JP5505189B2

JP5505189B2 - Vibration device and electronic equipment

Info

Publication number: JP5505189B2
Application number: JP2010180755A
Authority: JP
Inventors: 賀津雄石川; 英雄棚谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2010-08-12
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2030-08-12
Also published as: JP2012044235A

Description

本発明は、圧電デバイス及びこれを備えた電子機器に関する。 The present invention relates to a piezoelectric device and an electronic apparatus including the piezoelectric device.

従来、圧電振動片を備えた圧電デバイスとしては、基部と、基部から略平行に延出された複数の振動腕と、複数の振動腕のそれぞれの先端部近傍に形成された先端錘層とを有する圧電振動片と、収容凹部に上記圧電振動片を収容して、蓋体によって気密に封止されるパッケージと、収容凹部の底面に形成された底面凹部と、を有し、底面凹部は、圧電振動片の複数の振動腕の溝部と先端錘層との間の接触部に対向する領域に縁を有し、且つ、先端錘層に対向する領域を内側に含むように縁取られて形成されており、振動腕が収容凹部に向かって変位した場合、振動腕の接触部が縁に接触する構成の圧電デバイスが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１によれば、圧電デバイスは、例えば、落下時などに振動腕が収容凹部に向かって変位した際に、先端錘層と溝部との間の接触部が底面凹部の縁に接触することで、強度が弱い腕部や接触することによって大きな周波数変化を生じる先端錘層の、底面凹部などへの接触が回避されることから、振動腕の破損が生じ難く、周波数変化も起こり難いとされている。 Conventionally, as a piezoelectric device including a piezoelectric vibrating piece, a base, a plurality of vibrating arms extending substantially in parallel from the base, and a tip weight layer formed in the vicinity of the tip of each of the plurality of vibrating arms are provided. A piezoelectric resonator element, a package that accommodates the piezoelectric resonator element in an accommodating recess, and is hermetically sealed by a lid, and a bottom recess formed on the bottom surface of the accommodating recess. The piezoelectric vibrating piece is formed to have an edge in a region facing the contact portion between the grooves of the plurality of vibrating arms and the tip weight layer, and to have a region facing the tip weight layer inside. In addition, there is known a piezoelectric device having a configuration in which the contact portion of the vibrating arm contacts the edge when the vibrating arm is displaced toward the housing recess (see, for example, Patent Document 1).
According to Patent Document 1, for example, when the vibrating arm is displaced toward the housing recess when falling, the contact portion between the tip weight layer and the groove contacts the edge of the bottom recess. Therefore, it is difficult to cause breakage of the vibrating arm and the frequency change is unlikely to occur because the arm portion having a weak strength or the tip weight layer that generates a large frequency change by contact with the bottom concave portion is avoided. ing.

また、特許文献２には、各振動腕の先端部に、腕部より幅を広くした錘部（先端錘層に相当）を備えた圧電振動片が開示されている。
圧電振動片は、このような構成にすることによって、錘部の慣性質量の増加に起因する共振周波数低減効果により、例えば、共振周波数を維持しながら振動腕を短くすることができる。
したがって、特許文献２のような圧電振動片は、共振周波数を維持しながら小型化を図ることができるとされている。 Patent Document 2 discloses a piezoelectric vibrating piece having a weight portion (corresponding to a tip weight layer) having a width wider than the arm portion at the tip portion of each vibrating arm.
By adopting such a configuration, the piezoelectric vibrating piece can shorten the vibrating arm, for example, while maintaining the resonance frequency due to the resonance frequency reduction effect caused by the increase in the inertial mass of the weight portion.
Therefore, it is said that the piezoelectric vibrating piece as in Patent Document 2 can be reduced in size while maintaining the resonance frequency.

特許第４３８９９２４号公報Japanese Patent No. 4389924 特開２００５−１５０９９２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-150992

ここで、例えば、圧電デバイスの小型化を図るべく、特許文献２のような錘部を有する圧電振動片を、特許文献１の圧電デバイスのパッケージに収容した場合を考察してみる。
この圧電振動片は、溝部と錘部との間の部分（接触部）の幅に対して、錘部の幅が急激に広くなっている（特許文献２の図６参照）ことから、例えば、落下時などに振動腕の接触部が底面凹部の縁に接触した際に、錘部の根元に応力集中が発生しやすくなる。
このことから、上記圧電振動片は、落下などの衝撃が加わった際に、この応力集中によって、例えば、錘部が根元から折損するなど振動腕が破損する虞がある。 Here, for example, to reduce the size of the piezoelectric device, consider a case where a piezoelectric vibrating piece having a weight portion as in Patent Document 2 is accommodated in the package of the piezoelectric device of Patent Document 1.
In this piezoelectric vibrating piece, since the width of the weight portion is rapidly widened with respect to the width of the portion (contact portion) between the groove portion and the weight portion (see FIG. 6 of Patent Document 2), for example, When the contact portion of the vibrating arm comes into contact with the edge of the bottom recess when falling, stress concentration tends to occur at the base of the weight portion.
For this reason, when the impact such as a drop is applied to the piezoelectric vibrating piece, there is a possibility that the vibrating arm may be broken due to, for example, the weight portion being broken from the root due to the stress concentration.

本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
本発明のある形態に係る振動デバイスは、基部、及び前記基部から第１方向に沿って延出されている振動腕を含む振動片と、前記振動片が収容されているパッケージと、を含み、前記振動腕は、第１錘部と、前記第１錘部よりも前記基部側に配置されている腕部と、前記腕部と前記第１錘部との間に配置されている第２錘部と、を含み、前記振動腕の前記第１方向と交差する第２方向に沿った幅において、前記第１錘部の幅は前記腕部の幅より広く、前記第２錘部の幅は前記腕部の幅より広く、且つ、前記第１錘部の幅より狭く、前記パッケージは、平面視において、開口部の内側が前記第１錘部の外縁と重なっている凹部を含み、前記凹部の縁の一部が前記第２錘部と重なる位置に配置されていることを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動デバイスは、前記振動腕は、前記腕部と前記第２錘部との間、及び前記第２錘部と前記第１錘部との間にテーパ部を含み、前記テーパ部は、前記振動腕の先端側に向うに従って、前記第２方向の幅が連続的に変化していることを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動デバイスは、前記縁の一部に、緩衝部が設けられていることを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動デバイスは、前記緩衝部の前記第１方向に沿った断面の形状が、略半円状または略半楕円状であることを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動デバイスは、前記緩衝部が金属被膜を含むことを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動デバイスは、前記腕部は、前記第１方向に沿って溝部が設けられていることを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る電子機器は、前記振動デバイスを備えていることを特徴とする。

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 forms or application examples.
A vibrating device according to an aspect of the present invention includes a base, a vibrating piece including a vibrating arm extending from the base along a first direction, and a package in which the vibrating piece is housed, The vibrating arm includes a first weight portion, an arm portion disposed on the base side with respect to the first weight portion, and a second weight disposed between the arm portion and the first weight portion. A width of the vibrating arm along a second direction intersecting the first direction, the width of the first weight portion is wider than the width of the arm portion, and the width of the second weight portion is The package is wider than the arm and narrower than the first weight, and the package includes a recess whose inside of the opening overlaps with an outer edge of the first weight in plan view. A part of the edge is arranged at a position overlapping the second weight part.
In the vibrating device according to another aspect of the invention, the vibrating arm includes a tapered portion between the arm portion and the second weight portion, and between the second weight portion and the first weight portion. And the taper portion is characterized in that the width in the second direction continuously changes toward the tip end side of the vibrating arm.
A vibrating device according to another aspect of the present invention is characterized in that a buffer portion is provided at a part of the edge.
A vibrating device according to another aspect of the invention is characterized in that a shape of a cross section of the buffer portion along the first direction is a substantially semicircular shape or a substantially semielliptical shape.
The vibration device according to another embodiment of the present invention is characterized in that the buffer portion includes a metal film.
The vibrating device according to another aspect of the present invention is characterized in that the arm portion is provided with a groove portion along the first direction.
An electronic apparatus according to another aspect of the invention includes the vibration device.

［適用例１］本適用例にかかる圧電デバイスは、基部と、前記基部から延びる少なくとも１本の振動腕と、を有する圧電振動片と、前記圧電振動片を収容するパッケージと、を備え、前記振動腕は、前記基部側に位置する腕部と、前記腕部より先端側に位置する第１錘部と、前記腕部と前記第１錘部との間に位置する第２錘部と、を有し、前記振動腕の主面の幅において、前記第１錘部の幅は前記腕部の幅より広く、前記第２錘部の幅は前記腕部の幅より広く且つ前記第１錘部の幅より狭く、前記パッケージは、前記第１錘部と対向する底面に凹部を有し、前記凹部は、平面視において、前記第１錘部が収まる大きさであると共に、縁の一部が前記第２錘部と対向する位置に設けられていることを特徴とする。 [Application Example 1] A piezoelectric device according to this application example includes a piezoelectric vibrating piece having a base, at least one vibrating arm extending from the base, and a package that houses the piezoelectric vibrating piece, The vibrating arm includes an arm portion located on the base side, a first weight portion located on the distal side from the arm portion, a second weight portion located between the arm portion and the first weight portion, And the width of the first weight portion is wider than the width of the arm portion, the width of the second weight portion is wider than the width of the arm portion, and the first weight. The package has a recess on a bottom surface facing the first weight portion, and the recess has a size that allows the first weight portion to be accommodated in a plan view and a part of an edge. Is provided at a position facing the second weight portion.

これによれば、圧電デバイスは、例えば、落下などの衝撃が加わった際に、圧電振動片の振動腕が変位し、第２錘部がパッケージの凹部（底面凹部に相当）の縁に接触し、第１錘部がパッケージの凹部に入り込む。
詳述すると、圧電デバイスは、腕部と第１錘部との間に位置する第２錘部が、パッケージの凹部の縁に接触することから、強度が比較的弱い腕部及び接触による形状変化で大きな周波数変化を生じる虞がある第１錘部の、パッケージとの接触を回避できる。
加えて、圧電デバイスは、腕部の幅より広く且つ第１錘部の幅より狭い幅で形成された第２錘部によって、従来構成と比較して、第１錘部の根元の応力集中が緩和される。
これらにより、圧電デバイスは、振動腕の破損を生じ難くし、周波数変化を起こり難くすることができる。 According to this, in the piezoelectric device, for example, when an impact such as dropping is applied, the vibrating arm of the piezoelectric vibrating piece is displaced, and the second weight portion comes into contact with the edge of the concave portion (corresponding to the bottom concave portion) of the package. The first weight portion enters the recess of the package.
More specifically, in the piezoelectric device, the second weight portion located between the arm portion and the first weight portion is in contact with the edge of the recess of the package. Therefore, it is possible to avoid contact of the first weight portion, which may cause a large frequency change, with the package.
In addition, the piezoelectric device has a stress concentration at the base of the first weight portion that is larger than the width of the arm portion and narrower than the width of the first weight portion. Alleviated.
As a result, the piezoelectric device can hardly cause breakage of the vibrating arm and can hardly change the frequency.

また、圧電デバイスは、第２錘部が一定の幅（腕部側の端部から第１錘部側の端部にかけて幅の変化が殆どない）で形成されていれば、例えば、圧電振動片のパッケージへの接合位置のずれなどに起因して、パッケージの凹部の縁と第２錘部との接触位置が変化しても、落下などの衝撃が加わった際の、パッケージの凹部の縁と第２錘部との接触状態を安定した状態に保つことが可能となる。 Further, in the piezoelectric device, if the second weight portion is formed with a constant width (the width hardly changes from the end portion on the arm portion side to the end portion on the first weight portion side), for example, the piezoelectric vibrating piece Even if the contact position between the edge of the concave portion of the package and the second weight portion changes due to the displacement of the bonding position of the package to the package, the edge of the concave portion of the package when an impact such as dropping is applied. It is possible to keep the contact state with the second weight portion in a stable state.

［適用例２］上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記腕部には、前記主面の少なくとも一方の面に前記振動腕の延びる方向に沿って溝部が設けられていることが好ましい。 Application Example 2 In the piezoelectric device according to the application example described above, it is preferable that the arm portion is provided with a groove portion along at least one surface of the main surface along the extending direction of the vibrating arm.

これによれば、圧電デバイスは、圧電振動片の腕部の主面に溝部が設けられていることから、例えば、溝部に励振電極を設けることによって振動腕の励振時の電界効率が向上すると共に、振動腕の振動に起因して発生する熱の伝導経路が長くなることによって熱弾性損失（屈曲振動する圧電振動片の圧縮部と伸張部との間で発生する熱伝導により生じる振動エネルギーの損失）を低減し、Ｑ値（振動の状態を現す無次元数であって、この値が大きいほど振動が安定であることを意味する）を向上させることができる。
なお、この溝部によって、圧電デバイスは、腕部の強度が多少下がるが、上述したように、落下などの衝撃が加わった際に、第２錘部がパッケージの凹部の縁に接触することで、腕部のパッケージとの接触を回避できることから、腕部の破損を生じ難くすることが可能となる。 According to this, since the piezoelectric device is provided with the groove portion on the main surface of the arm portion of the piezoelectric vibrating piece, for example, by providing the excitation electrode in the groove portion, the electric field efficiency at the time of excitation of the vibrating arm is improved. Thermoelastic loss due to the length of the conduction path of heat generated due to vibration of the vibrating arm (loss of vibration energy caused by heat conduction generated between the compression part and extension part of the piezoelectric vibration piece that vibrates flexibly ) And a Q value (a dimensionless number representing the state of vibration, which means that the larger this value is, the more stable the vibration is).
In addition, although the strength of the arm portion of the piezoelectric device is somewhat lowered by the groove portion, as described above, when an impact such as dropping is applied, the second weight portion comes into contact with the edge of the recess of the package, Since the contact of the arm portion with the package can be avoided, the arm portion can be hardly damaged.

［適用例３］上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記腕部と前記第２錘部との間及び前記第２錘部と前記第１錘部との間にテーパ部を備え、前記テーパ部は、前記振動腕の延びる方向の前記主面上の幅が連続的に変化する形状であることが好ましい。 Application Example 3 In the piezoelectric device according to the application example described above, a tapered portion is provided between the arm portion and the second weight portion and between the second weight portion and the first weight portion, and the tapered portion. Is preferably a shape in which the width on the main surface in the extending direction of the vibrating arm continuously changes.

これによれば、圧電デバイスは、腕部と第２錘部との間及び第２錘部と第１錘部との間にテーパ部を備え、テーパ部が、振動腕の延びる方向の主面上の幅が連続的に変化する形状であることから、落下などの衝撃が加わった際に、腕部と第２錘部との間及び第２錘部と第１錘部との間に発生する応力集中を緩和することができる。 According to this, the piezoelectric device includes a taper portion between the arm portion and the second weight portion and between the second weight portion and the first weight portion, and the taper portion is a main surface in the extending direction of the vibrating arm. Since the upper width is a continuously changing shape, it occurs between the arm part and the second weight part and between the second weight part and the first weight part when an impact such as dropping is applied. It is possible to relieve stress concentration.

［適用例４］上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記パッケージの前記凹部における前記第２錘部と対向する位置に設けられている前記縁に、緩衝部が設けられていることが好ましい。 Application Example 4 In the piezoelectric device according to the application example described above, it is preferable that a buffer portion is provided at the edge provided at a position facing the second weight portion in the concave portion of the package.

これによれば、圧電デバイスは、パッケージの凹部における第２錘部と対向する位置に設けられている縁に、緩衝部が設けられていることから、落下などの衝撃が加わった際に、第２錘部に加わる衝撃力を緩衝（緩和）することができる。
この結果、圧電デバイスは、落下などの衝撃が加わった際に、振動腕の破損をより生じ難くし、周波数変化をより起こり難くすることができる。 According to this, since the buffer device is provided at the edge provided at the position facing the second weight portion in the concave portion of the package, the piezoelectric device is provided with the first device when an impact such as dropping is applied. The impact force applied to the two spindle portions can be buffered (relaxed).
As a result, in the piezoelectric device, when an impact such as a drop is applied, the vibration arm is less likely to be damaged and the frequency change is less likely to occur.

［適用例５］上記適用例４にかかる圧電デバイスにおいて、前記振動腕の延びる方向に沿って切断した前記緩衝部の断面形状が、略半円状または略半楕円状であることが好ましい。 Application Example 5 In the piezoelectric device according to Application Example 4, it is preferable that a cross-sectional shape of the buffer portion cut along the extending direction of the vibrating arm is a substantially semicircular shape or a substantially semielliptical shape.

これによれば、圧電デバイスは、振動腕の延びる方向に沿って切断した緩衝部の断面形状が、略半円状または略半楕円状であることから、落下などの衝撃が加わった際の、緩衝部と撓んだ第２錘部との接触面積が増え衝撃力を分散させることができる。
この結果、圧電デバイスは、落下などの衝撃が加わった際に、振動腕の破損を更に生じ難くし、周波数変化を更に起こり難くすることができる。 According to this, since the cross-sectional shape of the buffer portion cut along the extending direction of the vibrating arm is a substantially semicircular shape or a substantially semielliptical shape, the piezoelectric device is subjected to an impact such as a drop, The contact area between the buffer portion and the bent second weight portion is increased, and the impact force can be dispersed.
As a result, in the piezoelectric device, when an impact such as a drop is applied, the vibrating arm is less likely to be damaged, and the frequency change is further less likely to occur.

［適用例６］上記適用例４または適用例５にかかる圧電デバイスにおいて、前記緩衝部が金属被膜を含んでなることが好ましい。 Application Example 6 In the piezoelectric device according to Application Example 4 or Application Example 5, it is preferable that the buffer portion includes a metal film.

これによれば、圧電デバイスは、緩衝部が金属被膜を含んでなることから、例えば、パッケージ内の端子部や配線などに用いる金属被膜と一緒に（一括して）形成することができる。
この結果、圧電デバイスは、新たな工程を設けることなく（工数を増やすことなく）、緩衝部を形成することができる。 According to this, since the buffer portion includes the metal film, the piezoelectric device can be formed together (collectively) with the metal film used for, for example, the terminal portion and the wiring in the package.
As a result, the piezoelectric device can form the buffer portion without providing a new process (without increasing the number of steps).

［適用例７］上記適用例にかかる圧電デバイスにおいて、前記圧電振動片が、前記振動腕を複数本備え、前記複数本の振動腕と、前記基部とを含んで音叉を構成することが好ましい。 Application Example 7 In the piezoelectric device according to the application example described above, it is preferable that the piezoelectric vibrating piece includes a plurality of the vibrating arms and includes the plurality of vibrating arms and the base portion to constitute a tuning fork.

これによれば、圧電デバイスは、圧電振動片が複数本の振動腕と基部とを含んで音叉を構成することで、優れた振動特性を得やすい音叉型圧電振動片となることから、振動特性を向上させることができる。 According to this, the piezoelectric device becomes a tuning fork type piezoelectric vibrating piece that easily obtains excellent vibration characteristics by forming a tuning fork including a plurality of vibrating arms and a base portion. Can be improved.

［適用例８］本適用例にかかる電子機器は、上記適用例のいずれかに記載の圧電デバイスを備えたことを特徴とする。 Application Example 8 An electronic apparatus according to this application example includes the piezoelectric device according to any one of the application examples.

これによれば、電子機器は、上記適用例のいずれかに記載の圧電デバイスを備えたことから、上記適用例のいずれかに記載の効果を奏する電子機器を提供することができる。 According to this, since the electronic apparatus includes the piezoelectric device according to any one of the application examples, it is possible to provide an electronic apparatus that exhibits the effect according to any of the application examples.

第１実施形態の水晶振動子の概略構成を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）の断面図。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the crystal oscillator of 1st Embodiment, (a) is a top view, (b), (c) is sectional drawing of (a). 図１（ｂ）の要部拡大図。The principal part enlarged view of FIG.1 (b). 振動腕がパッケージの凹部の縁に接触した際の痕跡を示す模式平面図。The schematic plan view which shows the trace when a vibrating arm contacts the edge of the recessed part of a package. 第１実施形態の変形例の水晶振動子の概略構成を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the crystal resonator of the modification of 1st Embodiment, (a) is a top view, (b) is sectional drawing of (a). 第２実施形態の携帯電話を示す模式斜視図。The model perspective view which shows the mobile telephone of 2nd Embodiment.

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の圧電デバイスとしての水晶振動子の概略構成を示す模式図である。図１（ａ）は、リッド（蓋体）側から俯瞰した平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線での断面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図である。なお、平面図では、便宜的にリッドを省略してある。 (First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a crystal resonator as a piezoelectric device according to the first embodiment. 1A is a plan view seen from the lid (lid) side, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1A, and FIG. 1C is FIG. It is sectional drawing in the BB line of (a). In the plan view, the lid is omitted for convenience.

図１に示すように、水晶振動子１は、圧電振動片としての水晶振動片１０と、水晶振動片１０を収容するパッケージ２０と、を備えている。
水晶振動片１０は、水晶の原石などから所定の角度で切り出されたウエハー状の水晶基板を基材とし、外形形状がフォトリソグラフィ技術を用いたウエットエッチングなどによって形成されている。
水晶振動片１０は、基部１１と、基部１１の一端から互いに略並行に延びる一対の振動腕１２と、基部１１の一端側に対して一対の振動腕１２の延びる方向において反対側になる他端側から延びる支持部１３と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the crystal resonator 1 includes a crystal vibrating piece 10 as a piezoelectric vibrating piece and a package 20 that houses the crystal vibrating piece 10.
The quartz crystal resonator element 10 has a wafer-like quartz substrate cut out from a quartz crystal or the like at a predetermined angle as a base material, and has an outer shape formed by wet etching using a photolithography technique.
The quartz crystal resonator element 10 includes a base portion 11, a pair of vibrating arms 12 that extend substantially in parallel with each other from one end of the base portion 11, and the other end that is opposite to the one end side of the base portion 11 in the extending direction of the pair of vibrating arms 12. And a support portion 13 extending from the side.

水晶振動片１０の基部１１の他端側には、一対の振動腕１２の延びる方向（長手方向）に対して交差する方向（ここでは、略直交する方向）に沿って両側から切り欠かれた一対の切り欠き部（くびれ部）１４が形成されている。
水晶振動片１０の一対の振動腕１２は、基部１１側に位置する腕部１５と、腕部１５より先端側に位置する第１錘部１６と、腕部１５と第１錘部１６との間に位置する第２錘部１７と、を有している。
ここで、一対の振動腕１２の延びる方向の主面（水晶の原石などから切り出された面に沿った面）１８，１９上の幅において、第１錘部１６の幅Ｗ３は、腕部１５の幅Ｗ１より広く、第２錘部１７の幅Ｗ２は、腕部１５の幅Ｗ１より広く、且つ第１錘部１６の幅Ｗ３より狭い一定の幅（腕部１５側の端部から第１錘部１６側の端部にかけて幅の変化が殆どない）となっている。 The other end side of the base portion 11 of the quartz crystal vibrating piece 10 was cut out from both sides along a direction (here, a substantially orthogonal direction) intersecting the extending direction (longitudinal direction) of the pair of vibrating arms 12. A pair of notch parts (constriction part) 14 is formed.
The pair of vibrating arms 12 of the crystal vibrating piece 10 includes an arm portion 15 located on the base portion 11 side, a first weight portion 16 located on the tip side from the arm portion 15, and the arm portion 15 and the first weight portion 16. And a second weight portion 17 located between them.
Here, the width W3 of the first weight portion 16 is the arm portion 15 in the width on the main surfaces (surfaces along the surfaces cut from the quartz crystal or the like) 18 and 19 in the extending direction of the pair of vibrating arms 12. The width W2 of the second weight portion 17 is wider than the width W1 of the arm portion 15 and is narrower than the width W3 of the first weight portion 16 (from the end on the arm portion 15 side to the first width W1). There is almost no change in the width toward the end on the weight 16 side.

また、一対の振動腕１２は、腕部１５と第２錘部１７との間にテーパ部１７ａを備え、第２錘部１７と第１錘部１６との間にテーパ部１６ａを備えている。
テーパ部１７ａ，１６ａは、一対の振動腕１２の延びる方向の主面１８，１９上の幅が連続的に変化する形状となっている。
詳述すると、テーパ部１７ａは、腕部１５側の端部の幅がＷ１と同じで第２錘部１７側の端部の幅がＷ２と同じになるように、腕部１５側の端部から第２錘部１７側の端部に近づくに連れて、幅が連続的に広くなっていく形状となっている。
また、テーパ部１６ａは、第２錘部１７側の端部の幅がＷ２と同じで第１錘部１６側の端部の幅がＷ３と同じになるように、第２錘部１７側の端部から第１錘部１６側の端部に近づくに連れて、幅が連続的に広くなっていく形状となっている。 The pair of vibrating arms 12 includes a tapered portion 17 a between the arm portion 15 and the second weight portion 17, and includes a tapered portion 16 a between the second weight portion 17 and the first weight portion 16. .
The taper portions 17a and 16a have shapes in which the widths on the main surfaces 18 and 19 in the extending direction of the pair of vibrating arms 12 continuously change.
Specifically, the taper portion 17a has an end portion on the arm portion 15 side so that the end portion on the arm portion 15 side has the same width as W1 and the end portion on the second weight portion 17 side has the same width as W2. As the width approaches the end on the second weight portion 17 side, the width continuously increases.
Further, the taper portion 16a has a width on the second weight portion 17 side so that the width of the end portion on the second weight portion 17 side is the same as W2 and the width of the end portion on the first weight portion 16 side is the same as W3. As the end portion approaches the end portion on the first weight portion 16 side, the width continuously increases.

さらに、一対の振動腕１２は、腕部１５の主面１８，１９の少なくとも一方の面（ここでは、両面）に振動腕１２の延びる方向（長手方向）に沿って形成された溝部１５ａを有している。
図１（ｃ）に示すように、溝部１５ａは、一対の振動腕１２の長手方向と直交する面に沿って切断した断面形状が、略Ｈ字状となっている。 Further, the pair of vibrating arms 12 has a groove portion 15 a formed along the direction (longitudinal direction) in which the vibrating arm 12 extends on at least one surface (here, both surfaces) of the main surfaces 18 and 19 of the arm portion 15. doing.
As shown in FIG. 1C, the groove 15 a has a substantially H-shaped cross section cut along a plane orthogonal to the longitudinal direction of the pair of vibrating arms 12.

ここで、水晶振動片１０は、一対（２本）の振動腕１２と、基部１１とを含んで音叉を構成する音叉型水晶振動片である。
なお、一対の振動腕１２を個別に説明する必要がある場合には、一方（紙面上側）を振動腕１２ａとし、他方（紙面下側）を振動腕１２ｂとする。 Here, the quartz crystal vibrating piece 10 is a tuning fork type quartz vibrating piece that includes a pair (two) of vibrating arms 12 and a base portion 11 and constitutes a tuning fork.
When it is necessary to individually describe the pair of vibrating arms 12, one (upper side in the drawing) is the vibrating arm 12a and the other (lower side in the drawing) is the vibrating arm 12b.

水晶振動片１０の支持部１３は、基部１１の他端側から、一対の振動腕１２の長手方向に対して略直交する方向の一方に延びて振動腕１２ａ側に折れ曲がり、振動腕１２ａの一方の側（紙面上側）に沿ってテーパ部１７ａ近傍まで延びる支持腕１３ａと、基部１１の他端側から、一対の振動腕１２の長手方向に対して略直交する方向の他方に延びて振動腕１２ｂ側に折れ曲がり、振動腕１２ｂの他方の側（紙面下側）に沿ってテーパ部１７ａ近傍まで延びる支持腕１３ｂと、を有している。 The support portion 13 of the crystal vibrating piece 10 extends from the other end side of the base portion 11 to one side in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the pair of vibrating arms 12 and bends to the vibrating arm 12a side. The support arm 13a extending to the vicinity of the taper portion 17a along the upper side (the upper side of the drawing), and the vibrating arm extending from the other end side of the base 11 to the other in the direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the pair of vibrating arms 12 The support arm 13b is bent to the 12b side and extends to the vicinity of the tapered portion 17a along the other side (the lower side of the drawing) of the vibrating arm 12b.

ここで、水晶振動片１０の一対の振動腕１２の各部の形状について詳述する。
水晶振動片１０は、腕部１５の幅Ｗ１を１としたときに、第２錘部１７の幅Ｗ２が１．４〜１．６、第１錘部１６の幅Ｗ３が１．７〜１．９になるように設定されていることが好ましい。
具体的には、腕部１５の幅Ｗ１が８０μｍ程度であれば、第２錘部１７の幅Ｗ２が１２０μｍ程度、第１錘部１６の幅Ｗ３が１５０μｍ程度の設定が、一例として挙げられる。
水晶振動片１０は、各幅を上記の範囲に設定することによって、一対の振動腕１２のバランスがよくなる。 Here, the shape of each part of the pair of vibrating arms 12 of the crystal vibrating piece 10 will be described in detail.
In the crystal vibrating piece 10, when the width W1 of the arm portion 15 is 1, the width W2 of the second weight portion 17 is 1.4 to 1.6, and the width W3 of the first weight portion 16 is 1.7 to 1. .9 is preferably set.
Specifically, when the width W1 of the arm portion 15 is about 80 μm, a setting in which the width W2 of the second weight portion 17 is about 120 μm and the width W3 of the first weight portion 16 is about 150 μm is given as an example.
In the quartz crystal resonator element 10, the balance between the pair of vibrating arms 12 is improved by setting each width within the above range.

また、水晶振動片１０のテーパ部１７ａと第２錘部１７との成す角度θ１及びテーパ部１６ａと第１錘部１６との成す角度θ２については、約１４０度〜約１７０度の範囲内が好ましく、１６０度程度がより好ましい。
水晶振動片１０は、上記の角度設定によって、ウエットエッチング時の異形部（ひれ状に残る部分）の形成が抑制されると共に、落下などの衝撃が加わった際の応力集中が緩和される。 Further, the angle θ1 formed between the tapered portion 17a and the second weight portion 17 and the angle θ2 formed between the tapered portion 16a and the first weight portion 16 are within a range of about 140 degrees to about 170 degrees. Preferably, about 160 degrees is more preferable.
In the quartz crystal resonator element 10, the formation of a deformed portion (a portion remaining in a fin shape) at the time of wet etching is suppressed by the above angle setting, and stress concentration when an impact such as a drop is applied is reduced.

また、溝部１５ａのテーパ部１７ａ側の端部の平面形状は、落下などの衝撃が加わった際の応力集中を緩和する上で、図１（ａ）に示すような曲線で形成されていることが好ましい。
なお、溝部１５ａのテーパ部１７ａ側の端部の平面形状は、上記形状に限定するものではなく、基部１１側の端部と同様の角張った形状でもよい。
なお、溝部１５ａのテーパ部１７ａ側の端部は、腕部１５とテーパ部１７ａとの境界近傍に設けられているのが好ましい。 Further, the planar shape of the end of the groove portion 15a on the taper portion 17a side is formed with a curve as shown in FIG. 1A in order to alleviate stress concentration when an impact such as dropping is applied. Is preferred.
The planar shape of the end portion of the groove portion 15a on the taper portion 17a side is not limited to the above shape, and may be an angular shape similar to the end portion on the base portion 11 side.
In addition, it is preferable that the edge part by the side of the taper part 17a of the groove part 15a is provided in the boundary vicinity of the arm part 15 and the taper part 17a.

水晶振動片１０は、第１錘部１６の主面１８側の図示しない電極上に、金、銀などの金属被膜からなる図示しない錘層が形成されている。
そして、水晶振動片１０は、錘層にレーザー光やイオンビームなどを照射して、錘層を部分的に除去することによって周波数調整が行われる。 In the crystal vibrating piece 10, a weight layer (not shown) made of a metal film such as gold or silver is formed on an electrode (not shown) on the main surface 18 side of the first weight portion 16.
The crystal vibrating piece 10 is adjusted in frequency by irradiating the weight layer with a laser beam, an ion beam, or the like to partially remove the weight layer.

パッケージ２０は、水晶振動片１０を内部の窪み（従来構成の収容凹部に相当）に収容するパッケージベース２１と、パッケージベース２１を覆うリッド２２と、パッケージベース２１及びリッド２２を気密に接合する接合材２３と、を備えている。
パッケージベース２１には、セラミックグリーンシートを成形して積層し焼成した酸化アルミニウム質焼結体などが用いられている。
リッド２２には、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼などの金属、またはガラス、セラミックなどが用いられている。
接合材２３には、リッド２２が金属の場合、コバールなどからなるシームリング、銀ろう、はんだ、金／錫合金などのろう材が用いられ、リッド２２がガラス、セラミックなどの場合、低融点ガラス、接着剤などが用いられている。 The package 20 includes a package base 21 that accommodates the crystal vibrating piece 10 in an internal recess (corresponding to a housing recess having a conventional configuration), a lid 22 that covers the package base 21, and a joint that airtightly joins the package base 21 and the lid 22 The material 23 is provided.
The package base 21 is made of an aluminum oxide sintered body obtained by forming, laminating and firing ceramic green sheets.
The lid 22 is made of a metal such as Kovar, 42 alloy, stainless steel, glass, ceramic, or the like.
For the bonding material 23, when the lid 22 is a metal, a brazing material such as a seam ring made of Kovar, silver brazing, solder, gold / tin alloy is used, and when the lid 22 is glass, ceramic or the like, a low melting point glass is used. Adhesives are used.

パッケージベース２１の底面としての内底面（内側の底面）２４には、水晶振動片１０の各支持腕１３ａ，１３ｂの先端側部分に対向する位置に、各支持腕１３ａ，１３ｂを支持する突出部としてのマウント電極２４ａ，２４ｂが設けられている。
詳述すると、内底面２４には、水晶振動片１０の支持腕１３ａの先端側部分に対向する位置にマウント電極２４ａが形成され、支持腕１３ｂの先端側部分に対向する位置にマウント電極２４ｂが形成されている。
なお、マウント電極２４ａ，２４ｂの平面形状は、図１（ａ）に示すような矩形以外に、円形、楕円形、多角形など特に限定されない。 On the inner bottom surface (inner bottom surface) 24 as the bottom surface of the package base 21, a projecting portion that supports the support arms 13 a and 13 b at a position facing the tip side portions of the support arms 13 a and 13 b of the crystal vibrating piece 10. Mounting electrodes 24a and 24b are provided.
More specifically, on the inner bottom surface 24, a mount electrode 24a is formed at a position facing the tip side portion of the support arm 13a of the crystal vibrating piece 10, and the mount electrode 24b is placed at a position facing the tip side portion of the support arm 13b. Is formed.
The planar shape of the mount electrodes 24a and 24b is not particularly limited to a circle, an ellipse, a polygon, or the like other than the rectangle as shown in FIG.

パッケージベース２１の内底面２４には、凹部２４ｃが設けられている。
凹部２４ｃは、平面視において第１錘部１６と対向する内底面２４に略矩形に形成され、且つ平面視において、一対の振動腕１２の第１錘部１６が収まる大きさである。
そして、凹部２４ｃは、縁２４ｄの、腕部１５寄りの一部が、第２錘部１７と対向する位置に、振動腕１２の延びる方向と交差する（ここでは、略直交する）ように設けられている。
そして、凹部２４ｃにおける第２錘部１７と対向する位置に設けられている縁２４ｄには、第２錘部１７に向かって帯状に突出した緩衝部２４ｅが設けられている。なお、緩衝部２４ｅは、振動腕１２ａと振動腕１２ｂとに跨るように一体で設けてもよく、振動腕１２ａ、振動腕１２ｂごとに別体（２つ）で設けてもよい。
緩衝部２４ｅは、振動腕１２の延びる方向に沿って切断した断面形状が、略半円状または略半楕円状であることが好ましい（図２参照）。
なお、平面視において一対の振動腕１２の第１錘部１６が収まる大きさとは、凹部２４ｃの開口面積が第１錘部１６の主面の面積以上であるということであり、２つの各振動腕１２ａ，１２ｂにそれぞれ対応した２つの開口を持った凹部２４ｃであってもよい。 A recess 24 c is provided on the inner bottom surface 24 of the package base 21.
The concave portion 24c is formed in a substantially rectangular shape on the inner bottom surface 24 facing the first weight portion 16 in a plan view, and is large enough to accommodate the first weight portions 16 of the pair of vibrating arms 12 in the plan view.
The concave portion 24c is provided so that a part of the edge 24d near the arm portion 15 intersects with the extending direction of the vibrating arm 12 at a position facing the second weight portion 17 (substantially orthogonal here). It has been.
A buffer portion 24e that protrudes in a band shape toward the second weight portion 17 is provided at an edge 24d provided at a position facing the second weight portion 17 in the recess 24c. The buffer 24e may be provided integrally so as to straddle the vibrating arm 12a and the vibrating arm 12b, or may be provided separately (two) for each of the vibrating arm 12a and the vibrating arm 12b.
The buffer section 24e preferably has a substantially semicircular or semi-elliptical cross-sectional shape cut along the extending direction of the vibrating arm 12 (see FIG. 2).
The size that the first weight portions 16 of the pair of vibrating arms 12 can be accommodated in a plan view means that the opening area of the recess 24 c is equal to or larger than the area of the main surface of the first weight portion 16. It may be a recess 24c having two openings respectively corresponding to the arms 12a and 12b.

パッケージベース２１の外底面（外側の底面）２５には、一対の外部端子２６が略矩形形状に形成されている。
一対の外部端子２６は、図示しない内部配線によって一方がマウント電極２４ａと接続され、他方がマウント電極２４ｂと接続されている。
なお、マウント電極２４ａ，２４ｂ、緩衝部２４ｅ、一対の外部端子２６は、タングステンなどのメタライズ層にニッケル、金などの各被膜をメッキなどにより積層した金属被膜からなる。 A pair of external terminals 26 are formed in a substantially rectangular shape on the outer bottom surface (outer bottom surface) 25 of the package base 21.
One of the pair of external terminals 26 is connected to the mount electrode 24a by an internal wiring (not shown), and the other is connected to the mount electrode 24b.
The mount electrodes 24a and 24b, the buffer portion 24e, and the pair of external terminals 26 are made of a metal film obtained by laminating each film such as nickel and gold on a metallized layer such as tungsten by plating.

パッケージベース２１には、平面視において、略中央にパッケージ２０の内部を封止する封止部２７が設けられている。
封止部２７は、パッケージベース２１に形成された貫通孔（外底面２５側の孔径が内底面２４側の孔径より大きい段付き貫通孔）２８に、金／ゲルマニウム合金、はんだなどからなる球状の封止材２９を投入し、加熱溶融後、固化させることでパッケージ２０の内部を気密に封止する構成となっている。 The package base 21 is provided with a sealing portion 27 that seals the inside of the package 20 at a substantially central position in plan view.
The sealing portion 27 has a spherical shape made of gold / germanium alloy, solder, or the like in a through hole (a stepped through hole having a larger hole diameter on the outer bottom surface 25 side than a hole diameter on the inner bottom surface 24 side) formed in the package base 21. The inside of the package 20 is hermetically sealed by charging the sealing material 29 and solidifying it after heating and melting.

水晶振動片１０は、金属フィラーなどの導電性物質が混合された、エポキシ系、ビスマレイミド系、シリコーン系、ポリイミド系などの導電性接着剤３０を介して、支持腕１３ａ，１３ｂがパッケージベース２１のマウント電極２４ａ，２４ｂに接合されている。
これにより、水晶振動片１０は、図示しない励振電極がマウント電極２４ａ，２４ｂを介して外部端子２６と電気的に接続されている。 The crystal vibrating piece 10 has the support arms 13a and 13b mounted on the package base 21 via a conductive adhesive 30 such as epoxy, bismaleimide, silicone, or polyimide mixed with a conductive material such as a metal filler. The mounting electrodes 24a and 24b are joined.
As a result, the quartz crystal resonator element 10 has an excitation electrode (not shown) electrically connected to the external terminal 26 via the mount electrodes 24a and 24b.

水晶振動子１は、パッケージベース２１のマウント電極２４ａ，２４ｂに水晶振動片１０が接合された後、リッド２２が接合材２３を介してパッケージベース２１に接合される。
水晶振動子１は、リッド２２の接合後、パッケージ２０の内部が減圧された状態（真空度の高い状態）で、封止部２７の貫通孔２８に封止材２９が充填され、パッケージ２０の内部が気密に封止される。 In the crystal resonator 1, the crystal vibrating piece 10 is bonded to the mount electrodes 24 a and 24 b of the package base 21, and then the lid 22 is bonded to the package base 21 via the bonding material 23.
In the crystal unit 1, after the lid 22 is joined, the sealing material 29 is filled in the through hole 28 of the sealing portion 27 in a state where the inside of the package 20 is decompressed (high vacuum state). The inside is hermetically sealed.

そして、水晶振動子１は、外部から一対の外部端子２６、マウント電極２４ａ，２４ｂ、導電性接着剤３０、励振電極を経由して駆動信号が印加されることにより、水晶振動片１０の一対の振動腕１２が所定の周波数（例えば、３２．７６８ｋＨｚ）で矢印Ｃ方向に屈曲振動する。
この際、水晶振動子１は、パッケージ２０の内部が減圧された状態（真空度の高い状態）であることから、減圧されていない場合と比較して水晶振動片１０の屈曲振動が阻害され難くなっており、安定した屈曲振動を得ることが可能となっている。 The crystal resonator 1 is applied with a drive signal from the outside via a pair of external terminals 26, mount electrodes 24a and 24b, a conductive adhesive 30, and an excitation electrode. The vibrating arm 12 bends and vibrates in the direction of arrow C at a predetermined frequency (for example, 32.768 kHz).
At this time, since the crystal resonator 1 is in a state where the inside of the package 20 is decompressed (a state with a high degree of vacuum), the bending vibration of the crystal resonator element 10 is less likely to be inhibited compared to a case where the decompression is not performed. Thus, stable bending vibration can be obtained.

ここで、水晶振動子１の水晶振動片１０の落下時の挙動について説明する。
図２は、図１（ｂ）の要部拡大図である。
図２に示すように、水晶振動片１０は、例えば、パッケージベース２１を下側にした矢印Ｄ方向（パッケージ２０の厚み方向）への落下の際、パッケージベース２１の外底面２５（外部端子２６）が外部の被衝突面に衝突すると、慣性により、マウント電極２４ａ，２４ｂに接合されている支持腕１３ａ，１３ｂを支点にして、パッケージベース２１の内底面２４側へ変位する。
このとき、一対の振動腕１２は、支持部１３から遠く質量の大きい先端側（第１錘部１６側）ほど大きく変位する。なお、図２では、変位した状態の振動腕１２を２点鎖線で示す。 Here, the behavior when the crystal resonator element 10 of the crystal resonator 1 is dropped will be described.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.
As shown in FIG. 2, the quartz crystal vibrating piece 10 is, for example, when dropped in the direction of arrow D (the thickness direction of the package 20) with the package base 21 facing down, the outer bottom surface 25 (external terminal 26) of the package base 21. ) Collides with the external collision surface, it is displaced toward the inner bottom surface 24 side of the package base 21 with the support arms 13a and 13b joined to the mount electrodes 24a and 24b as fulcrums due to inertia.
At this time, the pair of vibrating arms 12 is displaced more distant from the support portion 13 toward the tip side (first weight portion 16 side) having a larger mass. In FIG. 2, the displaced vibrating arm 12 is indicated by a two-dot chain line.

ついで、変位した一対の振動腕１２は、パッケージベース２１の凹部２４ｃの縁２４ｄに設けられた緩衝部２４ｅに、第２錘部１７が接触（衝突）する。
ついで、一対の振動腕１２は、緩衝部２４ｅを支点にして、第２錘部１７及び第１錘部１６が撓んで凹部２４ｃ側にさらに変位し、第１錘部１６が凹部２４ｃ内に入り込む。
このとき、一対の振動腕１２は、緩衝部２４ｅの断面形状が略半円状または略半楕円状であることから、緩衝部２４ｅと撓んだ第２錘部１７との接触面積が増え、衝撃力が分散される。
ここで、凹部２４ｃの深さは、第１錘部１６の変位量に対して十分な余裕を持って設定されている。これにより、一対の振動腕１２は、凹部２４ｃの底面などへの第１錘部１６の接触（衝突）が回避される。
また、一対の振動腕１２は、第２錘部１７が緩衝部２４ｅに接触することで、パッケージベース２１の内底面２４への腕部１５の接触が回避される。 Next, the second weight portion 17 contacts (collises) the pair of displaced vibrating arms 12 with the buffer portion 24 e provided at the edge 24 d of the recess 24 c of the package base 21.
Next, in the pair of vibrating arms 12, the second weight portion 17 and the first weight portion 16 are bent and further displaced toward the concave portion 24c with the buffer portion 24e as a fulcrum, and the first weight portion 16 enters the concave portion 24c. .
At this time, in the pair of vibrating arms 12, since the cross-sectional shape of the buffer portion 24e is substantially semicircular or substantially semi-elliptical, the contact area between the buffer portion 24e and the bent second weight portion 17 is increased. Impact force is distributed.
Here, the depth of the concave portion 24 c is set with a sufficient margin with respect to the displacement amount of the first weight portion 16. As a result, the pair of vibrating arms 12 can avoid contact (collision) of the first weight portion 16 with the bottom surface of the recess 24c and the like.
Further, in the pair of vibrating arms 12, the contact of the arm portion 15 with the inner bottom surface 24 of the package base 21 is avoided when the second weight portion 17 contacts the buffer portion 24 e.

ところで、図３は、振動腕がパッケージの凹部の縁に接触した際の痕跡を示す模式平面図である。
図３に示すように、振動腕１２は、複数のすじ状の痕跡から、落下の際に同一箇所で接触するのではなく、長手方向にずれた数箇所で接触していることが分かる。
このことから、水晶振動片１０は、一対の振動腕１２の第２錘部１７が、一定の幅（腕部１５側の端部から第１錘部１６側の端部にかけて幅の変化が殆どない）で、且つ上記のような接触位置のずれ及び水晶振動片１０のパッケージベース２１への接合位置のずれなどがあっても、第２錘部１７と緩衝部２４ｅとが互いに接触可能な長さで形成されている。 FIG. 3 is a schematic plan view showing a trace when the vibrating arm contacts the edge of the recess of the package.
As shown in FIG. 3, it can be seen from the plurality of streak-like traces that the vibrating arm 12 is not in contact at the same location when dropped, but is in contact at several locations shifted in the longitudinal direction.
Therefore, in the quartz crystal resonator element 10, the second weight portion 17 of the pair of vibrating arms 12 has a constant width (the width hardly changes from the end portion on the arm portion 15 side to the end portion on the first weight portion 16 side). And the second weight portion 17 and the buffer portion 24e can be in contact with each other even when there is a displacement of the contact position and a displacement position of the crystal vibrating piece 10 to the package base 21 as described above. Is formed.

上述したように、第１実施形態の水晶振動子１は、例えば、落下などの衝撃が加わった際に、パッケージベース２１のマウント電極２４ａ，２４ｂに接合されている水晶振動片１０の支持腕１３ａ，１３ｂを支点にして、一対の振動腕１２が変位し、第２錘部１７がパッケージベース２１の凹部２４ｃの縁２４ｄに設けられた緩衝部２４ｅに接触し、第１錘部１６がパッケージ２０の凹部２４ｃに入り込む。
詳述すると、水晶振動子１は、水晶振動片１０の一対の振動腕１２の腕部１５と第１錘部１６との間に位置する第２錘部１７が、パッケージベース２１の凹部２４ｃの縁２４ｄに設けられた緩衝部２４ｅに接触することから、溝部１５ａが設けられて強度が比較的弱い腕部１５及び接触による形状変化（欠け、傷、クラックなど）で大きな周波数変化を生じる虞がある第１錘部１６の、パッケージベース２１との接触を回避できる。 As described above, the crystal resonator 1 according to the first embodiment has the support arm 13a of the crystal vibrating piece 10 bonded to the mount electrodes 24a and 24b of the package base 21 when an impact such as a drop is applied. , 13b as a fulcrum, the pair of vibrating arms 12 are displaced, the second weight portion 17 contacts the buffer portion 24e provided on the edge 24d of the recess 24c of the package base 21, and the first weight portion 16 is the package 20 Into the recess 24c.
More specifically, in the crystal resonator 1, the second weight portion 17 located between the arm portion 15 of the pair of vibrating arms 12 of the crystal vibrating piece 10 and the first weight portion 16 is formed on the concave portion 24 c of the package base 21. Since it contacts the buffer portion 24e provided on the edge 24d, there is a possibility that a large frequency change may occur due to the arm portion 15 provided with the groove portion 15a and relatively weak in strength and shape change (chip, scratch, crack, etc.) due to contact. It is possible to avoid contact of a certain first weight portion 16 with the package base 21.

加えて、水晶振動子１は、一対の振動腕１２の腕部１５の幅Ｗ１より広く、且つ第１錘部１６の幅Ｗ３より狭い幅Ｗ２で形成された第２錘部１７によって、従来構成と比較して、第１錘部１６の根元の応力集中が緩和される。
これらにより、水晶振動子１は、一対の振動腕１２の破損を生じ難くし、周波数変化を起こり難くすることができる。 In addition, the crystal unit 1 is configured by a second weight portion 17 formed with a width W2 wider than the width W1 of the arm portion 15 of the pair of vibrating arms 12 and narrower than the width W3 of the first weight portion 16. Compared with, the stress concentration at the base of the first weight portion 16 is relaxed.
Accordingly, the crystal unit 1 can hardly cause the pair of vibrating arms 12 to be damaged, and can hardly change the frequency.

また、水晶振動子１は、一対の振動腕１２の第２錘部１７が一定の幅で、且つ落下などの衝撃が加わった際の接触位置のずれ及びパッケージベース２１への接合位置のずれなどがあっても、第２錘部１７と緩衝部２４ｅとが互いに接触可能な長さで形成されている。
このことから、水晶振動子１は、落下などの衝撃が加わった際に、パッケージベース２１の凹部２４ｃの縁２４ｄに設けられた緩衝部２４ｅと、一対の振動腕１２の第２錘部１７との接触位置が多少ずれても、第２錘部１７と緩衝部２４ｅとの接触状態を安定した状態に保つことが可能となる。
これにより、水晶振動子１は、一対の振動腕１２の破損を安定的に生じ難くし、周波数変化を安定的に起こり難くすることができる。 Further, the quartz resonator 1 has a constant width of the second weight portion 17 of the pair of vibrating arms 12 and a displacement of a contact position when an impact such as a drop is applied, and a displacement of a bonding position to the package base 21. Even if there exists, the 2nd weight part 17 and the buffer part 24e are formed in the length which can mutually contact.
From this, when the impact such as a drop is applied, the crystal resonator 1 includes the buffer portion 24e provided at the edge 24d of the recess 24c of the package base 21 and the second weight portion 17 of the pair of vibrating arms 12. Even if the contact position is slightly shifted, the contact state between the second weight portion 17 and the buffer portion 24e can be kept stable.
Thereby, the crystal unit 1 can prevent the pair of vibrating arms 12 from being easily damaged, and can prevent the frequency change from occurring stably.

また、水晶振動子１は、水晶振動片１０の一対の振動腕１２の腕部１５の主面１８，１９に溝部１５ａが設けられていることから、溝部１５ａに図示しない励振電極を設けることによって、一対の振動腕１２の励振時の電界効率が向上すると共に、一対の振動腕１２の振動に起因して発生する熱の伝導経路が長くなることによって熱弾性損失を低減し、Ｑ値を向上させることができる。
なお、この溝部１５ａによって、水晶振動子１は、一対の振動腕１２の腕部１５の強度が多少下がるが、上述したように、落下などの衝撃が加わった際に、一対の振動腕１２の第２錘部１７が、パッケージベース２１の凹部２４ｃの縁２４ｄに設けられた緩衝部２４ｅに接触することで、腕部１５とパッケージベース２１との接触を回避できることから、腕部１５の破損を生じ難くすることが可能となる。 Further, since the crystal resonator 1 is provided with the groove portion 15a on the main surfaces 18 and 19 of the arm portion 15 of the pair of vibrating arms 12 of the crystal vibrating piece 10, by providing an excitation electrode (not shown) in the groove portion 15a. The electric field efficiency during excitation of the pair of vibrating arms 12 is improved, and the heat conduction path generated due to the vibration of the pair of vibrating arms 12 is lengthened, thereby reducing the thermoelastic loss and improving the Q value. Can be made.
Note that the groove 15a slightly lowers the strength of the arm portion 15 of the pair of vibrating arms 12 due to the groove 15a. However, as described above, when an impact such as a drop is applied, the quartz resonator 1 Since the second weight portion 17 comes into contact with the buffer portion 24e provided on the edge 24d of the recess 24c of the package base 21, contact between the arm portion 15 and the package base 21 can be avoided. It can be made difficult to occur.

また、水晶振動子１は、水晶振動片１０の一対の振動腕１２の腕部１５と第２錘部１７との間及び第２錘部１７と第１錘部１６との間にテーパ部１７ａ，１６ａを備え、テーパ部１７ａ，１６ａが、一対の振動腕１２の延びる方向の主面１８，１９上の幅が連続的に変化する形状である。
このことから、水晶振動子１は、落下などの衝撃が加わった際に、一対の振動腕１２の腕部１５と第２錘部１７との間及び第２錘部１７と第１錘部１６との間に発生する応力集中を緩和することができる。 Further, the crystal resonator 1 includes a taper portion 17 a between the arm portion 15 and the second weight portion 17 of the pair of vibrating arms 12 of the crystal vibrating piece 10 and between the second weight portion 17 and the first weight portion 16. , 16a, and the tapered portions 17a, 16a have a shape in which the width on the main surfaces 18, 19 in the extending direction of the pair of vibrating arms 12 continuously changes.
From this, when the impact such as dropping is applied, the crystal resonator 1 is provided between the arm portion 15 and the second weight portion 17 of the pair of vibrating arms 12 and the second weight portion 17 and the first weight portion 16. Stress concentration generated between the two can be relaxed.

また、水晶振動子１は、パッケージベース２１の凹部２４ｃにおける第２錘部１７と対向する位置に設けられている縁２４ｄに、緩衝部２４ｅが設けられていることから、緩衝部２４ｅがない場合と比較して、落下などの衝撃が加わった際に、第２錘部１７に加わる衝撃力を緩衝（緩和）することができる。
この結果、水晶振動子１は、落下などの衝撃が加わった際に、緩衝部２４ｅがない場合と比較して、一対の振動腕１２の破損をより生じ難くし、周波数変化をより起こり難くすることができる。 Further, in the crystal resonator 1, since the buffer portion 24 e is provided at the edge 24 d provided at the position facing the second weight portion 17 in the concave portion 24 c of the package base 21, the buffer portion 24 e is not provided. As compared with, the impact force applied to the second weight portion 17 when an impact such as a drop is applied can be buffered (relaxed).
As a result, the quartz resonator 1 is less likely to cause the breakage of the pair of vibrating arms 12 and more unlikely to undergo a frequency change when an impact such as a drop is applied, compared to the case where the buffer portion 24e is not provided. be able to.

また、水晶振動子１は、一対の振動腕１２の延びる方向に沿って切断した緩衝部２４ｅの断面形状が、略半円状または略半楕円状であることから、落下などの衝撃が加わった際の、緩衝部２４ｅと第２錘部１７との接触面積が増え、衝撃力を分散させることができる。
この結果、水晶振動子１は、落下などの衝撃が加わった際に、緩衝部２４ｅの断面形状が、例えば、略矩形の場合と比較して、一対の振動腕１２の破損を更に生じ難くし、周波数変化を更に起こり難くすることができる。 In addition, since the crystal resonator 1 has a substantially semicircular or semi-elliptical cross-sectional shape of the buffer portion 24e cut along the extending direction of the pair of vibrating arms 12, an impact such as a drop is applied. In this case, the contact area between the buffer portion 24e and the second weight portion 17 is increased, and the impact force can be dispersed.
As a result, when the crystal resonator 1 is subjected to an impact such as a drop, the pair of vibrating arms 12 are more unlikely to be damaged when the shock absorber 24e has a cross-sectional shape that is substantially rectangular, for example. The frequency change can be made more difficult to occur.

また、水晶振動子１は、緩衝部２４ｅが金属被膜からなることから、例えば、パッケージベース２１内のマウント電極２４ａ，２４ｂや配線などに用いる金属被膜と一緒に（一括して）緩衝部２４ｅを形成することができる。
この結果、水晶振動子１は、新たな工程を設けることなく（工数を増やすことなく）、パッケージベース２１に緩衝部２４ｅを形成することができる。 Further, in the crystal unit 1, since the buffer portion 24e is made of a metal film, for example, the buffer portion 24e is provided together (in a lump) with the metal film used for the mount electrodes 24a and 24b and the wiring in the package base 21. Can be formed.
As a result, the crystal unit 1 can form the buffer portion 24e on the package base 21 without providing a new process (without increasing the number of steps).

また、水晶振動子１は、水晶振動片１０が一対（２本）の振動腕１２と、基部１１とを含んで音叉を構成することで、優れた振動特性を得やすい音叉型水晶振動片となることから、振動特性を向上させることができる。 The crystal resonator 1 includes a tuning fork type crystal vibrating piece in which excellent vibration characteristics can be easily obtained by forming a tuning fork by including a pair (two) of vibrating arms 12 and a base 11. As a result, vibration characteristics can be improved.

（変形例）
以下、第１実施形態の水晶振動子の変形例について説明する。
図４は、第１実施形態の変形例の水晶振動子の概略構成を示す模式図である。図４（ａ）は、リッド側から俯瞰した平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＥ−Ｅ線での断面図である。なお、第１実施形態との共通部分については、同一符号を付して説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。 (Modification)
Hereinafter, modifications of the crystal resonator according to the first embodiment will be described.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a crystal resonator according to a modification of the first embodiment. 4A is a plan view seen from the lid side, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line EE of FIG. 4A. In addition, about a common part with 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted and it demonstrates centering on a different part from 1st Embodiment.

図４に示すように、水晶振動子２は、パッケージベース２１の凹部２４ｃにおける、水晶振動片１０の第２錘部１７と対向する位置にある縁２４ｄに設けられていた緩衝部２４ｅが削除されている。
これによれば、水晶振動子２は、例えば、落下などの衝撃が加わった際に、パッケージベース２１のマウント電極２４ａ，２４ｂに接合されている水晶振動片１０の支持腕１３ａ，１３ｂを支点にして、一対の振動腕１２が変位し、第２錘部１７がパッケージベース２１の凹部２４ｃの縁２４ｄに接触し、第１錘部１６がパッケージ２０の凹部２４ｃに入り込む。 As shown in FIG. 4, in the crystal resonator 2, the buffer portion 24 e provided at the edge 24 d at the position facing the second weight portion 17 of the crystal vibrating piece 10 in the recess 24 c of the package base 21 is deleted. ing.
According to this, for example, when an impact such as dropping is applied, the crystal resonator 2 uses the support arms 13a and 13b of the crystal vibrating piece 10 bonded to the mount electrodes 24a and 24b of the package base 21 as fulcrums. Thus, the pair of vibrating arms 12 is displaced, the second weight portion 17 contacts the edge 24d of the recess 24c of the package base 21, and the first weight portion 16 enters the recess 24c of the package 20.

詳述すると、水晶振動子２は、水晶振動片１０の一対の振動腕１２の腕部１５と第１錘部１６との間に位置する第２錘部１７が、パッケージベース２１の凹部２４ｃの縁２４ｄに接触することから、溝部１５ａが設けられて強度が比較的弱い腕部１５及び接触による形状変化で大きな周波数変化を生じる虞がある第１錘部１６の、パッケージベース２１との接触を回避できる。
このことから、水晶振動子２は、上記第１実施形態と同様に、一対の振動腕１２の破損を生じ難くし、周波数変化を起こり難くすることができる。
加えて、水晶振動子２は、緩衝部２４ｅが不要なことから、その分、製造における管理項目が減少し、生産性を向上させることができる。 More specifically, in the crystal resonator 2, the second weight portion 17 located between the arm portion 15 of the pair of vibrating arms 12 of the crystal vibrating piece 10 and the first weight portion 16 is formed on the recess 24 c of the package base 21. Because of contact with the edge 24d, the groove portion 15a is provided and the arm portion 15 having a relatively low strength, and the first weight portion 16 that may cause a large frequency change due to the shape change due to the contact, are brought into contact with the package base 21. Can be avoided.
From this, the crystal resonator 2 can hardly cause breakage of the pair of vibrating arms 12 and can hardly change the frequency as in the first embodiment.
In addition, since the crystal unit 2 does not require the buffer portion 24e, the number of management items in manufacturing is reduced, and the productivity can be improved.

なお、上記実施形態及び変形例では、一対の振動腕１２を有する音叉型の水晶振動片１０を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、例えば、１本の振動腕を有する水晶振動片でもよく、３本以上の振動腕を有する音叉型の水晶振動片でもよい。
また、水晶振動片１０の溝部１５ａは、一方の主面（１８または１９）のみに設けられていてもよく、全くなくてもよい。 In the above-described embodiment and modification, the tuning fork type crystal vibrating piece 10 having the pair of vibrating arms 12 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and for example, has a single vibrating arm. It may be a crystal vibrating piece or a tuning fork type crystal vibrating piece having three or more vibrating arms.
Further, the groove 15a of the quartz crystal vibrating piece 10 may be provided only on one main surface (18 or 19), or may not be provided at all.

（第２実施形態）
以下、第２実施形態の電子機器としての携帯電話を一例に挙げて説明する。
図５は、第２実施形態の携帯電話を示す模式斜視図である。
第２実施形態の携帯電話７００は、第１実施形態または第１実施形態の変形例の水晶振動子を用いた携帯電話である。
図５に示す携帯電話７００は、上述した水晶振動子１（２）を、例えば、基準クロック発振源などのタイミングデバイスとして用い、更に液晶表示装置７０１、複数の操作ボタン７０２、受話口７０３、及び送話口７０４を備えて構成されている。 (Second Embodiment)
Hereinafter, a mobile phone as an electronic apparatus according to the second embodiment will be described as an example.
FIG. 5 is a schematic perspective view showing the mobile phone of the second embodiment.
A mobile phone 700 according to the second embodiment is a mobile phone using the crystal resonator according to the first embodiment or a modification of the first embodiment.
A cellular phone 700 shown in FIG. 5 uses the above-described crystal resonator 1 (2) as a timing device such as a reference clock oscillation source, and further includes a liquid crystal display device 701, a plurality of operation buttons 702, an earpiece 703, and the like. A mouthpiece 704 is provided.

上述した水晶振動子１（２）は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピューター、テレビ、デジタルスチールカメラ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器などのタイミングデバイスとして好適に用いることができ、いずれの場合にも上記実施形態および変形例で説明した効果を奏する電子機器を提供することができる。 The above-mentioned crystal unit 1 (2) is not limited to the above mobile phone, but is an electronic book, personal computer, TV, digital still camera, video camera, video recorder, car navigation device, pager, electronic notebook, calculator, word processor, work It can be suitably used as a timing device such as a station, a videophone, a POS terminal, or a device equipped with a touch panel. In any case, it is possible to provide an electronic device that exhibits the effects described in the above embodiments and modifications. .

なお、圧電振動片の材料としては、水晶に限定するものではなく、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）、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）などの圧電体、または酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電体を被膜として備えたシリコンなどの半導体であってもよい。 The material of the piezoelectric vibrating piece is not limited to quartz, but lithium tantalate (LiTaO ₃ ), lithium tetraborate (Li ₂ B ₄ O ₇ ), lithium niobate (LiNbO ₃ ), zirconate titanate A semiconductor such as silicon provided with a piezoelectric material such as lead oxide (PZT), zinc oxide (ZnO), aluminum nitride (AlN), or a piezoelectric material such as zinc oxide (ZnO) or aluminum nitride (AlN) as a coating. Also good.

１，２…圧電デバイスとしての水晶振動子、１０…圧電振動片としての水晶振動片、１１…基部、１２…一対の振動腕、１２ａ，１２ｂ…振動腕、１３…支持部、１３ａ，１３ｂ…支持腕、１４…切り欠き部、１５…腕部、１５ａ…溝部、１６…第１錘部、１６ａ…テーパ部、１７…第２錘部、１７ａ…テーパ部、１８，１９…主面、２０…パッケージ、２１…パッケージベース、２２…リッド、２３…接合材、２４…底面としての内底面、２４ａ，２４ｂ…マウント電極、２４ｃ…凹部、２４ｄ…縁、２４ｅ…緩衝部、２５…外底面、２６…外部端子、２７…封止部、２８…貫通孔、２９…封止材、３０…導電性接着剤、７００…電子機器としての携帯電話、７０１…液晶表示装置、７０２…操作ボタン、７０３…受話口、７０４…送話口。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... Quartz crystal | crystallization vibrator as a piezoelectric device, 10 ... Quartz vibrating piece as a piezoelectric vibrating piece, 11 ... Base part, 12 ... A pair of vibrating arm, 12a, 12b ... Vibrating arm, 13 ... Support part, 13a, 13b ... Support arm, 14 ... notch, 15 ... arm, 15a ... groove, 16 ... first weight, 16a ... taper, 17 ... second weight, 17a ... taper, 18, 19 ... main surface, 20 ... Package, 21 ... Package base, 22 ... Lid, 23 ... Joint material, 24 ... Inner bottom surface as a bottom surface, 24a, 24b ... Mount electrode, 24c ... Recess, 24d ... Rim, 24e ... Buffer part, 25 ... Outer bottom surface, 26 ... External terminal, 27 ... Sealing portion, 28 ... Through hole, 29 ... Sealing material, 30 ... Conductive adhesive, 700 ... Mobile phone as electronic device, 701 ... Liquid crystal display device, 702 ... Operation button, 703 ... earpiece, 704 ... mouthpiece

Claims

A vibrating piece including a base and a vibrating arm extending from the base along the first direction ;
A package containing the resonator element;
Including
The vibrating arm is
A first weight part;
An arm portion disposed closer to the base than the first weight portion ;
A second weight portion disposed between the arm portion and the first weight portion;
Including
In the width along the second direction intersecting the first direction of the vibrating arm ,
The width of the first weight portion is wider than the width of the arm portion,
The width of the second weight portion is wider than the width of the arm portion and narrower than the width of the first weight portion,
The package, in plan view, includes a recess inside the opening overlaps with the outer edge of the first weight, the part of the edge of said recess is disposed at a position overlapping with the second weight portion Vibration device characterized by.

In claim 1,
The vibrating arm includes a tapered portion between the arm portion and the second weight portion, and between the second weight portion and the first weight portion,
Vibration device the tapered portion, which in accordance toward the distal end side of the vibrating arm, wherein said second width is continuously changed.

In claim 1 or 2,
A vibration device, wherein a buffer portion is provided at a part of the edge .

In claim 3,
The vibration device according to claim 1 , wherein a shape of a cross section of the buffer portion along the first direction is a substantially semicircular shape or a substantially semielliptical shape.

In claim 3 or 4,
Vibration device the buffer unit is characterized in including that the metal coating.

In any one of Claims 1 thru | or 5,
The vibrating device according to claim 1 , wherein the arm portion is provided with a groove portion along the first direction .

An electronic apparatus comprising the vibration device according to claim 1 .