JP5434712B2

JP5434712B2 - 圧電振動片および圧電デバイス

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Publication number: JP5434712B2
Application number: JP2010060326A
Authority: JP
Inventors: 英雄棚谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2010-03-17
Filing date: 2010-03-17
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2030-03-17
Also published as: JP2011199332A

Description

本発明は、圧電振動片および圧電デバイスに関する。

従来から、圧電振動片の振動腕部の先端部に、振動腕部の腕幅に比べて、急激に大きい（太い）腕幅を有した錘部を形成し、振動腕部の振動および圧電振動片の周波数の安定化を図った圧電振動片が開示されている（たとえば、特許文献１および２参照）。また、振動腕部の先端部から徐々に腕幅を拡幅する腕幅を有した錘部を形成した圧電振動片が開示されている（たとえば、特許文献３参照）。

特開２００５−５８９６号公報（５頁〜７頁、図１〜５）特開２００９−２７７１１号公報（５頁〜６頁、図１）特開２００６−３１１０９０号公報（６頁〜７頁、図３）

しかしながら、錘部は振動腕部の振動（振幅）に追従せず、振動腕部の先端部に急激に大きい（太い）錘部を形成した場合、錘部が振動腕部の振動（振幅）に追従せずに、慣性により振動腕部の振動とは異なる振動をしてしまい、振動腕部の振動を不安定にしてしまう、あるいは振動腕部の振動周波数を変化させてしまうという課題がある。また、振動腕部の先端部から徐々に腕幅を拡幅する腕幅を有した錘部を形成した場合においては、振動腕部の振動を不安定にすることは少ないが、先端部に錘部を形成することによる周波数低減の効果が小さくなるという課題がある。

本発明は、上記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る。以下の形態または適用例により実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかる圧電振動片は、圧電材料により形成された基部と、前記基部と一体に形成され、互いに平行に延びる複数の振動腕部と前記振動腕部の長手方向に沿って形成された長溝部と、前記振動腕部の腕幅より大きい腕幅を有して、前記振動腕部の先端に形成された中間錘部と、前記中間錘部の腕幅より大きい腕幅を有して、前記中間錘部の先端に形成された先端錘部とを備えることを要旨とする。

これによれば、振動腕部の腕幅より大きく（太く）、且つ先端錘部の腕幅より小さい（細い）腕幅を有して形成された中間錘部を備えることで、中間錘部を振動腕部の振動（振幅）に追従させる。さらに中間錘部の腕幅より大きい（太い）腕幅を有して形成された先端錘部を備えることで、振動腕部および中間錘部の振動（振幅）に追従させるので、振動腕部の振動、および圧電振動片の振動周波数を安定させることができる。また、中間錘部を備えることで周波数低減効果も得ることができる。

［適用例２］上記適用例にかかる圧電振動片において、前記振動腕部と前記中間錘部との間に、前記振動腕部の腕幅から前記中間錘部の腕幅へと徐々に腕幅を拡幅する第１拡幅部を備えることが好ましい。

これによれば、振動腕部の腕幅と中間錘部の腕幅との違いを、第１拡幅部の腕幅を振動腕部の腕幅から中間錘部の腕幅へと徐々に拡幅させることにより、圧電材料の異方性によるエッチングの非対称性を抑制するので、振動腕部と中間錘部との間において、振動方向（振幅方向）に対して対称性を持たせることができる。これにより、複数の振動腕部の間でバランスを維持することができ、圧電振動片の振動特性を安定させることができる。

［適用例３］上記適用例にかかる圧電振動片において、前記中間錘部と前記先端錘部との間に、前記中間錘部の腕幅から前記先端錘部の腕幅へと徐々に腕幅を拡幅する第２拡幅部を備えることが好ましい。

これによれば、中間錘部の腕幅と先端錘部の腕幅との違いを、第２拡幅部の腕幅を中間錘部の腕幅から先端錘部の腕幅へと徐々に拡幅させることにより、圧電材料の異方性によるエッチングの非対称性を抑制するので、中間錘部と先端錘部との間において、振動方向（振幅方向）に対して対称性を持たせることができる。これにより、複数の振動腕部の間でバランスを維持することができ、圧電振動片の振動特性を安定させることができる。

［適用例４］本適用例にかかる圧電デバイスは、圧電材料により形成された基部と、前記基部と一体に形成され、互いに平行に延びる複数の振動腕部と、前記振動腕部の長手方向に沿って形成された長溝部と、前記振動腕部の腕幅より大きい腕幅を有して、前記振動腕部の先端に形成された中間錘部と、前記中間錘部の腕幅より大きい腕幅を有して、前記中間錘部の先端に形成された先端錘部と、を備える圧電振動片と、前記圧電振動片を収納するパッケージとを備えることを要旨とする。

これによれば、振動腕部の腕幅より大きく（太く）、且つ先端錘部の腕幅より小さい（細い）腕幅を有して形成された中間錘部を備えることで、中間錘部を振動腕部の振動（振幅）に追従させる。さらに中間錘部の腕幅より大きい（太い）腕幅を有して形成された先端錘部を備えることで、振動腕部および中間錘部の振動（振幅）に追従させるので、振動腕部の振動、および圧電振動片の振動周波数を安定させた圧電デバイスを得ることができる。また、中間錘部を備えることで周波数低減効果のある圧電デバイスを得ることができる。

［適用例５］上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記振動腕部と前記中間錘部との間に、前記振動腕部の腕幅から前記中間錘部の腕幅へと徐々に腕幅を拡幅する第１拡幅部を備えることが好ましい。

これによれば、振動腕部の腕幅と中間錘部の腕幅との違いを、第１拡幅部の腕幅を振動腕部の腕幅から中間錘部の腕幅へと徐々に拡幅させることにより、圧電材料の異方性によるエッチングの非対称性を抑制するので、振動腕部と中間錘部との間において、振動方向（振幅方向）に対して対称性を持たせることができる。これにより、複数の振動腕部の間でバランスを維持することができ、圧電振動片の振動特性を安定させた圧電デバイスを得ることができる。

［適用例６］上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記中間錘部と前記先端錘部との間に、前記中間錘部の腕幅から前記先端錘部の腕幅へと徐々に腕幅を拡幅する第２拡幅部を備えることが好ましい。

これによれば、中間錘部の腕幅と先端錘部の腕幅との違いを、第２拡幅部の腕幅を中間錘部の腕幅から先端錘部の腕幅へと徐々に拡幅させることにより、圧電材料の異方性によるエッチングの非対称性を抑制するので、中間錘部と先端錘部との間において、振動方向（振幅方向）に対して対称性を持たせることができる。これにより、複数の振動腕部の間でバランスを維持することができ、圧電振動片の振動特性を安定させた圧電デバイスを得ることができる。

第１実施形態の水晶振動片を示す概略構成図。第１実施形態の中間錘部および先端錘部に関する変形例を示す概略平面図。第２実施形態の水晶振動子を示す概略構成図。第３実施形態の水晶発振器を示す概略断面図。

以下の実施形態では、圧電振動片として圧電材料である水晶を用いた水晶振動片および、圧電デバイスとして水晶振動片を用いた水晶デバイスを一例に挙げて説明する。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について、図１を参照して説明する。
図１（ａ）は、第１実施形態の水晶振動片を示す概略平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の部分拡大図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

図１（ａ）に示すように、水晶振動片１は、水晶柱の光軸であるＺ軸と、Ｚ軸に垂直な電気軸であるＸ軸と、Ｘ軸に垂直な機械軸であるＹ軸とを有し、Ｘ−Ｙ平面を、Ｘ軸とＹ軸との交点（座標原点）からみてＸ軸回りに角度０度から５度傾けた平面に沿う水晶Ｚ板から切り出されたものであり、図１に示すように、基部２の幅方向がＸ軸、振動腕部３の長手方向がＹ’軸方向、水晶振動片１の厚さ方向がＺ’軸方向である。
そして、水晶振動片１は、基部２と、２本の振動腕部３と、中間錘部４と、先端錘部５と、長溝部６と、接続部１１と、支持部１２とを備えている。

接続部１１は、基部２から延びて形成されている。支持部１２は、接続部１１から延びて形成されている。接続部１１の図示上下方向の寸法は、基部２および支持部１２の図示上下方向の寸法に比べ小さく形成されている。これにより、基部２と支持部１２との間に、切込部１３が形成されている。

２本の振動腕部３は、基部２から、互いに平行に延びて腕幅Ｗに形成されている。なお、ここで述べた互いに平行とは、振動腕部３のそれぞれの延伸方向が平行となっている状態を言う。振動腕部３は、Ｂ−Ｂで示す一点鎖線に関して対称に形成されている。２本の振動腕部３は間隔Ｐで配置されている。
中間錘部４は、振動腕部３の腕幅Ｗより大きい腕幅Ｗ１を有して、振動腕部３の先端に形成されている。先端錘部５は、中間錘部４の腕幅Ｗ１より大きい腕幅Ｗ２を有して、中間錘部４の先端に形成されている。中間錘部４および先端錘部５は、Ｂ−Ｂで示す一点鎖線に関して対称に形成されている。

図１（ｂ）に示すように、振動腕部３と中間錘部４との間には、振動腕部３の腕幅Ｗから中間錘部４の腕幅Ｗ１へと徐々に腕幅を拡幅する第１拡幅部７が形成されている。そして、中間錘部４と先端錘部５との間には、中間錘部４の腕幅Ｗ１から先端錘部５の腕幅Ｗ２へと徐々に腕幅を拡幅する第２拡幅部８が形成されている。

本実施形態では、腕幅Ｗ、腕幅Ｗ１、および腕幅Ｗ２のそれぞれの１／２の位置が、図１（ｂ）に一点鎖線で示す直線上に並ぶように配置されている。言い換えると、振動腕部３、中間錘部４、および先端錘部５は、図１（ｂ）に示す一点鎖線に関して対称に形成されている。そして、先端錘部５は、図１（ａ）でＢ−Ｂで示す一点鎖線に関して対称に形成されているため、先端錘部５の腕幅Ｗ２は、振動腕部３の間隔Ｐ未満の値である。

長溝部６は、振動腕部３の長手方向に沿って形成されている。長溝部６は、図１（ｃ）に示すように、腕幅Ｗを有する面にそれぞれ形成されている。そして、図１（ｂ）に示す一点鎖線に関して対称に形成されている。

図１（ｃ）に示すように、振動腕部３および長溝部６に、励振電極１４ａ，１４ｂが形成されている。そして、励振電極１４ａ，１４ｂの配置は、図示左側および右側の振動腕部３および長溝部６において、逆の配置となっている。つまり、図示左側の長溝部６において、励振電極１４ａが配置されているが、図示右側の長溝部６において、励振電極１４ｂが配置されている。そして、図示左側の振動腕部３において、励振電極１４ｂが配置されているが、図示右側の振動腕部３において、励振電極１４ａが配置されている。
励振電極１４ａと励振電極１４ｂとの間に電流を流すことにより電界が発生して、振動腕部３は、図１（ａ）に一点鎖線矢印および破線矢印で示すように、圧電効果により振動し、水晶振動片１は駆動する。

本実施形態によれば、振動腕部３の腕幅Ｗより大きく（太く）、且つ先端錘部５の腕幅Ｗ２より小さい（細い）腕幅Ｗ１を有して形成された中間錘部４を備えることで、中間錘部４を振動腕部３の振動（振幅）に追従させる。さらに中間錘部４の腕幅Ｗ１より大きい（太い）腕幅Ｗ２を有して形成された先端錘部５を備えることで、振動腕部３および中間錘部４の振動（振幅）に追従させるので、振動腕部３の振動、および水晶振動片１の振動周波数を安定させることができる。

そして、振動腕部３の腕幅Ｗと中間錘部４の腕幅Ｗ１との違いを、第１拡幅部７の腕幅を振動腕部３の腕幅Ｗから中間錘部４の腕幅Ｗ１へと徐々に拡幅させることにより、圧電材料の異方性によるエッチングの非対称性を抑制するので、振動腕部３と中間錘部４との間において、振動方向（振幅方向）に対して対称性を持たせることができる。これにより、２本の振動腕部３の間でバランスを維持することができ、水晶振動片１の振動特性を安定させることができる。

また、中間錘部４の腕幅Ｗ１と先端錘部５の腕幅Ｗ２との違いを、第２拡幅部８の腕幅を中間錘部４の腕幅Ｗ１から先端錘部５の腕幅Ｗ２へと徐々に拡幅させることにより、圧電材料の異方性によるエッチングの非対称性を抑制するので、中間錘部４と先端錘部５との間において、振動方向（振幅方向）に対して対称性を持たせることができる。これにより、２本の振動腕部３の間でバランスを維持することができ、水晶振動片１の振動特性を安定させることができる。

以下、第１実施形態における中間錘部４および先端錘部５に関する変形例について、図２を参照して説明する。
（変形例１）
図２（ａ）に変形例１を示す。図２（ａ）に示すように、変形例１の中間錘部４は、一点鎖線に関して対称に形成されていなく、先端錘部５は、一点鎖線に関して対称に形成されている。そして、中間錘部４の腕幅Ｗ１の一端は、先端錘部５の腕幅Ｗ２の一端と一直線に形成されている。

また、変形例１は、中間錘部４が一点鎖線に関して対称に形成されていないとしたが、これに限定されるものではなく、中間錘部４が一点鎖線に関して対称に形成され、先端錘部５が一点鎖線に関して対称に形成されていないとしてもよい。

（変形例２）
図２（ｂ）に変形例２を示す。図２（ｂ）に示すように、変形例１と同様に、変形例２の中間錘部４は、一点鎖線に関して対称に形成されていなく、先端錘部５は、一点鎖線に関して対称に形成されている。
そして、変形例１との相違は、中間錘部４の腕幅Ｗ１の一端が、振動腕部３の腕幅Ｗの一端と一直線に形成されている点である。

また、変形例２は、中間錘部４の腕幅Ｗ１の一端が、振動腕部３の腕幅Ｗの一端と一直線に形成されているとしたが、これに限定されるものではなく、図２（ｃ）に示すように、中間錘部４の腕幅Ｗ１の一端が、先端錘部５の腕幅Ｗ２の一端と一直線に形成されているとしてもよい。

（変形例３）
図２（ｄ）に変形例３を示す。図２（ｄ）に示すように、変形例３の中間錘部４および先端錘部５は、一点鎖線に関して対称に形成されていない。中間錘部４の腕幅Ｗ１および先端錘部５の腕幅Ｗ２の一端は、振動腕部３の腕幅Ｗの一端と一直線に形成されている。

（変形例４）
図２（ｅ）に変形例４を示す。図２（ｅ）に示すように、中間錘部４および先端錘部５の両方が一点鎖線に関して対称に形成されていない。そして、変形例１〜３との相違は、振動腕部３の腕幅Ｗの一端および他端、中間錘部４の腕幅Ｗ１の一端および他端、および先端錘部５の腕幅Ｗ２の一端および他端は、一直線に形成されていない点である。

また、変形例４は、中間錘部４および先端錘部５の両方が一点鎖線に関して対称に形成されていないとしたが、これに限定されるものではなく、中間錘部４または先端錘部５の一方が一点鎖線に関して対称に形成されていないとし、他方が一点鎖線に関して対称に形成されているとしてもよい。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、図３を参照して説明する。
第２実施形態の水晶デバイスは、図１に示した第１実施形態の水晶振動片を用いた水晶振動子であり、同様の構成については、同一の符号を付与し、構成の説明を省略する。

図３（ａ）は、第２実施形態の水晶振動子を示す概略平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
第２実施形態の水晶振動子が、第１実施形態の水晶振動片と相違する点は、水晶振動子が収納されるパッケージを備えることである。

図３に示すように、水晶振動子２０は、水晶振動片１と、パッケージ２１とを備えている。水晶振動片１は、パッケージ２１内に気密に収納されている。パッケージ２１は、ベース２３と、蓋体２２とを備えている。
ベース２３は、ベース基板１５と、積層基板１６，１７と、接合部１８と、導通固定部２５ａ，２５ｂと、外部接続端子２６と、収納室２７とを備えている。

ベース２３は、ベース基板１５に積層基板１６，１７を順に積層して形成され、積層基板１７上には、金属、ロウ剤、またはガラスなどからなる接合部１８が形成されている。ベース基板１５および積層基板１６，１７は、たとえば絶縁材料である酸化アルミニウム質からなるセラミックシートから形成されている。収納室２７は、積層基板１６，１７が収納室２７の形状に合わせて刳り貫かれ、ベース基板１５に積層し、その後、焼結されることにより形成される。

突出部２４は、ベース基板１５が収納室２７内に延びて、２個備えている。突出部２４上には、導通固定部２５ａ，２５ｂが形成されている。導通固定部２５ａ，２５ｂは、たとえばタングステンメタライズ、ニッケルメッキ、および金メッキの順に形成される。

外部接続端子２６は、２個備え、ベース２３の外側であるベース基板１５の下面、つまり収納室２７と対向する面に、形成されている。外部接続端子２６は、ベース基板１５の下面に、たとえばタングステンメタライズ、ニッケルメッキ、および金メッキの順に形成することにより得られる。
そして、外部接続端子２６は、たとえばベース基板１５に配線（図示省略）が施され、導通固定部２５と電気的に接続されている。

水晶振動片１の支持部１２に、それぞれマウント電極（図示省略）が形成され、それぞれ励振電極１４ａ，１４ｂに接続されている。導電性接着剤２８により水晶振動片１が導通固定部２５に固定され、ベース２３に形成された収納室２７内に設置されている。このようにして、励振電極１４ａ，１４ｂは、導通固定部２５ａ，２５ｂにそれぞれ電気的に接続され、外部接続端子２６にそれぞれ電気的に接続されている。
導電性接着剤２８は、シリコン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはポリイミド系樹脂などからなり、銀（Ａｇ）またはプラチナ（Ｐｔ）などの導電性粉末が配合されている。

ベース２３は、接合部１８によって、蓋体２２に接合されている。このようにして、ベース２３と蓋体２２とによって、収納室２７内に水晶振動片１が気密に封止されている。
蓋体２２は、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属、またはこれら金属を配合した合金、または酸化アルミニウム質などからなるセラミック、あるいはガラスで形成されている。

本実施形態によれば、振動腕部３の腕幅Ｗより大きく（太く）、且つ先端錘部５の腕幅Ｗ２より小さい（細い）腕幅Ｗ１を有して形成された中間錘部４を備えることで、中間錘部４を振動腕部３の振動（振幅）に追従させる。さらに中間錘部４の腕幅Ｗ１より大きい（太い）腕幅Ｗ２を有して形成された先端錘部５を備えることで、振動腕部３および中間錘部４の振動（振幅）に追従させるので、振動腕部３の振動、および水晶振動片１の振動周波数を安定させた水晶振動子２０を得ることができる。

そして、振動腕部３の腕幅Ｗと中間錘部４の腕幅Ｗ１との違いを、第１拡幅部７の腕幅を振動腕部３の腕幅Ｗから中間錘部４の腕幅Ｗ１へと徐々に拡幅させることにより、圧電材料の異方性によるエッチングの非対称性を抑制するので、振動腕部３と中間錘部４との間において、振動方向（振幅方向）に対して対称性を持たせることができる。これにより、２本の振動腕部３の間でバランスを維持することができ、水晶振動片１の振動特性を安定させた水晶振動子２０を得ることができる。

また、中間錘部４の腕幅Ｗ１と先端錘部５の腕幅Ｗ２との違いを、第２拡幅部８の腕幅を中間錘部４の腕幅Ｗ１から先端錘部５の腕幅Ｗ２へと徐々に拡幅させることにより、圧電材料の異方性によるエッチングの非対称性を抑制するので、中間錘部４と先端錘部５との間において、振動方向（振幅方向）に対して対称性を持たせることができる。これにより、２本の振動腕部３の間でバランスを維持することができ、水晶振動片１の振動特性を安定させた水晶振動子２０を得ることができる。

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について、図４を参照して説明する。
第３実施形態の水晶デバイスは、図１に示した第１実施形態の水晶振動片を用いた水晶発振器であり、同様の構成については、同一の符号を付与し、構成の説明を省略する。

第３実施形態の水晶発振器が、第２実施形態の水晶振動子と相違する点は、水晶振動子を駆動させる駆動回路を備えることである。

図４に示すように、水晶発振器３０は、水晶振動片１と、パッケージ２１と、駆動回路３１とを備えている。水晶振動片１および駆動回路３１は、パッケージ２１内に気密に収納されている。パッケージ２１は、ベース２３と、蓋体２２とを備えている。

ベース２３は、積層基板３４を備えている。ベース基板１５上に積層基板３４，１６，１７を順に積層して形成され、積層基板１７上には、金属、ロウ剤、またはガラスなどからなる接合部１８が形成されている。

駆動回路３１は、ベース基板１５上にダイアタッチされ、ボンディングワイヤー３２により内部接続端子３３に接続されている。

導通固定部２５は、収納室２７内の積層基板１６の突出部２４上に形成されている。
内部接続端子３３は、複数個備え、ベース２３の内側であるベース基板１５の上面、つまり収納室２７内に形成されている。内部接続端子３３は、ベース基板１５の上面に、たとえばタングステンメタライズ、ニッケルメッキ、および金メッキの順に形成することにより得られる。
そして、内部接続端子３３は、たとえばベース基板１５に配線（図示省略）が施され、導通固定部２５と外部接続端子２６と電気的に接続されている。

本実施形態によれば、振動腕部３の腕幅Ｗより大きく（太く）、且つ先端錘部５の腕幅Ｗ２より小さい（細い）腕幅Ｗ１を有して形成された中間錘部４を備えることで、中間錘部４を振動腕部３の振動（振幅）に追従させる。さらに中間錘部４の腕幅Ｗ１より大きい（太い）腕幅Ｗ２を有して形成された先端錘部５を備えることで、振動腕部３および中間錘部４の振動（振幅）に追従させるので、振動腕部３の振動、および水晶振動片１の振動周波数を安定させた水晶発振器３０を得ることができる。

そして、振動腕部３の腕幅Ｗと中間錘部４の腕幅Ｗ１との違いを、第１拡幅部７の腕幅を振動腕部３の腕幅Ｗから中間錘部４の腕幅Ｗ１へと徐々に拡幅させることにより、圧電材料の異方性によるエッチングの非対称性を抑制するので、振動腕部３と中間錘部４との間において、振動方向（振幅方向）に対して対称性を持たせることができる。これにより、２本の振動腕部３の間でバランスを維持することができ、水晶振動片１の振動特性を安定させた水晶発振器３０を得ることができる。

また、中間錘部４の腕幅Ｗ１と先端錘部５の腕幅Ｗ２との違いを、第２拡幅部８の腕幅を中間錘部４の腕幅Ｗ１から先端錘部５の腕幅Ｗ２へと徐々に拡幅させることにより、圧電材料の異方性によるエッチングの非対称性を抑制するので、中間錘部４と先端錘部５との間において、振動方向（振幅方向）に対して対称性を持たせることができる。これにより、２本の振動腕部３の間でバランスを維持することができ、水晶振動片１の振動特性を安定させた水晶発振器３０を得ることができる。

なお、上記課題の少なくとも一部を解決できる範囲での変形、改良などは前述の実施形態に含まれるものである。

たとえば、水晶振動片は、第１拡幅部および第２拡幅部を備えるとして説明したが、これに限るものではなく、振動腕部と中間錘部との間に第１拡幅部を備えないとしてもよく、中間錘部と先端錘部との間に第２拡幅部を備えないとしてもよく、適宜選択することができる。

そして、水晶振動片は、接続部と支持部と切込部とを備えているとして、説明したが、これに限るものではなく、支持部を備えない構成であってもよい。この場合、接続部または基部に、マウント電極を形成し、導電性接着剤により導通固定部に固定され電気的に接続される。あるいは、支持部と接続部と切込部とを備えない構成であってもよい。この場合、基部に、マウント電極を形成し、導電性接着剤により導通固定部に固定され電気的に接続される。

また、図３および図４において、水晶振動片の厚み寸法（図示上下方向）を一定にして図示したが、これに限らず、振動腕部の厚み寸法に対して、水晶振動片を構成する基部、中間錘部、および先端錘部などの厚みが異なっていてもよい。ただし、同一の名称および符号で示した水晶振動片を構成する振動腕部、中間錘部、および先端錘部などはそれぞれ厚み寸法が異ならないことが好ましい。

そして、水晶振動片は、錘部を２個、つまり中間錘部および先端錘部を有するとして説明したが、これに限るものではなく、中間錘部と先端錘部との間に、中間錘部の腕幅Ｗ１より大きく、且つ先端錘部の腕幅Ｗ２より小さい腕幅Ｗ（Ｎ）（Ｎは３以上の整数）の第Ｎ錘部（Ｎは３以上の整数）を有していてもよい。つまり、第Ｎ錘部の腕幅Ｗ（Ｎ）（Ｎは３以上の整数）と腕幅Ｗ１と腕幅Ｗ２との関係は、Ｗ＜Ｗ１＜Ｗ（Ｎ）＜Ｗ（Ｎ＋１）＜・・・・＜Ｗ（Ｎ＋Ｍ）＜Ｗ２であってもよい（Ｍは正の整数）。
または、振動腕部と中間錘部との間に、振動腕部の腕幅Ｗより大きく、且つ中間錘部の腕幅Ｗ１より小さい腕幅Ｗ（Ｎ）の第Ｎ錘部を有していてもよい。つまり、第Ｎ錘部の腕幅Ｗ（Ｎ）（Ｎは３以上の整数）と腕幅Ｗ１と腕幅Ｗ２との関係は、Ｗ＜Ｗ（Ｎ）＜Ｗ（Ｎ＋１）＜・・・・＜Ｗ（Ｎ＋Ｍ）＜Ｗ１＜Ｗ２であってもよい。
さらには、先端錘部の先端に、先端錘部の腕幅Ｗ２より大きい腕幅Ｗ（Ｎ）の第Ｎ錘部を有していてもよい。つまり、第Ｎ錘部の腕幅Ｗ（Ｎ）（Ｎは３以上の整数）と腕幅Ｗ１と腕幅Ｗ２との関係は、Ｗ＜Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ（Ｎ）＜Ｗ（Ｎ＋１）＜・・・・＜Ｗ（Ｎ＋Ｍ）であってもよい。

また、水晶振動子を収納するパッケージは、上述の実施形態に限定されることなく、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属、またはこれら金属を配合した合金からなるいわゆるシリンダータイプであってもよい。導電性接着剤は、はんだであってもよい。

そして、圧電デバイスとして水晶振動子および水晶発振器を一例に挙げて説明したが、これに限るものではなく、圧電振動ジャイロなどのセンサーなどであってもよい。

また、圧電振動片の材料としては、水晶だけに限らず、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ₂Ｂ₄Ｏ₇）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）などの圧電体、または、シリコンなどの半導体であってもよい。

１…水晶振動片、２…基部、３…振動腕部、４…中間錘部、５…先端錘部、６…長溝部、７…第１拡幅部、８…第２拡幅部、１１…接続部、１２…支持部、１３…切込部、１４ａ，１４ｂ…励振電極、１５…ベース基板、１６，１７，３４…積層基板、１８…接合部、２０…水晶振動子、２１…パッケージ、２２…蓋体、２３…ベース、２４…突出部、２５ａ，２５ｂ…導通固定部、２６…外部接続端子、２７…収納室、２８…導電性接着剤、３０…水晶発振器、３１…駆動回路、３２…ボンディングワイヤー、３３…内部接続端子、Ｐ…振動腕部の間隔、Ｗ…振動腕部の腕幅、Ｗ１…中間錘部の腕幅、Ｗ２…先端錘部の腕幅。

Claims

圧電材料により形成された基部と、
前記基部と一体に形成され、互いに平行に延びる複数の振動腕部と、
前記振動腕部の長手方向に沿って形成された長溝部と、
前記振動腕部の腕幅より大きい腕幅を有して、前記振動腕部の先端に形成された中間錘部と、
前記中間錘部の腕幅より大きい腕幅を有して、前記中間錘部の先端に形成された先端錘部とを備えることを特徴とする圧電振動片。
請求項１に記載の圧電振動片において、
前記振動腕部と前記中間錘部との間に、前記振動腕部の腕幅から前記中間錘部の腕幅へと徐々に腕幅を拡幅する第１拡幅部を備えることを特徴とする圧電振動片。
請求項１または２に記載の圧電振動片において、
前記中間錘部と前記先端錘部との間に、前記中間錘部の腕幅から前記先端錘部の腕幅へと徐々に腕幅を拡幅する第２拡幅部を備えることを特徴とする圧電振動片。
圧電材料により形成された基部と、
前記基部と一体に形成され、互いに平行に延びる複数の振動腕部と、
前記振動腕部の長手方向に沿って形成された長溝部と、
前記振動腕部の腕幅より大きい腕幅を有して、前記振動腕部の先端に形成された中間錘部と、
前記中間錘部の腕幅より大きい腕幅を有して、前記中間錘部の先端に形成された先端錘部とを備える圧電振動片と、
前記圧電振動片を収納するパッケージとを備えることを特徴とする圧電デバイス。
請求項４に記載の圧電デバイスにおいて、
前記振動腕部と前記中間錘部との間に、前記振動腕部の腕幅から前記中間錘部の腕幅へと徐々に腕幅を拡幅する第１拡幅部を備えることを特徴とする圧電デバイス。
請求項４または５に記載の圧電デバイスにおいて、
前記中間錘部と前記先端錘部との間に、前記中間錘部の腕幅から前記先端錘部の腕幅へと徐々に腕幅を拡幅する第２拡幅部を備えることを特徴とする圧電デバイス。