WO2016158045A1

WO2016158045A1 - 共振子

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Publication number: WO2016158045A1
Application number: PCT/JP2016/054425
Authority: WO
Inventors: 中村　大佐
Original assignee: 株式会社村田製作所
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2016-02-16
Publication date: 2016-10-06
Also published as: CN107431475B; WO2016159016A1; CN107431475A; JPWO2016159016A1; JP6421874B2

Abstract

　電極同士を接続する接続線と電極との間に発生する寄生容量の影響を低減することを可能にする。　輪郭振動する矩形の振動部と、当該振動部を保持する保持枠と、保持枠と第１長辺との間において、振動部に沿って略平行に設けられた第１腕と、当該第１腕と振動部とを接続する複数の第２腕と、第１腕と保持枠とを接続する第３腕とを有し、当該振動部と保持枠とを接続する第１保持腕と、第１腕上に設けられた第１接続線と、保持枠に設けられた第１端子と、振動部上に設けられた少なくとも３つ以上の電極と、複数の第２腕上に設けられ、３つ以上の電極のうちの第１及び第２電極と第１接続線とを接続する複数の第１引き出し線とを備え、複数の第１引き出し線は、第１接続線と接続し、第１接続線は、第１端子に電気的に接続されており、第１及び第２電極は、第１端子から同位相の電界が印加される。

Description

共振子

　本発明は、共振子に関する。

　従来、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を用いた圧電共振装置がたとえばタイミングデバイスとして用いられている。この圧電共振装置は、スマートフォンなどの電子機器内に組み込まれるプリント基板上に実装される。

　このような圧電共振装置に用いられる共振子のうち、高次輪郭振動を行う共振子は、振動部上に設けられた端部電極を介して同位相の電極同士を接続している。特許文献１には、上部電極同士をバスバーで接続した後、振動部から外周の保持枠へと電極を引き出す共振子の構成が開示されている。

米国特許第７８４３２８号明細書

　しかし、特許文献１に記載された従来の共振子では、端部電極と上部電極との間に発生した寄生容量の影響によって、特性の悪化を招くという課題があった。また、振動部の端部に端部電極を設ける必要があるため、上部電極を振動部の端部まで配置することができない場合もあった。

　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、電極同士を接続する接続線と電極との間に発生する寄生容量の影響を低減することが可能な共振子を提供することを目的とする。

　本発明の一側面に係る共振子は、第１及び第２長辺並びに第１及び第２短辺を有し、輪郭振動する矩形の振動部と、振動部の周囲を囲むように設けられ、当該振動部を保持する保持枠と、保持枠と第１長辺との間において、振動部に沿って略平行に設けられた第１腕と、当該第１腕と振動部とを接続する複数の第２腕と、第１腕と保持枠とを接続する第３腕とを有し、当該振動部と保持枠とを接続する第１保持腕と、第１腕上に設けられた第１接続線と、保持枠に設けられた第１端子と、振動部上に設けられた少なくとも３つ以上の電極と、複数の第２腕上に設けられ、３つ以上の電極のうちの第１及び第２電極と第１接続線とを接続する複数の第１引き出し線とを備え、複数の第１引き出し線は、第１接続線と接続し、第１接続線は、第１端子に電気的に接続されており、第１及び第２電極は、第１端子から同位相の電界が印加される。

　第１端子は、保持枠において、第１長辺と対向する位置に設けてもよいし、第１短辺と対向する位置まで引き回して設けてもよい。

　また、共振子は、４つ以上の電極を備え、さらに、保持枠と第２長辺との間において、振動部に沿って略平行に設けられた第１腕と、当該第１腕と振動部とを接続する複数の第２腕と、第１腕と保持枠とを接続する第３腕とを有し、当該振動部と保持枠とを接続する第２保持腕と、第２保持腕の第１腕上に設けられた第２接続線と、保持枠に設けられた第２端子と、複数の第２腕上に設けられ、４つ以上の電極のうちの第３及び第４電極と第２接続線とを接続する複数の第２引き出し線とを備え、複数の第２引き出し線は、第２接続線と接続し、第２接続線は、第２端子に電気的に接続されており、第３及び第４電極は、第１及び第２電極に印加される電界と異なる位相の電界が印加されることが好ましい。

　第２端子は、保持枠において第２長辺と対向する位置に設けてもよいし、第２短辺と対向する位置に設けても良い。

　かかる共振子によれば、同位相の電界が印加される電極同士を接続する接続線を振動部の外部に設ける構成となる。これにより、接続線を振動部の外部に設けることで、接続線と、特に、当該接続線で接続される電極の電界と逆位相の電界が印加される電極との間に一定の隙間を設けることができるため、寄生容量の影響を低減できる。よって、振動部の振動特性を改善することができる。さらに、振動部にバスバーを設けなくともよいため、振動部の端部まで電極を配置することが可能になる。

　また、第１保持腕の複数の第２腕のうちの２本は、第１及び第２電極にそれぞれ対応して設けられており、第２保持腕の複数の第２腕のうちの２本は、第３及び第４電極にそれぞれ対応して設けられることが好ましい。

　この好ましい態様では、共振子が有する１対の保持腕は、上下左右が対称な構成となっている。これによって、不要な振動モードが高次輪郭振動に結合することにより発生する振動障害を抑制することが可能になる。

　また、本発明の他の側面に係る共振子は、互いに対向する１対の第１辺、及び互いに対向する１対の第２辺を有し、輪郭振動する矩形の振動部と、振動部の周囲を囲むように設けられ、当該振動部を保持する保持枠と、保持枠と第１辺との間において、振動部と保持枠とを接続する複数の腕を有する第１保持腕と、保持枠において、１対の第１辺のうち、少なくとも一方の辺に対向する位置に設けられた第１接続線と、保持枠に設けられた第１端子と、振動部上に設けられた少なくとも３つ以上の電極と、第１保持腕の複数の腕上に設けられ、３つ以上の電極のうちの第１及び第２電極と第１接続線とを接続する複数の第１引き出し線とを備え、複数の第１引き出し線は、第１接続線と接続し、第１接続線は、第１端子に電気的に接続されており、第１及び第２電極は、第１端子から同位相の電界が印加される。

　また、共振子は、４つ以上の電極を備え、さらに、保持枠と１対の第１辺のうち、他方の辺との間において、振動部と保持枠とを接続する複数の腕を有する第２保持腕と、保持枠において、他方の辺と対向する位置に設けられた第２接続線と、保持枠に設けられた第２端子と、第２保持腕の複数の腕上に設けられ、４つ以上の電極のうちの第３及び第４電極と第２接続線とを接続する複数の第２引き出し線とを備え、複数の第２引き出し線は、第２接続線と接続し、第２接続線は、第２端子に電気的に接続されており、第３及び第４電極は、第１及び第２電極に印加される電界と異なる位相の電界が印加されることが好ましい。

　かかる共振子によれば、接続線を保持枠上に設けることにより、保持腕を短くすることができる。従って、振動の損失を低減するために、保持腕の幅を狭くした場合でも、保持腕の共振抵抗を小さくすることができる。

　本発明によれば、従来発生していた寄生容量の影響を低減することが可能となる。

第１の実施形態に係る共振装置の外観を概略的に示す斜視図である。第１の実施形態に係る共振装置の構造を概略的に示す分解斜視図である。第１の実施形態に係る共振子の構造の一例を概略的に示す平面図である。第１の実施形態に係る共振子の断面の構造の一例を概略的に示す図である。第２の実施形態に係る共振子の構造の一例を概略的に示す平面図である。第３の実施形態に係る共振子の構造の一例を概略的に示す平面図である。第４の実施形態に係る共振子の構造の一例を概略的に示す平面図である。

［第１の実施形態］
　以下、添付の図面を参照して本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る共振装置１の外観を概略的に示す斜視図である。この共振装置１は、下側基板１４と、下側基板１４との間に振動空間を形成する上側基板１３と、下側基板１４及び上側基板１３の間に挟み込まれて保持される共振子１０と、を備えている。共振子１０は、ＭＥＭＳ技術を用いて製造されるＭＥＭＳ振動子である。

　図２は、本発明の第１実施形態に係る共振装置１の構造を概略的に示す分解斜視図である。下側基板１４はＸＹ平面に沿って平板状に広がっており、その上面に例えば平たい直方体形状の凹部１７が形成されている。凹部１７は共振子１０の振動空間の一部を形成する。その一方で、上側基板１３はＸＹ平面に沿って平板状に広がっており、その下面に例えば平たい直方体形状の凹部１８が形成されている。凹部１８は共振子１０の振動空間の一部を形成する。この振動空間では真空状態が維持されている。下側基板１４及び上側基板１３は例えばＳｉ（シリコン）から形成されている。

　図３は、本実施形態に係る、共振子１０の構造を概略的に示す平面図である。図３を用いて本実施形態に係る共振子１０の各構成について説明する。共振子１０は、振動部１２０と、保持枠１１と、保持腕１１１（第１保持腕の一例である。）、１１２（第２保持腕の一例である。）と、接続線Ｂ１２１（第１接続線の一例である。）、Ｂ１２２（第２接続線の一例である。）と、引き出し線Ｗ１１１、Ｗ１２１（第１引き出し線の一例である。）、Ｗ１２３（第１引き出し線の一例である。）、Ｗ１１２、Ｗ１２２（第２引き出し線の一例である。）、Ｗ１２４（第２引き出し線の一例である。）とを備えている。

（１．振動部１２０）
（１－１．詳細構成）
　振動部１２０は、図３の直交座標系におけるＸＹ平面に沿って平板状に広がる略直方体の輪郭を有している。振動部１２０上には、長さ方向と幅方向とを有する矩形板状の４つの上部電極１２１～１２４（第１電極～第４電極の一例である。）が設けられている。図３において、振動部１２０は、Ｘ軸方向に長辺、Ｙ軸方向に短辺を有し、４つの上部電極１２１～１２４は、いずれもＹ軸方向に長辺、Ｘ軸方向に短辺を有している。

　振動部１２０と保持枠１１との間には、所定の間隔で空間が形成されている。図３の例では、振動部１２０は、１対の長辺において、それぞれ後述する保持腕１１１、１１２によって保持枠１１に接続され、保持されている。他方で、振動部１２０は、１対の短辺において、保持枠１１によって保持されていない。

（１－２．積層構造）
　図４（Ａ）を用いて振動部１２０の積層構造について説明する。図４（Ａ）は、図３のＡＡ´断面図である。

　図４（Ａ）に示すように、振動部１２０は、縮退半導体からなるＳｉ基板１３０上に、下部電極１２９が積層されている。Ｓｉ基板１３０は、長さ１４０μｍ程度、幅４００μｍ程度、厚さ１０μｍ程度であることが望ましい。下部電極１２９は、たとえば、モリブデン（Ｍｏ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属を用いて形成され、厚さ０．１μｍ程度である。なお、下部電極１２９を形成せずに、縮退した半導体であるＳｉ基板１３０を下部電極として用いてもよい。
　また、下部電極１２９の上には、下部電極１２９を覆うように圧電薄膜１２８が積層されており、さらに、圧電薄膜１２８上には、上部電極１２１～１２４が積層されている。上部電極１２１～１２４は、振動部１２０に形成された後、エッチング等の加工により４つに分割される。
　圧電薄膜１２８は、印加された電圧を振動に変換する圧電体の薄膜であり、たとえば、窒化アルミニウム等の窒化物や酸化物を主成分とすることができる。具体的には、圧電薄膜１２８は、窒化スカンジウムアルミニウム（ＳｃＡｌＮ）により形成することができる。ＳｃＡＬＮは、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）におけるアルミニウム（Ａｌ）の一部をスカンジウム（Ｓｃ）に置換したものである。また、圧電薄膜１２８は、たとえば、０．８μｍの厚さを有する。
　また、上部電極１２１～１２４は、下部電極１２９と同様、たとえばモリブデン（Ｍｏ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属を用いて形成され、厚さ０．１μｍ程度である。

（１－３．機能）
　次に、振動部１２０の機能について説明する。振動部１２０は、交番電界が印加されることによって、Ｘ軸方向に沿って輪郭振動する。
　具体的には、圧電薄膜１２８はｃ軸方向に配向しており、そのため、上部電極１２１～１２４に所定の電界を印加して、下部電極１２９と上部電極１２１～１２４との間に所定の電位差を形成すると、この電位差に応じて圧電薄膜１２８がＸＹ面内方向において伸縮することにより、振動部１２０が輪郭振動する。

　図４（Ａ）に示すとおり、振動部１２０は、上部電極１２１～１２４に対応する振動領域Ａ１２１～Ａ１２４に区画される。すなわち、振動領域Ａ１２１～Ａ１２４には、それぞれ上部電極１２１～１２４が形成されている。上部電極１２１～１２４は、隣接する電極とは逆位相となるように、圧電薄膜１２８のｃ軸方向に交番電界が印加されると、隣接する振動領域Ａ１２１～１２４が機械的に結合する。それにより、各領域のＸ軸方向における中心付近が振動の節となり、４つの振動領域Ａ１２１～Ａ１２４は、隣接する領域同士が逆位相で面内方向において振動する。これによって、振動部１２０は、全体として高次輪郭振動する。
　なお、Ｓｉ基板１３０、下部電極１２９及び圧電薄膜１２８は、振動領域Ａ１２１～Ａ１２４で共有されている。

　図３に戻り、共振子１０の他の構成について説明する。
（２．保持枠１１）
（２－１．詳細構成）
　保持枠１１は、ＸＹ平面に沿って矩形の枠状に形成される。保持枠１１は、振動部１２０と、ＸＹ平面に沿って振動部１２０の外側を囲むように設けられる。保持枠１１は、より具体的には、Ｘ軸方向に平行に、振動部１２０の長辺に対向して延びる１対の長辺板状の枠体１１ａ、１１ｂと、振動部１２０の短辺に対向してＹ軸方向に平行に延び、その両端で枠体１１ａ、１１ｂの両端にそれぞれ接続される１対の短辺の枠体１１ｃ、１１ｄと、を備えている。

　枠体１１ａ及び枠体１１ｂには、電圧印加部１１０ａ（第１端子の一例である。）、１１０ｂ（第２端子の一例である。）が形成されている。電圧印加部１１０ａ、１１０ｂは、保持腕１１１、１１２を介して上部電極１２１～１２４に交番電界を印加することができる。本実施形態では、電圧印加部１１０ａは枠体１１ａの中央付近に、電圧印加部１１０ｂは枠体１１ｂの中央付近にそれぞれ形成されているが、さらに１１ｃや１１ｄに形成しても良い。
　なお、以下の説明では、枠体１１ａ側を共振子１０の上側、枠体１１ｂ側を共振子１０の下側として説明する。

（２－２．積層構造）
　図４（Ａ）に示すように、保持枠１１は、縮退半導体からなるＳｉ基板１３０上に、振動部１２０の下部電極１２９と同一のプロセスで一体形成された金属層Ｚ１２９が形成され、さらに金属層Ｚ１２９を覆うように、圧電薄膜１２８が積層されている。保持枠１１は、Ｓｉ基板１３０上に金属層Ｚ１２９、圧電薄膜１２８の順に、振動部１２０と一体形成され、エッチング等の加工により望ましい形状となるように除去されて形成される。なお、保持枠１１に設けられた金属層Ｚ１２９は、エッチング等により下部電極１２９を所定の形状に形成するときに除去されてもよい。

（３．保持腕１１１、１１２）
（３－１．保持腕１１１の詳細構成）
　保持腕１１１は、振動部１２０と保持枠１１とを接続する。保持腕１１１は、ＸＹ平面に沿って保持枠１１の内側であって、振動部１２０の長辺と枠体１１ａとの間に設けられている。保持腕１１１は、主腕１１１ｎ（第１保持腕の第３腕の一例である。）と、接続腕１１１ｍ（第１保持腕の第１腕の一例である。）と、子腕１１１ａ～１１１ｄ（第１保持腕の複数の第２腕の一例である。）とを有する。

　接続腕１１１ｍは、振動部１２０と枠体１１ａとの間の空間において、Ｘ軸方向に平行に、上部電極１２１～１２４に亘って、振動部１２０の長辺に対向して設けられている。
　主腕１１１ｎは、Ｙ軸方向に平行に、振動部１２０の長辺に対向して設けられ、接続腕１１１ｍと枠体１１ａとを接続する。
　子腕１１１ａ～１１１ｄは、振動部１２０と枠体１１ａとの間の空間において、Ｙ軸方向に平行に、振動部１２０の長辺に対向して設けられている。子腕１１１ａは、下端が上部電極１２１の上側の短辺の中央付近において、振動部１２０の長辺に接続し、上端は接続腕１１１ｍの一方の端部に接続している。子腕１１１ｄは、下端が上部電極１２４の上側の短辺の中央付近において、振動部１２０の長辺に接続し、上端は接続腕１１１ｍの他方の端部に接続している。また、子腕１１１ｂは、下端が上部電極１２２の上側の短辺の中央付近において、振動部１２０の長辺に接続し、上端は接続腕１１１ｍに接続している。子腕１１１ｃは、下端が上部電極１２３の上側の短辺の中央付近において、振動部１２０の長辺に接続し、上端は接続腕１１１ｍに接続している。

　接続腕１１１ｍ、主腕１１１ｎ、子腕１１１ａ～１１１ｄは、いずれも、幅５μｍ程度の長辺の矩形の板である。本実施形態においては、保持腕１１１は、振動部１２０の電極の数と同じ数の子腕を有しており、Ｘ軸方向において主腕１１１ｎを中心に左右対称となる構成をしている。これによって、不要な振動モードが高次輪郭振動に結合することにより発生する振動障害を抑制することが可能になる。

（３－２．保持腕１１２の詳細構成）
　保持腕１１２は、振動部１２０と保持枠１１とを接続する。保持腕１１２は、振動部１２０の長辺と枠体１１ｂとの間に設けられている。保持腕１１２は、主腕１１２ｎ（第２保持腕の第３腕の一例である。）と、接続腕１１２ｍ（第２保持腕の第１腕の一例である。）と、子腕１１２ａ～１１２ｄ（第２保持腕の複数の第２腕の一例である。）とを有する。

　接続腕１１２ｍは、振動部１２０と枠体１１ｂとの間の空間において、Ｘ軸方向に平行に、上部電極１２１～１２４に亘って、振動部１２０の長辺に対向して設けられている。
　主腕１１２ｎは、Ｙ軸方向に平行に、振動部１２０の短辺に対向して設けられ、接続腕１１２ｍと枠体１１ｂとを接続する。
　子腕１１２ａ～１１２ｄは、振動部１２０と枠体１１ｂとの間の空間において、Ｙ軸方向に平行に、振動部１２０の長辺に対向して設けられている。子腕１１２ａは、上端が上部電極１２１の下側の短辺の中央付近において、振動部１２０の長辺に接続し、下端は接続腕１１２ｍの一方の端部に接続している。子腕１１２ｄは、上端が上部電極１２４の下側の短辺の中央付近において、振動部１２０の長辺に接続し、下端は接続腕１１２ｍの他方の端部に接続している。また、子腕１１２ｂは、上端が上部電極１２２の下側の短辺の中央付近において、振動部１２０の長辺に接続し、下端は接続腕１１２ｍに接続している。子腕１１２ｃは、上端が上部電極１２３の下側の短辺の中央付近において、振動部１２０の長辺に接続し、下端は接続腕１１２ｍに接続している。

　また、接続腕１１２ｍ、主腕１１２ｎ、子腕１１２ａ～１１２ｄはいずれも、幅５μｍ程度の長辺の矩形の板である。本実施形態においては、保持腕１１２は、振動部１２０の電極の数と同じ数の子腕を有しており、Ｘ軸方向において主腕１１２ｎを中心に左右対称となる構成をしている。これによって、不要な振動モードが高次輪郭振動に結合することにより発生する振動障害を抑制することが可能になる。
　さらに、上述した保持腕１１１と保持腕１１２とは互いに対称な構成となっている。これによって、より一層振動阻害を抑制することができる。

（３－３．積層構造）
　図４（Ｂ）を用いて保持腕１１１、１１２の積層構造について説明する。図４（Ｂ）は図３のＢＢ´断面図である。

　図４（Ｂ）に示すように、保持腕１１１、１１２は、縮退半導体からなるＳｉ基板１３０上に、金属層Ｚ１２９が積層され、金属層Ｚ１２９の上には、金属層Ｚ１２９を覆うように圧電薄膜１２８が積層されている。さらに、圧電薄膜１２８上には、振動部１２０の上部電極１２１～１２４と同一のプロセスで一体形成される、後述する接続線Ｂ１２１、Ｂ１２２や引き出し線Ｗ１１１、Ｗ１２１、Ｗ１２３、Ｗ１１２、Ｗ１２２、Ｗ１２４が積層されている。保持腕１１１、１１２のＳｉ基板１３０、金属層Ｚ１２９、圧電薄膜１２８、接続線Ｂ１２１、Ｂ１２２や引き出し線Ｗ１１１、Ｗ１２１、Ｗ１２３、Ｗ１１２、Ｗ１２２、Ｗ１２４は、振動部１２０と一体形成され、エッチング等の加工により望ましい形状となるように除去されて形成される。なお、保持腕１１１、１１２に設けられた金属層Ｚ１２９は、エッチング等により下部電極１２９を所定の形状に形成するときに除去されてもよい。

（４．接続線Ｂ１２１）
　接続線Ｂ１２１は、振動部１２０の長辺と枠体１１ａとの間の空間に設けられている。接続線Ｂ１２１は、接続腕１１１ｍの表面に設けられ、Ｘ軸方向に平行に、上部電極１２１～１２４に亘って、振動部１２０の長辺と対向して延びている。
　接続線Ｂ１２１は、振動部１２０上に設けられた４つの上部電極１２１～１２４のうち、引き出し線Ｗ１２１及びＷ１２３によって延出された同位相の電界の上部電極１２１と１２３とを接続する。
　このように、本実施形態に係る共振子１０は、振動部１２０に設けられた同位相の上部電極１２１、１２３を接続する接続線Ｂ１２１が、振動部１２０の外部に設けられる構成となっている。そのため、接続線Ｂ１２１と上部電極１２２との間に隙間ができるため、寄生容量の影響を低減することができる。また、振動部１２０上にバスバーを設ける必要がなくなるため、振動部１２０の端部まで上部電極１２２を設けることが可能となる。
　さらに、接続線Ｂ１２１が保持腕１１１上に設けられていることにより、保持腕１１１と保持枠１１との接続点である主腕の数を減らすことができ、振動部１２０の振動の減衰を低減できる。

（５．引き出し線Ｗ１１１、Ｗ１２１、Ｗ１２３）
　引き出し線Ｗ１１１、Ｗ１２１、Ｗ１２３は、振動部１２０の長辺と枠体１１ａとの間の空間に、それぞれＹ軸方向に平行に設けられている。
　引き出し線Ｗ１２１は、子腕１１１ａの表面に設けられ、上部電極１２１を子腕１１１ａ上に延出し、接続線Ｂ１２１に接続させる。引き出し線Ｗ１２３は、子腕１１１ｃの表面に設けられ、上部電極１２１の電界と同位相の電界が印加される上部電極１２３を子腕１１１ｃ上に延出し、接続線Ｂ１２１に接続させる。
　また、引き出し線Ｗ１１１は、主腕１１１ｎ上に設けられ、電圧印加部１１０ａと接続線Ｂ１２１とを接続する。

（６．接続線Ｂ１２２）
　接続線Ｂ１２２は、振動部１２０の長辺と枠体１１ｂとの間の空間に設けられている。接続線Ｂ１２２は、接続腕１１２ｍの表面に設けられ、Ｘ軸方向に平行に、上部電極１２１～１２４に亘って、振動部１２０の長辺と対向して沿って延びている。
　接続線Ｂ１２２は、振動部１２０上に設けられた４つの上部電極１２１～１２４のうち、引き出し線Ｗ１２２及びＷ１２４によって延出された同位相の上部電極１２２と１２４とを接続する。
　このように、本実施形態に係る共振子１０は、振動部１２０に設けられた同位相の上部電極同士を接続する接続線Ｂ１２２が、振動部１２０の外部に設けられる構成となっている。そのため、接続線Ｂ１２２と上部電極１２３との間に隙間ができるため、寄生容量の影響を低減することができる。また、振動部１２０上にバスバーを設ける必要がなくなるため、振動部１２０の端部まで上部電極１２３を設けることが可能となる。
　さらに、接続線Ｂ１２２が、保持腕１１２上に設けられていることにより、保持腕１１２と保持枠１１との接続点である主腕の数を減らすことができ、振動部１２０の振動の減衰を低減できる。

（７．引き出し線Ｗ１１２、Ｗ１２２、Ｗ１２４）
　引き出し線Ｗ１１２、Ｗ１２２、Ｗ１２４は、振動部１２０の長辺と枠体１１ｂとの間の空間に、それぞれＹ軸方向に平行な方向に設けられている
　引き出し線Ｗ１２２は、子腕１１２ｂの表面に設けられ、上部電極１２２を子腕１１２ｂ上に延出し、接続線Ｂ１２２に接続させる。引き出し線Ｗ１２４は、子腕１１２ｄの表面に設けられ、上部電極１２２と同位相の電界が印加される上部電極１２４を子腕１１２ｄに延出し、接続線Ｂ１２２に接続させる。
　また、引き出し線Ｗ１１２は、主腕１１２ｎの表面に設けられ、電圧印加部１１０ｂと接続線Ｂ１２２とを接続する。

［第２の実施形態］
　第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。

　図５は、本実施形態に係る、共振子１０の構造の一例を概略的に示す平面図である。以下に、本実施形態に係る共振子１０の詳細構成のうち、第１の実施形態との差異点を中心に説明する。

（１．振動部１２０）
　本実施形態では、振動部１２０は、３つの上部電極１２１～１２３を有している。その他の振動部１２０の構成は第１の実施形態と同様である。

（２．保持枠１１）
　本実施形態では、電圧印加部１１０ａ、１１０ｂはそれぞれ枠体１１ａ、１１ｂの端部に設けられている。その他の保持枠１１の構成は第１の実施形態と同様である。

（３．保持腕１１１）
　本実施形態では、保持腕１１１は、子腕１１１ａ～１１１ｃの３つの腕しか有しておらず、接続腕１１１ｍ及び主腕１１１ｎに対応する構成を有していない。その他の保持腕１１１の構成は第１の実施形態と同様である。

（４．保持腕１１２）
　本実施形態では、保持腕１１２は、子腕１１２ａ～１１２ｃの３つの腕しか有しておらず、接続腕１１２ｍ及び主腕１１２ｎに対応する構成を有していない。その他の保持腕１１２の構成は第１の実施形態と同様である。

（５．接続線Ｂ１２１）
　本実施形態では、接続線Ｂ１２１は、枠体１１ａ上に、振動部１２０の長辺に対向してＸ軸方向と平行に設けられている。接続線Ｂ１２１は、引き出し線Ｗ１２１、Ｗ１２３によって延出された上部電極１２１、１２３を接続し、枠体１１ａの端部に設けられた電圧印加部１１０ａに接続する。このように、本実施形態に係る共振子１０は、接続線Ｂ１２１を枠体１１ａ上に設けることにより、保持腕１１１を短くすることができる。従って、振動の損失を低減するために、保持腕１１１の幅を狭くした場合でも、保持腕１１１の共振抵抗を小さくすることができる。
　その他の接続線Ｂ１２１の構成は第１の実施形態と同様である。

（６．引き出しＷ１１１、Ｗ１２１、Ｗ１２３）
　本実施形態では、共振子１０は、引き出し線Ｗ１１１を有していない。引き出し線Ｗ１２１、Ｗ１２３の構成は第１の実施形態と同様である。

（７．接続線Ｂ１２２）
　本実施形態では、共振子１０は接続線Ｂ１２２を有していない。

（８．引き出し線Ｗ１１２、Ｗ１２２、Ｗ１２４）
　本実施形態では、共振子１０は、引き出し線Ｗ１２４を有していない。また、引き出し線Ｗ１１２は、Ｘ軸方向に平行に、振動部１２０の長辺に対向して枠体１１ｂ上に設けられている。引き出し線Ｗ１１２は、引き出し線Ｗ１２２によって延出された上部電極１２２を電圧印加部１１０ｂへ接続する。なお、引き出し線Ｗ１２２の構成は第１の実施形態と同様である。

　その他の構成、効果は第１の実施形態と同様である。

［第３の実施形態］
　図６は、本実施形態に係る、共振子１０の構造の一例を概略的に示す平面図である。以下に、本実施形態に係る共振子１０の各構成のうち、第１の実施形態との差異点について説明する。

（１．振動部１２０）
　振動部１２０の構成は第１の実施形態と同様である。

（３．保持腕１１１）
　本実施形態では、保持腕１１１は、子腕１１１ａ、１１１ｂの２つの腕しか有しておらず、さらに、振動部１２０上に設けられた電極の数と子腕の数とは一致していない。また、保持腕１１１は、接続腕１１１ｍ及び主腕１１１ｎに対応する構成を有していない。このように、本実施形態において、保持腕１１１は、振動部１２０上に設けられた電極の数よりも少ない子腕の数を有している。これによって、振動部１２０と接続する子腕の数が少ない分、腕から漏れる振動エネルギーのロスを低減でき、振動特性が向上する。このように、保持腕１１１の子腕のうち、振動部１２０の長辺の外側の子腕をまびく構成にすることにより、よりエネルギーロスの低減の効果を向上させることができる。
　その他の保持腕１１１の構成は第１の実施形態と同様である。

（４．保持腕１１２）
　本実施形態では、保持腕１１２は、子腕１１２ａ、１１２ｂの２つの腕しか有しておらず、さらに、振動部１２０上に設けられた電極の数と子腕の数とは一致していない。また、保持腕１１２は、接続腕１１２ｍ及び主腕１１２ｎに対応する構成を有していない。このように、本実施形態において、保持腕１１２は、振動部１２０上に設けられた電極の数よりも少ない子腕の数を有している。これによって、振動部１２０と接続する子腕の数が少ない分、腕から漏れる振動エネルギーのロスを低減でき、振動特性が向上する。このように、保持腕１１２の子腕のうち、振動部１２０の長辺の外側の子腕をまびく構成にすることにより、よりエネルギーロスの低減の効果を向上させることができる。
　その他の保持腕１１２の構成は第１の実施形態と同様である。

（５．接続線Ｂ１２１）
　本実施形態では、接続線Ｂ１２１は、枠体１１ａ上に、振動部１２０の長辺に対向して、Ｘ軸方向と平行な方向に設けられている。接続線Ｂ１２１は、引き出し線Ｗ１２１、Ｗ１２３によって延出された上部電極１２１、１２３を接続し、枠体１１ａの端部に設けられた電圧印加部１１０ａに接続する。その他の接続線Ｂ１２１の構成は第１の実施形態と同様である。

（６．引き出し線Ｗ１２１、Ｗ１２３）
　本実施形態では、共振子１０は、引き出し線Ｗ１１１を有していない。引き出し線Ｗ１２１、Ｗ１２３の構成は第１の実施形態と同様である。

（７．接続線Ｂ１２２）
　本実施形態では、接続線Ｂ１２２は、枠体１１ｂ上に、振動部１２０の長辺に対向して、Ｘ軸方向と平行な方向に設けられている。接続線Ｂ１２２は、引き出し線Ｗ１２２、Ｗ１２４によって延出された上部電極１２２、１２４を接続し、枠体１１ｂの端部に設けられた電圧印加部１１０ｂに接続する。その他の接続線Ｂ１２２の構成は第１の実施形態と同様である。

（８．引き出し線Ｗ１２２、Ｗ１２４）
　本実施形態では、共振子１０は、引き出し線Ｗ１１２を有していない。引き出し線Ｗ１２２、Ｗ１２４の構成は第１の実施形態と同様である。

　その他の構成、効果は第１の実施形態と同様である。

［第４の実施形態］
　図７は、本実施形態に係る、共振子１０の構造の一例を概略的に示す平面図である。以下に、本実施形態に係る共振子１０の各構成のうち、第１の実施形態との差異点について説明する。

（１．振動部１２０）
　振動部１２０は、本実施形態において、７つの上部電極１２１～１２７と、バスバーｂ１２１とバスバーｂ１２５とを有している。バスバーｂ１２１は、振動部１２０の上側の端部であって、上部電極１２２の上部に設けられ、振動部１２０の長辺と平行にＸ軸方向に沿って延びている。また、バスバーｂ１２５は、振動部１２０の上側の端部であって、上部電極１２６の上部に設けられ、振動部１２０の長辺と平行にＸ軸方向に沿って延びている。
　７つの上部電極１２１～１２７のうち、同位相の電界が印加される上部電極１２１と１２３、上部電極１２５と１２７は、それぞれバスバーｂ１２１、ｂ１２５によって、振動部１２０上で接続される。
　このように本実施形態に係る振動部１２０は、バスバーｂ１２１及びｂ１２５を有している。これによって、振動部１２０と保持腕１１１との接続点を減らすことができ、振動部１２０の振動エネルギーのロスを低減できる。他方で、振動部１２０の中央では振動部１２０上にはバスバーを設けないことで、寄生容量の低減や上部電極を端部まで配置することを可能とし、容量が大きく共振抵抗の小さい効率的な振動を得ることができる。
　その他の振動部１２０の構成は第１の実施形態と同様である。

（２．保持枠１１）
　保持枠１１の構成は第１の実施形態と同様である。

（３．保持腕１１１）
　保持腕１１１は、本実施形態において、子腕１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、接続腕１１１ｍ、主腕１１１ｎを有している。本実施形態では、保持腕１１１の子腕の数は、振動部１２０上に設けられた電極の数とは一致していない。
　このように本実施形態に係る保持腕１１１は、振動部１２０の最端又はその近傍の振動領域に接続される子腕を有していない。すなわち、保持腕１１１は、振動部１２０の中心又はその近傍の振動領域に接続される子腕のみを有している。これによって、振動エネルギーの損失を低減することができる。
　その他の保持腕１１１の構成は第１の実施形態と同様である。

（４．保持腕１１２）
　保持腕１１２は、本実施形態において、子腕１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、接続腕１１２ｍ、主腕１１２ｎを有している。本実施形態では、保持腕１１２の子腕の数は、振動部１２０上に設けられた電極の数とは一致していない。
　このように本実施形態に係る保持腕１１２は、振動部１２０の最端又はその近傍の振動領域に接続される子腕を有していない。すなわち、保持腕１１２は、振動部１２０の中心又はその近傍の振動領域に接続される子腕のみを有している。これによって、振動エネルギーの損失を低減することができる。
　その他の保持腕１１１の構成は第１の実施形態と同様である。

（５．接続線Ｂ１２１）
　本実施形態の接続線Ｂ１２１の構成は第１の実施形態と同様である。

（６．引き出し線Ｗ１１１、Ｗ１２１、Ｗ１２５）
　本実施形態において、引き出し線Ｗ１２１、Ｗ１２５はそれぞれ振動部１２０の長辺と枠体１１ａとの間に、Ｙ軸方向と平行な方向に設けられている。引き出し線Ｗ１２１は、子腕１１１ａ上に設けられ、同位相同士の上部電極１２１、１２３を接続するバスバーｂ１２１と、接続線Ｂ１２１とを接続する。
　引き出し線Ｗ１２５は、子腕１１１ｃ上に設けられ、同位相同士の上部電極１２５、１２７を接続するバスバーｂ１２５と、接続線Ｂ１２１とを接続する。
　なお、引き出し線Ｗ１１１の構成は、第１の実施形態と同様である。

（７．接続線Ｂ１２２）
　本実施形態の接続線Ｂ１２２の構成は第１の実施形態と同様である。

（８．引き出し線Ｗ１１２、Ｗ１２２、Ｗ１２４、Ｗ１２６）
　本実施形態において、引き出し線Ｗ１２２、Ｗ１２４、Ｗ１２６はそれぞれ振動部１２０の長辺と枠体１１ｂとの間に、Ｙ軸方向と平行な方向に設けられている。引き出し線Ｗ１２２は、子腕１１２ａ上に設けられ、同位相同士の上部電極１２２を延出して、接続線Ｂ１２２へ接続する。
　引き出し線Ｗ１２４は、子腕１１１ｂ上に設けられ、上部電極１２４を延出して、接続線Ｂ１２２へ接続する。
　引き出し線Ｗ１２６は、子腕１１２ｃ上に設けられ、上部電極１２６を延出して、接続線Ｂ１２２へ接続する。
　なお、引き出し線Ｗ１１２の構成は、第１の実施形態と同様である。

　その他の構成、効果は第１の実施形態と同様である。

　以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもなく、これらも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

　１０　　　　　　共振子
　１１　　　　　　保持枠
　１１ａ～ｄ　　　枠体
　１１０ａ、ｂ　　電圧印加部
　１１１　　　　　保持腕
　１１１ａ～ｅ　　子腕
　１１１ｍ　　　　接続腕
　１１１ｎ　　　　主腕
　１１２　　　　　保持腕
　１１２ａ～ｅ　　子腕
　１１２ｍ　　　　接続腕
　１１２ｎ　　　　主腕
　１２０　　　　　振動部
　１２１～１２７　上部電極
　１２８　　　　　圧電薄膜
　１２９　　　　　下部電極
　１３０　　　　　Ｓｉ基板
　Ｂ１２１、１２２　　接続線
　ｂ１２１、１２５　　バスバー
　Ｗ１１１、１１２、１２１、１２３、１２２、１２４　　引き出し線

Claims

　第１及び第２長辺並びに第１及び第２短辺を有し、輪郭振動する矩形の振動部と、
　前記振動部の周囲を囲むように設けられ、当該振動部を保持する保持枠と、
　前記保持枠と前記第１長辺との間において、前記振動部に沿って略平行に設けられた第１腕と、当該第１腕と前記振動部とを接続する複数の第２腕と、前記第１腕と前記保持枠とを接続する第３腕とを有し、当該振動部と前記保持枠とを接続する第１保持腕と、
　前記第１腕上に設けられた第１接続線と、
　前記保持枠に設けられた第１端子と、
　前記振動部上に設けられた少なくとも３つ以上の電極と、
　前記複数の第２腕上に設けられ、前記３つ以上の電極のうちの第１及び第２電極と前記第１接続線とを接続する複数の第１引き出し線と
　を備え、
　前記複数の第１引き出し線は、前記第１接続線と接続し、
　前記第１接続線は、前記第１端子に電気的に接続されており、
　前記第１及び第２電極は、前記第１端子から同位相の電界が印加される、共振子。
　前記共振子は、
　４つ以上の電極を備え、さらに、
　前記保持枠と前記第２長辺との間において、前記振動部に沿って略平行に設けられた第１腕と、当該第１腕と前記振動部とを接続する複数の第２腕と、前記第１腕と前記保持枠とを接続する第３腕とを有し、当該振動部と前記保持枠とを接続する第２保持腕と、
　前記第２保持腕の前記第１腕上に設けられた第２接続線と、
　前記保持枠に設けられた第２端子と
　前記複数の第２腕上に設けられ、前記４つ以上の電極のうちの第３及び第４電極と前記第２接続線とを接続する複数の第２引き出し線と
を備え、
　前記複数の第２引き出し線は、前記第２接続線と接続し、
　前記第２接続線は、前記第２端子に電気的に接続されており、
　前記第３及び第４電極は、前記第１及び第２電極に印加される電界と異なる位相の電界が印加される、請求項１に記載の共振子。
　前記第１保持腕の前記複数の第２腕のうちの２本は、前記第１及び第２電極にそれぞれ対応して設けられており、
　前記第２保持腕の前記複数の第２腕のうちの２本は、前記第３及び第４電極にそれぞれ対応して設けられた、請求項２に記載の共振子。
　互いに対向する１対の第１辺、及び互いに対向する１対の第２辺を有し、輪郭振動する矩形の振動部と、
　前記振動部の周囲を囲むように設けられ、当該振動部を保持する保持枠と、
　前記保持枠と前記第１辺との間において、前記振動部と前記保持枠とを接続する複数の腕を有する第１保持腕と、
　前記保持枠において、前記１対の第１辺のうち、少なくとも一方の辺に対向する位置に設けられた第１接続線と、
　前記保持枠に設けられた第１端子と、
　前記振動部上に設けられた少なくとも３つ以上の電極と、
　前記第１保持腕の前記複数の腕上に設けられ、前記３つ以上の電極のうちの第１及び第２電極と前記第１接続線とを接続する複数の第１引き出し線と
　を備え、
　前記複数の第１引き出し線は、前記第１接続線と接続し、
　前記第１接続線は、前記第１端子に電気的に接続されており、
　前記第１及び第２電極は、前記第１端子から同位相の電界が印加される、共振子。
　前記共振子は、
　４つ以上の電極を備え、さらに、
　前記保持枠と前記１対の第１辺のうち、他方の辺との間において、前記振動部と前記保持枠とを接続する複数の腕を有する第２保持腕と、
　前記保持枠において、前記他方の辺と対向する位置に設けられた第２接続線と、
　前記保持枠に設けられた第２端子と、
　前記第２保持腕の前記複数の腕上に設けられ、前記４つ以上の電極のうちの第３及び第４電極と前記第２接続線とを接続する複数の第２引き出し線と
を備え、
　前記複数の第２引き出し線は、前記第２接続線と接続し、
　前記第２接続線は、前記第２端子に電気的に接続されており、
　前記第３及び第４電極は、前記第１及び第２電極に印加される電界と異なる位相の電界が印加される、請求項４に記載の共振子。