される。
In the resonator element substrate of this application example, it is preferable that the resonator element has one virtual vibration symmetry plane that is a symmetry plane with respect to the main vibration.
As a result, vibration leakage is reduced, and a decrease in Q value is reduced.

本適用例の振動片基板では、前記振動片は、前記主振動に対して対称面となる仮想振動対称面を少なくとも2つ有していることが好ましい。
これにより、振動漏れが低減され、Q値の低下が低減される。
In the resonator element substrate of this application example, it is preferable that the resonator element has at least two virtual vibration symmetry planes that are symmetry planes with respect to the main vibration.
As a result, vibration leakage is reduced, and a decrease in Q value is reduced.

本適用例の振動片基板では、前記連結部は、前記仮想振動対称面と重なっていることが好ましい。
これにより、振動腕の振動が支持部に漏れ難くなる。
In the resonator element substrate of this application example, it is preferable that the connecting portion overlaps the virtual vibration symmetry plane.
Thereby, the vibration of the vibrating arm is difficult to leak to the support portion.

本適用例の振動片基板では、前記連結部は、前記仮想振動対称面から離間していることが好ましい。
これにより、振動腕の振動が支持部に漏れ易くなるため、本発明による効果がより大きくなる。
In the resonator element substrate of this application example, it is preferable that the connecting portion is separated from the virtual vibration symmetry plane.
Thereby, since the vibration of the vibrating arm is likely to leak to the support portion, the effect of the present invention is further increased.

本適用例の振動片基板では、
前記振動片のQ値をQとしたとき、

Figure 2017200014
の関係を満足することが好ましい。
ただし、
Figure 2017200014
Figure 2017200014
A=7.3690×10−2
B=1.2544×10−5
C=1.1以上、1.3以下
ρ[kg/m]は、前記振動腕の質量密度
Cp[J/(kg・K)]は、前記振動腕の熱容量
c[N/m]は、前記振動腕の延在方向に関する弾性定数
α[1/K]は、前記振動腕の延びる方向に関する熱膨張係数
Θ[K]は、環境温度
k[W/(m・K)]は、前記振動腕の前記主振動の振動方向に沿った熱伝導率
πは、円周率
これにより、小型で、Q値の高い振動片となる。 In the vibration piece substrate of this application example,
When the Q value of the resonator element is Q,
Figure 2017200014
It is preferable to satisfy this relationship.
However,
Figure 2017200014
Figure 2017200014
A = 7.3690 × 10 −2
B = 1.2544 × 10 −5
C = 1.1 or more and 1.3 or less ρ [kg / m 3 ] is the mass density of the vibrating arm Cp [J / (kg · K)] is the heat capacity of the vibrating arm c [N / m 2 ] Is the elastic constant α [1 / K] in the extending direction of the vibrating arm, the thermal expansion coefficient Θ [K] in the extending direction of the vibrating arm is the environmental temperature k [W / (m · K)], The thermal conductivity π along the vibration direction of the main vibration of the vibrating arm is the circumferential ratio. Thus, the vibration piece is small and has a high Q value.

本適用例の振動片の製造方法は、上記適用例の振動片基板を準備する工程と、
前記連結部を切断して前記振動片を前記支持部から分離する工程と、を含んでいることを特徴とする。
これにより、所望の振動特性(共振周波数やCI値)からのずれが少ない振動片が得られる。
The manufacturing method of the resonator element according to the application example includes a step of preparing the resonator element substrate according to the application example,
Cutting the connecting portion to separate the vibrating piece from the support portion.
Thereby, a resonator element with little deviation from desired vibration characteristics (resonance frequency and CI value) can be obtained.

本適用例の振動子は、上記適用例の振動片基板から分離された前記振動片と、
前記振動片を収容するパッケージと、を有していることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い振動子が得られる。
The vibrator according to the application example includes the resonator element separated from the resonator element substrate according to the application example,
And a package for housing the vibration piece.
Thereby, a highly reliable vibrator is obtained.

本適用例の発振器は、上記適用例の振動片基板から分離された前記振動片と、
発振回路と、を有していることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い発振器が得られる。
The oscillator of this application example, the resonator element separated from the resonator element substrate of the application example,
And an oscillation circuit.
Thereby, a highly reliable oscillator can be obtained.

本適用例の電子機器は、上記適用例の振動片基板から分離された前記振動片を有していることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
An electronic apparatus according to this application example includes the resonator element separated from the resonator element substrate according to the application example.
As a result, a highly reliable electronic device can be obtained.

本適用例の移動体は、上記適用例の振動片基板から分離された前記振動片を有していることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。
The moving body of this application example includes the vibration piece separated from the vibration piece substrate of the application example.
Thereby, a mobile body with high reliability is obtained.

本発明の第1実施形態に係る振動片基板を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the resonator element substrate according to the first embodiment of the invention. 図1に示す振動片基板が有する振動片の上面図である。FIG. 2 is a top view of a resonator element included in the resonator element substrate illustrated in FIG. 1. 図2に示す振動片を上面側から見たときの透過図である。FIG. 3 is a transmission diagram when the resonator element shown in FIG. 2 is viewed from the upper surface side. 図2に示す振動片の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the resonator element shown in FIG. 2. 屈曲振動時の熱伝導について説明する振動腕の断面図である。It is sectional drawing of the vibrating arm explaining the heat conduction at the time of bending vibration. Q値とf/f0の関係を示すグラフである。It is a graph showing the relationship between the Q value and f 1 / f0. 振動片基板の固有振動モードを示す平面図である。It is a top view which shows the natural vibration mode of a vibration piece board | substrate. 振動片基板の固有振動モードを示す平面図である。It is a top view which shows the natural vibration mode of a vibration piece board | substrate. ΔfとQ値の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between (DELTA) f and Q value. Δfと温度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between (DELTA) f and temperature. CI上昇率と温度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between CI increase rate and temperature. CIと温度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between CI and temperature. 振動腕の長さと振動腕の幅の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the length of a vibrating arm, and the width | variety of a vibrating arm. 本発明の第2実施形態に係る振動片基板の平面図である。6 is a plan view of a resonator element substrate according to a second embodiment of the invention. FIG. 本発明の第3実施形態に係る振動片基板の平面図である。6 is a plan view of a resonator element substrate according to a third embodiment of the invention. FIG. 本発明の第4実施形態に係る振動片基板の平面図である。6 is a plan view of a resonator element substrate according to a fourth embodiment of the invention. FIG. 図16に示す振動片基板が有する振動片の作動を説明する図である。It is a figure explaining the action | operation of the vibration piece which the vibration piece board | substrate shown in FIG. 図16に示す振動片基板が有する振動片の作動を説明する図である。It is a figure explaining the action | operation of the vibration piece which the vibration piece board | substrate shown in FIG. 本発明の第5実施形態に係る振動片基板の平面図である。FIG. 10 is a plan view of a resonator element substrate according to a fifth embodiment of the invention. 図19に示す振動片基板の変形例を示す平面図である。FIG. 20 is a plan view illustrating a modification of the resonator element substrate illustrated in FIG. 19. 本発明の第6実施形態に係る振動片基板の平面図である。FIG. 10 is a plan view of a resonator element substrate according to a sixth embodiment of the invention. 図21に示す振動片基板が有する振動片の作動を説明する図である。It is a figure explaining the action | operation of the vibration piece which the vibration piece board | substrate shown in FIG. 21 has. 図21に示す振動片基板が有する振動片の作動を説明する図である。It is a figure explaining the action | operation of the vibration piece which the vibration piece board | substrate shown in FIG. 21 has. 本発明の第7実施形態に係る振動子を示す上面図である。It is a top view showing a vibrator concerning a 7th embodiment of the present invention. 図24に示す振動子の断面図である。FIG. 25 is a cross-sectional view of the vibrator shown in FIG. 24. 振動片の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of a vibration piece. 本発明の第8実施形態に係る発振器を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the oscillator concerning 8th Embodiment of this invention. 本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating a configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which an electronic apparatus of the present invention is applied. 本発明の電子機器を適用した携帯電話機(スマートフォン、PHS等も含む)の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the mobile telephone (a smart phone, PHS etc. are included) to which the electronic device of this invention is applied. 本発明の電子機器を適用したデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the digital still camera to which the electronic device of this invention is applied. 本発明の移動体を適用した自動車を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the motor vehicle to which the mobile body of this invention is applied.

以下、本発明の振動片基板、振動片の製造方法、振動子、発振器、電子機器および移動体を図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the resonator element substrate, the method for manufacturing the resonator element, the vibrator, the oscillator, the electronic apparatus, and the moving body of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the drawings.

<第1実施形態>
まず、本発明の第1実施形態に係る振動片基板について説明する。
<First Embodiment>
First, the resonator element substrate according to the first embodiment of the invention will be described.

図1は、本発明の第1実施形態に係る振動片基板を示す平面図である。図2は、図1に示す振動片基板が有する振動片の上面図である。図3は、図2に示す振動片を上面側から見たときの透過図である。図4は、図2に示す振動片の断面図である。図5は、屈曲振動時の熱伝導について説明する振動腕の断面図である。図6は、Q値とf/f0の関係を示すグラフである。図7および図8は、それぞれ、振動片基板の固有振動モードを示す平面図である。図9は、ΔfとQ値の関係を示すグラフである。図10は、Δfと温度の関係を示すグラフである。図11は、CI上昇率と温度の関係を示すグラフである。図12は、CIと温度の関係を示すグラフである。図13は、振動腕の長さと振動腕の幅の関係を示すグラフである。 FIG. 1 is a plan view showing a resonator element substrate according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a top view of the resonator element included in the resonator element substrate illustrated in FIG. 1. 3 is a transmission diagram when the resonator element shown in FIG. 2 is viewed from the upper surface side. 4 is a cross-sectional view of the resonator element shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of a vibrating arm for explaining heat conduction during bending vibration. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the Q value and f 1 / f 0. 7 and 8 are plan views showing natural vibration modes of the resonator element substrate. FIG. 9 is a graph showing the relationship between Δf and the Q value. FIG. 10 is a graph showing the relationship between Δf and temperature. FIG. 11 is a graph showing the relationship between the CI increase rate and temperature. FIG. 12 is a graph showing the relationship between CI and temperature. FIG. 13 is a graph showing the relationship between the length of the vibrating arm and the width of the vibrating arm.

なお、各図では、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸およびZ軸を適宜図示しており、X軸、Y軸およびZ軸が水晶の結晶軸であるX軸(電気軸)、Y軸(機械軸)およびZ軸(光学軸)に対応している。また、以下の説明では、X軸に平行な方向(第2方向)を「X軸方向」、Y軸に平行な方向(第1方向)を「Y軸方向」、Z軸に平行な方向(第3方向)を「Z軸方向」といい、また、各図に図示されているX軸、Y軸およびZ軸の矢印の先端側を「+(プラス)」、基端側を「−(マイナス)」ともいう。また、−Z軸方向側を「上」、+Z軸方向側を「下」ともいう。また、以下の説明では、Z軸方向から見たときの平面視を単に「平面視」ともいう。   In each figure, the X axis, the Y axis, and the Z axis are appropriately illustrated as three axes orthogonal to each other, and the X axis (electrical axis) in which the X axis, the Y axis, and the Z axis are crystal axes of the crystal. , Y axis (mechanical axis) and Z axis (optical axis). In the following description, the direction parallel to the X axis (second direction) is the “X axis direction”, the direction parallel to the Y axis (first direction) is the “Y axis direction”, and the direction parallel to the Z axis ( The third direction) is referred to as the “Z-axis direction”, and the tip side of the X-axis, Y-axis, and Z-axis arrows shown in each figure is “+ (plus)”, and the base end side is “− ( It is also called “minus”. The −Z-axis direction side is also referred to as “upper”, and the + Z-axis direction side is also referred to as “lower”. In the following description, the plan view when viewed from the Z-axis direction is also simply referred to as “plan view”.

図1に示す振動片基板1は、母材である水晶ウエハ10をフォトリソグラフィー技法およびエッチング技法(特に、ウエットエッチング技法)を用いてパターニングしたものであり、少なくとも1つ(本実施形態では複数)の振動片4と、連結部としての折り取り部3と、振動片4に折り取り部3を介して接続されている支持部2と、を有している。このような振動片基板1では、折り取り部3で振動片4を折り取ることで、振動片4を個片化することができる。なお、図2に示すように、折り取り部3で折り取り易いように、折り取り部3にはその一部を脆弱にするための溝部31が設けられている。   A vibrating reed substrate 1 shown in FIG. 1 is obtained by patterning a quartz crystal wafer 10 as a base material by using a photolithography technique and an etching technique (particularly, a wet etching technique), and at least one (a plurality in this embodiment). And the support part 2 connected to the vibration piece 4 via the folding part 3. In such a resonator element substrate 1, the resonator element 4 can be separated into pieces by folding the resonator element 4 in the folding unit 3. As shown in FIG. 2, a groove portion 31 is provided in the breaker portion 3 to make a part thereof weak so that the breaker portion 3 can be easily broken.

本実施形態では、水晶ウエハ10として、Z軸が厚さ方向に一致するZカットの水晶ウエハを用いているが、水晶ウエハ10のカット角は、特に限定されない。例えば、常温近傍における周波数温度変化を小さくする観点から、Z軸を水晶ウエハ10の厚さ方向に対して若干(例えば、±15°未満程度)傾けてもよいし、厚さ方向がX軸やY軸に一致するカットの水晶ウエハを用いてもよい。また、水晶ウエハ10に形成される振動片4の数は、振動片4や水晶ウエハ10のサイズによっても異なり、少なくとも1つあればよい。また、支持部2や折り取り部3の形状は、その機能を果たすことができれば特に限定されない。   In this embodiment, a Z-cut quartz wafer whose Z axis coincides with the thickness direction is used as the quartz wafer 10, but the cut angle of the quartz wafer 10 is not particularly limited. For example, from the viewpoint of reducing the frequency temperature change near normal temperature, the Z axis may be slightly inclined (for example, less than about ± 15 °) with respect to the thickness direction of the crystal wafer 10, You may use the crystal wafer of the cut | disconnection corresponding to a Y-axis. Further, the number of the vibrating pieces 4 formed on the quartz wafer 10 differs depending on the size of the vibrating piece 4 or the quartz wafer 10 and may be at least one. Moreover, the shape of the support part 2 or the folding part 3 will not be specifically limited if the function can be fulfill | performed.

次に、振動片4について説明する。図2や図3に示すように、振動片4は、水晶ウエハ10の一部として構成されている振動体40と、振動体40の表面に配置されている電極と、を有している。また、振動体40は、基部41と、基部41から−Y軸方向に延びている一対の振動腕42、43と、基部41から−Y軸方向に延びており、一対の振動腕42、43の間に位置している支持腕44と、を有している。   Next, the vibration piece 4 will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, the resonator element 4 includes a vibrating body 40 configured as a part of the quartz wafer 10 and an electrode disposed on the surface of the vibrating body 40. The vibrating body 40 includes a base 41, a pair of vibrating arms 42 and 43 extending from the base 41 in the −Y axis direction, and a base 41, extending in the −Y axis direction, and a pair of vibrating arms 42 and 43. And a support arm 44 located between the two.

基部41は、XY平面に沿って広がっており、Z軸方向を厚さ方向とする板状をなしている。そして、この基部41が折り取り部3を介して支持部2に接続されている。振動腕42、43は、X軸方向に並び、かつ、互いに平行となるように、それぞれ、基部41から−Y軸方向に延びている。また、振動腕42、43は、その幅(X軸方向の長さ)がほぼ一定である腕部421、431と、腕部421、431の先端側に配置され、腕部421、431よりも幅の広い広幅部429、439と、を有している。ただし、振動腕42、43の構成としては、特に限定されず、例えば、広幅部429、439を省略してもよい。   The base 41 extends along the XY plane and has a plate shape with the Z-axis direction as the thickness direction. The base portion 41 is connected to the support portion 2 via the folding portion 3. The vibrating arms 42 and 43 extend in the −Y axis direction from the base portion 41 so as to be aligned in the X axis direction and parallel to each other. In addition, the vibrating arms 42 and 43 are arranged on the distal end side of the arm portions 421 and 431 whose width (length in the X-axis direction) is substantially constant, and the arm portions 421 and 431, and more than the arm portions 421 and 431. Wide portions 429 and 439 having a wide width. However, the configuration of the vibrating arms 42 and 43 is not particularly limited. For example, the wide portions 429 and 439 may be omitted.

また、図4に示すように、腕部421は、上面(−Z軸側の主面)に開口する有底の溝部422と、下面(+Z軸側の主面)に開口する有底の溝部423と、を有している。同様に、腕部431は、上面に開口する有底の溝部432と、下面に開口する有底の溝部433と、を有している。このように、振動腕42に溝部422、423を設け、振動腕43に溝部432、433を設けることで、後述するように、屈曲振動によって発生する熱の移動経路が長くなり、断熱的領域において熱弾性損失を低減することができ、振動片4のQ値を向上させることができる。なお、ウエットエッチング技法を用いた場合は、溝部422、423は図4のように矩形形状とはならず、結晶の異方性に起因して複雑な形状となるが、ここではその説明を省略する。   As shown in FIG. 4, the arm portion 421 includes a bottomed groove portion 422 that opens to the upper surface (the main surface on the −Z axis side) and a bottomed groove portion that opens to the lower surface (the main surface on the + Z axis side). 423. Similarly, the arm portion 431 includes a bottomed groove portion 432 that opens to the upper surface and a bottomed groove portion 433 that opens to the lower surface. As described above, by providing the groove portions 422 and 423 on the vibrating arm 42 and the groove portions 432 and 433 on the vibrating arm 43, as will be described later, the movement path of heat generated by bending vibration becomes longer, and in the adiabatic region. The thermoelastic loss can be reduced, and the Q value of the resonator element 4 can be improved. When the wet etching technique is used, the grooves 422 and 423 do not have a rectangular shape as shown in FIG. 4, but have a complicated shape due to the crystal anisotropy, but the description thereof is omitted here. To do.

支持腕44は、基部41から−Y軸方向に延びており、振動腕42、43の間に位置している。振動片4は、振動片基板1から折り取られた後、この支持腕44を介して対象物(例えば、後述する第7実施形態のベース91)に固定される。なお、支持腕44は、省略してもよく、その場合、振動片4は、基部41を介して前述の対象物に固定すればよい。   The support arm 44 extends in the −Y-axis direction from the base 41 and is positioned between the vibrating arms 42 and 43. After the vibration piece 4 is broken off from the vibration piece substrate 1, the vibration piece 4 is fixed to an object (for example, a base 91 of a seventh embodiment described later) via the support arm 44. Note that the support arm 44 may be omitted, and in this case, the vibrating piece 4 may be fixed to the above-described object via the base 41.

前記電極は、第1駆動電極481および第1駆動端子482と、第2駆動電極491および第2駆動端子492と、を有している。図4に示すように、第1駆動電極481は、振動腕42の上下面(溝部422、423の内面)および振動腕43の両側面に配置されており、第2駆動電極491は、振動腕42の両側面および振動腕43の上下面(溝部432、433の内面)に配置されている。また、図3に示すように、第1駆動端子482は、支持腕44に配置されており、第1駆動電極481と電気的に接続されている。同様に、第2駆動端子492は、支持腕44に配置されており、第2駆動電極491と電気的に接続されている。   The electrodes include a first drive electrode 481 and a first drive terminal 482, and a second drive electrode 491 and a second drive terminal 492. As shown in FIG. 4, the first drive electrode 481 is disposed on the upper and lower surfaces of the vibrating arm 42 (the inner surfaces of the groove portions 422 and 423) and the both sides of the vibrating arm 43, and the second drive electrode 491 is the vibrating arm 42. 42 and the upper and lower surfaces of the vibrating arm 43 (inner surfaces of the grooves 432 and 433). As shown in FIG. 3, the first drive terminal 482 is disposed on the support arm 44 and is electrically connected to the first drive electrode 481. Similarly, the second drive terminal 492 is disposed on the support arm 44 and is electrically connected to the second drive electrode 491.

このような振動片4では、第1駆動電極481および第2駆動電極491の間に駆動信号(例えば、主振動の共振周波数とほぼ等しい周波数の交番電圧)を印加すると、図2および図3中の矢印Aで示すように、振動腕42、43がX軸方向に逆相で(互いに接近、離間を繰り返すように)屈曲振動する。この振動モードは「X軸逆相モード(第2方向逆相モード)」とも言い、振動片4の主振動となる振動モード(固有振動モード)である。このように、X軸逆相モードを主振動とすることで、高いQ値を実現することができ、CI値の小さな振動片4となる。なお、「主振動」とは、振動片4において、電気的に直接駆動される固有振動モードのことを言う。   In such a resonator element 4, when a drive signal (for example, an alternating voltage having a frequency substantially equal to the resonance frequency of the main vibration) is applied between the first drive electrode 481 and the second drive electrode 491, in FIG. 2 and FIG. 3. As shown by the arrow A, the vibrating arms 42 and 43 bend and vibrate in the opposite phase in the X-axis direction (so as to repeatedly approach and separate from each other). This vibration mode is also referred to as “X-axis reversed phase mode (second direction reversed phase mode)”, and is a vibration mode (natural vibration mode) that is the main vibration of the resonator element 4. Thus, by setting the X-axis reverse phase mode as the main vibration, a high Q value can be realized, and the vibration piece 4 having a small CI value is obtained. The “main vibration” refers to a natural vibration mode in which the resonator element 4 is electrically driven directly.

また、図4に示すように、振動片4は、一対の振動腕42、43の主振動であるX軸逆相モードに対して対称面となる1つの仮想振動対称面F1(YZ平面)を有している。そのため、振動腕42、43の振動がキャンセルされて、振動エネルギーが基部41に漏洩し難くなる。したがって、Q値の低下を低減することができる。なお、実際には、振動片4は、主振動であるX軸逆相モードに、不要振動であるZ軸逆相モードや捩じれ逆相モード等が結合した状態で振動するが、前述した仮想振動対称面F1は、これら不要振動を排除して、主振動のみを考慮した場合の対称面である。なお、これら不要振動については後述する。また、振動片4は仮想振動対称面F1について、完全な対称形状を有している必要はなく、本発明の効果が得られる範囲において、非対称形状を有していてもよい。具体的には、水晶をウエットエッチングした場合の水晶の異方性に起因して発生する微細な非対称性、電極配線の非対称性などが存在しても、平面視で振動片4の主面の外形が仮想振動対称面F1について、ほぼ対称であればよい。   As shown in FIG. 4, the resonator element 4 has one virtual vibration symmetry plane F <b> 1 (YZ plane) that is a symmetry plane with respect to the X-axis reverse phase mode that is the main vibration of the pair of vibration arms 42 and 43. Have. Therefore, the vibrations of the vibrating arms 42 and 43 are canceled, and the vibration energy is difficult to leak to the base 41. Therefore, it is possible to reduce a decrease in the Q value. In practice, the resonator element 4 vibrates in a state in which the Z-axis anti-phase mode and the torsion anti-phase mode that are unnecessary vibrations are coupled to the X-axis anti-phase mode that is the main vibration. The plane of symmetry F1 is a plane of symmetry when only the main vibration is taken into account while eliminating these unnecessary vibrations. These unnecessary vibrations will be described later. Moreover, the vibration piece 4 does not need to have a completely symmetrical shape with respect to the virtual vibration symmetry plane F1, and may have an asymmetric shape within a range in which the effect of the present invention can be obtained. Specifically, even if there is a fine asymmetry generated due to the anisotropy of the crystal when the crystal is wet-etched, an asymmetry of the electrode wiring, etc., the main surface of the resonator element 4 is viewed in plan view. The outer shape may be substantially symmetric with respect to the virtual vibration symmetry plane F1.

主振動であるX軸逆相モードの共振周波数fとしては、特に限定されないが、1×10[Hz]以上、1×10[Hz]以下であることが好ましく、31.768[kHz]以上、33.768[kHz]以下、すなわち、32.768±1.0[kHz]の範囲内であることがより好ましい。fをこのような周波数とすることで、利便性の高い振動片4が得られる。 The resonance frequency f 1 in the X-axis reversed phase mode that is the main vibration is not particularly limited, but is preferably 1 × 10 3 [Hz] or more and 1 × 10 6 [Hz] or less, and 31.768 [kHz] ], More preferably 33.768 [kHz] or less, that is, within a range of 32.768 ± 1.0 [kHz]. By setting f 1 to such a frequency, a highly convenient resonator element 4 can be obtained.

なお、図3に示すように、第1、第2駆動電極481、491は、折り取り部3を介して支持部2に引き出されており、支持部2に配置されている測定用の端子21、22と電気的に接続されている。そして、振動片基板1上で振動片4の主振動の共振周波数やCI値を測定する際には、測定用の端子21、22が用いられる。このようにすれば、上記の測定を振動片4と非接触で行うことができるため、振動片4が意図せず折り取られてしまうことを低減することができる。   As shown in FIG. 3, the first and second drive electrodes 481, 491 are drawn out to the support part 2 through the folding part 3, and the measurement terminal 21 arranged on the support part 2. , 22 are electrically connected. When measuring the resonance frequency and CI value of the main vibration of the resonator element 4 on the resonator element substrate 1, the measurement terminals 21 and 22 are used. In this way, since the above measurement can be performed in non-contact with the resonator element 4, it is possible to reduce that the resonator element 4 is unintentionally broken off.

以上、振動片基板1について簡単にその構成を説明した。次に、前述した「熱弾性損失」について振動腕42を例に挙げて簡単に説明する。上述したように、振動腕42がX軸方向に屈曲振動する際、腕部421の一方の側面が収縮すると他方の側面が伸張し、反対に、一方の側面が伸張すると他方の側面が収縮する。振動腕42がGough−Joule効果を発生しない(エネルギー弾性がエントロピー弾性に対して支配的な)場合、図5に示すように、収縮する側面側の温度が上昇し、伸張する側面側の温度が下降するため、両側面の間、つまり腕部421の内部に温度差が発生する。このような温度差から生じる熱移動(図5中の矢印参照)によって振動エネルギーの損失が発生し、これにより振動片4のQ値が低下する。このようなQ値の低下を熱弾性効果とも言い、熱弾性効果によるエネルギーの損失を「熱弾性損失」と言う。   The configuration of the resonator element substrate 1 has been briefly described above. Next, the above-described “thermoelastic loss” will be briefly described by taking the vibrating arm 42 as an example. As described above, when the vibrating arm 42 bends and vibrates in the X-axis direction, if one side surface of the arm portion 421 contracts, the other side surface expands. Conversely, if one side surface expands, the other side surface contracts. . When the vibrating arm 42 does not generate the Gough-Joule effect (energy elasticity is dominant with respect to entropy elasticity), as shown in FIG. Since it descends, a temperature difference occurs between both side surfaces, that is, inside the arm portion 421. Loss of vibration energy occurs due to heat transfer (see the arrow in FIG. 5) resulting from such a temperature difference, and thereby the Q value of the resonator element 4 decreases. Such a decrease in the Q value is also referred to as a thermoelastic effect, and energy loss due to the thermoelastic effect is referred to as “thermoelastic loss”.

振動片4のように、屈曲振動モードで振動する振動片において、振動腕42の主振動の共振周波数f(機械的屈曲振動周波数)が熱緩和周波数f0と一致するときに最小のQ値(Q0)となる。なお、この熱緩和周波数f0は、f0=1/(2πτ)で求めることができる(ただし、式中のπは円周率であり、eをネイピア数とすれば、τは温度差が熱伝導によりe−1倍になるのに要する緩和時間である)。 In a vibrating piece that vibrates in the bending vibration mode, such as the vibrating piece 4, when the resonance frequency f 1 (mechanical bending vibration frequency) of the main vibration of the vibrating arm 42 matches the thermal relaxation frequency f0, the minimum Q value ( Q0). The thermal relaxation frequency f0 can be obtained by f0 = 1 / (2πτ) (where π is the circumference ratio, and e is the Napier number, τ is the temperature difference of the thermal conductivity. Is the relaxation time required for e −1 times).

前述したように、振動腕42では両側面の間に位置するように溝部422、423が配置されている。そのため、振動腕42の屈曲振動時に生じる両側面の温度差を熱伝導により温度平衡させるための熱の移動経路が溝部422、423を迂回するように形成され、熱の移動経路が両側面間の直線距離(最短距離)よりも長くなる。したがって、振動腕42に溝部422、423を設けていない場合と比較して緩和時間τが長くなり、溝部422、423を有している振動腕42の熱緩和周波数f0が、溝部422、423を有していない振動腕42の熱緩和周波数f0よりも低くなる。   As described above, in the vibrating arm 42, the groove portions 422 and 423 are disposed so as to be positioned between both side surfaces. For this reason, a heat transfer path is formed so as to bypass the groove portions 422 and 423 in order to balance the temperature difference between the two side surfaces generated during flexural vibration of the vibrating arm 42 by heat conduction. It becomes longer than the straight line distance (shortest distance). Therefore, the relaxation time τ becomes longer than in the case where the vibrating arms 42 are not provided with the groove portions 422 and 423, and the thermal relaxation frequency f0 of the vibrating arm 42 having the groove portions 422 and 423 becomes smaller than the groove portions 422 and 423. It becomes lower than the thermal relaxation frequency f0 of the vibrating arm 42 which does not have.

図6は、屈曲振動モードの振動片のQ値のf/f0依存性を表すグラフである。そして、f/f0<1の領域を「等温的領域」とも言い、この等温的領域ではf/f0が小さくなるにつれてQ値が高くなる。これは、主振動の共振周波数f(振動腕の機械的周波数)が低くなる(振動腕の振動が遅くなる)につれて前述のような振動腕内の温度差が生じ難くなるためである。したがって、f/f0を0(零)に限りなく近づけた際の極限では、等温準静操作となって、熱弾性損失は限りなく0(零)に接近する。一方、f/f0>1の領域を「断熱的領域」とも言い、この断熱的領域ではf/f0が大きくなるにつれてQ値が高くなる。これは、主振動の共振周波数fが高くなるにつれて、各側面の温度上昇・温度効果の切り替わりが高速となり、前述のような熱伝導(熱移動)が生じる時間がなくなるためである。したがって、f/f0を限りなく大きくした際の極限では、断熱操作となって、熱弾性損失は限りなく0(零)に接近する。本実施形態の振動片4は、このような断熱的領域にある。 FIG. 6 is a graph showing the f 1 / f 0 dependence of the Q value of the vibration piece in the bending vibration mode. A region where f 1 / f 0 <1 is also referred to as an “isothermal region”. In this isothermal region, the Q value increases as f 1 / f 0 decreases. This is because, as the resonance frequency f 1 of the main vibration (mechanical frequency of the vibrating arm) becomes lower (the vibration of the vibrating arm becomes slower), the above-described temperature difference in the vibrating arm becomes difficult to occur. Therefore, in the limit when f 1 / f 0 is brought as close as possible to 0 (zero), the operation becomes an isothermal quasi-static operation, and the thermoelastic loss approaches 0 (zero) as much as possible. On the other hand, the region of f 1 / f 0> 1 is also referred to as “adiabatic region”. In this adiabatic region, the Q value increases as f 1 / f 0 increases. This, as the resonance frequency f 1 of the main vibration is high, switches become faster temperature rise and temperature effects of each side, is because there is no time for heat conduction, as described above (heat transfer) occurs. Therefore, in the limit when f 1 / f 0 is increased as much as possible, the operation becomes adiabatic and the thermoelastic loss approaches 0 (zero) as much as possible. The resonator element 4 of the present embodiment is in such a heat insulating region.

また、図6において、鎖線で示されている曲線K1は、振動片4のように振動腕に溝部が形成されている場合を示し、実線で示されている曲線K2は、振動腕に溝部が形成されていない場合を示している。曲線K1、K2の形状はほとんど変わらないが、前述のような熱緩和周波数f0の低下に伴って、曲線K1が曲線K2に対して周波数低下方向へシフトしている。したがって、断熱的領域では、振動腕に溝部が形成されている振動片のQ値が、振動腕に溝部が形成されていない振動片のQ値に対して高くなる。よって、前述したように、本実施形態の振動片4は、高いQ値を実現することができる。なお、図6から明らかなように、等温的領域での曲線K1に対応する振動片のQ値と曲線K2に対応する振動片のQ値が等しくなる点、すなわち曲線K1と曲線K2とが交差する点よりf/f0が小さい領域においては、振動腕に溝部を形成すると熱弾性損失が増大してQ値は劣化する。 In FIG. 6, a curved line K <b> 1 indicated by a chain line indicates a case where a groove is formed on the vibrating arm like the vibrating piece 4, and a curved line K <b> 2 indicated by a solid line indicates that the groove is formed on the vibrating arm. The case where it is not formed is shown. Although the shapes of the curves K1 and K2 are hardly changed, the curve K1 is shifted in the frequency decreasing direction with respect to the curve K2 as the thermal relaxation frequency f0 is decreased as described above. Therefore, in the adiabatic region, the Q value of the vibrating piece in which the groove portion is formed in the vibrating arm is higher than the Q value of the vibrating piece in which the groove portion is not formed in the vibrating arm. Therefore, as described above, the resonator element 4 of the present embodiment can realize a high Q value. As is clear from FIG. 6, the point where the Q value of the resonator element corresponding to the curve K1 in the isothermal region is equal to the Q value of the resonator element corresponding to the curve K2, that is, the curve K1 and the curve K2 intersect. In a region where f 1 / f 0 is smaller than the point to be formed, if a groove is formed in the vibrating arm, the thermoelastic loss increases and the Q value deteriorates.

ここで、図2および図3に示すように、振動腕42の長さ(Y軸方向の長さ)をL[m]としたとき、振動腕42の基端(振動腕42と基部41との接続部)と、当該基端から振動腕42の先端側へL/3離間した位置との間の領域Syに少なくとも溝部422、423の一部が設けられている。振動時には、振動腕42の基端部の方が先端部よりも大きく変形するため、振動腕42内の温度差が大きくなる。そこで、振動腕42の基端側に溝部422、423を配置することで、溝部422、423を配置することの効果(すなわち、断熱的領域において、熱弾性損失を低減することができる効果)をより高めることができる。   Here, as shown in FIGS. 2 and 3, when the length of the vibrating arm 42 (the length in the Y-axis direction) is L [m], the base end (the vibrating arm 42, the base 41, At least a part of the groove portions 422 and 423 is provided in a region Sy between the base end portion and a position separated by L / 3 from the base end to the distal end side of the vibrating arm 42. At the time of vibration, the base end portion of the vibrating arm 42 is deformed more greatly than the distal end portion, so that the temperature difference in the vibrating arm 42 is increased. Therefore, by disposing the groove portions 422 and 423 on the base end side of the vibrating arm 42, the effect of disposing the groove portions 422 and 423 (that is, the effect of reducing the thermoelastic loss in the adiabatic region) can be achieved. Can be increased.

また、図4に示すように、溝部422、423の深さの合計T’は、特に限定されないが、振動腕42の厚さをTとしたとき、0.8T≦T’<Tの関係を満足することが好ましい。このような関係を満足することでも、溝部422、423を配置することの効果(すなわち、断熱的領域において、熱弾性損失を低減することができる効果)をより高めることができる。ここで、溝部422、423をウエットエッチングで形成すると、水晶の結晶面が現れて、溝部422、423の断面形状が図4のような矩形にはならないが、この場合は、溝部422、423の最も深い部分を前記「深さ」とする。以上のことは、振動腕43の溝部432、433についても同様である。   As shown in FIG. 4, the total depth T ′ of the grooves 422 and 423 is not particularly limited, but when the thickness of the vibrating arm 42 is T, the relationship of 0.8T ≦ T ′ <T is satisfied. It is preferable to satisfy. Satisfying such a relationship can further enhance the effect of disposing the groove portions 422 and 423 (that is, the effect of reducing the thermoelastic loss in the adiabatic region). Here, when the groove portions 422 and 423 are formed by wet etching, a crystal plane of quartz appears, and the cross-sectional shape of the groove portions 422 and 423 does not become a rectangle as shown in FIG. 4, but in this case, the groove portions 422 and 423 The deepest part is defined as the “depth”. The same applies to the grooves 432 and 433 of the vibrating arm 43.

また、振動腕42(振動腕43についても同様である。)の腕部421の幅(X軸方向(主振動の振動方向)の長さ)をW[m]としたとき、下記式(1A)を満足することが好ましく、下記式(1B)を満足することがより好ましく、下記式(1C)を満足することがさらに好ましく、下記式(1D)を満足することがますます好ましい。   Further, when the width (length in the X-axis direction (vibration direction of the main vibration)) of the arm portion 421 of the vibrating arm 42 (the same applies to the vibrating arm 43) is W [m], the following formula (1A) ) Is preferably satisfied, the following formula (1B) is more preferably satisfied, the following formula (1C) is more preferably satisfied, and the following formula (1D) is more preferably satisfied.

Figure 2017200014
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Figure 2017200014
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Figure 2017200014
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Figure 2017200014
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なお、Wは、振動腕42の断面形状が矩形の場合の仮想的な幅(屈曲振動する方向の長さ)であり、振動腕42の質量密度をρ[kg/m]とし、振動腕42の熱容量をCp[J/(kg・K)]とし、振動腕42の主振動の振動方向に沿った熱伝導率をk[W/(m・K)]とし、円周率をπとし、主振動(X軸逆相モード)の共振周波数をf[Hz]としたとき、下記の式(2)で表される。 W 0 is an imaginary width (length in the direction of bending vibration) when the cross-sectional shape of the vibrating arm 42 is rectangular, the mass density of the vibrating arm 42 is ρ [kg / m 3 ], and vibration is performed. The heat capacity of the arm 42 is Cp [J / (kg · K)], the thermal conductivity along the vibration direction of the main vibration of the vibrating arm 42 is k [W / (m · K)], and the circumference is π. When the resonance frequency of the main vibration (X-axis reversed phase mode) is f 1 [Hz], it is expressed by the following equation (2).

Figure 2017200014
Figure 2017200014

上述のような式(1A)〜式(1D)を満足することで、主振動は断熱的領域における振動となり、振動腕42、43に溝部422、423を形成することで、振動腕42、43の屈曲振動によって発生する熱弾性損失に起因するQ値の劣化が低減される。   By satisfying the expressions (1A) to (1D) as described above, the main vibration becomes vibration in the adiabatic region, and by forming the groove portions 422 and 423 in the vibrating arms 42 and 43, the vibrating arms 42 and 43 are formed. The deterioration of the Q value due to the thermoelastic loss generated by the bending vibration of is reduced.

以上、熱弾性損失について説明した。次に、振動片4の主振動であるX軸逆相モードと、それ以外の不要振動モードとの関係について説明する。   The thermoelastic loss has been described above. Next, the relationship between the X-axis reverse phase mode that is the main vibration of the resonator element 4 and other unnecessary vibration modes will be described.

まず、不要振動モードについて説明する。振動片4は、上述した主振動(X軸逆相モード)の他にも、温度に対して不安定であって振動漏れが小さくなるように設計されていない、あるいは、小さくすることが困難な固有振動モードである不要振動モードを有している。この不要振動モードの共振周波数が主振動の共振周波数fと後述する関係を有していると、不要振動モードが主振動と内部共振し、主振動のエネルギーが不要振動モードを介して外部に漏洩してしまう。そのため、主振動のQ値が劣化、それに伴う主振動のCI値の上昇、さらに主振動の共振周波数が安定しない等、振動特性が悪化する。 First, the unnecessary vibration mode will be described. In addition to the main vibration (X-axis reverse phase mode) described above, the resonator element 4 is unstable with respect to temperature and is not designed to reduce vibration leakage, or is difficult to reduce. It has an unnecessary vibration mode that is a natural vibration mode. When the resonance frequency of the undesired oscillation mode has a relationship described below the resonance frequency f 1 of the main vibration, unwanted vibration mode is the main vibration and internal resonance, the energy of the primary vibration to the outside through the unnecessary vibration mode It will leak. For this reason, the vibration characteristics are deteriorated, for example, the Q value of the main vibration is deteriorated, the CI value of the main vibration is increased, and the resonance frequency of the main vibration is not stabilized.

このような不要振動モードとしては、主振動以外の固有振動モードであれば、特に限定されないが、例えば、X軸同相モード(第2方向同相モード)、Z軸逆相モード(第3方向逆相モード)、Z軸同相モード(第3方向同相モード)、捩り逆相モード、捩り同相モード、Z軸基板モード(第3方向基板モード)および基板輪郭モードのうち、少なくとも2つの固有モードの高次モードを含んでいることが好ましい。これら不要振動モードは、数ある不要振動モードの中でも共振周波数が低く、さらに主振動に結合し易い傾向にある。そのため、不要振動としてこれらモードを有することで、以下に述べる本発明の効果がより顕著なものとなる。また、これら不要振動モードは、振動腕22、23以外の部位の振動が低減されるため、振動漏れの小さい振動片2となる。なお、主振動がX軸逆相モードでない場合には、このような不要振動モードにX軸逆相モードが含まれていてもよい。   Such an unnecessary vibration mode is not particularly limited as long as it is a natural vibration mode other than the main vibration, but for example, an X-axis common mode (second direction common mode), a Z-axis reverse phase mode (third direction reverse phase), for example. Mode), Z-axis common mode (third direction common mode), torsional anti-phase mode, torsional common mode, Z-axis substrate mode (third direction substrate mode) and substrate contour mode. Preferably it includes a mode. These unnecessary vibration modes have a low resonance frequency among many unnecessary vibration modes, and tend to be easily coupled to the main vibration. Therefore, by having these modes as unnecessary vibrations, the effects of the present invention described below become more remarkable. In addition, these unnecessary vibration modes reduce the vibrations of the parts other than the vibrating arms 22 and 23, so that the vibration piece 2 with small vibration leakage is obtained. In addition, when the main vibration is not the X-axis reverse phase mode, the X-axis reverse phase mode may be included in such an unnecessary vibration mode.

また、前述した高次モードとして、X軸逆相モード、X軸同相モード、Z軸逆相モードおよびZ軸同相モードのそれぞれの2次モードのうちの少なくとも1つを含んでいることが好ましい。また、前述した高次モードとして、Z軸基板モードおよび前記基板輪郭モードの2次以上、10次以下のモードのうちの少なくとも1つを含んでいることも好ましい。高次モードは、次数が小さい程、主振動に結合し易い傾向にあるため、不要振動として上記の高次モードを有することで、以下に述べる本発明の効果がより顕著なものとなる。   Moreover, it is preferable that the higher-order mode includes at least one of secondary modes of the X-axis reverse phase mode, the X-axis common-mode, the Z-axis reverse-phase mode, and the Z-axis common-mode. Moreover, it is also preferable that the higher-order mode includes at least one of a second-order or higher-order mode of the Z-axis substrate mode and the substrate contour mode. Since the higher order mode tends to be coupled to the main vibration as the order is smaller, the effect of the present invention described below becomes more remarkable by having the above higher order mode as unnecessary vibration.

なお、図7に示すように、X軸同相モードは、振動腕42、43がX軸方向に同相で(互いに同じ方向に)屈曲振動する固有振動モードである。また、Z軸逆相モードは、振動腕42、43がZ軸方向に逆相で屈曲振動する固有振動モードである。また、Z軸同相モードは、振動腕42、43がZ軸方向に同相で屈曲振動する固有振動モードである。また、捩り逆相モードは、振動腕42、43がその軸(振動腕42、43のX軸方向およびZ軸方向に沿った断面の中心を通り、Y軸方向に沿った仮想中心線)まわりに逆相で捩じれる固有振動モードである。また、捩り同相モードは、振動腕42、43がその軸まわりに同相で捩じれる固有振動モードである。   As shown in FIG. 7, the X-axis common mode is a natural vibration mode in which the vibrating arms 42 and 43 flexurally vibrate in the X-axis direction (in the same direction as each other). The Z-axis reverse phase mode is a natural vibration mode in which the vibrating arms 42 and 43 bend and vibrate in the reverse phase in the Z-axis direction. The Z-axis common mode is a natural vibration mode in which the vibrating arms 42 and 43 flexurally vibrate in the Z-axis direction. Further, in the torsional anti-phase mode, the vibrating arms 42 and 43 have their axes (virtual center line along the Y-axis direction passing through the center of the cross section along the X-axis direction and the Z-axis direction of the vibrating arms 42 and 43). The natural vibration mode is twisted in the opposite phase. The torsional in-phase mode is a natural vibration mode in which the vibrating arms 42 and 43 are twisted in phase around the axis.

また、図8に示すように、Z軸基板モードは、振動片基板1が全体的にZ軸方向に沿って変形する固有振動モードである。また、基板輪郭モードは、振動片基板1の輪郭がZ軸方向と交差する方向、すなわち、XY面内に変形する固有振動モードである。なお、図7および図8中の矢印や「〇」中に「・」および「〇」中に「×」は、振動腕の変位方向を示し(「〇」中に「・」は紙面手前方向、「〇」中に「×」は紙面奥方向)、実線と破線、あるいは括弧の有無により、交互に繰り返されることを示している。   As shown in FIG. 8, the Z-axis substrate mode is a natural vibration mode in which the resonator element substrate 1 is entirely deformed along the Z-axis direction. The substrate contour mode is a natural vibration mode in which the contour of the resonator element substrate 1 is deformed in the direction intersecting the Z-axis direction, that is, in the XY plane. 7 and 8, “×” in “•” and “×” in “◯” indicates the displacement direction of the vibrating arm (“•” in “◯” indicates the front side of the page). , “×” in “O” indicates that the repetition is repeated depending on the presence or absence of a solid line and a broken line, or parentheses.

次に、主振動(X軸逆相モード)の共振周波数と上記の不要振動モードの共振周波数との関係について説明する。   Next, the relationship between the resonance frequency of the main vibration (X-axis reversed phase mode) and the resonance frequency of the unnecessary vibration mode will be described.

nを2以上の自然数とし、jを1以上であって前記n以下の自然数としたとき、振動片4は、互いに異なる共振周波数を有するn個の固有振動モード、すなわち、主振動であるX軸逆相モードと少なくとも1つの不要振動モードとを有した振動をし、n個の固有振動モードのそれぞれに対応する共振周波数をfとし、任意の整数をk(ただし、kの2つ以上は0でなく(≠0)、かつ、k≠0)としたときの、fとkの関係において、n個の固有振動モードのうち振動片4の主振動の共振周波数をf(すなわち、j=1)とし、規格化された周波数差Δfを下記式(3)としたとき、下記式(4)を満足する。 When n is a natural number of 2 or more and j is a natural number of 1 or more and less than or equal to n, the resonator element 4 has n natural vibration modes having different resonance frequencies, that is, an X axis that is a main vibration. It vibrates with a negative phase mode and at least one unnecessary vibration mode, and the resonance frequency corresponding to each of the n natural vibration modes is f j , and an arbitrary integer is k j (however, two of k j ) The above is not 0 (≠ 0) and k 1 ≠ 0). In the relationship between f j and k j , the resonance frequency of the main vibration of the resonator element 4 among the n natural vibration modes is f. When 1 (that is, j = 1) and the normalized frequency difference Δf is represented by the following expression (3), the following expression (4) is satisfied.

Figure 2017200014
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Figure 2017200014
Figure 2017200014

さらに、整数kと自然数nは、下記式(5)および式(6)を満足する。 Further, the integer k j and the natural number n satisfy the following expressions (5) and (6).

Figure 2017200014
Figure 2017200014

Figure 2017200014
Figure 2017200014

上記式(4)を満足することで、不要振動モードが主振動と内部共振し、主振動のエネルギーが不要振動モードを介して漏洩してしまうことを低減することができる。したがって、振動漏れが少なく、優れた振動特性を発揮することのできる振動片4となる。さらには、振動片基板1上で測定される振動片4の主振動の共振周波数やCI値と、振動片基板1から折り取った状態で測定される振動片4の主振動の共振周波数やCI値と、のズレを小さくすることができ、振動片4の歩留まりの向上を図ることができる。以下、この理由について説明する。   By satisfying the above formula (4), it is possible to reduce the unnecessary vibration mode from internal resonance with the main vibration and the leakage of the energy of the main vibration through the unnecessary vibration mode. Therefore, the vibration piece 4 can be provided with less vibration leakage and exhibiting excellent vibration characteristics. Further, the resonance frequency and CI value of the main vibration of the vibration piece 4 measured on the vibration piece substrate 1 and the resonance frequency and CI of the main vibration of the vibration piece 4 measured in a state of being broken from the vibration piece substrate 1. The deviation from the value can be reduced, and the yield of the resonator element 4 can be improved. Hereinafter, this reason will be described.

まず、内部共振が発生する条件について説明する。内部共振が発生するには、振動片4が複数の固有振動モード、すなわち、主振動であるX軸逆相モードと少なくとも1つの不要振動モードとを有していることが必要である(条件A1)。さらには、下記式(7)を満足する必要もある(条件A2)。ここで、下記式(7)の「≒」の表現は、下記式(7)の左辺が厳密に零でなくても多少の内部共振が発生してしまう許容量が存在することを意味している。なお、それぞれの固有振動モードの共振周波数をfとしたとき、少なくとも、f>0の関係を満足している。また、nは2以上の自然数である。ただし、式(7)中のk、k、…、k、…、kは、整数であり、これらのうちの少なくとも2つは、0でない(≠0)。また、iは、1以上、n以下の自然数である。 First, conditions for causing internal resonance will be described. In order to generate internal resonance, it is necessary that the resonator element 4 has a plurality of natural vibration modes, that is, an X-axis antiphase mode that is a main vibration and at least one unnecessary vibration mode (Condition A1). ). Furthermore, it is necessary to satisfy the following formula (7) (condition A2). Here, the expression “≈” in the following equation (7) means that there is an allowable amount that causes some internal resonance even if the left side of the following equation (7) is not strictly zero. Yes. Note that when the resonance frequency of each natural vibration mode is f n , the relationship of at least f i > 0 is satisfied. N is a natural number of 2 or more. However, k 1, k 2 in the formula (7), ..., k i , ..., k n is an integer of at least two of these are not 0 (≠ 0). I is a natural number of 1 or more and n or less.

Figure 2017200014
Figure 2017200014

また、この場合、内部共振に関する条件として必要ではないが、実際に主振動を励振するために、主振動を励振する電気信号の周波数Ω(>0)が、主振動の共振周波数fとほぼ等しいことが必要である。すなわち、Ω≒fの関係を満足することが必要である(条件A3)。ここで「ほぼ等しい」としたのは、例えば発振回路により電気的に励振された共振周波数と主振動の機械的に励振された共振周波数とに若干の差があるためであるが、以下では「ほぼ等しい」ではなく「等しい」と表現して同一視する。また、本発明においては主振動のみを直接的に電気的に励振することを想定しているので、厳密には主振動の共振周波数fは電気的に励振された直列共振周波数であって、これは電気的に短絡された状態で機械的に励振された共振周波数に近似されるから、これらを同一視し、また、容量比γが300以上であれば、電気的に開放された状態で機械的に励振された共振周波数と、電気的に短絡された状態で機械的に励振された共振周波数との差は小さいから、この場合も両者を同一視する。すなわち、主振動の容量比γが300以上であれば、主振動の共振周波数fは、電気的に励振された直列共振周波数、電気的に短絡された状態で機械的に励振された共振周波数、電気的に開放された状態で機械的に励振された共振周波数、のいずれかであり、主振動の容量比γが300未満であれば、主振動の共振周波数fは、電気的に励振された直列共振周波数、電気的に短絡された状態で機械的に励振された共振周波数、のいずれかである。 In this case, although not necessary as a condition for internal resonance, in order to actually excite the main vibration, the frequency Ω (> 0) of the electric signal for exciting the main vibration is substantially equal to the resonance frequency f 1 of the main vibration. It is necessary to be equal. That is, it is necessary to satisfy the relationship of Ω≈f 1 (Condition A3). Here, “substantially equal” is because, for example, there is a slight difference between the resonance frequency electrically excited by the oscillation circuit and the resonance frequency mechanically excited of the main vibration. They are identified as “equal” rather than “equal”. In the present invention, since it is assumed that only the main vibration is directly electrically excited, strictly speaking, the resonance frequency f 1 of the main vibration is an electrically excited series resonance frequency, Since this is approximated by a resonance frequency that is mechanically excited in an electrically shorted state, these are identified and if the capacitance ratio γ is 300 or more, the electrically opened state Since the difference between the mechanically excited resonance frequency and the resonance frequency mechanically excited in an electrically shorted state is small, both are also regarded as the same. That is, if the capacity ratio γ of the main vibration is 300 or more, the resonance frequency f 1 of the main vibration is the electrically excited series resonance frequency, or the resonance frequency mechanically excited in the electrically shorted state. The resonance frequency f 1 of the main vibration is mechanically excited in a state of being electrically opened, and if the capacity ratio γ of the main vibration is less than 300, the resonance frequency f 1 of the main vibration is electrically excited The resonance frequency is either a series resonance frequency or a resonance frequency mechanically excited in an electrically shorted state.

また、本発明においては、主振動のみを直接的に電気的に励振することを想定しているので、厳密には不要振動モードの共振周波数は電気的に開放された状態で機械的に励振された共振周波数に近似されるが、不要振動モードの容量比γが300以上であれば、主振動の場合と同様に、電気的に励振された直列共振周波数、電気的に開放された状態で機械的に励振された共振周波数、と同一視する。   In the present invention, it is assumed that only the main vibration is directly electrically excited. Strictly speaking, the resonance frequency of the unnecessary vibration mode is mechanically excited in an electrically open state. If the capacity ratio γ of the unnecessary vibration mode is 300 or more, the series resonance frequency is electrically excited as in the case of the main vibration. It is equated with the resonant frequency excited automatically.

これは、上述した式(4)や後述する式(14)と比較しても、差が十分に小さいためである。なお、主振動モードや不要振動モードの共振周波数は、振動片基板1上で、ヘテロダイン干渉法などによって測定することができる。この際、各振動モードの振動変位が過大とならないようにすれば、大気状態にしたまま測定を行っても、減圧した状態での測定とは誤差が十分に小さいことが発明者らによって確認されている。   This is because the difference is sufficiently small even when compared with the above-described formula (4) and formula (14) described later. Note that the resonance frequency of the main vibration mode and the unnecessary vibration mode can be measured on the vibrating reed substrate 1 by heterodyne interferometry or the like. At this time, if the vibration displacement in each vibration mode is not excessive, the inventors have confirmed that the error is sufficiently small from the measurement in the reduced pressure state even if the measurement is performed in the atmospheric state. ing.

以上述べた条件A1、A2、A3の全てを満足することで内部共振が発生する。そのため、内部共振を低減するには、条件A1、A2、A3のうちの少なくとも1つを満足しなければよい。そして、振動片基板1は、条件A2を満足しないように構成されている。すなわち、振動片基板1は、上記式(7)の替りに、下記式(8)を満足している。   Internal resonance occurs when all of the conditions A1, A2, and A3 described above are satisfied. Therefore, in order to reduce internal resonance, it is only necessary to satisfy at least one of the conditions A1, A2, and A3. The resonator element substrate 1 is configured not to satisfy the condition A2. That is, the resonator element substrate 1 satisfies the following expression (8) instead of the above expression (7).

Figure 2017200014
Figure 2017200014

次に、上記式(7)の「≒」の表現に含有しておいた許容量を規定する。主振動近傍の仮想的な共振周波数をf’とすると、f’は、下記式(9)で定義することができる。 Next, the allowable amount contained in the expression “≈” in the above formula (7) is defined. Assuming that the virtual resonance frequency near the main vibration is f 1 ′, f 1 ′ can be defined by the following equation (9).

Figure 2017200014
Figure 2017200014

仮想的な共振周波数f’は、主振動以外の固有振動の共振周波数から算出され、主振動の共振周波数fと等しい時に最も強い内部共振が発生する。そして、主振動近傍の仮想的な共振周波数f’と主振動の共振周波数fとの差を主振動の共振周波数fで規格化した値をΔfとすると、Δfは、上述した許容量となり、下記式(10)で表すことができる。 The virtual resonance frequency f 1 ′ is calculated from the resonance frequency of the natural vibration other than the main vibration, and the strongest internal resonance occurs when it is equal to the resonance frequency f 1 of the main vibration. When the difference between the virtual resonance frequency f 1 ′ near the main vibration and the resonance frequency f 1 of the main vibration is normalized by the resonance frequency f 1 of the main vibration is Δf, Δf is the allowable amount described above. And can be expressed by the following formula (10).

Figure 2017200014
Figure 2017200014

そして、上記式(10)に式(9)を代入すると、下記式(11)となる。   Substituting equation (9) into equation (10) yields equation (11) below.

Figure 2017200014
Figure 2017200014

そして、上記式(11)を整理すれば上記式(3)が得られる。したがって、上記式(3)を満足することで、内部共振が低減された振動片基板1となることがわかる。ここで、前述したように、式(7)中のk、k、…、k、…、kは、整数であり、これらのうちの少なくとも2つは、0でない。そして、この0でないk(kとする)を係数とする共振周波数fは、主振動の振動方向であるX軸と直交するZ軸方向を変位方向する不要振動モード、すなわち、Z軸同相モードまたはZ軸逆相モードの共振周波数とほぼ等しいことが好ましい。言い換えると、振動片基板1の振動片4は、Z軸同相モードまたはZ軸逆相モードを不要振動モードとして有していることが好ましい。また、これらの高次モードを含むことが好ましいが、特に最低次モード、あるいは、2次モードを含むことが好ましい。このような不要振動モードは、他の不要振動モードの中でも、特に、主振動であるX軸逆相モードに結合し易い振動である。そのため、式(3)を満足することによる効果がより大きくなる。 And if the said Formula (11) is rearranged, the said Formula (3) will be obtained. Therefore, it can be seen that satisfying the above expression (3) results in the resonator element substrate 1 with reduced internal resonance. Here, as described above, k 1, k 2 in the formula (7), ..., k i , ..., k n is an integer of at least two of these are non-zero. Then, the resonant frequency f m of the non-zero k (a k m) and coefficients, unnecessary vibration mode of the direction displacing the Z-axis direction perpendicular to the X axis is a vibration direction of the main vibration, i.e., Z-axis phase It is preferable that the resonance frequency is substantially equal to the resonance frequency of the mode or the Z-axis antiphase mode. In other words, the resonator element 4 of the resonator element substrate 1 preferably has the Z-axis in-phase mode or the Z-axis opposite-phase mode as an unnecessary vibration mode. In addition, these higher-order modes are preferably included, but it is particularly preferable to include the lowest-order mode or the second-order mode. Such an unnecessary vibration mode is a vibration that is easily coupled to the X-axis reversed phase mode, which is the main vibration, among other unnecessary vibration modes. Therefore, the effect by satisfying the expression (3) is further increased.

また、共振周波数fは、振動片基板1の特有の不要振動モード、すなわち、振動片基板1から折り取られて個片化された振動片4では発生し得ない不要モードであるZ軸基板モードまたは基板輪郭モードとほぼ等しいことが好ましい。言い換えると、振動片基板1は、Z軸基板モードまたは基板輪郭モードを不要振動モードとして有していることが好ましい。また、これらの高次モードを含むことが好ましいが、特に、2次以上、10次以下の高次モードを含むことが好ましい。前述したように、このような不要振動モードは、個片化された振動片4では発生しない振動モードであるため、このような不要振動モードを有することで、式(3)を満足することによる効果がより大きくなる。すなわち、振動片基板1上で測定される振動片4の主振動の共振周波数やCI値と、振動片基板1から折り取った状態で測定される振動片4の主振動の共振周波数やCI値と、のズレを小さくすることができ、振動片4の歩留まりの向上を図ることができる。なお、この場合は当然ながら振動片基板1の特有の不要振動モードの共振周波数fmと、主振動の共振周波数fとが一致しないようにすることは、従来知られている技術であって、本発明には含まれない。 The resonance frequency f m is a Z-axis substrate that is a unique unnecessary vibration mode of the resonator element substrate 1, that is, an unnecessary mode that cannot be generated in the resonator element 4 that is separated from the resonator element substrate 1. Preferably it is approximately equal to the mode or substrate contour mode. In other words, the resonator element substrate 1 preferably has the Z-axis substrate mode or the substrate contour mode as the unnecessary vibration mode. Moreover, it is preferable that these higher order modes are included, but it is particularly preferable that higher order modes of the second order or higher and the tenth order are included. As described above, such an unnecessary vibration mode is a vibration mode that does not occur in the singulated vibration piece 4, and therefore, by having such an unnecessary vibration mode, the expression (3) is satisfied. The effect is greater. That is, the resonance frequency and CI value of the main vibration of the vibration piece 4 measured on the vibration piece substrate 1 and the resonance frequency and CI value of the main vibration of the vibration piece 4 measured in a state of being broken from the vibration piece substrate 1. , And the yield of the resonator element 4 can be improved. In this case, as a matter of course, the resonance frequency fm of the specific unnecessary vibration mode of the resonator element substrate 1 and the resonance frequency f 1 of the main vibration are not matched with each other in the prior art. It is not included in the present invention.

特に、本実施形態では、平面視で、折り取り部3が一対の振動腕42、43の主振動の仮想振動対称面F1から離間して配置されている。そのため、振動片4の主振動を励振させた際の振動バランスが悪く、振動腕42、43の振動エネルギーが折り取り部3を介して支持部2に漏洩し易い。その結果、振動片基板1は、前述のようなZ軸基板モードおよび基板輪郭モードと結合し易い構成となる。そのため、式(3)を満たすことによる効果がより大きくなる。すなわち、振動片基板1上で測定される振動片4の主振動の共振周波数やCI値と、振動片基板1から折り取った状態で測定される振動片4の主振動の共振周波数やCI値と、のズレを小さくすることができ、振動片4の歩留まりの向上を図ることができる。   In particular, in the present embodiment, the folded portion 3 is disposed apart from the virtual vibration symmetry plane F1 of the main vibration of the pair of vibrating arms 42 and 43 in plan view. Therefore, the vibration balance when the main vibration of the resonator element 4 is excited is poor, and the vibration energy of the vibrating arms 42 and 43 is likely to leak to the support portion 2 via the folding portion 3. As a result, the resonator element substrate 1 can be easily combined with the Z-axis substrate mode and the substrate contour mode as described above. Therefore, the effect by satisfy | filling Formula (3) becomes larger. That is, the resonance frequency and CI value of the main vibration of the vibration piece 4 measured on the vibration piece substrate 1 and the resonance frequency and CI value of the main vibration of the vibration piece 4 measured in a state of being broken from the vibration piece substrate 1. , And the yield of the resonator element 4 can be improved.

また、振動片基板1は、主振動の共振周波数fの10倍以下の共振周波数fを有する不要振動モードを有していることが好ましく、3倍以下の共振周波数fを有する不要振動モードを有していることがより好ましい。このような周波数の不要振動モードは、主振動と強く結合するおそれがある。そのため、式(3)を満足することによる効果がより大きくなる。 Also, resonator element substrate 1 preferably has an unnecessary vibration mode having a resonant frequency f j of less than 10 times the resonance frequency f 1 of the main vibration, unnecessary with 3 times the resonance frequency f j vibration More preferably, it has a mode. Such an unnecessary vibration mode having a frequency may be strongly coupled with the main vibration. Therefore, the effect by satisfying the expression (3) is further increased.

また、振動片基板1は、主振動の共振周波数fの3倍以下の共振周波数を有する不要モードすべてに対して上記式(4)を満足していることが好ましく、10倍以下の共振周波数を有する不要モードすべてに対して上記式(4)を満足していることがより好ましい。このような関係を満足することで、主振動と強く結合し易い不要モードとの内部共振が発生するおそれをより低減することができる。 The resonator element substrate 1 preferably satisfies the above formula (4) for all unnecessary modes having a resonance frequency that is three times or less of the resonance frequency f 1 of the main vibration, and the resonance frequency that is 10 times or less. It is more preferable that the above expression (4) is satisfied with respect to all unnecessary modes having. By satisfying such a relationship, it is possible to further reduce the possibility of internal resonance with an unnecessary mode that is easily coupled to the main vibration.

また、主振動モードの共振周波数fよりも低周波の共振周波数を有する不要振動モードを有していることが好ましい。即ち、主振動モードの共振周波数fに対してf<fの関係を満足する共振周波数fを有する不要振動モードを有していることが好ましい。また、f/10≦f<fの関係を満足する共振周波数fを有する不要振動モードを有していることがより好ましく、f/3≦f<fの関係を満足する共振周波数fを有する不要振動モードを有していることがさらに好ましい。これは、不要振動モードの中でも特に、主振動モードよりも低周波であって、主振動モードの共振周波数fに近い共振周波数を有する不要振動モードが主振動と内部共振し易いためである。 Moreover, it is preferable to have an unnecessary vibration mode having a resonance frequency lower than the resonance frequency f 1 of the main vibration mode. That is, it is preferable to have an unnecessary vibration mode having a resonant frequency f 2 to satisfy the relationship of f 2 <f 1 with respect to the resonance frequency f 1 of the main vibration modes. It is more preferable to have an unnecessary vibration mode having a resonant frequency f 2 to satisfy the relation of f 1/10 ≦ f 2 < f 1, satisfy the relationship of f 1/3 ≦ f 2 < f 1 it is further preferred to have an unnecessary vibration mode having a resonant frequency f 2 to. This is among other unnecessary vibration mode, a low frequency than the primary vibration mode, unwanted vibration mode having a resonant frequency close to the resonance frequency f 1 of the main vibration modes is liable to primary vibration and internal resonance.

なお、前述したように、振動片基板1は、さらに、上記式(5)を満足している。式(5)では内部共振次数の限定を行っている。この内部共振次数は、非線形次数と関係があり、非線形次数が小さい条件程、非線形性が小さくても内部共振の影響が大きくなる。そのため、式(5)と式(4)とを満足することで、特に、内部共振の影響が大きい条件において、内部共振が発生するおそれを効果的に小さくすることができる。   As described above, the resonator element substrate 1 further satisfies the above formula (5). In equation (5), the internal resonance order is limited. The internal resonance order is related to the nonlinear order, and the smaller the nonlinear order, the greater the influence of the internal resonance even if the nonlinearity is small. Therefore, satisfying Expression (5) and Expression (4) can effectively reduce the possibility of occurrence of internal resonance, particularly under conditions where the influence of internal resonance is large.

なお、振動片基板1は、式(5)を満足していれば、特に限定されないが、下記式(12)を満足するのがより好ましく、下記式(13)を満足するのがさらに好ましい。これにより、低次の非線形性が顕著に現れる振動片基板1においても主振動と不要振動モードとの結合が生じ難く、不要振動モードを介した主振動の振動漏れを小さくすることができる。   The resonator element substrate 1 is not particularly limited as long as the expression (5) is satisfied, but it is more preferable that the expression (12) is satisfied, and it is more preferable that the expression (13) is satisfied. Thereby, even in the vibrating piece substrate 1 in which low-order nonlinearity appears remarkably, coupling between the main vibration and the unnecessary vibration mode hardly occurs, and vibration leakage of the main vibration through the unnecessary vibration mode can be reduced.

Figure 2017200014
Figure 2017200014

Figure 2017200014
Figure 2017200014

また、nは、3以下であるのが好ましく、2であるのがより好ましい。nの値が小さい程、内部共振し易い傾向があり、本発明による効果が大きいためである。   Further, n is preferably 3 or less, and more preferably 2. This is because as the value of n is smaller, internal resonance tends to occur and the effect of the present invention is greater.

また、振動片基板1では、前述したように、式(4)を満足している。|Δf|が0に近過ぎると、主振動との内部共振によって不要振動モードが発生し易くなるため、式(4)を満足することで、不要振動モードの発生を低減することができる。以下、このことについて簡単に説明する。また、以下では、説明の便宜上、不要振動モードがX軸同相モードである場合について代表して説明するが、X軸同相モード以外の不要振動モードであっても同様の関係を満足することが確認されている。   In addition, as described above, the resonator element substrate 1 satisfies the formula (4). If | Δf | is too close to 0, an unnecessary vibration mode is likely to be generated due to internal resonance with the main vibration. Therefore, the occurrence of the unnecessary vibration mode can be reduced by satisfying Expression (4). This will be briefly described below. In the following, for convenience of explanation, the case where the unnecessary vibration mode is the X-axis common mode will be described as a representative. However, it is confirmed that the same relationship is satisfied even in the unnecessary vibration mode other than the X-axis common mode. Has been.

図9は、|Δf|とQ値の関係を示すグラフである。図9は、主振動モードであるX軸逆相モードの共振周波数fと不要振動モードであるX軸同相モードの共振周波数fとが1:1で近接する場合のΔf、すなわちΔf=(f−f)/fの場合の実測値であるが、1:1以外の結合においても同様な効果を得ることを確認している。なお、図9では、Q値をその最大値で規格化した指数を縦軸として示している(すなわち、指数の最大値は1となる)。また、図9は、振動腕42、43の長さLが930μm、振動腕42、43の幅Wが60μm、振動片4の全長が1160μm、全幅が520μmのサイズを有する振動片4を用いた実測値である。 FIG. 9 is a graph showing the relationship between | Δf | and the Q value. FIG. 9 shows Δf in the case where the resonance frequency f 1 of the X-axis opposite phase mode which is the main vibration mode and the resonance frequency f 2 of the X-axis common mode which is the unnecessary vibration mode are close to each other by 1: 1, that is, Δf = ( Although it is an actual measurement value in the case of f 2 −f 1 ) / f 1 , it has been confirmed that a similar effect is obtained even in a coupling other than 1: 1. In FIG. 9, an index obtained by normalizing the Q value with the maximum value is shown on the vertical axis (that is, the maximum value of the index is 1). Further, in FIG. 9, the vibrating piece 4 having a size in which the length L of the vibrating arms 42 and 43 is 930 μm, the width W of the vibrating arms 42 and 43 is 60 μm, the total length of the vibrating piece 4 is 1160 μm, and the entire width is 520 μm It is a measured value.

図9から分かるように、式(4)を満足すれば、規格化した指数の最大値の60%以上を発揮することができ、不要振動モードを十分に低減することができる。なお、振動片基板1は、式(4)を満足していれば、特に限定されないが、下記式(14A)を満足することが好ましく、下記式(14B)を満足することがより好ましく、下記式(15C)を満足することがさらに好ましい。これにより、不要振動モードが主振動との内部共振によって発生することをさらに効果的に低減することができ、振動漏れが増大するおそれをさらに低減することができる。   As can be seen from FIG. 9, if Expression (4) is satisfied, 60% or more of the maximum value of the normalized index can be exhibited, and the unnecessary vibration mode can be sufficiently reduced. The resonator element substrate 1 is not particularly limited as long as the expression (4) is satisfied, but preferably satisfies the following expression (14A), more preferably satisfies the following expression (14B), and It is more preferable that the formula (15C) is satisfied. Thereby, it is possible to further effectively reduce the occurrence of the unnecessary vibration mode due to internal resonance with the main vibration, and it is possible to further reduce the possibility that vibration leakage increases.

式(4)や下記式(14A)〜(14C)は、常温において満足していれば常温における主振動のエネルギー漏洩を低減することができる。また、常温以外を含めた動作温度範囲、例えば一般的には−40℃から85℃の範囲、車載用においては−40℃から150℃の範囲すべてにおいて式(4)や下記式(14A)〜(14C)を満足していれば、その温度範囲内において、主振動のエネルギー漏洩を低減することができる。   If Expression (4) and the following Expressions (14A) to (14C) are satisfied at room temperature, energy leakage of main vibration at room temperature can be reduced. Further, in the operating temperature range including other than normal temperature, for example, generally in the range of −40 ° C. to 85 ° C., and in the case of in-vehicle use, in all of the range of −40 ° C. to 150 ° C., the formula (4) and the following formula (14A) If (14C) is satisfied, the energy leakage of the main vibration can be reduced within the temperature range.

Figure 2017200014
Figure 2017200014

Figure 2017200014
Figure 2017200014

Figure 2017200014
Figure 2017200014

次に、固有振動モードの数(n)が2、3、4である場合について、いくつかの具体例を挙げる。なお、以下では、下記式(15)の関係を満足するものとする。また、主振動の共振周波数をfとし、不要振動モードの周波数をfとする。 Next, some specific examples will be given for the case where the number (n) of natural vibration modes is 2, 3, and 4. In the following, it is assumed that the relationship of the following formula (15) is satisfied. Further, the resonance frequency of the main vibration and f 1, the frequency of the undesired oscillation mode and f 2.

Figure 2017200014
Figure 2017200014

[具体例1:m=3、n=2]
この場合には、上記式(9)から下記式(16)を導くことができる。
[Specific Example 1: m = 3, n = 2]
In this case, the following formula (16) can be derived from the above formula (9).

Figure 2017200014
Figure 2017200014

そして、例えば、k=1、k=−2の場合には、f’=2fとなり、式(10)から下記式(17)を導くことができ、k=2、k=−1の場合には、f’=f/2となり、式(10)から下記式(18)を導くことができる。 For example, when k 1 = 1 and k 2 = −2, f 1 ′ = 2f 2 , and the following equation (17) can be derived from the equation (10), and k 1 = 2 and k 2 = in the case of -1, f 1 '= f 2/ 2 , and the can be derived the following equation from equation (10) to (18).

Figure 2017200014
Figure 2017200014

Figure 2017200014
Figure 2017200014

また、本発明では式(5)(あるいは式(13)、式(15))を満足する必要があるため、n=2の場合には3≦|k|+|k|でなければならない。即ち、k=1、k=−1の条件は本発明には含まれない。このような条件では、上記式(16)からf’=f、さらに上記式(10)からΔf=(f−f)/fが導かれ、|Δf|≒0となる条件は、結局、f≒fとなる。これは主振動モードの共振周波数fと不要振動モードの共振周波数fとが近接して結合する従来から知られていた結合を表現している。本発明ではこのような従来から知られていた主振動モードの共振周波数と不要振動モードの共振周波数が近接することで発生する結合からは全く知り得ない結合状態を開示したものである。 In the present invention, since it is necessary to satisfy the formula (5) (or the formula (13) and the formula (15)), when n = 2, if 3 ≦ | k 1 | + | k 2 | Don't be. That is, the conditions of k 1 = 1 and k 2 = −1 are not included in the present invention. Under such conditions, f 1 ′ = f 2 is derived from the above equation (16), and Δf = (f 2 −f 1 ) / f 1 is derived from the above equation (10), so that | Δf | ≈0. In the end, f 2 ≈f 1 . It expresses the main oscillation mode and the resonance frequency f 1 and the resonance frequency f 2 of the unnecessary vibration mode has been known to bind in close proximity coupling. The present invention discloses a coupling state that cannot be known at all from the coupling that occurs when the resonance frequency of the main vibration mode and the resonance frequency of the unnecessary vibration mode that are conventionally known are close to each other.

また、本発明では、主振動を励振する電気信号は、主振動の共振周波数と等しい周波数Ωを有する正弦波信号のみ、あるいはそれに近い状態の電気信号が入力されることを前提としている。例えば、矩形波が電気信号として入力された場合には、周波数Ωの正弦波に加えて、Ωの奇数倍(3Ω、5Ω、…)の周波数成分を有する正弦波が入力されることになり、前記Ωの奇数倍の周波数のうちの一つ(特に数字が小さい3Ωは振幅が大きい為に影響も大きい)と不要振動モードの内の一つの共振周波数が近接した場合に、前記不要振動モードが励振されてしまうが、本発明ではこれを含まない。また、デューティー比が50%以外の場合には前記Ωの偶数倍(2Ω、4Ω、…)の周波数成分を有する正弦波が入力されることになるが、これも本発明では含まない。   In the present invention, the electrical signal for exciting the main vibration is based on the assumption that only a sine wave signal having a frequency Ω equal to the resonance frequency of the main vibration or an electric signal in a state close thereto is input. For example, when a rectangular wave is input as an electrical signal, a sine wave having a frequency component of an odd multiple of Ω (3Ω, 5Ω,...) Is input in addition to a sine wave of frequency Ω. When one of the frequencies of odd multiples of Ω (particularly 3Ω having a small number has a large influence due to its large amplitude) and one of the unnecessary vibration modes is close to each other, the unnecessary vibration mode is This is not included in the present invention. When the duty ratio is other than 50%, a sine wave having an even multiple (2Ω, 4Ω,...) Of the Ω is input, but this is not included in the present invention.

[具体例2:m=3、n=3]
この場合には、上記式(9)から下記式(19)を導くことができる。
[Specific example 2: m = 3, n = 3]
In this case, the following formula (19) can be derived from the above formula (9).

Figure 2017200014
Figure 2017200014

そして、例えば、k=−1、k=k=1の場合には、f’=f+fとなり、式(10)から下記式(20)を導くことができ、k=k=−1、k=1の場合には、f’=f−fとなり、式(10)から下記式(21)を導くことができる。 For example, when k 1 = −1 and k 2 = k 3 = 1, f 1 ′ = f 2 + f 3 , and the following equation (20) can be derived from equation (10), and k 1 = K 3 = −1, k 2 = 1, f 1 ′ = f 2 −f 3 , and the following formula (21) can be derived from the formula (10).

Figure 2017200014
Figure 2017200014

Figure 2017200014
Figure 2017200014

[具体例3:m=4、n=2]
例えば、k=−1、k=3の場合には、f’=3fとなり、式(10)から下記式(22)を導くことができ、k−3、k=1の場合には、f’=f/3となり、式(10)から下記式(23)を導くことができる。
[Specific Example 3: m = 4, n = 2]
For example, when k 1 = −1 and k 2 = 3, f 1 ′ = 3f 2 , and the following formula (22) can be derived from the formula (10), and k 1 −3, k 2 = 1 in the case of, f 1 '= f 2/ 3 , and the can be derived the following equation from equation (10) to (23).

Figure 2017200014
Figure 2017200014

Figure 2017200014
Figure 2017200014

[具体例4:m=4、n=3]
例えば、k=−2、k=k=1の場合には、f’=(f+f)/2となり、式(10)から下記式(24)を導くことができ、k=−2、k=1、k=−1の場合には、f’=(f−f)/2となり、式(10)から下記式(25)を導くことができ、k=−1、k=2、k=1の場合には、f’=2f+fとなり、式(10)から下記式(26)を導くことができ、k=−1、k=2、k=−1の場合には、f’=2f−fとなり、式(10)から下記式(27)を導くことができる。
[Specific Example 4: m = 4, n = 3]
For example, when k 1 = −2 and k 2 = k 3 = 1, f 1 ′ = (f 2 + f 3 ) / 2, and the following equation (24) can be derived from equation (10), When k 1 = −2, k 2 = 1, and k 3 = −1, f 1 ′ = (f 2 −f 3 ) / 2, and the following equation (25) can be derived from equation (10). When k 1 = −1, k 2 = 2 and k 3 = 1, f 1 ′ = 2f 2 + f 3 , and the following formula (26) can be derived from the formula (10), and k 1 When = 1, k 2 = 2 and k 3 = −1, f 1 ′ = 2f 2 −f 3 , and the following equation (27) can be derived from the equation (10).

Figure 2017200014
Figure 2017200014

Figure 2017200014
Figure 2017200014

Figure 2017200014
Figure 2017200014

Figure 2017200014
Figure 2017200014

[具体例4:m=4、n=4]
この場合には、上記式(9)から下記式(28)を導くことができる。
[Specific Example 4: m = 4, n = 4]
In this case, the following formula (28) can be derived from the above formula (9).

Figure 2017200014
Figure 2017200014

そして、例えば、k=−1、k=k=k=1の場合には、f’=f+f+fとなり、式(10)から下記式(29)を導くことができ、k=k=−1、k=k=1の場合には、f’=f−f+fとなり、式(10)から下記式(30)を導くことができ、k=k=−1、k=k=1の場合には、f’=f+f−fとなり、式(10)から下記式(31)を導くことができ、k=k=k=−1、k=1の場合には、f’=f−f−fとなり、式(10)から下記式(32)を導くことができる。 For example, when k 1 = −1 and k 2 = k 3 = k 4 = 1, f 1 ′ = f 2 + f 3 + f 4 , and the following formula (29) is derived from the formula (10). When k 1 = k 3 = −1 and k 2 = k 4 = 1, f 1 ′ = f 2 −f 3 + f 4 , and the following formula (30) is derived from the formula (10). When k 1 = k 4 = −1 and k 2 = k 3 = 1, f 1 ′ = f 2 + f 3 −f 4 , and the following equation (31) is derived from equation (10). When k 1 = k 3 = k 4 = −1 and k 2 = 1, f 1 ′ = f 2 −f 3 −f 4 , and the following equation (32) is derived from equation (10). be able to.

Figure 2017200014
Figure 2017200014

Figure 2017200014
Figure 2017200014

Figure 2017200014
Figure 2017200014

Figure 2017200014
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次に、固有振動モードを特定した場合について、いくつかの具体例を挙げる。
[具体例1]
例えば、振動片基板1に配置されている振動片4がX軸逆相モードの主振動(共振周波数f=32.768kHz)を有し、不要振動モードとしてZ軸同相モード(共振周波数f=20.49kHz)を有している場合には、最も強く内部共振が起きる条件として、k+k=0を満足する必要がある。しかしながら、m≦10(式(5)参照)の範囲内で上記式を満足する{k、k}の組み合わせは存在しない。したがって、この場合は、上記式(8)を満足し、また、|Δf|が最も小さくなる条件であるm=3を例にとれば、上記式(17)から|Δf|=25.06%となり、不要振動モードが主振動に結合し難いことが分かる。
Next, some specific examples will be given for the case where the natural vibration mode is specified.
[Specific Example 1]
For example, the resonator element 4 arranged on the resonator element substrate 1 has a main vibration (resonance frequency f 1 = 32.768 kHz) in the X-axis anti-phase mode, and a Z-axis common mode (resonance frequency f 2 ) as an unnecessary vibration mode. = 20.49 kHz), it is necessary to satisfy k 1 f 1 + k 2 f 2 = 0 as a condition for causing the strongest internal resonance. However, there is no combination of {k 1 , k 2 } that satisfies the above formula within the range of m ≦ 10 (see formula (5)). Therefore, in this case, if m = 3, which is the condition that | Δf | is the smallest, is satisfied as an example, | Δf | = 25.06% from the above equation (17). Thus, it can be seen that it is difficult to couple the unnecessary vibration mode to the main vibration.

[具体例2]
例えば、振動片基板1に配置されている振動片4がX軸逆相モードの主振動(共振周波数f=32.768kHz)を有し、不要振動モードとしてZ軸逆相モード(共振周波数f=82.05kHz)を有している場合には、最も強く内部共振が起きる条件として、k+k=0を満足する必要がある。しかしながら、m≦10(式(5)参照)の範囲内で上記式を満足する{k、k}の組み合わせは存在しない。したがって、この場合は、上記式(8)を満足し、また、|Δf|が最も小さくなる条件であるm=3を例にとれば、上記式(18)から|Δf|=25.20%となり、不要振動モードが主振動に結合し難いことが分かる。
[Specific Example 2]
For example, the resonator element 4 arranged on the resonator element substrate 1 has the main vibration (resonance frequency f 1 = 32.768 kHz) in the X-axis anti-phase mode, and the Z-axis anti-phase mode (resonance frequency f) as the unnecessary vibration mode. 2 = 82.05 kHz), it is necessary to satisfy k 1 f 1 + k 2 f 2 = 0 as a condition for causing the strongest internal resonance. However, there is no combination of {k 1 , k 2 } that satisfies the above formula within the range of m ≦ 10 (see formula (5)). Accordingly, in this case, if m = 3, which is the condition that | Δf | is the smallest, satisfies the above equation (8), | Δf | = 25.20% from the above equation (18). Thus, it can be seen that it is difficult to couple the unnecessary vibration mode to the main vibration.

以上、具体例を挙げて説明した。なお、振動片4のサイズとしては、特に限定されないが、振動腕42、43の長さLは、0.1mm≦L≦0.9mmの関係を満足することが好ましく、0.2mm≦L≦0.7mmの関係を満足することがより好ましく、0.3mm≦L≦0.5mmの関係を満足することがさらに好ましい。また、振動腕42、43の厚さTは、50μm≦T≦150μmの関係を満足することが好ましく、80μm≦T≦140μmの関係を満足することがより好ましく、120μm≦T≦130μmの関係を満足することがさらに好ましい。また、振動腕42、43の腕部421、431の幅Wは、12.8μm≦W≦50μmであることが好ましく、15μm≦W≦45μmであることがより好ましく、20μm≦W≦30μmであることがさらに好ましい。また、腕部421(431)の溝部422、423(432、433)の両脇に残る主面の幅W’は、1μm≦W’≦6μmの関係を満足することが好ましく、1μm≦W’≦4.5μmの関係を満足することがより好ましく、1μm≦W’≦3μmの関係を満足することがさらに好ましい。また、腕部421(431)の広幅部429(439)の長さL’は、0.1≦L’/L≦0.5の関係を満足することが好ましく、0.1≦L’/L≦0.35の関係を満足することがより好ましく、0.1≦L’/L≦0.25の関係を満足することがさらに好ましい。また、広幅部429(439)の幅W”および長さL’は、L’<W”の関係を満足することが好ましい。   In the above, a specific example was given and demonstrated. The size of the vibrating piece 4 is not particularly limited, but the length L of the vibrating arms 42 and 43 preferably satisfies the relationship of 0.1 mm ≦ L ≦ 0.9 mm, and 0.2 mm ≦ L ≦ It is more preferable to satisfy the relationship of 0.7 mm, and it is further preferable to satisfy the relationship of 0.3 mm ≦ L ≦ 0.5 mm. The thickness T of the vibrating arms 42 and 43 preferably satisfies the relationship of 50 μm ≦ T ≦ 150 μm, more preferably satisfies the relationship of 80 μm ≦ T ≦ 140 μm, and the relationship of 120 μm ≦ T ≦ 130 μm. It is further preferable to satisfy. The width W of the arm portions 421 and 431 of the vibrating arms 42 and 43 is preferably 12.8 μm ≦ W ≦ 50 μm, more preferably 15 μm ≦ W ≦ 45 μm, and 20 μm ≦ W ≦ 30 μm. More preferably. The width W ′ of the main surface remaining on both sides of the groove portions 422, 423 (432, 433) of the arm portion 421 (431) preferably satisfies the relationship of 1 μm ≦ W ′ ≦ 6 μm, and 1 μm ≦ W ′. It is more preferable to satisfy the relationship of ≦ 4.5 μm, and it is further preferable to satisfy the relationship of 1 μm ≦ W ′ ≦ 3 μm. Further, the length L ′ of the wide portion 429 (439) of the arm portion 421 (431) preferably satisfies the relationship of 0.1 ≦ L ′ / L ≦ 0.5, and 0.1 ≦ L ′ / It is more preferable to satisfy the relationship of L ≦ 0.35, and it is further preferable to satisfy the relationship of 0.1 ≦ L ′ / L ≦ 0.25. The width W ″ and the length L ′ of the wide portion 429 (439) preferably satisfy the relationship L ′ <W ″.

振動片4を上記のようなサイズとすることで、比較的小型な振動片4となる。そのため、水晶ウエハをウエットエッチングでパターニングすることにより振動体40を得る場合には、特に、水晶基板のエッチング異方性に起因して、形状の対称性が損なわれて非線形性が増大して主振動と不要振動が内部共振を発生し易く、よって振動漏れが小さくなるように設計されていない(あるいは小さくすることが困難な)不要振動を介して主振動のエネルギーが外部に漏洩してしまう。特に、幅W’が比較的狭く設定されていること、広幅部429、439を有していること、さらに、L’<W”の関係を満足することで、振動腕42、43の横断面形状の非対称性が発生し易く、上記の問題がさらに顕著となる。したがって、このような不要振動が発生し易いサイズの振動片4を備える振動片基板1において、上述した構成とすることによって、上述した効果をより顕著に発揮することができる。   By setting the size of the vibrating piece 4 as described above, a relatively small vibrating piece 4 is obtained. Therefore, when the vibrating body 40 is obtained by patterning the quartz wafer by wet etching, the shape symmetry is lost and nonlinearity is increased mainly due to the etching anisotropy of the quartz substrate. The vibration and the unnecessary vibration are likely to cause internal resonance, so that the energy of the main vibration leaks to the outside through the unnecessary vibration that is not designed (or difficult to reduce). In particular, since the width W ′ is set to be relatively narrow, the wide portions 429 and 439 are provided, and the relationship of L ′ <W ″ is satisfied, Asymmetry of the shape is likely to occur, and the above-described problem becomes more prominent.Therefore, in the resonator element substrate 1 including the resonator element 4 having a size in which such unnecessary vibration is likely to occur, the above-described configuration is obtained. The effect mentioned above can be exhibited more notably.

さらに、音叉型の振動素子のように、同一方向に延びる一対の振動腕のみを振動腕として含む場合には、基部を基準に前述の延びる方向とは反対方向に対する形状の対称性はとれないので、本発明はより効果的に作用する。また、水晶では結晶面が複雑に形成されるので、水晶を基材としてウエットエッチングすることで振動素子を形成した場合には、本発明はさらに効果的に作用する。   Further, when only a pair of vibrating arms extending in the same direction is included as a vibrating arm, such as a tuning fork type vibrating element, the symmetry of the shape with respect to the direction opposite to the extending direction described above cannot be taken with respect to the base. The present invention works more effectively. In addition, since the crystal plane is complicatedly formed in quartz, the present invention works more effectively when the vibration element is formed by wet etching using quartz as a base material.

次に、前述の式(4)を満足することによる効果(前述では述べていない効果)について説明する。図10は、正常サンプルS1および2つの異常サンプルS2、S3に関するΔfと環境温度の関係を示すグラフである。ここでのΔfは、上記式(18)に相当し、主振動モードであるX軸逆相モードの共振周波数をf(=32.768kHz)とし、主振動と内部共振していると考えられる不要振動モードであるZ軸同相モードの共振周波数をfとする。すなわち、ここでのΔfは、fが65.536kHz(fの2倍の周波数)からどれだけずれているかを示す値とも言える。 Next, effects (effects not described above) obtained by satisfying the above-described expression (4) will be described. FIG. 10 is a graph showing the relationship between Δf and environmental temperature regarding the normal sample S1 and the two abnormal samples S2 and S3. Δf here corresponds to the above equation (18), and the resonance frequency of the X-axis antiphase mode, which is the main vibration mode, is f 1 (= 32.768 kHz), and is considered to be in internal resonance with the main vibration. the resonant frequency of the Z-axis common mode is unnecessary oscillation mode and f 2. That is, Δf here can be said to be a value indicating how much f 2 is deviated from 65.536 kHz (a frequency twice that of f 1 ).

一方、図11は、正常サンプルS1および2つの異常サンプルS2、S3に関するCI上昇率と環境温度の関係を示すグラフであり、図12は、正常サンプルS1および2つの異常サンプルS2、S3に関するCIと環境温度の関係を示すグラフである。これら図11および図12は、−50°におけるCI値を基準(0)として、この基準からどれだけCI上昇率(CI値)が変化しているかを示すグラフである。   On the other hand, FIG. 11 is a graph showing the relationship between the CI increase rate for the normal sample S1 and the two abnormal samples S2 and S3 and the environmental temperature, and FIG. 12 shows the CI for the normal sample S1 and the two abnormal samples S2 and S3. It is a graph which shows the relationship of environmental temperature. FIG. 11 and FIG. 12 are graphs showing how much the CI increase rate (CI value) changes from the reference value (0) with respect to the CI value at −50 °.

図11および図12に示すように、正常サンプルS1ではCI上昇率(CI値)が穏やかに上昇しているのに対して、異常サンプルS2では35℃付近でCI上昇率が異常に上昇しており、異常サンプルS3では110℃付近でCI上昇率が異常に上昇している。そして、異常サンプルS2、S3について、CI上昇率が異常に上昇している温度は、図10に示すΔfが0%となる温度とほぼ一致している。そのため、上記式(4)の関係を満足することで(すなわち、Δf=0%付近を除くことで)、このようなCI上昇率(CI値)の異常な上昇を低減することができることがわかる。なお、振動片基板1は、振動片4の動作温度範囲(−40℃から85℃、−40℃から150℃等)のいずれかの温度域において式(4)を満足していれば、その温度域を用いることで上述したCI値の異常な上昇が発生するおそれを低減することができる。好ましくは、前記動作温度範囲のすべての温度において式(4)を満足していれば、動作温度範囲すべてにおいて上述したCI値の異常な上昇が発生するおそれを低減することができる。   As shown in FIGS. 11 and 12, the CI increase rate (CI value) increases moderately in the normal sample S1, whereas the CI increase rate abnormally increases around 35 ° C. in the abnormal sample S2. In the abnormal sample S3, the CI increase rate is abnormally increased around 110 ° C. For the abnormal samples S2 and S3, the temperature at which the CI increase rate is abnormally increased substantially matches the temperature at which Δf shown in FIG. 10 is 0%. Therefore, it is understood that such an abnormal increase in the CI increase rate (CI value) can be reduced by satisfying the relationship of the above formula (4) (that is, by excluding the vicinity of Δf = 0%). . Note that if the resonator element substrate 1 satisfies the formula (4) in any temperature range of the operating temperature range (−40 ° C. to 85 ° C., −40 ° C. to 150 ° C., etc.) of the resonator element 4, By using the temperature range, it is possible to reduce the possibility of the abnormal increase in the CI value described above. Preferably, if Expression (4) is satisfied at all temperatures in the operating temperature range, the possibility that the above-described abnormal increase in the CI value occurs in the entire operating temperature range can be reduced.

また、振動片基板1では、振動片4のQ値をQとしたとき、下記式(33)の関係を満足し、式(33)中のf0maxは、下記式(34)の関係を満足し、式(34)中のWeminは、下記式(35)の関係を満足する。これら関係を満足することで、小型で十分に高いQ値を有する振動片4となる。   Further, in the resonator element substrate 1, when the Q value of the resonator element 4 is Q, the relationship of the following equation (33) is satisfied, and f0max in the equation (33) satisfies the relationship of the following equation (34). In the equation (34), Wemin satisfies the relationship of the following equation (35). By satisfying these relationships, the resonator element 4 is small and has a sufficiently high Q value.

Figure 2017200014
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ただし、式(33)、(34)、(35)中の、A=7.3690×10−2、B=1.2544×10−5、C=1.1〜1.3、f0max[Hz]は振動腕42、43(腕部421、431)の断面形状を熱弾性損失が等しくなるように矩形に置き換えた際の振動腕42、43の等価腕幅Weが、後述する最小値Weminのときに熱弾性損失が最大となる共振周波数(熱緩和周波数)、L[m]は振動腕42、43の延在方向に関する長さ、ρ[kg/m]は振動腕42、43の質量密度、Cp[J/(kg・K)]は振動腕42、43の熱容量、c[N/m]は振動腕42、43の延在方向に関する弾性定数、α[1/K]は振動腕42、43の延在方向に関する熱膨張係数、Θ[K]は環境温度、k[W/(m・K)]は振動腕42、43の主振動の振動方向に沿った熱伝導率、πは円周率である。 However, in the formulas (33), (34), and (35), A = 7.3690 × 10 −2 , B = 1.2544 × 10 −5 , C = 1.1 to 1.3, f0max [Hz ], The equivalent arm width We of the vibrating arms 42 and 43 when the cross-sectional shape of the vibrating arms 42 and 43 (arm portions 421 and 431) is replaced with a rectangle so that the thermoelastic loss is equal is a minimum value Wemin described later. The resonance frequency (thermal relaxation frequency) at which the thermoelastic loss is sometimes maximum, L [m] is the length in the extending direction of the vibrating arms 42 and 43, and ρ [kg / m 3 ] is the mass of the vibrating arms 42 and 43. Density, Cp [J / (kg · K)] is the heat capacity of the vibrating arms 42, 43, c [N / m 2 ] is an elastic constant in the extending direction of the vibrating arms 42, 43, and α [1 / K] is vibration. The thermal expansion coefficient in the extending direction of the arms 42 and 43, Θ [K] is the environmental temperature, and k [W / (m · K)] is The thermal conductivity along the vibration direction of the main vibration of Doude 42, 43, [pi is circle ratio.

以下、式(33)の導出方法について説明する。まず、下記の表1に、小型化を図るために有効と考えられる振動腕42、43の長さLと、その長さのときに求められるQ値の最小値Qminとの関係を示す。このような関係を満足することは、小型で、かつ、より高いQ値を有する振動片4を有する振動片基板1が得られるということである。したがって、例えば、振動片4を用いた発振回路の消費電力を低減することができ、また、小型化によって製造時に発生するCOの排出を低くすることができるから、環境負荷の小さい振動片基板1となる。 Hereinafter, the derivation method of Formula (33) is demonstrated. First, Table 1 below shows the relationship between the length L of the vibrating arms 42 and 43, which is considered effective for downsizing, and the minimum value Qmin of the Q value obtained at that length. Satisfying such a relationship means that the resonator element substrate 1 having the resonator element 4 having a small size and a higher Q value can be obtained. Therefore, for example, the power consumption of the oscillation circuit using the resonator element 4 can be reduced, and the emission of CO 2 generated at the time of manufacture can be reduced by downsizing. 1

Figure 2017200014
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=32.768kHz、QminをQTED(熱弾性損失のみを考慮したQ値)として下記式(36)、(37)に代入し、f>f0の関係を満足する幅Wを算出することで、長さLに対する最小値Weminを算出する。この最小値Weminの算出結果を下記の表3に示す。なお、式(36)、(37)中の各数値は、下記の表2に示す通りである。前述したように、f0は、熱緩和周波数であり、f>f0(f/f0>1)は、振動片4が断熱的領域にあることを意味している。 Substituting f 1 = 32.768 kHz, Qmin into Q TED (Q value considering only thermoelastic loss) into the following formulas (36) and (37), and calculating the width W satisfying the relationship of f 1 > f0 Thus, the minimum value Wemin for the length L is calculated. The calculation result of the minimum value Wemin is shown in Table 3 below. The numerical values in the formulas (36) and (37) are as shown in Table 2 below. As described above, f0 is the thermal relaxation frequency, and f 1 > f0 (f 1 / f0> 1) means that the resonator element 4 is in the adiabatic region.

Figure 2017200014
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Figure 2017200014
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長さLに対する最小値Weminは、図13に示すグラフのようになり、その近似式は、Wemin=7.3690×10−2L+1.2544×10−5となる。さらに、この式の右辺に係数C(ただし、Cは1.1〜1.3)をかけることで上記の式(35)が得られる。この式(35)により、振動腕42、43の長さLに対する振動腕42、43の幅Wの最小値Weminを算出することができる。さらに、得られた最小値Weminを式(37)に代入することで、f0を算出することができる。なお、f0は、振動腕42、43の幅Wが最小値Weminのときに熱弾性損失が最大となる共振周波数である(=f0max)。前述したように、本実施形態では、断熱的領域(f>f0)に限定しているため、f0によりQ値の下限値であるQmin(QTED)を決定することができる。すなわち、式(36)にf0を代入することで、Qminを算出することができる。そして、Q≧Qminの関係を満足すれば、十分に高いQ値が得られることから、式(33)が導き出される。 The minimum value Wemin with respect to the length L is as shown in the graph of FIG. 13, and its approximate expression is Wemin = 7.3690 × 10 −2 L + 1.2544 × 10 −5 . Further, the above equation (35) is obtained by multiplying the right side of this equation by a coefficient C (where C is 1.1 to 1.3). From this equation (35), the minimum value Wemin of the width W of the vibrating arms 42 and 43 with respect to the length L of the vibrating arms 42 and 43 can be calculated. Furthermore, f0 can be calculated by substituting the obtained minimum value Wemin into the equation (37). Note that f0 is a resonance frequency at which the thermoelastic loss is maximized when the width W of the vibrating arms 42 and 43 is the minimum value Wemin (= f0max). As described above, in the present embodiment, since it is limited to the adiabatic region (f 1 > f0), Qmin (Q TED ) that is the lower limit value of the Q value can be determined by f0. That is, Qmin can be calculated by substituting f0 into equation (36). Then, if the relationship of Q ≧ Qmin is satisfied, a sufficiently high Q value can be obtained, so that Expression (33) is derived.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る振動片基板について説明する。
Second Embodiment
Next, a resonator element substrate according to a second embodiment of the invention will be described.

図14は、本発明の第2実施形態に係る振動片基板の平面図である。なお、図14では、説明の便宜上、電極の図示を省略している。   FIG. 14 is a plan view of the resonator element substrate according to the second embodiment of the invention. In FIG. 14, the electrodes are not shown for convenience of explanation.

以下、第2実施形態の振動片基板について、前述した第1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。   Hereinafter, the resonator element substrate of the second embodiment will be described with a focus on the differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.

本発明の第2実施形態にかかる振動片基板は、振動片の構成が異なる以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、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。   The resonator element substrate according to the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment described above except that the structure of the resonator element is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to embodiment mentioned above.

図14に示すように、本実施形態の振動片基板1では、平面視で、折り取り部3が仮想振動対称面F1と重なって配置されている。本実施形態では、振動片4の支持腕44の先端部と支持部2とを連結するように折り取り部3が配置されているが、折り取り部3の配置としては、仮想振動対称面F1と重なって配置されていれば特に限定されず、例えば、基部41と支持部2とを連結するように配置されていてもよい。このように、折り取り部3を仮想振動対称面F1と重なるように配置することで、振動腕42、43の振動エネルギーが折り取り部3を介して支持部2に漏洩し難くなり、隣接する図示されていない振動片4や、振動片基板1が有するZ軸基板モードおよび基板輪郭モードと内部共振し難い構成となる。そのため、振動片基板1上で測定される振動片4の主振動の共振周波数やCI値と、振動片基板1から折り取った状態で測定される振動片4の主振動の共振周波数やCI値と、のズレを小さくすることができ、振動片4の歩留まりの向上を図ることができる。   As shown in FIG. 14, in the resonator element substrate 1 of the present embodiment, the folded portion 3 is disposed so as to overlap the virtual vibration symmetry plane F1 in plan view. In the present embodiment, the folding part 3 is arranged so as to connect the tip of the support arm 44 of the vibrating piece 4 and the support part 2. However, as the arrangement of the folding part 3, a virtual vibration symmetry plane F <b> 1 is provided. If it overlaps with, it will not specifically limit, For example, you may arrange | position so that the base 41 and the support part 2 may be connected. Thus, by arranging the folding part 3 so as to overlap the virtual vibration symmetry plane F1, the vibration energy of the vibrating arms 42 and 43 is difficult to leak to the support part 2 via the folding part 3, and adjacent to each other. It is difficult to internally resonate with the resonator element 4 and the Z-axis substrate mode and the substrate contour mode which the resonator element substrate 1 has. Therefore, the resonance frequency and CI value of the main vibration of the vibration piece 4 measured on the vibration piece substrate 1 and the resonance frequency and CI value of the main vibration of the vibration piece 4 measured in a state of being broken from the vibration piece substrate 1. , And the yield of the resonator element 4 can be improved.

以上のような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。   According to the second embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited.

<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る振動片基板について説明する。
<Third Embodiment>
Next, a resonator element substrate according to a third embodiment of the invention is described.

図15は、本発明の第3実施形態に係る振動片基板の平面図である。なお、図15では、説明の便宜上、電極の図示を省略している。   FIG. 15 is a plan view of a resonator element substrate according to the third embodiment of the invention. In FIG. 15, illustration of electrodes is omitted for convenience of explanation.

以下、第3実施形態の振動片基板について、前述した第1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。   Hereinafter, the resonator element substrate of the third embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.

本発明の第3実施形態にかかる振動片基板は、振動片の構成が異なる以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、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。   The resonator element substrate according to the third embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment described above except that the structure of the resonator element is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to embodiment mentioned above.

図15に示すように、本実施形態の振動片4では、振動腕42、43に溝部が形成されておらず、振動腕42、43の上面および下面がそれぞれ平坦面で構成されている。すなわち、本実施形態の振動片4は、前述した第1実施形態の構成から溝部(422、423、432、433)を省略した構成となっている。   As shown in FIG. 15, in the resonator element 4 according to the present embodiment, no groove is formed in the vibrating arms 42 and 43, and the upper and lower surfaces of the vibrating arms 42 and 43 are each formed as a flat surface. That is, the resonator element 4 of the present embodiment has a configuration in which the grooves (422, 423, 432, 433) are omitted from the configuration of the first embodiment described above.

また、前述した第1実施形態の振動片4が断熱的領域にあって、式(1)を満足しているのに対して、本実施形態の振動片4は、等温的領域にあって、下記式(38A)を満足している。下記式(38A)を満足することで等温的領域となり、Q値の劣化を低減した小型の振動片4とすることができる。さらに、この効果をより顕著なものとするために、下記式(38B)を満足していることが好ましく、下記式(38C)を満足することがより好ましく、下記式(38D)を満足することがさらに好ましい。   In addition, the vibration piece 4 of the first embodiment described above is in the adiabatic region and satisfies the formula (1), whereas the vibration piece 4 of the present embodiment is in the isothermal region, The following formula (38A) is satisfied. By satisfying the following formula (38A), an isothermal region is obtained, and the small vibrating piece 4 having reduced Q value deterioration can be obtained. Furthermore, in order to make this effect more prominent, it is preferable to satisfy the following formula (38B), more preferably to satisfy the following formula (38C), and to satisfy the following formula (38D). Is more preferable.

Figure 2017200014
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Figure 2017200014
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Figure 2017200014
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Figure 2017200014
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以上のような第3実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。   According to the third embodiment as described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.

<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態に係る振動片基板について説明する。
<Fourth embodiment>
Next, a resonator element substrate according to a fourth embodiment of the invention is described.

図16は、本発明の第4実施形態に係る振動片基板の平面図である。図17および図18は、それぞれ、図16に示す振動片基板が有する振動片の作動を説明する図である。なお、図15では、説明の便宜上、電極の図示を省略している。   FIG. 16 is a plan view of a resonator element substrate according to the fourth embodiment of the invention. FIGS. 17 and 18 are diagrams for explaining the operation of the resonator element included in the resonator element substrate illustrated in FIG. 16. In FIG. 15, illustration of electrodes is omitted for convenience of explanation.

以下、第4実施形態の振動片基板について、前述した第1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。   Hereinafter, the resonator element substrate according to the fourth embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.

本発明の第4実施形態にかかる振動片基板は、振動片の構成が異なる以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、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。   The resonator element substrate according to the fourth embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment described above except that the structure of the resonator element is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to embodiment mentioned above.

図16に示す本実施形態の振動片6は、角速度を検出することのできる角速度検出素子である。振動片6は、水晶ウエハ10の一部として構成されている振動体60と、振動体60に設けられている図示しない電極と、を有している。   The vibrating piece 6 of the present embodiment shown in FIG. 16 is an angular velocity detection element that can detect the angular velocity. The vibrating piece 6 includes a vibrating body 60 configured as a part of the quartz wafer 10 and an electrode (not shown) provided on the vibrating body 60.

また、振動体60は、基部61と、基部61からY軸方向の両側に延びている振動腕としての検出腕621、622と、基部61からX軸方向の両側に延びている連結腕631、632と、連結腕631からY軸方向の両側に延びている振動腕としての駆動腕641、642と、連結腕632からY軸方向の両側に延びている振動腕としての駆動腕643、644と、支持部651、652と、支持部651、652と基部61とを連結している梁部661、662、663、664と、を有している。そして、振動片6は、支持部651、652において折り取り部3を介して支持部2に接続されている。   The vibrating body 60 includes a base 61, detection arms 621 and 622 as vibrating arms extending from the base 61 to both sides in the Y-axis direction, and connecting arms 631 extending from the base 61 to both sides in the X-axis direction. 632, driving arms 641 and 642 as vibrating arms extending from the connecting arm 631 to both sides in the Y-axis direction, and driving arms 643 and 644 as vibrating arms extending from the connecting arm 632 to both sides in the Y-axis direction, , Support portions 651 and 652, and beam portions 661, 662, 663, and 664 connecting the support portions 651 and 652 and the base portion 61. The vibrating piece 6 is connected to the support portion 2 via the folding portion 3 at the support portions 651 and 652.

また、駆動腕641〜644には図示しない駆動信号電極および駆動接地電極が配置されており、これら電極間に駆動信号を印加すると、駆動腕641〜644が図17の矢印Bで示す方向(X軸方向)に屈曲振動する。この振動を駆動振動モードと言い、このモードが振動片6の主振動となる。一方、検出腕621、622には検出信号電極および検出接地電極が配置されている。図18に示すように、駆動腕641〜644を駆動振動モードで振動させている状態でZ軸まわりの角速度ωzが加わると、駆動腕641〜644にコリオリの力が作用して矢印Cに示す方向の振動が励振され、この振動に呼応するように、検出腕621、622が矢印Dに示す方向に屈曲振動する。このような振動によって検出腕621、622に発生した電荷は、検出信号電極および検出接地電極の間から検出信号として取り出され、この検出信号に基づいて角速度ωzが求められる。   Further, drive signal electrodes and drive ground electrodes (not shown) are arranged on the drive arms 641 to 644, and when a drive signal is applied between these electrodes, the drive arms 641 to 644 are moved in the direction (X (X) shown in FIG. Axial bending). This vibration is called a drive vibration mode, and this mode becomes the main vibration of the resonator element 6. On the other hand, the detection arms 621 and 622 are provided with detection signal electrodes and detection ground electrodes. As shown in FIG. 18, when an angular velocity ωz around the Z axis is applied while the drive arms 641 to 644 are vibrated in the drive vibration mode, Coriolis force acts on the drive arms 641 to 644 and the arrow C indicates. Directional vibration is excited, and the detection arms 621 and 622 bend and vibrate in the direction indicated by the arrow D so as to respond to the vibration. The charges generated in the detection arms 621 and 622 by such vibration are taken out as a detection signal from between the detection signal electrode and the detection ground electrode, and the angular velocity ωz is obtained based on the detection signal.

このような振動片6は、駆動腕641〜644の主振動に対して対称面となる少なくとも2つの仮想振動対称面を有している。具体的には、振動片6は、第1仮想振動対称面F2(YZ平面)と、第2仮想振動対称面F3(XZ面)と、を有している。そのため、駆動腕641、642、643、644の振動がキャンセルされて、振動エネルギーが漏洩し難くなる。なお、実際には、振動片6は、主振動であるX軸逆相モードに、不要振動であるZ軸逆相モードや捩じれ逆相モード等が結合した状態で振動する場合もあるが、第1、第2仮想振動対称面F2、F3は、これら不要振動ではなく、主振動のみを考慮した場合の対象面である。主振動においては、第1、第2仮想振動対称面F2、F3の交差する領域を含んで設けられた基部61から、梁部661〜664などを介して振動片基板1に接続されているから、隣接する図示されていない振動片6や、振動片基板1が有するZ軸基板モードおよび基板輪郭モードとの内部共振し難さが増した構成となる。   Such a vibrating piece 6 has at least two virtual vibration symmetry planes that are symmetry planes with respect to the main vibrations of the drive arms 641 to 644. Specifically, the resonator element 6 has a first virtual vibration symmetry plane F2 (YZ plane) and a second virtual vibration symmetry plane F3 (XZ plane). Therefore, the vibrations of the drive arms 641, 642, 643, 644 are canceled, and vibration energy is difficult to leak. In practice, the resonator element 6 may vibrate in a state where the X-axis reverse phase mode that is the main vibration is combined with the Z-axis reverse phase mode that is unnecessary vibration, the torsional reverse phase mode, and the like. The first and second virtual vibration symmetry planes F2 and F3 are target surfaces when only the main vibration is considered, not these unnecessary vibrations. In the main vibration, the base 61 provided including the region where the first and second virtual vibration symmetry planes F2 and F3 intersect is connected to the resonator element substrate 1 via the beam portions 661 to 664 and the like. The configuration is such that the internal resonance with the Z-axis substrate mode and the substrate contour mode of the adjacent resonator element 6 (not shown) and the resonator element substrate 1 has increased.

以上のような第4実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。   According to the fourth embodiment as described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.

<第5実施形態>
次に、本発明の第5実施形態に係る振動片基板について説明する。
<Fifth Embodiment>
Next, a resonator element substrate according to a fifth embodiment of the invention is described.

図19は、本発明の第5実施形態に係る振動片基板の平面図である。図20は、図19に示す振動片基板の変形例を示す平面図である。   FIG. 19 is a plan view of a resonator element substrate according to the fifth embodiment of the invention. 20 is a plan view showing a modification of the resonator element substrate shown in FIG.

以下、第5実施形態の振動片基板について、前述した第1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。   Hereinafter, the resonator element substrate of the fifth embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.

本発明の第5実施形態にかかる振動片基板は、振動片の構成が異なる以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、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。   The resonator element substrate according to the fifth embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment described above except that the structure of the resonator element is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to embodiment mentioned above.

図19に示すように、本実施形態の振動片7は、水晶ウエハ10の一部として構成されている振動体70と、振動体70の表面に配置されている図示しない電極と、を有している。   As shown in FIG. 19, the resonator element 7 of the present embodiment includes a vibrating body 70 configured as a part of the crystal wafer 10 and an electrode (not shown) arranged on the surface of the vibrating body 70. ing.

また、振動体70は、基部71と、基部71から−Y軸方向に延びている一対の振動腕72、73と、基部71の+Y軸側の端部に接続されている支持部74と、を有している。このような振動片7も前述した第1実施形態と同様に、X軸逆相モードを主振動として振動する。   The vibrating body 70 includes a base portion 71, a pair of vibrating arms 72 and 73 extending from the base portion 71 in the −Y axis direction, and a support portion 74 connected to an end portion of the base portion 71 on the + Y axis side, have. Such a vibrating piece 7 also vibrates with the X-axis reverse phase mode as the main vibration, as in the first embodiment described above.

また、支持部74は、平面視で、振動腕72、73を間に挟むようにして配置されている一対の支持腕741、742と、支持腕741、742と基部71とを連結する連結部743と、を有している。そして、振動片7は、連結部743において折り取り部3を介して支持部2に接続されている。このような振動片7は、振動片基板1から折り取られた後、支持腕741、742を介して対象物(例えば、後述する第7実施形態のベース91)に固定される。   Further, the support part 74 is a pair of support arms 741 and 742 that are arranged so as to sandwich the vibrating arms 72 and 73 therebetween in a plan view, and a connecting part 743 that connects the support arms 741 and 742 and the base 71. ,have. The vibrating piece 7 is connected to the support portion 2 via the breaker portion 3 at the connecting portion 743. After such a vibrating piece 7 is broken off from the vibrating piece substrate 1, it is fixed to an object (for example, a base 91 of a seventh embodiment described later) via support arms 741 and 742.

以上のような第5実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、振動片7の変形例として、図20に示すように、支持腕741、742の長さを異ならせてもよい。   According to the fifth embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited. As a modification of the resonator element 7, the lengths of the support arms 741 and 742 may be varied as shown in FIG.

<第6実施形態>
次に、本発明の第6実施形態に係る振動片基板について説明する。
<Sixth Embodiment>
Next, a resonator element substrate according to a sixth embodiment of the invention is described.

図21は、本発明の第6実施形態に係る振動片基板の平面図である。図22および図23は、それぞれ、図21に示す振動片基板が有する振動片の作動を説明する図である。なお、図21では、説明の便宜上、電極の図示を省略している。   FIG. 21 is a plan view of the resonator element substrate according to the sixth embodiment of the invention. 22 and FIG. 23 are diagrams illustrating the operation of the resonator element included in the resonator element substrate illustrated in FIG. 21. In FIG. 21, for convenience of explanation, illustration of electrodes is omitted.

以下、第6実施形態の振動片基板について、前述した第1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。   Hereinafter, the resonator element substrate of the sixth embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment described above, and the description of the same matters will be omitted.

本発明の第6実施形態にかかる振動片基板は、振動片の構成が異なる以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、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。   The resonator element substrate according to the sixth embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment described above except that the structure of the resonator element is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to embodiment mentioned above.

図21に示す本実施形態の振動片8は、角速度を検出することのできる角速度検出素子である。振動片8は、水晶ウエハ10の一部として構成されている振動体80と、振動体80に設けられている図示しない電極と、を有している。   The vibrating piece 8 of the present embodiment shown in FIG. 21 is an angular velocity detection element that can detect the angular velocity. The vibrating piece 8 includes a vibrating body 80 configured as a part of the crystal wafer 10 and an electrode (not shown) provided on the vibrating body 80.

また、振動体80は、基部81と、基部81から+Y軸方向に延びている一対の振動腕としての駆動腕82、83と、基部81から−Y軸方向に延びている一対の振動腕としての検出腕84、85と、基部81からX軸方向の両側に延び、途中で屈曲して−Y軸方向に延びている一対の支持腕86、87と、を有している。そして、振動片8は、支持腕86、87において折り取り部3を介して支持部2に接続されている。このような振動片8は、振動片基板1から折り取られた後、支持腕86、87を介して対象物(例えば、後述する第7実施形態のベース91)に固定される。   The vibrating body 80 includes a base portion 81, drive arms 82 and 83 as a pair of vibrating arms extending from the base portion 81 in the + Y axis direction, and a pair of vibrating arms extending from the base portion 81 in the −Y axis direction. Detection arms 84 and 85, and a pair of support arms 86 and 87 extending from the base portion 81 to both sides in the X-axis direction and bent in the middle and extending in the −Y-axis direction. The vibrating piece 8 is connected to the support portion 2 via the folding portion 3 at the support arms 86 and 87. After such a vibrating piece 8 is broken off from the vibrating piece substrate 1, it is fixed to an object (for example, a base 91 of a seventh embodiment described later) via support arms 86 and 87.

また、駆動腕82、83には図示しない駆動信号電極および駆動接地電極が配置されており、これら電極間に駆動信号を印加すると、駆動腕82、83が図22の矢印Eで示すようにX軸逆相モードで屈曲振動する。一方、検出腕84、85には検出信号電極および検出接地電極が配置されている。図23に示すように、駆動腕82、83をX軸逆相モードで振動させている状態でY軸まわりの角速度ωyが加わると、駆動腕82、83にコリオリの力が作用して矢印Fに示す方向の振動が励振され、この振動に呼応するように、検出腕84、85が矢印Gに示す方向に屈曲振動する。このような振動によって検出腕84、85に発生した電荷は、検出信号電極および検出接地電極の間から検出信号として取り出され、この検出信号に基づいて角速度ωyが求められる。   Further, drive signal electrodes and drive ground electrodes (not shown) are arranged on the drive arms 82 and 83, and when a drive signal is applied between these electrodes, the drive arms 82 and 83 become X as shown by an arrow E in FIG. Bends and vibrates in the shaft reverse phase mode. On the other hand, detection signal electrodes and detection ground electrodes are arranged on the detection arms 84 and 85. As shown in FIG. 23, when an angular velocity ωy about the Y axis is applied in a state where the driving arms 82 and 83 are vibrated in the X-axis reverse phase mode, Coriolis force acts on the driving arms 82 and 83 and the arrow F The detection arms 84 and 85 bend and vibrate in the direction indicated by the arrow G so as to respond to this vibration. The charges generated in the detection arms 84 and 85 by such vibration are taken out as a detection signal from between the detection signal electrode and the detection ground electrode, and the angular velocity ωy is obtained based on the detection signal.

以上のような第6実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。   According to the sixth embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited.

<第7実施形態>
次に、本発明の第7実施形態に係る振動子について説明する。
<Seventh embodiment>
Next, a resonator according to a seventh embodiment of the invention will be described.

図24は、本発明の第7実施形態に係る振動子を示す上面図である。図25は、図24に示す振動子の断面図である。図26は、振動片の製造方法を示すフローチャートである。   FIG. 24 is a top view showing the vibrator according to the seventh embodiment of the invention. 25 is a cross-sectional view of the vibrator shown in FIG. FIG. 26 is a flowchart illustrating a method for manufacturing the resonator element.

図24に示す振動子100は、前述した第1実施形態の振動片基板1から分離された振動片4と、振動片4を収容するパッケージ9と、を有している。パッケージ9は、上面に開口する凹部911を有する箱状のベース91と、凹部911の開口を塞いでベース91に接合された板状のリッド92と、を有している。パッケージ9は、凹部911の開口をリッド92で塞ぐことで形成された気密的な収容空間Sを有しており、この収容空間Sに振動片4が収容されている。なお、収容空間S内は、減圧(好ましくは真空)状態となっているのが好ましい。これにより、粘性抵抗を低減することができ、振動片4の振動特性が向上する。   A vibrator 100 illustrated in FIG. 24 includes the vibration piece 4 separated from the vibration piece substrate 1 of the first embodiment described above and a package 9 that accommodates the vibration piece 4. The package 9 has a box-shaped base 91 having a recess 911 that opens on the upper surface, and a plate-shaped lid 92 that closes the opening of the recess 911 and is joined to the base 91. The package 9 has an airtight housing space S formed by closing the opening of the recess 911 with the lid 92, and the vibrating piece 4 is housed in the housing space S. Note that the inside of the accommodation space S is preferably in a reduced pressure (preferably vacuum) state. Thereby, viscous resistance can be reduced and the vibration characteristic of the vibration piece 4 improves.

また、図25に示すように、ベース91の凹部911の底面には2つの内部端子95が配置され、ベース91の底面には2つの外部端子96が配置されている。そして、対応する内部端子95と外部端子96とが、それぞれ、ベース91に配置された図示しない内部配線を介して電気的に接続されている。また、内部端子95上には、導電性接着材97が設けられており、この導電性接着材97を介して振動片4がベース91に固定されていると共に、内部端子95と電気的に接続されている。   Further, as shown in FIG. 25, two internal terminals 95 are disposed on the bottom surface of the recess 911 of the base 91, and two external terminals 96 are disposed on the bottom surface of the base 91. Corresponding internal terminals 95 and external terminals 96 are electrically connected via internal wirings (not shown) disposed on the base 91, respectively. In addition, a conductive adhesive 97 is provided on the internal terminal 95, and the resonator element 4 is fixed to the base 91 via the conductive adhesive 97 and is electrically connected to the internal terminal 95. Has been.

このような振動子100によれば、所望の振動特性(共振周波数やCI値)からのずれが少ない振動片4を用いているため、高い信頼性が得られる。   According to such a vibrator 100, since the resonator element 4 having a small deviation from desired vibration characteristics (resonance frequency and CI value) is used, high reliability can be obtained.

次に、このような振動子100で用いられる振動片4の製造方法について説明する。振動片4の製造方法は、図26に示すように、振動片基板1を準備する準備工程と、振動片4の振動特性を測定する測定工程と、折り取り部3を切断して振動片4を支持部2から分離する分離工程と、を含んでいる。   Next, a method for manufacturing the resonator element 4 used in such a vibrator 100 will be described. As shown in FIG. 26, the method for manufacturing the resonator element 4 includes a preparation step for preparing the resonator element substrate 1, a measurement step for measuring the vibration characteristics of the resonator element 4, and the breaker 3 by cutting the breaker 3. Separating from the support part 2.

準備工程では、まず、水晶ウエハ10を準備し、この水晶ウエハ10をフォトリソグラフィー技法およびエッチング技法を用いてパターニングすることで、支持部2、折り取り部3および振動体40を一体形成する。次に、蒸着法、スパッタリング法等によって水晶ウエハ10の表面に金属膜を成膜し、この金属膜をフォトリソグラフィー技法およびエッチング技法を用いてパターニングすることで電極を形成する。これにより、振動片4を保持する振動片基板1が得られる。   In the preparation step, first, the crystal wafer 10 is prepared, and the crystal wafer 10 is patterned using a photolithography technique and an etching technique, so that the support portion 2, the folding portion 3, and the vibrating body 40 are integrally formed. Next, a metal film is formed on the surface of the quartz wafer 10 by vapor deposition, sputtering, or the like, and this metal film is patterned using a photolithography technique and an etching technique to form an electrode. As a result, the resonator element substrate 1 that holds the resonator element 4 is obtained.

測定工程では、振動片4の共振周波数やCI値を測定する。そして、これらの値が所望の条件から外れている振動片4があれば、その振動片4を除去する(または、後述する分離工程で分離されないように配置場所を記憶しておく)。なお、本工程では、所望の条件から外れている振動片4に対して、振動腕42、43の質量を増減等させることで共振周波数やCI値を調整し、これらの値を所望の条件内に収めるようにしてもよい。   In the measurement process, the resonance frequency and CI value of the resonator element 4 are measured. Then, if there is a vibrating piece 4 whose values deviate from a desired condition, the vibrating piece 4 is removed (or the arrangement location is stored so as not to be separated in a separation step described later). In this step, the resonance frequency and the CI value are adjusted by increasing / decreasing the mass of the vibrating arms 42 and 43 with respect to the vibrating piece 4 that is out of the desired condition, and these values are within the desired condition. You may make it fit in.

分離工程では、例えば、振動片4を支持部2に対してZ軸方向へ押圧することで折り取り部3が折れ、これにより、振動片4が支持部2から分離されて個片化される。以上により、振動片4が得られる。   In the separation step, for example, the breaker 3 is folded by pressing the vibrating piece 4 against the support 2 in the Z-axis direction, whereby the vibrating piece 4 is separated from the support 2 and separated into pieces. . Thus, the resonator element 4 is obtained.

このような製造方法によれば、比較的簡単に、所望の振動特性(共振周波数やCI値)からのずれが少ない振動片4が得られる。   According to such a manufacturing method, it is relatively easy to obtain the resonator element 4 with little deviation from desired vibration characteristics (resonance frequency and CI value).

<第8実施形態>
次に、本発明の第8実施形態に係る発振器について説明する。
<Eighth Embodiment>
Next, an oscillator according to an eighth embodiment of the invention will be described.

図27は、本発明の第8実施形態に係る発振器を示す断面図である。
図27に示す発振器200は、振動片基板1から分離された振動片4と、振動片4と電気的に接続されているIC210と、振動片4およびIC210を収容するパッケージ9と、を有している。すなわち、発振器200は、前述した振動子100に、IC210を加えた構成となっている。IC210は、ベース91の凹部911の底面に固定され、内部端子95および外部端子96と電気的に接続されている。また、IC210は、発振回路211を有し、IC210からの駆動信号によって振動片4を駆動することで、所定の周波数の信号を取り出すことができるようになっている。
FIG. 27 is a sectional view showing an oscillator according to the eighth embodiment of the invention.
An oscillator 200 illustrated in FIG. 27 includes a resonator element 4 separated from the resonator element substrate 1, an IC 210 electrically connected to the resonator element 4, and a package 9 that accommodates the resonator element 4 and the IC 210. ing. That is, the oscillator 200 has a configuration in which an IC 210 is added to the vibrator 100 described above. The IC 210 is fixed to the bottom surface of the recess 911 of the base 91 and is electrically connected to the internal terminal 95 and the external terminal 96. Further, the IC 210 includes an oscillation circuit 211, and a signal having a predetermined frequency can be extracted by driving the resonator element 4 with a drive signal from the IC 210.

このような発振器200によれば、所望の振動特性(共振周波数やCI値)からのずれが少ない振動片4を用いているため、高い信頼性が得られる。   According to such an oscillator 200, since the resonator element 4 having a small deviation from desired vibration characteristics (resonance frequency and CI value) is used, high reliability can be obtained.

[電子機器]
次に、本発明の電子機器を説明する。
[Electronics]
Next, the electronic apparatus of the present invention will be described.

図28は、本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部1108を備えた表示ユニット1106と、により構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター1100には、例えば発振器の一部として用いられる振動片4が内蔵されている。   FIG. 28 is a perspective view showing the configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which the electronic apparatus of the present invention is applied. In this figure, a personal computer 1100 includes a main body 1104 provided with a keyboard 1102 and a display unit 1106 provided with a display 1108. The display unit 1106 is connected to the main body 1104 via a hinge structure. It is rotatably supported. Such a personal computer 1100 incorporates a resonator element 4 used as a part of an oscillator, for example.

図29は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機(スマートフォン、PHS等も含む)の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機1200は、アンテナ(図示せず)、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部1208が配置されている。このような携帯電話機1200は、例えば発振器の一部として用いられる振動片4が内蔵されている。   FIG. 29 is a perspective view illustrating a configuration of a mobile phone (including a smartphone, a PHS, and the like) to which the electronic device of the invention is applied. In this figure, a cellular phone 1200 includes an antenna (not shown), a plurality of operation buttons 1202, an earpiece 1204, and a mouthpiece 1206, and a display unit 1208 is provided between the operation buttons 1202 and the earpiece 1204. Has been placed. Such a cellular phone 1200 incorporates the resonator element 4 used as a part of an oscillator, for example.

図30は、本発明の電子機器を適用したデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図である。この図において、デジタルスチールカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部1310が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部1310は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。そして、撮影者が表示部1310に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリー1308に転送・格納される。このようなデジタルスチールカメラ1300は、例えば発振器の一部として用いられる振動片4が内蔵されている。   FIG. 30 is a perspective view showing a configuration of a digital still camera to which the electronic apparatus of the present invention is applied. In this figure, a display unit 1310 is provided on the back of a case (body) 1302 in the digital still camera 1300, and a display is performed based on an image pickup signal by a CCD. Functions as a viewfinder that displays images. A light receiving unit 1304 including an optical lens (imaging optical system), a CCD, and the like is provided on the front side (the back side in the drawing) of the case 1302. When the photographer confirms the subject image displayed on the display unit 1310 and presses the shutter button 1306, the CCD image pickup signal at that time is transferred and stored in the memory 1308. Such a digital still camera 1300 incorporates the resonator element 4 used as a part of an oscillator, for example.

このような電子機器は、所望の振動特性(共振周波数やCI値)からのずれが少ない振動片4を有しているため、高精度で低消費電力であり、また、振動片4の歩留まりが高いことに起因して低価格である特徴を有している。   Since such an electronic device has the resonator element 4 with little deviation from desired vibration characteristics (resonance frequency and CI value), it has high accuracy and low power consumption, and the yield of the resonator element 4 is high. Due to its high price, it has a low price.

なお、本発明の電子機器は、図28のパーソナルコンピューター、図29の携帯電話機、図30のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計(スマートウォッチを含む)、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ー、テレビ、HMD(ヘッドマウントディスプレイ)等のウェアラブル端末、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、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、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、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ー等に適用することができる。   In addition to the personal computer of FIG. 28, the mobile phone of FIG. 29, and the digital still camera of FIG. 30, the electronic device of the present invention includes, for example, a smartphone, a tablet terminal, a watch (including a smart watch), an inkjet discharge Wearable terminals such as devices (for example, inkjet printers), laptop personal computers, televisions, HMDs (head-mounted displays), video cameras, video tape recorders, car navigation devices, pagers, electronic notebooks (including those with communication functions), electronic Dictionary, calculator, electronic game device, word processor, workstation, video phone, crime prevention TV monitor, electronic binoculars, POS terminal, medical device (eg electronic thermometer, blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasound diagnostic device, electronic Endoscope), a fish finder, various measurement devices, gauges (e.g., gages for vehicles, aircraft, and ships), can be applied to a flight simulator or the like.

[移動体]
次に、本発明の移動体を説明する。
[Moving object]
Next, the moving body of the present invention will be described.

図31は、本発明の移動体を適用した自動車を示す斜視図である。この図において、自動車1500には、例えば発振器の一部として用いられる振動片4が搭載されている。振動片4は、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム(ABS)、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット(ECU:electronic control unit)に広く適用できる。   FIG. 31 is a perspective view showing an automobile to which the moving body of the present invention is applied. In this figure, an automobile 1500 has a vibrating piece 4 used as a part of an oscillator, for example. The vibration piece 4 includes keyless entry, immobilizer, car navigation system, car air conditioner, anti-lock brake system (ABS), airbag, tire pressure monitoring system (TPMS), engine control, hybrid car, The present invention can be widely applied to electronic control units (ECUs) such as battery monitors for electric vehicles, vehicle body posture control systems, and the like.

このような移動体は、所望の振動特性(共振周波数やCI値)からのずれが少ない振動片4を有しているため、高精度、低消費電力、低価格の特徴を有している。   Since such a moving body has the resonator element 4 with little deviation from desired vibration characteristics (resonance frequency and CI value), it has characteristics of high accuracy, low power consumption, and low price.

以上、本発明の振動片基板、振動片の製造方法、振動子、発振器、電子機器および移動体について、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、前述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。   As described above, the resonator element substrate, the method for manufacturing the resonator element, the vibrator, the oscillator, the electronic device, and the moving body of the present invention have been described based on the illustrated embodiments, but the present invention is not limited to this. The configuration of each unit can be replaced with any configuration having the same function. In addition, any other component may be added to the present invention. Moreover, you may combine each embodiment mentioned above suitably.

また、前述した実施形態では、主振動がX軸逆相モードである振動片について説明したが、振動片の主振動としては、X軸逆相モードに限定されず、例えば、Z軸逆相モードであってもよい。主振動がZ軸逆相モードであると、振動腕の厚さ方向が屈曲振動方向となるため、振動腕の厚さを薄くすることによって容易に小型化することができる。   In the above-described embodiment, the vibration piece whose main vibration is the X-axis reverse phase mode has been described. However, the main vibration of the vibration piece is not limited to the X-axis reverse phase mode, for example, the Z-axis reverse phase mode. It may be. When the main vibration is in the Z-axis anti-phase mode, the thickness direction of the vibrating arm is the bending vibration direction, and thus the size can be easily reduced by reducing the thickness of the vibrating arm.

また、前述した実施形態では、振動片基板(振動体)を水晶で構成しているが、振動片基板の構成材料としては、水晶に限定されず、例えば、窒化アルミニウム(AlN)や、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、タンタル酸リチウム(LiTaO)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、四ホウ酸リチウム(Li)、ランガサイト(LaGaSiO14)、ニオブ酸カリウム(KNbO)、リン酸ガリウム(GaPO)、ガリウム砒素(GaAs)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化亜鉛(ZnO、Zn)、チタン酸バリウム(BaTiO)、チタン酸鉛(PbPO)、ニオブ酸ナトリウムカリウム((K,Na)NbO3)、ビスマスフェライト(BiFeO3)、ニオブ酸ナトリウム(NaNbO3)、チタン酸ビスマス(BiTi12)、チタン酸ビスマスナトリウム(Na0.5Bi0.5TiO)などの酸化物基板や、ガラス基板上に窒化アルミニウムや五酸化タンタル(Ta)などの圧電体材料を積層させて構成された積層圧電基板、あるいは圧電セラミックスなどを用いることができる。 In the above-described embodiment, the resonator element substrate (vibrating body) is made of crystal. However, the constituent material of the resonator element substrate is not limited to crystal, and for example, aluminum nitride (AlN), niobic acid, and the like. Lithium (LiNbO 3 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), lead zirconate titanate (PZT), lithium tetraborate (Li 2 B 4 O 7 ), langasite (La 3 Ga 5 SiO 14 ), potassium niobate (KNbO 3 ), gallium phosphate (GaPO 4 ), gallium arsenide (GaAs), aluminum nitride (AlN), zinc oxide (ZnO, Zn 2 O 3 ), barium titanate (BaTiO 3 ), lead titanate (PbPO 3) ), potassium sodium niobate ((K, Na) NbO 3 ), bismuth ferrite (BiFeO 3), sodium niobate (NaNbO 3), bismuth titanate (Bi 4 Ti 3 O 12) , bismuth sodium titanate (Na 0.5 Bi 0.5 TiO 3) oxide substrate or the like, aluminum nitride on a glass substrate or a tantalum pentoxide A laminated piezoelectric substrate formed by laminating piezoelectric materials such as (Ta 2 O 5 ), piezoelectric ceramics, or the like can be used.

また、前述した実施形態では、水晶からなる振動基板に電極を配置することで振動片を構成しているが、振動片としては、これに限定されず、例えば、シリコン基板(シリコン単結晶(Si)、多結晶シリコン(ポリシリコン)、非晶質シリコン(アモルファスシリコン)のような非圧電体材からなる基板に、圧電素子(ピエゾ素子)を配置し、この圧電素子を伸縮させることによって、振動基板を振動させるような構成であってもよい。また、この他、静電気力を用いた静電駆動型や、磁力を用いたローレンツ駆動型などの振動片としてもよい。   In the above-described embodiment, the resonator element is configured by disposing an electrode on a resonator substrate made of quartz. However, the resonator element is not limited to this, for example, a silicon substrate (silicon single crystal (Si ), A piezoelectric element (piezo element) is placed on a substrate made of a non-piezoelectric material such as polycrystalline silicon (polysilicon) or amorphous silicon (amorphous silicon), and this piezoelectric element is expanded and contracted to vibrate. In addition to the above, a vibration piece such as an electrostatic drive type using electrostatic force or a Lorentz drive type using magnetic force may be used.

1…振動片基板、10…水晶ウエハ、2…支持部、21…端子、22…端子、3…折り取り部、31…溝部、4…振動片、40…振動体、41…基部、42…振動腕、421…腕部、422、423…溝部、429…広幅部、43…振動腕、431…腕部、432、433…溝部、439…広幅部、44…支持腕、481…第1駆動電極、482…第1駆動端子、491…第2駆動電極、492…第2駆動端子、6…振動片、60…振動体、61…基部、621、622…検出腕、631、632…連結腕、641、642、643、644…駆動腕、651、652…支持部、661、662、663、664…梁部、7…振動片、70…振動体、71…基部、72、73…振動腕、74…支持部、741、742…支持腕、743…連結部、8…振動片、80…振動体、81…基部、82、83…駆動腕、84、85…検出腕、86、87…支持腕、9…パッケージ、91…ベース、911…凹部、92…リッド、95…内部端子、96…外部端子、97…導電性接着材、100…振動子、200…発振器、210…IC、211…発振回路、1100…パーソナルコンピューター、1102…キーボード、1104…本体部、1106…表示ユニット、1108…表示部、1200…携帯電話機、1202…操作ボタン、1204…受話口、1206…送話口、1208…表示部、1300…デジタルスチールカメラ、1302…ケース、1304…受光ユニット、1306…シャッターボタン、1308…メモリー、1310…表示部、1500…自動車、A、B、C、D、E、F、G…矢印、F1…仮想振動対称面、F2…第1仮想振動対称面、F3…第2仮想振動対称面、S…収容空間、Sy…領域、ωy…角速度、ωz…角速度、K1、K2…曲線、L、L’…長さ、T…厚さ、W、W’、W”…幅   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vibrating piece board | substrate, 10 ... Quartz wafer, 2 ... Support part, 21 ... Terminal, 22 ... Terminal, 3 ... Folding part, 31 ... Groove part, 4 ... Vibrating piece, 40 ... Vibrating body, 41 ... Base part, 42 ... Vibration arm, 421 ... arm part, 422, 423 ... groove part, 429 ... wide part, 43 ... vibrating arm, 431 ... arm part, 432,433 ... groove part, 439 ... wide part, 44 ... support arm, 481 ... first drive Electrode, 482 ... first drive terminal, 491 ... second drive electrode, 492 ... second drive terminal, 6 ... vibrating piece, 60 ... vibrating body, 61 ... base, 621,622 ... detection arm, 631, 632 ... connection arm , 641, 642, 643, 644... Driving arm, 651, 652... Support section, 661, 662, 663, 664... Beam section, 7. , 74 ... support part, 741, 742 ... support arm, 743 ... connection , 8 ... Vibrating piece, 80 ... Vibrating body, 81 ... Base, 82, 83 ... Driving arm, 84, 85 ... Detection arm, 86, 87 ... Support arm, 9 ... Package, 91 ... Base, 911 ... Recess, 92 ... Lid, 95 ... internal terminal, 96 ... external terminal, 97 ... conductive adhesive, 100 ... vibrator, 200 ... oscillator, 210 ... IC, 211 ... oscillation circuit, 1100 ... personal computer, 1102 ... keyboard, 1104 ... main body DESCRIPTION OF SYMBOLS 1106 ... Display unit, 1108 ... Display part, 1200 ... Mobile phone, 1202 ... Operation button, 1204 ... Earpiece, 1206 ... Mouthpiece, 1208 ... Display part, 1300 ... Digital still camera, 1302 ... Case, 1304 ... Light reception Unit 1306 ... Shutter button 1308 ... Memory 1310 ... Display unit 1500 ... Car, A, B, C, D E, F, G ... arrows, F1 ... virtual vibration symmetry plane, F2 ... first virtual vibration symmetry plane, F3 ... second virtual vibration symmetry plane, S ... accommodation space, Sy ... area, ωy ... angular velocity, ωz ... angular velocity, K1, K2 ... curve, L, L '... length, T ... thickness, W, W', W "... width

Claims (17)

少なくとも1つの振動片と、
連結部と、
前記振動片に前記連結部を介して接続されている支持部と、
を有し、
前記振動片は、
基部と、
前記基部から第1方向に延びている振動腕と、
を有し、
nを2以上の自然数、
jを1以上であって前記n以下の自然数としたとき、
前記振動片は、互いに異なる共振周波数を有する前記n個の固有振動モードを有した振動をし、
前記n個の固有振動モードは、主振動の固有振動モードを含み、
前記n個の固有振動モードのそれぞれに対応する共振周波数fと任意の整数kとの関係において、
前記主振動の共振周波数をfとし、規格化された周波数差Δfを
Figure 2017200014
としたとき、
Figure 2017200014
の関係を満たし、
前記任意の整数kは、
Figure 2017200014
および、
Figure 2017200014
の関係を満足することを特徴とする振動片基板。
At least one vibrating piece;
A connecting portion;
A support portion connected to the vibrating piece via the connecting portion;
Have
The vibrating piece is
The base,
A vibrating arm extending in a first direction from the base;
Have
n is a natural number of 2 or more,
When j is 1 or more and the natural number is n or less,
The vibrating piece vibrates having the n natural vibration modes having different resonance frequencies,
The n natural vibration modes include a natural vibration mode of a main vibration,
In the relationship between the resonance frequency f j corresponding to each of the n natural vibration modes and an arbitrary integer k j ,
The resonant frequency of the main vibration and f 1, the normalized frequency difference Δf
Figure 2017200014
When
Figure 2017200014
Satisfy the relationship
The arbitrary integer k j is
Figure 2017200014
and,
Figure 2017200014
A vibrating piece substrate characterized by satisfying the relationship:
請求項1において、
Figure 2017200014
の関係を満足することを特徴とする振動片基板。
In claim 1,
Figure 2017200014
A vibrating piece substrate characterized by satisfying the relationship:
請求項1または2において、
前記振動片は、
前記第1方向と交差する第2方向に並び、前記基部から前記第1方向に延びている一対の前記振動腕を有し、
前記一対の振動腕が前記第2方向に逆相で屈曲振動する第2方向逆相モード、
前記一対の振動腕が前記第2方向に同相で屈曲振動する第2方向同相モード、
前記一対の振動腕が前記基部の厚さ方向に沿う第3方向に逆相で屈曲振動する第3方向逆相モード、
前記一対の振動腕が前記第3方向に同相で屈曲振動する第3方向同相モード、
前記一対の振動腕がそれぞれの前記第1方向に延びる軸まわりに逆相で捩じれる捩り逆相モード、
前記一対の振動腕がそれぞれの前記第1方向に延びる軸まわりに同相で捩じれる捩り同相モード、
前記振動片基板が前記第3方向に沿って変形する第3方向基板モード、および
前記振動片基板の輪郭が前記第3方向と交差する方向に変形する基板輪郭モード、のうち、少なくとも2つの前記固有モードの高次モードを含んでいることを特徴とする振動片基板。
In claim 1 or 2,
The vibrating piece is
A pair of vibrating arms arranged in a second direction intersecting the first direction and extending from the base in the first direction;
A second direction anti-phase mode in which the pair of vibrating arms bend and vibrate in the opposite direction to the second direction;
A second direction in-phase mode in which the pair of vibrating arms flexurally vibrate in the second direction in phase;
A third direction anti-phase mode in which the pair of vibrating arms bend and vibrate in a reverse phase in a third direction along the thickness direction of the base,
A third direction in-phase mode in which the pair of vibrating arms bend and vibrate in phase in the third direction;
A torsional anti-phase mode in which the pair of vibrating arms is twisted in an anti-phase around an axis extending in the first direction;
A torsional in-phase mode in which the pair of vibrating arms are twisted in-phase around an axis extending in the first direction;
At least two of the third direction substrate mode in which the resonator element substrate deforms along the third direction and the substrate contour mode in which the contour of the resonator element substrate deforms in a direction intersecting the third direction. A vibrating piece substrate comprising a higher-order mode of an eigenmode.
請求項3において、
前記第3方向基板モードおよび前記基板輪郭モードの高次モードは、2次以上、10次以下のモードであることを特徴とする振動片基板。
In claim 3,
The high-order mode of the third direction substrate mode and the substrate contour mode is a second-order or higher-order or lower-order mode, wherein the resonator element substrate is characterized in that:
請求項3または4において、
前記主振動は、前記第2方向逆相モードであることを特徴とする振動片基板。
In claim 3 or 4,
The vibration piece substrate according to claim 1, wherein the main vibration is the second direction anti-phase mode.
請求項5において、
前記振動腕は、主面に開口する溝部を有し、
前記振動腕の前記第1方向の長さをL[m]としたとき、
前記振動腕の基端と前記基端から先端側へL/3離間した位置との間に少なくとも前記溝部の一部が設けられており、
前記振動腕の前記主振動の振動方向の長さをW[m]としたとき、
Figure 2017200014
の関係を満足することを特徴とする振動片基板。
ただし、
Figure 2017200014
ρ[kg/m]は、前記振動腕の質量密度
Cp[J/(kg・K)]は、前記振動腕の熱容量
k[W/(m・K)]は、前記振動腕の前記主振動の振動方向に沿った熱伝導率
In claim 5,
The resonating arm has a groove that opens in a main surface,
When the length of the vibrating arm in the first direction is L [m],
At least a part of the groove is provided between the base end of the vibrating arm and a position spaced from the base end to the tip side by L / 3,
When the length of the vibration direction of the main vibration of the vibrating arm is W [m],
Figure 2017200014
A vibrating piece substrate characterized by satisfying the relationship:
However,
Figure 2017200014
ρ [kg / m 3 ] is the mass density of the vibrating arm Cp [J / (kg · K)] is the heat capacity of the vibrating arm k [W / (m · K)] is the main density of the vibrating arm Thermal conductivity along the vibration direction of vibration
請求項5において、
前記振動腕の前記主振動の振動方向の長さをW[m]としたとき、
Figure 2017200014
の関係を満足することを特徴とする振動片基板。
ただし、
Figure 2017200014
ρ[kg/m]は、前記振動腕の質量密度
Cp[J/(kg・K)]は、前記振動腕の熱容量
k[W/(m・K)]は、前記振動腕の前記主振動の振動方向に沿った熱伝導率
In claim 5,
When the length of the vibration direction of the main vibration of the vibrating arm is W [m],
Figure 2017200014
A vibrating piece substrate characterized by satisfying the relationship:
However,
Figure 2017200014
ρ [kg / m 3 ] is the mass density of the vibrating arm Cp [J / (kg · K)] is the heat capacity of the vibrating arm k [W / (m · K)] is the main density of the vibrating arm Thermal conductivity along the vibration direction of vibration
請求項5ないし7のいずれか1項において、
前記振動片は、前記主振動に対して対称面となる1つの仮想振動対称面を有していることを特徴とする振動片基板。
In any one of Claims 5 thru | or 7,
The vibration piece substrate has one virtual vibration symmetry plane which is a symmetry plane with respect to the main vibration.
請求項5ないし7のいずれか1項において、
前記振動片は、前記主振動に対して対称面となる仮想振動対称面を少なくとも2つ有していることを特徴とする振動片基板。
In any one of Claims 5 thru | or 7,
The vibration piece substrate has at least two virtual vibration symmetry planes that are symmetrical with respect to the main vibration.
請求項5ないし9のいずれか1項において、
前記連結部は、前記仮想振動対称面と重なっていることを特徴とする振動片基板。
In any one of Claims 5 thru | or 9,
The connecting piece overlaps with the virtual vibration symmetry plane.
請求項5ないし9のいずれか1項において、
前記連結部は、前記仮想振動対称面から離間していることを特徴とする振動片基板。
In any one of Claims 5 thru | or 9,
The connecting part is spaced apart from the virtual vibration symmetry plane.
請求項1ないし11のいずれか1項において、
前記振動片のQ値をQとしたとき、
Figure 2017200014
の関係を満足することを特徴とする振動片基板。
ただし、
Figure 2017200014
Figure 2017200014
A=7.3690×10−2
B=1.2544×10−5
C=1.1以上、1.3以下
ρ[kg/m]は、前記振動腕の質量密度
Cp[J/(kg・K)]は、前記振動腕の熱容量
c[N/m]は、前記振動腕の延在方向に関する弾性定数
α[1/K]は、前記振動腕の延びる方向に関する熱膨張係数
Θ[K]は、環境温度
k[W/(m・K)]は、前記振動腕の前記主振動の振動方向に沿った熱伝導率
πは、円周率
In any one of Claims 1 thru | or 11,
When the Q value of the resonator element is Q,
Figure 2017200014
A vibrating piece substrate characterized by satisfying the relationship:
However,
Figure 2017200014
Figure 2017200014
A = 7.3690 × 10 −2
B = 1.2544 × 10 −5
C = 1.1 or more and 1.3 or less ρ [kg / m 3 ] is the mass density of the vibrating arm Cp [J / (kg · K)] is the heat capacity of the vibrating arm c [N / m 2 ] Is the elastic constant α [1 / K] in the extending direction of the vibrating arm, the thermal expansion coefficient Θ [K] in the extending direction of the vibrating arm is the environmental temperature k [W / (m · K)], The thermal conductivity π along the vibration direction of the main vibration of the vibrating arm π is the circumference ratio
請求項1ないし12のいずれか1項に記載の振動片基板を準備する工程と、
前記連結部を切断して前記振動片を前記支持部から分離する工程と、を含んでいることを特徴とする振動片の製造方法。
A step of preparing the resonator element substrate according to any one of claims 1 to 12,
Cutting the connecting portion to separate the vibrating piece from the support portion.
請求項1ないし12のいずれか1項に記載の振動片基板から分離された前記振動片と、
前記振動片を収容するパッケージと、を有していることを特徴とする振動子。
The vibration piece separated from the vibration piece substrate according to any one of claims 1 to 12,
And a package for housing the resonator element.
請求項1ないし12のいずれか1項に記載の振動片基板から分離された前記振動片と、
発振回路と、を有していることを特徴とする発振器。
The vibration piece separated from the vibration piece substrate according to any one of claims 1 to 12,
And an oscillator circuit.
請求項1ないし12のいずれか1項に記載の振動片基板から分離された前記振動片を有していることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the resonator element separated from the resonator element substrate according to claim 1. 請求項1ないし12のいずれか1項に記載の振動片基板から分離された前記振動片を有していることを特徴とする移動体。   A moving body comprising the resonator element separated from the resonator element substrate according to any one of claims 1 to 12.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109842394A (en) * 2017-11-28 2019-06-04 精工爱普生株式会社 Vibration device, the manufacturing method of vibration device, electronic equipment and moving body
JP2019174254A (en) * 2018-03-28 2019-10-10 リバーエレテック株式会社 AE sensor element and AE sensor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109842394A (en) * 2017-11-28 2019-06-04 精工爱普生株式会社 Vibration device, the manufacturing method of vibration device, electronic equipment and moving body
CN109842394B (en) * 2017-11-28 2023-06-30 精工爱普生株式会社 Vibration device, method for manufacturing vibration device, electronic apparatus, and moving object
JP2019174254A (en) * 2018-03-28 2019-10-10 リバーエレテック株式会社 AE sensor element and AE sensor
JP7030331B2 (en) 2018-03-28 2022-03-07 リバーエレテック株式会社 AE sensor element and AE sensor

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