201032470 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 彎曲振動元件及壓電裝 本發明係關於一種彎曲振動片 置。 【先前技術】 先前’眾所周知若將彎曲振動片小型化則Q值會變小，
從而會阻礙彎曲振動。其係由與直至利用熱移動而使溫度 平衡為止之緩和時間成反比的緩和振動、與彎曲振動片之 振動頻率接近所引起的熱彈性效應所導致。f曲振動片因 彎曲振動而產生彈性變形’收縮之面之溫度上升、而擴展 之面之溫度下降，因此於彎曲振動片之内部產生溫差。藉 由與直至利用熱傳導（熱移動）而使該溫差達到溫度平衡為 止之緩和時間成反比的緩和振動，阻礙彎曲振動，使得卩 值降低。又，根據其他看法’因熱傳導而損失之能量無法 用作彎曲振動能量，從而由此會產生彎曲振動片之q值降 低。 為此，於彎曲振動片之矩形狀剖面上形成槽或者貫穿 孔，以阻止自振動元件之收縮之面至擴展之面上所產生之 熱移動，從而抑制因熱彈性效應所引起之Q值變動（例如參 照專利文獻1)。 又’於非專利文獻1中’係針對音又型水晶振動元件之 一構造例’藉由熱彈性方程式進行Q值計算。根據其計算 結果’報告有25°C時之CI(Crystal Impedance，晶體阻抗） 值之約950/〇係由熱彈性效應而引起。 143990.doc 201032470 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]曰本專利實開平2-32229號公報（4頁〜5頁， 圖1〜圖3) [非專利文獻] [非專利文獻1]第36次EM專題討論會，5頁〜8頁、「熱彈 性方程式之音叉型水晶振動元件之Q值之解析」，伊藤秀 明、玉木悠也 【發明内容】 ❹ [發明所欲解決之問題] 然而’即便使用上述先前技術而於彎曲振動部設置貫穿 孔，彎曲振動部之剛性亦會顯著降低。又，即便如專利文 獻1般設置彎曲振動部之槽，因熱彈性效應所引起之Q值降 低之防止效果亦不充分。因此，課題為：為了防止因熱彈 性效應所引起之Q值之降低，仍有進一步改良之餘地。 [解決問題之技術手段] 本發明係為解決上述問題之至少一部分而完成者。可藉 © 由以下之形態或者應用例而實現。 [應用例1]本應用例之彎曲振動片包含：基部；以及彎 曲振動部，其自上述基部延長而形成，並進行彎曲振動· 且上述彎曲振動部包含：第i面及第2面，其藉由彎曲振動 * 而彼此不同地擴展及收縮；第3面及第4面；第丨槽部，其 設置於上述第3面；以及第2槽部’其設置於上述第4面了 包含上述第1面之面與包含上述第2面之面係對向；包含上 143990.doc -4- 201032470 1 之面與包含上述第4面之面係對向；上述第1槽部 之第1冰度及上述第2槽部之第2深度小於包含上述第3面之 面與包含上述第4面之面之間的距離；上述第)深度與上述 ， 第2深度之和大於該距離；上述第！槽部及上述第2槽部係 配置於包含上述第！面之面與包含上述第2面之面之間。 . [應用例2]本應用例之f曲振動片包含：基部；以及振 動部’其自上述基部延長；且上述振動部包含：第1及第2 主面’其彼此對向；第1槽部’其形成於上述第i主面；以 及第2槽部’其形成於上述第2主面；於自上述第!主面之 法線方向俯視時，上述第！槽部與上述第2槽部係於與上述 延長之方向正交之方向上排列；上述第丨槽部之第丨深度及 上述第2槽部之第2深度小於上述&主面與上述第2主面之 間之上述法線方向之距離；且上述第1深度與上述第2深度 之和大於上述距離。 [應用例3]於上述應用例之彎曲振動片中，上述振動部 Φ 包含第3及第4主面，其連結上述第1主面與上述第2主面， 且彼此對向，上述第3及第4主面之關係為，藉由上述振動 部之彎曲振動，於上述第3主面擴展時，上述第4主面收 縮’而於上述第3主面收縮時，上述第4主面擴展。 根據應用例1至3，由於第1槽部之第丨深度及第2槽部之 第2深度小於包含第3面之面與包含第4面之面之間的距 離，故第1槽部及第2槽部並不貫穿包含第3面之面與包含 第4面之面之間。因此，與於彎曲振動部設置有貫穿孔之 情形相比’可改善彎曲振動部之剛性。而且，由於第1槽 143990.doc 201032470 部之第丨深度與第2槽部之第2深度之和大於上述距離，故 無法直線地形成第i伸縮部（第…與第2伸縮部（第2面）之 間之熱移動路徑。如此’使第i伸縮部（第a)與第2伸縮部 (第2面）之間之熱移動路徑於w槽部及^槽部中迁迴從 而可將其延長。因此’直至利用熱移動(熱傳導)而使溫度 平衡為止之緩和時間得以延長’故可使與該緩和時間成反 比之緩和振動頻率避開彎曲振動頻率。藉此，可抑制因熱 彈性效應所引起之Q值之變動，且可實現·f曲振動片之小 型化。 [應用例4]於上述應用例之彎曲振動片中，上述第丨槽部 及上述第2槽部較好的是配置成，與連接包含i述第i面之 面與包含上述第2面之面之間之最短距離的最短線交又。 藉此，由於第1槽部及第2槽部係配置成與連接包含第i 面之面與包含第2面之面之間之最短距離的最短線交叉， 故可使第1面與第2面之間之熱移動路徑藉由第丨槽部及第2 槽部而迂迴，從而可使該熱移動路徑長於包含第1面之面 與包含第2面之面之間的最短距離。因此，可抑制因熱彈 性效應所引起之Q值之變動’且可實現彎曲振動片之小型 化0 [應用例5]於上述應用例之彎曲振動片中，上述第1槽部 及上述第2槽部較好的是自上述彎曲振動部起跨越上述基 部而形成。 藉此’由於第1槽部及第2槽部係自彎曲振動部起跨越基 部而形成’且配置於基部，故於基部上亦可延長熱移動路 143990.doc 201032470 經。因此，吉5 1用熱移動（熱傳導）而使溫度平衡為止之 I和夺間得以延長’故可使與該緩和時間成反比之缓和振 頻率避開f曲振動頻率。藉此，可抑制因熱彈性效應所 . 引起之Q值之㈣’且可實現f曲振動片之小型化。 . & [應^例6]於上述應用例之彎曲振動片中，當上述振動 部之彎曲振動頻率設為£、圓周率為π'上述振動部所使用 材料之振動方向上之導熱率設為k、上述振動部中所使 ❿ 質量密度設為p、上述振動部中所使用之材料 .、、、里叹為cp、且上述振動部之振動方向上之振幅設為 而fm Kk/(2Pcpa2)成立時，較好的是〇 〇9<f心。更好的 是0.25<f/fm，進而好的是1<f/fm。 藉此，可使緩和振動頻率充分避開彎曲振動頻率，因此 可抑制因熱彈性效應所引起之Q值之降低，且可實現彎曲 振動片之小型化。 [應用例7]於上述應用例之彎曲振動片中，上述第1槽部 φ 及上述第2槽部較好的是從始於上述基部之上述彎曲振動 部之延長方向之長度的一半處起配置於基部侧。 藉此因第1槽部及第2槽部係從始於由彎曲振動所引起 之熱之移動相對較多之部分即基部的彎曲振動部之延長方 向之長度的一半處起配置於基部側，故可實現上述效果。 而且，可確保超過始於由彎曲振動所引起之熱之移動相對 較少之部分即基部的彎曲振動部之延長方向之長度之一半 之部分的機械強度。 [應用例8]本應用例之彎曲振動元件包含：上述所揭示 I43990.doc 201032470 之上述彎曲振動片；以及封裝體，其收納上述彎曲振動 片，且於上述封裝體内氣密地密封有上述彎曲振動片。 藉此，彎曲振動元件可實現與上述相同之效果。 [應用例9]本應用例之壓電裝置包含：上述所揭示之上 述彎曲振動片，IC(Integrated Circuit，積禮電路）晶片，其 使上述彎曲振動元件驅動；以及封裝體，其收納上述彎曲 振動片及上述1C晶月；且於上述封裝體内氣密地密封有上 述彎曲振動片及上述1C晶片。 藉此’壓電裝置可實現與上述相同之效果。 【實施方式】 於以下之實施形態中，係列舉將壓電體之一種即包含水 aa的水晶振動片作為彎曲振動片之一例而進行說明。而 且，列舉將水晶振動元件及水晶振盪器作為使用該水晶振 動片之壓電振動元件及壓電裝置之例進行說明。並且，為 了進行圖示說明，揭示了 X軸、γ軸、及Z軸來進行說明， 且各轴分別表示水晶之晶轴即作為電軸之結晶乂軸、作為 機械軸之結晶Y軸、及作為光學軸之結晶2軸。又，亦可 形成為：圖示之Z軸相對於結晶Z轴而傾斜1度〜5度左右， 伴隨該傾斜，Z-X平面亦傾斜。 (第1實施形態） 以下，參照圖1〜圖4，說明第1實施形態。 圖1係表示第1實施形態之水晶振動片1 〇之概略立體圖。 圖2係自以γ軸為中心旋轉180。之方向觀察圖1所示之水晶 振動片10之概略立體圖。圖3係自圖1及圖2之Y(+)方向觀 143990.doc 201032470 察之z-χ概略剖面圖，且係概略配線圖。圖4係表示彎曲振 動片（水β曰振動片）之Q之f/fm相依性之圖表，其係利用彎曲 振動部之剖面形狀之不同進行比較的圖表。 如圖1及圖2所示，水晶振動片1〇包含作為振動部之彎曲 振動4 1、基部2、激振電極3、4、以及固定電極5.、6。水 晶振動片10包含作為第3主面之第1面11、作為第4主面之 第2面12、作為第1主面之第3面13、及作為第2主面之第4 ⑩ 面14。作為第3主面之第1面11與作為第4主面之第2面12係 對向配置，作為第！主面之第3面13與作為第2主面之第4面 Η係對向配置。於第3面13形成有第1槽部15。於第彳面“ 形成有第2槽部16。而且，第丨槽部15係與第2面12對向配 置’第2槽部16係與第1面1丨對向配置。又，於自作為第1 主面之第3面13之法線方向俯視時，第1槽部15與第2槽部 16係於與彎曲振動部1之自基部2延長之方向為正交之方向 上排列。 φ 再者’本申請案中之第1及第2主面不包含第1及第2槽部 之内面及底面。 第1槽部15及第2槽部16係自彎曲振動部1起跨越基部2而 形成’第1槽部15及第2槽部16之一端配置於基部2。第1槽 部15及第2槽部16之他端係從始於基部2之彎曲振動部1之 延長方向（與圖示γ(+)方向相反之方向）之長度之一半處起 配置於基部側。 此處’第1槽部15及第2槽部16係形成於彎曲振動部1之 因彎曲振動而產生之收縮及擴展之程度較大的部分即彎曲 143990.doc 201032470 振動部1與基部2之邊界、也就是自彎曲振動部丨起跨越基 部2而形成，但並不限定於此，例如可形成於彎曲振動部 1，亦可形成於基部2。又，第丨槽部15及第2槽部16係從始 於基部2之彎曲振動部！之延長方向（與圖示γ(+)方向相反 之方向）之長度之一半處起配置於基部側，但並不限定於 此，亦可形成為至彎曲振動部1之延長方向之長度（延長方 向之端）為止。 彎曲振動部1及基部2係自水晶之原礦石切出之後，藉由 濕式餘刻等而形成。激振電極3、4、與固定電極5、6包 含··鉻（Cr)或鎳（Ni)等之底層；以及電極層，其形成於該 底層上，且含有金（Au)或者銀（Ag)等。該等底層及電極層 係藉由蒸鑛或者濺鍵等而形成。第1槽部15及第2槽部16係 藉由對第3面13及第4面14實施濕式蝕刻等而形成。 於第1面11包含第1伸縮部17，其伴隨實線箭頭及兩點鎖 線箭頭所示之彎曲振動，交替地於γ方向上產生收縮及擴 展。於第2面12包含第2伸縮部18，其伴隨實線箭頭及兩點 鎖線箭頭所示之彎曲振動，交替地於γ方向上產生收縮及 擴展。 當第1伸縮部17(第1面11)產生收縮時，第2伸縮部i 8(第2 面12)及第1槽部15產生擴展。而且，第2槽部16產生收 縮。反之，當第1伸縮部1 7(第1面11)產生擴展時，第2伸縮 部18(第2面12)及第1槽部15產生收縮。而且，第2槽部16產 生擴展。如此，分別對向配置之第1面11及第2面12藉由彎 曲振動而彼此不同地擴展及收縮。並且，由於收縮之面之 143990.doc •10· 201032470 又上升、擴展之面之溫度下降，故第1面11與第2面12之 f ^彎曲振動片之内部會產生溫差。產生緩和振動頻率 之緩和振動’其與直至利用熱傳導（熱移動）而使該溫差 度平衡為止的緩和時間τ為反比。此處，緩和振動 頻率f「〇與緩和時間τ“ί0=1/(2πτ)而表示。#者，本申請 案中「/」之符號係表示除算。
眾所周知’緩和振動頻率通常係根據下式而求出。 fmik/(2pCpa2) .··⑴ r 為圓周率，让為振動部（彎曲振動部）之振動方向 (著曲振動方向）之導熱率，p為振動部之質量 動㈣曲振動部)之熱容量，a為振動精曲振動部 動方向（彎曲振動方向）之振幅。 於向式⑴之導熱率k、質量密度p、熱容量&輸入振動部 之材料自身之常數之情形時，將所求出之緩和振動頻率fm 為振動^上未5又置第旧部15及第2槽部i6時之弯曲振動 部之緩和振動頻率。 激振電極3係形成於第！伸縮部17及第2伸縮部^上。而 且，激振電極4係形成於第丨槽部15及第2槽部16上。 固定電極5、6係配置於基部2。以使交流電流流經固定 電極5、6之間之方式進行配線。固定電極5連接於激振電 極3,固定電極6連接於激振電極4(省略圖示卜 如圖3⑷所示，於第1面11之第1伸縮部η、及第2面12之 第2伸縮部18分別配置有激振電極3，於第】槽部15及第2槽 部16分別配置有激振電極4。 I43990.doc -11 - 201032470 第1槽部15之第1深度di及第2槽部16之第2深度d2，小於 彎曲振動部1之第3面13與第4面14之間之距離t。即，第1 槽部15及第2槽部16並不貫穿第3面13與第4面14之間。例 如於圖3(a)中’第1槽部15之第1深度dl及第2槽部16之第2 深度d2均設為〇.9t。此處，只要第1深度dl及第2深度们小 於距離t ’且第1深度d 1與第2深度d2之和超過距離t，則並 不限定於均設為〇.9t，例如可為di=〇.9t、d2=0.4t之組合， 亦可為dl=0.6t、d2=0.8t等任一組合。藉由第i深度dl及第 2深度d2小於距離t，而使第i槽部15及第2槽部16成為非貫 穿孔’因此與將槽部作為貫穿孔之情形相比，可提高彎曲 振動部1之剛性。 如此，於藉由彎曲振動而彼此不同地擴展及收縮之第1 面11及第2面12上，使用於利用熱傳導（熱移動）而使第i面 11與第2面12之間之溫差達到溫度平衡之熱移動路徑，於 第1槽部15及第2槽部16 ♦迂迴，從而使該熱移動路徑長於 第1面11與第2面12之間的直線距離。藉此，直至利用熱移 動（熱傳導）而使溫度平衡為止之緩和時間τ得以延長從而 使與緩和時間τ成反比之緩和振動頻率&避開彎曲振動頻 率f。 圖4係表示彎曲振動片（水晶振動片）之卩之以沅相依性的 圖表。此處，fm係彎曲振動部上未設置槽部時（彎曲振動 部之剖面形狀為大致矩形時）之緩和振動頻率，於其他實 施形態中亦為同樣的定I @4之圖表之右㈣ 形係模式性地表示彎曲振動部之剖面形狀者。 143990.doc •12· 201032470 》圖中之緣圖（pl〇t)如下：三角之標記物係圖3⑷之剖面 狀之^ It形，塗黑之方形之標記物係藉由於彎曲振動部之 「及第2主面上a又置槽部而將彎曲振動部之剖面形狀設為 」之所明Η型之情形；中空之菱形之標記物係於彎曲 、動。Ρ之所有主面上均不設置槽部之所謂平板之情形。 又車又粗之實線係三角標記物之值之近似直線’虛線係方 形標記物間之内插直線，一點鎖線係菱形標記物間之内插 直線。 根據圖4可知：將彎曲振動部之剖面形狀設為如圖3(a) 般，且將f/fm設為大於〇.G9之值，藉此實現Q值高於η型之 情形之彎曲振動片。進而，#由將f/fm設為大於〇.25之 值，可實現Q值高於Η型與平板之任一情形之彎曲振動 片。若使f/fm大於1，則Q值顯著高於H型及平板之任一情 形。 如上所述，固定電極5係連接於激振電極3，固定電極6 φ 係連接於激振電極4。因此，如圖3(a)所示，使交流電流流 經激振電極3與激振電極4之間。藉此，被激振電極3與激 振電極4所夾持之彎曲振動部丨會產生電場。藉由使交流電 •流流經激振電極3與激振電極4之間，正電荷及負電荷會交 替地帶電，因此電場之方向會改變。根據該電場之產生方 向’於第1面11(第1伸縮部17)及第2槽部16、以及第2面 12(第2伸縮部18)及第1槽部15上，在圖示γ方向上會產生 由壓電效應所引起之擴展以及收縮。如此，彎曲振動部1 以彎曲振動頻率f進行實線箭頭及兩點鎖線箭頭所示之彎 143990.doc 201032470 曲振動。 伴隨該彎曲振動，與第1面U及第2面12、以及第i槽部 15及第2槽部16連接之基部2上，亦分別與第1伸縮部丨了以 及第2伸縮部18同樣地，在圖示丫方向上產生擴展以及收 縮。 又，固定電極5及固定電極6亦用於固定於收納水晶振動 片10之封裝體（省略圖示）等。 (變形例） 圖3(b)及圖3(c)係表示圖3(幻所示之第1槽部15及第2槽部 16相關之第1實施形態之變形例的圖。此處，圖3(b)及圖 3(c)所示之激振電極3、4之配置及配線，與圖3(a)所示之 激振電極3、4之配置及配線相同。 圖3(b)所示之水晶振動片1〇與圖3(a)所示之水晶振動片 1〇之不同點在於：於第3面13形成有2個第1槽部15;以及2 個第1槽部1 5上分別包含激振電極4。 圖3(c)所示之水晶振動片10與圖3(b)所示之水晶振動片 10之不同點在於：於第3面13形成有深度d4之第1槽部 15A、及深度d6之第1槽部15B’且於第4面14形成有深度 d3之第2槽部16A、及深度d5之第2槽部16B。此處，與第1 深度dl同樣地’深度们與深度d4之和小於彎曲振動部1之 第3面13與第4面Μ之間的距離t。同樣，與第2深度d2同樣 地’深度d5與深度d6之和小於距離t。 如此，於藉由彎曲振動而彼此不同地擴展及收縮之第1 面11及第2面12上’使用於利用熱傳導（熱移動）而使第1面 143990.doc -14- 201032470 11與第2面12之間之溫差達到溫度平衡之熱移動路徑，在 第1槽部15及第2槽部16中"，從㈣該熱移動路徑長於 第1面11與第2面12之間之直線距離。藉此，直至利用熱移 動（熱傳導）而使溫度平衡為止之緩和時心得以延長，從而 使與緩和時間τ成反比之緩和振動頻^。避開彎曲振動頻 率f。而且，較好的是f曲振動頻率f除以緩和振動頻率加 之值f/fm超過G.G9，從而可抑制因熱彈性效應所引起之q ❿
值之降低。更好的是〇.25<f/fm，進而好的是1<f/fm，藉此 可進一步實現Q值之改善。 因此，根據第1實施形態及其變形例，由於第丨槽部15之 第1深度dl及第2槽部16之第2深度d2小於第3面13與第4面 14之間之距離，故第丨槽部15及第2槽部16並不貫穿第^面 13與第4面14之間。而且，由於第丨槽部15之第丨深度“與 第2槽部16之第2深度d2之和大於第3面13與第4面14之間的 距離t，故無法直線地形成第丨伸縮部17(第丨面n)與第2伸 縮部18(第2面12)之間之熱移動路徑。如此’可使第1伸縮 部17(第1面11)與第2伸縮部18(第2面12)之間之熱移動路徑 在第1槽部15及第2槽部16中迂迴，從而可將該熱移動路徑 延長。因此’直至利用熱移動（熱傳導）而使溫度平衡為止 之緩和時間τ得以延長，故可使與該緩和時間τ成反比之緩 和振動頻率fo避開彎曲振動頻率f。藉此，可抑制因熱彈性 效應所引起之Q值之變動，且可實現水晶振動片10之小型 化。 藉此’由於第1槽部15及第2槽部16係配置成與連接第1 143990.doc • 15- 201032470 面11與第2面12之間之最短距離的最短線交叉，故可使第^ 面11與第2面12之間之熱移動路徑藉由第丨槽部15及第2槽 部16而迂迴，從而可使該熱移動路徑長於第丨面丨丨與第二面 12之間之最短距離。因此，可抑制因熱彈性效應所引起之 Q值之變動，且可實現水晶振動片1〇之小型化。 藉此，由於第1槽部15及第2槽部16係自彎曲振動部丄起 跨越基部2而形成且配置於基部2，故即便於基部2上亦可 延長熱移動路徑。由於直至利用熱移動（熱傳導）而使溫度 平衡為止之緩和時間以寻以延長，故可使與該緩和時間^成❹ 反比之緩和振動頻率f0避開彎曲振動頻率fe藉此，從而能 夠抑制因熱彈性效應所引起之〇值之變動，且可實現水晶 振動片10之小型化。 藉此，由於第1槽部15及第2槽部16係從始於由彎曲振動 而引起之熱之移動相對較多的部分即基部2的彎曲振動部工 之延長方向之長度一半處起配置於基部側，故可實現上述 效果。而且，可確保超過始於由彎曲振動而引起之熱之移 動相對較少之部分即基部2的彎曲振動部丨之延長方向之長 © 度之一半的部分之機械強度。 藉此，可使緩和振動頻率充分避開彎曲振動頻率，故可 抑制因熱彈性效應所引起之Q值之降低，從而可實現彎曲 振動片之小型化。特別是與未形成第1槽部15或第2槽部16 ' 之彎曲振動片、或者第丨槽部15之第丨深度dl與第2槽部16 之第2深度d2之和小於第3面13與第4面14之間、或者第3面 13與第4面14之間之距離t之情形、即所謂之剖面形狀 143990.doc •16- 201032470 實現因熱彈性效應所引起 片之小型化。 之Q值 型之彎曲振動片相比，可 降低得以抑制之彎曲振動 (第2實施形態） 以下，參照圖5〜圖7,說明第2實施形態。 圖5係表示第2實施形態之水晶振動片20之概略立體圖。 圖6及圖7係於圖5之耶方向觀察之Z-X概略剖面圖，係概 略配線圖。
圖^所示之水晶振動片20包含及圖2所示之第卬 施开八4之水晶振動片1G。因此，附上相同符號並省略構成 說月以下，作為振動部之彎曲振動部丨、激振電極3、 4及基部2，列舉圖3(a)所示之形狀及配置為例進行說 明。 如圖5所示，水晶振動片20包含2個水晶振動片1〇，該水 晶振動片10包含作為振動部之彎曲振動部丨及基部2。2個 基部2係藉由連結部29而結合。 Φ 如圖6(a)所示，彎曲振動部1及基部2係與圖3(a)同樣地 形成。而且’ 2個彎曲振動部1及基部2為相同配置。2個彎 曲振動部1中圖6(a)中左侧圖示之一方之彎曲振動部1的激 ' 振電極3、4之配置與圖3(a)相同。相對於此，在圖6(a) . 中’右側圖示之他方之彎曲振動部1之激振電極3、4之配 置與圖3(a)不同，而為相反之配置。即，右側圖示之他方 之彎曲振動部1中，激振電極4係形成於第1伸縮部17及第2 伸縮部18。而且，激振電極3係形成於第1槽部15及第2槽 部16。 143990.doc •17· 201032470 並且，使交流電流流經激振電極3與激振電極4之間。藉 此，如圖5所示，水晶振動片2〇之彎曲振動部i進行實線箭 頭及兩點鎖線箭頭所示之彎曲振動。 如此，於藉由彎曲振動而彼此不同地擴展及收縮之第i 面11及第2面12上，使用於利用熱傳導（熱移動）而使第1面 11與第2面12之間之溫差達到溫度平衡之熱移動路徑在第！ 槽部15及第2槽部16中迂迴，從而使該熱移動路徑長於第i 面11與第2面12之間的直線距離。藉此，直至利用熱移動 (熱傳導）而使溫度平衡為止之緩和時間“寻以延長，從而使 與緩和時間τ成反比之緩和振動頻率f〇避開彎曲振動頻率 f。而且’彎曲振動頻率f除以緩和振動頻率fm之值較 好的是超過0.09 ,從而可抑制因熱彈性效應所引起之Q值 之降低。更好的是0.25<f/fm，進而好的是1<f/fm，藉此可 進一步實現Q值之改善。 (變形例1) 圖6(b)係圖6(a)所示之第丨槽部15及第2槽部16相關之第2 實施形態之變形例。圖6(b)與圖6(a)之不同點在於圖6(b)中 右側圖示之他方之彎曲振動部丨之第丨槽部15及第2槽部16 之配置。即，形成於作為第丨主面之第3面13上的第1槽部 15係與第1面〗1對向配置，形成於作為第2主面之第斗面“ 上的第2槽部16係與第2面12對向配置。 左侧圖示之一方之彎曲振動部丨、基部2、及各2對之激 振電極3、4係與圊6(a)同樣地配置、配線。並且，與圖 6(a)同樣地，使交流電流流經激振電極3與激振電極4之 143990.doc -18· 201032470 間。藉此，彎曲振動部1進行圖5中以實線箭頭及兩點鎖線 箭頭所示之彎曲振動。 如此，於藉由彎曲振動而彼此不同地擴展及收縮之第i 面11及第2面12上，使用於利用熱傳導（熱移動）而使第1面 11與第2面12之間之溫差達到溫度平衡之熱移動路徑在第i 槽部15及第2槽部16中迂迴，從而使該熱移動路徑長於第1 面11與第2面12之間的直線距離。藉此，直至利用熱移動 (熱傳導）而使溫度平衡為止之緩和時間4寻以延長，從而使 與緩和時間τ成反比之緩和振動頻率f〇避開彎曲振動頻率 f。並且’彎曲振動頻率f除以緩和振動頻率fm之值以加較 好的是超過0.09，從而可抑制因熱彈性效應所引起之Q值 之降低。更好的是〇.25<f/fm，進而好的是Kf/fm，藉此可 進一步實現Q值之改善。 (變形例2) 圖7係表示圖6(a)所示之激振電極3、4之配置相關之第2 實施形態之變形例的圖。 圖7與圖6(a)之不同點在於：於2個彎曲振動部1及基部2 上分別配置有一對激振電極3、4。 如圖7(a)所示’激振電極3係配置於左側圖示之一方之彎 曲振動部1之第2面12、及右侧圖示之他方之彎曲振動部i 之第1面11。而且’激振電極4係配置於左側圖示之一方之 '彎曲振動部1之第1槽部15、及右側圖示之他方之彎曲振動 部1之第2槽部16。 如圖7(b)所示’激振電極3係配置於左側圖示之一方之 143990.doc -19- 201032470 彎曲振動部1之第i槽部15、及右側圖示之他方之彎曲振動 部1之第2槽部16。而且，激振電極4係配置於左側圖示之 一方之彎曲振動部丨之第2槽部16、及右側圖示之他方之彎 曲振動部1之第1槽部15。 如圖7(c)所示，激振電極3係配置於左側圖示之一方之彎 曲振動。卩1之第2槽部16、及右側圖示之他方之彎曲振動部 1之第1槽部15。而且，激振電極4係配置於左側圖示之一 方之彎曲振動部1之第1面Π、及右側圖示之他方之彎曲振 動部1之第2面12。 激振電極3及激振電極4係與圖6(a)同樣地配線。而且， 使父流電流流經激振電極3與激振電極4之間。藉此，彎曲 振動部1進行圖5中以實線箭頭及兩點鎖線箭頭所示之彎曲 振動。 此處，圖7中2個彎曲振動部丨及基部2之配置表示為與圖 6(a)相同，但亦可與圖6(b)所示之2個彎曲振動部丨及基部2 同樣地配置。 如此，於藉由彎曲振動而彼此不同地擴展及收縮之第ι 面11及第2面12上’使用於利用熱傳導（熱移動）而使第！面 11與第2面12之間之溫差相溫度平衡之熱移動路徑在第！ 槽部15及第2槽部16中迁迴，從而使該熱移動路徑長於第】 面"與第2面12之間的直線距離。藉此，直至利用熱移動 (熱傳導）而使溫度平衡為止之緩和時心得以延長，從而使 與緩和時間τ成反比之緩和振動頻率化避開彎曲振動頻率 彎曲㈣頻率f除以緩和振動頻率如之值咖較 143990.doc -20- 201032470 好的是超過0.09，從而可抑制因熱彈性效應所引起之〇值 之降低。更好的是〇.25<f/fm，進而好的是1<f/fm，藉此可 進一步實現Q值之改善。 (變形例3) 圖8係表示圖6及圖7所示之激振電極3、4之配置、以及 彎曲振動部1及基部2之形狀相關之第2實施形態之變形例 的圖。 如圖8(a)及圖8(b)所示，激振電極3係配置於彎曲振動部 1之第3面13及第4面Μ。而且，激振電極4係配置於彎曲振 動部1之第1面11及第2面12。並且，包含第丨面丨丨之面與包 含第2面12之面係對向。包含第3面13之面與包含第4面14 之面係對向。 此處所示之包含第丨面丨丨之面係表示第丨面丨丨及第丨面^ 延長之面’且表示直至與第3面13延長之面交又為止的 面。反之，包含第3面13之面係表示第3面13及第3面13延 ❿ 長之面，且表示直至與第1面11延長之面交又為止之面。 又，包含第2面12之面係表示第2面12及第2面12延長之 面，且表示直至與第4面14延長之面交叉為止之面。反 之’包含第4面Μ之面係表示第4面14及第4面14延長之 面，且表示直至與第2面12延長之面交叉為止之面。 如圖8(a)所示’左側圖示之一方之彎曲振動部1及基部2 係於第4面14形成有作為第2槽部16之面21A、22A。於第3 面13形成有作為第1槽部15之面23A、24A。而且，右側圖 不之他方之彎曲振動部丨及基部2係於第3面13形成有作為 143990.doc -21 - 201032470 第1槽部15之面23B、24B。於第4面14形成有作為第2槽部 16之面 21B、22B。 如此’於藉由彎曲振動而彼此不同地擴展及收縮之第1 面11及第2面12上’使用於利用熱傳導（熱移動）而使第1面 11與第2面12之間之溫差達到溫度平衡之熱移動路徑在面 22A與面24A之間、以及面22B與面24B之間迂迴，從而使 該熱移動路徑長於包含第1面Π之面與包含第2面12之面之 間的直線距離。藉此，直至利用熱移動（熱傳導）而使溫度 平衡為止之缓和時間τ得以延長，從而使與緩和時間τ成反 比之緩和振動頻率f〇避開彎曲振動頻率f。並且，彎曲振動 頻率f除以緩和振動頻率fm之值f/fm較好的是超過〇 〇9，從 而可抑制因熱彈性效應所引起之Q值之降低。更好的是 0.25<f/fm，進而好的是l<f/fm，藉此可進一步實現q值之 改善。 如圖8(b)所示’左側圖示之一方之彎曲振動部i及基部2 係於第4面14形成有作為第2槽部16之面25 A。於第3面13形 成有作為第1槽部15之面26A。而且，右側圖示之他方之彎 曲振動部1及基部2係於第3面13形成有作為第1槽部15之面 26B。於第4面14形成有作為第2槽部16之面25B。 如此，於藉由彎曲振動而彼此不同地擴展及收縮之第1 面11及第2面12上，使用於利用熱傳導（熱移動）而使第！面 11與第2面12之間之溫差達到溫度平衡之熱移動路徑，長 於第1面11與第2面12之最短距離（連結第1面11與第2面12 之最短距離）、且長於包含第1面11之面與包含第2面12之 143990.doc -22- 201032470 面之間的直線距離。藉此，直至利用熱移動（熱傳導）而使 溫度平衡為止之緩和時間τ得以延長，從而使與緩和時間τ 成反比之緩和振動頻率f〇避開彎曲振動頻率f。而且，彎曲 振動頻率f除以緩和振動頻率frn之值f/fm較好的是超過 〇.〇9 ’從而可抑制因熱彈性效應所引起之q值之降低。更 好的是0.25<f/fm ’進而好的是i<f/fm，藉此可進一步實現 Q值之改善。 如此，變形例3亦中可使第1面11與第2面12之間之熱移 動路徑長於包含第1面11之面與包含第2面12之面之最短距 離。該最短距離係第1面11延長之面、與第2面12延長之面 之間的最短_距離。 於變形例3中，如圖6及圖7所示’更好的是分別於第3面 13形成有第1槽部15、及於第4面14形成有第2槽部16。 (變形例4) 圖9係表示圖6所示之水晶振動片20之第1槽部15及第2槽 部16之形狀相關之第2實施形態之變形例的圖。 圖9(a)及圖9(b)所示之第1槽部15及第2槽部16，係相對 於圖6(a)及圖6(b)之矩形狀，而形成為三角形狀。此處， 與圖6(a)和圖6(b)之不同點相同’圖9(a)與圖9(b)之不同點 在於’右侧圖示之他方之彎曲振動部1之第1槽部15及第2 槽部16之配置。 (變形例5) 圖10係表示圖5所示之基部2及連結部29之形狀、以及固 定電極5、6之配置相關之第2實施形態之變形例的圖。 143990.doc -23- 201032470 圖l〇(a)所示之水晶振動片2〇A係將自圖5所示之連結部 29延長而形成之固定部29A配置於2個水晶振動片1〇之間。 圖10(b)所示之水晶振動片2〇B包含2個自圖5所示之連結 部29延長而形成之固定部29B，且於2個固定部29B之間配 置有2個水晶振動片10且將其等連接。 於第2實施形態及變形例丨〜變形例2中，使用圖3(a)所示 之彎曲振動部1及基部2對水晶振動片2〇進行了說明，但並 不限定於此，亦可為使用了圖3(b)或者圖3(c)所示之彎曲 振動部1及基部2之水晶振動片20。 © 因此，根據第2實施形態及其變形例丨〜變形例5，可實現 與上述實施形態相同之效果。而且，於變形例3中，第^面 11與第2面12之間之熱移動路徑長於包含第1面11之面與包 含第2面12之面之間的直線距離。藉此，可實現與上述實 施形態相同之效果。 (第3實施形態） 以下’參照圖11及圖I2 ’說明第3實施形態。 圖11係表示第3實施形態之水晶振動片3〇之概略立體 ◎ 圖。圖12係自圖11之Y(+)方向觀察之ζ_χ概略剖面圖。以 下’作為振動部之彎曲振動部1、激振電極3、4、及基部 2 ’列舉圖3 (a)所示之形狀為例進行說明。 圖11所示之水晶振動片30係與圖5所示之第2實施形態同 樣的構成及配線，但如實線箭頭及兩點差線箭頭所示，作 為振動部之彎曲振動部1之振動方向不同。因此，附上相 同之符號，省略構成及配線之說碉，而對振動方向不同之 143990.doc •24· 201032470 點進行說明。 圖⑷為將圖7⑷所示之2個彎曲振動部i、激振電極 、及基部2分別順時針旋轉9〇。之配置。或者’圖12⑷ 為將圖7 (C)所示之2個彎曲振動部1、激振電極3、4、及基 部2分別逆時針旋轉9〇〇之配置。 土 圖（）為將圖7(b)所不之2個臀曲振動部i、激振電極 3 4及基部2分別逆時針旋轉9〇。之配置。又，圖u(b)為
將圖7(b)所示之2個彎曲振動部卜激振電極3、4、及基部2 分別順時針旋轉90。之配置。 圖12⑷為包括圖12⑷之左_示之一方之弯曲振動部 1、激振電極3、4、及基部2、以及圖12(b)之右側圖示之他 方之彎曲振動部1、激振電極3、4、及基部2的配置。 圖12(d)為將圖7(c)所示之2個彎曲振動部丨、激振電極 3、4、及基部2中左側圖示之一方之彎曲振動部【、激振電 極3、4、及基部2逆時針旋轉9〇。之配置，且為將右側圖示 之他方之彎曲振動部丨、激振電極3、4、及基部2順時針旋 轉90°之配置。 因此，根據第3實施形態，可實現與上述實施形態相同 之效果。 第3實施形態中’使用圖3(a)所示之彎曲振動部1、激振 電極3、4、及基部2而對水晶振動片30進行了說明，但並 不限定於此’亦可為使用了圖3(b)或者圖3(c)所示之彎曲 振動部1、激振電極3、4、及基部2之水晶振動片30。或 者’亦可為使用圖8及圖9所示之彎曲振動部1、激振電極 143990.doc -25- 201032470 3、4、及基部2的水晶振動片3〇。 (第4實施形態） 以下，參照圖13及圖14,說明第4實施形態。 圖13係表示第4實施形態之水晶振動片40之概略立體 圖。圖Μ係自圖13之丫⑴方向觀察之ζ_χ概略剖面圖 係概略配線圖。 丹 與圖”所示之第3實施形態之水晶振動片3〇同樣地，圖 13所示之水晶振動片4G係於實線箭頭及兩點鎖線箭頭所示 之方向上進行振動。 水晶振動片40與第3實施形態之水晶振動片3〇之不同點 在於’包含3個作為振動部之弯曲振動心、激振電極3、 4、及基部2。因此’附上相同之符號，且省略構成之說 明。以下，f曲振動部！、激振電極3、4、及基部2將列舉 圖3(a)所示之形狀及配置為例來進行說明。 如圖13所示，水晶振動片4〇包含圖工所示之彎曲振動部^ 及基部2各3個。而且，相鄰之基部2分別藉由連結部咖 結合。 圖14(a)為包含圖12(&)所示之配置之彎曲振動部丨、激振 電極3、4、及基部2、以及於其圖示右側包含圖12(幻之左 側圖示之—方之彎曲振動部1、激振電極3、4、及基部2的 配置。 圖14(b)為包含3個圖12(d)所示之配置之彎曲振動部i、 激振電極3、4、及基部2之配置。 圖14(e)為包含3個圖12(b)所示之配置之彎曲振動部j、 143990.doc 201032470 激振電極3、4、及基部2之配置。 圖1 5係表示圖14所示之彎曲振動部1及基部2之配置相關 之第4實施形態之變形例的圖。 (變形例） 圖15(a)所示之水晶振動片40係使圖14(a)所示之配置之3 個彎曲振動部1及基部2中的中央之彎曲振動部丨及基部2旋 轉180°之配置。 圖l5(b)所示之水晶振動片40係使圖14(a)所示之配置之3 個彎曲振動部1及基部2中的中央及右側之彎曲振動部丄及 基部2分別旋轉180。之配置。 圖15(a)及圖15(b)所示之水晶振動片4〇省略了激振電極 3、4的配置，但配置有圖14(a)〜圖14(幻所示之激振電極 3、4 〇 於第4實施形態中，使用圖3(a)所示之彎曲振動部丨及基 4 2對水晶振動片4〇進行了說明，但並不限定於此，亦可 ❹ 為使用了圖3(b)或者圖3(e)所示之彎曲振動部1及基部2之 水晶振動片40。 因此，根據第4實施形態，可實現與上述實施形態相同 •之效果。 (第5實施形態） 以下，列舉水晶振動元件作為第5實施形態之壓電振動 元件之一例而進行說明。 第5實施形態之壓電振動元件係使用第1〜第4實施形態之 壓電振動片之水晶振動元件。因此，第5實施形態之壓電 143990.doc -27- 201032470 振動元件所使用之壓電振動片係與第1〜第4實施形態之壓 電振動片相同之構成，故附上相同之符號，並省略構成之 說明。以下，使用第2實施形態之水晶振動片2〇進行說 明。 圖16係除去蓋體而露出内部構造之水晶振動元件之概略 平面圖。圖17係圖16之又_父概略剖面圖，其係配置蓋體而 表示者。 如圖16及圖17所示，水晶振動元件8〇係於封裝體31内收 納水晶振動片20。具體而言，如圖17所示，水晶振動元件 © 8〇係於包含第1基板34、積層於該第1基板34上之第2基板 35以及第3基板36之封裝體31内收納水晶振動片2〇。 封裝體31包含作為絕緣基體之第1基板μ、第2基板35以 及第3基板36。第2基板35包含延長部35a，其於封裝體31 内延長。於延長部35&上形成有2個電極部32。使用導電膏 等而將水晶振動片20之固定電極5及固定電極6固定於電極 32上並使其等導通。此處，作為導電性接著劑，可使 用在由特疋之合成樹脂而成之黏合劑成分中添加銀粒子等 〇 導電粒子者。 第1基板34、第2基板35及第3基板36係由絕緣材料而形 成’陶竞較為適合。特別是’作為較佳之材料，選擇具有 與水晶振動片20或蓋體37之熱膨脹係數一致、或者極其接 近之熱此脹係數者’本實施形態中例如利用陶竞之生胚片 材。生胚片材例如係使陶瓷粉末分散於特定之溶液中並添 加黏合劑後將所生成之捏合物成形為薄片狀之較長帶狀， 143990.doc -28 · 201032470 並將其切割成特定之長度而獲得者。 第1基板34、第2基板35及第3基板36可將成形為圖示形 狀之生胚片材積層後加以燒結而形成。該情形時，第 . 板34係構成封裝體31之底部之基板’重疊於其上之第2基 板35及第3基板36係使上述生胚片材為板狀，除去内部之 材料後成為框狀，並形成圖17之内部空間8者，且利用該 内部空間s收納水晶振動片2G。於該封裝體31上經由科伐 瘳 料之接合材或者密封材47等接合蓋體37,該蓋體37係由 陶瓷或玻璃或者科伐合金等金屬所形成。藉此，將封裝體 3 1氣密地密封。 於第1基板34上，例如使用銀•鈀等之導電膏或者鎢金 屬化等之導電膏等，形成所需之導電圖案之後，進行第1 基板34第2基板35及第3基板36之燒結，然後對鎳及金或 者銀等依序進行鍍敷，從而形成上述電極部32。 如圖17所不，電極部32係藉由未圖示之導電圖案而與封 〇 裝體31之底面所露出之至少2個安裝端子41連接。用以連 接忒電極部32與安裝端子41之導電圖案可形成於封裝體3ι 形成時所利用之槽形結構（未圖示）之表面，並引導至封裝 體31之外面，或者亦可藉由貫穿第1基板34及第2基板35之 導電通孔等而連接。 藉由對2個安裝端子41之間施加交流電壓使交流電流 流經固定電極5與固定電極6之間（參照圖5)。藉此，水晶振 動片20進仃上述實施形態中以實線箭頭及兩點鎖線箭頭所 示之彎曲振動。 143990.doc •29- 201032470 因此，根據第5實施形態，可獲得實現與上述實施形態 相同之效果之水晶振動元件。 (第6實施形態） 以下，列舉水晶振盪器作為第6實施形態之壓電裝置之 一例來進行說明。 第6實施形態之水晶振盪器係使用第〗〜第4實施形態之壓 電振動片之水晶振盪器。因此，第6實施形態之水晶振盪 器所使用之壓電振動片係與第丨〜第4實施形態之壓電振動 片相同之構成，因此附上相同之符號，並省略構成之說 明。以下，使用第2實施形態之水晶振動片2〇進行說明。 又，第5實施形態與第6實施形態之不同點在於：第^實施 形態之水晶振盪器係於第5實施形態所示之水晶振動元件 中包含1C晶片，該1(：晶片包含使水晶振動元件驅動之驅動 電路。 如圖18所示，於形成封裝體31之第i基板34之上面，形 成有包含金（Au)等之内部連接端子89。IC晶片87係使用接 著劑等而固定於形成封裝體31之第i基板34上面。並且， 於1C晶片87之上面形成有包含Au等之IC連接墊82。IC連接 墊82係藉由金屬線88而連接於内部連接端子89。又，内部 連接端子89經由内部配線，連接於形成於封裝體31外部之 第1基板34下面之安裝端子41。再者，IC晶片”與内部連 接端子89之連接方法不僅有利用金屬線88之方法，亦可使 用利用覆晶安裝之連接方法。 因此，根據第6實施形態，可獲得實現與上述實施形態 143990.doc •30· 201032470 相同之效果之水晶振盪器。 又，第6實施形態中，列舉水晶振盪器作為壓電裝置之 一例而進行了說明，但並不㈣於此，亦可㈣晶片_ 含檢測電路之陀螺感測器等。 ，再者，能夠解決上述課題之至少一部分之範圍内之變 开’、改良等均屬於上述實施形態。 例如，上述說明中係將固定電極5連接於激振電極〕、將 φ 固定電極6連接於激振電極4，但並不限定於此，亦可將固 定電極5連接於激振電極4、將固定電極6連接於激振電極 3 〇 並且，於z-x概略剖面圖（圖3、圖6〜圖9、圖12、圖14、 乂及圖15)中，第1槽部15及第2槽部16係圖示為等間隔或 者對稱，但並不限定於此，間隔可不同，亦可為非對稱。 作為彎曲振動片之材料，並不僅限定於水晶，亦可為組 酸鐘（LiTa〇3)、四硼酸鐘（Li2B4〇7)、銳酸鐘（l膽⑹鍅 ❹鈦酸錯^b-based lanthanumdoped加〇缝出咖如， pzt)、氧化鋅（Zn0)、氮化銘（A1N)等之麼電體、或者石夕等 之半導體。 又’圖式中，第1面11、第2面12、作為第i主面之第3面 13、及作為第2主面之第4面14係作為平面而圖示，但並不 限定於此，例如可為曲面、2個以上之平面或者曲面所形 成之面，亦可為包含連接其等平面或者曲面之脊線之面。 【圖式簡單說明】 圖1係表示^實施形態之水晶振動片之概略立體圖； 143990.doc 31 201032470 圖2係自以Y軸為中心旋轉180。之方向觀察圖1所示之水 晶振動片之概略立體圖； 圖3(a)-(c)係自圖！及圖2之¥(+)方向觀察之ζ·χ概略剖面 圖，且係概略配線圖； 圖4係表示各種彎曲振動片之Q之f/fm相依性之圖表，且 係根據彎曲振動部之剖面形狀之不同而進行比較之圖表； 圖5係表示第2實施形態之水晶振動片之概略立體圖； 圖6(a)、（b)係於圖5之γ(+)方向觀察之ζ_χ概略剖面圖， 且係概略配線圖； 圖7(a)-(c)係於圖5之Υ(+)方向觀察之ζ_χ概略剖面圖， 且係概略配線圖； 圖8(a)、（b)係表示第2實施形態之變形例之圖； 圖9(a)、（b)係表示第2實施形態之變形例之圖； 圖10(a)、（b)係表示第2實施形態之變形例之圖； 圖11係表示第3實施形態之水晶振動片之概略立體圖； 圖12(a)-(d)係自圖n之γ(+)方向觀察之ζ χ概略剖面 |S| · 團， 圖13係表不第4實施形態之水晶振動片之概略立體圖； 圖14(a)-(c)係自圖13之γ(+)方向觀察之ζ_χ概略剖面 圖，且係概略配線圖； 圖15(a)、（b)係表示第4實施形態之變形例之圖； 圖16係第5實施形態之除去蓋體而露出内部構造之水晶 振動元件之概略平面圖； 圖17係圖16之χ-χ概略剖面圖；及 143990.doc -32- 201032470 圖1 8係表示第6實施形態之水晶振盪器之概略剖面圖。 【主要元件符號說明】
1 彎曲振動部 2 基部 3、4 激振電極 5、6 固定電極 10 水晶振動片 11 第1面 12 第2面 13 第3面 14 第4面 15 第1槽部 16 第2槽部 20A > 20B 水晶振動片 29 連結部 29A ' 29B 固定部 30 水晶振動片 40 水晶振動片 dl 第1槽部之第1深度 d2 第2槽部之第2深度 d3、d4、d5、d6 深度 t 第3面與第4面之間之距離 143990.doc -33-